《计算机维修技术 第2版》PPT电子教案-第08章_显示系统故障维修.ppt

第8章显示系统故障维修,8.1图形显示技术8.2显卡故障维修【重点】8.3CRT显示器故障维修8.4LCD显示器故障维修【重点】,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第2页共94页,8.1图形显示技术,8.1.1分辨率与显示模式屏幕显示的像素点越多，图像越清晰。显示器分辨率=水平像素点X垂直像素点。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第3页共94页,8.1图形显示技术,8.1.1分辨率与显示模式图像的色彩比分辨率重要。显示模式是一种设计规范，它规定了显示器的分辨率、色彩数量等技术指标。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第4页共94页,8.1图形显示技术,8.1.1分辨率与显示模式,常用显示模式,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第5页共94页,8.1图形显示技术,8.1.1分辨率与显示模式显示器屏幕宽高比：4：3（早期最常见的屏幕比例）；16：9（HDTV屏幕比例）；16：10（目前最常见显示器屏幕比例）,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第6页共94页,8.1图形显示技术,8.1.2RGB与YIQ色彩模型色彩是人大脑对物体的一种主观感觉。加色法原理颜色由基本色光按不同比例混合而成。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第7页共94页,8.1图形显示技术,8.1.2RGB与YIQ色彩模型RGB模型：红、绿、蓝RGB模型广泛应用于显示器、电视机等主动发光的产品中。,RGB,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第8页共94页,8.1图形显示技术,8.1.2RGB与YIQ色彩模型CMY模型：三原色颜料是青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）。CMY模型应用于各种被动发光产品。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第9页共94页,8.1图形显示技术,8.1.2RGB与YIQ色彩模型,CIE1931色度图,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第10页共94页,8.1图形显示技术,8.1.2RGB与YIQ色彩模型YIQ电视色彩模型：美国电视标准委员会制定我国电视采用PAL制式，色彩模型为YUVY表示亮度，在Y信号分量中，红、绿、蓝三原色按适当比例混合；I为色彩（橙至青）和纯度信号；Q为色彩（绿至品）红和纯度信号。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第11页共94页,8.1图形显示技术,8.1.33D图形处理流程3D图形的生成与处理：几何建模、坐标转换和渲染贴图。,建模,光照,渲染,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第12页共94页,8.1图形显示技术,8.1.33D图形处理流程几何建模：用3D软件制作三角形骨架网络，记录物体的几何形状。然后将贴图包裹在模型外面。坐标转换：3D图形从生成到在屏幕上显示，包含了多种坐标系的转换。贴图（像素渲染）：大多数情况是对贴图做斜向透视变形。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第13页共94页,8.1图形显示技术,8.1.33D图形处理流程光栅化：将景物模型和色彩信息转换为屏幕象素的过程。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第14页共94页,8.1图形显示技术,8.1.43D图形处理技术光线追踪：通过追踪与物体表面发生交互作用的光线，得到光线经过路径的模型。目前3D软件采用反向追踪法。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第15页共94页,8.1图形显示技术,8.1.43D图形处理技术图形抗锯齿：抖动技术通过改变象素的灰度等级排列，得到过渡色调，使曲线边缘看起来更平滑。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第16页共94页,8.1图形显示技术,8.1.43D图形处理技术,图形抗锯齿前,图形抗锯齿后,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第17页共94页,8.1图形显示技术,8.1.43D图形处理技术抖动抗锯齿技术是利用不同灰度等级的颜色来填充图形边缘。多级采样抗锯齿（MSAA）技术仅处理对象边缘的像素，对内部像素不进行处理。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第18页共94页,8.1图形显示技术,8.1.5DirectX接口功能与结构DirectX是微软公司的一组游戏编程接口。DirectX组成：显示部分、声音部分、输入部分和网络部分。DircetX10的主要目标是最大地限度地降低CPU负载，增强显卡处理效能。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第19页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.1独立显卡基本组成显卡功能：协助CPU进行图形处理，将信号转换为显示器能够接收的方式。集成显卡特点：成本低（无需购置显卡），运行费用低（功耗低），故障率低（发热低、无接触性故障。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第20页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.1独立显卡基本组成显卡部件：图形处理芯片GPU；显卡I/O芯片；显存芯片；供电电路；散热部件；总线接口PCI-E；输出接口DVI；其他电子元件。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第21页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.1独立显卡基本组成,热管散热,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第22页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.1独立显卡基本组成,GPU,GDDR,DC-DC,DVI,MIO,PCI-E,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第23页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.1独立显卡基本组成GPU决定显卡性能的高低，它是显卡的核心部件。常见GPU芯片：NVIDIA（英伟达）公司的Geforce系列ATI公司的Radeon系列。显存用来保存GPU处理过程中的临时性数据，以及GPU处理好的各帧图形数据。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第24页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.2GPU结构与性能统一流水线结构特点：通过流处理器（SP）动态分配各种操作；顶点着色、几何着色和像素着色合并成一个渲染流程，每个流处理器都可以进行顶点计算、几何计算和像素计算；流处理器可以并行运行，不像原来的串行结构那样顺序执行。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第25页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.2GPU结构与性能,GPU传统管线结构,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第26页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.2GPU结构与性能,GPU统一流水线结构,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第27页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.2GPU结构与性能G200图形处理芯片基本结构,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第28页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.2GPU结构与性能G200核心技术参数：65nm工艺制造集成14亿个晶体管核心频率为602MHz着色器频率为1.296GHz240个SP（流处理器）80个TF（纹理过滤单元），频率为500MHz,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第29页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.2GPU结构与性能,G200芯片内核,SP核心,帧缓存,设置,TF纹理,光栅化,线程调度,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第30页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.2GPU结构与性能流处理器：包含浮点运算单元、整数运算单元和多级寄存器等部件。流处理器可作为顶点着色器、像素着色器或几何着色器使用。纹理过滤：当3D空间里的多边形经过坐标变换、投影、光栅化等过程，变成2D屏幕上的一组像素时，每个像素需要到相应纹理图像中进行采样。