解析LED顯示屏亮度和(hé)顔色的(de)調整方法

目前，雙基色發光(guāng)二極管(LED)顯示屏的(de)生産制造數量比較多(duō)，其技術也(yě)相對(duì)成熟。各個(gè)企業制造的(de)顯示屏的(de)結構、原理(lǐ)基本相似，有些專業生産顯示多(duō)媒體卡，因此，提高(gāo)顯示屏的(de)技術性能、降低成本是各個(gè)企業競争的(de)關鍵所在。現在，市場(chǎng)上銷售的(de)LED顯示屏的(de)價格基本相同，但是，不同的(de)企業生産的(de)顯示屏的(de)質量不同，其原因是多(duō)方面的(de)，主要有：①LED顯示模塊的(de)質量、亮度、亮度均勻性、封裝等技術;②數據的(de)通(tōng)訊傳送方式，抗幹擾能力;③顯示掃描電路電流的(de)多(duō)點調整，控制每一點的(de)電流。經過多(duō)點調整的(de)顯示屏不僅均勻性比較好，而且顯示圖像的(de)亮度、顔色效果更好，專用(yòng)顯示掃描電路具有比較好的(de)顯示效果，但是價格相對(duì)較貴。
現在，市場(chǎng)上銷售的(de)LED顯示屏是很多(duō)企業利用(yòng)相同的(de)設計技術、方法、顯示模塊生産的(de)，但其性能差别比較大(dà)。顔色配比的(de)不同，産生圖像效果差别就很大(dà);模塊的(de)掃描頻(pín)率、工作電流既影(yǐng)響亮度，又涉及到使用(yòng)壽命等問題。因此，正确地确定各項技術參數是制造顯示屏的(de)關鍵所在，也(yě)可(kě)以說是顯示屏技術經驗的(de)體現。
2顯示掃描原理(lǐ)
各個(gè)企業制造的(de)LED顯示屏的(de)控制結構有所不同，但是，顯示屏的(de)顯示掃描電路基本相同。雙基色LED顯示屏的(de)顯示掃描電路如圖1所示。在圖1中，IC1、IC2是數據鎖存器電路74HC595，分(fēn)别鎖存紅色、綠(lǜ)色數據，它們的(de)性能是：①串行輸入8位并行輸出;②數據鎖存、數據清除功能;③輸出具有比較強的(de)驅動能力。電阻RPB1、RPB2是限流電阻，根據顔色和(hé)模塊的(de)亮度來(lái)選擇他(tā)們的(de)數值。ML1是雙色LED顯示模塊，共有8行X8列=64個(gè)LED，其中，8個(gè)引腳是紅色信号輸入端，8個(gè)引腳是綠(lǜ)色信号輸入端，8個(gè)引腳是行控制輸入端，共有24個(gè)引腳。三極管Q0，Q2，…Q7是行選通(tōng)、驅動作用(yòng)。IC3是3-8地址譯碼電路74HC138，8個(gè)選通(tōng)輸出端分(fēn)别控制相應的(de)行。圖中電路是顯示屏的(de)原理(lǐ)電路，其數據傳送方式是數據傳送與行信号異步進行：首先，同時(shí)傳送8位紅、綠(lǜ)顔色數據到電路IC1、IC2并将數據鎖存，然後再傳送行控制信号點亮一行LED，接下(xià)來(lái)重複上述操作，隻是行信号移至下(xià)一行，依次到第八行爲止，即是一次完整的(de)掃描過程。
顯示掃描電路闆的(de)設計要求具有比較低的(de)生産成本，因此，許多(duō)企業都設計成雙面電路闆，這(zhè)樣可(kě)以節省約三分(fēn)之一的(de)電路闆成本。在顯示模塊的(de)相應尺寸範圍内，要安放上圖中的(de)全部元器件，其對(duì)應的(de)雙層印刷電路闆編制具有較大(dà)難度，所以IC1電路特别适合點陣掃描原理(lǐ)的(de)LED顯示模塊的(de)驅動。顯示掃描電路都是采用(yòng)串行方式傳送數據，這(zhè)樣既可(kě)以節省電路闆的(de)位置，又适合顯示屏與計算(suàn)機之間的(de)數據傳送。
3工作狀态分(fēn)析
