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等离子电视原理与维修.doc

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    • 等离子电视原理与维修等离子电视原理与维修(PDP(PDP 维修维修) )2010-11-04 14:01等离子电视原理与维修(PDP 维修)等离子体显示器又称电浆显示器,是继 CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)后的 最新一代显示器,其特点是厚度极薄,分辨率佳从工作原理上讲,等离子体技术同其它 显示方式相比存在明显的差别,在结构和组成方面领先一步其工作原理类似普通日光灯 和电视彩色图像,由各个独立的荧光粉像素发光组合而成,因此图像鲜艳、明亮、干净而 清晰另外,等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄,可轻易做到 40 英寸以上的完 全平面大屏幕,而厚度不到 100 毫米(实际上这也是它的一个弱点:即不能做得较小目 前成品最小只有 42 英寸,只能面向大屏幕需求的用户,和家庭影院等方面)等离子显示器(PDP,Plasma Display Panel)从上世纪 90 年代开始进入商业化生产 以来,其性能指标、良品率等不断提高,而价格却不断下降特别是 2005 年以来,其性价 比进一步提高,从前期以商用为主转变成以家用为主PDP 大多是为大屏幕、多媒体显示器件而开发的,它能节省空间本文介绍的 PDP 使 用了目前 PDP 器件上大量采用的 AC 型子场驱动和双扫描电路系统;它还使用了 Real Black 驱动技术和等离子 AI 技术。

      PDP 基本原理PDP 是利用气体放电产生发光现象的平板显示器件彩色 PDP 则通过惰性气体在一定 电压作用下,产生气体放电所发射的真空紫外线激发 R、G、B 光致 荧光粉而间接发光实现 彩色显示表面放电式 AC-PDP 由于结构简单、易于制作、且放电效率高,是目前批量生产 的主流技术表 1 是 CRT 显示方式与 PDP 显示方式的比较CRT 和 PDP 显示方式的比较新型 PDP 技术PDP 基本结构PDP 由前玻璃板、后玻璃板和铝基板组成对于具有 VGA 显示水平的 PDP,其前玻璃板上分别有 480 行扫描和维持透明电极,后 玻璃板表面里有 2556(852×3)行数据电极,这些电极直接与数据驱动电路板相连根据 显示水平的不同,电极数会有变化后玻璃板结构在后玻璃板上,制作有数据电极,其上覆盖一层电介质红、绿、蓝彩色荧光粉分别 排列在不同的数据电极上,不同荧光粉 之间用障壁相间早期 PDP 器件的三种荧光粉的宽 度一致,由于红、绿、蓝三种荧光粉发光效率各不相同,三种色光混色产生的彩色范围及 亮度与 CRT 相比差别 比较大称为“非对称单元结构”的专利技术根据三种荧光粉的发光 效率,将荧光粉制作成非等宽,在彩色还原度和亮度方面比以前的产品有很大提高,屏幕 峰值亮 度可达到 1000cd/m2 以上,整机峰值亮度可达到 400cd/m2 以上(带 EMI 滤光玻璃) ,对比度可达到 10000:1(暗室,无外保护屏)。

      前玻璃板结构在前玻璃板上,成对的制作有扫描和维持透明电极,其上覆盖一层电介质,MgO 保护 层覆盖在电介质上前后玻璃板拼装,封口,并充入低压气体,在两玻璃板间放电像素结构 以 42 英寸 PDP 为例,这一尺寸的 PDP 有 1 226 880 个像素点,子场驱动系统PDP 的亮度控制通过改变等离子放电时间实现,即子场驱动技术一个子场包括初始 化、写入和维持三个阶段子场的三个阶段示意图屏初始化为清除像素里充电产生的残余电荷,在扫描电极和维持电极间加上一个梯形电压,等 离子开始放电,但逐渐减弱,这样就清除了残余电荷数据写入正极性的数据脉冲加在数据电极上,同时负极性的扫描脉冲加在扫描电极上,这意味 着数据脉冲电压和扫描脉冲电压之和加在了此两个电极上,这样在两个电极之间开始放电 当放电进入像素单元后,气体放电电离;在气体放电期间,离子被引向扫描电极,电子被 引向数据电极当写入脉冲停止后,吸附在覆盖在电极周围的电介质上的电子和离子仍然保留下来, 这就是壁电压(即着火电压,扫描电极为正),上述过程称之为数据写入亮度维持我们把维持电压脉冲正负交替变化的驱动方式称为 AC 驱动方式,如图 3 所示如果维 持电压脉冲重复周期长,则像素的亮度等级增加。