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第31页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.3集成显卡结构与性能在主板芯片组中集成显卡功能已经成为一种发展趋势。集成显卡（GMA）会占用部分内存，令微机性能略为降低。Intel集成显卡经历了5代产品的发展。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第32页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.3集成显卡结构与性能IntelGMA集成图形核心技术参数,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第33页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.3集成显卡结构与性能集成显卡基本结构,北桥芯片,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第34页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.4显卡接口技术规格PCI-E16总线为点对点串行传输，工作电压为12V，数据传输带宽为4.2GB/s。VGA接口是显卡输出的模拟信号接口。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第35页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.4显卡接口技术规格DVI是数字信号接口。DVI接口采用TMDS微分信号机制，将显卡中的数据编码，并通过串行连接进行传输。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第36页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.4显卡接口技术规格DVI接口与VGA接口显示效果比较。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第37页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.4显卡接口技术规格DVI提供1.65Gb/s的带宽，可满足1920108060Hz的显示要求。HDMI是数字音频视频接口，它用于DVD影碟机、数字电视机、显示器等。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第38页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.5显卡主要技术性能显卡技术性能主要在于GPU芯片的性能。显卡GPU厂商：NVIDIA（英伟达）公司AMD公司Intel公司（集成显卡）等。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第39页共94页,8.2显卡故障维修,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第40页共94页,8.2显卡故障维修,8.2.6显卡常见故障分析,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第41页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.1CRT显示器基本组成CRT由显像管、主板、尾板、机壳四大部件组成。CRT显像管组成：玻璃显像管、电子枪、偏转线圈、荫罩板、荧光粉等。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第42页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.1CRT显示器基本组成CRT由,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第43页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.1CRT显示器基本组成CRT由,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第44页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.1CRT显示器基本组成CRT由,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第45页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.1CRT显示器基本组成电子枪是显像管的核心部件，它发出的电子束击中荧光屏，激发荧光粉产生图像。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第46页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.1CRT显示器基本组成CRT由,CRT显像管基本结构,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第47页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.1CRT显示器基本组成荫罩板上的小孔让电子束通过，作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的荧光点，分离显示器的色彩。对于荧光粉，阳极电压越高，电子束电流密度越大，激发荧光粉的亮度也越大。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第48页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.2CRT显示器工作原理显像管内的电子枪发出RGB三色高压电子束，电子束经过强度控制、聚焦和加速后，变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，穿过荫罩板上的小孔，轰击显像管上的荧光粉，使得荧光粉激活出光。电子束扫描过后，荧光粉保持一定时间的余辉显示。当电子束扫描到另外的点时，像素点不会马上熄灭。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第49页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.2CRT显示器工作原理RGB电子枪电压值不同（1050kV），对荧光粉的激发程度也就不同，因此产生不同的色彩。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第50页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.2CRT显示器工作原理电子枪从显像管左上角开始进行电子束扫描，扫描到一行结束时，就形成了一条扫描光栅。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第51页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.2CRT显示器工作原理电子束由左至右，由上至下扫描完成一幅画面的过程称为刷新。刷新频率为60Hz图像才能稳定显示。刷新频率82Hz以上时，屏幕画面不闪烁。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第52页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.3CRT显示器基本电路基本电路：RGB色彩驱动电路、同步信号处理电路、行扫描电路、场扫描电路、视频放大电路、高压电路、偏转部件、开关电源等。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第53页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.3CRT显示器基本电路基本电路,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第54页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.4CRT显示器主要技术指标图像分辨率与荫罩板点距、行频、荧光粉质量、图像像素大小、用户设置、软件设计、显示器大小等因素有关。点距是荫罩板上相同颜色孔点之间的距离。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第55页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.4CRT显示器主要技术指标行频是电子枪每秒钟在屏幕上扫描水平线的总数，行频又称为水平刷新频率。场频是电子枪每秒钟在屏幕显示画面的帧数，场频又称为屏幕刷新频率。带宽是电子枪每秒钟扫描像素点总数。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第56页共94页,8.3CRT显示器故障维修,8.3.5CRT显示器常见故障分析,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第57页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.1液晶材料的光电特性液晶加热时呈透明液态，冷却时呈结晶颗粒混浊固体状态。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第58页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.1液晶材料的光电特性LCD使用长棒状液晶。