顯示掃描電路的(de)原理(lǐ)是動态掃描方式，不能靜态測量其工作電流，因此，要計算(suàn)出工作電流，就要分(fēn)析動态參數。圖2是一個(gè)LED的(de)工作電路圖。電路中Q8是驅動電路，正端接電源，控制端接74HC138的(de)輸出，輸出端接LED發光(guāng)二極管D，與限流電阻連接，電阻接74HC595的(de)數據輸出端。LED的(de)點亮方式是：控制74HC138的(de)片選信号無效，爲不選通(tōng)，之後74HC595輸出電平，低電平爲點亮信号，再選通(tōng)74HC138，控制輸出選通(tōng)信号，此時(shí)，有電流I0從Q8輸出，流過D、R1後，進入74HC595的(de)數據輸出端。
在掃描電路中可(kě)以看出，電路結構比較簡單，合理(lǐ)地調整各個(gè)部分(fēn)工作參數就能夠使電路工作在最佳狀态。在選擇電路時(shí)，還(hái)要準确掌握各個(gè)公司電路的(de)性能，以及之間的(de)技術參數的(de)差别。不同型号的(de)器件技術參數也(yě)有所區(qū)别，表1是74HC595的(de)技術參數，表中給出了(le)TexasInstru-ments，ST，PhiliPs公司的(de)74HC595的(de)技術參數。在表中可(kě)以看出不同的(de)公司生産的(de)電路略有不同，因此，一塊顯示屏盡量要使用(yòng)同一公司的(de)電路器件，以免由于參數的(de)差别影(yǐng)響顯示屏的(de)顯示效果。
4亮度和(hé)顔色的(de)調整
4.1亮度和(hé)顔色的(de)調整
制造大(dà)屏幕時(shí)，首先要按照(zhào)亮度指标選擇LED或者顯示模塊，其次是根據選擇的(de)産品紅、綠(lǜ)、藍顔色的(de)亮度比來(lái)确定哪一種顔色爲基準，一般是将亮度比例低的(de)一種作爲亮度基準，當基準的(de)一種已經達到最大(dà)亮度時(shí)，調整另外一種(雙色)或兩種(全彩)。顯示屏幕是雙色時(shí)，大(dà)多(duō)數情況下(xià)以綠(lǜ)色爲基準，調整紅色二極管的(de)工作電流。一般是降低工作電流，以平衡顔色黃(huáng)色爲調整标準，這(zhè)樣就要減小整個(gè)顯示屏幕的(de)亮度。顯示屏的(de)顔色調整至最佳平衡狀态，則會使屏的(de)亮度降低。如果顯示屏幕爲了(le)達到亮度要求，将每一種顔色都達到最大(dà)的(de)亮度，那麽就失去了(le)顔色的(de)平衡，例如：雙色屏幕的(de)黃(huáng)顔色偏紅，或者偏綠(lǜ)。
TTL輸出低電平約爲0.4V，若作灌電流輸入，正常的(de)最大(dà)灌入電流爲35mA，當超過此電流時(shí)，輸出低電平升高(gāo)，随著(zhe)電流的(de)增加，輸出低電平不斷升高(gāo)，即有輸出電壓大(dà)于0.4V電路仍工作正常。在顯示掃描電路中，工作電流爲20mA可(kě)以滿足控制紅色的(de)要求，因爲紅色LED的(de)亮度比較高(gāo);綠(lǜ)色LED的(de)工作電流要高(gāo)于20mA，電流約在30～50mA之間，此時(shí)，74HC595的(de)輸出電壓也(yě)要增加，其原因是74HC595有輸出電阻，而且是非線性變化(huà)。
4.2掃描頻(pín)率調整
掃描電路以動态掃描、靜态驅動的(de)方式工作。顯示屏的(de)掃描頻(pín)率受到顯示模塊結構的(de)限制，每個(gè)模塊有8×8個(gè)LED，整個(gè)顯示屏模塊的(de)行數據全部串聯，更新一次數據時(shí)間比較長(cháng)，當掃描頻(pín)率爲100Hz時(shí)，整屏的(de)亮度就會降低。若降低屏的(de)掃描頻(pín)率，顯示亮度降低。實驗證明(míng)，描掃頻(pín)率與顔色的(de)關系比較小。