《LED显示屏工程技术及连接等》.doc

LED显示屏联机系统连接图V5-A02、V5-A02L LED显示屏控制系统是中庆开发的一项通用LED显示屏控制系统，该系统可支持纵横式的屏体连接，具有良好的通用性、可靠性和优越的显示性能。V5-A02系统率先将千兆以太网等高速网络技术应用于LED显示屏传输领域中，采用1根超五类双绞线即可控制1024×768像素，无中继传输距离可达100米，而V5-A02L系统是将光纤网等高速网络技术应用于LED显示屏传输领域中，采用1根两芯光纤即可控制1024×768像素，多模光纤传输距离为500米，单模光纤传输距离可达15千米。该系统通过RS232协议串口与计算机通讯，全面支持WINDOWS系统，通过LED管理工具软件具有设置系统参数功能，各参数在掉电时具有自保护功能，当再次上电时，系统自动恢复到掉电前的状态。V5-A02（或V5-A02L） LED显示屏控制系统由帧控制器、屏体控制器、超五类双绞线（或光纤）等组成，V5-A02与V5-A02L系统之间的转换十分灵活方便，只需更改帧控制器与屏体控制器上的跳线即可。系统主要部分与联接图如下：LED显示屏脱机系统连接图脱机系统连接图  LED系统对网线有什么要求？为什么？在实际的生产应用过程中，有许多故障是由于网线质量不高所引起的，所以中庆公司建议用户选择高品质的网线。网线的传输质量不高会导致许多故障。如： 1.传输速度下降：     双绞线质量的优劣是决定数据传输的关键因素之一。某些线缆厂商在超五类UTP电缆中所包裹的是3类或4类UTP中所使用的线对，这种制假方法对一般用户来说很难辨别。这种所谓的“五类UTP”无法达到标准的数据传输率，最大为10Mbps或16Mbps。2.易受信号干扰     为了降低信号的干扰，双绞线电缆中的每一线对都是由两根绝缘的铜导线相互扭绕而成，而且同一电缆中的不同线对具有不同的扭绕度(就是扭绕线圈的数量多少)。同时，标准双绞线电缆中的线对是按逆时针方向进行扭绕。但某些非正规厂商生产的电缆线却存在许多问题:为了简化制造工艺，电缆中所有线对的扭绕密度相同;线对中两根绝缘导线的扭绕密度不符合技术要求;线对的扭绕方向不符合要求。     如果存在以上问题，将会引起双绞线的近端串扰(指UTP中两线对之间的信号干扰程度)，从而使传输距离与传输速率达不到要求。双绞线的扭绕度在生产中都有较严格的标准，实际选购时，在有条件的情况下可用一些专业设备进行测量，但一般用户只能凭肉眼来观察。需说明的是，五类UTP中线对的扭绕度要比三类密，超五类要比五类密。     除组成双绞线线对的两条绝缘铜导线要按要求进行扭绕外，标准双绞线电缆中的线对之间也要按逆时针方向进行扭绕。否则将会引起电缆电阻的不匹配，限制了传输距离。     所以，在工程实际应用当中，选择符合标准的线缆是很重要的，希望广大用户在选用线缆时能注意选择优质的线缆，避免因线缆质量这样的小事影响整个工程的质量。技术与服务什么是LED显示屏?将LED灯点按照实际需要大小拼装排列成矩形阵列，配以显示单元电路，直流稳压电源，框架及外装饰，前端的数据控制与传输系弘即构成一台LED显示屏。什么是LED集束管（像素筒）？LED集束管是为提高亮度, 增加视距，将两只以上至数十只LED集成封装成一只集束管，作为一个象素。这种LED集束管主要用于制作户外屏。又称为像素筒。 如图:什么是LED模块？LED排列成矩阵或笔段，预制成标准大小的模块。常用的有8X8点阵模块（单色有64×1只或双基色有64×2只发光二极管）等。 实物图：什么是LED?英文Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写。广泛见于日常生活中，如家用电器的指示灯，汽车后防雾灯等。LED的最显著特点是使用寿命长，光电转换效能高。   LED显示屏系统有哪些分类？按使用环境分类 LED显示屏按使用环境分为室内LED显示屏和室外LED显示屏。按显示颜色分类 LED显示屏按显示颜色分为单基色LED显示屏（含伪彩色LED显示屏），双基色LED显示屏和全彩色（三基色）LED显示屏。按灰度级分类又可分为16、32、64、128、256级灰度LED显示屏等。按显示性能分类 LED显示屏按显示性能分为文本LED显示屏、图文LED显示屏，视频LED显示屏，行情LED显示屏等。行情LED显示屏一般包括证券、利率、期货等用途的LED显示屏。LED显示有哪些应用？显示技术的应用已经十分广泛，在体育场馆，大屏幕显示系统可以显示比赛实况以及比赛成绩、时间等；在交通运输行业，可以显示运行情况；在金融行业，可以实时显示金融信息，如股票、汇率等；在商业邮电系统，可以向广大顾客显示通知、消息、广告等等。显示技术还可以广泛应用于工农业生产、军事、医疗单位、公安系统乃至宇航事业等国民经济，社会生活和军事领域中，并起着重要作用。