      因此,通过控制维持放电时间,像素的 亮度得以控制AC 驱动方式子场驱动技术子场驱动技术是 PDP 的独特技术系统一 个电视场的 8 位数字视频复合信号通过 8 子场技术再现,每一子场的寻址期时间相 同(一个寻址期包括 1 次初始化和 480 行扫描),但是每一子场的维持期时间不 同,第一 子场(SF1)仅仅再现 1 级亮度,SF2 再现 2 级亮度,每一子场的维持期时间逐渐增加,如 此总共 256 级亮度等级就能在屏幕上再现双扫描技术系统的亮度驱动通过子场维持期实现,这样峰值亮度就受到了限制,因为有 480 行垂 直扫描在寻址期执行双扫描能够在寻址期把扫描时间从 480 行减少到 240 行,这样通过 双扫描驱动,空闲的寻址期时间可用于维持期,结果峰值亮度就增加了AI 技术AI(亮度自适应增强)技术主要用于控制子场驱动操作,其作用和基本原理如图 6 所 示在 AI 技术中,根据图像内容 (APL:图像平均亮度水平),子场数由 10 至 12 变化 (即可变子场);每一子场的维持期时间格式从以二进制方式增加变成重新按照线性编码 方式增加(线性 编码子场);之后 AI 技术为 PDP 选择最适合的显示条件以达到图像显示 的自然和鲜艳。

      AI 技术的作用和基本原理AI 技术改变了过去 PDP 子场驱动一般为 8 个子场的固定模式,使白场和暗场景峰值亮 度自动调整,一方面能够保护屏幕,另一方面能够降低整机功耗Real Black 驱动技术对于标准的子场驱动技术,每一子场都要执行一次初始化放电这样在一个电视场期 间,即使要显示黑色 信号,也有与子场数一样的初始化放电数执行,因此在黑色区域将有 少量光激发而 Real Black 驱动技术保证了黑色的重现,在这种方式下,初始放电仅在第 1 子场执行,而其余子场通过 Real Black 驱动电路应用初始化电场剩余脉冲,所以不再需 要放电解决实际开发中的问题实际应用中采用这种新型 PDP 技术的显示器,当输入 PAL 信号,在全屏白场或蓝背景 时,图像有明显的闪烁感,类似于 50Hz 隔行扫描电视系统出现的 行间闪烁和大面积闪烁, 而根据 PDP 与 CRT 显示原理的不同,此现象不应在 PDP 中出现经分析发现,这是输入彩色信号的制式与 PDP 彩色显示制式之间的 差异造成的PDP 本身彩色显示制式处理的信号场频固定为 60Hz,而输入信号的场频是 50Hz,正是 这 10Hz 的差异,加上这种新型 PDP 特有的 12 子场驱动显示技术,造成了图像的闪烁感。

      消除闪烁感可采取以下两种方式:一是利用目前已在普通彩电上大量应用的变频技术, 将输入信号场频转换为 60Hz,然后输入 PDP利用此办法,发现 能彻底消除 PAL/50Hz 信 号闪烁感;二是开发 PDP 显示的多种制式,此方法要采用专门芯片,应在 PDP 信号接口电 路开发阶段考虑,如信号接口电路已固 定在 PDP 器件中,则必须采用第一种方式通过实际开发应用,并和液晶投影、液晶显示器、CRT 背投电视及普通 CRT 电视比较, 笔者认为 PDP 完全能在现有各种显示器中占有重要一席,别是在 电视演播室数字化发展上 将具有特殊用途本文所介绍的 PDP 技术仅是目前 PDP 新技术层出不穷的一隅,相信随着 PDP 显示器的大量应用,将有更多更新的技 术出现等离子体显示器又称电浆显示器,是继 CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)后的 最新一代显示器,其特点是厚度极薄,分辨率佳从工作原理上讲,等离子体技术同其它 显示方式相比存在明显的差别,在结构和组成方面领先一步其工作原理类似普通日光灯 和电视彩色图像,由各个独立的荧光粉像素发光组合而成,因此图像鲜艳、明亮、干净而 清晰另外,等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄,可轻易做到 40 英寸以上的完 全平面大屏幕,而厚度不到 100 毫米(实际上这也是它的一个弱点:即不能做得较小。

