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1、精品学习资源LED显示屏工作原理及工程技术2021 年 03 月 17 日 星期三 22:49工作原理LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成地平面式显示屏幕. 由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵敏、颜色丰富以及对室内外环境适应能力强 等优点, 自 20 世纪 80 岁月后期开头 , 随着 LED制造技术地不断完善 , 在国外得到了广泛地应用 . 在我国改革开放之后 , 特殊是进入 90 岁月国民经济高速增长, 对公众场合发布信息地需求日益猛烈 ,LED 显示屏地显现正好适应了这一市场形势, 因而在 LED显示屏地设计制造技术与应用水平上都得到了快速地提高.LED显示屏经受了从单
2、色、双色图文显示屏 , 到图象显示屏 , 始终到今日地全彩色视频显示屏地进展过程 . 无论在期间地性能（提高亮度 LED显示器及蓝色发光灯等）和系统地组成（运算机化地全动态显示系统）等方面都取得了长足地进步. 目前已经达到地超高亮度全彩色视频显示地水平, 可以说能够中意各种应用条 件地要求 . 其应用领域已经遍及交通、证券、电信、广告、宣扬等各个方面. 我国 LED显示屏地进展可以说基本上与世界水平同步, 至今已经形成了一个具有相当 进展潜力地产业 . 应当指出地是 , 我国 LED产业不但在应用技术上取得了巨大地成功 , 而且在创新才能上有杰出地表现 , 例如北京中庆数据设备公司研制地 ZQ
3、L9701 超大规模芯片 , 就代表了当前 LED显示屏把握电路地国际水平 .与国内 LED显示屏产业地快速进展相比 , 目前关于 LED显示屏地图书资料显得太少, 不便于设计制造人员及运用爱护人员地工作, 由此萌发了编写一本 LED 显示屏技术用书地想法 , 适逢电子科技高校出版社之邀 , 斗胆动笔草就本书 . 书中分别就 LED显示屏地简况、 LED显示器件、图文显示屏、图象显示屏、视频显示屏等有关技术问题进行了表达 , 以期使从事各类 LED显示屏工作地读者能够从本书中得到一些有用地材料 .由于 LED显示屏是多种综合应用地产品 , 涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路
4、、单片机及微机等各个方路及方法仍要花较大篇幅进行 介绍, 简洁冲淡主题 . 反过来接受集成电路和单片机等简洁普及地刻与LED 显述硬件又有软件 . 上述各个领域都自成体系 , 在本书中无法一一尽述 , 只能以显示意 直接有关地部分 , 而不追求各相关技术自身地完成性；二、尽量接受简洁普及地方案进不方案 , 可以追求相关技术地先进性 . 例如在一些把握电路中 , 能用常规集成 电路实现 , 而又面, 既示防止各个相关技术“从头说起”地麻烦, 从而达到精简内容突出重点地目地 . 而不行描屏有进行争辩 . 书中在处理相关领域技术方面实行了以下两条计策：一、侧重表达屏为主线 , 介绍相关技术在 LED
5、显示屏中地应用 , 不采器件地方案 .LED电子显示屏把握原理（一）系统组成本系统由运算机专用设备、显示屏幕、视频输入端口和系统软件等组成 . 运算机及专用设备：运算机及专用设备直接准备了系统地功能, 可依据欢迎下载精品学习资源用户对系统地不同要求挑选不同地类型.显示屏幕：显示屏地把握电路接收来自运算机地显示信号, 驱动 LED发光产生画面 , 并通过增加功放、音箱输出声音 . 视频输入端口：供应视频输入端口 , 信号源可以是录像机、影碟机、摄像机等, 支持 NTSC、PAL、S_Video 等多种制式 . 系统软件：供应 LED播放专用软件 ,powerpoint或 ES98视频播放软件 .
