Ota meihin yhteyttä

Puh: + 86-755-33094305 Faksi: + 86-755-33094305 Mob: +8618682045279 Sähköposti: sales@szlitestar.com Lisää: E-rakennus, Lihaoaoda Industrial Park, Baoan, Shenzhen, Kiina
Etusivu > Näyttely > Sisältö
Moderni LED-näytönohjain: ominaisuudet, tekniikat, syyt valita Oct 11, 2011

Moderni LED-näytönohjain: ominaisuudet, tekniikat, syyt valita

Tänään meillä on taipumus ottaa LED-videonäytöt itsestäänselvyytenä. Itse asiassa niistä tuli yhteisiä piirteitä kaupungeissamme, ja kiinnitämme enimmäkseen huomiota niiden ulkoisiin laatuparametreihin. Mutta koska aikakauslehti on erikoistunut tähän tekniikkaan, uskomme, että aika on tullut esiin nykyaikaisten LED-näytönohjainten tärkeimmistä teknisistä periaatteista. Nämä periaatteet varmistavat lopulta miljoonien ihmisten näkemisen päivittäin.

Moderni LED-video-näyttö on monimutkainen järjestelmä, jolla on valtava määrä komponentteja. Kuvan laatu ja toimintaparametrit riippuvat kunkin komponentin laadusta sekä näytön säätöjärjestelmän toimivuudesta.

block_eng (1).gif

                                          LED-videonäytön tyypillinen lohkokaavio

Seuraavat LED-videonäyttöominaisuudet ovat olennaisen tärkeät kuvanlaadun näkökulmasta:

  • LED video näytön resoluutio (ns spatiaalinen resoluutio), LED videonäyttöjä se liittyy läheisesti väli pikseliä tai piki koko;

  • Suurin kirkkaus (mitattuna niteillä);

  • Dynaaminen kirkkauden alue ymmärretään määrä kirkkaustasojen että näyttö pystyy tukemaan (joskus sitä kutsutaan myös radiometrinen tai energian resoluutio);

  • Kehysnopeus toimenpiteet kuinka usein video lähde voi syöttää koko kehyksen uutta dataa näyttö, välitettyjen kehysten taajuus muuttuu sekunnissa (fps) (joskus kutsutaan ajallinen resoluutio);

  • Virkistystaajuus (mitattuna Hz) on monta kertaa toisessa, että näyttölaite kiinnittää tietoja, tai päivittää kehys (kutsutaan myös ajallinen resoluutio);

  • Spectral resolution: Värikuvat erottavat eri spektrien valon. Moniväriset kuvat ratkaisevat entistä hienommat taajuuksien tai aallonpituuden erot kuin tarvitaan värin toistamiseen. Termi määrittelee, kuinka monta spektrikomponenttia kuva luo;

  • Väri yhtenäisyys koko näytön;

  • Valkotasapaino ja mahdollisuus hienosäätää sitä;

  • Lineaarinen havainto kirkkaudesta - kuvan laatu subjektiivinen laatu, joka määrittää, miten ihmissilmä erottaa vierekkäiset kirkkaustasot sekä tummilla että kirkkailla kuvaruudulla;

  • Kuvan kontrasti;

  • Kuvanlaatu määräytyy katselukulman mukaan.

Kuvasignaalin lisäksi on tärkeää harkita LED-videon näytön keskeisiä toimintaparametreja:

  • Seulontatilan palaute tai seurantajärjestelmä;

  • Aikuiset ohjelmistot ja kattava valvontajärjestelmä, jotka mahdollistavat järjestelmän skaalaamisen ja LED- ja LCD-näyttöverkkojen rakentamisen kaukosäätimellä Internetin kautta rakennetun tietoturva-alijärjestelmän avulla;

  • Sähkömagneettisen säteilyn taso sähkömagneettisen häiriön muodossa (EMI) näytöltä.

Tarkastellaan joitain edellä mainituista parametreista yksityiskohtaisemmin.

Kuvan luominen LED-näytöllä ja kirkkauden säätö

Pulse-Width Modulation (PWM) ja virkistystaajuus

Näytettävä alkuperäinen kuva luodaan PC-tiedostona, yleensä * .avi tai * .mpg -liittimeksi. Ohjaus-PC (tai videonohjain) dekoodaa tiedoston, ja se muunnetaan erikoistuneeksi videovirralle, joka syötetään jatkuvan virtaohjaimen mikrosiruihin. IC-ohjaimet välittävät jatkuvaa virtaa LEDeille, mikä heikentää niitä tietyllä spektrillä.

