Datasheet LCD Training Datasheet [nl]

SERVICE TRAINING

LCD TELEVISIE

K.Van den Broeck

Enkele markante mijlpalen in de geschiedenis van vloeibare kristallen.
Hoe werkt een LCD cel eigenlijk? ……………………………………………………….…..3

De samenstelling van een LCD display( passief matrix display) ……………

…..……4

De werking van een AMD-TFT display( actief matrix d

isplay) ……………..…………7

Waarom flikkert een LCD scherm niet?. …………………..………………………………9

Hoe wordt een LCD scherm best aangestuurd? ………………………………….……..9

Gedetailleerde voorstelling van de interpolatietechniek bij LCD tv. ……………... 11

Op wel

ke wijze is een LCD scherm samengesteld? ……………………………………14

De werking van het LCD apparaat. ……………………………………………….…….. 16

Een blik op de toekomst van LCD schermen.

Typische verschillen tussen een LCD scherm

……………………………………….... 17

en een beeldbuis. ……….………... 19

De stand-by voeding. ……………………………………………………………………..… 20

De continu stroomgeschakelde voeding. ………………………………………….……. 22

De secundaire voedingsspanningen. …………………………………………….……… 26

Algemeen blokschema van de voeding. …………………………………………..…….. 29

De digitale verwerking van het videosignaal. ……………………………………….… 31

De werking van de nieuwe videoprocessor convertor … … … … ………… .…… 35

De werking van de nieuwe DVI-RGB convertor … … … … … … … … ……….... 36

De scaler. ……………………………………………………………………………….…….. 37

Werking van de nieuwe scaler interfacemodule . ……………………………….…… 39

Werking van de nieuwe scaler controle module . …………………

…………….…… 40

Werking van de nieuwe scaler memory module . …………………………….……… 41

De LVDS Display driver. …………………………………………………………………... 42

Blokschema van de scaler en de driver. ……………………………………………….. 45

Hoe functioneren de verschillende invertersystemen…………………………….….. 46

Inverters en lampen kunnen hersteld worden … … … … …………………….……. 51

De verschillende pixelfouten volgens ISO norm13406-2……………………….….…58

Praktische tips bij het herstellen van een LCD apparaat… … … … ………... .… 59

Het laden van nieuwe software met de toolbox………………………………….….… 65

Bustest met de hulp van de µprocessor……………………………………………….. 66

Lcd-training / K. Van den Broeck

2

Enkele markante mijlpalen in de ontwikkeling van
vloeibare kristallen.

Liquid crystals of vloeibare kristallen zijn sigaarvormi
anisotrope eigenschappen. D.w.z.: hun structuur is niet eenvormig maar
verschilt volgens de richting van het kristal.
In vaste fase vormen de meeste stoffen kristallen die in verschillende toestanden
voorkomen.
vaste en een vloeibare toestand. Een dergelijke structuur wordt het “vloeibaar
kristal” genoemd.
Ze werden al in 1888 ontdekt door de Oostenrijkse botanicus Friedrich
tijdens een onderzoek naar de eigenschappen van de organische stof cholesteryl
benzoate.
Hun uitzonderlijke eigenschappen werden pas in 1963 in de
naar waarde geschat toen bleek dat, onder invloed van een elektrische lading,
deze kristallen licht reflecteren of laten afbuigen.
Enige tijd later werd in Japan de techniek ontwi
tussen twee glazen platen gedwongen werden om in een bepaalde fysische
toestand te blijven.
James Fergusson van de Kent university ontwikkelde in 1967 de twisted nematic
techniek.
Ten slotte werd de Tin Film T
Walter Spear en Peter Lecomber aan de universiteit van Dundee in Schotland.

Bepaalde organische verbindingen houden het midden tussen een

ransistor techniek in 1979 op punt gesteld door

ge bipolaire moleculen met

Reinitzer

RCA laboratories

kkeld waarbij de kristallen

Hoe werkt een LCD cel eigenlijk?

Men onderscheidt 3 verschillende molecuulstructuren bij vloeibare kristallen

1. Stoffen met een s

moleculen evenwijdig staan.

2. Stoffen met een nematische fase, waarbij zich alle moleculen in

lengterichting van de stof bevinden.

3. Stoffen met een chol

gestapelde moleculen met een afwisselende smectische gevolgd door

een nematische fase.
Bij nader toezicht in de structuur van deze la
lengteassen van de verschillende moleculen een kleine hoek vormen t.o.v.elkaar.
Er ontstaat een soort schroefvormig draaiende beweging in verticale richting.

mectische fase, waarbij de lengteassen van alle

esterische fase zijn samengesteld uit op elkaar

gen stelt men vast dat de

:

de

Wisselspanning
tussen de beide
glasplaten zal alle
kristallen in dezelfde
richting dwingen

De vloeibare kristallijnstructuur kan veranderen onder invloed van een
elektrische spanning die men aanbrengt tussen twee glazen platen,voorzien van
fijne groeven, waartussen de kristallen gevangen zitten.

Lcd-training / K. Van den Broeck

3

De samenstelling van een PMD-LCD display (passief matrix
display)

Passieve M

vervanging van de klassieke beeldbuis.
Omdat de informatie op het scherm niet of nauwelijks een snelle beweging
noodzakelijk maakt (teksten, grafieken enz.) zijn
goedkoop inzetbaar.

Er bestaan verschillende praktische toepassingsvormen van crystal displays:
De nematische displays
De cholesterische, ook wel twisted nematische displays genoemd.

De vloeibare kristallijn stof (meestal koolstof), die de al genoemde nematische
eigenschappen bezit, wordt gevangen tussen twee glasplaten waarop een
flinterdun laagje siliciumoxide (SiO
lijnenpatroon geëtst dat zorgt voor het richten van de vloeibare koolstofkristallen.
Tijdens het opdampen van de SiO
oplopen tot 400°.
Er zijn ook displays beschikbaar waarbij gebruik gemaakt wordt van een laag
polikristal
deze van de siliciumoxide kristallen, zodat nog fijnere groeven aangebracht
kunnen worden. Dergelijke displays hebben een hoger oplossend vermogen wat
de kwaliteit ten goede komt. Het opdampen van dit materiaal op de glasplaat
vergt wel een hogere productietemperatuur ( ca 600° ) waardoor duurder
kwartsglas noodzakelijk is.

De beide glasplaten platen worden t.o.v. elkaar 90° verdraaid gemonteerd. De
hele constructie wordt hermetisch dichtgemaakt met bvb een prop Indium, zodat
de vloeibare koolstofkristallen tussen de dwars liggende groeven gevangen
blijven. Door deze opstelling worden de koolstofkristallen getwist in de vorm van
een helix, waarbij het invallende licht eveneens gedwongen wordt om een
draaiing te ondergaan (tussen 90° of 180°).
Afhankelijk van de eigenschappen van de ge
cholesterische werking van deze kristallen een enkele (twisted nematic-LCD) of
dubbele (supertwisted nematic-LCD) draaiing veroorzaken.
Door deze draaiing ontstaat er eveneens e
van het invallende licht in diverse kleuren. Een extra afscherming (film
compensated STN) of een extra groef die een tegengestelde draaiing veroorzaakt
kan dit probleem corrigeren.
Van zodra er een wisselspanning aangelegd wordt in de omgeving
gaat het zich heroriënteren zodat het invallende licht niet gedraaid wordt.

atrix Displays worden vooral gebruikt als monitor van een PC, ter

dergelijke schermen vrij

2) werd aangebracht. In deze laag wordt het

2 laag op de glasplaat kan de temperatuur

silicium. De elektronen van dit materiaal bewegen dubbel zo snel t.o.v.

kozen kristalstructuur zal de

en draaiing en een ongewilde breking

van het kristal

Lcd-training / K. Van den Broeck

4

Zonder een
wisselspanning
blijven de kristallen
gedraaid zodat het
licht door het
polarisatiefilter kan
passeren

Aangebrachte
wisselspanning
richt de kristallen
waardoor het licht
het polarisatiefilter
niet kan passeren

Indien er een polarisatiefilter wordt aangebracht langs de bovenzijde van de
eerste glasplaat en

een 90° gedraaide polarisatiefilter langs de onderzijde van de
andere glasplaat, dan is het LCD scherm mechanisch samengesteld.
Een dergelijk polarisatiefilter is opgebouwd uit heel fijne parallelle gleuven z

odat
het invallende licht gepolariseerd wordt. Dit wil zeggen: de lichtgolven die parallel
op de gleuven staan worden niet doorgelaten terwijl de andere die evenwijdig met
de gleuven staan, wel worden doorgelaten.
Indien tussen beide polarisatiefilters geen vloeibare kristallen aanwezig zouden
zijn, kan het zichtbare licht nooit door beide filters passeren. Door de kristallen,
zonder spanning aan te brengen, in de nematische (getwiste) toestand te houden,
wordt het licht 90° gedraaid, zodat het aan de andere zijde van de display kan
passeren (licht).
Van zodra er een voldoende hoge wisselspanning aan de LC cel wordt
aangebracht, zullen de kristallen in een

geordende toestand komen, waarbij het

invallende licht de polarisatiefilter niet kan passeren(donker).

Het volledige matrixscherm is in de hoogte zow

el als in de breedte voorzien van
een groot aantal elektroden. Deze gouddraadelektroden worden eveneens geëtst
op de glasplaat.
Het kruispunt van elke elektrode kan individueel onder spanning gezet worden.
Het totale

aantal kruispunten komt overeen met het totale aantal pixels van het
scherm. Met andere woorden: indien er spanning is op het kruispunt van de
horizontale lijnelektroden en de verticale streepelektroden, dan zal op deze plaats
het zichtbare licht niet worden doorgelaten door de kristallijne structuur of
omgekeerd.Hoe kleiner de wisselspanning wordt, hoe meer licht het scherm kan
passeren.
Liquid crystals mogen niet aangestuurd wo

rden met een zuivere gelijkspanning
omdat het gevaar bestaat dat er na enige tijd elektrolyse ontstaat, waardoor het
scherm onherroepelijk wordt beschadigd. Daarom wordt er gebruik gemaakt van
een blokgolf spanning die zweeft tussen de helft van de voedingsspanning +

1/2Ub.

en -

1/2Ub

Een LC cel is geen perfecte isolator maar heeft een doorsnee capaciteit van om en
bij de

150pF. Omdat de tijd,nodig om van een geordende in een ongeordende
toestand over te gaan (in het vakjargon responstijd genoemd) 5 à 10 msec.
bedraagt, is het niet zinvol om het display meer dan 100X per seconde aan te
sturen.
Om kleuren te kunnen weergeven dient er vervolgens een folio, bezet met RGB
strips, aangebracht te

worden aan de binnenzijde van de voorste glasplaat.

Boven deze glasplaat wordt de polarisatiefilter aangebracht.

De lichtbron achter het scherm bestaat uit een aantal fluorescentielampen,die
gelijkmatig verdeeld zijn over het ganse schermoppervlak. Dergelijke lampen

Lcd-training / K. Van den Broeck

5

werken met een startspanning van 2000Vac een onderhoudspanning van
600Vac. Ze hebben een gemiddelde levensduur van +
haakjes, de levensduur van het LCD scherm zelf wordt geschat op +

50.000 uren! Tussen

100.000

uren !!!

Bij moderne displays kan de helderheid op twee manier

en veranderd worden:

1. Door aansturing van de lijnelektroden d.m.v. een in amplitude

veranderen

2. Door het dimmen

de blokgolf.

van de fluorescentielampen met de hulp van een
PWM schakeling. Deze lampen kunnen slechts gedeeltelijk gedimd
worden tot aan het doofpunt.

