1、第第5 5章章 平板显示器与平板电视平板显示器与平板电视 5.1 平板显示器 5.2 液晶显示器(LCD)5.3 等离子体显示器(PDP)5.4 有机发光二极管显示器(OLED)5.5 各种显示器的性能比较 5.6 平板电视组成及工作原理 5.1.1 平板显示器及分类平板显示器及分类平板显示器从20世纪60年代诞生以来，发展速度较快。但由于屏幕尺寸、显示亮度、响应速度等相关技术与工艺未得到突破，在电视领域未能获得推广应用。直到21世纪这些关键技术获得重大突破之后，其应用领域才迅速扩大，现在已在很多领域得到应用。平板显示器种类繁多，其分类如图5-1所示。5.1 5.1 平平板板显显示示器器图5-
2、1 平板显示器的分类5.1.2 平板显示器的发展平板显示器的发展1.液晶显示器的发展液晶显示器的发展液晶起源于1888年，是奥地利植物学家莱尼茨发现的一种特殊混合物质，它在常态下处于固态和液态之间，具有固态和液态物质的双重特性，因而称其为液态的晶体(Liquid Crystal)。2.等离子体显示器的发展等离子体显示器的发展等离子体(Plasma)是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固体、液体、气体外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的研究进展为材料、能源、信息、环境
3、空间科学等的进一步发展提供理论和技术基础。3.显示器的发展趋势显示器的发展趋势显示器的发展过程和发展趋势可以用图5-2来概括。它经历了从CRT显示器为主流到CRT显示器与平板LCD和PDP等显示器竞相发展的局面。最终的发展目标是高临场感、超高精细和便于携带。图5-2 显示器的发展趋势5.2.1 LCD显像原理概述显像原理概述液晶显示器依驱动方式的不同可分为静态驱动(Static Matrix)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)以及主动矩阵驱动(Active Matrix)三种。其中，单纯矩阵型即是俗称的被动式(Passive)，又可分为扭转式向列型(Twisted Nematic，T
4、N)和超扭转式向列型(Super Twisted Nematic，STN)两种；主动矩阵型则以薄膜式晶体管型(Thin Film Transistor，TFT)为代表，它是目前的主流LCD。5.2 5.2 液晶显示器液晶显示器(LCD)(LCD)TFT型液晶显示器的显像原理如图5-3所示。首先背光源发光，也就是最下面的荧光灯管投射出可见光，光源发出的光经过导光板到达偏光板，然后再经过偏光板穿过液晶分子，液晶分子的排列方式改变穿透液晶的光线角度，最后这些光线还必须经过前方的彩色滤光板与另一块偏光滤色玻璃后导出。位于外层的薄膜式晶体管配向膜，可借由改变液晶的电压值控制最后出现的光线强度与色彩，并进
5、而能在液晶面板上组合出有不同深浅颜色的图像。图5-3 TFT型液晶显示器的显像原理液晶显示器的优点是工作电压低，功耗低；平板式结构，重量轻；彩色较柔和；无辐射，无污染，对视力损伤极小；寿命长(通常可达50000小时)；分辨率很高。其缺点为显示视角较小；响应速度较慢；制造工艺较复杂；被动发光。近几年通过技术攻关，其响应速度、对比度不断提高，视角逐渐加大，大屏幕及超大屏幕技术也获得突破。近期世界最大的液晶显示屏(1100 mm1300 mm)生产线将落户上海，生产目前世界上最先进的第五代薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)。5.2.2 TFT-LCD显示器显示器1.TFT-LCD内部结构及原理内
6、部结构及原理TFT-LCD通常被称为三端子有源矩阵，其原因在于LCD有源矩阵一般采用三端器件场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)作为开关元件。图5-4表示如何将电控开关的概念引入LCD，又如何以FET代替电控开关，使之实用化。图5-4 TFT-LCD有源矩阵与电控开关的对应关系实际上，电控开关的控制极，也就是FET的栅极与行扫描电极连接，使得开关，或者说FET，只是在该行被选择的时间为接通态，此时LCD充电，两端的最终电压取决于列电极馈入的电平。不同于纯矩阵的列电极电压，只能在被选或非选两种状态中选择，三端子有源矩阵的列电压可以是任意值，因而在LCD上可获得灰
