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LCD-TV
Service Training 2006
LCD-Grundlagen
und Schaltungsbeschreibung für
????????
GRUNDIGTraining-Center
März 2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
Inhaltsverzeichnis
Das LCD-Prinzip (Grundlagen für den Servicetechniker) 4
Grundprinzip einer LCD-Zelle
4
Was sind Flüssigkristalle
5
Die Funktion eines 7-Segmet Displays5
Das TFT Display
7
Vollbilddarstellung
9
Einige typische Vergleichs-Daten des LC-Displays zur Bildröhre (allgemein) 11
Das LCD Panel
12
Der Inverter
13
Die Signalansteuerung des LCD-Panels mit RGB 14
Die Ansteuerung des LCD Panels mit LVDS Schnittstelle 15
Chassis L5C-14“..20“
16
Einbaunetzteil bei den 26 bis 32 Zoll Displays
Signalverarbeitung
19
Software Update
26
DVI und HDMI Schnittstelle
28
Die DVI-Schnittstelle
29
Der Scaler
30
Geräte mit Plasma-Display
36
Der Aufbau eines Plasma- Displays
Die Ansteuerung eines Pixels
39
Die Adressierphase
39
Die Leuchtphase
40
Die Löschphase
40
Prinzip der Helligkeitssteuerung
GRUNDIG-Trainings Center
18
37
41
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LCD-TV
Vorläufiges Skript
Das LCD-Prinzip (Grundlagen für den Servicetechniker)
Allgemein
Von allen Flach-Bildschirmen hat das LCD-Display die größte Chance
die Bildröhre abzulösen. Zur Zeit haben die Display-Hersteller die Bildschirmdiagonalen von 14 bis 42 Zoll in Produktion. Die Displays mit 50
Zoll und mehr sind in der Entwicklung. Da die Fertigungsprobleme mit
der Schirmgröße zunehmen, ist die Ausbeute entsprechen niedrig und
die Preise dementsprechend hoch.
Die niedrige auflösenden Displays ist speziell für die TV-Anwendung
gebaut. Es liefert eine sehr große Helligkeit. Um diese zu erreichen,
sind die einzelnen Pixel auf die TV-Auflösung angepaßt. Das Display
hat 480 sichtbare Zeilen und je 640 RGB-Pixel pro Zeile. Dieses Display
ist also nur bedingt geeignet als Computer-Monitor. Für diese Anwendung oder für HDTV benötigt man eine Auflösung von 764 Zeilen und
1024 Pixel. Die Geräte mit 32 bis 42 Zoll Schirmdiagonale besitzen diese Auflösung. Sie sind auch als Computer-Monitor einsetzbar.
Unter den LCD-Displays gibt es große Unterschiede. Nicht alle sind für
die schnellen Bewegungen und den großen Blickwinkel der bei TV-Betrieb nötig ist geeignet. LCD-Displays benötigen relativ lange um ein
Pixel von Dunkel nach Hell zu ändern. Diese Zeit wird als Response
Time bezeichnet. Displays mit 20ms sind für Computeranwendung sehrgut geeignet. Bei TV- Betrieb ergeben sich starke Nachzieheffekte. Hier
benötigt man eine möglichst kurze Zeit. Momentan liegt man bei ca. 1014ms. Leider gibt es bei der Response Time keine einheitliche Meßmethode, so das man die Werte nicht direkt vergleichen kann.
Betrachten wir zuerst einmal das Grundprinzip einer LCD-Zelle
Grundprinzip einer LCD-Zelle
Ohne Spannung zwischen den
Elektroden folgt das polarisierte
Licht den LC-Kristallen. Es wird
es um 90° gedreht.
Das Licht kann das um 90°
gedrehte 2. Polfilter durchdringen.
das Licht wird
um 90° gedreht
2. Polfilter
Elektrode
LC-Kristalle nicht ausgerichtet
1. Polfilter
Elektrode
Liegt Spannung zwischen den
Elektroden, richten sich die LCKristalle aus. Das polarisierte
Licht vom 1. Polfilter geht
ungehindert auf das um 90°
gedrehte 2. Polfilter. Das Licht
wird gesperrt, die Zelle ist
dunkel.
~
Ohne Spannung wird das polarisierte Licht
durch die LCD-Kristalle um 90° gedreht.
Das Licht kann somit das 2. Polfilter
überwinden.
das Licht wird nicht verändert
2. Polfilter
LCD-Kristalle ausgerichtet
1. Polfilter
~
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Liegt Spannung an der LCD-Flüssigkeit,
richten sich die Kristalle aus. Das
Polarisierte Licht trifft ungehindert auf das
2. Polfilter. Da die Polarisationsrichtung der
beiden Filter um 90° gedreht sind, wird das
Licht gesperrt.
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Vorläufiges Script
Was sind Flüssigkristalle
Flüssigkristalle sind Substanzen, die sich wie Flüssigkeiten verhalten,
aber geordnete physikalische Eigenschaften von kristallinen Festkörpern besitzen.
Der flüssigkristalline Aggregatzustand vereint die Ausrichtung der Moleküle in der festen, kristallinen Phase mit der Beweglichkeit des flüssigen
Zustands.
Befinden sich die Flüssigkristalle in einem ungeordneten Zustand (Amorphe = formlos), wird das polarisierte Licht in seiner Polarisierungsachse
gedreht. Durch den mechanischen Aufbau, Material der Flüssigkristalle
und Schichtdicke, erreicht man eine Drehung um 90°. Dazu werden die
Flüssigkristalle auf einen Glasträger mit einer Rillenstruktur aufgebracht.
Das Deckglas, das ebenfalls die Rillenstruktur besitzt wird aufgebracht
und um 90° gedreht. So sind die Flüssigkristalle in einer vorgegebenen
Form. Das polarisierte Licht folgt den Kristallen und erhält dadurch eine
Drehung um 90°.
Werden an den Deckgläsern Elektroden angebracht, so kann man die
Kristalle durch Anlegen einer Spannung, kontinuierlich vom amorphen
in den nematischen Zustand überführen. Das bedeutet, dass die Drehung des polarisierten Licht sich weitgehend proportional zur angelegten Spannung verhält. Das Licht wird an dem 2. Polfilter mehr oder weniger gesperrt.
Die Funktion eines 7-Segmet Displays
Po
lar
isi
e
ru
ng
sr
ich
tu
ng
Po
lar
is
at
io
ns
fo
lie
Lichteinfall
transparente Elektroden
Kontakte
LC-Kristalle
eingebettet zwischen
den Elektroden
Polarisierungsrichtung
Polarisationsfolie
Spiegelfolie
=1
=1
=1
+
+
transparente Elektroden in Form
von 7-Segmentanzeigen
transparente Elektrode
(auch als Backlpate oder
Common bezeichnet)
Spannung an den Elektroden um 180°
gedteht. LC-Kristalle richten sich aus.
Licht kann nicht auf die Spiegelfolie
fallen. Das Segment ist dunkel
Spannung an den Elektroden sind
gleichphasig. LC-Kristalle drehen das
polarisirte Licht um 90°. Das Licht wird
über die Spiegelfolie reflektiert. Das
Segment ist nicht sichtbar
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Oszillator ca. 300-500 Hz
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LCD-TV
Vorläufiges Skript
Die einfachste Art verwendet man in Anzeigen von Uhren, Meßgeräten
usw. Diese Anzeigen sind alle monochrom und brauchen keine schnellen Änderungen darstellen. Der Aufbau ist relativ einfach, die Strukturen
sind grob. Die Ausbeute bei der Produktion ist hoch, so das der Preis
sehr niedrig ist.
Die LC-Flüssigkeit ist zwischen zwei Elektroden eingebettet. Die obere
Elektrode ist in Form einer 7-Segment ausgebildet. Die einzelnen Segmente sind an einer Kontaktleiste zugänglich. Liegt zwischen der 7-Segment und der Rückelektrode keine Spannung, sind die LC-Kristalle nicht
ausgerichtet. Das über die obere Polarisationsfolie einfallende Licht wird
durch die Kristalle um 90° gedreht. Somit kann das Licht auch durch die
untere Polarisationsfolie auf den Spiegel gelangen. Das Licht wird reflektiert und gelangt somit in unser Auge. Wir sehen eine gleichmäßig
graue Fläche.
Legen wir eine Spannung zwischen der Rückelektrode und einem Segment an, richten ich die LC-Kristalle aus. Das polarisierte Licht wird jetzt
nicht mehr durch die LC-Kristalle abgelenkt. Es gelangt ohne Drehung
auf die untere Polarisationsfolie. Da die Polarisation um 90° zur oberen
Folie liegt, wird das Licht vor dem Spiegel gesperrt. Wir sehen ein dunkles Segment.
Bei einem „Durchlicht-LCD“ liegt an Stelle des Spiegels eine Beleuchtung in Form von Glühlampen, Leuchtstofflampen oder Leuchtfolien. Das
Prinzip der Ansteuerung und der Aufbau des Displays ist gleich.
Bei der Ansteuerung der LCDs werwendet man keine Gleichspannungen. Diese würden mit der Zeit die Kristalle in eine konstante Lage bringen und die Drehfähigkeit der Kristalle geht verloren. Sie bleiben zum
Teil auch ohne Ansteuerung in einer undefinierbaren Lage liegen. Das
Display wird fleckig und die Segmente sehen ”ausgefranst“ aus. Aus
diesem Grunde steuert man die Segmente mit einer Wechselspannung
(ca. 400Hz) an. Bei Geichphasigkeit zwischen Segment und der Backplate ist das Segment passiv, bei Gegenphasigkeit aktiv. Zum Ansteuern der einzelnen Segmente verwendet man ein Exklusiv-Oder-Gatter.
Hier kann durch L- oder H-Pegel der Ausgang invertierend oder nichtinvertierend geschaltet werden.
100 ms
Das Bild zeigt wie man die 50
Hz auf einem 60 Hz Display
darstellt. Die 50 Hz Bilder
werden auf 16,6 ms komprimiert
und als 60 Hz-Bild dargestellt.
Damit man nach 100ms wieder
zeitgleich ist, wird das fünfte 50
Hz Bild auch als sechstes 60 Hz
Bild ausgegeben. Nachteil die
Laufschrift und Schwenks sind
etwas hakelig in der Bewegung.
6 Seite
50 Hz
20ms
20ms
16,6ms
20ms
16,6ms
20ms
16,6ms
20ms
16,6ms
5.Bild wird
2 x gezeigt
16,6ms
16,6ms
60 Hz
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Das TFT Display
TFT steht für Thin Film Transistor. Diese Bezeichnung „Dünnfilm-Transistor“ bezieht sich auf die Ansteuerung der LCD-Zelle. Man spricht hier
auch von einem aktiven Display.
Warum aktive Ansteuerung
Soll ein LCD-Pixel konstant aktiv sein (lichtdurchlässig), muss es im regelmäßigen Abständen aufgefrischt werden. Solange es keine Veränderung in der Ansteuerung der Pixel ergibt, ist das Bild auf dem Display
klar und flackerfrei. Um Bewegungen ohne nennenswerte Nachzieheffekte zu erreichen, züchtet man LCD-Zellen die nach Abschalten der
Ansteuerung in ca. 20 bis 25 ms in den dunklen Zustand zurückfallen.
Bei den schnellen LC-Zellen reicht nun aber die Geschwindigkeit des
Scan-Taktes nicht aus, um die Zellen in den aktiven Zustand zu halten.
Die Folge währe ein Helligkeitsflackern. Aus diesem Grunde wird die
LC-Zelle mit einem TET-Transistor angesteuert. Der Scan-Takt lädt einen Kondensator am Drain des Transistors in Abhängigkeit der gewünschten Helligkeit (Transparenz) auf. Dieser Wert hält die LC-Zelle solange
aktiv, bis der Wert geändert wird. Somit gibt es kein Helligkeitsflackern
auch wenn der Auffrischzyklus nur alle 20 ms erfolgt.
Ändert sich der Wert, ändert sich auch die Transparenz der LC-Zelle
innerhalb von ca. 20 bis 25 ms. Diese Zeit in der sich die Zelle von
Schwarz nach Weiß ändert, wird auch als Response Time bezeichnet.
Für Monitore ist der Wert von 20 ms ideal, da hier ein sehr ruhiges Bild
zu erwarten ist. Bei TV-Bildern ist dieser Wert von 20 ms zu hoch. Es
kommt zu Nachzieheffekten. Heutige TV-Displays bringen es auf ca. 1015ms. Manche Displays bringen es auch auf unter 8ms. Mit solchen
„Probaganda-Werten“ ist auch Vorsicht geboten, da es keine normierte
Meßmethode gibt. Zum Vergleich, der Wert bei einer Bildröhre liegt bei
ca. 1ms.
50 oder 60 Hz Bildfrequenz
Geräte die für den europäischen Markt gebaut sind werden mit 50 Bilder
pro Sek. angesteuert. In den 60 Hz Ländern erfolgt der Bildaufbau im 60
Hz Rhythmus. TV-Geräte die aus der „Monitor-Welt“ kommen sind
ebenfalls auf 60 Hz ausgelegt. Geräte die für 60 Hz gebaut sind, setzen
die europäische 50 Hz Norm in 60 Hz um, in dem jedes 5. Bild 2 mal
gezeigt wird. Sie erkennen diese an einer hakeligen Laufschrift.
Das Bild zeigt einen Ausschnitt
aus einem Display mit einer
Auflösung von 1024 x 768 .
Deutlich ist hier der Transistor in
der Ecke zu erkennen. Unter der
Blackmatrix befindet sich der
Speicherkondsensator
Die Pixelpreite ist ca. 0,1mm. Bei
drei Farben sind dies:
1024 x 3 x 0,1 = 307,2mm
Zeilenlänge
Das entspricht einem 15 Zoll
Display
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Polarisarionsfolie
Glas
Farbfilter
Data Bus (Spalte , Pixelhelligkeit)
Gate Bus (Zeile n)
Blakmatrix
Common Electrode ITO
Common Electrode ITO
Blakmatrix
Cs
LC-Pixel
LC-Pixel
Source
Pixelelektrode ITO
Drain
TFT
Cs
Pixelelektrode ITO
TFT
Gate
Data Bus
Gate Bus (Zeile n+1)
Glas
Polarisarionsfolie
Neonröhre
Arbeitsweise
Die Helligkeitswerte für jedes Farb-Pixel in einer Zeile liegen parallel an
allen Spalten des Displays an. Diese Werte sind Gleichspannungen, die
proportional zur Helligkeit (Transparenz des Pixels) stehen. Der Wertebereich ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. In diesem Beispiel ist der Wertebereich zwischen 0 und 5 Volt. Durch einen Übernahmeimpuls werden alle Transistoren in einer Zeile leitend. Die zur Helligkeit proportionale Spannung liegt niederhomig über die leitenden Transistoren an den Kondensatoren an. Die Kondensatoren laden sich auf
den neuen Wert auf bzw. um. Die Ansteuerung der nächsten Zeile erfolgt analog. Der komplette Aufbau eines Bildschirms muss bei TV-Betrieb im 20 ms Rhythmus erfolgen.
