LED培训教材更新版本

1、1LED显示屏关键指标介绍北京科技股份2一 :LED显示屏系统组成1. LED显示屏全彩系统连接图3* 控制计算机(备选)* 视频处理器；* 主控制器；* 分控制器(扫描卡)；* 显示单元；* 开关电源；* 配电箱；2 LED显示系统组成: 4LED显示屏部分的构成显示屏部分的构成 通过一定的控制方式，由LED器件阵列组成的显示屏幕。LED显示屏是由像素点组成显示模块，进而由显示模块组成箱体，并由箱体任意拼接，组合成为LED显示屏。56技术指标定义像素中心距像素中心距 (点间距点间距) 相邻像素中心之间的距离。 密度密度 (点数点数) 单位面积上像素点的数量(单位：点/m2)。点数同点间距存在

2、一定计算关系，计算公式是：密度=(1000像素中心距)2 LED显示屏的密度越高，图像越清晰，最佳观看距离范围越小。 平整度平整度发光二极管、像素、显示模块、显示模组在组成LED显示屏平面时的凹凸偏差。LED显示屏的平整度不好易导致观看时，屏体颜色不均匀 灰度等级灰度等级LED显示屏同一级亮度中从最暗到最亮之间能区别的亮度级数。一般为无灰度、8级、16级、32级、64级、128级、256级等，LED显示屏的灰度等级越高，颜色越丰富，色彩越艳丽；反之，显示颜色单一，变化简单。 二: LED显示屏关键技术指标7像素间距平整度8灰度等级灰度等级gray scalel LED显示屏同一级亮度中从最暗到

3、最亮之间能区别的亮度级数。灰度也就是所谓的色阶或灰阶，是指亮度的明暗程度。对于数字化的显示技术而言，灰度是显示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高，显示的色彩越丰富，画面也越细腻，更易表现丰富的细节。 l 灰度等级主要取决于系统的A/D转换位数。当然系统的视频处理芯片、存储器以及传输系统都要提供相应位数的支持才行。l 目前国内LED显示屏主要采用8位处理系统，也即256（28）级灰度。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。采用RGB三原色即可构成256256256=16777216种颜色。即通常所说的16兆色。国际品牌显示屏主要采用10位处理系统，即1024级灰度，RGB三原色可构成10.7

4、亿色。910 bit16 bit不同灰度等级的显示效果对比10显示屏亮度显示屏亮度LED显示屏在法线方向的平均亮度。单位：cd/m2。在同等点密度下，LED显示屏的亮度取决于所采用的LED晶片的材质、封装形式和尺寸大小，晶片越大，亮度越高；反之，亮度越低。 显示屏亮度显示屏亮度Y=Y=密度密度单点亮度单点亮度/ /扫描方式单位：扫描方式单位： (cd/m(cd/m2 2) )视角视角在水平和垂直两个方向的亮度分别为LED显示屏法线方向亮度的一半时,该观察方向与LED显示屏法线的夹角分别称为水平视角和垂直视角，一般以表示左右和上下各多少度。 视角与亮度成反比换帧频率换帧频率LED显示屏画面信息更

5、新的频率。一般为25Hz、30Hz、50Hz、60Hz等，换帧频率越高，变化的图像连续性越好。 刷新频率刷新频率LED显示屏显示数据每秒钟被重复显示的次数。通常为60Hz、120Hz、240Hz等，刷新频率越高，图像显示越稳定。 11点间距与观看距离亮度与晶片关系图12l 如果一块显示屏的水平视角为120度、垂直视角为45度，在此观看范围内能使所有观众享受到最佳的观看效果。超出此范围，观众将可收看到低于正常亮度50%的视觉效果。LED显示屏的视角越大，其受众群体越多，覆盖面积越广，反之越小。LED晶片的封装方式决定LED显示屏的视角的大小，其中，表贴LED灯的视角较好，椭圆形LED单灯的水平视

6、角较好。视角与亮度成反比。灯材 水平 垂直 表贴LED灯 120120椭圆形LED灯 11045圆形LED灯 6060视角13失控点 发光状态与控制要求的显示状态不相符并呈离散分布的LED基本发光点.3% 显示屏寿命LED是一种半导体器件，其寿命为10万小时。LED显示屏的寿命取决于其所采用的LED灯的寿命和显示屏所用的电子元器件的寿命。一般平均无故障时间不低于1万小时。 功耗（W/m2） P=像素密度*供电电压*像素电流/扫描数分辨率 指显示终端在水平和垂直方向上对画面的处理和显示能力，通常用水平方向的有效像素数和垂直方向的有效像素数的乘积，即有效像素总数来表示 ，现在的系统一般支持1024