7、度分级显示。该行非选通时，电控开关FET为断开状态。在被选通时所充的电荷便保持在LCD上，使得LCD的两端维持在充电结束以后的电压值。这样LCD就处于静态驱动的状态之下而能达到极高的对比度。20世纪80年代主要开发以CdSe材料制造的薄膜晶体管(Thin Film sistor，TFT)三端有源开关，但CdSe材料有剧毒，在制造过程中材料容易分解，还必须在真空中以掩模板覆盖逐层淀积形成晶体管的材料，目前已被淘汰。其他的各种材料制造的场效应晶体管因为漏电大而难以实用化。因而目前三端有源开关阵列多选用硅材料。硅材料中的三端子元件又可分为以氢化非晶硅(Hydrogenated AmorPhous S
8、ilicon，a-Si)为基的TFT、以多晶硅(Poly-crystal Silicon，p-Si)为基的TFT和用单晶硅片为基的(Liquid Crystal On Silicon，LCOS)三种类型。前两种硅材料为薄膜形态，所制成的三端子器件称为薄膜晶体管，即所谓的TFT。1979年P.C.Le Comber 等首次使用a-Si场效应晶体管驱动了液晶显示器，从此TFT-LCD逐步进入实用化。又由于a-Si-TFT有如下的优点：无论不掺杂或轻掺杂的a-Si都具有较高的电阻率，其开态电阻率和关态电阻率与LCD 所需数值完全匹配；具有非常高的开态与关态电阻比，其开关比能满足LCD开启和关断的要求
9、；可以在低于350的条件下制造，因此可以采用大面积、廉价的硼钙玻璃作衬底；器件的制作过程可以与平面工艺相容，传统的半导体加工设备即可制作而无需定制特殊的设备。同时光刻工艺的微细化加工特点能缩小薄膜晶体管的尺寸，从而可提高单位面积的像素数。因此，a-Si型的TFT目前已经发展成为LCD有源矩阵中唯一得到大规模应用的三端子器件。TFT-LCD使液晶显示器进入高画质、真彩色显示的阶段，所有高档的液晶显示器中都已毫无例外地使用TFT有源矩阵。a-Si-TFT是一种利用表面效应的绝缘栅场效应晶体管，它通常是由基片上淀积的不掺杂或轻掺杂(掺硼)的弱P型氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜为基础制作而成。为了讲清
10、楚TFT的基本工作原理，图5-5给出了顶栅结构的增强型N沟道TFT的构造示意图。TFT有三个电极，与弱P型氢化非晶硅薄膜层直接接触的一对欧姆电极分别称为源极和漏极，与绝缘层接触并隔着绝缘层正对源极和漏极间隙的电极称为栅极。工作时需在源极和漏极之间加上电压，称为源漏电压Vcd，相应的电流称源漏电流Icd，或称为沟道电流，因为它被限制在源极和漏极之间的导电沟道之中，故其大小由沟道尺寸和其中的多数载流子的密度及迁移率所决定。在栅极上所加的可变直流电压称为栅压Vg。当栅压Vg为0时，a-Si:H薄膜为P型，其多数载流子为空穴，源极与漏极呈现N型，源极与漏极之间相当于两个背对背的PN结串联，此时为不导电
11、状态。在栅极加正电压后，栅压通过绝缘层在半导体表面形成一电场，使电子在此处被吸引到绝缘层a-Si:H薄膜层界面附近。随着栅压的升高，该界面上的电子密度也随之增加，界面附近的多数载流子由空穴改变为电子，即界面附近薄层的半导体由P型变为N型，即出现反型显像，使得背对背的PN结遭到破坏，因而源极和漏极之间变为导通。因界面附近的a-Si薄膜变为N型半导体，所以在该N型半导体与封底的P型半导体之间形成高电阻的势垒区，与衬底绝缘。在TFT的工作过程中，沟道的产生和消失，以及沟道中载流子密度的高和低都受栅极电压的控制。同一般液晶显示器件类似，a-Si-TFT液晶显示器件也是在两块玻璃之间封入液晶。但在电视显
12、示器中，一般液晶处于宽视角工作模式，在下基板上要同时制造出行电极和列电极，彼此构成一个矩阵，在行电极和列电极的交点处制作了TFT有源器件和像素电极；其上基板为公共电极，需要做出微滤色器阵列。TFT-LCD具体结构如图5-6所示。图5-5 顶栅型TFT单元结构示意图 图5-6 TFT-LCD结构示意图 从图5-5可以看出，TFT的源极与漏极是等同的，习惯上将连接在LCD单元的电极称为源极。与列电极连接的电极称为漏极。同一行中与各像素串联的场效应管的栅极被连在一起，故行电极X也被称为栅极母线；信号电极Y将同一列中各场效应管的漏极连在一起，故列电极Y也被称为漏极母线。场效应管FET的源极与液晶的像素