PWM - (Pulssi-leveysmodulaatio) on yleisesti käytetty tekniikka erilaisten kirkkaustasojen ohjaamiseen. Riippuen vaaditusta kirkkaustasosta, virta siirretään LEDiksi ajoittain kääntämällä vaihtovirtaa syöttöjännitteen ja kuorman päälle ja pois päältä nopealla tahdilla. Esimerkiksi 50%: n kirkkauden saavuttamiseksi virta on siirrettävä vain puolet syklin kestosta, jotta 25%: n kirkkaus saavutetaan. Virta kytketään päälle vain neljänneksellä syklin kestosta. Toisin sanoen LED-valo toimii "kytkettynä päälle kytkettynä" -tilassa, jossa "kytketty" ajan kesto vastaa vaaditun kirkkaustason.

PWM-tekniikka varmistaa, että LED (ja koko videonäyttö) tuottaa syklistä kuvaa. Minimisyklin kesto (kun LED on kytketty päälle ja pois päältä peräkkäin) kutsutaan päivitysjaksoksi tai virkistystaajuudeksi.

Harkitse esimerkki: sanokaamme, että LED-videonäytön virkistystaajuus on 100 Hz. 100%: n kirkkauden varmistamiseksi on välttämätöntä välittää virta koko ajanjakson ajan, joka on tässä tapauksessa yhtä suuri kuin 1/100 s = 10 ms. Kirkkauden vähentämiseksi puoliksi virran pitäisi olla siirretty 5 ms: n ajan ja sammutettava sitten 5 ms. Sitten sykli toistetaan samalla tavalla. Jotta vain 1%: n kirkkaustaso saavutettaisiin, virta lähetetään LEDeille 0,1 ms: n aikana ja kytkeytymisaika kestää 9,9 ms.

PWM-menetelmää voidaan muuttaa ja päivittää. Erilaiset valmistajat käyttävät erilaisia termejä: salattu PWM (Macroblock), sekvenssinen split-modulaatio (Silicon Touch) ja Adaptive Pulse Density Modulation (MY's-Semi). Kaikki nämä toiminnot pyrkivät "levittämään" LED-kytkinjaksoa koko päivitysjakson ajan. Siten näytön toiminta 50%: n kirkkaudella 100 Hz: n virkistystaajuudella näyttää toistetulta "1 ms: n LED-valolta - 1 ms: n LED pois päältä" -syklin. Tämä merkitsee sitä, että 50%: n kirkkaudella päivitysjakso kasvoi viisi kertaa ja on yhtä suuri kuin 2 ms. Tällöin virkistystaajuus kasvoi 500 Hz: iin. Tämä laskenta on totta vain 50%: n kirkkaudelle. Kullakin kirkkauskuvalla on yksi impulssi (jonkin vähimmäiskesto) minimi kirkkaus, kun LED on päällä, loput sen ollessa pois päältä.

Näin ollen tiukat "perinteiset" PWM-syklit vääristyvät nykyaikaisilla modifioiduilla menetelmillä. Riippuen vaaditusta kirkkaustasosta voimme tunnistaa lyhyemmät jaksot, joilla on suurempi virkistystaajuus. Tietyllä LED-näytöllä näytön virkistystaajuus voi vaihdella esimerkiksi 100 Hz: n ja 1 kHz: n välillä. Tämä tarkoittaa, että virkistystaajuus on noin 100 Hz. Mutta muilla kirkkaustasoilla kohtaavat ajanjaksoja, joilla on suurempi virkistystaajuus.

Siten muokatuille PWM-menetelmille virkistystaajuuden käsite tulee harhaan. Jos kuitenkin määritellä virkistystaajuus kuin vähimmäisaika on välttämätöntä jatkaa kuvan kaikilla kirkkausasetusta vältämme kaikki väärinkäsitykset, sillä tähän määritelmään virkistystaajuus ei riipu PWM prosessiin.

Interlaced scan-pohjaiset kuvat ja aikajako LED-näytöissä

Jotkut LED-näytönohjaimesta on rakenteeltaan sellaisia, että ne estävät kaikkien LEDien virran kerralla. Kaikki videoruudun LEDit on jaettu ryhmiin (yleensä kaksi, neljä tai kahdeksan), jotka on kytketty vuorotellen. Tämä tarkoittaa, että edellä kuvatun kuvan luomiskeinoja sovelletaan vuorotellen eri LED-ryhmiin videonäytöllä. Jos näytöllä on kaksi tällaista ryhmää, kuvanmuodostus vastaa samaa lomitettua skannausta analogisessa televisiossa.