液晶本身不发光，但是它具有控制光线通过的特性。液晶不通电时，呈现固体特性，液晶排列整齐有序，光线可直接穿过它；液晶通电时，呈现液体性质，液晶分子排列不规则，并阻止光线通过。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第59页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.1液晶材料的光电特性,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第60页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.1液晶材料的光电特性,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第61页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.2TN-LCD工作原理TN-LCD是最基本的显示技术，其它类型的LCD都以TN-LCD为蓝本加以改良。TN型液晶面板包括：背光源、偏光片、玻璃基板、配向膜、透明电极、液晶层、RGB滤光片等部件。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第62页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.2TN-LCD工作原理,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第63页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.2TN-LCD工作原理背光板：由荧光物质组成，可反射灯管发出的光线，主要作用是提供均匀的背光源。偏光片：是一系列细小的平行线，它的作用是阻隔与栅栏垂直的光分量，只准许与栅栏平行的光分量通过。玻璃基板：用于固定液晶材料。透明电极：改变电压就可以改变液晶分子的旋转状态，以激活需要工作的液晶单元。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第64页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.2TN-LCD工作原理配向膜：沟槽是希望长棒状液晶分子沿沟槽排列，这样液晶分子的排列才会整齐。液晶层：厚度约5m，加电将光线阻断，不加电则使光线射出。彩色滤光片：LCD实现彩色显示，由RGB三原色构成。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第65页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理LCD由液晶面板、LCD主板、开关电源板、高压板、OSD调节板、信号接口、机壳等部件组成。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第66页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理基本电路,电源板,高压板,LCD主板,高压板,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第67页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理TFT液晶面板主要包括：玻璃基板、TFT阵列、彩色滤光片、偏光片、配向膜、驱动IC、液晶材料、背光模块等部件。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第68页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理基本电路,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第69页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理基本电路,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第70页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理TFT-LCD利用薄膜晶体管产生电压，控制液晶旋转角度。TFT-LCD由纵横交错的TN型液晶单元与TFT薄膜晶体管组成。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第71页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理LCD子像素形式,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第72页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第73页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第74页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理开口率是光线能透过的有效区域比例。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第75页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理从背光源出发的光线只剩下4%左右能透射到屏幕上。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第76页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理条状排列的彩色滤光片常用于笔记本微机和桌面型微机。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第77页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理背光源的功耗占整个LCD的80%以上。冷阴极荧光灯（CCFL）,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第78页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理CCFL亮度大于150cd/m2，寿命长达2万小时，功耗在560W之间。CCFL有直形、U形和M形灯管。灯管多LCD的亮度高，背光更加均匀，发热量也将增大。CCFL灯管使用交流电。高压板将LCD中的直流电转换为CCFL灯管需要的交流电。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第79页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.3TFT-LCD工作原理20英寸LCD需要10W和55W的功率，其中只有极少一部分被转换成光能，大多数被转换成了热量。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第80页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.4LCD面板主要设计技术TN液晶面板：用于低端和中端LCD。MVA液晶面板：对比度、色彩、亮度有很大提高，可视角度为160；最大对比度为300:1相当于200250cd/m2亮度；响应时间达到了15ms。PVA液晶面板：总体性能优于MVA。IPS液晶面板：需要更大的背光灯，达到了16.7M色彩，170度可视角度。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第81页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.5LCD显示器基本电路TFT-LCD电路有：LCD主板电路、TFT-LCD液晶面板、AC-DC开关电源板、DC-AC高压电路板、OSD面板调节电路等。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第82页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.5LCD显示器基本电路,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第83页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.5LCD显示器基本电路源极驱动信号的幅值决定FTF像素的亮度，信号幅值越高，液晶分子的扭曲角度越小，该像素亮度也随之提高。栅极驱动电路依序将每一行TFT打开（扫描），然后源极驱动电路将这一行的每个显示点充电到指定电压（数据驱动），这时TFT就会显示不同灰阶的图像。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第84页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.5LCD显示器基本电路液晶分子不能长时间固定在某个电压不变，不然即使将电压取消，液晶分子也会因为特性破坏而无法因电场变化而转动。当显示画面不动时，显示电压的正负极性不停地交替变换（电压差绝对值不变）。,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第85页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.5LCD显示器基本电路,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第86页共94页,8.4LCD显示器故障维修,8.4.6LCD显示器主要技术性能响应时间：液晶材料在电压作用下从液态-固态-液态的转换周期。灰阶响应时间（GTG）更能反映动态显示效果。传统响应时间与灰度响应时间的比较,主讲：XX老师,第8章显示系统故障维修,第87页共94页