6、系统原理图如下：（二）系统功能该系统具备如下功能：以运算机为处理把握中心 , 电子屏幕与电脑显示器 VGA窗口某一区域逐点对应, 显示内容实时同步 , 屏幕映射位置可调 , 可便利任凭地挑选显示画面地大小.显示点阵接受超高亮度 LED 发光管 红、绿双基色 ,256 级灰度, 颜色变化组合 65536 种, 颜色丰富逼真 , 并支持 VGA 24位真彩色显示模式 . 配备图文信息及三维动画播放软件 , 可播放高质量地图文信息及三维动画 . 播放软件显示信息地方式有掩盖、合拢、开帘、颜色交替、放大缩小等十多种形式 . 使用专用节目编辑播放软件 , 可通过键盘 , 鼠标、扫描仪等不同地输入手段编辑
7、、增加、删除和修改文字、图形、图像等信息 . 编排存于把握主机或服务器硬盘, 节目播放次序与时间 , 实现一体化交替播放 , 并可相互叠加 .可以接收显示录像机、影碟机等视频信号.LED视频显示系统： 系统介绍及特点1. 模块化设计：电路设计按功能分成不同地模块, 每个模块之间只需要极少地联系 , 极大地提高了系统地稳固性、牢靠性 . 调试难度、爱护难度大大降低 ,牢靠性高 . 全部硬件电路全部选用进口元器件 , 品质高, 牢靠性好 .2. 先进地分布式扫描技术：显示部分地扫描接受扫描把握技术, 显示部分被分成不同地单元 , 独立进行扫描 . 每个单元之间地信号传递接受信号锁存技术进行同步把握
8、 . 显示地稳固性大大增加 .3. 细心设计地通信接口技术：通信距离可达1000M.可以抗击 15KV地静电放电冲击 .RS-422 专用设计接口 . 极大地提高了系统通信地牢靠性 .4. 软件设计新颖： WINDOW风S格界面 , 设计专用软件体会丰富 . 软件功能欢迎下载精品学习资源强、操作简便 . 通用显示屏软件具有良好地用户界面 , 清晰地菜单窗口 , 用户可以依据需要 , 任意编排节目 , 既能播放录像 , 也能播放动画文字、插播消息等 .5. 可视性好：产品接受进口 LED晶片, 构成地显示屏具有高亮度、颜色艳丽、视角大、寿命长（ 100,000 小时）稳固性高、响应速度快等特点
9、.6. 易于安装：接受显示单元板或显示单元箱体, 依据用户要求和应用场所要求任意组装成所需要地显示屏尺寸, 并且便于爱护 .LED电子显示屏系统简介及分类近年来 LED显示屏市场得到了迅猛地进展 , 已经广泛应用到银行、邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等多种需要进行公告、宣扬地场合 .目前 LED显示屏作为信息传播地一种重要手段 , 已经成为城市信息现代化建设地标志 . 随着社会经济地不断进步 , 以及 LED显示技术地不断完善 , 人们对 LED 显示屏地熟识将会越来越深化 , 其应用领域将会越来越广 .LED是发光二极管 Light Emitting
10、 Diode地英文缩写 .LED 显示屏是由发光二极管排列组成地一显示器件 . 它接受低电压扫描驱动 , 具有如下优点：1、耗电省、 2、使用寿命长、 3、成本低、 4、亮度高、 5、视角大、 6、可视距离远、 7、规格品种多 .LED 显示产品系列 A、单色、彩色条形显示屏、 B、运算机把握数码显示屏、C、单色图文显示屏、 D、三色（红、绿、黄）图文显示屏、 E、点阵和数码混合显示屏（证券屏）、 F、双基色（红、绿）多媒体视频同步显示屏、G、三基色（红、绿、蓝）多媒体视频同步显示屏LED显示屏分类方式按显示颜色分为：单红色、单绿色、红绿双基色、红绿蓝三色按使用功能分为：图文显示屏、多媒体视频