Tätä menetelmää käytetään useimmiten LED-näytönohjainten halvemiseen, koska tämä kuvanmuodostusmenetelmä tarvitsee pienempiä IC-ajureita (kahdella, neljällä tai kahdeksalla kertaa vastaavasti). Koska IC: n kuljettajat osallistuvat noin 15-20 prosenttiin näytön kustannuksista, talous voi olla merkittävä. Lisäksi aikajakoinen menetelmä on käytännöllisesti katsoen väistämätön korkean erotuskyvyn LED-näytöillä, koska pienet äänenvoimakkuusnäytöt aiheuttavat vakavia ongelmia PCB-asemien suuren määrän sijoittamisessa ja asianmukaisen lämmönsiirron järjestämisestä IC-ajureista.

Luonnollisesti tämä talous johtaa pienempään videonäytön kirkkauteen ja alentaa virkistystaajuutta (suhteessa käytettyjen LED-ryhmien määrään).

Sanotaan, että meillä on kaksi LED-ryhmää, joissa käytetään aikajakoista menetelmää. Virta toimitetaan yhteen ryhmään vaaditun kirkkauden varmistamiseksi. Toinen ryhmä on pois päältä. Yhden virkistysjakson jälkeen ryhmät vaihtelevat: nyt toinen ryhmä on käytössä, kun taas ensimmäinen pimeää. Siksi kaikkien tietojen näyttämiseen tarvittavan ajan uusiminen kestää kahta kertaa pidempään.

Tällöin virkistystaajuuden käsite muuttuu yhä hienovaraisemmaksi. Tiukasti puhuttavan ajan tai vähintään uuden kuvan uusimisen koko näytöllä on kaksinkertainen. Jokaiselle ryhmälle kuvanmuodostusjakson pituus pysyy kuitenkin ennallaan, ja voimme väittää, että virkistystaajuus pysyy ennallaan.

LED-videonäyttö, virkistystaajuus ja ihmisen silmä

Ensi sijassa virkistystahti vaikuttaa kuvan havaitsemiseen. Yleensä kuvaruudun kuva tuntuu sileältä eikä huomaa välkkymistä, koska värähtelytaajuus on melko korkea. Visuaalinen havainto on luonteeltaan psykologinen ja fyysinen. Yksittäiset valonsäteet summataan aivojen "sileään" kuvaan. Blochin lain mukaan tämä summaus kestää noin 10 ms ja riippuu valon vilkkujen kirkkaudesta. Jos valo vilkkuu riittävän usein (ns. Kynnys CFF - kriittinen välkkymistaajuus), ihmissilmukka ei huomaa pulssia Talbot-Plateau-lain mukaan. Kynnys CFF riippuu monista tekijöistä, kuten valonlähteen spektristä, valonlähteen sijainnista suhteessa silmiin, kirkkaustasosta. Normaaleissa olosuhteissa tämä taajuus ei kuitenkaan koskaan ylitä 100 Hz: tä.

Siten ihmissilmä ei erottele eroja LED-videokuvanäytöissä, jotka on muodostettu PWM- tai modifioiduilla PWM-menetelmillä, virkistystaajuuksilla, jotka vaihtelevat välillä 100 Hz - 1 kHz.

LED-näyttö, virkistystaajuus ja videokamera

Ihmisilmä ei kuitenkaan ole ainoa väline, joka voi nähdä kuvia. Joskus käytämme videokameroita LED-videoiden näyttämiseksi ja videolaitteet perustuvat periaatteisiin, jotka poikkeavat huomattavasti ihmisen aivoista. Tämä on erityisen tärkeää kaikille LED-näytönohjaimille urheilupadilla, messuilla tai konserttisaleissa, joissa tapahtumia tallennetaan kameroilla. Valotusaika tai suljinnopeus nykyaikaisissa videokameroissa voi vaihdella sekunneista millisekunteihin.