整屏点亮后感觉对比度不够，低灰时出现类似油画现象在计算机内重新调整显卡的设置，调整灰度曲线屏体受控，但横向或纵向出现白色条状区域请检查并更换发送和接收控制器之间的连线pc机界面有显示而灯具上没有显示，且所有控制器状态指示灯正常是怎么办请调整显示属性设置里疑难解答中的硬件加速项，取消或将滑块调到到中间位置灯屏排在后面的灯条不亮的原因及解决办法可以适当增加LED管理工具窗口的大小，使其横向和纵向的分辨率为8的倍数；LED灯饰屏闪的常见原因有哪些？如何解决？1、灯具到数据分配器之间的缆线太长，请将缆线做成小于1.5米的长度；2、线缆长度超过允许长度或线缆质量问题，请确认线缆长度或质量；3、LED管理工具中模式设置不正确，请重新设置管理工具；4、LED管理工具未激活，设置管理工具；5、管理工具版本不对，请更换使用V5.1X以上版本；6、灯具有问题，更换级联链中第一个灯具；7、显卡设置不正确，重新设置显卡；8、各灯具之间连线有错误，请检查连接线是否按提供接线图正确连接；LED灯饰整屏不亮的常见原因是有哪些？1、灯具未上电，请检查电源； 2、LED管理工具设置在黑屏状态，请重新设置管理工具； 3、LED管理工具亮度设置在“0”状态，请重新设置管理工具；4、传输线未连接好，请重新连接传输线； 5、显示器显示为黑色，请更改电脑显示器桌面画面。LED显示屏技术解决方案对屏体尺寸、分辨率有什么样的要求？根据带宽公式：带宽 =分辨率 *3*色阶 *刷新频率 在带宽一定的情况下，分辨率与与色阶数成反比，若想提高 LED显示屏的分辨率，在 256级灰度条件下，就必须增加带宽。 中庆公司在标准系统配置中支持单根超五类双绞线传送1024*768分辨率的256级灰度显示数据，对于非标准的超大屏，超长屏，中庆公司在实践应用当中形成了一系列完整、成熟的超大屏、超长屏解决方案，有足够的技术实力支持广大用户承揽承接超大屏、超长屏、异形屏、曲面屏、环绕屏等超常规显示屏。灰度等级要多高才可以高质量地显示视频？国内外众多大屏的经验证明，灰度级必须足够高。目前高档产品普遍为同屏显示1024级，107亿色。国内大多是256级，差距甚远。有些厂家认为，256级非线性灰度对于大屏应当足够，因为HDTV标准也是规定256级灰度。实际并非如此，效果相差很大。 事实上要实现1024级以上的灰度，技术难度会增加许多。灰度从非线性256级到非线性1024级，在技术上需要一个跨越。耗电与电源有什么要求？显示屏的耗电量分为平均耗电量和最大耗电量。平均耗电量又称工作电量是平时实际耗电量。最大耗电量是启动时或全亮等极端情况时的耗电量，最大耗电量是交流电供电（线径，开关等）必须考虑的要素。5 mm显示屏耗电量:平均耗电量：200W/平方米；最大耗电量：450W/平方米3.7mm显示屏耗电量=5 mm显示屏耗电量×2.5倍  显示屏属大型精密电子设备，为了安全使用及可靠工作，其AC220V电源输入端或与其相连微机的AC220V电源输入端必须接大地。注：微机的AC220V电源输入接地端已与微机机壳相连色温知识色温知识色温定义：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。因为大部分光源所发出的光皆通称为白光，故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源的光色表现。根据Max Planck的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红橙红黄黄白白蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称色温，以绝对温K（Kelvin，或称开氏温度）为单位（K=+273.15）。因此，黑体加热至呈红色时温度约527即800K，其他温度影响光色变化。光色愈偏蓝，色温愈高；偏红则色温愈低。一天当中画光的光色亦随时间变化：日出后40分钟光色较黄，色温3,000K；正午阳光雪白，上升至4,800-5,800K，阴天正午时分则约6,500K；日落前光色偏红，色温又降至纸2,200K。其他光源的相关色温度。因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值，并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源，可能在光色外观上仍有些许差异。仅冯色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何。