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LED顯示器的結構及工作原理

一、LED顯示器的主要組成(以較為複雜的同步全彩屏為例)

  1. 金屬結構框架:其作用為組成內框架,承載顯示單元板或模組等各種電路板、開關電源
  2. 顯示單位: 它是LED顯示器的主體部分,由LED燈珠、驅動電路等組成。室內螢幕由各種規格的單元顯示板組成, 戶外LED顯示器 是模組盒。
  3. 掃描控制板: 此電路板的作用是資料緩衝、產生各種掃描訊號和占空比灰階控制訊號。
  4. 開關電源: 將220V交流電轉換成各種直流電,供給各種電路使用。
  5. 傳輸電纜: 主控制器產生的顯示資料和各種控制訊號透過雙絞線電纜傳輸到螢幕。
  6. 主控制器: 將輸入的RGB數位視訊訊號進行緩衝、灰階變換、重組、並產生各種控制訊號。
  7. 專用顯示卡及多媒體卡: 除了具備電腦顯示卡的基本功能外,它還能向主控制器輸出數位RGB訊號及行、場、消隱等訊號,多媒體除了上述功能外,還能將輸入的類比視訊訊號轉換為數位RGB訊號(即視訊擷取)。
  8. 計算機及其周邊設備
戶外LED顯示器施工流程
戶外LED顯示器施工流程

二、主要功能模組分析

 視訊廣播

透過多媒體視訊控制技術及VGA同步技術,可方便地將各種形式的視訊資訊來源引入電腦網路系統,如廣播電視及衛星電視訊號、攝影機視訊訊號、VCD視訊訊號、電腦動畫資訊等。實現以下功能:

  • 支援VGA顯示,顯示各種電腦資訊、圖形和影像。
  • 支援多種輸入方式;支援PAL、NTSC等製式。
  • 即時顯示彩色視訊影像,實現現場直播。
  • 轉播無線電、衛星和有線電視訊號。
  • 視訊訊號的即時播放(VCR、VCD、DVD、LD)等。
  • 具有同時播放左右不同比例的圖片和文字的功能。

電腦廣播

  • 圖形效果顯示功能:具有圖形、文字的編輯、縮放、流動、動畫等功能。
  • 顯示各種電腦資訊、圖形、影像及2、3維電腦動畫和疊加文字。
  • 廣播系統配備多媒體軟體,可靈活輸入和播出各種資訊。
  • 有多種中文字體和字型可供選擇,還可以輸入英文、西班牙文、法文、 德文、希臘文、俄文、 日本人 和其他語言。
  • 播出方式多種多樣,如:單/多線上下旋轉、單/多線上下旋轉、左/右拉、上/下旋轉、無段縮放等。
  • 公告和新聞的編輯和播放可立即發布,並可選擇字體。

網路功能

  • 配備標準網路接口,可與其他標準網路(資訊查詢系統、市政公示網路系統等)連接。
  • 採集並播放各資料庫的即時數據,實現遠端網路控制。
  • 透過網路系統連接到互聯網,具有音響接口,可連接音響設備,實現聲音、影像同步。

螢幕控制器

螢幕控制器控制其對應的LED螢幕的顯示效果。它可以根據給定的程式清單自動執行連續循環程式以獲取相關的顯示數據,也可以手動幹預以在螢幕上產生顯示效果。螢幕上的像素與螢幕控制器顯示對應區域的像素一一對應,直接映射。

螢幕控制器可以手動調整顯示器的亮度並選擇適合當前環境的灰階非線性校正數據,螢幕控制器也可以根據環境亮度透過網路系統自動調整顯示器的亮度並選擇不同的灰階非線性校正數據。

透過螢幕控制器可以調整影像顯示的對比、色度等,螢幕控制器將需要顯示的資訊傳送給視訊處理與控制單元進行視訊處理。

視訊處理和控制單元

視訊處理與控制單元對顯示資料進行影像處理,包括:

  • 第二級灰階非線性校正可自動或手動調整。
  • 自動或手動無段亮度調整。
  • 灰階控制系統可以控制顯示器顯示每種基色8位元的24位元數據,即每種基色有256個灰階等級。
  • 影像降噪處理,確保影像更清晰、更流暢。
  • 影像增強技術、影像邊緣增強技術。
  • 運動補償技術,色度調整功能。

視覺處理

  • 系統中可單獨調整單一模組各基色的亮度,調整色彩平衡,基本上消除馬賽克現象。
  • 所有模組、顯示模組亮度一致性好,單色顯示無視覺差異。
  • 視訊處理與控制單元將處理後的顯示訊息傳送給通訊模組,遠距離傳送到顯示幕上。

通訊模組

通訊模組確保螢幕控制器的顯示內容傳輸到 LED顯示器 準確且遠距離。

通訊模組對傳輸的訊息進行編解碼、遠距離傳輸和接收資料處理,並將顯示訊息傳送給資料分發及掃描單元。

室內LED顯示器施工流程
室內LED顯示器施工流程

三、顯示器主要工作原理

LED顯示器通常由主控制器、掃描板、顯示控制單元和LED顯示器本體組成,主控制器從電腦顯示卡中獲取螢幕每個像素的亮度數據,然後分配給若干個掃描板。

闆卡負責控制LED顯示屏上的若干行(列),各行(列)的LED顯示信號通過該行內的各個顯示控制單元級聯並以串行方式傳輸,各個顯示控制單元直接面向LED顯示屏體。主控制器的工作是將電腦顯示卡的訊號轉換成LED顯示器所需的資料和控制訊號格式。

顯示控制單元的功能與影像顯示器類似,一般由具有灰階控制功能的移位暫存器所組成。只是視訊LED顯示器的規模趨於較大,因此應採用整合規模較大的積體電路。

掃描開關的功能就是所謂的承上啟下,一方面接受主控制器的視訊訊號,一方面把屬於本級的資料傳送到自己的顯示控制單元,同時也把不屬於本級的資料向下發送。

採用級聯掃描池傳輸。視訊訊號與LED顯示器資料在空間、時間、順序等方面的差異,需要透過掃描板來協調。

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