Sanomme, että tarkastelemme LED-näyttöä, jossa kuva muodostetaan perinteisellä PWM-menetelmällä 100 Hz: n virkistystaajuudella. Videoruudussa näkyy staattinen kuva. Jos yritämme tallentaa tämän kuvan videokameralla 1/8 sekunnin suljinnopeudella (eli valotusaika 125 millisekuntia), valokuvasensori rekisteröi valon 12,5: n päivitysjakson tuottamasta kuvasta. LED-näyttö ja videokamera eivät ole synkronoituja ja jokainen kamera tallentava kehys vastaa eri ajanjaksoa, joka liittyy päivitysjakson alkuun ja loppuun. Mutta tällä suurella suljinnopeudella ei ole ristiriitaa, ja kamera tallentaa sileän kuvan LED-videonäytöstä.

Jos pienennämme suljinnopeutta 1/250 sekuntia, kun valotusaika on 4 ms, yksi kamerakehys on 2,5 kertaa lyhyempi kuin LED-näytöllä. Tällä kertaa kamerakehyksen alun ja PWM-syklin alkamisen välinen ero on merkittävä. Jotkut kehykset vastaavat PWM-syklin alkua, toiset keskelle ja toiset vielä syklin loppuun asti. Jokainen kehys tallentaa eri valovirtauksen ja vähitellen virhettä kertyy. Kun katsomme tallennettua videota, kehysten kirkkaus on huomattavasti erilainen. Tyypillisesti kaikki kohteet, jotka on tallennettu lyhyillä valotusaikoilla, näyttävät vähemmän kirkkailta. Kamera tallentaa värinähälytyksen LED-näytöllä. Jos valotusaikaa pienennetään entisestään, katsomme varmasti mustia kehyksiä (kun kameran kehyksen alku vastaa lyhyttä PWM-aikaa, kun LEDit on kytketty pois päältä) ja tallennetusta videosta välkkyy vielä enemmän.

Näin ollen, jos käytämme videokameraa LED-näytön tallentamiseen perinteisellä PWM-toiminnolla, virkistystaajuuden pitäisi olla yhteensopiva tai ylittää kameran valotuksen.

LED-näytöissä, joissa on muutettu PWM-toiminto, sovelletaan samaa logiikkaa. Koska korkealla kirkkaustilassa LED-valojen päällekytkentäaika on "levinnyt" PWM-syklin aikana, tallennettu kuva on vakaampi kuin perinteinen PWM-toiminto. Mutta matalalla kirkkaudella tilanne pysyy samana: tallennettu kuva joko menettää kirkkautta tai välkkyy.

Kuten näkyy ilman asianmukaista synkronointia, LED-näytön videotallennus johtaa vääristyneeseen kuvaan. Voimme verrata tätä analogisen TV: n tallentamiseen analogisella kameralla: molempien laitteiden skannaustilojen erot johtavat TV-kehysten erottavien lävistävien mustien viivojen vaikutukseen.

Toinen tärkeä kysymys on LED-näytönohjainten synkronointi. Suuri LED-näyttö on tehty lohkoista (LED-moduulit ja / tai kaapit), jotka näyttävät erilaisten säätimien tuottamaa kuvantamista. Jos nämä ohjaimet eivät synkronoi PWM-syklin alkua (eli syklin alkua näytön eri osiin), voimme kohdata seuraavan ongelman: päivitysjakson tietyillä LED-näytön osilla vastaa kameran kehyksiä ja toisten Osia näytöstä se ei. Jos valotus on yhteensopiva päivitysjakson kanssa, osa videonäytöstä näyttää kirkkaammalta, toinen tummempi. Koko kuva koostuu tummista ja kirkkaista suorakulmioista ja on epämiellyttävä katsella.

LED-näyttöruudun korkeat virkistyskustannukset

PWM-sukupolvesta riippumatta niillä kaikilla on yhteiset piirteet. PWM sukupolvi toimii tietyllä kellotaajuudella F PWM. Oletetaan, että meillä on tuottaa tietty määrä N kirkkaustasojen. Siinä tapauksessa virkistystaajuus F r eivät ylitä F PWM / N.

Seuraavassa on muutamia esimerkkejä edellä mainitun lausunnon havainnollistamiseksi:

PWM-kellotaajuus Kirkkaustasot Virkistystaajuus
F PWM = 10 MHz N = 256 (8 bittiä kanavaa kohden) F r = 39 kHz
F PWM = 10 MHz N = 1024 (10 bittiä kanavaa kohden) F r = 9,8 kHz
F PWM = 10 MHz N = 2048 (11 bittiä kanavaa kohden) F r = 4,9 kHz
F PWM = 10 MHz N = 65536 (16 bittiä kanavaa kohden) F r = 152 Hz
F PWM = 20 MHz N = 65536 (16 bittiä kanavaa kohden) F r = 305 Hz

Nämä luvut osoittavat, että jokainen LED-näyttö näyttää jonkin riippumattoman PWM-sukupolven prosessin eli PWM-sukupolven menetelmä on ohjelmoitu suoraan IC-ajureihin.