不同光源环境的相关色温度光源色温 北方晴空 8000-8500k 阴天 6500-7500k 夏日正午阳光 5500k 金属卤化物灯 4000-4600k 下午日光 4000k 冷色营光灯 4000-5000k 高压汞灯 3450-3750k 暖色营光灯 2500-3000k 卤素灯 3000k 钨丝灯 2700k 高压钠灯 1950-2250k 蜡烛光 2000k 光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在3000-5000K为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000K以上有冷的感觉。不同光源的不同光色组成最佳环境，如表：色温 光色 气氛效果 >5000K清凉(带蓝的白色) 冷的气氛 3300-5000K中间(白) 爽快的气氛 <3300K温暖(带红的白色) 稳重的气氛 a. 色温与亮度 高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴冷的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。b. 光色的对比 在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。一些LED显示屏的基本概念1 LED 发光材料 LED 发光管（或称单灯）：发光二极管的简称（Light Emetting Diode）。在某些半导体材料的PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。由于LED 工作电压低（仅1.5V -3V），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10 万小时），所以在大型的显示设备中，目前尚无其他的显示方式与LED 显示方式匹敌。 LED 模块：由若干晶片构成发光矩阵,用环氧树脂封装于塑料壳内，常用的为8X8 点阵模块。 LED 集束管：为提高亮度, 增加视距，将两只以上至数十只LED 集成封装成一只集束管，作为一个像素。这种LED 集束管主要用于制作间距较大的户外屏，又称为像素筒。目前国内应用较少。 贴片式LED 发光灯（或称SMD LED）：就是LED 发光灯的贴焊形式的封装，可用于户内全彩色显示屏，可实现单点维护，有效克服马赛克现象。 2 LED 显示屏 LED 屏体：将LED 模块或集束管按照实际需要大小拼装排列成矩阵，配以专用显示电路，直流稳压电源，软件，框架及外装饰等，即构成一台LED 显示屏。 屏体分辨率： LED 显示屏横向像素点数乘以纵向像素点数，即为屏体分辨率。 单元板：是显示屏的主体组成单元，由发光材料及驱动电路构成。室内屏通常由单元板构成。 模组：户外显示屏的最小显示单元。由若干个发光二极管按照一定的排列顺序，通过焊接、灌胶等工艺封装在固定的模壳里，便成为一个模组。 单元箱体：是显示屏的主体组成单元，由单元板按一定次序组成。户外屏通常由单元箱体构成。 3 像素 像素：LED 显示屏中的每一个可被单独控制的发光单元称为像素。 像素直径：像素直径是指每一LED 发光像素点的直径，单位为毫米。 像素间距：LED 显示屏的俩俩像素间的中心距离称为像素间距，又叫点间距。点间距越密，在单位面积内像素密度就越高，分辨率亦高，成本也高。像素直径越小，点间距就越小。 4 基色 单基色：每一个像素有一个LED 管芯，可以为红光管芯，可以为绿光管芯，也可以为蓝光管芯。由于蓝光管芯较贵，故单基色使用蓝光管芯较少。 双基色：每一个像素有两个LED 管芯：一为红光管芯，一为绿光管芯。红光管芯亮时该像素为红色，绿光管芯亮时该像素为绿色，红绿两管芯同时亮时则该像素为黄色。其中红，绿为基色。 全彩色：红绿双基色再加上蓝基色，三种基色就构成全彩色。由于蓝色管芯价格逐步下降，以及全彩色较强的表现力，全彩色屏市场需求正处于上升期。 5 灰度 灰度：是指像素发光明暗变化的程度。 6 亮度 亮度(Luminance)：在给定方向上， 每单位面积上的发光强度。亮度的公制单位是cd/m2。7 控制技术 扫描频率： 占空比：在一定的显示区域内，同时点亮的行数与整个区域行数的比例。室内屏一般为1/16扫描或1/8 扫描，户外屏一般为静态。 行驱动电路： 列驱动电路： 8 可视距离 最小视距：对于具有一定形状、亮度、距离的两个光点，无法分辩该两点的位置点到该两点的最小垂直距离，称为最小视距，而该点与两个光点联线的夹角称为最小视角。因此影响最小视距和最小视角的因素有：光点的形状、亮度、距离。 最大视距：对于具有一定亮度、距离的矩形显示画面，无法分辩该矩形显示画面内容的位置点到该矩形画面的最小垂直距离，称为最大视距。因此影响最大视距的因素有：矩形显示画面亮度、距离。 