7、768点。新版同轴SCU最大支持19201200点。工作环境湿度10%-95%RH工作环境温度2065 GAMMA矫正 这是一种通过变换函数来减少灰度数量，从而产生一个更接近真实环境的色彩和对比度. . 14色温及颜色再处理技术色温及颜色再处理技术l色温是指在显示屏发出的白色光是暖色调，还是冷色调，一般显示屏系统均提供色温调整。l 在LED显示屏上实现色温可调，可以有效地控制屏幕白色的还原、色调的控制。我们现有的系统可以实现从3500k至8500k的色温调节，配合不同的环境，不同的节目，均可使显示屏呈现最佳的效果。l 针对用户的各种需求，可以很容易地做到无论是国际光度协会规定的6500k（阳光

8、）的D65白色，还是国际光度协会规定的5000k的E光源白色真实再现。 l另一方面，由于人眼的视觉特性，当屏幕再现绿色草地时，即使色度有较大偏差，也不会察觉。然而当皮肤色有一点点的变化，也会被立刻捕捉到差异。因此，我们用FLESH ADJUST技术对人眼最敏感的皮肤色进行了进一步的调整，确保将色彩偏差带给人眼的刺激降到最低。l另外LED管产生的色谱深度超过了PAL/NTSC制式视频图像的色谱。1516白炽灯阳光荧光灯各种光频谱比较图白炽灯(A)的頻譜在可見光範圍內，波長越長，相對強度越強。所以我們可以預期白熾燈(A)是偏紅黃色的光源。陽光(D65)頻譜中各波長相對強度沒有很大的變 化，所以是白

9、光光源。最右邊的圖是螢光燈，其光譜藍綠部分偏少，是偏黃色光源。17l最佳观赏距离的计算最佳观赏距离的计算l我们知道，LED显示屏对电视机、PDP等媒体播放设备来说，无论是从亮度、对比度、还是色度来说，都有绝对的优势，但因为LED显示屏采用的是离散形式的LED发光管，因此它的像素点间距大、像素体积大的问题就会直接影响它的近距离观赏效果，所以我们在观看显示屏的时候都强调一个最佳观赏距离的问题。所谓的最佳观赏距离，是一个最近观赏距离的概念，以观赏者眼睛不能分辨实际LED显示屏物理像素为最近界限，求得下列计算公式：l D=3KHl K=P/0.28l其中： D为最佳观赏距离，单位：M；l H 为图像大

10、小(屏高或屏宽)，单位：M；l P 为物理像素间距，单位：M； l 象素间距=最小视距/0.604米。 18最近最远2263284425 5586615882011020 140常规LED全彩屏最佳观看距离19l基于人眼非线性和电视机非线性的基于人眼非线性和电视机非线性的变换和色空间变换技术变换和色空间变换技术l 众所周知，所有的视频信号是为满足电视机的发光特性和电特性而设计的。然而，电视机的光电特性是非线性的，而LED显示屏采用的是脉宽调制，完全不同于电视机的非线性信号处理。因此如果将视频不加任何处理而直接用于LED显示屏就必然会造成图像失真，畸变。为此，我们扩展显示屏的灰度等级，然后将经过

11、模拟/数字转换过的视频信号进行非线性的拉伸（即变换），以确保满足人眼非线性的需求，实现图像的真实还原。为满足不同环境及不同用户需求的显示效果，系统内置有9条曲线，并可分别调节三基色。系统可由最小2.0调整到最大2.8；l 由于人们习惯了多年来电视信号的色还原度，为使LED显示屏再现与阴极管同样的色调，系统内置了可编程的颜色校正算法，通过矩阵系统之间的关系实现颜色真实再现。20r系数为系数为1.0的图像效果的图像效果r系数为系数为2.0的图像效果的图像效果r系数为3.0的图像效果21CVBS复合视频接口，即在一根视频线上同时传输图像的亮度和色度信号。传输的标准视频信号为576i或者480i，即传

12、统的隔行标清信号。图像效果最差。 S端子，在S端子视频线上将亮度和色度信号用两根线分别进行传递。传输的视频标准与复合视频接口相同，图像效果略好。分量端子。用三根复合视频线分别传递亮度和两个色差信号（Cb、Cr或 Pb、Pr）。视频标准与复合视频相同，图像效果是这类视频标准传输中最好的。1.2 信号接口介绍22VGA接口，广泛应用于计算机显卡上。有效信号为模拟R、G、B以及行、场同步信号，通过VGA线由DB15接口引入。不适合长距离传输，模数转换过程中视频信号损失较大。数字视频接口。包括有DVI-I（可以同时传数字视频和模拟视频信号RGBHV）和DVI-D（只能传数字视频），图示为DVI-I接口

