Sazinies ar mums

Tel: + 86-755-33094305 Fakss: + 86-755-33094305 Mob: +8618682045279 E-pasts: sales@szlitestar.com Pievienot: E Celtniecības, Lihaoaoda Industrial Park, Baoan, Shenzhen, Ķīna
Mājas > Izstāde > Saturs
Mūsdienu LED ekrāni: raksturojums, tehnoloģijas, izvēles iemesli Oct 11, 2011

Mūsdienu LED ekrāni: raksturojums, tehnoloģijas, izvēles iemesli

Mūsdienās mēs kā LED video ekrāni esam slaveni pieņemami. Patiešām, tās kļuva par kopīgām iezīmēm mūsu pilsētās, un mēs galvenokārt pievēršam uzmanību to ārējiem kvalitātes rādītājiem. Taču, tā kā mūsu žurnāls specializējas šajās tehnoloģijās, mēs uzskatām, ka ir pienācis laiks precizēt mūsdienu LED ekrāna galvenos tehniskos principus, kas principā nodrošina to, ko katru dienu miljoniem cilvēku redz uz ekrāniem.

Mūsdienu LED ekrāns ir sarežģīta sistēma ar milzīgu komponentu skaitu. Attēla kvalitāte un darbības parametri ir atkarīgi no katras šīs sastāvdaļas kvalitātes, kā arī no ekrāna vadības sistēmas funkcionalitātes.

block_eng (1).gif

                                          LED video ekrāna tipiska blokshēma

No attēla kvalitātes viedokļa ir būtiski šādi LED ekrāna rādītāji:

  • LED video ekrāna izšķirtspēja (tā saukto telpiskā izšķirtspēja), LED video ekrāni tā ir cieši saistīta ar attālumu starp pikseļi vai soļa lielumu;

  • Maksimālais spilgtums (mērīts Nits);

  • Dinamiskais spilgtuma diapazons saprot cik spilgtuma līmeni, ka ekrāns ir spējīgs, lai atbalstītu (dažreiz sauc arī radiometriskās vai enerģijas izšķirtspēja);

  • Kadru ātrums pasākumi cik bieži video avots var pabarot visu kadru jaunu datu displeju, biežums kadru maiņu sekundē (fps) (dažreiz saukta laika izšķirtspēja);

  • Atsvaidzināt likme (mēra Hz) ir vairākas reizes ar otru, ka displejs aparatūras vērš datus vai atsvaidzina rāmis (arī saukta laika izšķirtspēju);

  • Spektra izšķirtspēja: Krāsainie attēli atšķir dažādu spektru gaismu. Daudzfunkcionālie attēli atrisina pat smalkākas spektra vai viļņa garuma atšķirības, nekā ir nepieciešams krāsu reproducēšanai. Termins nosaka, cik daudz spektra komponentu rada attēlu;

  • Krāsu vienveidība visā ekrānā;

  • Baltās krāsas līdzsvars un tā precizēšanas iespēja;

  • Lineārā spilgtuma uztvere - subjektīvā attēla kvalitātes kvalitāte, kas nosaka, kā cilvēka acs atšķir starp blakus esošo spilgtumu gan tumsā, gan spilgtajās ekrāna daļās;

  • Attēla kontrasts;

  • Attēla kvalitāte, ko nosaka skata leņķis.

Papildus attēla kvalitātei ir svarīgi ņemt vērā dažus galvenos LED videokrādes darbības parametrus:

  • Ekrāna stāvokļa atsauksmes vai uzraudzības sistēma;

  • Nobriedusi programmatūra un visaptveroša vadības sistēma, kas ļauj samazināt sistēmas un LED un LCD ekrānu tīklu konstrukciju ar tālvadību internetā, izmantojot iebūvētu informācijas drošības apakšsistēmu;

  • Elektromagnētiskā starojuma līmenis elektromagnētisko traucējumu (EMI) formā no ekrāna.

Sīkāk apsveriet dažus no iepriekš minētajiem parametriem.

Attēla izveidošana uz LED video ekrāna un spilgtuma vadība

Pulse-Width Modulation (PWM) un atsvaidzes intensitāte

Sākotnējais attēls, kas tiek rādīts, tiek izveidots kā datora fails, parasti ir * .avi vai * .mpg klips. Fails tiek dekodēts ar vadības datoru (vai video kontrolieri) un pārveidots specializētajā video straumē, ko pārraida pastāvīgu strāvas draiveru mikroshēmām. IC vadītāji virzās uz pastāvīgu strāvu uz LED, izraisot to spožumu noteiktā spektrā.

