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LED显示屏阵列式控制系统

时间:2021-08-25 来源:深圳晶元全彩科技设备有限公司 点击:

关键词:LED显示屏/陈列式控制系统
 
目前LED显示屏控制系统主要为集中式控制系统,这是目前大部分厂家采用的控制系统,其优点是便于控制,成本低,主要应用于普通产品;最近开发了阵列式控制系统,其优点是控制效果好,能大幅度提高显示屏的显示效果,主要应用于高档全彩色LED显示屏。
 
采用了“阵列式”控制系统之后,首先,可以将显示屏的换帧频率由现在的60Hz左右提高到120Hz以上,远远大于人的眼睛分辨能力,使人在观看时无任何频闪和水波纹现象出现,提高了显示的质量;其次,可以将显示屏红、绿、蓝三基色的灰度级别从现在的256级提高到1024级,使颜色更加鲜艳,色彩还原性更好,显示的图像更真实;最后,采用LDVS信号进行传送,最大化地避免了信号的损失,使整个显示屏显示内容同步,提高了显示屏的一致性,整个显示屏无任何色差色块出现。
 
“阵列式”控制系统由主控系统、副控系统、扫描板三部分组成,具体实现过程如下:
 
1.主控系统:
主控系统负责接收数据源发送的显示数据,数据接收的可靠性,直接影响到LED显示屏的图像质量和内容的正确性。其工作频率的高低,也影响到数据源的选取。高频工作的主控系统,其数据带宽较高,可以接收高刷新率的数字视频图像数据,原始图像的刷新率越高,其图像质量也越好,反应在LED显示屏上的最终图像质量也更好。
 
主控系统负责接收显示数据,并对显示数据进行反伽马校正。由于目前大部分数据源的伽马校正都是针对非线性的CRT型显示器件的,而LED显示屏使用的是工作在线性区域的LED元件,因此必须对原始数据进行反伽马校正,以便使得提供给LED显示屏的数据是线性的,达到还原真实色彩的目的。主控系统在完成反伽马校正后,即开始进行数据的整理,将显示数据整理成副控、扫描系统格式化的数据。根据显示屏模组排列和模组的电路设计,数据整理的工作是:将数据按照有利于传输和扫描的原则进行格式化排列,这样减少副控和扫描板的数据整理、运算工作,更大幅度的提高扫描频率以及最终的图像刷新率,达到降低副控系统、扫描板器件容量要求即降低系统成本的目的。
 
2.副控系统:
副控系统是安装在显示屏内部的辅助控制系统,副控系统板之间的信号传输也是采用LVDS信号标准,采用同主控系统同类别的低容量器件,管脚排列与主控系统板的器件兼容,可直接升级,达到增加算法、处理方式等升级设计。
 
副控系统接收来自主控或上级副控系统的数据,并将数据写入SRAM,SRAM的结构为双BANK方式,写入和读出互不影响。在数据读出时,首先将显示数据按照公司自己研发的一套经验数据进行校正,将数据由初始数据的8bit 扩展到10 bit,采取的技术为LUT查找表方式,使用FPGA内部LUT资源。经过伽马校正后的数据,就是从4096级理论灰度中选取线性最好的1024级灰度,达到更好的图像、色彩还原能力。
 
4.扫描板
扫描板完成数据接收、级联发送以及数据读出和扫描工作,灰度的形成最终由扫描板完成。
首先将副控或上级扫描板发送过来的数据,经显示数据位置判别后,确定写入SRAM还是直接输出到级联输出接口,工作状态的转换由副控发出的复位信号决定。
为更好的提高扫描频率,同时降低对模组设计的难度以及成本的综合控制,要完全达到1024级别的灰度等级,必须采用适当高的数据移位时钟频率,模组间不能级联,否则由于模组显示过程中电源电流的高速变化,会通过电源引起EMI干扰,进而对以为是中产生畸变,扫描数据统一为始终不能完全同步,灰度的形成受到干扰,甚至不能形成图像。
所有模组间没有信号连接,减少了模组间的信号串扰。一个扫描板对应较少的显示模组。这种结构可大幅度提高移位时钟的频率,从而对灰度的形成和提高图像刷新率提供可靠的技术保障。在移位时钟的选取上,确保20MHz的工作频率不发生图像的干扰现象,良好的模组PCB设计能够达到驱动芯片的极限----25MHz。
当选择20MHz移位时钟频率产生1024级图像灰度时,图像刷新率为150Hz,即数据源的2倍以上,完成每场数据扫描2次,保证了显示屏的亮度损失最小;灰度等级分明线性好;没有令人眼疲劳的图像闪烁现象。
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