逻辑板原理讲解-视显光电(20210223221014)

1、 L|nd 1! 1迄二LLn5 n T r 1逻辑板原理讲解-视显光电目前电视已经从 CRT过渡到液晶，我们在卖场也很难买到CRT电视了。所以液晶电视维修也是我们家电维修从业者必须要掌握的技能。而逻辑版（也称TCON板）也是液晶电视电路的核心，而提起逻辑版板，很多人不了解，到底什么是TCON板？今天特整理一下TCON板的原理知识讲解，以 TCL液晶电视和目前国内主要的通用逻辑板 商视显光电的逻辑板为例，希望给大家带来帮助。一、什么是逻辑板（TCON）？TCON板的英文是：timing controller 的缩写逻辑板又称：控制板，在液晶电视里的作用和CRT中的视放板相当，但有本质的区别，逻

2、辑板不是一个纯粹的信号放大器，它输入是LVDS格式信号，而不是 RGB。逻辑板的作用是把数字板送来的LVDS或TTL图像数据信号，时钟信号进行处理移位寄存器存储将图像数据信号，时钟信号转换成屏能够识别的控制信号行列信号RSDS控制屏内的MOSFET管工作而控制液晶分子的扭曲度。二、 传统逻辑板电路主要由哪几部分组成?TCON板中文是：时序控制电路1Tfifl r9 華 已 I!*他 厂逻辑板实物图1. TCON IC（必须的）2. GAMMA IC （必须的）3. PM IC （必须的）4. GPM IC（ OPTION）5. LEVEL SHIFT IC（GOA 屏专用）三、 传统液晶屏TC

3、ON布局1.逻辑板与SOURCE板分离2. TCON板与SOURCE板合并四自制逻辑板的几种实现架构1.主板 +TCON 板 +SOURCE 板TCON 板=TCON IC+PM IC+GAMMA IC自制TCON板直接替换屏厂提供的 TCON板2主板+SOURCE板-比NO.1成本低，但一屏一主板，主板组件多主板=SOC+ TCON IC+PM IC+GAMMA IC 或者主板=SOC （内置 TCON） +PM IC+GAMMA ICLvds InputMinr-LJDSOutputDriver Control3主板+转接板+SOURCE板-主板组件减少，成本比 N0.1低，比N02高主板

4、=SOC （内置TCON）转接板=PM IC+GAMMA IC4主板+SOURCE板-成本最低，主板组件多，需要和屏厂合作设计主板=SOC （内置TCON）或主板=SOC+TCON ICSOURCE 板=PM IC+GAMMA IC+bridge五、逻辑板板各功能模块介绍1.TCON IC内部框图TCON IC作用：实现两个基本功能1.1 TCON基本功能1:接收LVDS信号并把它转换为 Mini-LVDS信号mini-LVDS信号特点及规范1.1.1 TCON IC 和 SOURCE DRIVER IC 之间的接口LVCLKNLVCLKPLVPiLAfMi1.1.2在Clock的上升沿和下降

5、沿各传送1个Bit数据X X.I 亠 I , 快 联 厂其规格需满足Panel要求AC Electrical CharacierificsSymbolMin.UPMAXUnitMim-LVDS Maximum Clock FrequencyFimaxJ40MHzMin-VVOS Uata Setup TimetSETuPi350psMni-LVDS Data Hold TimetHOLD!3501滞1.1.3阻抗匹配Mini-Lvds接收端的端接电阻 RT=Zdif=2Zo ,实际上Source Driver大多数情况下不止一个，所以端接电阻安放位置很重要，一般近 端和远端各放一个，远端测量时

6、幅度会变差，实际调整SWING时需留意A:阻抗不匹配示例FFC线阻抗50欧时Clock波形通常Layout设计线对的差分阻抗 Zdif=2Zo=100 欧B:阻抗匹配示例FFC线阻抗100欧时Clock波形Teh1b 1211 41 11CU4 1 POt5&4.0.11?Cui S2 PUSffq(C1)垫l&M七rn.3?*iM M 髯*Sfr d： 20&Sk n: U4 eq(Cl)琳54il坤,m 3245M M 盟訥“平m. n:cni ZOOn* a岀 Ch】* 40JCKVPARAMETERMIN NON MAXuiw|VQ)|Output ifferarial votage