0V
Helligkeit für Zeile n+3
Helligkeit für Zeile n
5V
0V
100% rot
40%
60%
20%
5V
0V
70%
10%
30%
100% blau
100% grün
60%
20%
40%
5V
Helligkeitswerte
für die Zeilen
Zeile n
60%
rot
20%
grün
30%
blau
40%
rot
60%
grün
10%
blau
100%
rot
100%
grün
70%
blau
Zeile n+1
Kondensatoren
werden auf
den neuen
Wert
umgeladen
25V
Zeile n+2
Zeile n+3
Streifenmatrix
rot
grün
blau
Das Bild zeigt den prinzipiellen Aufbau eines TFT-Displays.
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Vorläufiges Script
LCD-TV
Vollbilddarstellung
Wie hinreichend bekannt, besteht das FBAS-Signal aus einer Halbbildfolge. Durch die Darstellung von 2 Halbbildern, erhöht sich die Flackerfrequenz auf 50Hz. Dieses Signal wird auch als „Interleace“ bezeichnet.
Bei der Bildröhre gibt es kein mechanisches Raster. Dies wird nur elektrisch auf dem Schirm erzeugt. Somit ist man in der Form und Verschachtelung des Rasters vollkommen frei. Anders bei einem Display das durch
die mechanische Konstruktion ein festes Raster besitzt. Bei allen diesen Displays muss das aus Halbbildern bestehende TV-Signal in ein
Vollbild umgewandelt werden.
Interleace (Halbbildbetrieb)
Das Bild zeigt die Problematik bei schräg verlaufenden Linien. Sehr problematisch die untere Linie. Sie springt lediglich um eine Zeile. Dies
führt zu einem deutlichen 25 Hz flackern. Beim Übergangsbereich von
einem Bildpunkt zum nächsten, werden diese nur angeschnitten. Sie
werden hier grau dargestellt.
Teilbilder A und B werden ineinander geschrieben Bildfolge= 50 Hz
Teilbild A = 50 Hz, Fzeile = 15625 Hz
Teilbild B = 50 Hz, Fzeile = 15625 Hz
Zeile flackert im 25 Hz Rhythmus
Um aus dem Interleace-Signal ein Vollbild (non Interleace) zu erzeugen
gibt es verschiedene Möglichkeiten:
Non Interleace (Vollbildbetrieb) Die einfachste Art ein Vollbild zu erzeugen, ist das Halbbild A und B in
einen Speicher zu schreiben. Durch abwechselndes Auslesen der Zeilen aus den beiden Speichern kann man ein Vollbild auf dem Display
ausgeben. Der Nachteil ist hier nur eine Bildwechsel- und Bewegungsfrequenz von 25 Hz. Diese Art der Darstellung ist für den praktischen
Betrieb unbrauchbar.
Eine weitere Möglichkeit ist es die letzte Zeile zu wiederholen. Dadurch
werden die Zeilen breiter. Die vertikale Auflösung geht dabei zurück, da
das 2. Halbbild fehlt. Der aufwand ist hier gering da man mit einem Zeilenspeicher auskommt. Diese Darstellung kann man bei 14“ Displays
verwenden. Bei Bewegung wird im Kamera- Modus die Darstellung ruckartiger. Im Filmmode ist die Bewegung normal, da auch im interlaceModus das 1. und 2. Filmbild gleich ist. Wie Sie in der Zeichnung erkennen können, werden die schrägen Linien stärker gezahnt dargestellt.
Ein Zeilenflackern ist nicht vorhanden.
Die beste Möglichkeit das Interleace-Signal in ein non Interlace-Signal
zu verwandeln ist die Interpolation zweier benachbarten Zeilen. Da sich
die Bildinformation zwischen zwei Zeilen nur geringfügig ändert, hat man
diese im vorherigen Beispiel einfach addiert, was zu einem Verlust der
vertikalen Auflösung führt. Eine bessere Möglichkeit ist es die benachbarten Zeilen zu interpolieren. Diese neu entstandene Zeile fügt man
zwischen den Zeilen des Halbbildes ein. Dadurch erhält man ein Vollbild mit voller Auflösung. Die so aus den Halbbildern entstandenen Vollbilder werden im 50Hz Rhythmus überenander geschrieben.
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Vollbilder A und
geschrieben Bi
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Spendiert man noch einen Halbbildspeicher, kann man aus dem 1. und
2. Halbbild ein Vollbild mit voller Auflösung erzeugen.
Die Problematik besteht jedoch bei mittleren und schnellen Bewegungen. Bewegt sich ein Objekt sehr schnell, z.B. innerhalb einer Sekunde
über den Bildschirm (50cm), so ist der Abstand zwischen zwei Halbbildern ca. 1cm. Hier kann die Errechnung eines Vollbildes nicht mehr durch
heranziehen des benachbarten Halbbildes erfolgen. In diesem Falle wird
Vollbilder A und B werden übereinander geschrieben Bildfolge= 25 Hz
1
2´
3
4´
5
6´
7
8´
9
10´
11
12´
13
14´
15
16´
17
Interpoliertes Vollbild A = 50 Hz , Fzeile = 31250 Hz
Interpoliertes Vollbild B = 50 Hz, Fzeile = 31250 Hz
Zeile wird aus 1 und 3 interpoliert ==>
2
3´
4
5´
6
7´
8
9´
10
Zeile wird aus 2 und 4 interpoliert ==>
12
14
16
durch einen Bewegungsdetektor der Rechenalgorithmus geändert. Durch
Schätzen der Bewegung wird eine Vollbildfolge errechnet, die den natürlichen Bewegungsablauf im 50 Hz Rhythmus entspricht.
Warum flackert ein LCD nicht? Trotz einer Bildfolgefrequenz von 50Hz flackert das Bild auf einem LCDSchirm nicht. Was ist der Grund? Bei einer Bildröhre wird das Bild durch
einen schnell über den Bildschirm laufenden Lichtpunkt erzeugt. Durch
die Trägheit des Auges sieht man eine Bildfläche. Das Bild baut sich erst
im Gehirn des Betrachters auf. Wenn man einen Bildpunkt auf einer
Bildröhre betrachtet, ist die Nachleuchtzeit nach dem Anregen des Phosphors ca. 1ms. Danach fällt der Helligkeitseindruck stark ab.
Jeder kennt dieses Problem, der schon einmal ein Foto vom Bildschirm
mit kurzer Belichtungszeit gemacht hat. Bei Belichtungszeiten von kleiner 30ms ist nur ein Teil des Bildes zu erkennen, da sich das Bild dynamisch aufbaut und kein „Plakat“ ist. Anders bei LCD. Hier stellt der Bildschirm das Bild wie ein Plakat dar. Bildpunkte die sich von Bild zu Bild
nicht ändern, bleiben in ihrer Helligkeit konstant. Es gibt hier keine Dunkelphase wie bei der Bildröhre denn es gibt keinen Zeilen- und Bildrücklauf.
Beim LCD wird der Lichtpunkt nicht durch ein kurzes Anregen mit einem
Elektronenstrahl erzeugt, sondern mit einem ”Schalter“. Dieser ”LichtSchalter“ ist die LC-Zelle (Pixel). Jedes Pixel lässt sich kontinuierlich in
der Helligkeit regeln. Der Helligkeitswert des Pixels bleibt solange erhalten, bis eine neue Information angelegt wird. Bei TV-Betrieb wird die
Bildinformation alle 20 ms wiederholt und somit aufgefrischt.
Die Transparenz der Zelle wird durch einen analogen Pegel eingestellt.
Dieser zum Helligkeitswert proportionale Pegel steht an den Spalten
des Displays an. Durch einen niederohmig geschalteten Transistor (TFT)
auf dem LCD-Panel wird die LC-Zelle und der dazu parallel geschaltete
Kondensator aufgeladen. Dieser hält nun auch nach dem Abschalten
des TFT-Transistors die LC-Zelle im aktiven Zustand (ähnlich einer
„Sample&Hold“ Schaltung). Die Transparenz des Pixels bleibt solange
bestehen, bis über den TFT-Transistor die Ladung des Kondensators
verändert wird. Das bedeutet, dass bei einen nicht bewegtem Bild jedes
Pixel konstant leuchtet. Es gibt keine Dunkelphase wie bei einer Bildröhre, keinen Zeilen- und Bildrücklauf und somit auch kein Flackern. Auch
wenn die Bildwechselfrequenz nur 50 Hz ist.
Wird die Ansteuerung des Pixels verändert, benötigt die LC-Zelle ca. 10
bis 15 ms um den neuen Zustand einzunehmen. Bei älteren Displays
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Vorläufiges Script
liegt die Zeit bei ca 20-25ms. Diese Zeit wird als Response Time bezeichnet. Je kleiner die Zeit, um so besser ist das Display für TV geeignet. Diese Zeit ist für die unerwünschten Nachzieheffekte bei sehr schnellen Bewegungen verantwortlich. Leider ist die Messung der Response
Time nicht exakt definiert. So kann man die Zeiten der verschiedenen
Displayherstellern nicht immer vergleichen. Die Response Time ist über
den gesamten Aussteuerbereich nicht konstant. Auch die ansteigenden
und abfallenden Zeiten für die Helligkeit sind nicht gleich. Somit ergeben sich je nach Meßmethode unterschiedliche Werte.
Overdrive
Um die Responstime noch zu verkürzen, werden manche Displays mit
„Overdrive“ ausgestattet. Hier erhöht man die Ansteuerspannung für das
Pixes bei starken Änderungen zwischen den Bildern. Durch die momentan höhere Spannung ändert sich der Zustand des Pixels ebenfalls
schneller. Dadurch ist eine Responstime von ca. 8ms zu erreichen. Um
die Differenz zwischen den Bildern zu erkennen, ist hier ein weiterer
Bildspeicher nötig. Aus diesem Grunde findet man dies nur in der Oberklasse.
Trotz aller Bemühungen schnelle Displays zu Bauen, ist ein gewisser
Nachzieheffekt vorhanden. Die Bilder bei einem LCD-Schirm erscheinen nacheinander ohne Dunkelphase. Da das Display eine gewisse
Speicherzeit besitzt, überlappen sich die Bilder. In dieser Zeit sieht das
Auge die Unschärfe bei Bewegung. Ein weiterer Effekt entsteht erst im
Auge des Betrachters. Durch die Trägheit des Auges sieht der Betrachter noch das alte Bild obwohl auf dem Schirm schon das neue Bild steht.
Bei langsamen Bewegungen ist dies kein Problem. Bei schnellen Bewegungen vermischt das Auge und Gehirn des Betrachters die Bilder. Folge ist Unschärfe und Nachziehen.
Warum gibt es diesen Effekt nicht bei der Bildröhre? Bei der Bildröhre
sieht der Betrachter das Bild nur stroboskopartig alle 20ms. Diese kurzen aber scharfen Bilder reichen dem Gehirn als „Stützstellen“ um eine
flüssige Bewegung zu generieren. Eine Vermischung der Bilder ist nicht
möglich, da zwischen den Bildern eine Dunkelphase ist.
Zukünftige Lösungen
Bei zukünftigen Geräteentwicklungen will man diesen Effekt der Bildröhre nachvollziehen. Es gibt hier verschiedene Ansatzpunkte.
1. Die Hintergrundbeleuchtung wird bei jedem Bild nach 10 ms abgeschaltet. In der Dunkelphase kann sich das Display auf das neue Bild
einstellen. Die Nachzieheffekte werden dadurch verhindert. Allerdings
erkauft man sich dadurch ein Bild mit halber Helligkeit und ein Helligkeitsflackern. Die Hintergrundbeleuchtung muß mit dem Bild synchronisiert werden. Die heute üblichen Neonröhren sind für diese Zwecke nicht
schnell genug. Neue LED Hintergrundbeleuchtungen sind erst in der
Entwicklung.
In diesem Überlappungsbereich
vermischen sich die Bilder 1 und 2
20ms
20ms
Bild 2
Bild 1
4ms
Responstime
ges 14ms
10ms
Bild 2 wird
unterdrückt
Bild 1
Bild 1
Bild 2
Bild 3
Bild 3
Hintergrundbeleuchtung wird im 10 ms Rhythmus geschaltet
2. Um die Dunkelphase zu erzeugen, kann man auch von der Signalverarbeitung her ein schwarzes Bild einfügen. Hier benötigt man kein spezielles Display mit geschalteter Hintergrundbeleuchtung. Die Bildhelligkeit geht auch hier zurück. Auch hier entsteht das Problem des Helligkeitsflackern.
3. Um einen flüssigen Bewegungsablauf zu erreichen, kann man dem
Auge zusätzliche Bilder anbieten. Diese Zwischenbilder werden so berechnet, was das Auge an dieser Stelle erwarten würde. Durch die verdoppelte Bildfolge ist die Bewegung zwischen den Bildern gering. Der
Nachzieheffekt verringert sich die Bildhelligkeit bleibt erhalten. Ein Helligkeitsflackern gibt es hier nicht. Diese Methode benötigt den größten
Schaltungs- und Speicheraufwand und wird nur in der Top Klasse zu
finden sein.
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Das LCD Panel
Prinzipieller Aufbau
Ein LCD Panel besteht
1. LC Schirm mit den Thinfilmtransistoren
2. Elektronik zum Ansteuern der Pixel
3. Schaltnetzteil zur Erzeugung der Hilfsspannung von -7V und +20V
4. Lampen für die Hintergrundbeleuchtung
5. Einen Inverter zum Ansteuern der Lampen
Im Servicefall gibt es das LCD-Panel nur komplett, da alle Komponenten aufeinander abgestimmt sind.
Ein Panel besitzt typisch eine Steckverbindung zur Signalübertragung
und zwei Stecker für den Inverter. Einer Stecker dient zur Stromversorgung der 2. zum Steuern des Inverters. Bei kleineren Displays ist der
Stromverbrauch des Inverters gering. Der Stecker für die Last ca. 5A
kann hier entfallen.