11、显示屏、行情显示屏、条形显示屏按使用环境分为：室内显示屏、室外显示屏、半户外显示屏按发光点直径分 为： 3.0 、3.7 、4.8 、 5.0 、8.0 、ph8、ph10、ph16、ph20等.LED 显示屏技术特点 A、成效杰出：接受动态扫描技术 , 画面稳固 , 无杂点, 图像成效清晰 , 动画成效生动 , 多样；视频成效流畅； B、内容丰富：可显示文字、图表、图像、动画、视频信息； C、方式灵敏：可由用户任意编排显示模式； D、质量保证：接受进口发光材料、高品质IC 芯片、无噪声大功率电源； E、信息量大：显示地信息不受限制； F、修理便利：模块化设计 , 安装, 爱护便利；使用环境：
12、 LED显示屏按使用环境分为室内 LED显示屏和室外 LED显示屏 . 显示颜色： LED显示屏按显示颜色分为单基色LED显示屏（含伪彩色 LED显示屏） , 双基色 LED显示屏和全彩色（三基色） LED显示屏 . 按灰度级又可分 为欢迎下载精品学习资源16、32、64、128、256 级灰度 LED显示屏等 .显示性能： LED显示屏按显示性能分为文本 LED显示屏、图文 LED显示屏 , 运算机视频 LED显示屏, 电视视频 LED显示屏和行情 LED显示屏等 . 行 情 LED显示屏一般包括证券、利率、期货等用途地LED显示屏.基本发光点非行情类 LED显示屏中 , 室内 LED显示屏
13、按接受地 LED单点直径可分为 3mm、 3.75mm、5mm、 8mm、和 10mm等显示 屏；室外 LED显示屏按接受地象 素直径可分为 16mm、19mm、22mm和 26mm等 LED显示屏 . 行情类 LED显示屏中按接受地数码管尺寸可分 2.0cm0.8inch、2.5cm1.0inch、3.0cm1.2inch、4.6cmm1.8inch 、 5.8cm2.3inch、7.6cm3inch 等 LED 显示屏.大屏幕显示屏业绩上海市八万人体育场、上海大众汽车公司、上海国 际信托投资公司、上海房产交易所、宝山钢铁公司等. 大屏幕拼接显示屏系统一般用户在需要同时观看地信源较少时, 适
14、合挑选单机大屏幕 . 但在较为复杂地监控中, 如大型邮电通信系统、道路交通治理、能源支配输送、工业把握、110报 警等领域 , 需全景浏览 , 统一指挥 , 就必需挑选大屏幕拼接系统 . 大屏幕拼接系统不再受单机辨论率和亮度地影响 , 例如一个 22四个单机地拼接系统 , 单机辨论 率为 1024768, 亮度为 500lm, 就拼接后地系统辨论率为 20481536, 亮度为 2000lm.拼接系统主要由三部分组成：大屏幕投影墙、投影机阵列、把握系统. 其中把握系统是核心 , 目前世界上流行地拼接把握系统主要有三种类型：硬件拼接系统、 软件拼接系统、软件与硬件相结合地拼接系统.硬件拼接系统是
15、较早使用地一种拼接方法 , 可实现地功能有分割、分屏显示、开窗口：即在四屏组成地底图上, 用任意一屏显示一个独立地画面. 由于接受硬件拼接, 图像处理完全是实时动态显示 , 安装操作简洁；缺点是拼接规模小 , 只能四屏拼接 , 扩展很不便利 , 不适应多屏拼接地需要；所开窗口固定为一个屏幕大小, 不 可放大、缩小或移动.软件拼接系统是用软件来分割图像 , 接受软件方法拼接图像 , 可特殊灵敏地对图像进行绝技把握 , 如在任意位置开窗口；任意放大、缩小；利用鼠标即可对所开地窗 口任意拖动 , 在把握台上把握屏幕墙 , 如同把握自己地显示器一样便利.软件与硬件相结合地拼接系统 , 可综合以上两种方
16、法地优点 , 克服其缺点 . 这种系统可以有用显示多个 RGB模拟信号及 XWindow地动态图形 , 是为多通道现场即时显示特地设计地 . 通过硬件和软件以及把握 / 舆接口, 来实现不同窗口地动态显示. 它透亮度高：图像叠加透亮显示, 共有 256 级透亮度 , 令动态图像和背景活灵敏现 . 并联扩展性极好：系统接受并联框结构 , 最多可把握上千个投影机同时工作 .投影显示墙地比较 CRT LCD DLP 目前国际上流行产品地尺寸（对角线 / 英寸） 41 、44、51 72 、84、100、120、150 50 、60、67 光源 7 英寸投影管灯泡, 灯泡 一般使用寿命（小时） 大于
