邏輯板原理講解-視顯光電

邏輯板原理講解-視顯光電目前電視已經(jīng)從CRT過渡到液晶，我們在賣場也很難買到CRT電視了。所以液晶電視維修也是我們家電維修從業(yè)者必須要掌握的技能。而邏輯版（也稱TCON板）也是液晶電視電路的核心，而提起邏輯版板，很多人不了解，到底什么是TCON板？今天特整理一下TCON板的原理知識講解，以TCL液晶電視和目前國內(nèi)主要的通用邏輯板商視顯光電的邏輯板為例，希望給大家?guī)韼椭?。一、什么是邏輯板（TCON）？TCON板的英文是:timingcontroller的縮寫TCON板中文是：時(shí)序控制電路邏輯板實(shí)物圖邏輯板又稱：控制板，在液晶電視里的作用和CRT中的視放板相當(dāng)，但有本質(zhì)的區(qū)別，邏輯板不是一個(gè)純粹的信號放大器，它輸入是LVDS格式信號，而不是RGB。邏輯板的作用是把數(shù)字板送來的LVDS或TTL圖像數(shù)據(jù)信號，時(shí)鐘信號進(jìn)行處理移位寄存器存儲將圖像數(shù)據(jù)信號，時(shí)鐘信號轉(zhuǎn)換成屏能夠識別的控制信號行列信號RSDS控制屏內(nèi)的MOSFET管工作而控制液晶分子的扭曲度。。二、傳統(tǒng)邏輯板電路主要由哪幾部分組成？1.TCONIC(必須的）2.GAMMAIC（必須的）3.PMIC（必須的）4.GPMIC（OPTION)5.LEVELSHIFTIC(GOA屏專用）三、傳統(tǒng)液晶屏TCON布局1.邏輯板與SOURCE板分離2.TCON板與SOURCE板合并四自制邏輯板的幾種實(shí)現(xiàn)架構(gòu)1.主板+TCON板+SOURCE板TCON板=TCONIC+PMIC+GAMMAIC自制TCON板直接替換屏廠提供的TCON板2.主板+SOURCE板---比NO.1成本低，但一屏一主板，主板組件多主板=SOC+TCONIC+PMIC+GAMMAIC或者傳輸線阻抗Zo:推薦范圍25歐---75歐通常Layout設(shè)計(jì)線對的差分阻抗Zdif=2Zo=100歐Mini-Lvds接收端的端接電阻RT=Zdif=2Zo，實(shí)際上SourceDriver大多數(shù)情況下不止一個(gè)，所以端接電阻安放位置很重要，一般近端和遠(yuǎn)端各放一個(gè)，遠(yuǎn)端測量時(shí)幅度會(huì)變差，實(shí)際調(diào)整SWING時(shí)需留意A:阻抗不匹配示例FFC線阻抗50歐時(shí)Clock波形B:阻抗匹配示例FFC線阻抗100歐時(shí)Clock波形1.1.4Mini-Lvds輸出電壓備注：屏SPEC會(huì)給出VID規(guī)格，VOD=2*VID1.1.5數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（DataMapping)6bit3pairs;6bit4pairs;6bit5pairs;6bit6pairs8bit3pairs;8bit4pairs;8bit5pairs;8bit6pairs例如：8bit6pairsModeDataMapping見下圖1.2TCON基本功能2：產(chǎn)生PANEL掃描驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路所需的時(shí)序控制信號1.2.1POL信號：polarityinversionsignalforsorcedriver數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC控制數(shù)據(jù)輸出信號的極性反轉(zhuǎn)如下圖為單個(gè)TFT及像素的等效電路，反轉(zhuǎn)電壓是指施加在Clc兩端電壓什么是極性反轉(zhuǎn)？施加在液晶分子上的電場是有方向性的，在不同時(shí)間以相反方向電場施加在液晶上，稱為極性反轉(zhuǎn)液晶顯示電極的像素電壓高于Vcom電壓稱為正極性反之，液晶顯示電極的像素電壓低于Vcom電壓稱為負(fù)極性為什么可以極性反轉(zhuǎn)？液晶分子在電場中所受的力矩與電場的平方成正比而與電場的方向無關(guān)，所以可以用極性反轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動(dòng)液晶而不改變其排列和穿透率。