Onderstaande schets geeft een overzicht van de structuur van een LCD scherm,
waarbij de diverse LC cellen apart worden aangestuurd door een lokale
transistorschakelaar, wat ons, in een volgende paragraaf, naar de LCD schermen
brengt die in de moderne LCD televisie ontvangers gebruikt worden.

Zoals gezegd kan elk kruispunt individueel onde

r spanning worden gezet,
waardoor de kristallen op deze plaats een geordende toestand innemen. Om van
de nematische toestand over te gaan naar de geordende toestand hebben de
huidige kristallen een bepaalde tijd nodig. Deze tijd varieert tussen de 10 msec.
voor de betere schermen en de 20 msec. voor de goedkope computerschermen.

Dit brengt ons tot 2 belangrijke nadelen van een LCD scherm:

1. de vrij lange responsti

jd tussen de geordende en nematische toestand (10
– 20 msec) brengt een sluiereffect teweeg bij bewegende beelden. Een
klassieke beeldbuis met een responstijd van minder dan 1 msec. wint hier
overduidelijk.

2. de spanning op elk kruispunt van de elektroden doet niet enkel de

kristallen

op deze plaats van toestand veranderen maar heeft ook invloed
op de aanpalende kristallen, wat eveneens een sluiereffect bij bewegende
beelden tot gevolg heeft. Dit probleem kan verregaand worden verholpen
door displays te bouwen waarbij elke cel via een transistor en een sample
and hold condensator wordt aangestuurd. Dergelijke schermen worden
TFT schermen genoemd.

Aan het eerst probleem wordt volop gewerkt. De betere LCD schermen werken al
met een responstijd van 5-12 msec, waardoor ze uitermate goed geschikt zijn
voor “bewegende beelden”.

Lcd-training / K. Van den Broeck

6

De werking van een AMD-TFT display (actief matrix display)

TFT betekent
op actieve wijze worden aangestuurd.
TFT

Waarom actief?
regelmatige tijdstippen opgefrist te worden.

Wordt de cel vóór deze tijd terug onder spanning gezet dan verandert haar
voorheen in
aangebrachte spanning van de blokgolf.
Indien de responstijd van de cellen nog verbeter
snel genoeg om de cel in haar toestand te houden waardoor een flikkering van de
helderheid ontstaat.
Om dit te vermijden wordt bij TFT elke cel onder spanning gehouden door een
cond

ensator (sample and hold principe) die op zijn beurt geladen wordt door een
ingeschakelde transistor. Al naar gelang de helderheid van deze cel moet
variëren zal de condensator langer of korter geladen worden door een
blokgolfvormige spanning aan de drain van de transistor.
Zolang deze condensator geladen blijft zal de cel dezelf
dimmen, ook al wordt ze 50 x per seconde (50 Hz beeld wisselfrequentie)
aangestuurd. Dit verklaart meteen waarom een LCD-TFT scherm
t.o.v. de klassieke beeldbuis. In een verder hoofdstuk wordt hier dieper op
ingegaan.
Onderstaande figuur stelt de werking voor van één TFT cel.

Gate bus

: Thin Film Transistor. Met deze techniek kan een LCD display

schermen hebben een relatief geringe lichtopbrengst.

Door de combinatie van kleurfilters, polarisatiefilters en
and

re elementen daalt de lichtopbrengst tot ca 10% .

e
Daarom zijn er meerdere fluorescentielampen nodig om een
hoge lichtst

erkte te bereiken.

Indien een LCD pixel constant actief moet blijven dient het op

Immers, van zodra de spanning aan de cel wegvalt, keert het
kristal terug naar zijn nematische toestan

d in een tijdsspanne

van 10 – 20 msec.

genomen toestand wel of niet, afhankelijk van de amplitude van de

t dan is deze schakelperiode niet

de hoeveelheid licht blijven

nooit

flikkert

Databus

Lcd-training / K. Van den Broeck

7

De werkwijze:

De helderheidwaarden voor elke kleurpixel binnen één horizontale lijn liggen
apart aan de drain
(verticale elektroden). Van zodra de horizontale elektrode onder spanning komt,
worden de gates van alle transistors van deze horizontale lijn aangestuurd.

Het niveau van de helderheid word
wordt aangeboden. Deze spanning laadt immers de sample and hold condensator
van deze cel op. Al naar gelang de amplitude van de pixels op de eerste beeldlijn,
afkomstig van de zender, zal de voedingsspanning aan de overeenkomstige LC-cel
variëren. Van zodra deze cyclus ten einde is worden de transistors en dito
condensators van de 2
aangestuurd zijn waardoor, in een periode van 20 msec., een volledig beeld wordt
samengesteld.

Schematische voorstelling van de opbouw van de TFT cellen

DDeelltta

s van alle transistors die op deze elektrode werden aangesloten

t bepaald door de spanning die aan de drain

de

lijn aangestuurd. Dit herhaalt zich tot alle lijnen

a

R B

G

VVeerrttiiccaall SSttrriippe

e

QQuuaadd ((RRGGGGB

B

)

Lcd-training / K. Van den Broeck

8

Waarom flikkert een LCD scherm niet?.

Ondanks de beeldwissel frequentie van 50 Hz flikkert het LCD scherm niet.

Bij een klassieke beeldbuis

lopende lichtstraal. Omwille van de "traagheid" van het oog w
pas later in onze hersenen gevormd. De lichtfotonen die ons oog treffen zijn
afkomstig van oplichtende fosforpunten, aangebracht langs de binnenzijde van
het scherm, die op hun beurt energetisch gemaakt worden door een elektronen
bombardement.

Nadat een fosforstip werd aangestuurd, dooft hij uit na +
het resterend licht nog nauwelijks kan waarnemen!
Dezelfde fosforstip licht pas na 20 msec. terug op
"flikkerend" beeld!

Bij een LCD scherm

elektronenstraal, maar door een veelvoud van elektrisc
"lichtschakelaars" die elk van de "pixels" belichten. Deze schakelaars zijn de
eerder verklaarde transistors en dito condensators.
Dit betekent dat het licht van elk pixel ongewijzigd blijft tot zolang er, onder
invloed van een nieuwe beeldinhoud, geen verandering optreedt in de aansturing
van het pixel.

Eenvoudig gezegd worden er per seconde 50 "lichtplaatjes"
enkel de beeldpunten in helderheid veranderen die een nieuwe beeldinformatie
bekomen. Er bestaat géén donkere fase zoals bij een beeldbuis omdat er geen
lijn- noch rasterterugslag onderdrukking plaats vindt.

wordt een beeld niet gevormd door een zich verplaatsende

wordt het beeld zichtbaar door een snel over en weer

ordt een "beeld"

1 msec., zodat ons oog

. Hierdoor ontstaat een

h aangestuurde

getoond waarvan

Hoe wordt een LCD scherm best aangestuurd?

Zoals bekend bestaat een FBAS signaal uit 2 halve beelden waa
wisselfrequentie tot 50 Hz verhoogt (interliniëren).

Een klassieke beeldbuis heeft geen eenduidig omkaderd raster. Met andere
woorden:de schermaf
bij een beeldbuis de vorm en afmeting van het raster vrij kan bepalen door de
geometrie te veranderen.

Een LCD scherm bezit deze vrije keuze niet omdat het kader door de constructie
van het scherm mech
Een dergelijk scherm wordt door zijn eerder beschreven eigenschappen
geïnterlinieerd aangestuurd zoals bij de werking van een beeldbuis in 50Hz ritme.
In het vakjargon wordt dit de “progressive scan mode” genoemd.

Om een geïnterlinieerd beeld om te vormen tot een progressief gescand beeld zijn
er meerdere mogelijkheden:

1. De eenvoudigste wijze: om vanuit een geï

gescand beeld samen te stellen dient half beeld A en half beeld. B in een

meting wordt elektrisch afgebakend. Dit wil zeggen dat men

anisch vast ligt.

nterlinieerd beeld een progressief

rdoor de beeld-

best niet

Lcd-training / K. Van den Broeck

9

geheugen weggeschreven te worden, om daarna lijn 1 vervolgens lijn 2
enz.…progressief van uit het geheugen te lezen. Het nadeel bij deze methode
is wel de lage beeld wisselfrequentie van 25Hz, zodat deze oplossing niet de
goede is.

2. Een andere

oplossing bestaat er in om elke lijn 2 maal te schrijven zodat de
beeld wisselfrequentie terug 50 Hz wordt, terwijl de lijn wisselfrequentie
verdubbelt. Het nadeel van dit concept is dat het oplossende vermogen in de
verticale richting (verticale resolutie) hierdoor gehalveerd wordt. Een
dergelijke opbouw wordt aangewend bij goedkope beeldschermen.

3. De beste oplossing bestaat erin om het geïnterlinieerde beeld te interpoler

en
en progressief te scannen. Dit wil zeggen: twee opeenvolgende lijnen (1 en 3 )
worden met elkaar vergeleken waardoor een nieuwe lijn ontstaat die het
resultaat is van de gemiddelde waarde van beide lijnen. De op deze wijze
gevormde lijn wordt nu 2x na elkaar als lijn 1 geschreven.

e

Vervolgens wordt uit de interpolatie van lijn 2 en 4 de 2

lijn 2x geschreven.
Hierdoor ontstaat een volledig beeld met 100% verticale resolutie terwijl de
beeldwisselfrequentie van 50Hz behouden blijft.

Als toemaatje wordt de hele procedure nog eens over gedaan door de

ste

beeldinhoud (alle beeldpunten) van het 1

raster (A) te interpoleren in het 2de

raster (B) en omgekeerd.

Ook bij dit concept blijven nog enkele problemen onopgelost, voornamelijk de
bewegingsonscherpte, vooral bij snelle bewegingen.

Een voorbeeld zal dit verduidelijken:

Aangenomen een object verplaatst zich in 1 sec. va

n links naar rechts over
een scherm met een breedte van 50 cm. Dit betekent dat het verschil in
afstand, tussen een pixel op een beeldlijn uit het eerste half beeld A en het
pixel op de volgende lijn uit het tweede half beeld B, ca. 1 cm bedraagt.
Tijdens het interpoleren van beide rasters in de progressieve mode ontstaat er
een duidelijke bewegingsonscherpte.

Dit probleem kan grotendeel

s worden verholpen door een omrekenalgoritme toe
te passen op de ontstane beweging. In een daarvoor speciaal ontwikkeld IC
wordt de beweging berekend met de hulp van een bewegingsdetector, zodat er
een min of meer vloeiende beweging ontstaat in 50 Hz ritme.
Deze toepassing werd integraal overgenomen van de bewegingsdetectors uit de
“betere”

100Hz techniek ( referentietechniek…natural motion techniek e.d.)
Om de beweging vloeiend te laten verlopen, volstaat het om de, in ons voorbeeld,
niet gebruikte ruimte

van 1 cm tussen de 2 beeldpunten op te vullen met een
nieuw beeldpunt dat het gemiddelde is van de 2 beeldpunten.
Praktisch wordt er een macroblok van 8 lijnen

van telkens 8 beeldpunten uit het
eerste raster vergeleken met hetzelfde macroblok uit het tweede raster.
De gemiddelde inhoud uit deze vergelijkin

g wordt het nieuwe macroblok dat
tussen beide wordt ingeschoven.
Zo ontstaat een vloeiende beweging!