13、电极相连，像素的另一个电极为上基板上的电极，称为公共电极。为了减少液晶材料的漏电造成LCD 两端电压降低，一般还在液晶像素上并联适当电容，以增加像素单元的放电时间常数(RC)。图5-7为有源矩阵LCD的电路原理图。当扫描到某一行时，扫描脉冲使该行上的全部TFT导通，同时各列将信号电压通过TFT施加到液晶像素上，对LCD单元和与之相并联的电容器充电。扫描过这一行后，该行各TFT处于开路状态，不管此后列上信号如何变化，对该行上的LCD像素都无影响，即扫描期间LCD和存储电容上因储存的电荷而导致的电压可保持接近一帧的时间，因而LCD上的占空比达到百分之百，而与扫描行数N无关。这样就彻底解决了纯矩阵驱
14、动中的驱动比随扫描行数N的增加而变小的问题。电容器的另一头接于上一行的栅极母线上，这是因为位于下基板的电容的另一端电极无法与上基板的公共电极连接，栅极母线完成扫描后电位复位为0，等效于公共电极。以上分析说明了TFT液晶显示屏矩阵扫描的工作原理。图5-7 有源矩阵LCD电路原理图 2.TFT液晶显示屏及驱动电路液晶显示屏及驱动电路TFT液晶显示屏及驱动电路主要由行扫描模块、列驱动模块、电源变换及稳压电路、同步与时序控制等组成。如图5-8所示。图5-8 TFT-LCD及驱动电路方框图如果将电视信号由数据输入端加入，行扫描模块按给定周期逐行对LCD屏进行扫描。行扫描电路事实上就是移位寄存器，移位寄存
15、器由行同步时钟触发，将“1”(即高电平3.3 V)按第l行、第2行、第N行的顺序逐次向下一级移位，而在一帧的开始由帧同步信号对第1位写“1”，由此完成行扫描的过程。移位寄存器的输出控制TFT构成的开关阵列，使之接通或断开，以便将LCD阵列上对应行的TFT的栅极顺序地脱离“地”电位而切换到高电平上。LCD屏上栅极切换到高电平上的那1行的TFT全部导通，称为导通行，任何时刻导通行最多只有1行。在扫描到相应行时列驱动模块将相应的信号电压通过TFT施加到液晶像素上，对于幅度调制且以串行方式输入的灰度信号也要先转化成并行的、以幅度大小代表的灰度信号，然后在行扫描期间准确地提供给LCD，按照时序控制电路给
16、定的逻辑有序地进行扫描和列送数据，从而便可在LCD显示屏上显示出所需的彩色图像。图中的Gamma校正是为了克服图像的Gamma失真而加入的，电源变换及稳压器用于给行扫描模块、列驱动模块以及校正电路提供所需的直流电压。5.2.3 液晶显示器的主要技术参数液晶显示器的主要技术参数(1)可视角度及广视角技术。液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不一定对称。举例来说，当背光源的入射光通过偏光板、液晶及配向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面，我们可能会看到黑色或者色彩失真。一般来说，上下角度要小于或等于左右角度。如
17、果可视角度为左右80度，表示在位于屏幕法线80度的位置时还可以清晰地看见屏幕图像。但是，由于人的视力范围不同，如果没有站在最佳的可视角度内，所看到的颜色和亮度将会有误差。现在不少厂商就采用各种广视角技术，以改善液晶显示器的视角特性，目前已得到大规模应用的有如下两种：横向场模式技术，该模式技术又分为平面开关模式(In Plane Switching Mode，IPS)和边缘场开关模式(Fringe Field Switching Mode，FFS)、多畴垂直趋向技术(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)等。这些技术都能把液晶显示器的可视角度增加到160度，乃至
18、更高。(2)可视面积与点距。液晶显示器所标示的尺寸虽然也以屏幕对角线给出，但它与实际可以显示的屏幕范围一致，这一点与CRT显示屏有所不同。例如，一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英寸CRT屏幕的可视范围。液晶显示器的点距实际上就是屏幕上像素的间距。它的计算方法是：可视宽度除以水平像素数，或者可视高度除以垂直像素数而得到。举例来说，一般14英寸LCD的可视面积为285.7 mm214.3 mm，它的最大分辨率为1024768，那么它的点距即为285.7 mm/1024=0.279 mm或者214.3 mm/768=0.279mm。(3)色度、对比度和亮度。色度即彩色表现度，与第1章定义相同。
