邏輯板原理講解-視顯光電

1、-作者xxxx-日期xxxx邏輯板原理講解-視顯光電【精品文檔】邏輯板原理講解-視顯光電目前電視已經(jīng)從CRT過(guò)渡到液晶，我們?cè)谫u場(chǎng)也很難買到CRT電視了。所以液晶電視維修也是我們家電維修從業(yè)者必須要掌握的技能。而邏輯版（也稱TCON板）也是液晶電視電路的核心，而提起邏輯版板，很多人不了解，到底什么是TCON板？今天特整理一下TCON板的原理知識(shí)講解，以TCL液晶電視和目前國(guó)內(nèi)主要的通用邏輯板商視顯光電的邏輯板為例，希望給大家?guī)?lái)幫助。一、什么是邏輯板（TCON）？TCON板的英文是: timing controller的縮寫(xiě)TCON板中文是：時(shí)序控制電路邏輯板實(shí)物圖邏輯板又稱：控制板，在液晶電

2、視里的作用和CRT中的視放板相當(dāng)，但有本質(zhì)的區(qū)別，邏輯板不是一個(gè)純粹的信號(hào)放大器，它輸入是LVDS格式信號(hào)，而不是RGB。邏輯板的作用是把數(shù)字板送來(lái)的LVDS或TTL圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行處理移位寄存器存儲(chǔ)將圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換成屏能夠識(shí)別的控制信號(hào)行列信號(hào)RSDS控制屏內(nèi)的MOSFET管工作而控制液晶分子的扭曲度。二、傳統(tǒng)邏輯板電路主要由哪幾部分組成？1.TCON IC(必須的）2.GAMMA IC（必須的）3.PM IC （必須的）4.GPM IC（OPTION)5.LEVEL SHIFT IC(GOA屏專用）三、傳統(tǒng)液晶屏TCON布局1.邏輯板與SOURCE板分離板與SOURC

3、E板合并四 自制邏輯板的幾種實(shí)現(xiàn)架構(gòu)1.主板+TCON板+SOURCE板 TCON板= TCON IC+PM IC+GAMMA IC 自制TCON板直接替換屏廠提供的TCON板2.主板+SOURCE板-比成本低，但一屏一主板，主板組件多 主板=SOC+ TCON IC+PM IC+GAMMA IC或者 主板=SOC（內(nèi)置TCON）+PM IC+GAMMA IC3.主板+轉(zhuǎn)接板+SOURCE板 -主板組件減少，成本比低，比 NO2高 主板=SOC （內(nèi)置TCON） 轉(zhuǎn)接板=PM IC+GAMMA IC4.主板+SOURCE板-成本最低，主板組件多，需要和屏廠合作設(shè)計(jì) 主板=SOC （內(nèi)置TCON

4、）或主板=SOC+TCON IC SOURCE板=PM IC+GAMMA IC+bridge五、邏輯板板各功能模塊介紹1.TCON IC 內(nèi)部框圖TCON IC作用：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)基本功能1.1 TCON基本功能1：接收LVDS信號(hào)并把它轉(zhuǎn)換為Mini-LVDS信號(hào) mini-LVDS信號(hào)特點(diǎn)及規(guī)范1.1.1 TCON IC和SOURCE DRIVER IC之間的接口1.1.2 在Clock的上升沿和下降沿各傳送1個(gè)Bit數(shù)據(jù) 其規(guī)格需滿足Panel要求1.1.3 阻抗匹配 傳輸線阻抗Zo:推薦范圍25歐-75歐 通常Layout設(shè)計(jì)線對(duì)的差分阻抗Zdif=2Zo=100歐 Mini-Lvds接收端

5、的端接電阻RT=Zdif=2Zo，實(shí)際上Source Driver大多數(shù)情況下不止一個(gè)，所以端接電阻安放位置很重要，一般近端和遠(yuǎn)端各放一個(gè)，遠(yuǎn)端測(cè)量時(shí)幅度會(huì)變差，實(shí)際調(diào)整SWING時(shí)需留意A:阻抗不匹配示例 FFC線阻抗50歐時(shí)Clock波形B: 阻抗匹配示例FFC線阻抗100歐時(shí)Clock波形1.1.4 Mini-Lvds輸出電壓備注：屏SPEC會(huì)給出 VID 規(guī)格， VOD =2* VID1.1.5 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Data Mapping) 6bit 3pairs;6bit 4pairs;6bit 5pairs;6bit 6pairs 8bit 3pairs;8bit 4pairs;8bit