Lcd-training / K. Van den Broeck

10

bfh

Gedetailleerde voorstelling van de interpolatietechniek bij
LCD tv.

1. 50Hz/2F

e

lijn.

de 4

H interpolatie tussen de 1

e

en de 3e lijn. of tussen de 2e en

A B

20 m.sec.

26 µ sec.

g

52 µ sec.

10

Field A = 20 m.sec. Field B = 20 m.sec.

Volgorde van de lijnen: 1Æ aÆ 3Æ cÆ 5Æ eÆ 7Æ g -
2Æ bÆ 4Æ dÆ 6Æ fÆ 8Æ h----> duur

-------> duur: 20 m.sec./50Hz
: 20m.sec/50Hz

___________________
Full frame 40m.

sec./25Hz

Tussen field A en field B is er een tijdsverschil van 20m.sec.
Met deze methode kunnen LCD schermen aangestuurd worden waarvan de grey
to grey

responstijd > 20 m.sec.

Werking:

De 1e en de 3e onpare lijn worden geïnterpoleerd. Hieruit ontstaat een

e

kunstmatige lijn a die op de plaats van de 2

pare lijn geschreven wordt etc.

Op deze wijze wordt het “full field:” A gevormd.

e

De hele procedure wordt op identieke wijze herhaald met de 2
lijnen. De kunstmatige lijn b wordt nu op de plaats van de 3

en de 4e pare

e

onpare lijn
geschreven.Hieruit ontstaat “full field:” B.
Full field B wordt over full field A geschreven.
De hele procedure duurt dus 40 m.sec. wat overeenkomt met 25 beelden in de

gressive mode.

pro

Lcd-training / K. Van den Broeck

11

2. 50Hz/2FH interpolatie tussen de 1

a23b4

5c6

7d89e

234

5

6

7

8

9

C

e

en de 2e lijn resp.2e en 3e

lijn.(ABÆBA) via een berekening van bewegingsvectoren in
samengestelde macroblokken.

Field A interpol.A’ Field B Field B interpol.B’ Field A

1

10

10 11

A

B

D

E

10 m.sec. 10 m.sec. 10 m.sec. 10 m.sec.

Volgorde van de lijnen: 1Æ a

Æ 3Æ bÆ 5Æ cÆ 7Æ dÆ 9Æ e----> 20

m.sec/50Hz

2ÆAÆ4ÆBÆ 6Æ CÆ 8Æ DÆ 10ÆE-----> 20 m.sec./50Hz
_______________

Full frame 40 m.sec./25Hz

Werking:

De 1e en de 2e lijn worden in een bewegingsdetector met elkaar vergeleken.
De g

emiddelde beweging wordt via interpolatie in een kunstmatige

lijn

omgevormd.

e

Nadat lijn 1 geschreven is wordt de kunstmatige lijn a op de plaats van de 2

lijn
geschreven etc. Full field A wordt op deze wijze gevormd.
De procedure wordt nu herhaald tussen de 2
kunstmatige lijn A ontstaat die op de plaats van de 3

e

en de 3e lijn, waarbij er weer een

e

lijn wordt geschreven etc.
Full field B wordt op deze wijze gevormd.
Full field B overschrijft dus full field A waardoor e

en full frame van 40 m.sec.

wordt gevormd.

Werking van de bewegingsdetector met vectoren berekening.

Field A en B worden elk apart in een geheugen geschreven. Vervolgens worden er
DCT bl

okken van telkens 8 beeldpunten bij 8 opeenvolgende lijnen gevormd in
elk van de field geheugens.
Naderhand wordt er een macroblok samengesteld ui

t een vierkant van 4 DCT
blokken.
Ten slotte worden macroblok 1 uit fieldgeheugen A en hetzelfde macroblok uit
fieldgeheu

gen B met elkaar vergeleken door middel van een wiskundig
samengesteld rekenalgoritme.
Hieruit ontstaan er bewegingsvectoren.
Uit deze vectoren worden uiteindelijk de kunstmatig geïnterpoleerde lijnen
gevormd.

Lcd-training / K. Van den Broeck

12

a23b4

5c6

7d89e

234

5

6

7

8

9

C

3. 100Hz/2F

H interpolatie tussen de 1

e

en de 2e lijn resp.2e en 3e

lijn.(ABÆBA) via een berekening van bewegingsvectoren in
samengestelde macroblokken.

Field A interpol.A’ Field B Field B interpol.B’ Field A

1

10

10 11

A

B

D

E

10 m.sec. 10 m.sec. 10 m.sec. 10 m.sec.

Volgorde van de lijnen:

1Æ 3 Æ 5Æ 7Æ 9 ÆÆ
aÆ bÆ cÆ dÆ e ÆÆÆÆ

ÆÆ 10 m.sec./100Hz

10 m.sec./100Hz-----> 20 m.sec./50Hz (field A)

2Æ 4Æ 6Æ 8Æ 10ÆÆÆ
AÆ BÆ CÆ DÆ EÆÆÆÆ 10 m.sec./100Hz

Æ 10 m.sec./100Hz

----> 20 m.sec/50Hz. (field B)

___________________________

Full frame 40

m.sec./25Hz

Werking:

De 1e en de 2e lijn worden in een bewegingsdetector met elkaar vergeleken.
De gemiddelde beweging wordt via interpolatie i

n een kunstmatige lijn a

omgevormd etc.

e

De procedure wordt nu herhaald tussen de 2

en de 3e lijn, waarbij er weer een

kunstmatige lijn A ontstaat etc.

Deze methode werd integraal overgenomen van de betere

100Hz techniek,

waarbij de vectorenberekening voor het eerst werd toegepast.

Omdat bij deze methode de interliniëring blijft bij een ritme van 100Hz kan
ze enkel worde

n toegepast bij LCD schermen waarvan de grey top grey

responstijd < 10 m.sec.

Lcd-training / K. Van den Broeck

13

Op welke wijze is een LCD scherm samengesteld?

Wij kunnen met grote zekerheid stellen dat een scherm met vloeibare kristallen
de klassi
Vandaag de dag bouwt men al "goedkoop" beeldschermen tot 20" (51 cm) maar
de hu
42" (107 cm) in 16:9 formaat.

Principieel worden er 3 soorten LCD schermen gebouwd:

Onderstaand een overzicht van de verschillende VGA formaten:

VGA =

SGA = 800 pixels/lijn x 600 pixellijnen
XGA = 1024 pixels/lijn x 768 pixellijnen bij 256 kleuren
XGA 2 = 1024 pixels/lijn x 768 pixellijnen bij 65536 kleuren
SXGA = 1280 pixels/lijn x 1024 pixellijnen
SXGA+ = 1400 pixels/lijn x 1050 pixellijnen
UXGA = 1600 pixels/lijn x 1200 pixellijnen
WXGA = 1280 pixels/lijn x 720 pixellijnen

QXGA = 2048 pixels/lijn x 1536 pixellijnen

Onderstaand een overzicht van de verschillende Video formaten:

ST = 720 pixels/lijn x 576 pixellijnen I/P
WST = 1280 pixels/lijn x 720 pixellijnen P
HD = 1920 pixels/lijn x 1080 pixellijnen I

eke beeldbuis heeft vervangen.

idige generatie LCD tv’s breidt zich snel uit, zelfs tot “superschermen” van

1. Schermen met een

display van 480 zichtbare lijnen van telkens 640 RGB
pixels per lijn (VGA standaard). Dergelijke schermen zijn als
computerscherm geschikt.

2. Schermen met een

display van 768 zichtbare lijnen van telkens 1366 RGB
pixels per lijn (WXGA standaard). Dergelijke schermen worden in 16:9
formaat gebouwd en zijn uitermate geschikt voor zowel TV en PC beelden.
Ze kunnen ook gebruikt worden als scherm(HD ready) voor HD TV,
waarbij de beeldkwaliteit verbetert maar nog niet optimaal wordt.

3. De nieuwe schermen die nu op de markt komen zijn wel in staat om HD-

TV (1920 li

jnen-1080 pixel/lijn) in “hoge resolutie” weer te geven.

De eerste HD uitzendingen zijn al in de ether!

640 pixels/lijn x 480 pixellijnen

WUXGA = 1920 pixels/lijn x 1200 pixellijnen

VGA = 640 pixels/lijn x 480 pixellijnen I/P

Lcd-training / K. Van den Broeck

14

Onderstaand een overzicht van de verschillende HDTV formaten:

De meest toegepaste HDTV-formaten zijn:
1280 x 720, progressief, 30, 50 of 60 Hz, aangeduid als 720p 30, 720p 50 of 720p 60
1920 x 1080, 50 en 60 Hz, aangeduid als 1080i 50 of 1080i 60, (niet te verwarren met 'Full

HD' )

Andere HDTV-formaten zijn:
1920 x 1080, progressief, 50 en 60 Hz, aangeduid als 1080p 50 en 1080p 60 (erkend als 'Full

HD)
1280 x 720, progressief, 24 en 25 Hz, aangeduid als 720p 24 en 720p 25
1920 x 1080, progressief, 24, 25 en 30 Hz, aangeduid als 24p, 25p en 30p

Schematische voorstelling van de meest gebruikte beeldformaten

Lcd-training / K. Van den Broeck

15

De werking van het LCD apparaat.

Het chassis

De volledige elektronica bevindt zich meestal op één grote plaat die achter het
LCD sc
componenten op een omruilmodule wat de service ten goede komt .
Alle componenten, met uitzondering van enkele chip condensatoren en
weerstanden, zijn meestal op é

Software update

Deze procedure is uiterst belangrijk omdat, van zodra een apparaat ontwikkeld
en gecommercialise
De ervaring leert ons dat hier de meeste “pannes” voorkomen!
Met de huidige FLASH geheugentechnologie en de daarbij geleverde hardware
ka

n een update via laptop doeltreffend worden doorgevoerd.

Behandeling van het beeldscherm!

Het LCD scherm bestaat uit 2 glasplaten van +
tamelijk elastisch maar kunnen uiteraard breken. Aan de buitenzijde van elke
glasplaat is de polarisatiefilter aangebracht. Deze kunststoffilter is niet
krasbestendig. Het scherm met chemische producten reinigen is af te raden!!

Inbranden van het scherm

In tegenstelling tot beeldbuizen en plasmaschermen kan het LCD scherm nooit
inbranden.

herm gemonteerd wordt. Sommige merken monteren bepaalde

én zijde van het chassis gemonteerd.

:

erd is, sofware fouten niet te vermijden zijn.

0,5 mm dikte. Deze platen zijn

:

Lcd-training / K. Van den Broeck

16

Een blik op de toekomst van LCD schermen.

Alle belangrijke fabrikanten zijn met grote zekerheid bezig om
betere schermen te ontwikkelen.

nieuwere en nog

Oled staat voor ‘Organic Light-Emitting Diode’, een uitvinding van het Cavendish
Laboratory van

de universiteit van Cambridge in Engeland. Wetenschappers
ontdekten daar in 1989 dat je ‘organische’ led’s kan maken door polymeren, op
basis van koolwaterstofverbindingen, samen te voegen. Die oled’s kunnen dus
licht produceren uit organisch materiaal door er stroom doorheen te jagen.

Oled’s kunnen immers op elke onderlaag gedrukt worden met behulp van inkjet­technieken of zelfs ze

efdruk. Daardoor zijn ze theoretisch ook veel goedkoper aan
te maken dan lcd- of plasmaschermen, en bovendien kunnen ook flexibele
onderlagen gebruikt worden waaruit nieuwe toepassingen zoals buigbare of zelfs
oprolbare oled schermen nu al worden vervaardigd.