7、Vp 堀尬OulfJl coftmxi n 臨 voltage 忡科帼300mV11.2 UfU3(b7fU 玮&可1RtOOTIR2：I( (-T)1RU(nKI WI I1时Kl2O-7RL71.1.4 Mini-Lvds 输出电压1.1.5数据结构(Data Mapping)6bit 3pairs;6bit 4pairs;6bit 5pairs;6bit 6pairs8bit 3pairs;8bit 4pairs;8bit 5pairs;8bit 6pairs例如：8bit 6pairs Mode Data Mapping见下图1.2 TCON基本功能2:产生PANEL扫描驱动电路和数据

8、驱动电路所需的时序控制信号1.2.1 POL 信号：polarity in versi on sig nal for sorce driver数据驱动IC控制数据输出信号的极性反转备注：屏SPEC会给出VID规格，VOD =2* VIDa Reset Signal should be put in MLVDP/N. b. MLVO-MLVS receives data as fo lows.LVCK1PN赵0-r：a什么是极性反转？施加在液晶分子上的电场是有方向性的，在不同时间以相反方向电场施加在液晶上， 称为极性反转液晶显示电极的像素电压高于 Vcom电压称为正极性反之，液晶显示电极的像素电

9、压低于Vcom电压称为负极性为什么可以极性反转？液晶分子在电场中所受的力矩与电场的平方成正比而与电场的方向无关，所以可以用 极性反转的方式驱动液晶而不改变其排列和穿透率。错误认识：在极性反转时液晶分子转来转去为什么必须极性反转？A:取向膜的直流阻断效应控制基板表面的液晶分子排列方向的具有沟槽的薄膜称为取向膜，电极上的电压透过 取向膜施加到液晶分子上，取向膜的等效电容大，等效电阻大，当直流驱动液晶时， 电阻分压使电压差大部分落在取向膜上，而无法改变液晶分子排列。B:可移动离子和直流残留0，可移动离子向两个电极的移动相互Frarttf NFrame+-一一+ +十+ 十 +一+ +Frame NF

10、ramt N-l+ st 一+一+Row mveisionJFrom* N+I+十+十十十+一 + +一+:+十+, + +Coltmni mveisioji液晶制程中不可避免残留可移动离子，如果采用直流驱动，离子会移动到取向膜形成 内部电场，即使不加外部电场，液晶分子也会因内部电场而改变排列状态，称为直流 残留，造成残影。当采用极性反转方式驱动，外部电压平均值为 抵消，避免直流残留现象。要点：正极性电压和负极性电压相等极性反转实现方法Common电极电压固定不变驱动方式各种极性反转方式Fran】七 iiryeiwionFVWWE JV _ Fra 献章_Dot顯示竜極的諱壓“aV254V25

11、2V2VSVIV0极性反转实现方法.Common电极电压不停变动驱动方式PrarttConuiion電極的重壓ffl06 Common壓不停漫動的甑動方式1.2.2 TP1 信号：latch sig nal for source driver数据驱动IC输出数据信号的使能控制信号高电平：一行数据锁存到行存储器内低电平：一行数据释放，对液晶电容充电1.2.3 STV 信号：scan driver start pulse階酌Comnian番極的窗H? |/rziA P. 亙正極性:k.1 J i pJ:1“.1I -:P-r i t , tJi i11 T |111 r T Trj1 L一- ,J

12、 .扫描驱动IC输出起始控制信号124 CKV 信号：sean driver clock控制扫描行依次开启的时钟信号1.2.5 OE 信号： sean driver output enable扫描行开启关闭的使能控制信号高电平：扫描行开启低电平：扫描行关闭结合下图进一步说明信号仁STV信号2=CKV信号3=TP1信号4=OEGATE DRIVER输入第一个STV信号准备开始第一场扫描，输入第一个CKV信号准备开启第一个扫描行，此时 SOURCE DRIVER输入TP1信号释放第一行数据信号，OE信号到来后高电平开启低电平关闭扫描行，如此循环往复。1.3 OD功能介绍OD:OVER DRIVE过

13、驱动作用：提升液晶响应时间聂小值$74in10:13:034. OOMS2.50G 次/秒j GO V占2皿丫 _值WS6 S1 nt V$80tnTCON IC附加的重要功能：0D功能10090100BlackTRWhite1.3.1液晶的响应时间响应时间是指液晶分子改变排列角度，变换画面显示所需要的时间。屏SPEC给出的响应时间等于黑到白，白到黑的上升时间和下降时间之总和，先声明这 个时间OD功能是无法提升的。1.3.2为什么要提升液晶的响应时间?看下面两幅图，左图响应时间慢，右图响应时间快通过对比，可以发现：响应时间慢 -图像模糊，拖尾1.3.3 OVERDRIVE 技术 电场加速效应：