6、5pairs;8bit 6pairs 例如：8bit 6pairs Mode Data Mapping見(jiàn)下圖1.2 TCON基本功能2：產(chǎn)生PANEL掃描驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路所需的時(shí)序 控制信號(hào)1.2.1 POL信號(hào)： polarity inversion signal for sorce driver 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC控制數(shù)據(jù)輸出信號(hào)的極性反轉(zhuǎn) 如下圖為單個(gè)TFT及像素的等效電路，反轉(zhuǎn)電壓是指施加在Clc兩端電壓什么是極性反轉(zhuǎn)？施加在液晶分子上的電場(chǎng)是有方向性的，在不同時(shí)間以相反方向電場(chǎng)施加在液晶上，稱為極性反轉(zhuǎn)液晶顯示電極的像素電壓高于Vcom電壓稱為正極性反之，液晶顯示電極的像素電壓低于V

7、com電壓稱為負(fù)極性為什么可以極性反轉(zhuǎn)？液晶分子在電場(chǎng)中所受的力矩與電場(chǎng)的平方成正比而與電場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)，所以可以用極性反轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動(dòng)液晶而不改變其排列和穿透率。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)：在極性反轉(zhuǎn)時(shí)液晶分子轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去為什么必須極性反轉(zhuǎn)？A：取向膜的直流阻斷效應(yīng)控制基板表面的液晶分子排列方向的具有溝槽的薄膜稱為取向膜，電極上的電壓透過(guò)取向膜施加到液晶分子上，取向膜的等效電容大，等效電阻大，當(dāng)直流驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)，電阻分壓使電壓差大部分落在取向膜上，而無(wú)法改變液晶分子排列。B：可移動(dòng)離子和直流殘留液晶制程中不可避免殘留可移動(dòng)離子，如果采用直流驅(qū)動(dòng)，離子會(huì)移動(dòng)到取向膜形成內(nèi)部電場(chǎng)，即使不加外部電場(chǎng)，液晶分子也會(huì)因內(nèi)部電場(chǎng)而

8、改變排列狀態(tài)，稱為直流殘留，造成殘影。當(dāng)采用極性反轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)，外部電壓平均值為0，可移動(dòng)離子向兩個(gè)電極的移動(dòng)相互抵消，避免直流殘留現(xiàn)象。要點(diǎn)：正極性電壓和負(fù)極性電壓相等各種極性反轉(zhuǎn)方式極性反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方法一 Common電極電壓固定不變驅(qū)動(dòng)方式極性反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方法二Common電極電壓不停變動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式1.2.2 TP1信號(hào)： latch signal for source driver 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的使能控制信號(hào) 高電平：一行數(shù)據(jù)鎖存到行存儲(chǔ)器內(nèi) 低電平：一行數(shù)據(jù)釋放，對(duì)液晶電容充電1.2.3 STV信號(hào)：scan driver start pulse 掃描驅(qū)動(dòng)IC輸出起始控制信號(hào) 1.2

9、.4 CKV信號(hào)： scan driver clock 控制掃描行依次開(kāi)啟的時(shí)鐘信號(hào)1.2.5 OE信號(hào)： scan driver output enable 掃描行開(kāi)啟關(guān)閉的使能控制信號(hào)高電平：掃描行開(kāi)啟低電平：掃描行關(guān)閉結(jié)合下圖進(jìn)一步說(shuō)明信號(hào)1=STV 信號(hào)2=CKV 信號(hào)3=TP1 信號(hào)4=OEGATE DRIVER輸入第一個(gè)STV信號(hào)準(zhǔn)備開(kāi)始第一場(chǎng)掃描，輸入第一個(gè)CKV信號(hào)準(zhǔn)備開(kāi)啟第一個(gè)掃描行，此時(shí)SOURCE DRIVER輸入TP1信號(hào)釋放第一行數(shù)據(jù)信號(hào)，OE信號(hào)到來(lái)后高電平開(kāi)啟低電平關(guān)閉掃描行，如此循環(huán)往復(fù)。TCON IC附加的重要功能：OD功能1.3 OD功能介紹OD:OVER

10、DRIVE 過(guò)驅(qū)動(dòng) 作用：提升液晶響應(yīng)時(shí)間液晶的響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間是指液晶分子改變排列角度，變換畫(huà)面顯示所需要的時(shí)間。屏SPEC給出的響應(yīng)時(shí)間等于黑到白，白到黑的上升時(shí)間和下降時(shí)間之總和，先聲明這個(gè)時(shí)間OD功能是無(wú)法 提升的。1.3.2 為什么要提升液晶的響應(yīng)時(shí)間？看下面兩幅圖，左圖響應(yīng)時(shí)間慢，右圖響應(yīng)時(shí)間快通過(guò)對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)：響應(yīng)時(shí)間慢-圖像模糊，拖尾1.3.3 OVERDRIVE技術(shù)電場(chǎng)加速效應(yīng)：液晶分子在電場(chǎng)中所產(chǎn)生的力矩與電場(chǎng)的平方成正比，因此，增加電場(chǎng)可以大幅度增加對(duì)液晶分子施加的力矩，從而加速液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是電場(chǎng)加速效應(yīng)。OVERDRIVE:利用電場(chǎng)加速效應(yīng)，在兩個(gè)幀之間插入另