PWM (impulsa platuma modulācija) ir plaši izmantota metode dažādu spilgtuma līmeņu kontrolei. Atkarībā no vajadzīgā spilgtuma līmeņa, strāvas padeve tiek pārraidīta uz gaismas diodēm ar pārtraukumiem, pagriežot slēdzi starp barošanu un ieslēgšanu un izslēgšanu strauji. Piemēram, lai panāktu 50% spilgtumu, pašreizējais būtu jānosūta tikai puse no cikla ilguma, lai sasniegtu 25% spilgtuma, strāva tiks ieslēgta tikai ceturtā cikla ilguma dēļ. Citiem vārdiem sakot, gaismas diode darbosies "ieslēgtā izslēgtā režīmā", kad "ieslēgtā" perioda ilgums atbilst vajadzīgā spilgtuma līmenim.

PWM tehnika nodrošina, ka LED (un viss video ekrāns) rada ciklisku attēlu. Minimālā cikla ilgums (ja LED tiek ieslēgts un izslēgts secīgi) sauc par atsvaidzināšanas periodu vai atsvaidzes intensitāti.

Apsveriet piemēru: ļaujiet mums teikt, ka LED video ekrāna atsvaidzes intensitāte ir vienāda ar 100 Hz. Lai nodrošinātu maksimālo 100% spilgtumu, mums jāpārsūta strāva visā atsvaidzināšanas periodā, kas šajā gadījumā ir vienāds ar 1/100 s = 10 ms. Lai samazinātu spilgtumu uz pusi, strāvai vajadzētu nosūtīt 5 ms, pēc tam izslēgt 5 ms. Tad cikls atkārtojas tādā pašā veidā. Lai sasniegtu tikai 1% spilgtuma līmeni, strāva tiek pārsūtīta gaismas diodēm 0,1 ms laikā, un izslēgšanās periods ilgs 9,9 ms.

PWM pamatmetode var tikt modificēta un modernizēta. Dažādi ražotāji izmanto atšķirīgu terminoloģiju: kodētais PWM (Macroblock), secīgā sadalījuma modulācija (Silicon Touch) un adaptīvās impulsu blīvuma modulācija (MY's-Semi). Visas šīs funkcijas mēdz "izkliedēt" LED slēdzi periodā visā atsvaidzināšanas periodā. Tādējādi ekrāna darbība ar 50% spilgtumu ar 100 Hz atsvaidzes intensitāti izskatās kā atkārtota "1 ms LED uz - 1 ms LED off" cikla. Tas nozīmē, ka 50% spilgtuma laikā atsvaidzināšanas periods palielinājās piecas reizes un ir vienāds ar 2 ms. Līdz ar to atsvaidzes intensitāte palielināta līdz 500 Hz. Šis aprēķins attiecas tikai uz 50% spilgtumu. Katram spilgtuma modelim ir minimāls spilgtums vienā impulsā (vismaz minimālais ilgums), kad LED ir ieslēgts, pārējā laikā tas tiek izslēgts.

Tādējādi modernās modificētās metodes izkropļo stingrus "tradicionālos" PWM ciklus. Atkarībā no vajadzīgā spilgtuma līmeņa mēs varam noteikt īsākus periodus ar lielāku atsvaidzes intensitāti. Atsevišķa LED video ekrāna atsvaidzes intensitāte var atšķirties, teiksim, 100 Hz un 1 kHz. Tas nozīmē, ka minimālā vai maksimālā spilgtuma laikā atsvaidzes intensitāte ir aptuveni 100 Hz. Bet citos spilgtuma līmeņos mēs saskaramies ar periodiem ar lielāku atsvaidzes intensitāti.

Tādējādi attiecībā uz modificētām PWM metodēm atsvaidzes likmes jēdziens kļūst arvien maldinošāks. Tomēr, ja mēs definējam atsvaidzināšanas ātrumu par minimālo laikposmu, kas vajadzīgs, lai atjaunotu attēlu visos spilgtuma līmeņos, mēs izvairītos no visiem pārpratumiem jo šī definīcija atsvaidzināšanas ātrums nav atkarīgs no PWM procesu.

Pārklāti skenēšanas attēli un laika sadalīšana uz LED video ekrāniem

Dažas LED ekrāna attēlveidošanas struktūras ir veidotas tā, lai vienlaikus novērstu strāvas padevi visiem LED. Visi LED ekrāni tiek sadalīti grupās (parasti divas, četras vai astoņas), kuras ieslēdzas pēc kārtas. Tas nozīmē, ka augstāk aprakstītās tēlu veidošanas metodes video ekrānā tiek izmantotas dažādās gaismas diožu grupās. Ja ekrānam ir divas šādas grupas, attēlu veidošana ir līdzvērtīga interlaced skenēšanai analogās TV.