19、色度也是LCD显示器重要的参数之一。我们知道自然界的任何一种色彩都可以由红、绿、蓝三种基本色合成。LCD屏面是由许许多多(如1024768)个像素点阵组成的阵列显示图像，每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝(R、G、B)三种基色合成的。目前大部分厂商生产的液晶显示器，每个基色(R、G、B)可被分成6 位二进制数表示的等级，即有64种表现度，那么每个独立的像素就有646464=262 144种色彩。也有不少厂商使用了所谓的FRC(Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色(R、G、B)能达到8位二进制数，即256种表现度，那么每个独立的像素就有高达25
20、6256256=16 777 216种色彩了。对比度(即对比度值)，定义为最大亮度值(全白)与最小亮度值(全黑)的比值。CRT显示器的对比度通常高达500 1，以致在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的。但对LCD来说就不是那么容易了，由冷阴极射线管所构成的背光源很难实现快速地开关动作，因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面，液晶模块必须把由背光源而来的光全部遮挡，但由于物理特性的原因，这些元件是无法完全达到这样的要求的，总会有一些漏光存在。故一般来说液晶显示屏的对比度不如CRT(阴极射线管)显示器的对比度高。但由于人眼一般可以接受的对比度值约为250 1，所以液晶显示器的对比
21、度完全可以满足收看电视节目的要求。(4)响应时间。响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号变化的反应速度，一般液晶显示器的响应时间在2030 ms之间。此值是越小越好。如果响应时间太长了，就有可能使液晶显示器在显示动态图像时，有尾影拖曳的感觉。目前电视机厂商采用动态补偿技术可以大大地改善其动态特性。5.3.1 PDP显示原理显示原理等离子体显示器是利用惰性气体(如氖气)放电原理激发荧光粉发光的显示装置。等离子体显示器具有阴极射线管的优点，但具有很薄的平板结构，如图5-9所示。5.3 5.3 等离子体显示器等离子体显示器(PDP(PDP)图5-9 等离子显示器发光原理与结构等离子体显示器的工作机
22、理类似普通日光灯，由相距几百微米的两块玻璃板，中间排列大量的等离子管密封组成的。每个等离子管是在两层间隔为100200 m的玻璃衬板之间隔成的小室，每个小室内都充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生辉光放电，产生紫外光(147 nm)，激发平板显示屏上的红绿蓝三基色磷光体荧光粉发出可见光。每个等离子腔体作为一个像素，这些像素的明暗和颜色变化合成了各种灰度和色彩的电视图像。等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。高温等离子体只有在温度足够高时才会发生，如太阳、恒星、闪电中所存在的等离子体，它占了整个宇宙的99%。现在人们已经掌握利用电场和磁场来控制
23、等离子体技术，例如：焊工们用高温等离子体焊接金属；低温等离子体可以在常温下发生，现在它被广泛运用于多种生产领域。例如：等离子电视，氧化、变性等表面处理，更重要的是用于电脑芯片中的蚀刻等。目前，主流产品的尺寸为4042英寸，5060英寸的产品也已经面世。其主要优点是：对比度和亮度高；色彩好，灰度等级高；适用于大屏幕；反应速度快(约为220 s)，比LCD的反应速度(2030 ms)约快1000倍。它的主要缺点是：功耗大；成本高。等离子显示器的发展趋势是：研制新型材料提高亮度及发光效率，如开发专用荧光粉，优化放电气体及单元结构；改进制作工艺，降低成本(如采用喷沙工艺等降低障壁制作工艺)；有效消除串
