TFT液晶電視邏輯板的數字信號工作原理

梁齊愛

摘要：液晶電視的邏輯板的作用是將主板送來的LVDS信號轉換成液晶面板所需要的行列驅動信號，驅動液晶屏正常顯像，是液晶電視中的數字處理電路與液晶面板顯示電路的橋梁。

關鍵詞：液晶電視；邏輯板；LVDS信號

中圖分類號：TN949.192 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）09-0076-02

TFT液晶屏的邏輯板包括五部分電路：時序控制電路（T-CON）、DC-DC轉換電路、屏源極驅動（列驅動）電路、灰階電壓（伽馬校正）發生電路、屏柵極驅動（行驅動）電路，其組成框圖如圖1所示。

以前，CRT電視機顯示的圖像是通過電子束按順序逐個像素掃描著屏最后合成一幅完整的畫面。而液晶屏顯示圖像時，要求像素一行一行地著屏，最后合成一幅完整的畫畫。邏輯板中的時序控制電路的作用就是把從主板送來的LVDS信號（包括數據信號、同步信號、時鐘信號、使能信號）進行重新編排，轉換成RSDS格式的圖像數據信號和時序信號（STV、CKV、STH、CKH、POL），使像素由逐個著屏變成逐行著屏的圖像信號。而DC-DC轉換電路主要產生行驅動器（掃描驅動器或柵極驅動器）的開關電壓VGH、VGL，和列驅動器（數據驅動器或源極驅動器）的工作電壓VDA，以及時序電路的工作電壓VDD?；译A電壓發生器的作用是校正圖像灰度失真現像，確保畫面逼真。

1 邏輯板電路各部分電路的詳細介紹

1.1 時序控制電路（T-CON）

時序控制電路是整個邏輯板處理電路的核心，它由一塊時序控制芯片和CPU構成。該電路把主板送來的LVDS信號（包括圖像的RGB基色信號、行同步、場同步信號及時鐘信號）經過時序轉換，產生RSDS圖像數據信號，以及后級行、列驅動電路所需的各種時序控制信號，圖2詳細地展示了時序控制電路中的信號轉換過程。

LVDS信號包括4組差分數據對信號 （對應圖像RGB三基色信號）和1組差分時鐘對信號（對應行場同步信號及時鐘信號），這些信號進入時序控制電路后，4組差分數據對信號被轉換成RSDS圖像數據信號，差分時鐘對信號被轉換成STV、CKV、STH、CKH、POL等控制信號。不同的屏，轉換計算方法會有的不同，主要由軟件來控制。

由時序控制電路還對行、列驅動器進行復位，以便從屏幕的最上面一行開始寫入數據，每次掃描一行，直到屏幕的最下面一行，從而完成一幀畫面的顯示。

1.2 灰階電壓發生電路（伽馬校正）

RSDS信號送入列驅動電路（源極驅動電路）后，列驅動電路會將它轉換成幅度變化的像素信號電壓，并加到列電極上，如圖3所示。由圖4可知，當電壓等分變化時，屏幕亮度并不等分，而是中間變化快，兩頭變慢。在圖像信號電壓低亮度和高亮度時，即使信號電壓幅度發生了較大的變化，顯示的圖像亮度變化卻較小，這們會使高亮度區和低亮度區的圖像層次（即灰度等級）變差，引起圖像灰度嚴重畸變，必須予以校正，因此，邏輯板上配置了灰階電壓發生電路，該電路采用一系列幅度變成不成比例的預失真電壓，對失真曲線進行校正。這系列的預失真電壓又稱為灰階電壓，它們相對公共電極電壓可以是正值也可以是負值。事實上，大多數液晶屏上的像素電壓在兩極之間交替切換，使得液晶屏上的平均電壓值為0V，避免與偏壓相關的老化問題。灰階電壓經過緩沖電路后，進入液晶屏列驅動電路，在其內部根據像素信號的亮度情況，灰階電壓對其進行相應的補償，使得加到液晶屏內部TFT源極的像素驅動信號進行預校正，從而完成圖像的灰度校正。

1.3 DC-DC轉換電路

液晶屏邏輯板是一個獨立系統，為了保證系統能穩定工作，在邊輯板上專門設置了一個DC-DC轉換電路，它實際上就是一個獨立的開關電源。液晶電視機主板送來的5V或者12V電源，經過DC-DC轉換電路，產生邏輯驅動電路所需的VDD、VDA、VGL、VGH等電壓。其中，VGH是液晶屏行電極驅動開門控制電壓，其大小一般為18～24V；VGL是液晶屏行電極驅動關門控制電壓，一般為-5～-6V；VDA是列驅動電路的工作電壓，大小一般為9～16V，該電壓不正常，會出現圖像灰度異常的故障；VDD是時序控制電路所需要的工作電壓，一般為1.8～3.3V，該電壓不正常，會無圖像顯示。

1.4 源極驅動電路（列驅動）

源極驅動電路把時序控制電路送出來的RSDS信號轉換成驅動TFT開關管源極的像素信號。該信號必須具有驅動液晶屏成像的幾個特點。一是信號必須是以“行”為單位的并行信號；二是信號極性必須是逐行翻轉的模擬信號（同一像素點相鄰場信號是反相的）；三是信號的幅度變化必須是經過伽馬校正后，符合液晶分子透光特性的像素信號。而源極驅動電路的作用就是將RSDS信號轉為符合上述特點要求的源極驅動像素信號。

源極驅動電路對RSDS信號的轉換過程非常復雜，其內部由移位寄存器電路、鎖存器電路、D/A變換電路，以及伽馬校正電路等組成，這些電路的正常工作，需要由時序控制電路產生的輔助控制信號（STH、CKH、POL）來配合完成。

1.5 柵極驅動電路（行驅動）

柵極驅動電路的作用是由上向下，逐行的觸發液晶屏的行電極線，使液晶屏源極驅動電路送來的一排一排像素信號逐行向下的“著屏”，從而排列組合成圖像。柵極驅動電路產生的正脈沖叫做VGH，它是一個逐行向下位移的觸發脈沖。當這個脈沖到來某一行時，觸發液晶屏中對應的行電極線連接的所有TFT開關管同時導通，由于VGH為電壓幅度很高，約18～24V，能保證TFT開關管充分導通，把源極信號順利加到控制液晶分子扭曲的電極板上，從而點該行中的所有像素。

當VGH脈沖離開某行電極線時，為了保證該行的TFT開關管的徹底關閉，需要在該行電極線上加標識為VGH一個負電壓，一般選取-5V左右，保證TFT開關管立即轉入關閉狀態。行、列驅動電路的信號流程圖如5所示。

2 邏輯板的故障檢修

屏邏輯板出現故障時，液晶屏上會出現一些特殊的故障畫面，例如花屏、圖像缺損、圖像灰度失真、圖像撕裂、圖像忽亮忽時間、圖像左右顛倒、圖像暗淡、白屏、滿屏豎條、負像、圖像上在噪波點等故障現象。

判斷邏輯板是否正?？捎脭底秩f用表測量LVDS信號的直流電壓或用示波器測量波形，如果發現直流電壓拉低或無波形，則應拔掉LVDS信號連接插座，再檢測主板端的LVDS信號直流電壓是否恢復正常，如恢復正常的話，可初步判定為邏輯板損壞。

邏輯板出現故障時，首先檢查邏輯板供電否正常；然后檢查邏輯板上的芯片供電中否正常；再次檢查邏輯板上VDD、VDA、VGH、VGL、Vcom；最后檢查邏輯板上的LVDS接口和液晶屏屏接口是否正常。endprint