Šī metode galvenokārt tiek izmantota, lai padarītu LED video ekrānus lētākus, jo šī attēla veidošanas metode prasa mazāku IC draiveru skaitu (attiecīgi divas, četras vai astoņas reizes). Tā kā IC vadītāji nodrošina aptuveni 15-20% ekrāna izmaksas, ekonomika var būt ievērojama. Turklāt laika sadalīšanas metode ir praktiski neizbēgama augstas izšķirtspējas LED ekrānos, jo mazu skaņu ekrāni rada nopietnas problēmas, novietojot lielu skaitu vadītāju uz PCB un nodrošinot pareizu siltuma pārnesi no IC draiveriem.

Protams, šī ekonomika noved pie zemākas video ekrāna spilgtuma un zemākas atsvaidzes intensitātes (proporcionāli nodarbināto LED grupu skaitam).

Ļaujiet mums teikt, ka mums ir ekrāns ar divām LED grupām, kurās izmanto laika sadalīšanas metodi. Pašreizējais tiek piegādāts vienai grupai, lai nodrošinātu vajadzīgo spilgtumu. Otra grupa ir izslēgta. Pēc viena atsvaidzināšanas perioda grupas mainās: tagad otra grupa tiek darbināta, kamēr pirmā kļūst tumša. Tādēļ periods, kas nepieciešams, lai visa informācija tiktu atjaunota ekrānā, kļūst par divreiz lielāku.

Atstarošanas likmes jēdziens šajā gadījumā kļūst vēl smalks. Stingri sakot, dublēšanai tiek atjaunots atsvaidzināšanas periods vai minimālais laiks, kas nepieciešams, lai atjaunotu attēlu visā ekrānā. Tomēr katrai grupai attēla veidošanas perioda ilgums nemainās, un mēs varam apgalvot, ka atsvaidzināšanas likme paliek tāda pati kā iepriekš.

LED video ekrāns, atsvaidzināšanas ātrums un cilvēka acs

Pirmkārt, atsvaidzināšanas likme ietekmē attēlu uztveri. Mēs parasti uz ekrāna uztveram gludu attēlu un neredzam mirgojošu efektu, jo mirgošanas biežums ir diezgan augsts. Mūsu vizuālā uztvere ir gan psiholoģiska, gan fiziska rakstura. Atsevišķi gaismas mirgošana ir apkopota "gludā" tēlā ar mūsu smadzenēm. Saskaņā ar Bloch's Law, šī summēšana ilgst apmēram 10 ms un ir atkarīga no gaismas mirgošanas spilgtuma. Ja gaismas mirgo ar pietiekamu frekvenci (tā saucamo robežvērtību CFF - kritisko mirgošanas frekvenci), cilvēka acs nemanīja pulsāciju saskaņā ar Talbot-Plateau likumu. CFF slieksnis ir atkarīgs no daudziem faktoriem, piemēram, gaismas avota spektra, gaismas avota novietojuma attiecībā pret aci, spilgtuma līmeņa. Tomēr normālos apstākļos šī frekvence nekad nepārsniedz 100 Hz.

Tādējādi cilvēka acs neizšķir atšķirības LED video ekrāna attēlos, kas izveidoti ar PWM vai modificētām PWM metodēm ar atsvaidzes frekvenci no 100 Hz līdz 1 kHz.

LED ekrāns, atsvaidzināšanas ātrums un videokamera

Tomēr cilvēka acs nav vienīgais instruments, kas var uztvert attēlus. Dažreiz mēs izmantojam videokameras, lai ierakstītu LED video ekrānus, un videotehnika balstās uz principiem, kas krasi atšķiras no cilvēka smadzenēs izmantotajiem principiem. Tas ir īpaši svarīgi visiem LED video ekrāniem sporta stadionos, izstādēs vai koncertzālēs, kur notikumi tiek ierakstīti ar kamerām. Ekspozīcijas laiks vai aizvara ātrums mūsdienu videokamerās var atšķirties no sekundēm līdz milisekunādei.

Ļaujiet mums teikt, ka mēs skatāmies uz LED ekrānu, kurā attēls tiek izveidots, izmantojot tradicionālo PWM metodi ar 100 Hz atsvaidzes intensitāti. Video ekrānā tiek parādīts statisks attēls. Ja mēs cenšamies ierakstīt šo attēlu ar videokameru, izmantojot 1/8 sekundes aizvara ātrumu (ti, ekspozīcijas laiks ir 125 milisekundes), foto sensors ieraksta gaismu no ekrāna attēla, kas iegūts ar 12,5 atsvaidzināšanas periodiem. LED ekrāns un mūsu videokamera netiek sinhronizēti, un katrs fotokameras fiksētais kadrs atbilstu citam laika periodam, kas saistīts ar atsvaidzināšanas cikla sākumu un beigām. Bet ar šo lielo aizvara ātrumu nebūs pretrunu, un kamera ierakstīs gludu LED videokameras attēlu.