24、扰，降低功耗；延长彩色PDP的工作寿命；降低显示屏与驱动电路的成本。5.3.2 寻址与驱动电路组成及工作原理寻址与驱动电路组成及工作原理等离子体驱动电路主要由视频处理单元、扫描逻辑与Y扫描驱动、保持逻辑与X和Y驱动、字段数据和列数据、数据寻址驱动以及电源等组成，如图5-10所示。图5-10 等离子体显示屏驱动电路需要说明的是：扫描电极Y和维持电极X由行驱动电路驱动，寻址电极A由列驱动电路驱动。驱动电路均属高压电路，这是因为气体放电一般要达到100 V以上的电压才会发生。因此，要实现图像的显示，需要将低压图像数据信号转换为高压脉冲施加在寻址电极A上，同时扫描电极Y和维持电极X上也要按相应时序施加
25、相应的高压脉冲以完成寻址和维持显示等项操作。驱动电路的功能除按驱动要求为显示屏提供所需各种高压脉冲外，还必须对显示数据进行相应的处理。5.4.1 OLED显示原理显示原理OLED，即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)，又称为有机电激光显示(Organic Electroluminesence Display,OELD)。因为具备轻薄、省电等特性，因此从2003年开始，这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用，而在其他方面还未进入实际应用的阶段。5.4 5.4 有机发光二极管显示器有机发光二极管显示器(OLED)(OLED)OLED显示技术与传统的LCD
26、显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。目前在OLED的两大技术体系中，低分子OLED技术为日本掌握，而高分子的PLED技术及专利则由英国的科技公司CDT掌握，两者相比PLED产品的彩色化仍有困难。而低分子OLED则较易彩色化。有机发光二极管显示器的基本结构如图5-11所示。基本结构是由一薄而透明的具有半导体特性的铟锡氧化物(ITO)与电源阳极相连，再加上另一个金属阴极，做成如三明治的结构。整个结构层中包括空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL
27、)。当加上适当电压时，阳极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝三原色，构成基本色彩。图5-11 有机发光二极管(OLED)显示原理显示器全彩色是检验显示器是否在市场上具有竞争力的重要标志，因此许多全彩色化技术也应用到了OLED显示器上，按面板的类型通常分为三种：RGB像素独立发光、光色转换和彩色滤光膜。目前采用最多的彩色模式是利用发光材料独立发光。它是利用精密的金属荫罩与CCD像素对位技术，首先制备红、绿、蓝三基色发光中心，然后调节三种颜色组合的混色比，产生真彩色，使三色OLED元件独立发光构成一个像素。该项技术的关键在于提高发光材料的色纯度和发光效率，同时金
28、属荫罩刻蚀技术也至关重要。OLED有主动式和被动式之分。被动方式下由行列地址选中的单元被点亮，主动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管(TFT)，发光单元在TFT驱动下点亮。主动式的OLED比较省电，但被动式的OLED显示性能更佳。5.4.2 驱动电路和原理驱动电路和原理OLED驱动电路如图5-12所示。分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)，图中分别给出了无源和有源两种驱动方式。图5-12 有机发光二极管显示器驱动方式1.无源驱动无源驱动(PM OLED)在动态驱动的有机发光显示器件上，人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的，纵向一组显
29、示像素的相同性质的另一电极是共用的。如果像素可分为N行和M列，就可有N个行电极和M个列电极。行和列分别对应发光像素的两个电极。即阴极和阳极。在驱动电路工作的过程中，通常采用逐行扫描的方式，列电极为数据电极。实现方式是：循环地给每行电极施加脉冲，同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲，从而实现一行所有像素的显示。该行不在同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示，以避免“交叉效应”，这种扫描是逐行顺序进行的，扫描所有行所需的时间叫做帧周期。2.有源驱动有源驱动(AM OLED)有源驱动的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管(TFT)，而且每个像素配备一个电荷存储电容，外围驱动电路和