De nieuwe technologie heeft voordelen in overvl

oed. In tegenstelling tot lcd
schermen is er geen achtergrondverlichting nodig omdat de oled’s zelf lichtgevend
zijn, en dat verklaart ook waarom de schermen zo dun kunnen zijn. Het
rechtstreekse gevolg van de afwezigheid van een backlight is dat er minder
stroom verbruikt wordt, en dat maakt oled dan weer ideaal voor draagbare
toepassingen in laptops, mp3-spelers of spelconsoles die op batterijen werken.
Bovendien zijn oded schermen minder temperatuurgevoelig dan lcd’s. Ze blijven
werken tot min 55 en plus 130 graden – andermaal belangrijk voor toestellen die
in openlucht gebruikt moeten worden.

Wat de beeldkwaliteit betreft laten ze hu

n concurrenten ver achter zich: het
contrast is hoger, de beeldverversing gebeurt sneller dan de 5msec van de
huidige LCD schermen, waardoor ze probleemloos snel bewegende voorwerpen
kunnen weergeven zonder bewegings-artefacten.
De kijkhoek bedraagt maar liefst180°, wat bij een gewoon LCD scherm beperkt
blijft tot 175°.

Lcd-training / K. Van den Broeck

17

Een oled scherm kan beter zwart weergeven dan een lcd scherm omdat er geen
constante achtergrondverlichting nodig is. Anders gezegd: een pixel element van
een oled scherm dat ‘uit’ staat, geeft gewoon geen licht.

Er kleven ook enkele nadelen aan de oled’s.Het grootste probleem is nog steeds
de beperkte levensduur van de gebruikte organische materialen, al wordt hier wel
elke dag vooruitgang geboekt.

De nieuwste ontwikkeling van OLED wordt

AMOLED genoemd.
AMOLED staat voor Actief Matrix Organisch LED scherm.
Net zoals bij het klassieke LED scherm wordt er een TFT film inwendig
aangebrac
Door de transistors individueel aan te sturen verhoogt de hel

ht.

derheid aanzienlijk.
Deze constructie laat nog steeds toe om een zeer dun scherm te bouwen.
De AMOLED schermen zijn eveneens geschikt voor draagbare doeleinden.

Blokschema van een AMOLED scherm.

Lcd-training / K. Van den Broeck

18

Typische verschillen tussen een LC Display en een
beeldbuis.

LC Display Beeldbuis
Helderheid

contrastverhouding

kijkhoek (kontrast)

kijkhoek (kleur)

convergentiefouten

scherpte

geometrie/lineariteit

pixelfouten

aansturing

gamma correctie

homogeniteit

kleurzuiverheid

flikkeren

responstijd

opgenomen vermogen

omvang/gewicht

+
+

~

-

+
+
+

-

+

~
~

~

+

-

+
+

170-600 cd/m²

500:1 > 30.000:1

150 > 175°

50 > 125°

geen

zéér goed

geen

tot 5 stuks aanvaard

analoog of digitaal

goed

vaak helderder aan de

randen

goed

niet mogelijk

5 – 10 msec.

25 tot 60 Watt

geringe diepte/licht

~

+
+

~
~
~
~

+

~

+

~

+

~

+

-

-

80 – 120 cd/m²

350:1 >700:1

± 180°

± 180°

0,2 > 2 mm

bevredigend/goed

verschilt van buis/buis

geen

enkel analoog

fotorealistisch

vaak helderder in 't

midden

hoog

niet meer zichtbaar vanaf

85 Hz

ca. 1 msec

100 tot 150 Watt

groot en zwaar

Lcd-training / K. Van den Broeck

19

De stand-by voeding.

Deze voeding levert 3,3V spanning voor de µP en 14V eco-spanning. Vanuit deze
14V sp

Het opstarten:

Herkenning van een te lage spanning;

Het opstarten:

De regeling:

De beveiliging:

anning wordt de 5V +H gewonnen en gestabiliseerd via CIC 80240.

Het IC TNY 264 bevat een volledig geschakelde voeding die 5 Watt
vermogen levert.
De startspanning, afkomstig van de voedingstransformator wordt aan pin
5 gescha

keld. Deze spanning wordt intern tot 5,8V gestabiliseerd en is
meetbaar aan pin 1.
Het IC schakelt uit van zodra deze spanning kleiner wordt dan 5,1V.

Van zodra de spanning aan pin 1 lager wordt dan 4,8V wordt eveneens de
spanning aan de

basis van CT 60511 kleiner dan 4,2V. Daardoor belast de
emitter de spanning aan pin 1 tot onder de afschakelgrens van 4,8V.
Het IC schakelt uit.
Typisch voor dit IC is het ontbreken van pin 6.Hierdoor ontstaat een betere
isolatie tussen d

e pinnen met lage en hoge spanning.

Dit gebeurt aan pin 4 indien de spanning > 2,3V. Via pin 5 wordt de
transfo ingeschakeld. Een interne oscillator bepaalt de geleidende fase van
het IC.
Indien de spanning aan pin 4< 1V is, wordt het IC uitgeschakeld.

Indien de spanning aan pin 4> 3,3V reageert de

zenerdiode (IC 61604)
waardoor de optokoppler meer oplicht zodat de spanning aan pin 4 < 1V
wordt.
Het IC stopt tot de spanning weer 2,3V bedraagt.

+

De schakelfrequentie is

135 kHz.

- Het IC is thermisch beveiligd vanaf 145° waardoor het afkoelt tot 70°

o

m daarna weer op te starten.

- Het IC is intern beveiligd tegen overstroom en

overspanning (gemeten
aan pin5).
Het RC netwerk aan pin 5 moet intact blijven zoniet sneuvelt het IC.

Lcd-training / K. Van den Broeck

20

Bloksch

Lcd-training / K. Van den Broeck

ema van het IC TNY 264

21

De continu stroomgeregelde voeding.

Algemeen principe:

Deze voeding wijkt sterk af van de huidige spanningsgeregelde voeding.

Omdat de uitgangsspanning van de voeding slechts 12V is, maar de
geleverde
spanningsgeregelde voeding en omgeschakeld naar een continu
stroomgeregelde voeding. Deze hoge stromen vergen een andere aanpak
omdat het stroomverlies al ontstaat bij de gelijkrichters. Deze gelijkrichters
worden door actieve transistors vervangen (T 61511 en T 61522). Beide
transistors worden door IC 61530 aangestuurd.

stroom tot boven de 10A stijgt, wordt er afgestapt van een

De aanloopspanning:

Om de primaire voeding te starten (CIC 60550) moet de optokoppler OK 60590
hoogohmig

zijn. Daardoor kan de gate van T 60540 spanning krijgen. De
transistor schakelt in en laadt C 60586 via R 50522.Het IC start op bij 12V en
levert 5V ref aan pin 6.

De aanloopspanning wordt na ca. 0,5 s vertraagd uitgeschakeld door middel van

opgeladen C 60539 die CT 60302 inschakelt en daardoor T 60540 uitschakelt.

de
Tijdens deze periode moet de oscillator van IC 60550 de schakeltransistor T
6057

9 aansturen. De aldus ontstane schakelimpulsen worden via D 60586
gelijkgericht, waardoor C 60586 verder opgeladen blijft via de werkende T 60585.
De voeding van het IC blijft nu gewaarborgd. De schakeling van T 60585 met ZD
60588 begrenst de voedingsspanning aan pin 12 van het IC.

Lcd-training / K. Van den Broeck

22

Service:

Indien de voeding niet opstart meet men best de spanning van 5V aan pin 4 van
de opt

okoppler. Indien de spanning aan pin 12 van het IC weg blijft of pompt,

dienen volgende elementen gecontroleerd te worden:

CT 60302, CD 60540, R 50522 en T 60540.
CR 60521… 60529.
C 60539.

Het doorstarten van de voeding:

Nadat de 12V voedingsspanning bereikt is start de oscillator in het I

C. Deze

triggert T 60579 indien aan volgende voorwaarden wordt voldaan:

1. Onderspanning aan pin 14 is > 4V.

2. Overspanning aan pin 1 moet < 4V zijn.

3. Spanning aan pin 9 moet < 1V zijn.

4. Spanning (zaagtandvormig) aan pin 8 moet < 4V zijn.

5. De ref spanning aan pin 6 moet = 5V zijn.

6. De spanning aan pin 12 moet > 8V zijn en is normaal = 12V. Bij < 8V stopt

het IC. Vanaf 12V start het IC.

Herkennen van een overspanning:

Van zodra de voeding geen stroom moet leveren wordt T 60579 uitgeschakeld. Dit
komt omda

t de spanning aan C 60587 stijgt tot > 4V. Pin 1 van het IC levert deze

spanning aan de stopkring van het IC.

Herkennen van een onderspanning:

Van zodra de netspanning aan pin 14 van het IC daalt tot < 4V, schakelt het IC

t.

ui

Het sturen van T 60579:

De schakelcyclus wordt bepaald door de geïnte

greerde oscillator in IC 60550. Hij
is vastgelegd op 65 kHz.
Van zodra de secundaire voeding werkt zal de geïntegreerde oscillator in IC
61530 via TR 60520 de oscillat
De actieve periode van T 60579 kan door meerdere factoren bepaal

or van IC 60550 tot 85 kHz synchroniseren.

d worden:

1. De oscillator in het IC

2. De regelkring via TR 60520 en CIC 61530

3. De stroom door T 60579 gemeld aan pin 1 van IC 60550

4. De maximale oplaadtijd van CC 60559 aan pin 8. Deze start van zodra T

9 actief wordt. Indien deze transistor te laat of helemaal niet wordt

6057
uitgeschakeld stijgt pin 8 > 4V en schakelt het IC uit.

Lcd-training / K. Van den Broeck

23

De gelijkrichting in het secundaire gedeelte:

Tijdens de actieve periode van T 60579 bouwt zich een spanning op in het
secund

aire gedeelte van TR 60500. De diode, geïntegreerd in T 61522, wordt
geleidend.
Elco C 61517 laadt zich op via spoel L 61512. Nadat TR 60500 uitschakelt, wordt
de di

ode van T 61522 gesperd. Een rest energie is nog voorhanden in de
transformator.De ontstane spanningspieken, tijdens uit uitschakelen van de
transformator, worden door D 60581 en de extra wikkeling van de transformator
kortgesloten.

Tijdens de sperfase van T 60579 duwt het wegvallend magnetische veld van spoel
L 615

12 een stroom door de geïntegreerde diode in transistor T 61511 en

vervolgens in C 61517. Hierdoor ontstaat een quasi tweeweg gelijkrichting.

Het synchroniseren:

De uitgangsspanning aan de Elco C 61517 voedt o.a. het regel IC CIC 61530.
Indien de spanning

aan pin 3 > 9V, start het IC. De interne oscillator genereert
een frequentie van 85 kHz. De transistor T 60579 schakelt samen met T 61522
in. Het zich opbouwend magnetisch veld duwt nu een stroom in L 61512 en
vervolgens in C 61519. Indien, onder invloed van de fasetoestand van de
oscillator, T 61522 wordt uitgeschakeld, stopt eveneens de synchronisatie van
T 60579. In deze schakeltoestand is de geleidende periode en dus ook de
afgeleverde

energie het grootst.