錯(cuò)誤認(rèn)識：在極性反轉(zhuǎn)時(shí)液晶分子轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去為什么必須極性反轉(zhuǎn)？A：取向膜的直流阻斷效應(yīng)控制基板表面的液晶分子排列方向的具有溝槽的薄膜稱為取向膜，電極上的電壓透過取向膜施加到液晶分子上，取向膜的等效電容大，等效電阻大，當(dāng)直流驅(qū)動(dòng)液晶時(shí)，電阻分壓使電壓差大部分落在取向膜上，而無法改變液晶分子排列。B：可移動(dòng)離子和直流殘留液晶制程中不可避免殘留可移動(dòng)離子，如果采用直流驅(qū)動(dòng)，離子會(huì)移動(dòng)到取向膜形成內(nèi)部電場，即使不加外部電場，液晶分子也會(huì)因內(nèi)部電場而改變排列狀態(tài)，稱為直流殘留，造成殘影。當(dāng)采用極性反轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)，外部電壓平均值為0，可移動(dòng)離子向兩個(gè)電極的移動(dòng)相互抵消，避免直流殘留現(xiàn)象。要點(diǎn)：正極性電壓和負(fù)極性電壓相等各種極性反轉(zhuǎn)方式極性反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方法一Common電極電壓固定不變驅(qū)動(dòng)方式極性反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)方法二Common電極電壓不停變動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式1.2.2TP1信號：latchsignalforsourcedriver數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC輸出數(shù)據(jù)信號的使能控制信號高電平：一行數(shù)據(jù)鎖存到行存儲器內(nèi)低電平：一行數(shù)據(jù)釋放，對液晶電容充電1.2.3STV信號：scandriverstartpulse掃描驅(qū)動(dòng)IC輸出起始控制信號1.2.4CKV信號：scandriverclock控制掃描行依次開啟的時(shí)鐘信號1.2.5OE信號：scandriveroutputenable掃描行開啟關(guān)閉的使能控制信號高電平：掃描行開啟低電平：掃描行關(guān)閉結(jié)合下圖進(jìn)一步說明信號1=STV信號2=CKV信號3=TP1信號4=OEGATEDRIVER輸入第一個(gè)STV信號準(zhǔn)備開始第一場掃描，輸入第一個(gè)CKV信號準(zhǔn)備開啟第一個(gè)掃描行，此時(shí)SOURCEDRIVER輸入TP1信號釋放第一行數(shù)據(jù)信號，OE信號到來后高電平開啟低電平關(guān)閉掃描行，如此循環(huán)往復(fù)。TCONIC附加的重要功能：OD功能1.3OD功能介紹OD:OVERDRIVE過驅(qū)動(dòng)作用：提升液晶響應(yīng)時(shí)間1.3.1液晶的響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間是指液晶分子改變排列角度，變換畫面顯示所需要的時(shí)間。屏SPEC給出的響應(yīng)時(shí)間等于黑到白，白到黑的上升時(shí)間和下降時(shí)間之總和，先聲明這個(gè)時(shí)間OD功能是無法提升的。1.3.2為什么要提升液晶的響應(yīng)時(shí)間？看下面兩幅圖，左圖響應(yīng)時(shí)間慢，右圖響應(yīng)時(shí)間快通過對比，可以發(fā)現(xiàn)：響應(yīng)時(shí)間慢----圖像模糊，拖尾1.3.3OVERDRIVE技術(shù)電場加速效應(yīng)：液晶分子在電場中所產(chǎn)生的力矩與電場的平方成正比，因此，增加電場可以大幅度增加對液晶分子施加的力矩，從而加速液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是電場加速效應(yīng)。OVERDRIVE:利用電場加速效應(yīng)，在兩個(gè)幀之間插入另一個(gè)幀，施加較高補(bǔ)償電壓，強(qiáng)迫液晶分子在較短時(shí)間內(nèi)改變排列，從低亮灰階達(dá)到預(yù)定的高亮灰階，從而提升液晶的響應(yīng)時(shí)間，此種方法被稱為高插驅(qū)動(dòng)，也叫過驅(qū)動(dòng)。