14、液晶分子在电场中所产生的力矩与电场的平方成正比，因此，增加电 场可以大幅度增加对液晶分子施加的力矩，从而加速液晶分子的转动，这就是电场加 速效应。OVERDRIVE:利用电场加速效应，在两个帧之间插入另一个帧，施加较高补偿电压，强 迫液晶分子在较短时间内改变排列，从低亮灰阶达到预定的高亮灰阶，从而提升液晶 的响应时间，此种方法被称为高插驱动，也叫过驱动。从概念可以看出，OVERFWhiteDRIVE 只对 GRAY TO GRAY有效，对 BLACK TO WHITE无效右图是没有做OVERDRIVE时的驱动电压波形和液时的驱动电压波形和液晶的响应时间曲线对比结果：OVERDRIVE可以大幅提

15、升液晶的 响应时间当前帧所要显示的灰阶实际送到数据1.3.4 UNDERSHOOT 技术与高插驱动相对应的技术就是低插驱动(UNDERSHOOT)通过在两帧之间插入另外一个帧，施加较低补偿电压来实现与OVERDRIVE最大不同，UNDERSHOOT被动减小电场，靠液晶分子本身的弹性来改变排列，效果比OVERDRIVE差。1.3.5 OVERDRIVE 实现方式A流程图如下B最佳响应时间对照表通过实验方式填表获得，对于8BIT灰阶，可以设计256X256 TABLE，但需要MEMORY SEZE大，简化的方式可以设计 32X32 TABLE或16X16TABLE，再用线性内 插方式计算其他灰阶变

16、化所需的补偿灰阶。2.1传统GAMMA IC :本身很简单，只起到 BUFFER的作用如下图是传统的 GAMMA IC 应用图输入电压值 Ai,Bi,Mi,Ni来自输入端电阻分压后产生的精确电压，经运放组成的 缓冲器输出后提供给屏端，缓冲器的作用是增加带负载的能力2.2 P-GAMMA IC :与传统 GAMMA IC比本质相同，增加 Programmable功能，实现I2C总线控制，电压存储，BANK选择等2.3 PANEL对于GAMMA电压需求的实例SpecificationFunctionTest ItemSymbolMIKHP.MAX.ToleranceUNIT1VG114.7714.

17、91515.070J52VG214.4514.614.750.153VG312,312.451Z60.154VG410.6510.810.950J55VG5979.S510.00.156VG6838,438,560.137VG70.278.48.530.138VG87.567.697.82G.139VG97 527 6517%0J310VG105.125.225,32OJ11VGOJ12VG0.113VG130.620720,320.114VG140.240,40.4401V_i3 PM ICPower Man age IC :产生Source Dr

18、iver和Gate Driver所需要的多路电压（工作原理参看一般的DC-DC设计和LDO设计）3.1 DVDD :数字逻辑电压，一般是 3.3V，用于逻辑电路的供电3.2 AVDD :主电压，主要用在 Source Driver输出的像素电压和Gamma校正的电压3.3 VGH : Gate开启电压，用于 TFT栅极打开的电压3.4 VGL : Gate关断电压，用于 TFT栅极关断的电压3.5 Vcom : Vcom电压，Panel公共电极电压，有的集成在Gamma ICF图为某PanelSPEC给的规格SpecificationSym bolMIN.TYP.MAX.Landing (RM

19、S)UNITVCC3 33 4167 3mAVGL-63-5.732 24mAAVDD155215.7215 92343mAVGH26.812732P 27.0130 5mAVGHC27J1VtoWVCOM67V4 GPM IC : Gate Pulse Modulator俗称削角电路作用：减少扫描线和像素之间的电容耦合效应，改善馈通电压造成的画面闪烁TFT等效电路如下图DataGate因为电容耦合效应，在 Gate电压由打开到关断，此时 TFT处于截止状态，寄生电容 Cgd会将Gate电压变动馈送到像素电压，产生电压变化量 V,称为馈通电压，馈通电 压的存在使Clc和Cs上保存的像素电压 偏离原来 的设定值，造成画面闪烁。解决方 法