17、10000 1000-6000 （UHP） 8000 10000（ UHP） 物理接缝（ gap between screen ） 0.8mm 0.8mm 0.8mm 光学接缝（ gap between image ） 1mm 1mm 0.8mm使用地单元数增加会增加对把握系统地要求 , 因此会增加造价 其他 必需增加蠕动功能 , 否就会产生 burning效应欢迎下载精品学习资源无此要求 颜色（相对）色仍原性最好 最差 介于两者之间 亮度 最低（ 7 英寸 170ANSI流明） 较高（ 600ANSI流明以上） 较高（ 600ANSI流明以上） 会聚 要进行会聚调试 单元辨论率 640*48
18、0/800*600 800*600/1024*768/1280x1024 800*600/1024*768/1280x1024亮度均匀性 75% 85% 85%使用场合 视频显示正确运算机图文 运算机图文 / 视频 爱护 可能进行会聚和颜色调整 , 更换投影管 只要更换灯泡时进行颜色和亮度调整只要更换灯泡时进行颜色和亮度调整单屏： 镶墙式、箱体式） 组成：单屏大屏幕一般由投影机、背投屏幕、金属结构、光学反射系统及散热系统组成.功能：主要用于动态视频图像及运算机图像地显示, 就如一台超大地显示器或电视机 .优点：造价低 , 屏幕尺寸较灵敏 , 一般有721463mm1097mm, 841706m
19、m1280mm,901854mmm1396mm,961950mm1463mm, 1002032mm1524mm, 1202438mm1828mm,1252508mm1874mm, 1402845mm2134mm,1503048mm2286mm,1603252mm2440mm,无拼接缝 .缺点：屏幕尺寸越大, 要求背投空间越大 灯泡寿命短 约 1000-6000 小时不能连续 24 小时工作 如必需 7/24 连续工作 , 需挑选专业把握室投影机 , 造价高拼接投影墙 大尺寸拼接） 由多台投影机 , 多个屏幕 , 矩阵及图像处理器构成 , 一般用于高辨论率 , 超大屏幕以及多画面显示 .单元屏幕
20、尺寸一般有721463mm1097mm, 841706mm1280mm,901854mm1396mm,961950mm1463mm, 1002032mm1524mm, 1202438mm1828mm,1252508mm1874mm, 1402845mm2134mm,1503048mm2286mm,1603252mm2440mm,投影机一般选用LCD或 DLP投影机、屏幕可挑选进口光学透镜屏或国产散射屏 .优点： 1 显示面积巨大 , 造价较低 . 2 单元屏幕尺寸 , 把握较灵敏 , 可便利把握显示面积 .缺点： 1 单元屏幕尺寸越大 , 所需背投空间越大 . 2 由于多块屏幕拼接在一起就会有
21、亮度 , 颜色地差异 , 需要挑选投影机及对投影机镜头与光学透镜屏地光焦匹配, 尽可能做到单屏中心亮度与 4 角亮度均匀 , 多块 屏幕亮度与颜色一样 .3 灯泡寿命短 , 约 1000-6000 小时, 与所选投影机有关 . 4不能连续 24 小时工作 如必需 7/24 连续工作 , 需挑选专业把握室投影机 , 造价高 .工程技术（1） ）接受进口 LED优质管芯制作全彩显示屏：具有视角大、功耗小、颜色均匀一样、屏厚超薄、屏体重量轻、故障率低、易爱护等优势.（2） ）接受 PCTV卡：该卡是一块性能杰出地集显示、采集、视频捕获等功能地多媒体显示卡 , 该卡附有一个 Studio 编辑软件 .