30、显示阵列整个系统集成在同一玻璃基板上。与LCD相同的TFT结构，无法用于OLED。这是因为LCD采用电压驱动，而OLED却依赖电流驱动，其亮度与电流量成正比，因此除了进行ON/OFF切换动作的选址TFT之外，还需要能让足够电流通过的导通阻抗较低的小型驱动TFT。有源驱动属于静态驱动方式，具有存储效应，可进行100%负载驱动，这种驱动不受扫描电极数的限制，可以对各像素独立进行选择性调节。表5-1给出目前各种显示器件性能参数比较。由于阴极射线管(CRT)器件还在广泛应用，故在表中同时列出它的参数，以便全面比较。5.5 5.5 各种显示器的性能比较各种显示器的性能比较表表5-1 各种显示器的性能参数
31、比较各种显示器的性能参数比较5.6.1 平板电视的基本组成平板电视的基本组成尽管目前平板电视机种类繁多，型号各异，但是它们的组成可概括为图5-13所示。不同的平板电视其差异仅在图像显示部分，信号处理部分基本相同。由图可见，整机可分为四大部分：模拟处理、数字处理、开关电源和显示部分。5.6 5.6 平板电视组成及工作原理平板电视组成及工作原理图5-13 平板电视的基本组成5.6.2 平板电视主要单元电路分析平板电视主要单元电路分析1.视频信号处理单元视频信号处理单元液晶平板电视视频信号处理单元组成如图5-14所示。图5-14 视频信号处理单元流程框图(1)射频信号接收及处理。射频信号的接收及处理
32、均在多制式一体化高频头内部完成。由于本机具有射频画中画功能，因此采用了两个高频头。其中一个高频头接收和处理的射频信号作为主通道信号输入视频图像解码IC(如VPC3230)，其输出的数字信号被传送到扫描格式变换IC(如FLI2300)，经过它逐行处理后送入主芯片(如GM15ol)；另一个高频头接收和处理的射频信号作为子画面的信号输入画中画(PIP)单元进行通道解码，其输出也送入主处理芯片(GM15ol)完成画中画和双视窗处理。(2)视频、S端子信号。外部输入视频信号分别输入到模拟解码IC中。所送入的视频信号与内部视频信号在VPC3230内进行选择：一路输出复合视频信号，其后的信号通路与射频信号通
33、路相同；另外一路作为视频画中画，同样送入主处理芯片(GM15ol)完成画中画和双视窗处理。S端子输入信号只馈送到视频图像解码IC，处理过程与进入主通道的视频信号相同，所以不能在子通道显示。(3)高清信号、读卡器信号和VGA信号。高清信号与读卡器输入信号经过高速切换开关转换后直接进入切换IC(P15V330)与VGA信号进行再次切换，然后直接进入主处理芯片进行A/D转换，最终通过低压差分数据传输格式(LVDS)连线在液晶屏上显示。(4)DVI信号。外部输入的DVI信号直接输入主处理芯片进行处理，其后的信号通路与VGA信号传输路径相同。2.音频信号处理单元音频信号处理单元图5-15所示为液晶平板电
34、视音频信号处理组成单元。由图可见音频信号处理单元包括TV音频解码电路、各类伴音输入电路、音效处理电路、扬声器功放和耳机功放等。图5-15 音频信号处理单元流程框图(1)音频输入电路。将从高频头送来的第二伴音中频信号(SIF)、VGA伴音、AV伴音以及读卡器伴音信号输入到音频信号处理IC(如MSP3460G)中进行伴音切换。(2)音频处理电路。(3)音频功放电路。3.开关电源电路开关电源电路LCD平板电视电源主要由待机电源、小信号部分主电源、背光灯部分电源等3 个相对独立的电源组成，如图5-16所示。图5-16 LCD平板电视开关电源电路框图电源电路需输出+5 V-S、+5 V-M、12 V、1
35、4 V、24 V、3.3 V、1.8 V、2.5 V等多组工作电压。通电后，交流电压(AC 85264 V)加入，随后待机电源启动，输出5 V给CPU，CPU根据整机设定情况发出ON/OFF指令，该指令反馈给电源电路，通过继电器将主电路接通，交流电压(AC 85264 V)经整流输出，通过功率因数校正PFC(Power Factor Correction)电路将整流后的电压升到375 V左右。此电压分成两路：一路通过PFC 内部集成的脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)芯片驱动开关管(MOSFET)，经变压器转换输出12 V、14 V、5 V；另一路经过厚膜电路(如S