De regelkring:

Ten einde de uitgangsspanning stabiel te houden wordt deze aan pin 13 van CIC
61530 permanent gecontroleerd. De geïntegreerde comparator vergelijkt de naar
5V gereduceerde 12V voedingsspanning met de interne 5V referentiespanning.
Van zodra de uitgangsspanning daalt of stijgt, zal de PWM modulator de
geleidende pe

riode van T 61522 heraanpassen en via de synchronisatie ook deze

van T 60579

Softstart:

De condensator aan pin 15 is hiervoor verantwoordelijk.

Tot zolang deze niet
voldoende geladen is zal de geleidende periode van beide schakel transistoren
kort zijn.

De beveiliging:

• Om te beletten dat de

schakeltransistor te hoge drain/source stroom moet

leveren, wordt de voedingsspanning via een RC kring aangeboden aan pin.

• Indien de ontstane zaagtand groter wordt dan 3,3V stopt het IC met

sturen.

•

Indien de spanning aan pin 3< 8,5V stopt het IC met sturen.

Lcd-training / K. Van den Broeck

24

Let op!

• Indien het IC CIC 61530 uitvalt, is de regelkring onderbroken waardoor

het

primaire IC naar zijn schakeltransistor T 60579 de maximale
geleidende periode instelt. De uitgangsspanning stijgt daardoor veel te
hoog!

• Indien de uitgangsspanning (+B) > 27V reageren de zehnerdiode CD

61501…06 waardoor de flip-flop, gevormd door de transistors CT
61501/02, omschakelt en via de optokoppler OK 60590 de voeding doet
uitschakelen.
Deze toestand verandert niet tot zolang het apparaat met de netschakelaar
wordt uitgeschakeld. Na het herinschakelen zal CC 61504 de flip-flop in
zijn oorspronkelijke stand brengen.

De geleverde stroom:

De voeding levert tot 9A/12V aan de +M bron.
Zonder geluid levert ze 4A en met geluid wordt dit 7A.
In beveiliging levert de voeding gemiddeld 100 ma.

Het LED blijft geel oplichten:

Nadat hij werd opgestart schakelt de µP de voeding in via de OK 60590. Tijdens
de initialiseringsfase

worden, met de hulp van CT 70572, de beide spanningen
+N en +Q op hun aanwezigheid gecontroleerd. De +F spanning wordt via de
"Reset Box" aan pin 5 van CIC 70760 gecontroleerd.

In het geval van een 16:9 scherm wordt een falende communicatie met de scaler
module via

de leiding "Reset Scaler" naar de µP gemeld zodat deze de voeding

uitschakelt. Het LED blijft geel pinken.

Nadat alle spanningen in orde zijn spert transistor CT 70572. Zowel aan pin 38
van stekker CBUPROZ1 als aan pin 5 van de µP CIC 80000 moet een "low"
aanwezig zijn in werking. Deze leiding wordt op het chassis met "U-control" en op
de processor module met "Power OK" vermeld.

Lcd-training / K. Van den Broeck

25

De secundaire spanningen.

Alle secundaire spanningen worden ui

De +N = 3,3V

t de 12V spanning gewonnen.

De +N spanning wordt via een down converter L 4978 vanuit de +M spanning
gewonnen. Pin 8 bepaalt de uitgangsspanning van 3,3V. Het IC begrenst de
uitgangsstroom tot max.2A bij een kortsluiting aan de uitgang. De zekering Si
1833 is om historische reden nog voorhanden maar zal bij de volgende modellen
verdwijnen.

Het opstarten:

Het IC bezit een interne 5,1V stroombron. Het IC start op van zodra de spanning
aan pin 2=5V. De condensator aan deze pin dient als Softstart.

De regelkring:

Indien de spanning < 3,3V wordt aan pin 8 dan
oscillatorzaagtand aangepast. Hierdoor vergroot de duty cycle van de PWM
modulator. De MOSFET in het IC schakelt langere tijd in en laadt C 61833 meer
op. Deze condensator levert op zijn beurt de nodige spanning aan L 61831 zodat
deze spoel zich magnetisch oplaadt. In de sperfase van de MOSFET valt dit
magnetische veld weg en de energie vloeit via D 61833 naar C 61833.

De rimpelspanning aan Elco C 61833 wordt via L 61831 en C 61831 afgevlakt.

De van de uitgang teruggevoerde spanning aan pin 8 wordt met de interne
referentiespanning van 3,3V vergeleken. Om
wordt de uitgangsspanning via CC 61835 teruggevoerd naar pin 6.

de MOSFET voldoende te voeden

wordt het snijpunt van de

Lcd-training / K. Van den Broeck

26

De +F = 5V

Deze spanning wordt met IC L 4973 gestabiliseerd. Dit IC werkt nagenoeg
identiek als dit van de 3,3V spanning. De uitgangsstroom bedraagt ca. 3,5A bij
5V spanning. De spanning wordt aan pin 13 ingesteld.
Indien de +N spanning uitvalt wordt de +F spanning eveneens uitgeschakeld met
de hulp

van CT 61821 aan pin 11.

De +Q = 8,5V

Deze spanning wordt via het stabilisator IC LM 317 vanuit de +M spanning
betrokken. Deze spanning voedt de analoge modulen zoals de tuner, videomatrix
en audio.

Lcd-training / K. Van den Broeck

27

De –R = -8,5V

Het IC MC 34063 inverteert de +12V naar –8,5V.
De uitgangsspanning aan pin 2 laadt spoel L 41111 op. De negatieve spanning
die aan

deze spoel ontstaat tijdens de sperfase van het IC wordt via een diode
naar de Elco geladen.
De massa-aansluiting (pin4) van het IC wordt aan de negatieve spanning
aangesloten. De

spanning aan pin 5 is door de spanningsdeler positiever dan
deze aan pin 4.
Indien de uitgangsspanning te negatief dreigt te worden dan schakelt de
comp

arator in het IC om en spert de uitgang (pin 2) zolang tot pin 4 en 5 =

1,25V.

Lcd-training / K. Van den Broeck

28

Algemeen blokschema van de voeding.

Kritische fouten bij de voeding

Indien een panel dankzij de beveiliging uitschakelt of indien er andere fouten
op

treden, zal de voeding hiervan vaak de veroorzaker zijn.

Naast de geleverde spanning moet de voeding ook de nodige stroom kunnen
leveren. En juist bij de stromen zit vaak een

onzekerheid. We vinden bv. een
defecte zekering op een panel maar kennen de waarde ervan niet door het
ontbreken van de documentatie, dus moeten we de benodigde stroom zelf eerst
uitzoeken.
Soms is het is niet duidelijk of de ingebouw

de voeding te weinig stroom levert, of

omdat de stroom in de schakeling te hoog is. In dit verband is het wenselijk om

Lcd-training / K. Van den Broeck

29

de spanning met de hulp van een externe voeding aan te brengen, wat in de regel
goed functioneert, indien onze voeding de juiste spanning en voldoende stroom
kan leveren.

Vaak is het verstandig om eens precies de benodigde stroom uit te zoeken.
In dit soort gevallen dient een weerstand in serie met de externe voeding of in
serie met de ingebouwde ze

kering geschakeld te worden om daarmee de

spanningsafval over deze serieweerstand te meten.

Het probleem daarbij is echter, dat een digitale multimeter te langzaam is om ook
de piekstroom te meten en een oscilloscoop niet zo eenvoudig aan deze
meetweerstand aangesloten kan worden. De meeste meetapparaten hebben een
interne beveiliging die met de massa van het apparaat verbonden wordt.
Daardoor wordt de voedingsbron in het apparaat met de massa kortgesloten.

Een kleine kneep(zie de afbeelding) maakt het mogelijk om ook met een
oscillos

coop deze spanningsafval te meten, en de stroom in de leiding ook in de

piek te meten en vast te stellen.

Met kanaal 2 meet je best de bedrijfsspanning, druk op de inverteringstoets en
voeg deze waarde toe aan de spanning in kanaal 2. Deze beide spanningen
worden van elkaar afgetrokken en het display laat nu een nulwaarde laten zien
indien de scoop op beide kanalen DC-matig gelijk is ingesteld en via de
ingedrukte inv-toets met gelijke ingangsversterking wordt ingeschakeld.

Indien aan de weerstand waarover wij meten (zie de afbeelding) ee

n spanningsval
ontstaat die, afhankelijk van het verbruik varieert, dan wordt deze dankzij deze
meting zichtbaar. Nu kunnen we dank zij de spanningswaarde X de
weerstandswaarde uitrekenen en aldus de stroom bepalen.
Zowel de piekspanning als de piekstroom is nu zichtbaar, zodat de maximale
stroom kan vastgesteld worden.

Een weerstand van 1 Ohm met een spanningval van 1 Volt komt overeen met een
stroo

m van 1 Ampère. Het maakt niet uit, hoe hoog de waarde van de weerstand
is die we gebruiken zolang de schakeling nog goed werkt. We rekenen het
eenvoudig uit.

Deze meetmethode om de stroom te bewaken is interessant indien er twijfe

l is of
er in het stroomcircuit iets verandert door bv. op de printplaat te kloppen om
onderbrekingen te controleren of om een motor te meten die tijdelijk een
kortsluiting heeft.

Lcd-training / K. Van den Broeck

30

De digitale verwerking van het videosignaal.

Blokschema van het signaal gedeelte en de µP

Lcd-training / K. Van den Broeck

31

De werking van de Falconic Video module van fabrikant Infineon.

De opdracht van deze module bestaat er in om het FBAS, Y C of RGB signaal om
te vormen tot een RGB signaal i
ook wel "non interleace" of "progressive scan" genoemd. Dit betekent dat vanuit
een Pal signaal met 288 zichtbare lijnen per half beeld een volbeeld wordt
samengesteld met 576 lijnen.
Dit betekent eveneens dat de beeld wisselfrequentie overgaat van 25 naar 50 Hz
en de lijn wisselfrequentie van 15625 naar 31250 Hz.

et oplossende vermogen van een 20" scherm (4:3 formaat) is in de regel 640 x

H
480 (VGA). Dit betekent dat de 576 zichtbare lijnen
lijnen. De 96 ontbrekende lijnen worden bij de 480 lijnen geïnterpoleerd. Deze
procedure gebeurt in IC CIC 70800.

Het oplossende vermogen van een 20" scherm (16:9 formaat) is in de regel 1280x
768 (XVGA). Bij dergelijke apparaten levert de Falconic modul
576 lijnen.

Lcd-training / K. Van den Broeck

n "volbeeld" mode. Een dergelijk signaal wordt

omgevormd worden in 480

e een volbeeld met

32

De module heeft nodig:

1. +N = 3,3V, meetbaar aan pin 10 van CIC 70710 of pin 1 van CIC 70845

2. +F = 5V; meetbaar aan pin 69 van CIC 70710 of pin 51 van CIC 70845

3. +Q = 8,5V; meetbaar aan CR 70864

4. I²C bus; meetbaar aan pin 67/68 van CIC 70845

5. FBAS signaal; meetbaar aan pin 73 van CIC 70845.

De module levert:

1. H-out (31250 Hz) meetbaar aan pin 9 van CIC 70845

2. V-out (50 Hz) meetbaar aan pin 64 van CIC 70845

3. Reset Box : meetbaar aan pin 5 van CIC 70845

4. RGB uitgangssignaal: meetbaar aan de pinnen 141 – 143 van CIC 70845

5. Lijnsynchronisatie impuls voor de di

6. Dimmer voor de displayverlichti

splay: meetbaar aan MP 137

ng meetbaar aan MP 135.