22、Studio是 Pinnacle Systems公司地一个备受赞誉地软件 , 其与现有通用一般多媒体卡相比较它有如下优势：使用户能够在自己地PC机上制作数字电影、捕获视频、编辑和添加风格化地标题、转换 , 甚至自己地乐曲以及数字视频制作地表达.Studio 可以让用户挑选以 MPEG或者 AVI 文件地格式输出视频并且储备到CD盘上, 或者在 Web站点上呈现 , 或者创建视频电子邮件 . 由于 Studio可以和欢迎下载精品学习资源Pinnacle Systems公司地一系列地捕获装置进行工作 , 视频捕获变得前所没有地轻而易举 .Studio 地应用软件象一个 VCR有淡定易到用着好、更好
23、、最好地质量形式, 并且运算运算机能储备多少视频 .Studio自动发觉和记录场景变化 , 使编辑变地轻而易举 .使用 Studio 来创作是一个快速地和交互地过程 . 使用即时预览视窗可以在编辑地任何时候预览电影 , 即所看即所得 .假如不宠爱标题或者成效 , 可以做一个转变并且可以马上看到这种转变, 视频编辑从来没有象这样快速和好玩 . 够自由、够个性化 , 仍具有背景音乐、画外音等效 果.（ 3）接受最新 DVI 接口技术： DVI 接口（ Digital VisualInterface）是 PC机与数字式平板显示器（包括）接口地工业标准, 众所周知 , 运算机是数字式地 , 即它所处理
24、地信息全是数字量, 但是迄今用得最广泛 地 CRT 显示器 如电视机 是模拟式地 . 因此在将运算机处理好地数据送往显示器显示之前, 必需做一个数 / 模转换（ D/A）, 这种处理造成了信息地缺失和显示成效地缺陷.LCD、PDP、HDTV等新一代显示器本身就是数字式地 , 用传统地方式 , 运算机 图形卡地输出（模拟量）仍要再经过模数转换（A/D）才能 送往显示器 , 这又造成新地缺失和麻烦 . 接受 DVI 接口, 开发地 LED显示系统可直接从 PC机地 DVI 接口取数, 不需要银河卡之类地专用显卡 , 也不需要特殊 地采集卡 , 可不受 PC机地限制, 由于没有 D/A 和 MD转换
25、过程 , 防止了图像细节地丢失 , 从而保证了运算机图像在显示屏中地完善再现 . 同时由于 DVI 是工业 标准所以虽然带宽高达83MHZ也, 能很好地工作 . 现在 DVI 可支持 VGA（640480）到 HDTV（19201080）和 QXGA（20481536）地全部显示模式 . 除此以外接受 DVI 接口, 开发地 LED显示系统 , 在获得稳固牢靠地显示数据地基础上 , 仍能将许多重要地功 能集成在一起 , 例如：许多据缺失 不受到 PC机限制 便利升级一般显示卡内存为 8M,而该卡内存为 128- 256M窗口位置和大小地调整；帧频高达 60HZ；非线性调整输出 , 更适合人眼观
26、看； 100 级屏体亮度把握；恒流驱动；单元板红、绿、蓝三色亮度分别可调, 排除马赛克 .（4） ）接受室内全彩系统：该芯片除了完成显示数据地支配任务之外, 其特性是将接收地 8 位（ 8 bit）显示数据转换成 12 位地 PWM输出脉冲 , 使显示屏实现 4096（12bit ）级灰度把握保证非线性256 级视觉灰度地实现 , 达到全真彩色地视觉效 果, 能在根本上解决了数字显示系统由于数据传输量过大造成地系统复杂. 具有如下特点：简洁性 由于系统最为复杂地数据转换部分都以芯片内部规律地势式实现, 使系统变得特殊简洁 .易爱护性 与简洁性直接相关地是系统地易爱护性 , 由于免去了复杂地把握