Die 5 LVDS Signale besitzen eine Signalamplitude von 500mVss und
liegen auf einem Gleichspannungspotential von ca. 1V. Die Betriebsspannung für die Elektronik ist 3,3V. Bei 5V oder 12V Betriebsspannung
(je nach Displaytype) Werden die Spannungen über eigene Netzteile
auf dem Panel eingestellt.
Der Inverter wird gestartet mit dem ENABLE. Am Stecker liegt H-Pegel.
Über einen Spannungsteiler ca. 3,4V wird die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung eingestellt. Diese kann durch den Pegel BRT_ADJ vom
Prozessor über das Servicemenü verändert werden (wird nicht immer
benutzt). Die Spannung am Stecker liegt, wenn der Dimmer nicht benutzt wird, auf High.
LVDS Transmitter
Start vom µC
PANELCTRL
+5V oder +12V
je nach Display
PANELPWR
3,3V
26..30
1
2
9 11
15 17
16 18
19 21
10 12
S125
S150
LVDS Receiver
10
Enable Inverter
Q150
BRT_ADJ
Helligkeit
6..8
11
BKL_EN
-7V
R150
Q152 Q151
3,4V
9
Spalten und Zeilentreiber
+20V
Inverter
Helligkeit
Backlight
5V
1..5
LCD-Display
26"..32"
R151
24V
1..5
S100
INV_POW
6..10
Neon-Röhre
LVDS Transmitter
+12V
PANELPWR
19 20
3 4
6 7
9 10
12 13
14 15
S203
BRT_ADJ
LVDS Receiver
3,3V
2
Helligkeit
Q202
1,3,5,6,8,9
4
Enable Inverter
Spalten und Zeilentreiber
Q203
BKL_EN
LCD-Display
14"..20"
C253
INV_POW
+
Q204
+12V oder 24V
je nach Display
+20V
Inverter
-7V
10,11,12
Neon-Röhre
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Der Inverter
Prinzipschaltung eines Inverters
Das LCDisplay besitzt zwei Elektronikkomponenten. Diese sind der Inverter und die Signalelektronik. Der Inverter ist das Schaltnetzteil für die
Beleuchtung. Bei dieser handelt es sich um Neonröhren. Die Anzahl der
Leuchtstäbe ist abhängig von der Displaygröße und liegt zwischen 2
und 20. Der Inverter liefert zum Zünden der Röhren eine Spannung von
ca. 2000V. Die Brennspannung der Röhren liegt dann bei ca. 600V. Die
Helligkeit wird durch rhythmisches Ein- und Ausschalten erreicht. Somit
bleibt die Farbtemperatur der Beleuchtung konstant. An jedem Steckanschluß arbeitet ein Inverter. An ihm sind immer 2 Röhren kontaktiert. Da
die Röhren mit konstantem Wechselstrom betrieben werden, steigt die
Spannung beim Einschalten auf ca. 2000V an. Dabei zünden die Röhren. Die Spannung bricht, je nach Röhren, auf ca. 400 bis 600V zusammen. Die Lebensdauer der Lampen werden vom Hersteller mit ca. 50000
Stunden angegeben. Ein Auswechseln der Lampen ist nicht vorgesehen. Bei Ausfall der Inverterelektronik ist z. Z. nur ein Austausch des
Displays möglich.
24V
ca. 500mA
Helligkeit
ON/OFF
5V
Stromregelung
Gegentaktoszillator
Service
Die Hintergrundbeleuchtung muß nach dem Einschalten des Gerätes
aufleuchten. Dies kann man auch bei geschlossenem Gerät durch die
Lüftungsschlitze erkennen. Ist kein Licht zu erkennen, überprüfen Sie
folgende Punkte.
1. Die Betriebsspannung.
Sie liegt bei 14 Zoll Displays bei 12V. Bei den allen anderen Größen
wird eine Spannung von 24V verwendet. Die Beleuchtung benötigt ca.
80 bis 90% des gesamten Stromverbrauch des Gerätes. Bei den 32“
Geräten liegt die Stromaufnahme aller 10 Inverter bei ca. 5A bei 24V
Betriebsspannung.
2. Der Pegel Enable
Dieser Pegel gibt die Inverterelektronik frei. Bei Betrieb liegt diese auf
H-Pegel.
3. Die Helligkeit
Die Helligkeit der Lampen werden über einen Spannungsteiler eingestellt. Sie beträgt ca. 3,5V. Bei manchen Geräten ist auch eine Änderung
über den Prozessor vorgesehen. Hier kann die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung über das Servicemenü eingestellt werden. Hierzu geben
Sie im 1. Menü nach Drücken der Taste „I“ auf der Fernbedienung die
Codenummer 8500 ein. Auf dem Schirm erscheint eine neue Menütafel.
Wählen Sie den Punkt „calibre“ an. In diesem Menü finden Sie den Punkt
„backlight“. Der Wert 0 ist volle Helligkeit.
3/2006
Seite 13
LCD-TV
Vorläufiges Skript
Die Signalansteuerung des LCD-Panels mit RGB
Zur Ansteuerung des Displays werden zwei verschiedene Möglichkeiten, die RGB- oder LVDS- Schnittstelle genutzt.
Einige Panel- Hersteller haben vor allem bei 14“ Displays noch die früher übliche RGB- Schnittstelle. Über dies Schnittstelle werden die Daten parallel mit ca. 27MHz Clock zum Panel übertragen.
Durch die parallele Übertragung benötigt man 24 Leitungen für Signal
und je eine für Clock, H-, V- sync und Enable. Weiterhin benötigt man
auch noch die Betriebspannung für die Elektronik. Durch die vielen Anschlußleitungen verwendet man einen 50 poligen Stecker. Bei der seriellen LVDS Schnittstelle kommt man mit 20 bzw. 30 Pins aus.
Die Amplitude der RGB- Daten entsprechen TTL- Pegel. Die Betriebsspannung für die Elektronik des Panels PANELPWR wird z.B. beim Chassis L5C über einen MOS- Schalter U604 geschaltet.
Da je nach Paneltype eine Betriebsspannung von 3,3V, 5V oder 12V
nötig ist, wird diese durch Brücken am Eingang des MOS-Schalters U604
Pin 1 eingestellt. Im Schaltbild sind die Jumper mit J600, J601 oder J602
bezeichnet. Siehe auch Blockschaltbild, im Bereich Netzteil.
H-Impuls
Sync
und
PLL
erzeugt
640 fache
Zeilenfrequenz
D
Analog
rot
A
Analog
grün
A
D
V-Sync
H-Sync
Clock
Steuerung zum
Einlesen der
RGB-Speicher
V-Impuls
Takt und Synchronisierung
LCD Panel
LC21V1
Steuerung zumAuslesen des Speichers
und Adressierung der Zeilen
Adressen für Bildspeicher zum Auslesen
Adressen für Bildspeicher zum Einlesen
8 Bit rot
Bildspeicher
640 x 480
x 8 Bit
Bildspeicher
640 x 480
x 8 Bit
8 Bit grün
D
A
Helligkeit je Pixel
Gamma
Analog
blau
8 Bit blau
Ansteuerung des Panels über
einen 3fach A/D-Wandler
oder über einen Scaler
Helligkeit
ON/OFF
1
Zeilenzähler und Ansteuerung
Inverter
+24V
D
1
Gamma
D
A
2
3
...
Gamma
A
...
...
D
A
...
640
LCD-Schirm
640 Pixel je Farbe
480 Zeilen
ein Pixel
480
14 Seite
Bildspeicher
640 x 480
x 8 Bit
3/2006
Pixel pitch 0,6375 x 0,6375 mm
Color depth 8Bit, 16,7M colors
Luminance, White 400cd/m2 (Typ.)
Power Consumption 34 Watt (Typ.)
LCD-TV
Vorläufiges Script
Die Ansteuerung des LCD Panels mit LVDS Schnittstelle
LVDS = Low Voltage Differential Signal
Problem
Werden Daten zwischen Komponenten über längere Entfernungen zu
einem anderen übertragen, treten Störstrahlung durch Masseprobleme
auf. Jede Komponente in sich ist auf Masse und Störstrahlung optimiert.
Dies kann jedoch nicht garantiert werden, wenn die Komponenten
miteinander verbunden werden. Komponenten sind LCD-Panels, Signalplatte und auch externe DVI und HDMI Geräte.
Lösung
Die Daten werden symmetrisch mit einem Pegel von ca. 500mV übertragen. Dadurch kompensieren sich die Störungen, da die Rückleitung
nicht über die Masse geführt wird. Die Abschirmung der einzelnen Paare dient zur zusätzlichen Störunterdrückung. Teilweise sind auch alle
Leitungen gemeinsam geschirmt. Parallel zu den Signalpaaren läuft
immer auch ein Clock. Dieser ist ebenfalls symmetrisch. Die Anzahl der
Signalpaare und die Clockfrequenz ist abhängig von der benötigten
Übertragungskapazität.
Quelle
LVDS Schnittstelle
Ziel
D0
D0
D0
D1
MUX
MUX
D1
Latch
D1
D2
D2
D2
D3
D3
D3
D4
D4
D5
D5
D6
D6
D7
D7
Memory
Memory
5 x 100Ω
Adresszähler
Adresszähler
1
2
1
2
V
2,0
Oszillator
1,5
1,0
0,5
t
Ein Byte senden
Das Bild zeigt den prinzipiellen Aufbau einer LVDS-Schnittstelle. Die zu
übertragenden Daten stehen in der Quelle in einem RAM zur Verfügung. Diese werden wie hier im Beispiel über einen Multiplexer im halbbyte Rhythmus an die symmetrischen Treiber geführt. Diese Daten stehen mit dem Clockimpuls am Ausgang zur Verfügung. Beim nächsten
Clockimpuls schaltet der Multiplexer auf die 2. Hälfte des Bytes um. Die
Daten D4 bis D7 liegen nun an dem Treiber. Ebenfalls mit dem Clockimpuls begleitet. Danach schaltet der Adresszähler des RAMs weiter. Das
nächste Byte kann ausgegeben werden.
Ein Byte empfangen
Um Reflexionen zu vermeiden, schließen die Receiver im Zielsystem
die Leitungen mit jeweils 100Ω ab. Am Ausgang der Receiver steht die
1. Hälfte des Byte an. Ein Multiplexer schaltet diese auf ein Latch zum
Zwischenspeichern. Mit dem nächsten Clockimpuls stehen die Daten
D4-D7 an. Gleichzeitig schaltet der Multiplexer um und gibt die Daten
auf das RAM. Hier wird nun ein komplettes Byte abgespeichert. Danach
wird die Adresse um ein erhöht. Die Daten von der Quelle stehen jetzt
im RAM des Zielsystems. Mit diesem System lassen sich Daten von
externen Geräten wie z.B. HDMI- Player bis zu 15m übertragen. Mit speziellen kapazitätsarmen Leitungen sollen bis zu 30m möglich sein.
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Seite 15
LCD-TV
Vorläufiges Skript
Chassis L5C-14“..20“
Allgemein
Das Chassis L5C wird in drei Gerätekategorien eingebaut. Die Bildgrößen betragen 14..20 Zoll, 22..23 Zoll und 26..32 Zoll. Der Unterschied
liegt in erster Linie im Netzteil und im Audiobereich. Weiterhin sind auch
bei verschiedenen Displays unterschiedliche Anschlußstecker vorhanden. Die Software ist ebenfalls abhängig vom verwendeten Display.
Um sicher zu gehen, dass Sie die richtige Software installieren und auch
die richtigen Ersatzteile bekommen achten Sie auf den Produktionscode. Wichtig sind die ersten 4 Stellen z.B. G5N0xxxxx. Die Ersatzteillisten
für die verschiedenen Ausführungen beginnen ebenfalls, in unserem
Beispiel, Codenr. (G5N0).
Die zu dem Gerät passende Software finden Sie über InfoTip ebenfalls
über den Produktionscode.
Netzteil
Die Geräte mit Display 14..20 Zoll besitzen ein externes 12V Netzteil.
Die 20..22 Zoll Geräte besitzen ein externes Netzteil mit 15V Ausgangsspannung. Der Strombedarf liegt bei ca. 4A. Das Netzteil ist ein Tauschteil.
Es gibt dazu kein Ersatzteil und kein Schaltbild. Die verschiedenen Betriebsspannungen für die Elektronik werden auf dem Chassis über Schaltnetzteile und Festspannungsregler eingestellt.
Standby Stromversorgung
Alle Spannungen die im Standby-Betrieb nötig sind, werden von der
5V_STBY abgeleitet. Sie 5V Spannung wird durch einen Schaltregler
U600 eingestellt.
Der IC MP1593
Der Schaltregler MP1593 arbeitet mit einer festen Frequenz von ca.
385kHz. Durch diese hohe Schaltfrequenz kommt man mit relativ kleinen Spulen aus. Der maximale Ausgangsstrom liegt bei ca. 4A. Durch
den niedrigen RDSon des Ausgangstransistors von 100mΩ besitzt das
IC einen Wirkungsgrad von ca. 90%. Bei einem Kurzschluß der Ausgangsspannung geht die Oszillatorfrequenz auf ca. 40 kHz zurück.
Pin 1
Der Kondensator an Pin 1 dient zum Aufstocken der Ansteuerung des
Ausgangstransistors. Hierdurch wird der niedrige RDSon von 100mΩ
erreicht.
Pin 2
Die Eingangsspannung an diesem Pin muß zwischen 4,75 und 28V liegen.
Pin 3
Ausgang des Schalters. Dieser Pin ist mit der Speicherdrossel beschaltet. Wichtig ist auch die Schottky-Diode nach Masse. Sie bestimmt auch
mit den Wirkungsgrad der Schaltung.
Pin 5
Die Ausgangsspannung wird an Pin 5 eingestellt. Das IC regelt die Ausgangsspannung solange, bis sich hier 1,22V einstellen.
Pin 6
Compensation. Das RC-Glied an diesem Pin dient zur Frequenz- und
Phasencompensation des Regelverstärkers. Hiermit wird Regelgeschwindigkeit eingestellt und die Schwingneigung verhindert.
Pin 7
Ist die Spannung an Pin 7 kleiner 0.7V, schaltet das IC ab. Wird die
Spannung größer 2,28V, wird die Ausgangsspannung zurück geregelt.
Ein Spannungsteiler an diesem Pin dient zur Überwachung der eigenen
Eingangsspannung oder auch anderer Betriebsspannungen. Ist dieser
Pin nur mit einem Kondensator beschaltet, ist das IC betriebsbereit.