De werking van de kleurdecoder CIC 70710 VPC 32300

Het FBAS signaal aan pin 73 wordt digitaal omgevormd en aangeboden aan een
digita

le kamfilter. Aan de uitgang van de kleurdecoder zijn de signalen Y, U en V
beschikbaar. In het IC worden de signalen in 8 bit geformatteerd en als een
datapakket met de naam ITU 656 verzonden naar de BESIC chip CIC 70770.

De werking van de BESIC chip CIC 70770 SAA 4979

Deze chip doet een groot aantal zaken die bij een 100 Hz TV nodig zijn, met
name: ruiso
MHz).
Verder levert het IC ook de synchronisatie signalen
horizontale (31250 Hz) synchronisatie.

nderdrukking, CTI en LTI, sampling rate converteren (van 27 --> 32

voor verticale (50 Hz) en

De werking van de Falconic chip CIC 70800 SAA 4994

Deze chip is de signaalprocessor voor de vi
halve beelden (met lijnensprong) in volle beelden om te vormen (zonder
lijnensprong). Zoals al eerder gemeld, gebeurt dit door interpolatie.

Vervolgens worden de bewegingen binnen een frame opgespoord
bewegingsvectoren en in het signaal ingepast ten einde schokkende bewegingen
(vooral bij schuin verlopende lijnen) verregaand te vermijden. Hetzelfde geldt
trouwens voor lopende ondertitels.

deosignalen.Hij wordt gebruikt om de

via

Lcd-training / K. Van den Broeck

33

De werking van de displaysturing en de afbuiging door IC 70845 DDP3310 _

Een dergelijk IC wordt door meerdere fabrikanten gebruikt voor het aansturen
van de afbuiggenerat
Omdat in een LCD TV geen afbuiging voorhanden is, wordt dit IC enkel
aangewend
te passen. Indien voorhanden kan een VGA signaal (640x480) eveneens door dit
IC worden verwerkt.

Het Falconic IC levert het 8 bit signaal samen met het 8 bit UV multiplexsignaal.

e signalen worden over een aparte databus bezorgd. Via een D/A worden de

Beid
Y, U, V signalen analoog zodat de instelling van contrast, helderheid en saturatie
kan gebeuren. De daarop volgende matrix zet de signalen om naar RGB.

De beide RGB schakelaars maken het mogelijk om tussen diverse bronnen te
schak

Verder bezit het IC nog een PW modulator voor de sturing van de
het display. Dit wil zeggen dat de helderheid op 2 wijzen wordt geregeld. Een
maal via het RGB signaal en andermaal via het gedeeltelijk dimmen van de
achtergrondbelichting (optioneel).

Het afbuiggedeelte in het IC wordt gebruikt om een H-impuls te g
meetbaar aan pin 8. Het wordt gesynchroniseerd via het H-impuls van pin 9.

om de RGB signalen van videotext en OSD in het bestaande beeld in

elen zoals Text, OSD of VGA.

ors en de beeldbuis.

helderheid van

enereren.Het is

De werking van de A/D convertor CIC 74330 : AD9883

Dit IC heeft als opdracht om het RGB signaal van de Falconic module in 3 x 8 bit
parallelle data om te
(TV) naar 640 pixels (display).

Omdat het progressive scan beeld met dubbele lijnfrequentie gestuurd wordt is
de periode van één zichtbare lijn = 26µsec.
Tijdens deze periode moeten er 640 pixels ge
samplingfrequentie is dan 26µs ./. 640 = 40,625ns ofwel 24,6 MHz.
Het TV signaal van een zender is zodanig ingedeeld dat de beeldbuis aan de
randen ne
eveneens voor een LCD scherm. Omdat er geen amplituderegeling is zoals bij een
beeldbuis, wordt de samplingfrequentie met 5% verhoogd. Dit wil zeggen: 24,6 x
1,05 = 26,88 MHz.
Dit signaal wordt met de lijnfrequentie gekoppeld in een
om moirée effecten in het beeld te vermijden.

t overschreven wordt waardoor onzuiverheden niet opvallen. Dit geldt

vormen.Hier gebeurt de omvorming van 720 pixels, per lijn

schreven worden. De nodige

I²C gestuurde PLL kring

Lcd-training / K. Van den Broeck

34

De werking van de nieuwe Video processor convertor

CIC 74200: VPC 3230D

Deze 80 pins processor zet het analoge videosignaal en RGB signaal, afkomstig
van de scartpluggen, om in een 8bit digitaal signaal.
Via de uitgangen Y1—7 wordt het digitale videosignaal doorgestuurd naar de
scaler sturing.

IC is optioneel en is dus niet bij alle modellen aanwezig.

Dit
Het IC wordt gevoed met 5V en 3.3V

Lcd-training / K. Van den Broeck

35

De werking van de nieuwe DVI-RGB convertor.

CIC 74300 : AD 9882

Het DVI signaal , afkomstig van de DVI plug w
het IC AD 9882 aangeboden.
Dit IC zet het DVI signaal om naar een 8 bit digitaal RGB signaal.
Inwendig bezit het IC een DVI receiver gekoppeld aan een HDCP kopieer
beveiliging.
De voeding van het IC is 3.3V
De systeemparameters van de DVI stekker worden tijdelijk opgeslagen in het
geheugen CI

Lcd-training / K. Van den Broeck

C83 (M24C08 )

rdt via stekker DVI comp1 aan

o

36

De scaler.

Het probleem Het display scherm dat hier besproken wordt heeft een

oplo

ssend vermogen van 1280 pixels per lijn bij 768
lijnen.Daardoor is dit scherm geschikt voor X-VGA
toepassingen op computer.

Een TV beeld in Pal is samengesteld uit 720 pixels per lijn bij
576 zichtb
vermogens geen juiste verhouding bestaat, moet er een
aanpassing volgen via een rekenproces.

Niet alle Pc’s kunnen het oplossend
aan, zodat ook in dit verband dient omgerekend te worden, te
meer omdat beide systemen (PC en TV) parallel aan het TV
apparaat kunnen worden aangeboden.

De oplossing De A/D convertor CIC 74330 krijgt het OSD/TXT resp. TV

signaal in RGB vorm via stekker CBU_SCAV.

Het IC 74330 levert op zijn beurt een RGB signaal van 720
pixels per lijn in 8 bit

Omdat het CIC 74500 niet in RGB maar in YUV werkt,
moeten de
RGB naar YUV (16 bit breed voor Y en 8 bit breed voor UV)
wordt door CIC 74440 gedaan. Vervolgens lopen de data door
CIC 74500 naar een videogeheugen.

Dit videografisch en AUX-geheugen heeft een capaciteit van
80 MBit

Omdat de beelden in "real-time" moeten verwerkt worden is
er een dat
Falconic module tot niet-geïnterlinieerde beelden werden
omgevormd, worden deze beelden in een ritme van 20 msec.
Ingeschreven in de geheugens van de scaler. Een risk-µP met
hoge rekencapaciteit rekent de aangeleverde pixels/lijnen om
tot vaste formaten. Deze zijn:16:9; 4:3; double-window en
PiP.

Het grafisch geheugen De RGB signalen, afkomstig van een PC worden vanaf

are lijnen. Omdat tussen beide oplossende

vermogen van 1280/768

opl

ossend vermogen.

signalen omgevormd worden. De omvorming van

(CIC 74600-605 en 610).

abus van 80 MBit breed voorzien. Nadat ze in de

VGA-ingang aan de A/D omvormer CIC 74230 en

de
later aan de geheugens aangeboden. Het omvormen
van RGB naar YUV gebeurt in CIC 74500.

Omdat er voor latere uitbreiding ook nog externe YUV
ingangen voorzien worden, zijn er 3 cinch ingange

n
verbonden met de VGA ingang. Via CT 29572 … 29593
kan de VGA bus uitgeschakeld worden. Indien er een
Y, UV signaal aan de ingang verschijnt, wordt de Y, UV
Matrix in CIC 74500 overbrugd.

Lcd-training / K. Van den Broeck

37

Het uitgangssignaal, afkomstig van het grafische
geheugen, wordt met de hulp van een krachtige
microprocessor in CIC 74500 omgevormd tot een
oplossend vermogen van 1280 x 768 voor de display.

Na het scalen in CIC 74500 volgen de analoge
regelingen zoals contra

st, helderheid en saturatie. Om
niet lineaire regeling te vermijden wordt er met 10 Bit
breedte gewerkt.
Omdat de data in YUV beschikbaar zijn, kunnen het
zwart/wit contrast en de kleursaturatie afzonderlijk
ingesteld worden in tegenstelling tot RGB signalen.

De scaler werkt met een aparte microcomputer CIC

74870. Zijn opdracht bestaat erin om de juiste IC's van
de scaler module in te schakelen om de gewenste
kleursignalen te sturen. Het programma van deze µP
zit opgeslagen in het Flahs geheugen CIC 74830. In het
EEPROM CIC 74850 zijn de parameters van alle
displaytypes opgeslagen. Omdat deze µP niet over een
I²C bus beschikt, wordt tussen de centrale µP CIC
80000 en de µP van de scaler een derde µP CIC 72510
gevoegd.

Deze µP heeft als opdracht om de I²C signalen,

mstig van de centrale µP, om te vormen tot seriële

afko
(RS 232 norm) bevelen van het formaat TxD en RxD
(transmit en receive data).

Dithering Nadat de analoge instellingen volbracht zijn worden de YUV

signalen omgevormd tot RGB signalen (10 Bit).
Met de hulp van een "Dithering" schakeling wordt de data
van 10 naar 8 Bit teruggebracht. De "Dithering" schak

eling
zelf vermindert de steile kanten van het beeld door een "jitter­effect" op te wekken. Dit heeft tot gevolg dat vlakken waarin
veel grijs- en zwarttinten voorkomen minder uitgesproken op
het scherm verschijnen wat het verwachtingspatroon van het
menselijke oog ten goede komt.

Via het display interface zijn de digitale RGB data
beschikbaar voor de sturing van de display. Zij worden
begeleid door sync-signalen OP_Hsync, OP_Vsync, OP_Enable
en OP_Field. Omdat de displays werken met andere signaal­en synchronisatie-ingangen, passen display fabrikanten meer
en meer de "LVDS" norm toe om dit probleem te behandelen.

Lcd-training / K. Van den Broeck

38

De werking van de nieuwe Scaler interface module.

CIC 74400-2 : SVP_EX 52

Dit scaler IC bestaat uit twee delen.
Het hierboven vermelde gedeelte vormt alle inkomende analoge Y/C en RGB
signalen (zowel van
digitale RGB signalen.Hiervoor is er intern een NTSC/PAL/SECAM decoder
aangebracht.
Het verwerkt tevens alle digitale RGB signalen, afkomstig van de DVI module.
Intern is er eveneens een PIP schakeling toegevoegd.
Tevens zorgt dit IC voor de omvorming van het geïnterlinieerd signaal naar e
progressief gescand signaal, samen met een bewegingsdetector voor de nodige
omvorming naar extra Macroblokken voor een vloeiende beweging .
De TXOUT 0--4 uitgangen van het IC worden doorgestuurd naar het Display
gedeelt
De voeding van het IC gebeurt met 3.3V en 1V.
De spanning van 1V wordt door CIC74420 (LD1085ADJ) gestab

e via de stekkers CST_DIS 1-3

de scart- als de SXGA signalen van de PC) om tot 8 bit

en

iliseerd.

Lcd-training / K. Van den Broeck

39

De werking van de nieuwe scaler control module.