27、部分, 系统爱护变成了一项由初级技术人员就可以完成地工作 , 这既降低了总体爱护成本、又提高了用户中意度 .高牢靠性 系统把握部分地简洁进一步带来了系统地高牢靠性 , 这也主要是由于集成芯片技术相比于分别器件技术具有数倍地稳固性 .高性价比 系统以最牢靠地性能实现屏幕基色4096 级灰度地把握 , 图象显示逼真、自然 , 实现同等显示把握成效 .单元化、结构化设计与目前行业地进展方向相一样 , 大型显示屏系统在屏体结构上接受单元化设计 , 系统连线直观简便 , 不但保证了显示屏体地大小可以依据需要拼接调整 , 而且使系统 地安装、调试与爱护变得极为简便 , 从而最大程度欢迎下载精品学习资源地降
28、低显示屏系统地不行见故障率 .工业化牢靠性设计 系统接受单元化设计 , 取代了传统设计中大量地分别器件 ,使系统地牢靠性与稳固性大幅度提高 .全套方案组成 系统包含数据源、传输设备、数据处理、数据支配及软件治理工具等, 使 LED显示屏地建设变为简洁标准化 . 该技术在实际应用过程不断得到进展与完善 , 已经成为一套最为成熟、稳固、便于实施地系统方案.等同 CRT地显示成效 LED 显示屏最为核心地性能指标是对每一基色（红、绿、兰）所实现地灰度即亮度等级 , 目前国际地显示标准是要求每一基色达到视觉地 256 级灰度. 专用灰度 把握芯片内置地处理规律可以输出达到4096 级地灰度, 并从中选
29、取与 CRT显示器相拟合地 256 级灰度输出 , 使整体图像成效更加清晰、逼真 , 富有感染力 .高解读度和高刷新频率除了灰度等级之外 , 显示屏地另外两个性能指标是其解读度和刷新频率 . 由于 LED显示屏本身地特点和要求 , 传统地解决方案往往要以丢失其中地一项或两项标准 作为另一项指标提高地代价 . 由于芯片每个管脚地每秒数据输出量达到 1 兆, 远远超过了传统方案地数据输出才能 , 从而使该问题在根本上得到解决 . 本全彩系统可 以在同时支持 1024768 地屏幕解读度和高达 300Hz 地屏幕刷新频率 , 远远超过了传统解决方案地性能指标 , 使显示画面稳固、无闪烁、无拖尾 .（
30、5） ）接受恒流驱动：该电路技术成熟运行牢靠, 已经在全彩显示屏上广泛地运用, 性能价格比高 , 为目前众多公司常用地恒流驱动芯片 , 较好解决 LED管压降离散性之缺陷且性能良好 , 排除马赛克 .（6） ）光纤传输 , 不衰减地光纤传输技术：光纤传输频带宽 , 通信容量大 .光纤可利用地带宽约为1.25G, 频带宽, 提高了扫描频率和刷新频率 , 本公司设计地 LED全彩屏幕刷新频率 200Hz/s . 光纤传输损耗低 , 中继距离长 . 其最大中继距离就可达15000M,提高了牢靠性和稳固性 . 光纤传输抗电磁干扰 . 光纤是绝缘体材料 , 它不受自然界地雷电干扰、电离层地变化和太阳黑子活动地干扰 , 也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器地干扰 .光纤线径细、重量轻、松软 . 光纤地芯径很细 , 约为 0.1mm,它只有单管同轴电缆地百分之一；光缆地直径也很小 ,8 芯光缆地横截面直径约为 10mm而, 标准同欢迎下载精品学习资源轴电缆为 47mm利.捷.用光纤这一特点 , 使传输系统所占空间小 . 使施工布线便利快欢迎下载精品学习资源光纤传输除具有以上突出地优点外 , 仍具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点 .欢迎下载