16 Seite
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
Softstart, ein 100nF Kondensator an diesem Pin lässt die Ausgangsspannung in ca 10ms auf ihren eingestellten Wert ansteigen. Ist dieser
Pin offen ist der Softstart abgeschaltet.
Pin 8
2
+
Überstrom
+
385
kHz
Foldback
1
40
kHz
0,7V
Stop
3
+
+
Enable
7
1,8V
2,28V
+
1,22V
+
4
MP1593
3A, 28V
5
6
8
Die Ausgangsspannungen 3,3V und 1,8V werden über Festspannungsregler aus der 5V_STBY gewonnen. Diese Spannungen und die 8V für
den Video-IC VCT-IF liegen auch bei Standby an.
Bei Betrieb wird über den Schalter ICU604 Pin 3 und 5 die +5V angeschaltet. Aus ihr gewinnt man über den IC U606 die 3,3V. Der Schalter
zwischen Pin 1 und 8 aktiviert den Inverter des Displays. Da verschiedene Displays zum Einsatz kommen, wird an Pin 1 des IC604 über Brücken die Spannung 5V, 3,3V oder 12V eingestellt. Diese Spannung dient
am Display nur zum Betrieb der Signal-Elektronik. Der Laststrom für
den Inverter und somit für die Beleuchtung wird über die Spule L605
und den Stecker S203 an das Display geführt. Die Spannung beträgt bei
C605
C606
C607
D600
D601
C608
D603
D602
R606
33V
C611
F600
L600
L603/609
2
D300
5V_STB
+
+
C637
C614
L601
U600
C627
C613
3
+
+
5A
C612
C628
D608
C629
3
U603
1
PWM
S600
1V8_STB
2
REF
5
+12V
3
U601
1
3V3_STB
1
8V
OSZ
2
S601
4
12V
3
Q314
J600..602
Brücke abhängig
vom Display
D302
U605
2
12V-A
nur bei 15V Netzteil
3
U606
3
1
3,3V
2
5
6
5V
4
1
STBY
7
8
2
PANELPWR
Q600
U604
PNL_EN
L602
AMP_POW
SUB_POW
INV_POW
L605
3/2006
Seite 17
LCD-TV
Vorläufiges Skript
Displays bis 20 Zoll 12V. Bei größeren Displays liegt die Versorgungsspannung für den Inverter bei 24V. Hier wird anstatt der Spule L605 die
L606 bestückt. Siehe auch das Blockschaltbild L5C 26-32“
Der Transistor Q314 ist vorgesehen, wenn anstatt ein 12V Netzteil eines mit 15V verwendet wird. Die +12V wird für die Audio - Signalqellenschalter U301 und 302 benötigt.
33V Abstimmspannung
Die Abstimmspannung gewinnt man über eine ZDK33 Diode D300. Die
Oberspannung von ca. 60V für die Z-Diode gewinnt man über eine Kaskade aus der Ausgangsfrequenz des Schaltreglers U600.
Einbaunetzteil bei den 26 bis 32 Zoll Displays
Bei den 26“ bis 32“ Displays wird ein eigenes Netzteil eingebaut. Für die
Inverter werden ca 5A bei 24V benötigt. Es kommen 2 verschiedene
Netzteile zum Einsatz. Das LE-Netzteil liefert 5V-Standby und 2 x 24V
geschaltet. Das Li-Shin Netzteil liefert 12V Standby und 24V geschaltet.
Option LE- Netzteil
Nach dem Anlegen der Netzspannung liefert das Netzteil die StandbySpannung +5V am Stecker S102 Kontakt 5. Der Microprozessor im Scaler IC U200 ist aktiv. Erkennt der Prozessor einen Einschaltbefehl über
den Infraroteingang, startet dieser über High (STBY_2) an U200 Pin 89
das Netzteil über Stecker S102 Kontakt 1. Die beiden 24V Spannungen
werden ausgegeben.
Auf dem Chassis wird über den Schaltregler U102 die +12V gewonnen.
Der Schaltregler U600 für die +5V auf dem Chassis kann hier entfallen,
da die 5V vom Hauptnetzteil kommen.
Über die Drosseln L613, L606 und L114 wird das LE-Netzteil auf dem
Chassis an die Schaltregler kontaktiert.
Option Li-Shin-Netzteil
Das Li-Shin-Netzteil liefert nach dem Anlegen der Netzspannung +12V.
Diese versorgt den +5V Schaltregler U600. Der Prozessor im Scaler
U200 ist aktiv. Erkennt der Prozessor ein IR-Signal zum Einschalten,
gibt dieser auf der Leitung STBY_2 High aus. Über den Stecker S100
Kontakt 7 wird der 24V Leistungsteil gestartet.
Da beim Li-Shin-Netzteil die 12V vorhanden sind, kann der 12V Schaltregler U102 entfallen. Die richtige Kontaktierung der Netzteilspannungen geschieht auf dem Chassis über die Drosseln L105, L602 und L605.
+33V
Da die Ausgangsfrequenz des Schaltreglers U600 zum Betrieb der Kaskade für die 33V Abstimmspannung nicht auf dem Chassis zur Verfügung steht, ist hierfür ein Aufwärts-Schaltregler U101 bestückt.
Service
18 Seite
3/2006
Vorläufiges Script
LCD-TV
Signalverarbeitung
HF-Betrieb
3/2006
Seite 19
LCD-TV
Vorläufiges Skript
Lautst.
Bass
Höhen
Balance
16
10
4
Speaker R
5
Speaker L
86
Subwoofer
5V
Tuner
OFW
11
4
5
2
9
7
17
SCL 5V
SDA 5V
AGC
33V
5V
J307
6
Audio
15
AGC
Video
7
Kopfhörer
5
Stereodec.
U300
3
SVHS-Y
SVHS-C
37
36
SC 2 CVBS in
34
33
39
SVHS
5V
20
1
2
S300
4
Q304
19
1
8
Demodulator
Sync
Q308
6dB
41
Vout 2
H Sync
60
V Sync
28
AV2
Q305
S301
8
8
9
J309
3
2
6
8V
Colordecoder
J310
Q306
Q310
5V
Text
20
SC 1 CVBS in
HSVCT
D301
Y, U, V
Kontrast
Colorcontrast
5V
VSVCT
Q303
8
RGB
Matrix
19
Q307
S300
40
Vout 1
AV1
73
Q311
Red VCT
Q312
Green VCT
72
6dB
15
11
7
16
30,31,32
29
RGB
FBLIN
71
Q313
Blue VCT
Q309
12
1
3
10
6
7
2
6
U303
10
11
56
55
27
RCA_CVBS
J312
UART_TX
UART_RX
Reset_Q
3
3
J318
5
MR_L
5
57
58
14
14
MR_R
12
RCA
Video
Control
13
13
J311
12
13
4
4
12
10
U302
Q301
10
S204
5V
RCA_S2_S
MEMCRD_RCA_S
U301
Q300
Audio_R_SD
SCA 5V
Audio_L_SD
DATA
Q205
Q206
CLKOUT
SDA 5V
SC1_Pin8
SC2_Pin8
C605
C606
C607
C608
D600
D601
D602
C611
C612
C613
D603
R606
33V
F600
L600
L603/609
2
L601
5V_STB
C637
+
+
U600
C627
D300
3
+
+
5A
C614
C628
D608
C629
3
U603
1
PWM
S600
1V8_STB
2
REF
5
+12V
3
U601
1
3V3_STB
1
8V
OSZ
2
S601
4
12V
3
Q314
J600..602
Brücke abhängig
vom Display
D302
U605
2
12V-A
3
U606
3
1
3,3V
2
5
6
5V
4
STBY
7
8
1
2
PANELPWR
Q600
U604
PNL_EN
L602
AMP_POW
SUB_POW
INV_POW
L605
20 Seite
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
3
12V
PWM
10
R509
18
AMP_POW
1
1
19
4
20
13
Osz
U501
S400
U401
Option
7
2
28
2
U500
14
1
26
16
2
14
PWM
13
PWM
PWM
13
2
32
Oszillator
3
15
1
30
S500
15
S501
11
2
21
1
VGA
10
23
15
DDC_SCL_VGA
12
5
16
12
6
5
2
11
3
6
Q302
DDC_SDA_VGA
Blockschaltung
Chassis L5C-14"..20"
U400
EEPROM
8
78
15
77
101
U402
8
181
HC_PC
17
Sync Controller
13
11
182
VS_PC
14
Red-
152
23
2
151
Red+
24
Green-148
21
5
Blue-
RGB
Scaler
3x
720 x 576
147
Green+
22
143
16
6
18
12
142
Blue+
PC_MAIN_SW
82
PC_SD_SW
91
Uart_TX
Uart_RX
71
72
Reset_Q
178
SCA3V3
SDA3V3
92
93
Bildspeicher
C256
OSD und TEXT
Scaler
NVRAM
U201
100
99
RCA_S2_S
MEMCRD_S2_S
189
SW201
3V3
Q201
Q200
3V3
I2C-Bus Pegelwandler
Mixer
114
Ref
R237
106
SC_UPDT_CTR
174
175
SC1_Pin8
SC2_Pin8
7
1 3V3
4
6
5
Mikrocontroller
Flash
Keyboard
173
5V
Led1
Led2
IR Inv
84
81
90
LVDS OUTPUT
Q207
JP202
98
BRT_ADJ
68
BKL_EN
STBY
IR
67
PNL_EN
88
7
1
185
2
184
5
183
6
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
3 4
6 7
9 10
12 13
14 15
U203
SPIFLASH
Bedienteil
PANELPWR
19 20
S201
S203
2
Q202
4
Inverter
LCD-Display
Q203
C253
INV_POW
+
Q204
10,11,12
3/2006
Seite 21
LCD-TV
Vorläufiges Skript
4
Speaker L
5
Lautst.
Bass
Höhen
Balance
16
10
Speaker R
86
Subwoofer
5V
Tuner
OFW
17
11
4
5
2
9
7
SCL 5V
SDA 5V
AGC
33V
5V
J307
6
Audio
15
AGC
Video
7
Stereodec.
5
Kopfhörer
U300
3
SVHS-Y
SVHS-C
37
36
SC 2 CVBS in
34
33
39
SVHS
5V
20
1
2
S300
4
Q304
19
1
8
Demodulator
Sync
Q308
6dB
41
Vout 2
H Sync
60
V Sync
28
AV2
Q305
S301
8
8
9
J309
3
2
6
8V
Colordecoder
J310
Q306
5V
Q310
Text
20
Y, U, V
Kontrast
Colorcontrast
SC 1 CVBS in
HSVCT
D301
5V
VSVCT
Q303
8
RGB
Matrix
19
Q307
S300
40
Vout 1
AV1
73
Q311
Red VCT
Q312
Green VCT
72
6dB
15
11
7
16
30,31,32
29
RGB
FBLIN
71
Q313
Blue VCT
Q309
12
1
3
10
6
7
2
6
U303
10
11
56
55
27
RCA_CVBS
J312
UART_TX
UART_RX
Reset_Q
3
3
J318
4
5
MR_L
5
14
14
12
MR_R
12
RCA
Video
57
58
Control
13
13
J311
12
13
4
10
U302
S204
5V
Q301
10
RCA_S2_S
MEMCRD_RCA_S
U301
Q300
Audio_R_SD
Audio_L_SD
DATA
SCA 5V
Q205
Q206
CLKOUT
SDA 5V
SC1_Pin8
SC2_Pin8
C605
C606
C607
D600
D601
C608
D603
D602
R606
33V
C611
L600
C612
5V_STB
+
+
+
+
C628
D608
C637
D300
3
U600
C627
C614
L601
L603/609
2
C613
C629
3
U603
1
1V8_STB
PWM
2
REF
5
3
U601
1
3V3_STB
1
8V
OSZ
2
4
12V
3
12V
F600
L607
15-24V
2
3
+
5A
U602
D604
PWM
S600
REF
C650
Brücke abhängig
vom Display
Q314
J600..602
D302
U605
2
12V-A
3
U606
1
3,3V
3
2
5
6
5V
4
STBY
5
+15V
7
8
1
OSZ
2
S601
PANELPWR
Q600
U604
4
PNL_EN
L608
L611
AMP_POW
SUB_POW
INV_POW
L606
22 Seite
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
3
12V
10
18
1
Oszillator
1
19
4
20
13
Osz
U501
S400
7
U401
Option
2
13
U500
14
11
2
21
1
VGA
10
23
15
DDC_SCL_VGA
12
5
16
6
5
2
11
S500
15
S501
3
6
Blockschaltung
Q302
DDC_SDA_VGA
U400
EEPROM
8
78
77
101
U402
15
8
181
HC_PC
17
Sync Controller
13
11
182
VS_PC
14
Red- 152
23
2
151
Red+
24
Green-148
21
5
RGB
Scaler
3x
720 x 576
147
Green+
22
Blue- 143
16
6
12
142
Blue+
18
82
PC_MAIN_SW
U200
Scaler
91
PC_SD_SW
Uart_TX
Uart_RX
71
72
Reset_Q
178
SCA3V3
SDA3V3
92
93
Bildspeicher
C256
OSD und TEXT
Scaler
NVRAM
U201
100
99
RCA_S2_S
MEMCRD_S2_S
189
3V3
Q200
SW201
Mixer
I2C-Bus Pegelwandler
Q201
R237
3V3
SC_UPDT_CTR
1 3V3
4
6
5
Mikrocontroller
106
174
175
SC1_Pin8
SC2_Pin8
7
114
Ref
Flash
Keyboard
173
5V
Led1 84
Led2 81
IR Inv 90
LVDS OUTPUT
Q207
JP202
98
BRT_ADJ
Bedienteil
68
BKL_EN
IR
67
PNL_EN
88
STBY
7
1
185
2
184
5
183
6
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
3 4
6 7
9 10
12 13
14 15
U203
SPIFLASH
PANELPWR
19 20
S201
S250
2..3
Q250
4
9..15
8
Q251
Q252
S252
LCD-Display
L251
C259
INV_POW
Inverter
L250
+
12
2
28
16
2
14
PWM
1
26
PWM
PWM
13
2
32
AMP_POW
3
15
1
30
PWM
R509
1..7
3/2006
Seite 23
LCD-TV
Vorläufiges Skript
4
5
Lautst.
Bass
Höhen
Balance
16
10
86
Speaker R
Speaker L
Subwoofer
5V
8
Tuner
OFW
11
4
5
2
9
7
17
Demodulator
6
SCL 5V
SDA 5V
AGC
33V
5V
J307
AGC
Video
5
Stereodec.