Ja mēs samazinām aizvara ātrumu līdz 1/250 sekundēm, kad ekspozīcijas laiks ir 4 ms, viens kameras kadrs LED displeja ekrānā būs 2,5 reizes īsāks nekā atsvaidzināšanas periods. Šoreiz neatbilstība starp kameras rāmja sākumu un PWM cikla sākumu būs ievērojama. Daži kadri atbilst PWM cikla sākumam, citi - vidū, bet citi - vēl līdz cikla beigām. Katrs rāmis reģistrē dažādu gaismas plūsmu un pakāpeniski kļūda uzkrājas. Kad mēs skatām ierakstīto videoklipu, rāmju spilgtums būs ievērojami atšķirīgs. Parasti visi objekti, kas ierakstīti ar īsu ekspozīcijas laiku, ir mazāk izgaismoti. Kamera ieraksta "mirgojošu" efektu uz LED video ekrānu. Ja ekspozīcijas laiks vēl vairāk samazinās, mēs noteikti redzēsim dažus melnus kadrus (kad kameras kadra sākums atbilst īsajam PWM periodam, kad LED ir izslēgts), un reģistrētais video mirgo vēl vairāk.

Tādējādi, ja mēs izmantojam videokameru, lai ierakstītu LED ekrānu ar tradicionālo PWM funkciju, atsvaidzes intensitātei jābūt saderīgai ar kameras ekspozīciju vai tās pārsniedz.

LED video ekrānos ar modificētu PWM funkciju ir spēkā tā pati loģika. Tā kā lielā spilgtuma režīmā gaismas diodes ieslēgšanās tiek "izkliedēta" pa PWM ciklu, reģistrētais attēls būs stabilāks salīdzinājumā ar tradicionālo PWM funkciju. Bet ar zemu spilgtumu situācija paliks nemainīga: ierakstītais attēls vai nu zaudē spilgtumu, vai mirgo.

Kā redzat bez pareizas sinhronizācijas, jebkura LED ekrāna videoieraksts radīs sagrozītu ierakstīto attēlu. Mēs varam to salīdzināt ar analogās TV ierakstīšanu ar analogām kamerām: abās ierīcēs esošo skenēšanas režīmu atšķirības novedīs pie diagonālo melno līniju, kas nošķir TV rāmjus.

Vēl viens svarīgs jautājums ir LED videokontrolieru sinhronizācija. Lieli LED ekrāni ir izgatavoti no blokiem (LED moduļi un / vai skapji), kas parāda attēlus, ko rada dažādi kontrolleri. Ja šie kontrolieri nesinhronizē PWM cikla sākumu (ti, cikla sākumu dažādās ekrāna daļās), mēs varam saskarties ar šādu problēmu: atsvaidzināšanas cikls dažās LED ekrāna daļās atbilst kameras kadriem un citiem Ekrāna daļas tas nebūs. Ja ekspozīcija ir saderīga ar atsvaidzināšanas ciklu, daļa no video ekrāna izskatīsies spilgtāka, vēl tumšāka. Viss attēls sastāv no tumšiem un spoži taisnstūriem, un tas būs neērti skatīties.

LED video ekrāna augstās atsvaidzināšanas izmaksas

Neatkarīgi no PWM ģenerēšanas metodes, tiem visiem ir kopīgas iezīmes. PWM paaudzes darbojas uz dažiem pulksteni likmes F PWM. Pieņemsim, ka mums ir radīt noteiktu skaitu N spilgtuma līmeni. Tādā gadījumā atsvaidzes likme F r nedrīkst pārsniegt F PWM / N.

Šeit ir daži piemēri, lai ilustrētu iepriekš minēto paziņojumu:

PWM pulksteņa ātrums Spilgtuma līmenis Atsvaidzinoša likme
F pwm = 10 MHz N = 256 (8 biti vienā kanālā) F r = 39 kHz
F pwm = 10 MHz N = 1024 (10 bitu katrā kanālā) F r = 9.8 kHz
F pwm = 10 MHz N = 2048 (11 biti vienā kanālā) F r = 4.9 kHz
F pwm = 10 MHz N = 65536 (16 biti katrā kanālā) F r = 152 Hz
F pwm = 20 MHz N = 65536 (16 biti katrā kanālā) F r = 305 Hz

Šie skaitļi parāda, ka katrs LED ekrāns seko dažiem neatkarīgiem PWM ģenerēšanas procesiem, ti, PWM ģenerēšanas metode ir ieprogrammēta tieši IC draiveri.

