液晶显示原理平板电视维修技术TFT液晶显示屏原理(5)2010-03-29 12：45液晶屏时序控制电路(T-CON)原理分析及维修液晶屏时序控制电路(T-CON板)一、概述电视机已经诞生了近70年，在电视研制发明的过程中，发明了显示图像的显像管也就是我们常说的CRT，在这近70年中一直采用CRT作为电视机的图像显示器件。
电视信号的标准、组合、编码方式也是围绕CRT的显示方式进行。
在CRT上利用扫描按照一定的时间顺序逐行、逐点排列像素点，利用显示屏上荧光粉的余晖最后形成我们眼睛能看到的图像。
电视图像信号的像素信息的传送也是按照RCT显示要求，按时间的顺序逐个传送的，也就是说，目前电视传送的图像(像素)信号是一个按时间先后排列的串行的信号(后面文中提到的"串行信号"和"并行信号"是指像素信号的排列方式，并非数字信号bit位串行、并行的概念)，在CRT电视机中，经过解调还原的图像信号直接加到CRT的阴极上就可以了，如图1所示。
图1现在的液晶电视；是一种平板电视；采用了液晶显示屏作为图像的显示器件。
和CRT显示屏不同的是：液晶显示屏是属于被动发光显示器件，屏幕本身的像素点并不能主动发光，它只能作为光的开关，控制通过光通量的大小，液晶屏的作用类似于电影胶片的作用，在重放图像时；图像信号在液晶屏上产生类似电影胶片的图像；还必须有背光源才能有明亮的图像显现，图2所示。
液晶屏上的图像也是和CRT一样是由像素组合而成，而这种把CRT显示的信号转换为液晶屏显示的信号电路就是本文要介绍的：时序控制电路(T-CON)。
图2液晶屏上的图像虽然也是把像素点进行组合排列以形成图像，但是其排列组合的方式完全不同于CRT的扫描成像方式了。
它是一种矩阵的显示方式，图3所示。
结构特点是；在显示屏上；水平排列一排和垂直显示像素数相同的行电极；垂直排列一排和水平显示像素相同的列电极。
行电极线和列电极线相互垂直；其交叉点就是一个像素点的位置(现在的16：9高清显示屏；水平行电极线有1080根；垂直列电极线有1920根)那么；这一个像素点的"点亮"就必须在这个像素点的行电极线和列电极线同时加电压，该点才会发光。
另外和CRT还不同的是；一行信号的像素排列；CRT是由左至右扫描按照时间顺序逐个排列；液晶是把一行信号的像素点同时出现在屏幕上；没有时间的先后，也就是对于一行像素信号来说；CRT显示的是串行像素信号；液晶显示的是并行像素信号，如图3所示；图3由于CRT和液晶的显示方式不同，激励信号像素排列方式也不同，现在的电视信号是为CRT扫描显示制定的标准，所以把现在的信号直接加到液晶屏上显示图像肯定是不行的。
就必须把原来供CRT显示使用的串行的图像信号转变为并行的信号才能由液晶屏正常的显示图像；所以目前的采用液晶屏作为显示器电视信号的电视机都有一个把串行像素信号转变为并行像素信号的专用电路；叫"时序控制电路"；英语称为timing control缩语为T-CON所以我们简称为："提康"板(外来语)。
这个"时序控制电路"的位置在电视机图像输出和液晶屏之间，类似于原来CRT管尾的视放板的位置。
对于这块"时序控制电路"前期的液晶屏均安装在液晶屏的内部；和液晶屏、背光管及屏周边驱动电路制作为一个整体，工艺水平比较高；屏不易拆开，这块"时序控制电路"板也不易损坏。
所以维修人员关注的不多。
现在国内的厂家，均把这一块"时序控制电路"移出在液晶屏外，和前端信号处理板做在一起。
我们在进行电路分析和维修也必须对这块电路进行分析和判断。
二、时序控制器(T-CON)电路的组成图4的虚线框是一个液晶显示屏的内部框图，内部主要组成有"时序转换电路"、"列驱动电路"、"行驱动电路"等组成。
各部的作用是这样的：1."时序转换电路"：是把电视机送来的数字图像信号进行分解、重新组合，变成为液晶行、列驱动电路所需要的控制信号、数据信号和辅助信号；分别送往液晶屏的"列驱动电路"和"行驱动电路"。
2."列驱动电路"：把时序转换电路送来的列控制信号和图像数据信号；经过取样、存储、极性变换、D/A变换、灰度形成最终形成一行一行并行的液晶屏驱动的模拟像素信号；在行同步脉冲控制下；一行一行的加到液晶屏列电极线上。
3."行驱动电路"：在"时序转换电路"的控制下，把行驱动脉冲逐个的加到行电极上，如图3中的行驱动旋转臂所示；顺时针旋转；由上至下逐行驱动行电极，脉冲加到那个电极，那个电极这一行就同时显示一行的像素信息，这样行驱动电路由上向下移动一个周期，即显示一场图像(这个过程类似CRT的垂直扫描)。
4."列驱动电路"、"行驱动电路"的位置：在液晶屏上，行驱动电路和场驱动电路都是集成电路；直接安装在液晶屏的周边，如图5所示，图5是一块1280×1024显示标准的液晶屏，也就是在垂直方向要能显示1024个像素、水平方向要显示1280个像素，这样在屏内部水平方向就要有1024根行电极线，垂直方向就要有1280×3(RGB)=3840根列电极线。
