Как устроен LCD-монитор (Samsung 192В TFT).
Пример структурной
схемы LCD-монитора приведена на рис. 1. Отсутствие источников высокого
напряжения и их потребителей в схеме LCD-TFT-монитора значительно повышает его
надежность и безопасность для здоровья. В состав структурной схемы монитора
входят следующие узлы:
-
источник питания (ИП);
-
микропроцессор (МП);
-
контроллер;
- LVDS
передатчики;
-
преобразователь напряжения для LCD-панели;
- LCD
панель.
Рис. 1. Структурная схема монитора (Samsung 192В TFT).
Внешний источник питания формирует стабилизированное напряжения +14 В, которое подается на плату монитора. Данное напряжение используется для формирования переменного напряжения для узла задней подсветки монитора. Для питания цифровой части монитора необходимы напряжения +5В, 3,3 В и 2,5В. Данные напряжения формируются при помощи интегральных стабилизаторов напряжения, для канала +5В используется IC LM2596S-5.0 из напряжения питания +5В формируется шина питания 3,3В с использованием интегрального стабилизатора IC BA033FP и шина 2,5В с применением стабилизатора IC LP3961EMP-2.5. Шина питания +5В для LCD панели может блокироваться управляющими сигналами с МП. Блокировка осуществляется сигналами PANEL_EN и OFF_SW которые управляют IC SI9933ADY-T1.
Система
управления монитором реализована на основе микросхемы GM5120 фирмы Genesis
Microchip Inc. Данная микросхема является полнофункциональным котроллером для
управления LCD монитором. Основные особенности данной микросхемы следующие:
-
увеличение масштаба изображения от VGA режима и уменьшение от UXGA;
-
интегрированный аналого-цифровой преобразователь с тремя каналами по 8 битI PLL;
-
интегрированный приемник DVI;
- высокая
полоса пропускания;
-
интегрированный OSD-формирователь;
-
синхронизация по рабочей частоте всех компонентов микросхемы, частота задается
при помощи внешнего кварцевого резонатора;
-
программируемая гамма-коррекция;
-
встроенный ШИМ регулятор для регулировки задней подсветки;
- низкие
электромагнитные шумы и потребляемая мощность;
-
поддержки полосы пропускание видеотракта до 162 МГц (SXGA 75 Гц / UXGA 60 Гц);
-
автоматическая настройка на необходимый режим работы;
- прямое
подключение микросхем передатчиков LVDS интерфейса;
-
цифровая регулировка яркости и контрастности;
- внешний
параллельный интерфейс для доступа к внешней ROM позволяет осуществлять
настройку встроенного программного обеспечения;
-
возможность подключения внешней энергонезависимой памяти (EEPROM).
Работа контроллера синхронизируется внутренним генератором, частота которого стабилизирована кварцевым резонатором (14,3 МГц). В зависимости от наличия и частоты синхросигналов, поступающих на вход контроллера, он формирует выходные сигналы управления ИП, преобразователем напряжения для ламп задней подсветки.
Регулировка параметров изображения осуществляется системой экранного меню (OSD), которое входит в состав контроллера. Для доступа и управления системой OSD служат кнопки, расположенные на передней панели монитора. Сама панель управления подключается к основной плате через разьем. В составе микросхемы имеются два цифровых интерфейса. Первый интерфейс используется для доступа по шине I2C к микросхеме энергонезависимой памяти. По второму интерфейсу осуществляется передача данных на компьютер для реализации стандарта Plug & Play. Видеосигналы основных цветов с соединителя поступают на соответствующие входы. В состав контроллера входит АЦП, который формирует для каждого цвета 16-разрядное число, т.е. на выходе АЦП формируется 48-битный поток данных, который в дальнейшем обрабатывается. Значение цвета каждой точки преобразуется в 8-разрядный цифровой код.
Контроллер на выходе формирует 8-битные коды видеосигналов для четного и нечетного пиксела. ER (0-7), EB (0-7), EG (0-7), OR (0-7), EG (0-7), OB (0-7) и сигналы синхронизации DVS, DHS, DCLK, DEN которые подаются на схемы LVDS интерфейса. Передача данных непосредственно на LCD-панель в данной модели монитора осуществляется по шине LVDS. Данные по этой шине передаются в последовательном виде дифференциальными сигналами. Использование LVDS обеспечивает лучшую помехозащищенность передаваемых данных, а также уменьшает количество проводников между основной платой монитора и LCD-панелью, что, несомненно, повышает надежность системы и упрощает процесс разработки и производства монитора. Преобразование параллельных данных в последовательный вид осуществляется микросхемами передатчиков LVDS, типа NT7181F.