Ar vienkāršu un lētu IC draiveri, PWM tiek ģenerēts uz LED video ekrāna kontrollera. Pēc tam mums vajadzētu apsvērt, cik daudzi autovadītāji ir saistīti secīgi, un tos apkalpo viens PWM ģenerēšanas process. Ja viena PWM paaudzes shēma paredz M 16 izejas kanālu vadītājiem, tad atsvaidzināšanas ātrums nedrīkst pārsniegt F PWM / (N * M * 16, pretējā gadījumā tas noved pie ievērojami zemākas atsvaidzes intensitāte vai nepieciešamība palielināt takts frekvenci.

Laika sadalījuma (pārlūkošanas skenēšanas) gadījumā atsvaidzes intensitāte ir proporcionāla dalīšanas koeficientam.

Tādējādi, lai palielinātu atsvaidzes intensitāti LED video ekrānos, ir pieejamas šādas opcijas:

  • "Viedo" (dārgu) draiveru izmantošana;

  • Pulksteņa ātruma palielināšana PWM ģenerēšanas procesā;

  • Spilgtuma līmeņu skaita samazināšana (krāsu dziļums).

Katrai metodei ir priekšrocības un trūkumi. Intelektuālie autovadītāji ir daudz dārgāki nekā vienkāršie IC draiveri; Pulksteņa frekvences palielināšanās noved pie lielāka enerģijas patēriņa (tātad ir vajadzīgi papildu pasākumi siltuma pārvadei, lai izvairītos no pārkaršanas); Neliels spilgtuma līmenis negatīvi ietekmē attēla kvalitāti.

Secinājums: Atsvaidzināt LED video ekrānus

LED ekrānu ražotāji bieži izmanto atsvaidzes frekvenci kā mārketinga instrumentu, kad lepojas ar lielisku ekrāna kvalitāti. Priekšnosacījums ir tas, ka jo augstāka ir atsvaidzes intensitāte, jo labāka ir attēla kvalitāte. Tomēr bieži šie skaitļi kalpo vienīgi, lai sajauktu potenciālos klientus. Piemēram, atsvaidzināšanas frekvence vairākos kHz nozīmē to, ka tiek izmantota vai nu modificētā PWM ģenerēšanas metode (ja dažādu spilgtuma līmeņu atšķirības atsvaidzināšanas frekvence faktiski atšķiras) vai arī krāsu dziļums ir nepieņemami zems.

Mums vajadzētu atcerēties, ka liels atsvaidzināšanas ātrums un augstas krāsas dziļuma vērtības var rasties tikai ar lielu spilgtuma līmeni, kas pats par sevi ir nepareizs, jo LED video ekrāns ne vienmēr jādarbina ar 100% ietilpību.

Tiešsaistes skenēšanas gadījumā atsvaidzes intensitātes vērtība atbilst vienam PWM ciklam vienā LED grupā, bet ekrāna faktiskā atsvaidzināšanas frekvence (kas ietekmē mūsu uztveri) būs mazliet mazāka.

Informatīvāk un godīgāk ir minēt krāsu dziļumu un pulksteņa ātrumu PWM un aptuveno ekrāna atsvaidzināšanas frekvences diapazonu (piemēram, 200-1000 Hz) modificētas PWM ekrāna funkcijas gadījumā. Ja LED ekrāns balstās uz laika sadalīšanas principu (piemēram, laika sadalījums = 1: 1 - laika sadalījuma trūkums, laika sadalījums = 1: 2 - PWM darbojas tikai uz pusi no ekrāna utt.).

Iepriekšminētais parametrs nav būtisks mūsu uztverei. Cilvēka acs nereģistrē attēla kvalitātes atšķirības frekvencēs virs 100 Hz. Līdz ar to būtu jāizlemj, vai liels atsvaidzināšanas ātrums ir patiešām nepieciešams, un, ja tas ir vērts maksāt papildus par to.

Ierakstītā ekrāna attēla atsvaidzināšanas ātrums un viendabīgums ir svarīgi tikai tajos gadījumos, kad LED ekrāns bieži vien kļūst par videorakstīšanas objektu (stadionos un koncertzālēs). Tāpēc labāk ir vispirms veikt pirms izmēģinājuma ierakstu pirms pirkuma līguma parakstīšanas.



网站对话
live chat