36、TR x6769)及变压器转换输出24 V，此时电源进入正常工作状态。需要说明的是，厚膜电路的瞬间启动是在PFC电路启动后通过PFC 电感的次级来完成的，如果PFC不启动(一般是12 V，没带负载)，是不会有24 V电压输出的，从而保证了正常的开机时序。(1)12 V直流电源部分。12 V电源电压主要给两部分电路供电：一是通过条形连接线(如XP017)接到主板，然后通过接显示屏的LVDS连线直接给显示屏的逻辑模块供电(在42英寸彩电中，此部分电源为5 V)；二是给伴音板供电，12 V电源通过三端稳压电路(7808)稳压输出8 V，为伴音信号处理主模块(如 MSP3460G)和多个功率放大模块(
37、如TDA2822)供电，推动耳机正常发声。8 V电压再通过三端稳压器(7805)稳压得到5 V直流，为整机的两个高频头提供所需电压。(2)5 V直流电源部分。一般5 V电压分为两种：一是+5 V-M电源，此电源作为主5 V为主画面和子画面视频图像处理IC(如VPC3230)和电子开关转换IC(如P15V330)等部分供电，并变换为3.3 V、2.5 V、1.8 V供给逐行处理IC(如FLI2300)和存储器(如HY57V643220)等；二是+5 V-S电源，此电源作为待机5 V，给MAX232、遥控接收等部分供电，并变换为3.3 V、2.5 V、1.8 V给数字信号处理主芯片(如GM150l
38、)和DDR存储器供电。(3)14 V直流电源部分。14 V电压主要为伴音功放IC(如TDA7266B)供电。(4)24 V直流电源部分。24 V电压主要提供给液晶屏内部的逆变光电源驱动板，其将24 V直流电压变为频率60 kHz、有效值(RMS)约为760 V的正弦交流电压来驱动背光源的冷阴极射线管(CCFL)。4.数字媒体播放电路组成数字媒体播放电路组成数字媒体播放器组成如图5-17所示。它一般可以识别多达5种存储卡，分别为袖珍闪存卡(CF卡，Compact flash card)，智能媒体卡(SM卡，Smart media card)，多媒体卡(MMC卡，Multimedia card)，
39、记忆棒(MS卡，Memory stick)，安全数码记忆卡(SD卡，Secure Digital memory card)，同时还可以浏览JPEG格式的图片，听MP3音乐，欣赏MPEG1、MPEG4等格式的视频文件。图5-17 数字媒体播放电路组成简图(1)直流电源部分。读卡器的电源有5 V、3.3 V、1.8 V三种，均为直流电源供电。直接供给读卡器板的电源是5 V，该电压首先经过一个电子开关器件(如IRF7314)，其控制信号由插座的ON/OFF提供，这样电视机就可以控制读卡器板电源的通断；然后经过一个直流稳压器输出3.3 V，供给SDRAM和FLASH存储器；另外还经过两个稳压器分别输出
40、3.3 V和1.8 V，供给主芯片(如ESS6425)。(2)存储卡接口及存储器部分。该读卡器带有两个存储卡插座，支持5 种存储卡。一个4 合1 存储卡插座(如P5S02E920)，支持SM/MMC/MS/SD卡；另一个是CF卡插座。读卡器板内存一般是IS42S16400-7T，程序存储器一般是MX29LV160ABTC-70。(3)音频信号处理部分。音频信号处理的作用是把从主芯片传送来的数字信号转化为模拟信号进行输出，常用芯片为DA1132。5.LCD屏格式变换及驱动信号形成屏格式变换及驱动信号形成LCD屏格式变换及驱动作用在于对视频信号进行处理，形成液晶屏所需的TTL或LVDS信号。目前的液晶显示处理器多为组合电路，其内部集成有A/D转换及系统控制电路。彩色电视机中常用的组合式格式变换和驱动电路有：MST518、MG5221、MG1501等多种芯片。这里仅以MST518为例作简单介绍。图5-18为MST518显示屏格式变换及驱动电路组成方框图。由图可见，MST518内部集成了一组切换开关、高性能A/D变换器、高质量缩放变换单元、OSD发生器、输出时钟产生器、多格式输出显示接口，是一款高集成度、高性能液晶显示专用驱动芯片。它不但能支持SXGA格式(即12801204格式)，也可支持TTL、LVDS、RVDS格式输出。图5-18 显示屏格式变换及驱动电路组成框图