Yksinkertaisilla ja halvalla IC-ohjaimilla PWM luodaan ohjaimelle LED-näytöllä. Meidän pitäisi sitten pohtia, kuinka monta kuljettajaa on peräkkäin kytketty ja huollettu yhdellä PWM-sukupolven prosessilla. Jos yksi PWM sukupolven järjestelmä vaatii M 16-lähtökanava ohjaimet, virkistystaajuus ei saa ylittää F PWM / (N * M * 16, muuten se johtaa merkittävästi alempi virkistystaajuus tai tarvetta lisätä kellotaajuudella.

Ajanjakautumisen yhteydessä (lomituksen skannaus) virkistystaajuus pienenee suhteessa jakokertoimeen.

Siksi LED-videoiden näytön virkistystaajuuden lisäämiseksi on käytettävissä seuraavat vaihtoehdot:

  • "Älykkäiden" (kalliiden) kuljettajien käyttö;

  • Kellotaajuuden lisääminen PWM-sukupolven prosessissa;

  • Kirkkaustasojen määrän pienentäminen (värisyvyys).

Jokaisella menetelmällä on etuja ja puutteita. Henkiset kuljettajat ovat paljon kalliimpia kuin yksinkertaiset IC-ajurit; Kellotaajuuden nousu johtaa suurempaan virrankulutukseen (vaatii siten lisätoimenpiteitä lämmönsiirtoon ylikuumenemisen välttämiseksi); Heikko määrä kirkkaustasoja heikentää kuvanlaatua.

Päätelmä: Päivitä LED-näytöillä

LED-näytönvalmistajat käyttävät usein virkistystaajuutta markkinointityökaluna kehittäessään erinomaisen näytön laadun. Oletus on, että mitä korkeampi on virkistystaajuus, sitä parempi on kuvanlaatu. Kuitenkin usein numerot palvelevat vain sekaannusta potentiaalisille asiakkaille. Esimerkiksi useita kHz: n virkistystaajuus tarkoittaa, että joko modifioitua PWM-generointimenetelmää käytetään (kun virkistystaajuus on itse asiassa erilainen eri kirkkaustasojen suhteen) tai että värisyvyys on liian pieni.

Muistettakoon, että korkeat virkistystaajuudet ja korkeat värisyvyysarvot voivat esiintyä vain suurilla kirkkaustasoilla, jotka itsessään ovat väärinkäsitykset, koska LED-videonäyttö ei aina toimi 100%: n kapasiteetilla.

Jos kyseessä on lomitettu skannaus, virkistystaajuusarvo vastaa vain yhtä PWM-sykliä yhdessä LED-ryhmässä, kun taas näytön todellinen virkistystaajuus (joka vaikuttaa käsitykseemme) on useita kertoja alhaisempi.

Se on informatiivisempi ja rehellisempi mainita PWM: n värisyvyys ja kellotaajuus sekä näytön ruudun virkistystaajuus (esimerkiksi 200-1000 Hz) likimain muutetun PWM-näytön toiminnon tapauksessa. Jos LED-videonäyttö perustuu ajanjakoperiaatteeseen (esimerkiksi aikajako = 1: 1 - aikajakoisuuden puuttuminen, aikajako = 1: 2 - PWM toimii vain puolessa näytöstä jne.).

Edellä oleva parametri ei ole välttämätöntä käsityksemme kannalta. Ihmissilmä ei rekisteröi minkäänlaista eroa kuvan laadussa yli 100 Hz: n taajuuksilla. Näin ollen pitäisi päättää, onko suuri virkistystaajuus todella tarpeellinen ja jos se kannattaa maksaa ylimääräistä.

Tallennetun näytön kuvan virkistystaajuus ja yhtenäisyys ovat tärkeitä vain tapauksissa, joissa LED-näyttö muuttuu usein videotallennuksen kohteeksi (stadionit ja konserttisalit). Siksi on parempi ensin suorittaa kokeiluversio ennen ostosopimuksen allekirjoittamista.



网站对话
live chat