CIC 74400-1 : SVP_EX 52

Dit gedeelte van het IC bereidt de sturing voo
scaler.
Hiertoe is er een intern rekensysteem aangebracht dat de Data herschikt om in
“real time” het geheug
Het IC wordt gevoed met 2.5V en 3.3V.
De schakeling met CT 74504/74506/74508 stuurt aan de uitgang het “DIM”
comman
Via het PMW signaal aan de ingang wordt de helderheid van het display
veranderd.

Lcd-training / K. Van den Broeck

do naar het Display.

en te schrijven en te lezen.

r naar het geheugen IC van de

40

De werking van de nieuwe scaler memory module

CIC 74630 : K4D263238E

Dit IC van Samsung heeft een geheugencapaciteit van 134.217.728 Bit.
Het werkt met 4 geheugenbanken van telkens 1.048.576 Byte.
De maximale datarate per pin kan oplopen tot 900Mbit.
Het IC wordt apart gevoed met een spanning
CIC 74610 en CIC 74620 (KF25BD)

Lcd-training / K. Van den Broeck

van 2.5V, geleverd door twee IC’s

41

De LVDS Display driver.

LVDS staat voor “low voltage differential signalling”.

De driver module is samengesteld uit een receiver en een transmitter.
De v

an de scaler afkomstige datasignalen worden in een tijdelijk geheugen van
(minimum) 60Mbit on
Vervolgens worden de datasignalen met de hulp van een µprocessor
doorgestuurd naar de

De voordelen van een LVDS driver t.o.v. de eerder aangewende RS422 bus zijn

rt samen te vatten:

ko

1. Een extreem hoge datasnelheid van 110Mpbs tot een kabellengte van max.

1m.(

40Mbps met een RS 422 bus)

2. LVDS transmitters en receivers verbruiken zéér weinig vermogen.
De voedingsspanning is slechts 2V

3. De high/low bevelen gebeuren met een kleine spanningssprong van amper

350m

V.(3V bij de RS 422 bus)

Het 24 Bit uitgangssignaal van CIC 74500 samen met de sync.
De signalen worden aan elkaar gekoppeld in de LVDS-driver CIC 74720. Aan de
uitgang hebben de signalen een amplitude van 400mV.

Voorbeeld van een screen driver module

dergebracht.

verschillende elektroden van de display.

Lcd-training / K. Van den Broeck

42

Blokschema van de LVDS driver module FPD87352CXA van National
Semiconductor

Figuur 1

Lcd-training / K. Van den Broeck

43

Figuur 2

Lcd-training / K. Van den Broeck

44

Blokschema van de scaler en de driver.

Lcd-training / K. Van den Broeck

45

Hoe functioneren de verschillende invertersystemen?

De inverter dient er eenvoudig gezegd voor een gelijkspanning van meestal 12 V, 24
V en soms 36 V in een hoogfrequent(40 – 60 kHz) wisselspanning om te zetten. De
hoogte van de wisselspanning hangt o.a. af van de soort CCFL buizen(cold cathode
fluoressentie lamp).Ze wordt gebruikt voor het ontsteken van de CCFL lamp (1000 –
2000 V) en levert daarna de werkspanning voor de lamp (400 – 900 V).
In de praktijk zijn inverterboards vaak veel complexer en hebben nog meerdere
functies zoals b
met veiligheidsschakeling en een frequentieregeling voor extra flikkervrije belichting.
In onderstaand blokschema is af te leiden, welke verschillende invertersystemen

op dit moment in gebruik zijn.

er
Momenteel zijn de volgende systemen be
Integrated Power Solution en Master & Slave inverters.
Deze drie invertersystemen onderscheiden zich in technologie:

v. de helderheidregeling, doorgangstroommeting van CCFL buizen

kend: standaard-inverter, LIPS = LCD

Lcd-training / K. Van den Broeck

46

Standaard-inverter

1 Invertertrafo per CCFL lamp

Gebruikt in:

+ 23” ~ 37” CCFL LCD TV’s

Eigenschappen

+ Hoge efficiëntie
+ Lage temperatuurafgifte < 35 °C
+ Kleine inbouwhoogte < 8 mm
+ Geïntegreerde Burst-Sync functie

Standaard-inverter

1 invertertrafo voor meerdere CCFL lampen

Gebruikt in:

+ 23” ~ 37” CCFL LCD TV’s

Eigenschappen:

+ Hoge efficiëntie
+ Lage temperatuurafgifte < 35 °C
+ Kleine inbouwhoogte < 12 mm
+ Geïntegreerde Burst-Sync
+ Geringe productiekosten

Lcd-training / K. Van den Broeck

47

16 CCFL-Trafos voor 16 CCFL-lampen
8 CCFL-Trafos ‘voor 16 CCFL-lampen

LIPS = LCD Integrated Power Solution

Het gaat hier om een zogenaamde LIPS inverter. Op dezelfde print zitten de
voeding en de inverter. Deze combinatie van

normaal afzonderlijke componenten
wordt hoofdzakelijk bij LCD TV’s en LCD monitoren met een klein beeldscherm
gebruikt, maar enkele CE fabrikanten gebruiken deze al in 32“ LCD TV’s. Met deze
combinatie kunnen de productiekosten lager gehouden worden.

Gebruikt in:

+ 23” ~ 32” CCFL LCD TV’s

Eigenschappen:

+ Complete voedingsverzorging
+ Eenvoudiger proces bij assemblage
+ hoge efficiëntie
+ Lage temperatuurafgifte < 35 °C
+ Kleine inbouwhoogte < 12 mm
+ Geïntegreerde Burst-Sync functie
+ Lage productiekosten

Master & Slave Inverter

Veel panels met grote beeldschermen werken met het Master-Slave principe. De
inverterboards zijn on
Bij reparatie van de inverter wordt sterk aangerade

derling verbonden.

n, alle printen te vervangen.
Alleen zo kan gegarandeerd worden, dat het panel foutloos functioneert en daarmee
de betrouwbaarheid van de LCD-TV.

C

Lcd-training / K. Van den Broeck

48

Type

Double Driving
Gebruikt in:

+ 37”~47” CCFL LCD TV’s

Master

B
ad

Eigenschappen:

+ Hoge efficiëntie
+ Double Side Driving
+ Lage temperatuurafgifte < 35 °C
+ Lage inbouwhoogte < 12 mm
+ Geïntegreerde Burst-Sync functie
+ Geringe productiekostenType

Bala

nce Board (L Type & C Type)

Gebruikt in:

32”~47” CCFL LCD TV’s

Eigenschappen:

Lcd-training / K. Van den Broeck

49

L Type:

Lage inbouwhoogte < 7.5 mm

C Type:

Hoge betrouwbaarheid
Lage productiekosten
Lage inbouwhoogte < 6 mm

L
Type
Master

Master & Slave Inverter W/O Balancer en voor EEFL-buizen
Gebruikt in:

26”~42” LCD TV’s (met CCFL & EEFL)

Eigenschappen:

+ Hoge efficiëntie
+ Lage temperatuurafgifte < 35 C
+ Geïntegreerde Burst-Sync functie
+ Lage productiekosten
+ Kleine afmeting

Lcd-training / K. Van den Broeck

50

Inverters en lampen kunnen hersteld en vervangen worden.

Er werd al vaker over de achtergrondverlichting in TFT-apparaten gesproken
waarbij de inverter als hoogspanningsvoeding de oorzaak van het probleem was.
Gelukkig zijn deze inverters vlot leverbaar.

De inverter is inderdaad vaak de oorzaak. Maar ook de eerste CCFL-lampen in
het panel beginnen zo langzamerhand uit te vallen. De aangegeven levensduur
schommelt tussen de 10.000 en 50.000 uur.

Een eenvoudig rekensommetje leert ons hoe lang ze echt meegaan. Men zegt dat

10.000 uur overeenkomt (bij dagelijks gebruik van 4 uur) met ca. 4 jaar. Anders
gezegd, slechts 4 jaar! Dat betekent voor ons, dat na 4 jaar de buizen defect
kunnen gaan.

Door de monitorreparaties, en soms al bij LCD-TV’s is bekend, dat de buizen
vervangen kunnen worden, ook al raden enkele fabrikanten dit af en wijzen op
een stofvrije ruimte of zeggen dat de lampen een gegoten geheel zijn.

Indien het onderdeel ( hier dus een compleet panel) leverbaar is voor een redelijke
prijs, dan hebben we daarmee geen probleem. Het zal in zijn geheel worden
vervangen. Maar laten we daar niet te lang bij stil staan, want dat zal meestal niet
het geval zijn.

Daardoor kunnen we dus niet anders dan de defecte componenten vervangen.
Dus openen we het panel en vervangen de buis zoniet moeten we het apparaat
weggooien.

Enerzijds zijn al veel buizen beschikbaar.
Anderzijds moeten we bij deze lampen letten op
de prijs .We hebben geen probleem als er
slechts 1 of 2 buizen vervangen moeten
worden.

Maar moeten we 16 buizen vervangen, dan is
de prijs wel belangrijk De ervaring leert ons dat
onderdelen aanbieders een staffelprijs hanteren
voor een complete lampenset. Uitkijken is dus
de boodschap.

Je stelt jezelf de vraag: Moet ik alleen de
defecte buis vervangen of is het beter om alle
buizen ineens te vervangen. Het advies is dus
om alle buizen ineens te vervangen, want een

lamp met exact dezelfde kleur zullen we bijna
zeker niet vinden. Vergeet niet dat ondertussen alle andere buizen even oud zijn.
Je mag dus verwachten dat deze lampen binnen enige tijd eveneens defect zullen
zijn. Zij zullen in ieder geval al niet meer dezelfde helderheid en kleur hebben als
toen ze nog nieuw waren. De achtergrond verlichting in de vorm van een Cold
Cathode buis zal voorlopig nog wel even worden gebruikt door de verschillende
fabrikanten. De LED als achtergrondverlichting heeft de LCD-markt nog maar net
veroverd.

Lcd-training / K. Van den Broeck

51

Voorlopig ziet het ernaar uit dat de vandaag verkochte apparaten binnen 3à4
jaar nog een groot gedeelte van de reparaties voor hun rekening zullen nemen.

Inverterboard voor meerdere merken inzetbaar.

Onderstaan schema is een standaard voorbeeld dat bij veel andere inverters
terug te vind
bruikbaar zijn!. Deze inverter werkt met een automatisch startende oscillator met
2 vermogentransistors(Q51 en Q52) en 3 aansluitingen aan de primaire
stuurwikkeling van de trafo. De beide buitenste aansluitingen van de trafo
dienen als meekoppeling.
Aan de hoogspanningszijde loopt de stroom, per wikkeling, door e
CCFL lamp via een meetweerstand naar massa.

Er worden 2 hoogspanningstrafo’s gebruikt, met elk 2 wikkelingen en dus totaal
4 CCFL aansluitingen
techniek wordt in veel inverters toegepast. De weerstand is, afhankelijk van het
apparaat, tussen de ca. 220 Ohm tot 1 kOhm. Afhankelijk daarvan kan de
lampenstroom berekend worden.

In dit apparaat wordt de stroom van de 4 lampen naar 2 IC’s (IC52+53) geleid.
In deze IC’s bevinden zich telkens 2 Mosfet schakelaars die door de
lampenstroom aange
51(DC-DC converter) gaat het circuit naar Q55, Q54 en Q53, waarna de
resonerende eindtrappen, afhankelijk van de gevraagde helderheid, een hogere of
lagere spanning in de trafo sturen.