      目 前成品最小只有 42 英寸,只能面向大屏幕需求的用户,和家庭影院等方面)等离子显示器(PDP,Plasma Display Panel)从上世纪 90 年代开始进入商业化生产 以来,其性能指标、良品率等不断提高,而价格却不断下降特别是 2005 年以来,其性价 比进一步提高,从前期以商用为主转变成以家用为主PDP 大多是为大屏幕、多媒体显示器件而开发的,它能节省空间本文介绍的 PDP 使 用了目前 PDP 器件上大量采用的 AC 型子场驱动和双扫描电路系统;它还使用了 Real Black 驱动技术和等离子 AI 技术PDP 基本原理PDP 是利用气体放电产生发光现象的平板显示器件彩色 PDP 则通过惰性气体在一定 电压作用下,产生气体放电所发射的真空紫外线激发 R、G、B 光致 荧光粉而间接发光实现 彩色显示表面放电式 AC-PDP 由于结构简单、易于制作、且放电效率高,是目前批量生产 的主流技术表 1 是 CRT 显示方式与 PDP 显示方式的比较CRT 和 PDP 显示方式的比较新型 PDP 技术PDP 基本结构PDP 由前玻璃板、后玻璃板和铝基板组成对于具有 VGA 显示水平的 PDP,其前玻璃板上分别有 480 行扫描和维持透明电极,后 玻璃板表面里有 2556(852×3)行数据电极,这些电极直接与数据驱动电路板相连。

      根据 显示水平的不同,电极数会有变化后玻璃板结构在后玻璃板上,制作有数据电极,其上覆盖一层电介质红、绿、蓝彩色荧光粉分别 排列在不同的数据电极上,不同荧光粉 之间用障壁相间早期 PDP 器件的三种荧光粉的宽 度一致,由于红、绿、蓝三种荧光粉发光效率各不相同,三种色光混色产生的彩色范围及 亮度与 CRT 相比差别 比较大称为“非对称单元结构”的专利技术根据三种荧光粉的发光 效率,将荧光粉制作成非等宽,在彩色还原度和亮度方面比以前的产品有很大提高,屏幕 峰值亮 度可达到 1000cd/m2 以上,整机峰值亮度可达到 400cd/m2 以上(带 EMI 滤光玻璃) ,对比度可达到 10000:1(暗室,无外保护屏)前玻璃板结构在前玻璃板上,成对的制作有扫描和维持透明电极,其上覆盖一层电介质,MgO 保护 层覆盖在电介质上前后玻璃板拼装,封口,并充入低压气体,在两玻璃板间放电像素结构 以 42 英寸 PDP 为例,这一尺寸的 PDP 有 1 226 880 个像素点,子场驱动系统PDP 的亮度控制通过改变等离子放电时间实现,即子场驱动技术一个子场包括初始 化、写入和维持三个阶段子场的三个阶段示意图屏初始化为清除像素里充电产生的残余电荷,在扫描电极和维持电极间加上一个梯形电压,等 离子开始放电,但逐渐减弱,这样就清除了残余电荷。

      数据写入正极性的数据脉冲加在数据电极上,同时负极性的扫描脉冲加在扫描电极上,这意味 着数据脉冲电压和扫描脉冲电压之和加在了此两个电极上,这样在两个电极之间开始放电 当放电进入像素单元后,气体放电电离;在气体放电期间,离子被引向扫描电极,电子被 引向数据电极当写入脉冲停止后,吸附在覆盖在电极周围的电介质上的电子和离子仍然保留下来, 这就是壁电压(即着火电压,扫描电极为正),上述过程称之为数据写入亮度维持我们把维持电压脉冲正负交替变化的驱动方式称为 AC 驱动方式,如图 3 所示如果维 持电压脉冲重复周期长,则像素的亮度等级增加因此,通过控制维持放电时间,像素的 亮度得以控制AC 驱动方式子场驱动技术子场驱动技术是 PDP 的独特技术系统一 个电视场的 8 位数字视频复合信号通过 8 子场技术再现,每一子场的寻址期时间相 同(一个寻址期包括 1 次初始化和 480 行扫描),但是每一子场的维持期时间不 同,第一 子场(SF1)仅仅。

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