LED显示屏基础知识
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LED显示屏基础知识
一、LED显示屏基础知识
发光强度：光源在给定方向的元立体角内发出的光通量与该立体角之比，称为光源在该方向的发光强度。发光强度的常用单位是坎德拉，用CD表示。
亮度：发光表面上某元面积在指定方向的发光强度与该面积在垂直于指定方向
上的投影面积之比，称为该面积在指定方向的亮度。亮度的单位是尼特，用nit表示。
1nit=1cd/m2 (法线) 另外，1熙提=104尼特。
伽玛校正：人眼对光源发光亮度强弱变化的反应是非线性的，特别是高亮度区域，人眼对亮度的变化反应趋于饱和。为了使人眼对亮度变化的感觉是线性的，对发光亮度给予补偿。
对比度：显示屏上最高亮度和最低亮度之差。
灰度级：对比度均匀分成若干等份，每一等份的亮度称为一个灰度级。
照度：投射到某元面积的光通量与该元面积之比，称为该元面积上的照度，表示该面积被光照明的程度。单位是勒克司，用LUX表示。
1.1 LED的特点
LED是发光二极管（Light Emitting Diode）的简称，是光电领域中运用极为广泛的发光器件，其基本结构是一个PN结。当LED施加正向电压时，多数载流子的扩散运动加强，它们在空间电荷区复合时释放出的能量大部分转换为光能。LED常用的材料是砷化镓、磷化镓等半导体，不同的制造材料在通以一定电流的情况下可发出红、绿、黄、蓝等颜色的光。LED是一个电流器件，电流越大，亮度越高，但亮度与电流不完全是线性关系。一般的发光二极管的静态工作电流达到20mA时就能达到正常的发光亮度。LED显示屏的工作方式一般动态扫描的，LED的亮度变化通常是控制其点亮的时间来实现。LED的最大脉冲驱动电流为标准直流的2.5～10倍，一般取3～4。
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LED的参数：
●最大正向直流工作电流IFM；
● 脉冲正向电流IFP；（脉宽10ms，占空比1/10）
●反向击穿电压VR；
● 功耗PD；
●正向电压UF；
●反向电流IR；
●亮度IV；
●峰值波长λP；
●水平视角2θ1/2；
●垂直视角2θ1/2；
●工作环境温度TOPT；
LED具有下列特点：
● 亮度高，目前户外单灯的亮度已达6000mcd;
●功耗低，具有较高的电光转换效率；
●寿命长，一般可达10万小时；
●响应速度快，ns级，无余辉；
●无辐射，无噪音；
●耐冲击,性能稳定;
●低电压小电流驱动，易于与计算机接口；
1.2 LED显示屏的基本构成
以视屏为例，一般的LED显示屏由计算机、控制系统、通讯电缆、屏体构成。控制系统一般由采集卡、帧控板、长线发送板、长线接收板、行控板、集线板构成。现在某些系统把采集卡、帧控板、长线发送板结合在一起做成一块卡，称做帧控卡。整个系统构成如图.9所示：
图.9
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5．1 LED显示屏控制系统
LED显示卡是LED显示屏专用显卡，该卡给出复合消隐信号BLANK、点时钟信号CLK、红色信号RED（8位）绿色信号GREEN（8位）、兰色信号BLUE（8位）、场同步信号VSYNC、行同步信号HSYNC，波形时序如图10。一个点时钟周期并行输出一个像素点的24位数据信号，垂直扫描频率（VSYNC）是60Hz,不同的分辨率模式，点时钟和水平扫描的频率（HSYNC）都不一样。例如，在640×480模式下，由于垂直扫描频率是60Hz，也就是每秒要扫描60帧，每帧要扫描480行，每行要扫描640点，所以行频是
60×480=28800Hz; 点时钟是28800×640=18.432MHz。（考虑消隐实际值要高）图.10
帧控卡的作用是采集一帧图像数据存放在静态存储器中，取出进行格式变换，然后经过长线驱动输出。存储器有单组方式和双组方式，单组方式存在数据存储和数据读取不能同时进行，而数据是连续不断的传过来，所以数据可能丢帧。双组方式两组存储器交替工作，一组写的时候，另一组就读，数据不可能丢失。但多了一组存储器成本要高，控制电路要复杂。一般的数据写入时用点时钟，读出时用另外一个频率要比点时钟低的时钟信号，那么写地址产生和读地址产生必须是相互独立的两套电路。处理后的数据因是TTL电平，一般的方法不可能传送的太远，所以采用422或485标准，用差分的方式传送。传输介质采用双绞线是因为双绞线本身对外部的电磁干扰就有一定的抑制能力，另外传输方式采用差分平衡工作形式，传送一路信号要有两根信号线，且两线要均匀一致，即要平衡。要传送的TTL 信号在两个信号线上分别产生同相信号和反相信号，在接收端取两信号的差值。传输用的两根双绞线在长度方向上完全对称，它们所受的外界干扰程度是完全相同的，干扰信号以共模形式出现在差分接收器的输入端，地回路上的电位差也是以共模方式加在差分接收器的输入端。驱动器发出的有用信号是差分信号，差分接收器对差分信号进行接收并放大，对共模信号加以