11、一個(gè)幀，施加較高補(bǔ)償電壓，強(qiáng)迫液晶分子在較短時(shí)間內(nèi)改變排列，從低亮灰階達(dá)到預(yù)定的高亮灰階，從而提升液晶的響應(yīng)時(shí)間，此種方法被稱為高插驅(qū)動(dòng)，也叫過(guò)驅(qū)動(dòng)。從概念可以看出，OVERDRIVE只對(duì)GRAY TO GRAY有效，對(duì)BLACK TO WHITE無(wú)效右圖是沒(méi)有做OVERDRIVE時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓波形和液晶的響應(yīng)時(shí)間曲線下圖是有做OVERDRIVE時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓波形和液晶的響應(yīng)時(shí)間曲線對(duì)比結(jié)果：OVERDRIVE可以大幅提升液晶的響應(yīng)時(shí)間1.3.4 UNDERSHOOT技術(shù)與高插驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的技術(shù)就是低插驅(qū)動(dòng)（UNDERSHOOT)通過(guò)在兩幀之間插入另外一個(gè)幀，施加較低補(bǔ)償電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)與OVERDRIV

12、E最大不同，UNDERSHOOT被動(dòng)減小電場(chǎng)，靠液晶分子本身的彈性來(lái)改變排列，效果比OVERDRIVE差。1.3.5 OVERDRIVE實(shí)現(xiàn)方式A 流程圖如下B 最佳響應(yīng)時(shí)間對(duì)照表通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式填表獲得，對(duì)于8BIT灰階，可以設(shè)計(jì) 256X256 TABLE ，但需要MEMORY SEZE大，簡(jiǎn)化的方式可以設(shè)計(jì)32X32 TABLE 或16X16TABLE，再用線性內(nèi)插方式計(jì)算其他灰階變化所需的補(bǔ)償灰階。2.1 傳統(tǒng)GAMMA IC：本身很簡(jiǎn)單，只起到BUFFER的作用如下圖是傳統(tǒng)的GAMMA IC應(yīng)用圖輸入電壓值A(chǔ)i,Bi,Mi,Ni來(lái)自輸入端電阻分壓后產(chǎn)生的精確電壓，經(jīng)運(yùn)放組成的緩沖器輸出后

13、提供給屏端，緩沖器的作用是增加帶負(fù)載的能力2.2 P-GAMMA IC：與傳統(tǒng)GAMMA IC比本質(zhì)相同，增加Programmable功能，實(shí)現(xiàn)I2C總線控制，電壓存儲(chǔ)，BANK選擇等 2.3 PANEL對(duì)于GAMMA電壓需求的實(shí)例3 PM ICPower Manage IC：產(chǎn)生Source Driver和Gate Driver所需要的多路電壓（工作原理參看一般的DC-DC設(shè)計(jì)和LDO設(shè)計(jì)）3.1 DVDD： 數(shù)字邏輯電壓，一般是，用于邏輯電路的供電3.2 AVDD： 主電壓，主要用在Source Driver輸出的像素電壓和 Gamma校正的電壓3.3 VGH： Gate開(kāi)啟電壓，用于TF

14、T柵極打開(kāi)的電壓3.4 VGL： Gate關(guān)斷電壓，用于TFT柵極關(guān)斷的電壓3.5 Vcom：Vcom電壓，Panel公共電極電壓，有的集成在Gamma IC下圖為某PanelSPEC給的規(guī)格4 GPM IC : Gate Pulse Modulator 俗稱削角電路作用：減少掃描線和像素之間的電容耦合效應(yīng)，改善饋通電壓造成的畫(huà)面閃爍TFT等效電路如下圖因?yàn)殡娙蓠詈闲?yīng)，在Gate電壓由打開(kāi)到關(guān)斷，此時(shí)TFT處于截止?fàn)顟B(tài)，寄生電容Cgd會(huì)將Gate電壓變動(dòng)饋送到像素電壓，產(chǎn)生電壓變化量V,稱為饋通電壓，饋通電壓的存在使Clc和Cs上保存的像素電壓 偏離原來(lái) 的設(shè)定值，造成畫(huà)面閃爍。解決方法：一方面降低饋通電壓，另一方面調(diào)整Vcom電壓進(jìn)行補(bǔ)償削角電路的作用就是通過(guò)降低Vp-p電壓來(lái)減小饋通電壓削角IC應(yīng)用原理圖5 Level Shifter IC :電位轉(zhuǎn)移電路5.1 為什么需要電位轉(zhuǎn)移？一般的TFT開(kāi)啟電壓需要20V以上，關(guān)斷電壓需要-5V以下，而來(lái)自TCON時(shí)序控制電路的電壓一般是 0V或這樣的邏輯電壓，因此需要Level Shifer實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換。5.2 WOA設(shè)計(jì)通常的PANEL，Gate Driver放在玻璃基板外部，通過(guò)陣