Kopfhörer
U300
3
1
SVHS-Y
SVHS-C
37
36
SC 2 CVBS in
34
33
39
5V
2
S300
SVHS
20
4
Q304
19
1
7
Audio
15
Sync
Q308
6dB
41
Vout 2
H Sync
60
V Sync
28
AV2
Q305
S301
8
8
9
J309
3
2
6
8V
Colordecoder
J310
Q306
5V
Q310
Text
20
Y, U, V
Kontrast
Colorcontrast
SC 1 CVBS in
HSVCT
D301
5V
VSVCT
Q303
8
RGB
Matrix
19
Q307
S300
40
Vout 1
AV1
73
Q311
Red VCT
Q312
Green VCT
72
6dB
15
11
7
16
30,31,32
29
RGB
FBLIN
71
Q313
Blue VCT
Q309
12
1
3
10
6
7
2
6
U303
10
11
56
55
27
RCA_CVBS
J312
UART_TX
UART_RX
Reset_Q
3
3
J318
5
MR_L
5
14
14
12
MR_R
12
RCA
Video
57
58
Control
13
13
J311
12
13
4
4
U302
10
S204
5V
Q301
10
RCA_S2_S
MEMCRD_RCA_S
U301
Q300
Audio_R_SD
Audio_L_SD
DATA
SCA 5V
Q205
Flash update
Q206
CLKOUT
SDA 5V
SC1_Pin8
SC2_Pin8
7
6
12V
U101
D101
1
33V
+
3
C112
4
Osz
PWM
D300
5
L110/115
2
L601
L603/609
3
12V
2
3
5V_STB
U600
D102
C628
D608
C127
PWM
+
+
+
U102
3
U603
3
U601
C629
1V8_STB
2
PWM
REF
1
REF
3V3_STB
2
Li-Shin PSU
Option
OSZ
4
1
5
5
OSZ
STBY2
4
LE PSU Option
3
12V
24V_B
U605
1
2
8V
12V
12V-A
S102
5
5V
LE
Netzteil
24V
24V
1
5
6
STBY2
Li-Shin
Netzteil
Hauptnetzteil
12V
U606
L602
12V
7
1..3
6
5
4
1
STBY
7
8
AMP_POW
2
L605
abhängig
vom Netzteil
L105
U604
Q100
Q101
L114
24V_B
INV_POW
L606
L613
1..2
3..5
6..7
6..10
AMP_POW_S
3,3V
5V
4
S100
1
2
3
24V
Hauptnetzteil
3
5V_STBY
2
24V
24V
S101
24 Seite
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
24V
AMP_POW
6
1
Speaker R
Speaker L
8
U500
3
4
Subwoofer
AMP_POW
5
2
Optional
Subwoofer Audio-Endstufe
24V
AMP_POW
6
S400
15
13
13
14
1
7
PWM
OSZ
2
3
1
7
U401
Option
21
1
16
3
VGA
2
15
6
5
2
11
5
MUTE
DDC_SCL_VGA
12
DDC_SDA_VGA
5
12
3
4
S550
8
U501
23
4
PWM
OSZ
2
Q302
6
Blockschaltung
U400
EEPROM
8
78
77
101
U402
15
8
181
HC_PC
17
Sync Controller
13
11
182
VS_PC
14
Red- 152
23
2
151
Red+
24
Green-148
21
5
RGB
Scaler
3x
720 x 576
147
Green+
22
Blue- 143
16
6
18
12
142
Blue+
PC_MAIN_SW
82
PC_SD_SW
91
Uart_TX
Uart_RX
71
72
Reset_Q
178
SCA3V3
SDA3V3
92
93
Bildspeicher
C256
OSD und TEXT
Scaler
NVRAM
U201
100
99
RCA_S2_S
MEMCRD_S2_S
189
SW201
3V3
Q200
Q201
3V3
I2C-Bus Pegelconverter
R237
SC_UPDT_CTR
106
Flash
Keyboard
1 3V3
4
6
Mikrocontroller
174
175
SC1_Pin8
SC2_Pin8
7
Mixer
114
Ref
U200
Scaler
173
5V
Led1 84
Led2 81
IR Inv 90
5
LVDS OUTPUT
Q207
JP202
7
1
185
2
184
5
183
6
83
U203
SPIFLASH
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
9 11
15 17
16 18
19 21
10 12
PANELCRT
98
BRT_ADJ
BKL_EN
Bedienteil
68
67
PNL_EN
STBY2
IR
88
STBY
89
3,3V
L101/116
2
3
PANELPWR
PANELPWR
+
26..30
2
1
S125
U100
D100
C110
PWM
S150
5V oder 12V
Spannungsteiler
bestimmt die
Ausgangsspannung
abhängig vom Display
REF
10
11
Q152
7 Enable
Q102
4
5V
Q151
PNL_EN
Helligkeit
Backlight
OSZ
6.8
R150
3,4V
9
1..5
R151
INV_POW
Inverter
5
Q150
LCD-Panel
1..5
S100
6..10
3/2006
Seite 25
LCD-TV
Vorläufiges Skript
Software Update
Der Microcomputer ist bei den LCD- und Plasma- Geräten kein eigener
IC. Dieser ist meist im Scaler implementiert. Der Prozessorkern und das
RAM ist im Scaler- IC integriert. Der Programmspeicher ist als Flash
ausgeführt. Bei einfachen Geräten ist das Flash im Scaler integriert. Bei
den Geräten in der oberen Klasse ist der Softwarebedarf höher. Hier ist
das Flash extern.
Bertiebsspannung
8-25V ca. 20mA
9poliger Stecker
Western-Stecker
Den Softwarestand des Gerätes können Sie im Servicemenü ablesen.
unter dem Menüpunkt „version“ ablesen. Ein Auslesen des Softwarestand mit einem PC ist nicht möglich.
Um den Softwarestand zu ändern, benötigen Sie einen PC mit serieller
Schnittstelle. Da der PC die Daten mit ca. +8V und –8V liefert, ist noch
ein zusätzlicher Pegelwandler notwendig. Dieser ist in ein Steckergehäuse eingebaut und wird mit zwei verschiedenen Anschlußleitungen
ausgeliefert. Je nach Gerätetype können Sie über die Scart-Buchse Pin
10 und 12 oder über einen JST-Stecker direkt auf dem Chassis die
Daten übertragen.
Scart-Stecker
Um Daten vom PC in das TV-Gerät zu übertragen, benötigen Sie noch
ein Programm, den „Pixelworks FlashUpgrader“, auf den PC das mit
dem Microcomputer im TV-Gerät kommuniziert.
JST
Stecker
Software update:
Vorraussetzungen
Die Programmierung des Flash geht nach folgenden Schema:
Zuerst muss der Microprozessor ein kleines Programm bekommen, damit er seinen Programmspeicher überschreiben kann. Dieses Programm
ist der „Bootloader“
Chassis: L6B - Amira 26 LW 68-9410/7510
1. PC mit RS232 (Serielle Schnittstelle) und Pixelworks FlashUpgrader Software auf diesem installiert.
2. RS232 TTL Level Shifter Modul Mat.-Nr. 759551133200.
3. +5V DC Betriebsspannung für „Level Shifter module“ (z. B. vom Display).
Programmierungs-Anleitung
1. Doppelklick auf die „L6B zip“-Datei. Als Ziel nur C:/ für das Entpackeneingeben und die Software entpacken.
2. Die Software-Files des L6B-LCD-Chassis (Flasher.hex, gui.hex, configdata.hex,romcode.hex)
„C:\L6B_SW_UPDATE_ist\tvAdvPRD\Embedded\bin“kopieren.
3. FlashUpgrader-Programm am PC mit Doppelklick auf das FlashUpgrader-Icon in
„C:\L6B_SW_UPDATE_ist\tvAdvPRD\bin“ aufrufen.
4. Serielles Kabel vom „TTL Level Shifter Module“ mit der seriellen Schnittstelle des PCs verbinden.
5. Den 4 poligen Anschluß des „TTL Level Shifter Modules“ mit dem Anschluß S550 verbinden (siehe Bild).
6. 5V-Betriebsspannung-Anschluß des „TTL Level Shifter Modules“ entweder mit einem externen Netzteil
verbinden oder die 5V vom Display verwenden (siehe Bild). Vorher die 5V mit einer Messung kontrollieren!
7. FlashFile-Bereich am FlashUpgrader-Programm anklicken und pwSD.inf auswählen und mit OK bestätigen
8. Folgende Einstellungen vornehmen: Connection : Serial COM Port : COM1 Baud Rate : 115200
9. Drücken von „Flash“ bei dem FlashUpgrader-Programm und anschließendes Einschalten des LCD-Bildschirms.
10. Das Update-Programm startet. Falls es nicht startet, die Verbindungen kontrollieren und erneut versuchen.
26 Seite
3/2006
Vorläufiges Script
3/2006
LCD-TV
Seite 27
LCD-TV
Vorläufiges Skript
DVI und HDMI Schnittstelle
Erstmals ist es möglich im Bereich des Heimkinos digital das Signal
zwischen den Geräten zu übertragen. Somit gehören Qualitätsverluste
bei der Übertragung der Vergangenheit an. Die DVI-Schnittstelle ist aus
dem Computer-Monitorbereich bekannt. Diese Schnittstelle wurde weitestgehend von der neuen HDMI-Schnittstelle übernommen. Die HDMISchnittstelle besitzt noch einen weiteren Vorteil, dass hier auch digital
Audio mit bis zu 14 Kanälen übertragen werden kann. Weiterhin sind
auch noch Steuersignale in den Datenstrom eingebettet. Über diese
Daten kann z.B. ein DVD-Player das TV-Gerät einschalten und auf optimale Übertragungsparameter wie Auflösung und Audioeinstellungen
übertragen.
Übertragungskapazität
Die Übertragungskapazität der HDMI Schnittstelle ist auf 5GBit/s ausgelegt. Die HDTV-Auflösung von 1280 x 720 benötigt ca. 2,5GBit/s. Die
zukünftige Auflösung von 1920 x1080 benötigt die gesamte Bandbreite.
Schnittstelle ist somit zukunftsicher. In den Lücken der Bildübertragung
ist noch Platz für bis zu 14 Audiokanäle. Zur Zeit werden 7 benutzt.
HDMI und PC
Die HDMI wird auch künftig im Computer zu finden sein, da sie im Gegensatz zur reinen Monitorbuchse DVI auch noch Audio übertragen kann.
Erste Grafikkarten mit dieser Schnittstelle sind schon auf dem Markt.
Die Amplitude auf dieser Schnittstelle beträgt ca. 200mV. Über diese
Schnittstelle wird vermutlich auch der Kopierschutz HDCP aktiviert werden.
Kabellängen
Die Kabellängen können laut Spezifikation 15m betragen. In der Praxis
sind mit guten Kabeln auch 20m und mehr erreichbar. Der momentane
Standard ist „HDMI 1.2“. Dieser ist abwärtskompatibel mit 1.0 und 1.1.
Bei HDMI1.2 ist zusätzlich die 1Bit Audio, PC-Videoauflösung und PCGrafikkartenunterstützung spezifiziert.
HDCP
Das HDMI Signal kann auch mit einem Kopierschutz versehen sein. Dieser wird mit HDCP bezeichnet. Die Abkürzung steht für High Bandwidth
Digital Protection. Dieser ist auf Wunsch der Filmstudios implementiert
worden, um Raubkopien von hochauflösenden Filmen zu vermeiden.
Den HDCP Encoder müssen alle Geräte die im Wiedergabestrang liegen besitzen. Ansonsten bleibt der Bildschirm dunkel oder es wird das
Signal auf niedrige Auflösung heruntergerechnet.
Weiterhin darf der Datenstrom des decodierten Signals im inneren der
Geräte nicht über einen Stecker zugänglich sein. Die Leitungen dürfen
auch nicht an der Oberfläche der Druckplatte liegen, um ein einfaches
Anzapfen des Signals zu verhindern.
Der Hartwareteil des Kopierschutz liegt entweder im Scaler-IC oder es
ist ein spezielles IC wie SIL9021 vorgeschaltet. Dieser Hartware- Kopierschutz spielt mit dem EEPROM an der HDMI-Buchse und dem Ausgangs- IC des DVD- Players zusammen. Im EEPROM ist ein Teil des
Softwareschlüssels hinterlegt. Beide zusammen bilden den Kopierschutz.
Videodaten
DVD-Player
HDCP
LVDS 3+1 Paar
8Bit
8Bit
LVDS
I2C-Bus
I2C-Bus
EEPROM
28 Seite
3+1 Paar
3/2006
HDCP
Videodaten
TV-Gerät
EEPROM
LCD-TV
Vorläufiges Script
Auszug aus dem
Blockschaltbild PE Chassis
SCALER
Signalverarbeitung
Digital Audio von der
HDMI Buchse
zum MSP
Microcontroller
M4
L1
P4
K2 J1 K3
SIL Reset
SIL INT
SIL Aktiv
Y3
3
2
1 121
I2S-Bus Audio
9
39
17
23
18
22
24
1
27
6,7
DVI_SDA
52
31
DVI_SCL
32
2
7
Q600
6
Q601
U603
EEPR
14
DVI5V
Q300
HDMI5V
Q301
18
U602
EEPR
16
Q603
15
12
9
6
3
SCL_3V3
27,322MHz
97
33
Q602
28
1,8V
SDA_3V3
34
96
3,3V
19
U300
HDMI
SIL9021
3,3V
A2
10
A3
R 25
G 26
B 27
HS28
VS 8
102
104
84..86
DVI
103
Y2
IN1 PEN
IN1 CLK
16
Y1
IN1 HS
3X8BIT RGB
HDMI_DET
DVI_DET
IN1 VS
Analog RGB
+Sync
HDMI_SDA
HDMI_SCL
29
30
58
HDCP
Kopierschutzdecoder
10
7
4
HDMI 1
71
Wird ein kopiergeschützter Film von einem DVD-Player gestartet, gibt
der Player über Pin 18 der Buchse die Info an den Kopierschutzdecoder.
Dieser Tauscht nun über den I2C-Bus (Pin 15 und 16 der Buchse) Daten
zwischen dem EEPROM und Player aus. Ist das Gerät berechtigt, wird
der Kopierschutz aus dem Signal herausgerechnet. Das Bild ist sichtbar.
Die DVI-Schnittstelle
Diese Buchse ist bei den neueren PCs Standard. Bei der UniversalBuchse ist zusätzlich noch der RGB -Pegel und Sync der herkömmlichen VGA-Buchse vorhanden.