有效视距：大于最小视距，小于最大视距的范围，称为有效视距。为什么LED显示屏的色彩还原性更好？全彩LED电子显示屏的视觉原理与彩色电视机一样，是通过红、绿、蓝三种颜色的不同光强实现图像色彩的还原再现。红、绿、蓝的纯正度直接影响图像色彩再现的视觉效果。然而白光的三色配比不是简单的三种颜色的叠加。第一、在保证光频纯正的前提下，要求红、绿、蓝光强之比必须接近3：6：1；第二、由于人们视觉对红色的敏感性，要求红色发光源在空间上要分散分布；第三、由于人们视觉对红、绿、蓝三种颜色光强的不同的非线性曲线响应，要求不同光强的白光对红、绿、蓝要进行类似电视机里的校正；第四、人的视觉对色差的分辨能力有限。因此必须找出图像色彩再现真实性的客观指标。  根据色座标图可以看出，目前广泛采用的R、G、B三色体系是不能完全还原自然色彩的。显示色彩的丰富性取决于R、G、B三色所围在的三角形面积。由于LED发光管具有纯度高的特性，所以，采用LED制做的显示屏相较于其它显示设备而言具有更高的色彩还原能力。而且纯度越高的LED，其所能还原的色彩就越丰富。为什么LED显示屏要用DVI显卡?DVI信号是数字信号，在与数字化显示设备接口时显示了优越性。DVI信号以十倍于VGA象素时钟的速率传输，码元速率达1G以上。从带宽的计算公式可以得出，要以60Hz的刷新频率传输3色256级灰度1024*768分辨率的视频内容需要的带宽为：带宽=1024*768*8*3*60=1.08G所以，在LED显示屏中要使用DVI显卡与千兆传输出技术来实现高分辨率、全色域、高刷新频率的显示。明确亮度及点密度的要求条件下，如何计算机单管的亮度？计算方法如下：（以两红、一绿、一蓝为例）红色LED 灯亮度：亮度（CD）/m2÷点数/m2×0.3÷2绿色LED 灯亮度：亮度（CD）/m2÷点数/m2×0.6蓝色LED 灯亮度：亮度（CD）/m2÷点数/m2×0.1例如：每平米2500 点密度，2R1G1B，每平米亮度要求为5000 CD/m2，则：红色LED 灯亮度为：5000÷2500×0.3÷2=0.3绿色LED 灯亮度为：5000÷2500×0.6÷2=1.2蓝色LED 灯亮度为：5000÷2500×0.1=0.2每像素点的亮度为：0.3×2+1.2+0.2=2.0 CD在调节LED显示屏白平衡时，红、绿、蓝三色亮度配比方面有什么要求？由于人类眼睛的视网膜对于不同波长的光感觉不同，所以，用三色配比人眼所感受到的白色时，所需红、绿、蓝的亮度是不一样的。经过大量的实验检验得到以下大约比例。  简单红绿蓝亮度比为：3：6：1  精确红绿蓝亮度比为：3.0：5.9：1.1在不同的环境下,LED显示屏需要多高的亮度?在不同的环境背景条件下,LED显示屏所需的的亮度是不同的，一般情况如下：(1） 室内：>800CD/m2  （2） 半室内：>2000CD/m2 （3） 户外（坐南朝北）：>4000CD/m2 （4） 户外（坐北朝南）：>8000CD/m2（2） 半室内：>2000CD/m2 （3） 户外（坐南朝北）：>4000CD/m2 （4） 户外（坐北朝南）：>8000CD/m2什么是实像素屏，什么是虚拟屏？实像素屏与虚拟屏是相对应的。简单来说，实像素屏就是指构成显示屏的红绿蓝三种发光管中的每一种发光管最终只参与一个像素的成像使用，以获得足够的亮度。     虚拟屏则是利用软件算法控制每种颜色的发光管最终参与到多个相邻像素的成像当中，从而使得用较少的灯管实现较大的分辨率，能够使显示分辨率约提高四倍。    众所周知，一个LED显示屏当中成本支出最大的在于LED灯管，如何在在不损失亮度的情况下为用户节省灯管成本，是LED显示技术追求的目标之一。而虚拟技术正是一个发展方向。而虚拟技术也决非是灯管的简单参与成像，对于亮度、灰度的影响也是十分大的。这就要求控制系统与驱动芯片的配合，利用软件算法与驱动芯片的响应时间相结合，达到基本无损亮度的前提下，节约灯管成本的目的。什么是静态屏，什么是扫描屏？静态屏是与扫描屏相对应的，静态屏是指LED显示屏在显示文字、图像、视频时，LED显示屏的上的灯点在显示时是同时点亮发光的；而不是象扫描屏一样利用人眼的视觉暂留特性，在很短的时间周期内将LED显示屏的各行分别点亮。众所周知，LED显示屏是利用占空比来驱动的，所以，显示的亮度与点亮的时间周期有很大的关系。所以，在同样的发光管亮度相同的情况下，静态屏要比扫描屏的亮度高，所以静态屏常用在户外需要高亮度显示的情况下，而扫描屏常用在室内对亮度要求不高的情况下，以节省驱动成本。     但随着LED材料技术的不断成熟，LED发光管的亮度不断提高。现在在户外也有使用扫描的方式来制做LED显示屏，以节省成本。当然，在户外使用扫描屏对于控制与驱动部分的要求相当高，对于驱动芯片的性能要求也是非同一般的。