從概念可以看出，OVERDRIVE只對GRAYTOGRAY有效，對BLACKTOWHITE無效右圖是沒有做OVERDRIVE時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓波形和液晶的響應(yīng)時(shí)間曲線下圖是有做OVERDRIVE時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓波形和液晶的響應(yīng)時(shí)間曲線對比結(jié)果：OVERDRIVE可以大幅提升液晶的響應(yīng)時(shí)間1.3.4UNDERSHOOT技術(shù)與高插驅(qū)動(dòng)相對應(yīng)的技術(shù)就是低插驅(qū)動(dòng)（UNDERSHOOT)通過在兩幀之間插入另外一個(gè)幀，施加較低補(bǔ)償電壓來實(shí)現(xiàn)與OVERDRIVE最大不同，UNDERSHOOT被動(dòng)減小電場，靠液晶分子本身的彈性來改變排列，效果比OVERDRIVE差。1.3.5OVERDRIVE實(shí)現(xiàn)方式A流程圖如下B最佳響應(yīng)時(shí)間對照表通過實(shí)驗(yàn)方式填表獲得，對于8BIT灰階，可以設(shè)計(jì)256X256TABLE，但需要MEMORYSEZE大，簡化的方式可以設(shè)計(jì)32X32TABLE或16X16TABLE，再用線性內(nèi)插方式計(jì)算其他灰階變化所需的補(bǔ)償灰階。2.1傳統(tǒng)GAMMAIC：本身很簡單，只起到BUFFER的作用如下圖是傳統(tǒng)的GAMMAIC應(yīng)用圖輸入電壓值A(chǔ)i,Bi,Mi,Ni來自輸入端電阻分壓后產(chǎn)生的精確電壓，經(jīng)運(yùn)放組成的緩沖器輸出后提供給屏端，緩沖器的作用是增加帶負(fù)載的能力

2.2P-GAMMAIC：與傳統(tǒng)GAMMAIC比本質(zhì)相同，增加Programmable功能，實(shí)現(xiàn)I2C總線控制，電壓存儲，BANK選擇等2.3PANEL對于GAMMA電壓需求的實(shí)例3PMICPowerManageIC：產(chǎn)生SourceDriver和GateDriver所需要的多路電壓（工作原理參看一般的DC-DC設(shè)計(jì)和LDO設(shè)計(jì)）3.1DVDD：數(shù)字邏輯電壓，一般是3.3V，用于邏輯電路的供電3.2AVDD：主電壓，主要用在SourceDriver輸出的像素電壓和Gamma校正的電壓3.3VGH：Gate開啟電壓，用于TFT柵極打開的電壓3.4VGL：Gate關(guān)斷電壓，用于TFT柵極關(guān)斷的電壓3.5Vcom：Vcom電壓，Panel公共電極電壓，有的集成在GammaIC下圖為某PanelSPEC給的規(guī)格4GPMIC:GatePulseModulator俗稱削角電路作用：減少掃描線和像素之間的電容耦合效應(yīng)，改善饋通電壓造成的畫面閃爍TFT等效電路如下圖因?yàn)殡娙蓠詈闲?yīng)，在Gate電壓由打開到關(guān)斷，此時(shí)TFT處于截止?fàn)顟B(tài)，寄生電容Cgd會(huì)將Gate電壓變動(dòng)饋送到像素電壓，產(chǎn)生電壓變化量△V,稱為饋通電壓，饋通電壓的存在使Clc和Cs上保存的像素電壓偏離原來的設(shè)定值，造成畫面閃爍。解決方法：一方面降低饋通電壓，另一方面調(diào)整Vcom電壓進(jìn)行補(bǔ)償削角電路的作用就是通過降低Vp-p電壓來減小饋通電壓削角IC應(yīng)用原理圖5LevelShifterIC:電位轉(zhuǎn)移電路5.1為什么需要電位轉(zhuǎn)移？一般的TFT開啟電壓需要20V以上，關(guān)斷電壓需要-5V以下，而來自TCON時(shí)序控制電路的電壓一般是0V或3.3V這樣的邏輯電壓，因此需要LevelShifer實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換。5.2WOA設(shè)計(jì)通常的PANEL，GateDriver放在玻璃基板外部，通過陣列外布線進(jìn)行設(shè)計(jì)（W