DVI digital
1
8
9
16
17
24
DVI universal
1
8 C1
9
16
17
24 C3
C2
Die Pegel der an der DVI-Buchse entsprechen der HDMI-Buchse. Für
eine Auflösung von 1600 x 1200 genügen 3 Signalpaare plus Clock. Die
restlichen 3 Signalpaare werden bei Datenübertragung zu hochauflösenden Monitore von 2048 x 1536 zusätzlich benötigt.
C4
C5
01 = LVDS-Daten 202 = LVDS-Daten 2+
03 = Abschirmung LVDS-Daten 2,4
06 = SCL
07 = SDA
08 = Analog: V-Sync
11 = Abschirmung LVDS-Daten 1, 3
14 = +5 Volt
15 = Masse für +5 Volt
16 = Hotplug-Detect
19 = Abschirmung LVDS-Daten 0,5
22 = Abschirmung LVDS-Takt
23 = LVDS-Clock +
24 = LVDS-Clock-
In den TV-Geräten ist die universale Buchse eingebaut. Dadurch kann
evt. die VGA-Buchse entfallen. Über Brücken wird das RGB-Signal und
die beiden Sync-Leitungen an den VGA-Eingang kontaktiert.
Der Kennstift, hier mit C5 bezeichnet, ist gleichzeitig die Analog- Masse
Die DVI-Schnittstelle kennt keinen Kopierschutz. Alle Filme die von einem Computerlaufwerk abgespielt werden, kann das Display darstellen.
C1 = Analog: Rot
C2 = Analog: Grün
C3 = Analog: Blau
C4 = Analog: H-Sync
C5 = Analog: Masse
3/2006
Seite 29
LCD-TV
Vorläufiges Skript
Der Scaler
Der Scaler ist das Herzstück eines LCD-TV. Er hat die Aufgabe das
Eingangssignal von der TV-Ebene in die Display-Ebene zu bringen.
Das TV-Signal besitzt 720 Pixel pro Zeile und 576 sichtbare Zeilen. Ein
Display hat z.B. 1024 Pixel und 768 Zeilen. Der Scaler hat nun die
Aufgabe, die 720 TV-Pixel in 1024 Pixel umzusetzen. Gleichzeitig überschneiden sich auch die Zeilen. Im unteren Teil des Bildes erkennen Sie
die Problematik. Ist der Unterschied zwischen den beiden Werten groß,
ist das unproblematisch, da es kaum Indifferenzen gibt.
Das TV-Eingangssignal mit 720 x 576 Pixel wird in einen Bild-Speicher
geschrieben. Das Auslesen dieses Speichers geschieht mit der neuen
Pixelfrequenz. Da mehr Pixel zum Auslesen benötigt werden als im Speicher vorhanden sind, wird teilweise ein Pixel des TV-Bildes auf 2 Display-Pixel geschrieben (siehe Zeichnung seitlich). Ist der unterschied
der beiden Pixelfrequenzen gering, kann es zu Indifferenzen kommen.
Entsprechende Filter im Scaler verhindern dieses Problem.
TV-Pixel = 720 x 576
Display Pixel =1024 x 768
Wie setzt man die Pixel um?
Das Bild zeigt einen Ausschnitt aus den 1024 Pixel/Zeile für das Display (rot). Maßstäblich dazu die 720 Pixel/Zeile für ein TV-Signal (gelb).
Im unteren Bereich sehen Sie wie sich die 720 Pixel auf die 1024 Pixel
und die neue Zeilenzahl von 768 Zeilen verteilen. Mögliche Indifferenzen und Blockbildung werden im Scaler durch Filter eliminiert.
evtl. Indifferenzen zwischen TV-Pixel und Display-Pixel
Da im Scaler auch die Analogwerte des Bildes wie Kontrast, Farbkontrast und Helligkeit geändert werden, setzt man die RGB-Signale in YUV
um. Dadurch kann der SW-Kontrast und Farbkontrast getrennt geregelt
werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass bei NTSC Signal der Tint
geregelt werden kann.
Der Bild-Speicher ist ein Abbild des Displays. Der Ort an dem die Daten
später auf dem Display erscheinen sollen werden an die entsprechenden Adressen in den Speicher geschrieben. Somit ist die Position und
Größe exakt festgelegt. Ein 2. Bild-Speicher dient für OSD und Text.
Beide Bild-Speicher werden parallel mit der Pixelfrequenz des Displays
ausgelesen. Über einen Umschalter kann man die Daten von dem einen oder dem anderen Speicher auf den Ausgang zum Display geben
oder auch mischen.
Text + Graphik
Mux
digital
Video
30 Seite
UIT 656
D
A
Bild-Memory
8 x 720 x 576
8Bit
zum Display
D
YUV
8Bit
Dithering
A
YUV
Text- und GraphikMemory
8 x 1024 x 768
LVDS-Schnittstelle
RGB
Matrix
RGB->YUV
D
10 Bit Rechenregister für
Kontrast;Farbkontrast;Helligkeit
Matrix YUV ->RGB
A
Bildverbesserungen
Zoom, Peaking Colormanagement
CVBS
Colordecoder
Scaler (Grundprinzip)
Memorycontroller
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
Nach der Analogwert-Regelung werden die YUV-Signale über eine Matrix in RGB umgewandelt. Die Datenbreite beträgt hier 10 Bit. Zu dieser
Datenbreite kommt es durch den Überlauf beim Berechnen von Kontrast, Helligkeit und Farbkontrast.
Dithering
Über ein sogenanntes Dithering interpoliert man die Daten auf 8Bit für
das Display. Dieses Dithering sorgt dafür, dass in bestimmten Bildteilen
keine Flächigkeiten wie bei Zeichentrickfilmen und nicht zu übertriebenen Kantenbildung kommt. Durch ein leichtes verjittern des Signals
kommt das Bild der Erwartungshaltung des Auges entgegen. Typische
kritische Bildteile sind z.B. der Faltenwurf bei einer schwarzen Jacke.
Beim analogen TV ist die Schattierung sehr gut zu erkennen. Bei digitalen Übertragungen kann es zu harten Übergängen innerhalb der Schattierung kommen. Dies entsteht durch den Übergang von einem zum
anderen Bit, da der A/D-Wandler immer an der gleichen Stelle (Pegel)
schaltet. Das Ergebnis nach dem Dithering ist ein sanfter Übergang
zwischen den Stufen und eine Vermeidung von unnatürlichen Flächigkeiten. Über das Displayinterface LVDS stehen die digitalen RGB-Signale seriell zur Ansteuerung des Displays zur Verfügung.
Schaltschwellen
analoges Eingangssignal
digitale
Sigalverarbeitung
Das Ausgangssignal nach dem D/A-Wandler entspricht dem Eingangssignal.
Hier ist zu erkennen, dass sich innerhalb der D/A-Wandler-Stufen nur
Gleichspannungen ergeben. Dies führt evtl. zu Flächigkeiten. Weiterhin ist
auch die Schaltschwelle immer an der gleichen Stelle. Für die
Erwartungshaltung des Auges ist dies unnatürlich.
A/D-Wandler
10Bit
Dithering
8Bit
D/A-Wandler
Abhilfe bringt hier ein Dithering. Durch dieses Dithering wird die Flanke und die
Gleichspannung innerhalb der Stufen verjittert. Dies kommt der Erwartungshaltung
des Auges entgegen. Die Darstellung kommt der analogen sehr nahe.
Die Übergänge zwischen den einzelnen Stufen sind nicht immer an der gleichen
Stelle.
Das Bild unten zeigt einen Scaler wie der im Chassis L5A verwendet
wird. Die ICs sind hochintegriert. Wegen der vielen Pins (420) ist dieses
IC in einem „Ballgrid“ Gehäuse (BPGA) eingebaut. Die Pins befinden
sich unterhalb des Gehäuses. Für den Service ist ein Messen an den
Pins und ein Austausch dieser ICs nicht möglich. Die Bildspeicher sind
bei diesem IC an Bord. Weiterhin ist auch der Mikroprozessor in den
Chip eingebaut.
XTAL
Clock
Generation
Keypad Sensing
Temp Sensor
3 X GeneralPurpose ADC
Parallel or Serial
EEPROM
X86
Micro-controller
External
ROM I/F
4X
PWM
Back-light
Audio
2X
LVDS
Tx
LVDS
Panel I/F
Reset CCT
422 to 444
Conversion
Test
Pattern
Generator
On-chip
RAM / ROM
GPIO
uv
Y
ACM-II
Chroma
Adjust
ACC
Luma
Shaping
Display
Timing
Control
Histogram
High-light Window
3/2006
OSD
Controller
Color Look-up-Tabl e
UltraReliable
DVI Rx
HDCP
DDC2Bi
Serial
Master
Digital Color Adjustments
Triple
ADC&PLL
Schmitt
Trigg er
DDC2Bi
Intelligent Image Processing™
Zoom / Shrink Filter
with edge enhancement
Resetn
• Zoom (from VGA) and shrink
(from UXGA) scaling
• Integrated 8-bit triple-channel Analog
RGB
ADC / PLL
• CCIR656 compliant 8-bit
video input port
• Integrated LVDS transmitters
DVI
• Embedded X86 microcontroller
• On-chip versatile OSD engine
meets PC OEM specs
• All system clocks synthesized BT 656
from a single external crystal
• Advanced color controls for
enhancement, sRGB support
GPIO
Image Capture /
Measurement
FEATURES
NVRAM
Color Space Conversion
simplifies monitor design.
ADC and video input,
but no DVI receiver.
RGB/YUV Color Space Conversion
GENESIS
MICROCHIP
GM5221
Seite 31
Vorläufiges Skript
55
SC1_Audio R_IN
54
SC1_Audio L_IN
53
SC2_Audio R_IN
52
SC2_Audio L_IN
D
A
D
51
AV_Audio_L_IN
50
AV_Audio_R_IN
49
YPbPr_Audio_L_IN
48
AV_Audio_R_IN
YPbPr_Audio_R_IN
58
VGA_Audio R_IN
57
VGA_Audio L_IN
AV_CVBS_IN
S504
RCA_DUAL
20
Q505
2
SC1_CVBS_OUT15
13
18
16
14
Q503
D
Stereodecoder
ZF-Filter
14
16
13
3,6,10
6
10
DMP_RGB_+Sync
VGA
S604
PC-Audio
AGC
20,25MHz
Q101
Q100
15
Demodulator
SDA_3V3
SCL_3V3
Ton ZF
A
1
A
5V
11 10 15
Text Slicer
Field
Video
Interface
Lumafilter
Croma Demodulator
Line Store
D
SDA_5V
SCL_5V
4MHz
Normumschaltung
VRef
D
4
7
5V
3,3V
HRef
Sync Process
44
11
12
U100
AGC
33
23 8Bit Y +Text
19
12 8Bit U/V
5V
Ton ZF
5V
2
24V SYS
D1014
C1048
7
D1018
1..3
7
+
Anlauf
24V_AUDIO
S1504
Enable
1
4
5
2
3
7
PSU_STBY_CTL
1
Panel_Power
2
3
U700
3,3V
2,5V
3,3V
5V
12V
PWM
OSZ
5
Enable
4
POW_STBY
4
7
4
5
2
3
2
4
3
Panel_Power
Analog DIm
PAN_Pow_CTL
BKlight
A/D_DIM_SEL
5
6,7,8
1..5
Oszil
PWM
6..10
1..5
6..8
12
10
9
S1507
S1508
Standby
Netzteil
1
R1016
1,8V
2
3
FB1500
4
U703
2,5V
33V
U704
1,8V
1
1
5
3
5V
3
24V
6..10
S1506
X1002
STBY in
4
5
ICU1502
24V_INV
+
R1059
IC1002
ZD1005
9,1V
5V
C1018
9V
U705
9V auf
33V
1
6
D1007
24V
9V
+
T1008
IC1008
1,8V
Q1500
S1501
6..10
IC1007
T1006
C1058
VCC
7
3
PWM
6
D1008
R1048
U702
1,8V
24V
3
Stby_5V 2
2
X1003
IC1006
4
1..5
T1009
ZD1004
18V
PWM
OSZ
6
24V 1..5
R1045
Start
Start
1..3
x 7
OSZ
1
4
3
R1042
R1048
ref
7
R1040
OSZ
R1041
5
+
C1007
D1011
R1036
12
3
Vcc 9V
5
ICU1503
C1033..35
T1005
R1014
6
R1008
8
IC1003
PWM
+
IC1001
24VAudio
6
5
+
2
10
6
8..12
7Enable
7
ICU1501
2
T1003
7
4
1
4
3,3V
D1019
2
24V_INV_OUT
ZD1003
18V
+
D1006
24V_INV_OUT
C1015
R1020
R1022
IC1005
R1061
32 Seite
3/2006
Standby Spannungen
D1012
6
5
S1502
9
T1004