对于行驱动电路来说；行驱动集成电路就必须有1024个输出端连接在液晶屏的行电极线上，由于目前还没有这么多引脚的集成电路；所以目前都采用多块引脚较少的集成电路级联应用；例如：目前1280×1024液晶显示屏的行驱动均采用了多块型号为EK7309的行驱动集成电路共同来完成整个行驱动任务,这是一块专门为液晶屏行驱动而设计生产的集成电路，每块EK7309有256个输出引脚，采用4块这样的芯片级联应用；输出引脚正好是1024(256×4=1024)，恰好满足了行驱动的要求。
同样对于1024×768的液晶屏，行驱动电极线有768根，要求行驱动电路有768路驱动引脚，那么采用3块EK7309集成电路正好也满足行电极线的驱动要求(256×3=768)。
同样；对于1280×1024液晶显示屏的列驱动也是采用多块集成电路级联应用来达到列驱动的要求；目前的液晶显示屏均为彩色显示屏，图像的彩色重现是应用了三基色原理；每一个像素显示的列电极有3根(R、G、B)因为1280×1024液晶屏水平方向要显示1280个像素，而每个像素有RGB三根列电极，那么水平方向列电极线的总数是1280×3=3840根，目前也没有一块引脚这么多的集成电路来完成它，也是采用多块集成电路级联应用来完成列电极的驱动任务。
现在采用比较多的列驱动集成电路型号为EK7402,这也是专门为液晶屏列驱动而设计生产的专用集成电路。
每块集成电路的驱动引脚有384个输出引脚，采用10块这样的芯片级联应用；输出引脚正好是3840(384×10=3840)，恰好满足了液晶屏列驱动的要求。
同样对于1024×768的液晶屏，列驱动像素数为1024个，同样由于是彩色屏，列电极线有1024×3=3072根电极线，那么采用8块EK7402集成电路正好也满足列电极线的驱动要求(384×8=3072)，图6所示对于现在16：9的高清液晶屏(1080×1920)，要求垂直方向显示1080个像素(行电极线为1080根)，水平方向显示1920个像素(列电极线为5760根)，也是采用多块集成电路级联应用来完成的。
图4图5图6三、时序转换电路及行、列驱动电路工作原理(时序控制与数据转换电路)前面介绍到液晶屏的显示驱动电路；主要有"时序转换电路"、"行驱动电路"、"列驱动电路"。
电视机输出电路送来的数字图像信号；首先进入时序转换电路，时序转换电路把接收到的LVDS信号还原为数字R GB(Rbit0-7 Gbit0-7Bbit0-7)信号及行、场同步信号；然后重新变换、组合；输出"行驱动电路"及"列驱动电路"需要的一系列信号，这些信号有："列驱动电路"需要的信号：DATA：奇、偶像素并行或串行的每基色6位或8位的数据(像素信息)信号。
STHR/STHL：由左至右列位移或由右至左的列位移起始控制信号。
CLK：列位移时钟信号。
POL1/POL2：数据信号极性反转的控制信号等。
以上这些信号控制列驱动电路产生按行为单位一排一排的并行的像素信息信号加到列电极线上。
"行驱动电路"需要的信号：DIO1/DIO2：行位移起始控制信号。
CLK：行位移时钟信号等。
以上这些信号控制行驱动电路产生由屏上方逐步向下扫描的逐行驱动电极线的驱动信号，把列驱动电路送来的像素信号逐行排列，由上向下扫描一次；显示一幅图像。
图7所示；图7从上述可以看出；液晶显示屏的行驱动电路的作用主要是产生行驱动脉冲并且由上向下逐行的加到行电极线上，把列驱动送来的的像素信号一行一行的由上向下排列。
列驱动电路的主要作用是把时序转换电路送来的图像数据信号转换成按行并行的像素信号，在行脉冲控制下一排一排的输出在屏上显示。
1行驱动电路工作原理：图8所示是行驱动集成电路的工作原理；行驱动电路实际是一个由D触发器组成的双向位移寄存器，工作过程如下在行驱动电路中；由时序转换电路送来的SCLK是行频时钟信号(其频率等于行频)，送来的DIO1是行位移起始控制信号；DIO1脉冲顶部宽度等于行的正程时间，而DIO1的重复时间是场周期，也就是DIO1的频率是场频，图9所示。
以EK7309为例介绍行驱动电路；由SCLK信号及DIO1信号产生液晶屏驱动信号的原理如图8所示。
图8图9在图8中简要显示EK7309内部输入SCLK信号和DIO1信号，输出行驱动位移信号工作过程的框图。
在EK7309内部主要有一系列(256个)由D触发器组成的输入和输出相串联的位移寄存器。
从图中可以看出SCLK行频时钟信号进入集成电路后加到每一个D触发器上，DIO1行位移起始控制信号则只加到第一个触发器的输入端；第一个D触发器的输出信号在输出(Q1输出)的同时又进入第二个D触发器的输入端，DIO1是由第一个触发器输入在SCLK的控制下逐个后移；以此类推。
D触发器的作用是：当SCLK信号每一个上升沿来一次；D触发器就反转一次；DIO1输入信号就由输入端传递到输出端一次；如图10所示；当第一个SCLK信号的上升沿来到时；加到触发器D1输入端；这个信号在SCLK上升沿的触发下把信号传递到D1的输出端1由Q1输出；并且又同时进入第二个触发器D2的输入2端。