一, Основният физически механизъм на дисплея с течен кристал
Екранът на счупения код приема TN (усукана нематична) или STN (супер усукани нематични) течни кристални материали, а принципът му на показване зависи от променящата се ъгъл на усукване на течните кристални молекули под действието на електрическо поле. Когато се прилага специфично напрежение между COM (общ терминал) и SEG (сегментен терминал), течните кристални молекули претърпяват отклонение, променяйки посоката на поляризация на светлината и представяйки ярко тъмно състояние. В този процес има две ключови характеристики:
Характеристики на динамична реакция
Извиването на течни кристални молекули отнема време (обикновено в милисекунди) и има ефект на последващо възглавници след отстраняването на напрежението. Ако скоростта на опресняване е твърде ниска, последвалото на предишния сигнал за шофиране не е избледнял и е пристигнал нов сигнал за шофиране, което води до замъглено суперпозиция на състоянието на пиксела; Ако честотата е твърде висока, молекулите на течните кристали не могат да реагират напълно, което води до опашка на дисплея.
Търсене на електрическо поле
Състоянието на дисплея на всеки пиксел зависи от устойчивата поддръжка на разликата в напрежението между com/seg. Вземайки 4COM задвижван екран за прекъсване като пример, всеки COM терминал се провежда само за 1/4 от времето в един кадър цикъл. Ако честотата на опресняване е недостатъчна, кондензаторът не е напълно зареден, а спадът на напрежението причинява колебания в яркостта на пиксела.
2, Техническа дефиниция и инженерни ограничения на скоростта на опресняване
1. Система на основните параметри
Дългов цикъл: Делът на времето за проводимост на сегмента до пълния цикъл, обикновено свързан с броя на COM. Например, работен цикъл на 4com екран е 1/4, което означава, че всеки COM терминал се активира само за 25% от времето на кадър.
Пристрастие: Съотношението на степента на задвижване на напрежението пряко влияе на контраста. Общата конфигурация е 1/3 или 1/2 пристрастие, което трябва да бъде съпоставено с работен цикъл, за да се избегне кръстосана намеса.
2. Граница за избор на честота
По -нисък праг: Критичната честота, с която човешкото око възприема трептене, е около 60Hz, но екрана на прекъсването изисква по -висока честота поради ефекта на последващото възглавници (обикновено се препоръчва да бъде по -голям или равен на 80Hz). Определен проект за медицинско оборудване веднъж накара екрана за наблюдение на медицинската станция да трепне поради определяне на скоростта на опресняване на 40Hz. Проблемът беше решен след коригирането му до 96Hz.
Ограничение на горната граница: Прекомерната честота може да причини:
Напрежение на потреблението на енергия (пропорционално на честотата)
Риск от електромагнитни смущения (EMI)
Забавен отговор на течни кристални молекули (особено в ниска - температурна среда)
3, Анализ на основната причина и разтвор на феномена на трептене
1. Типични прояви на несъответствие на честотата
Нискочестотно трептене: Когато честотата на рамката е по -малка от 60Hz, човешкото око може да възприеме редуването на яркостта и тъмнината на целия екран. Проектът за интелигентен домашен термостат първоначално прие 32Hz скорост на опресняване, но потребителите съобщават, че екранът "диша" през нощта, който е разрешен след надграждане до 85Hz.
Локален трептене: Причинено от нестабилно напрежение на специфична комбинация COM/SEG. Например, определен индустриален инструмент показа редовно трептене в зоната COM2-SEG5. След откриване на осцилоскоп беше установено, че ефективната стойност на напрежението на канала се колебае с 15%. След регулиране на резистора на пристрастия, тя се върна към нормалното.
2. Въздействие на електроенергийната система
Колебанията в общото напрежение (VCOM): Нестабилността в VCOM може директно да промени разликата в пикселното напрежение. Когато определено мрежово устройство се захранва от USB, то мига. След преминаване към независим LDO регулирано захранване, проблемът изчезна и измерената VCOM пулсация намалява от 50MV на 10MV.
Недостатъчно зареждане на кондензатори: При сценарии с ниска или ниско напрежение се удължава времето за зареждане на течните кристални кондензатори. Определен панел за инструменти на автомобил мигаше по време на тестване в среда -20 градуса. Проблемът беше решен чрез увеличаване на задвижващия ток в края (от 2mA до 5mA) и удължаване на времето за зареждане (от 20 μs до 40 μs).
3. Оптимизация на формата на вълната на задвижването
Изкривяване на синусовата вълна: Идеалната форма на COM вълна трябва да бъде стандартна синусоидна вълна, но в действителните вериги може да възникне изкривяване на изрязване. Когато използвате STM32, изграден - в LCD контролера в определен проект, беше установено, че пиковата стойност на формата на вълната е ограничена до 2.8V (теоретично 3.3V). След промяна на конфигурацията на регистъра за премахване на границата на напрежението, трептенето се елиминира.
Отклонение на работен цикъл: Измереният цикъл на работното място на определен 8com екран е 1/6 (теоретично трябва да бъде 1/8), което води до недостатъчно зареждане на някои пиксели. Проследявайки назад, беше установено, че COM линиите в оформлението на PCB са с недостатъчна дължина. След регулиране на маршрута, работен цикъл се възстановява до 1/8.
4, Методология за отстраняване на грешки в инженерната практика
Процес на разследване стъпка по стъпка
Проверка на параметрите: Потвърдете, че работен цикъл, отклонение и честота на рамката са в съответствие със спецификациите на екрана
Проверка на формата на вълната: Използвайте осцилоскоп, за да откриете формата на вълната на напрежението на терминала COM/SEG, и проверете:
Стабилност на честотата (колебание<1%)
Точност на работен цикъл (грешка<5%)
Амплитуда на напрежението (в рамките на спецификацията)
Тестване на околната среда: Проверете при екстремни условия като ниска температура (-20 градуса), висока температура (+70 градус) и ниско напрежение (2.7V)
2. Типичен анализ на случаите
Случай 1: Мониторът на пода на определен асансьор мига
Феномен: Горният десен ъгъл на номера на пода "3" мига
Диагноза: Чрез локализиране на контролния сегмент COM3-SEG2 чрез таблицата на истината, осцилоскопът откри, че ефективната стойност на напрежението на този канал е 0,5 V по-ниска от другите канали
Решение: Регулирайте резистора на разделител на напрежението в SEG2 край (от 10k Ω до 8.2k Ω), за да съответства на напрежението
Случай 2: Умен воден метър с мигаща подсветка
Феномен: Подсветка и дигитален дисплей трептене синхронно
Диагноза: Установено е, че LCD часовникът на MCU и PWM часовника на подсветката споделят един и същ кристален осцилатор, причинявайки хармонична намеса
Решение: Превключете източника на часовник LCD към вътрешния RC осцилатор, за да изолирате пътя на смущения