OSZ
4..6
4..6
C1038..41
R1012
T1001
5
3
PWM
U701
3,3V
+
T1002
+
VCC
+
R1004
D1003
S1503
X1004
SW_SWITCH
Powerfactor
1
2
+
U101
22
Q104
5V
Vcc 5V
5..8
20
11
ICU1500
S1500
12
10
IC1004
34
Q103
17
Demodulator
36
35
Scart1 Pin 8
Scart2 Pin 8
SCART_SW
16
5V
33V
R1005 3
11
9
3
22 11 10
SW_SWITCH
6
U200
VPX3226
4MHz
12
Q102
7
9
U600
DMP_RxD ; DMP_TxD ; DMP_GPIO
5
16
20
1
Q604
MUX_RAIN
MUX_GAIN
MUX_BAIN
SVHS_YIN
11
Tuner
PIP
5
6
8
J601
J602
J603
J611..614
J609
3,3V
SVHS_CIN
10
4 5
1
SCART_SW
5V
33V
4 5
Q407
2
21
23
16
15
13
PC_HSYNC
PC_RED
PC_GED
PC_BED
S701
1
7
AMP_MUTE
Q750
RGB
U501
17
Tuner 9
SoftMute
Fast Blank
OPT_SCL
S506
OPT_SDA
Zu IC U900
Software Update
12
10
S752
12
PC_VSYNC
16
S1505
7
U752
SIL_SD
SIL_SCL
SIL_WS
SIL_SD
SIL_SCL
SIL_WS
MSP_RESET
5V
9V
2
SDA_5V
3
SCL_5V
PC INPUT
13 1
5V
1
11
U751
SW_OUT
S600
MUX
2,5,11
15
230V
NETZ
20
17
18
7
4
5
19
61
39
U601
EEPR
16
3
29
18,432MHz
MAIN_R
U605
10
11
12, 2
PIP_CVBS
3
AV2
Q403
A
U750
U604
14 15
U602
8
1
87
88
26
D
SCART_CVBS
S506B
6
MAIN_L
D
A
U401
Q506
SDA_5V
SCL_5V
20
Q402
27
S400
MAIN_CVBS
2
4
19
HP_R
S750
A
D
A
63
65
TUN 1_QSS
TUN 2_QSS
3,3V
11
7
8
2
41
HP_L
23
Q501
U500
Scart RxD
Scart TxD
Software Update
über RS232
Q401
SC2_CVBS_OUT
16
15
3
BAV_MSP_OutR
BAV_CVBS_OUT
10
12
1
42
Q504
17
AV1 Q502
Q400
BAV_MSP_OutL
9V
Q405
S506A
19
J400/401,
6
Q404
A
5
1
2
S502
BAV
D
D
U400
24
I2S Port I2S Port
A
37
SC1_MPS_OUT_L
36
SC1_MPS_OUT_R
33
SC2_MPS_OUT_L
34
SC2_MPS_OUT_R
S503
C-AV
Lautstärke & Klang
A
Ein-Ausgangswahlschalter
LCD-TV
LCD-TV
Vorläufiges Script
Blockschaltung Chassis PE
GRUNDIG Kundendienst Februar 2006
S501
COMP
RAM 256Mb
U 801
FORMATCONVERSION
COMP_Y
A2
COMP_PR
B2
COMP_PB
C2
2,5V
RAM 256Mb
U 802
Enhancer
MAIN_CVBS
Matrix
MULTIPLEXER
MULTIPLEXER
und
A/D WANDLER
SCART_CVBS
PC_AUD_SW
MUX_VSYNC
MUX_RAIN
MUX_GAIN
MUX_BAIN
3,3V
1,8V
2,5V
U900
Picture Blend
COLOR DECODER
MUX_HSYNC
SCALER
FLI8532
Keyboard
OSD Blend
IR
Receiver
Output Format
Matrix
LVDS
FASTBLANK
S900
RGB
FORMATCONVERSION
AE1
SVHS_CIN
AMP_MUTE
MSP_RESET
3,3V
AF8
SVHS_YIN
AE8
AF13
M2
AB24
IRRCVR
K2
VPX_Reset
TEXT
K1
INOPEN
OSD Controller
L3
L2
INOHS
INOVS
Q901
V26
Q902
V25
N4
INOFLD
B1
INOGE
INOBE
8Bit Y
E3
8Bit U/V
E2
U800
Flash 16 MBit
29VL160
DIGITAL INPUT
G1
SCL E2
Microcontroller
AE10
AF10
P4 K2
19,666MHz
C26
SDA_3V3
SCL_3V3
AB25
104
102
103
1 121
AB26
SDA_5V
SCL_5V
Q301
27,322MHz
3,3V
19
U602
EEPR
Q603
HDMI_SDA
2 3
29
HDMI_SCL
30
58
12
A2
A3
AD26
AC13
U25
AD25
97
33
Q602
16
Q911
Kopierschutz
HDCP
8
+9V 1
Q912
HDMI5V
34
96
5Vss
Q300
SCL_3V3
3,3V
Q703
DVI5V
SCL_3V3
Q702
Q601
U603
EEPR
28
Q904
DVI_SCL
32
U300
HDMI
SIL9021
Q907
52
31
5V
SDA_3V3
U902
Q600
1,8V
SDA_3V3
Q905
DVI_SDA
2
14
3,3V
AD13
27
Q701
1
U23
22
24
6,7
AC13
18
T26
17
23
V24
10
6
10
4
PANEL_SCL
5
PANEL_SDA
2
Panel_Power
DISPEN
A/D DIM SEL OUT
POW_STBY
PAN POW_CTL
71
BKLIGHT Out
4
Display OK OUT
7
HDMI 1
ANALOG_DIM
3
Zu Pin 10,12 AV2
Software Update
39
7
6
2
J1 K3
SIL Reset
SIL INT
SIL Aktiv
Y3
IN1 PEN
IN1 CLK
Y2
IN1 HS
IN1 VS
3X8BIT RGB
Y1
3
I2S-Bus Audio
9
9
System EEPROM
U901
OPT_SCL
OPT_SDA
84..86
15
5
B26
16
18
6
AA24
J917
J922
M4
L1
HDMI_DET
DVI_DET
R 25
G 26
B 27
HS28
VS 8
AA23
Y26
W26
W25
Scart RxD
Scart TxD
DVI
SDA E2
4
2
12V
PAN_Pow_CTL
BKlight
4 7 4
A/D_DIM_SEL
Analog Dim
BKlight
24V_INV_OUT
24V_INV_OUT
9
9
10
10
12
12
1..5
1..5
6..8
6..8
1..5
1..5
6..10
6..10
S902
-7V 20V 5V
Display
1280 x 720
Inverter
12
S702
Signalelektronik
A/D_DIM_SEL
1
26..30
Analog Dim
LCD-Panel
3/2006
Seite 33
Vorläufiges Skript
16
2
4
5
3
1
8V
2
2
Peaking
Q405..8
37
16
16
Q409
SCART2_RO
Q312
Q310
SCART2_LO
3
SCART2_ID
SCART2_VI
8
20
AV2
Q309
SCART2_VO
DTV_SPDIF
IC400
SPDIF_O
52 54 62 64 23 25
SW_SPDIF
24 26 22
4
2
SCART1_ID
11
9
Audio
CVBS
34
SDA_A
33
SCL_A
12VA
5V_G
45
TA_33V
43
SVHS_Y
22
12
20
6
26
8
24
22
10
20
12
1
31
4
28
2
30
36
39
2 3
11
21
24
6
26
28
4
C_OUT_M
24
8
C_OUT_S
2
30
Y_OUT_S
4
28
Y_OUT_M
26
6
10
12
16
22
20
18
18
14
3
2
10 12
11
12V_D
5V_A
5V_DTV
33V
P104M
8
57
IC903 8V
10
407
56
Q904
IC901
IC302
Porterweiterung
4
4
7
2
27
4,2V
IC902
5V
5
P100M
1
CVBS_S
41
1
7
4
9
31
DTV_DET
13
8
Q305
44
6dB
53
Chroma
S-Video
18
10
P600A
53
1
6
19
SVHS_C
COM_RXD
M_SPDIF
Q404
TV_V
SCART1_VI
SCART1_ID
COM_TXD
14
Q903
Msp
Q900
PRIORITY
Control
19
17
IC300
Y
Q300
CVBS_M1
Q302
CVBS_M
Q311
58
37
P400
39
56
16
18
Q100 Q101
Q308
Q102
Q303
Q301
Q105
Com-Video P404
P405
COMP_Y
COMP_PB
COMP_PR
Com-Audio
Q103
Q104
SCART-R
12
20
SCART-G
10
22
SCART-B
16
16
SCART-FB
P601A P101M
P806
Q300
1
POW_ON
12
5V_LCD
2
5V_STBY
10
24V_A
6
3
12V_D
12V_A
33V
5V_A
5V_D
5V_L
INV_ON
P401
SCART1_RI
SCART1_LI
SCART2_RI
SCART2_LI
2
6
DTV_Y
DTV_C
DTV_CVBS
3
42
6
2
1
Q301
5,1V
Netzteil
4,2V
IC802
VBR_OUT
VBR_EXT
P807
Helligkeit Beleuchtung
15
15
1
5
1
P808
P403
2
DTV_AudioL
DTV_AudioR
CVBS
9V
AV1
20
8
14
RETURN
AV Prozessor (Optional)
IC100
Servicemanual Seite 2-4
SCART1_RO
SCART1_LO
19
18
PC_AUDIO
28
BOOST
SCL_A
SDA_A
1
3
6dB
53
54
TV_R
14
TA_33V
6
8
Q901
TV_L
1
8
26
24
50
51
M_Audio_L
M_Audio_R
1
5V
6
SIF
67
MSP_Reset
3
17
60
4
BOOST
12VA
TU400
2
28
AUDIO_L
AUDIO_R
Q401
Q406
Q403
30
POW_ON
SIF
5V
AM-AUDIO
HDCP_Reset
MST_Reset
M_Audio_L
M_Audio_R
5,5MHz
8V
Frankreich Band 1 Audio
AM-AUDIO
SCL
SDA
LCD-TV
12
11
10
15
14
1
8
7
1
5
23 inch
Inverter
24V
3
2
1
1
3
2
1
26/30/32/
37/42 inch
Inverter
12
1
CMO
27/30 inch
24V
12V_B
12V_C
5V_DTV
5
34 Seite
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
6
24V_A
IC701
2
4
Q700
4
2
6
P701
8
IC702
+
8
P700
D703
Reset
IC311
16
5V_STBY
11
24V
Audio Mute
1
2,7V
5V_A
C700
5V_STBY
12V_D
D704
10
2
3
4
5
TW_RESET
9
SCART1_ID
1 3
1 3
3,3V 1,8V 3,3V
IC301 IC308 IC300
P2000
P1002
3
2
CNTL_SDA
CNTL_SCL
1 3
LED/IREmpfänger
IC303
Porterweiterung
2
6
7
Keyboard
FLASH-Download
P1001
5
6
P103
IC304
EEPROM
2
FLASH
4Mbit
2
Reset
LCD_PWR
CNTL_SDA
CNTL_SCL
IC306
IC305
R398
12
Audio_MUTE
Q701
43 40 39 51
14..
..33
Microcontroller
98
100
IC309
101
Q106
Matrix
AGC
Clamp
4 H-adaptive
comb filter
A
67
Q110
Q111
77
IC402
RGB
YUV
Matrix
A
81
Chroma
Demodulator
D
SCART_FB
69
27
MHz
Contrast
Brightness
Peaking
CTI
Noisered.
Contrast
Saturation
Brightness
Tint
16
ITU 656
5V_L
3,3V
IC500
IC502
Sync
3,3V
IC501
H/VDown
Scaler
15
5V_L
25
28
35
VAPCLK
53
54
61
20
18
19
23
VSYC_T
FIELD_T
HSYC_T
DE_T
77
78
51
76
44
DECCLK
M_SPDIF
M_Audio_L
M_Audio_R
ALE_MST
RD_MST
WR_MST
AD0_MST
AD1_MST
AD2_MST
AD3_MST
XROMQ
Frame comb filter
Motion detector
74
Q108
69 70 71 72 73 74 75
D
Q107
RGB
RESET
Control
Q109
9
10
13
61
56
60
76
80
75
64
SCL_A
SDA_A
TW_RESET
CVBS_M
C_OUT_M
Y_OUT_M
COMP_Y1
COMP_PB1
COMP_PR1
TW_Y
COMP_Y2
COMP_PR2
COMP_PB2
99 42 41 50 49 48 47 51
2,5V
IC603
52
Q501
5V_L
24V
INV_ON
P401
P403
28
27
1
P402
EN_AI
IC406
2,5V
IC602
21
1,8V
25
24
Oszillator
Signal-Elektronik
3,3V
22
21
Helligkeit
19
18
+5Vd
3,3V
LVDS
16
15
13
12
10
Display
4
3
2
1
21
Kopierschutz HDCP
LPL
=GND 30 inch
LCD-Panel
LCD_PWR
Q400
IC405
12V_B
Inverter
4
3
2
1
26//32/
37/42 inch
Inverter
Blockschaltbild
23 inch
Inverter
CMO
27/30 inch
P201
DVI-I
Q200
SM 2-11
HDCP_RESET
P204
HDMI
3/2006
IC203
EEPROM
Chassis D-32IE11
32 LXW 82-8695 REF
Xentia 32
Xentia 37
Jan 2006
Xentia 42
Seite 35
LCD-TV
Vorläufiges Skript
Geräte mit Plasma-Display
Bei TV-Geräten mit Bildschirmdiagonalen von 50 Zoll und finden durchwegs Plasmadisplays Anwendung. Bei Bilddiagonalen unter 42 Zoll
werden Plasma kaum verwendet.
Helligkeit und Kontrast
Der Vorteil dieser Konstruktion ist die große Helligkeit und der enorme
Kontrast. Weiterhin sind die Leuchphosphore mit denen der Bildröhre
zu vergleichen. Dies ergibt eine sehr natürliche Farbwiedergabe.
Nachzieheffekt
Der Plasmaschirm besitzt eine extrem kurze Nachleuchtzeit. Typische
Nachzieheffekte bei schnellen Bewegungen wie bei einem LCD-Schirm
gibt es hier nicht. Je nach Konzeption der Signalelektronik kann es auch
hier zu Nachzieheffekten kommen. Der Grund liegt im Konzept der
Umsetzung der Halbbilder in das für das Display nötige Vollbild.
Blickwinkel
Der Blickwinkel ist nahezu 180° in beiden Richtungen. Auch die Farbverfälschungen und der Kontrastverlust bei extremen Blickwinkeln ist
gering.
Leider hat das Plasma- Display auch einige Nachteile. Diese sind:
Gewicht
Durch die Glasplatte an der Frontseite steigt das Gewicht enorm an. Sie
ist nötig, um den Benutzer vor UV-Licht zu schützen. Weiterhin verbessert sie den Kontrast, da sie das Restlicht, welches durch die Löschphase entsteht unterdrückt. Die Ansteuerung eines Plasmaschirms ist komplexer als die eines LCDs. Die Treiber arbeiten mit 65V und 180V und
müssen auf ein Kühlblech montiert werden. Die für die Treiber nötigen
Netzteile befinden sich, wegen der Störstrahlung, innerhalb der Abschirmung des Panels. Dies erhöht zusätzlich das Gewicht.
Lebensdauer
laut Datenblatt ca. 30000 Stunden (Helligkeitsverlust 50%)
Einbrennen
Plasmadisplay neigen zum Einbrennen. Wichtig bei Text oder Menüdarstellungen! Bereits nach einigen Stunden Standbild sind dunklere Schatten zu Erkennen. Diese „eingebrannten“ Textteile verschwinden nach
einiger Betriebszeit mit bewegtem Bild. Steht z.B. ein Text oder eine
Graphik über Tage an der gleichen Stelle, ist das nicht mehr regenerierbar. Siehe Displays auf den Flughäfen.
Energieverbrauch
Die Leistungsaufnahme beträgt je nach Größe und Helligkeit ca. 250
bis 350 Watt.