13、。可以直接传输非压缩的高清视频信号。接收端需要一个DVI的接收器进行解串。串行数字接口。广泛用于广播级设备上。传输SMPT通过一根同轴电缆E 256标清以及SMPTE 292高清信号。接收端需要均衡器和串并转换器，才能将串行信号转成标准并行YUV，默认为10位的信号。23lVGA输入接口：VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式，其工作原理：是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号，然后再输出到等离子成像，这样VGA信号在输入端(LED显示屏内) ，就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传

14、输过程是最短的，所以VGA 接口拥有许多的优点，如无串扰无电路合成分离损耗等。 l DVI输入接口：DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接，显示计算机的RGB信号。DVI（Digital Visual Interface）数字显示接口，是由1998年9月，在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组（Digital Display Working Group简称DDWG），所制定的数字显示接口标准。 DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的图像。l 接口：

15、接口：24l标准视频输入（RCA）接口：也称AV 接口，通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口，它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接，使用时只需要将带莲花头的标准AV 线缆与相应接口连接起来即可。AV接口实现了音频和视频的分离传输，这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降，但由于AV 接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号，仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像，这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失，色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力，但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此

16、无法在一些追求视觉极限的场合中使用。l 25l S S视频输入视频输入：S-Video具体英文全称叫Separate Video，为了达到更好的视频效果，人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式，这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口)，Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送，也就是在AV接口的基础上将色度信号C 和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输，它出现并发展于上世纪90年代后期通常采用标准的4芯(不含音效) 或者扩展的7芯( 含音效)。带S-Video接口的显卡和视频设备( 譬如模拟视频采集/ 编辑卡电视机和准专业级监视器

17、电视卡/电视盒及视频投影设备等) 当前已经比较普遍，同AV 接口相比由于它不再进行Y/C混合传输因此也就无需再进行亮色分离和解码工作，而且26l使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度，但lS-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb 和Cr 进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) ，而且由于Cr Cb 的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制，所以S -Video 虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远，S-

18、Video虽不是最好的，但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素，它还是应用最普遍的视频接口。27l视频色差输入接口：视频色差输入接口：目前可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识，虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口( 也称分量视频接口) 。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知，我们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G 的值( 即第四个等式不是必要的)，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg 而只

19、保留Y Cr Cb ，这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，所以色差输出的接口方式是目前各种视频输出接口中最好的一种。l 28lBNC 端口端口：通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器，标准专业视频设备输入、输出端口。BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接

20、头有别于普通15针DSUB标准接头的特殊显示器接口。由R、G、B三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。BNC接头可以隔绝视频输入信号，使信号相互间干扰减少，且信号频宽较普通DSUB大，可达到最佳信号响应效果。l RS232C串口串口: RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（Recommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、R

21、S232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有S-232-C、RS-422-A、RS-423A、RS-485.l 这里只介绍RS-232-C（简称232，RS232）。计算机输入输出接口，是最为常见的串行接口，RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，常用于与25-pin D-sub端口一同使用，其最大传输速率为20kbps，线缆最长为15米。RS232C端口被用于将计算机信号输入控制LED显示屏。29l光是一种电磁波l可见光部分波长范围是：390760nm(毫微米)。大于760nm部分是红

22、外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850 nm，1300 nm，1550 nm三种。l2.光的折射、反射和全反射。l因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。光纤通讯30l1. 1. 光纤结构：光纤结构：l光纤裸纤一般分为三层：中心

23、高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5m），中 间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125m），最外是加强用的树脂涂层。l2.数值孔径：入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同。l3.光纤的种类：lA.按光在光纤中的传输模式可分为：单摸光纤和多模光纤。l 多模光纤多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5m），可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB

24、的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。l l 单模光纤：单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10m），只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。31SC插头光纤跳线32l色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。lC.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。l突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。

25、渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。l4.常用光纤规格：l 单模：8/125m，9/125m，10/125m多模：50/125m，欧洲标准62.5/125m，美国标准工业，医疗和低速网络：100/140m，200/230m塑料：98/1000m，用于汽车控制33l IP防护等级l IP（INTERNATIONAL PROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。将灯具依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。l IP防护等级是由两个数字