Service
Im Servicefall ist immer das komplette Panel zu tauschen. Ein Austausch
der Zeilen- oder Spalten-Treiber ist nur in speziell ausgestatteten Werkstätten möglich. Die Netzteile sind ebenfalls Bestandteil des Panels.
Die Ausgangsspannung von ca. 65 V und 180 V sind auf das Display
abgestimmt. Eine Reparatur dieser Netzteile ist momentan nicht vorgesehen. Es gibt dazu vom Displayhersteller keine Unterlagen.
Plasma und LCD werden mit der gleichen Signalchassis angesteuert.
Die spezifischen Unterschiede werden in der Elektronik der Panels gelöst. Die Chassis für Plasma und LCD sind baugleich aber nicht gegenseitig austauschbar. Die Software und einige Brücken auf dem Signalchassis sind unterschiedlich.
36 Seite
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
Der Aufbau eines Plasma- Displays
Das Plasmadisplay besteht aus 852 Pixel pro Zeile. Jedes Pixel besteht
wiederum aus den drei Farben RGB. Das bedeutet wir haben in einer
Zeile 3 x 852 = 2556 Farbpunkte. Da jeder einzelne Farbpunkt adressiert werden muß, sind somit auch 2556 Adressleitungen vorhanden.
Das Display besitzt 480 Zeilen. Jede Zeile besitzt zwei Sustain-Elektroden. Diese haben die Aufgabe, das Plasma zu erzeugen. Somit benötigt das Display 2556 Leitungen für die Spalten (Adressleitungen) und
2 x 480 Leitungen für die Zeilen. Das ergibt zusammen 3516 Anschlußleitungen. Diese sind auf die 3 Seiten über aufgeklebte Flexprint verteilt.
Achtung!
Bei Montage und Demontage des Displays achten Sie auf die FlexprintAnschlüsse. Bei unsachgemäßer Handhabung können sich die Klebestellen des Flexprint an der Glasplatte ablösen. Die Flexprints können
nur in der Fabrik über spezielle Vorrichtungen mit einem leitfähigem Kleber befestigt werden.
BLAU-8Bit
GRÜN-8Bit
ROT-8Bit
Clock 27 MHz
V-Sync 20ms
H-Sync 32µs
Frame (H + V)
DispEn
HQEN
Durch diese Matrix aus 2556 Spalten und 480 Zeilen ist jeder einzelne
Farbpunkt anzusprechen. Wollte man die einzelnen Pixel so ansteuern,
wie der Elektronenstrahl über die Leuchtschicht der Bildröhre schreibt,
wäre die Zeit für ein Pixel extrem kurz. Hier würde man nur sehr kleine
Helligkeiten erreichen. Außerdem wäre die Flackerfrequenz bei 25Hz.
Da die einzelnen Pixel nur „Ein“ oder „Aus“ geschaltet werden können,
wäre eine Helligkeitsmodulation nicht möglich. Aus diesem Grunde geschieht der Bildaufbau komplett anders als bei der Bildröhre.
Menory und Controller
60±5V
Spaltentreiber
175±10V
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
Pixel 1; ca.1.07mm
Zeile 1
Zeile 2
Zeile 480
R
G
B
R
G
B
R
G
B
Zeilentreiber
Zeilentreiber
175±10V
Pixel 852
Pixel 2
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LCD-TV
Vorläufiges Skript
Aufbau des Displays von oben gesehen
Ze
ei
ne
Sustain
Elektroden
ile
Sustain
Elektroden
Schattenmaske
Frontglas
Dielektrikum
MgO-Schicht
Raum gefüllt mit
Edelgas
Grün
Rot
Abstandshalter
Rot
Blau
Träger
Leuchtstoffstreifen
Adresselektroden
Das Bild zeigt den schematischen Aufbau des Displays. Die Leuchtstoffe
der drei Grundfarben verlaufen streifenförmig von oben nach unten. Sie
sind durch Abstandshalter, die gleichzeitig die Glasplatte mit den Sustainelektroden trägt, getrennt. In den Leuchtstoffen sind Adresselektroden
eingebettet. Die MgO-Beschichtung dient als Isolator zwischen dem Dielektrikum und dem Edelgas das sich über den Leuchtstoffen befindet.
Das Plasma des angesteuerten Pixels befindet sich zwischen den Sustainelektroden. Der darunter liegende Leuchtstoff wird durch das UV-Licht
des Plasmas angeregt und gibt die entsprechende Lichtfarbe des Leuchtstoffes ab. Da es zwischen den Zeilen keine Barriere wie zwischen den
Leuchtstoffstreifen gibt, entsteht zur Nachbarzeile ein Übersprechen.
Dieses Streulicht wird durch die Schattenmaske gedämpft. Die Maske
besteht aus schwarzen waagerechten Streifen die auf das Dielektrikum
aufgedruckt sind. Darüber befindet sich zum Schutz eine Glasplatte.
Die Schattenmaske ist nur in der ersten Skizze dargestellt.
MgO-Beschichtung
Adresselektrode
Schattenmaske
Schattenmaske
Dielektrikum
38 Seite
Träger
Edelgasgemisch
Das Bild zeigt den Aufbau eines Pixels.
Frontglas
Sustainelektroden
Die Abstandshalter in der Skizze sind aus zeichentechnischen Gründen nicht korrekt dargestellt. Sie
müßten parallel zur Adresselektrode laufen.
Die Leuchtschicht ist in senkrechten Streifen auf
einer Träger-Glasplatte aufgebracht (siehe auch die
Zeichnung auf der vorherigen Seite). Zwischen den
Leuchtschichtstreifen sitzen Abstandshalter, die die
Leuchtschichten optisch trennen. Die Pixel untereinander sind durch schwarze waagerechten Streifen
getrennt. Somit wird ein Übersprechen in die Nachbarzeile optisch unterdrückt.
Die Adresselektroden sind in die Leuchtschicht
eingebettet.
Abstandshalter
Leuchtschicht
3/2006
LCD-TV
Vorläufiges Script
Die Ansteuerung eines Pixels
Grundsätzliches
Ein Bild auf dem Plasmaschirm kann nur komplett an- bzw. abgeschaltet werden. Ein Plasmabildschirm kann in einem Frame
nur Hell-Dunkel darstellen. Die Helligkeit des gesamten Bildes
auf dem Schirms ist somit nur durch das Ein-Ausschaltverhältnis zu steuern. Um einzelne Pixel leuchten zu lassen, werden
diese über die Adress- und Sustain-Leitungen „geladen“. Die
Darstellung eines Bildes geschieht in 3 Phasen. Diese sind:
1. Adressierphase
2. Leuchtphase
3. Löschphase
+
Das Adressieren (Laden) eines einzelnen Pixels geschieht wie
folgt:
Die Pixel in einer Zeile besitzen zwei Sustain-Leitungen. In der
Adressierphase liegt eine Leitung an Masse und die andere an
einer Spannungvon ca. 170V. Zwischen den Sustain-Leitungen
entsteht ein elektrisches Feld. Da alle Pixel in einer Zeile ein
gemeinsames Sustain-Leitungspaar besitzen, werden alle Pixel einer Zeile „geladen“. Diese Ladung reich jedoch nicht aus,
um das Plasma in der späteren Leuchtphase zu zünden.
–
Um die Ladung eines Pixel Pixels soweit zu erhöhen, dass das
Plasma in der Leuchtphase zündet, benötigt man noch eine
weitere Leitung, die Adresselektrode.
B-8Bit
G-8Bit
R-8Bit
27 MHz
V-Sync
H-Sync
Frame
HQEN
DispEn
Die Adressierphase
55-65V
Spaltentreiber
Die Adressleitungen werden an den Spalten aktiviert , die später leuchten sollen
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
Pixel 1; ca.1.07mm
Zeile 1
Zeile 2
Zeile 480
R
G
B
R
G
B
R
G
B
Die Sustainleitungen liegen an Masse
Die Sustainleitungen liegen nacheinander an Spannung
165-185V
Pixel 852
Pixel 2
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LCD-TV
Vorläufiges Skript
170V
60V
Der Bildspeicher im Display-Controller adressiert über die Zeilentreiber die Sustainelektroden. Gleichzeitig aktiviert der Controller über die Spaltentreiber alle Pixel einer Zeile. Die Pixel
die in der Leuchtphase aktiv sein sollen, werden jetzt duch den
Spaltentreiber auf ca. 60V gelegt.
+
+
+
Das Feld zwischen den Sustain-Elektroden wird durch die Spannung an der Adresselektrode erhöht. Dieses Pixel besitzt nun
ein höheres Feld. Dies reicht aus, um in der Leuchtphase das
Plasma zu zünden.
Bei allen nicht angesteuerten Sustainelektroden und der aktiven Adresselektrode entsteht nur ein kleines elektrisches Feld,
welches nicht ausreicht um das Plasma zu zünden. Diese Pixel
bleiben dunkel.
–
–
–
Über den Controller werden nun alle Pixel des Displays zeilenweise aufgeladen.
Die Leuchtphase
sichtbares Licht
UV- Licht
170Vss
+ + +
– – –
Anzahl der
Impulse
bestimmt die
Leuchtdauer
In der Leuchtphase liegen alle Sustain-Elektrodenpaare an einer Wechselspannung. Die Adresselektroden liegen an Masse.
Durch die Wechselspannung wandern die Ladungen von den
Sustain- und Adresselektroden von einer Seite zur anderen. In
der Mitte stoßen die Ladungen aneinander. Es kommt zu einer
„Stoßionisation“ im Edelgas. Dabei entsteht ein UV-Licht, vergleichbar mit der Leuchtstoffröhre. Das UV-Licht trifft auf den
Leuchtstoff. Dieser wandelt das UV-Licht in die entsprechende
Farbe Rot, Grün oder Blau um. Die Helligkeit die hier entsteht
ist konstant. Solange die Impulse an den Sustainelektroden anstehen, leuchten alle Pixel die in der Adressphase aufgeladen
wurden.
Über die Anzahl der Impulse an den Sustainelektroden wird die
Helligkeit bestimmt. Wie Sie sehen, ist eine Grauabstufung innerhalb des Bildes nicht möglich. Das Display hat also eine
Auflösung von 1 Bit. Das Videosignal steht jedoch mit 8 Bit Helligkeitsauflösung zur Verfügung. Dieses Problem löst man durch
die Bildung von Subframs.
170Vss
Die Löschphase
Nach jedem Subframe werden durch eine Pulssequenz an den Elektroden alle Pixel wieder auf gleiche
Ladung gebracht und somit vorbereitet für das nächste Bild. Durch dieses „Löschen“ entsteht auch eine
kurze Entladung, die sich als „Resthelligkeit“ bei dunklem Bildschirm zeigt. Im Servicefall können Sie mit
einer Lupe die Pixel auch bei dunklem Bild erkennen. Sie sehen somit ob das Display aktiv ist. Dies ist
vergleichbar mit einer Bildröhre wenn nur das Raster geschrieben wird. Sind die Pixel unter der Lupe
nicht durch leichtes Leuchten zu erkennen, überprüfen Sie die Betriebsspannungen des Displays.
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3/2006
LCD-TV
B-8Bit
G-8Bit
R-8Bit
27 MHz
V-Sync
H-Sync
Frame
HQEN
DispEn
Vorläufiges Script
55-65V
Spaltentreiber
Die Adressleitungen werden in der Leuchtphase abgeschaltet
Die Sustainleitungen liegen alle parallel. Die Anzahl der Impulse bestimmen die
Leuchtdauer und somit die Helligkeit
Zeilentreiber
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
Zeile 1
Zeile 2
Zeile 480
R
G
B
R
G
B
R
G
B
Die Sustainleitungen liegen alle parallel. Die Anzahl
der Impulse bestimmen die Leuchtdauer und somit
die Helligkeit
165-185V
Zeilentreiber
Pixel 1; ca.1.07mm
Pixel 852
Pixel 2
Prinzip der Helligkeitssteuerung
Subfram 10
AB
A
ABB
A
ABB
A
ABB
A
AABBB
Subfram 9
Subfram 8
Subfram 7
Subfram 6
Subfram 5
Subfram 4
Die unterschiedlichen Hellligkeiten auf dem Bildschirm erreicht man
duch entsprechend lange Leuchtzeit der einzelnen Frams. Da die 10
Sub-frams den gleichen Bildinhalt besitzen addiert das Auge die hintereinander liegenden Bildpunkte der 10 Subframes auf. Ist in jedem Subfram das gleiche Pixel eingeschaltet gewesen, addiert das Auge alle
Helligkeitswerte der Bildpunkte auf. Es sieht 100% Heligkeit. Fehlen in
einigen Subframs diese Pixel, so ist die Summe der 10 Subframs entsprechend niederiger. Wir haben eine Graudarstellung bzw. wenn man
RGB mit unterschiedlichen Helligkeitswerten darstellt eine entsprechende
Farbtonänderung. Durch die Darstellung des Bildes über 10 Subframe
erreicht man eine Flackerfrequenz von ca. 500Hz.
Subfram 3
Subfram 2
Der Betrachter sieht die
Summe aller 10 Frams
als ein Bild
Der Buchstabe B wird auf
dem Bikdschirm heller
als A erscheinen
0ms
Leuchtzeit
Pulsweite ändert sich
mit der Helligkeit bei
jedem Subfram
5ms
15ms
10ms
Verteilung der Leuch- und Adresszeit der 10 Subframe pro Vollbild
Die Gesamthelligkeit ergibt sich aus der zeitlichen Summe der 10 Subframs
Das Bild zeigt einen nachgezeichneten Originalschrieb eines Photometers bei einem blauen Bildschirm mit 70% Helligkeit
3/2006
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 1
nächstes Bild
Subfram 10
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 10
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 9
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 8
Subfram 7
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 7
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 6
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 4
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 3
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 2
Subfram 1
Helligkeit
Lösch-und
Adresszeit
für Subfram 5
Das untere Bild zeigt einen Orginalschrieb eines Photometers. Gut zu erkennen ist, dass die Adresszeit der 10 Subframs ist höher als die Leuchtzeit.
Subfram 4
Subfram 1
Das Videosignal in der Unterhaltungselektromik steht mit
einer Quantisierung von 8 Bit zur Verfügung. Um bei einem Plasmadisplay Graustufen oder einen Graukeil darzustellen rechnet man das Vollbild (Frame) in 10 Subframes um. In jedem Subfram ist das komplette Bild mit unterschiedlichem Gesamthelligkeitswert dargestellt.
20ms
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LCD-TV
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Vorläufiges Skript
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