Ook deze techniek wordt in veel inverters gebruikt en werkt als een geschakelde

ing.

voed
Q53 werkt als PWM-schakelaar samen met de driver, gevormd door het
transistorpaartje Q54 en Q55.
D55+

D56 werken als Schottky-Diodes .
Spoel L52 met C69 vormen samen een Step Down converter die de gewenste
spanning in
Aan de weerstand van 2,2 kOhm(pin4) kan U, ingeval van een reparatie, een
externe vo

en is. Daarom kan dit schema ook bij andere apparaten goed

en aangesloten

en ook 4 weerstanden voor de stroommeting. Deze

stuurd worden. Deze 4 schakelaars liggen in serie. Via IC

stelt. Pin 4 van IC51 regelt de helderheid van de backlight.

eding aansluiten om de werking van de inverter te testen.

Lcd-training / K. Van den Broeck

52

Lcd-training / K. Van den Broeck

Lcd-training / K. Van den Broeck

53

53

Is de CCFL lampenstroom correct?

Tips om de lampenstroom in een CCFL lamp te meten ...
In de komende maanden zullen de CCFL lampen va
problemen veroorzaken door uitputting van het materiaal in de lamp.
Bij laptops en LCD-monitoren is dit immers al langer het geval. De
mestvoo

rkomende fout is het uitvallen van het inverterboard .
Ook de aansturing van een inverterboard kan door enkele m
worden. In veel gevallen kan de goede werking van de bedrijfsspanning, de
Enable-ingang en de dimming gecontroleerd worden.

Ook een CCFL extern aansluiten is mits enkele ingrepen mogelijk.

Tot nu toe hebben we, met veel moeite, de gegevens v
aangegeven maximale lampenstroom gevonden. Deze lampenstroom en andere
gegevens over de CCFL-lamp, die we bij een reparatie moeten controleren, waren
erg lastig te achterhalen. Het zoeken van de datasheet van het panel op internet
was meestal de eerste uitdaging.

Bij een reparatie dient uitgezocht te worden of het pro
achtergrondverlichting, een verkeerde aansturing van het mainboard of een
verkeerde aansturing van de inverter van het signaalboard.
De spanningen en aansturing van het inverterboard controleren, zoals de
voedingsspanning (meestal 12 V, bij grotere beeldschermen 24 V en zelden 36 V).

n de eerste generatie flat tv’s

etingen vastgesteld

an de fabrikant over de

bleem schuilt in de

Ook de On / Off aansluiting, respectievelijk de Enable-ingang, kan de inverter
dwingen om het scherm donker te schakelen. Hiervoor zijn veel modules actief en
deze worden ingeschakeld bij 5 V.

Wilt u een module eens extern aansluiten dan moet u hier dus 5V
gebruiken. Veiligheidshalve is het beter altijd met een weerstand van min.
2,7 K Ohm in serie te werken, zodat er niets beschadigd kan worden.
De stroom voor deze stuuringang zal ondanks de weerstand voldoende zijn.

Hetzelfde geldt voor de DIM-ingang. Als u hier een keer extern wilt aansturen,
dan is het raadzaam om eveneens de serieweerstand aan te brengen. De DIM­ingang is vaak bij het aansluiten van 0 V op maximale helderheid ingesteld.

Deze controles duren te lang, om een achtergrondbelichting te laten werken. Na
de controle van de boven beschreven spanningen moet eventueel eerst nog de
inverter gerepareerd worden.

Indien we de achtergrondverlichting extern willen inschakelen, is het aan te
raden om slechts 1 CCFL-buis uitwendig aan te sluiten en daarna het apparaat
zelf in te schakelen. Dit kan op een veilige wijze gebeuren met een externe
lampentester die in de onderdelen handel verkrijgbaar is.

Zien we nu wel beeld (natuurlijk niet met de maximale helderheid) als we
maar één CCFL van de vele hebben ingeschakeld, dan weten we dat de rest van
het apparaat goed werkt!

Hebben we nu vastgesteld, dat de fout op het inverterboard te zoeken is, dan
weten we al heel wat meer. De volgende logische stap is nu het één na één
aansluiten van alle lampen om hun werking te controleren. Hierdoor vermijdt
men dat een defecte buis de inverter uitschakelt via de beveiliging.
De reden is logisch. Indien de trafo zonder belasting werkt, dan zou aan de
hoogspanningszijde geen stroom vloeien, waarbij de spanning stijgt en hierdoor
een vonk veroorzaakt. Dit moeten we voorkomen. Daarom testen we eerst met de
tester alle lampen op functionaliteit.

Lcd-training / K. Van den Broeck

54

Ook de stroom van de buis kan veranderen wanneer de CCFL-buis veroudert,
terwijl de andere nog goed functioneren. Het is aan te raden de eigen 12 V
voeding van het testapparaat zelf te controleren op gebied van
stroomsturing. Het gaat er om de CCFL-lampen met elkaar te vergelijken. Hebt
u bv. een 5 W CCFL op 1000 V voedingsspanning, dan heeft u omgerekend bij 12
V een stroom van ca. 0,4 A.

Natuurlijk is de stroom van de CCFL ook direct aan de hoogspanningszijde
meetbaar. Hier moet u rekening houden met het feit dat sommige circuits
capacitief gekoppeld zijn en dus belast worden onder invloed van een
aangesloten meetapparaat.

Gebruikt u echter een 100 Ohm weerstand in serie met een buis, dan komt dit
overeen met een AC-spanningsval van 0,5 V en een stroom van 5 mA. Het AC­meetapparaat zal dus geen of nauwelijks een capacitieve belasting veroorzaken
en dan is deze waarde ook meetbaar.

5mA komt overeen met: 5 mA x 1000 V = 5 W
5 W is een standaard – CCFL-buis die veel gebruikt wordt.
Indien u een CCFL-buis die 6 W of 7 W verdraagt voedt met een stroom van
5mA, dan licht deze lamp op met minder helderheid maar ze brandt.
Indien u echter een CCFL-buis, die maximaal 5 W verdraagt, met een hogere
stroom voedt, dan brandt deze erg fel en veroudert snel.
Daarom de tip om de controle op deze plaats serieus te nemen!

Lcd-training / K. Van den Broeck

55

Apparaat laat kort beeld zien en schakelt daarna uit

Veel TFT – apparaten zijn met de klacht: „Apparaat geeft kort beeld en schakelt
daarna uit" bij de technische dienst binnengebracht. Bij deze klacht kunnen veel
oorzaken optreden. Een eerste mogelijkheid is de Main-processor die een fout
herkent en uitschakelt. Een andere mogelijkheid is te wijten aan de voeding die
haar spanningen en stromen niet goed instuurt en daardoor een reset
veroorzaakt. Maar ook de achtergrondverlichting kan een fout herkennen en
daardoor uitschakelen.

Juist in deze omstandigheden verwacht de consument vaak dat wij meteen en
zonder het apparaat los te schroeven de oorzaak vinden en een prijsopgave
kunnen maken. Dit is natuurlijk in de meeste gevallen niet mogelijk, en in
ieder geval onder voorbehoud. De fout moet een seriefout zijn die in de
reparatieforums bekend is. Dit is echter bij de platte beeldschermen niet vaak
het geval!

Het is belangrijk om weten of bv. de rest van het apparaat nog in orde is als de
voeding zonder hoofdbelasting draait. Omdat de inschakelstromen en de
belasting van de inverter, samen met de voeding van de
achtergrondverlichting, een groot deel van de totale stroom vergen, is het goed
om in dit geval de serieweerstand weg te halen.

De vraag is: kan ik dit zonder gevaar doen?
Werkt het apparaat nog als ik de inverter tijdelijk uitschakel, of wordt er dan een
veiligheidsmodus ingeschakeld?
Deze bedenkingen zijn ook gerechtvaardigd en enkele apparaten schakelen
hierdoor daadwerkelijk in veiligheidsmodus. Maar zover bekend gebeurt dit maar
bij een gering aantal apparaten. De meeste apparaten blijven werken zonder
inverter.

Wat willen we met deze test bereiken?
We willen zien of de rest van het apparaat nog werkt of nu pas inschakelt.
Schakelt het apparaat bv. niet meer uit, werkt nu het geluid, of knipperen de
LED’s niet meer, dan weten we al heel wat meer. Deze test kan dus erg
waardevol zijn.

Nog mooier is het als we één CCFL-buis kunnen inschakelen en dus een beeld
zien met weliswaar weinig licht. Daardoor kunnen we het panel, het mainboard
met de signaalverwerking en de aanpassing van de signaaloverdracht door de
scaler controleren. Stellen we vast dat de rest van het apparaat nu goed werkt,
dan zijn we al een grote stap verder. Deze procedure heeft zich bij veel
reparaties als goed hulpmiddel bewezen en bijgedragen om de fout te vinden.

Lcd-training / K. Van den Broeck

56

Testmogelijkheid in TFT - apparaten

Op deze afbeelding werd de achtergrondverlichting extern aangesloten met de
hulp van een lampentester of een PIEZO inverterboard. Deze testopstelling kan
aangewend worden om het gedeelte van de achtergrondverlichting extern te
testen. In veel gevallen kunnen we dan beeld zien en dus de rest van het
apparaat controleren.Om deze print snel te gebruiken is het aansluitschema van
het panel handig.
Deze afbeelding maakt het snel in gebruik nemen eenvoudig:
Geel=12V
Zwart = Massa
Blauw op Massa aangesloten betekent maximale helderheid
Rood= High = On (4...5V)

Als u alles op deze wijze aansluit kunt u de testopstelling met uw externe
voeding snel doorvoeren. Met deze testopstelling kunnen we natuurlijk ook de
spanning en de volledige belasting van het te repareren apparaat testen samen
met het ON / OFF commando en het dimsignaal. Het testen van een PWM
dimmer is met deze module eveneens mogelijk.

Lcd-training / K. Van den Broeck

57

p

p

p

De verschillende pixelfouten en hun beoordeling volgens de ISO norm 13406-2.

Pixelfout type 1

Een pixel is steeds aan.

ixel blijft wit.

De

Pixelfout type 2

Een pixel blijft steeds uit

ixel blijft zwart.

De

3 subpixels

ofwel

ixel

1

Pixelfout type 3

Een van de subpixels blijft

flikkert

aan of

Pixelfout1 pixelfout 2 pixelfout 3 en 4

Pixelfout type 4

Een van de subpixels blijft

er of knippert

donk

Klasse 1 0 0 0

Klasse 2

2

2

5

K

lasse 3 5 15 50

K

lasse 4 50 150 500

K

lasse 1 apparaten: beeldschermen voor office toepassing.

Klasse 2 apparaten: beeldschermen voor algemene toepassi

ng

Klasse 3 en 4 apparaten: voor specifieke doeleinden

D

e LCD schermen behoren tot de klasse 2 groep.

Lcd-training / K. Van den Broeck

58

Praktische tips bij het herstellen van een LCD apparaat

screendriver op een TFT - Panel

De screendriver op een TFT - Panel is, in vergelijking met een Plasma-Panel,
een erg kleine module en bestaat meestal uit 1 print, die boven aan het panel
gemonteerd is en als taak heeft het door de scaler geleverde signaal aan de
parameters van het scherm aan te passen.

Op dedetail afbeelding
hieronder ziet u onderaan de
aansluitstekker, die
tegenwoordig meestal een LVDS

- signaal ontvangt. Naast de
LVDS –beeldinformatie wordt
ook de bedrijfsspanning en een
databus toegevoegd. Direct
achter de aansluitsteker
bevinden zich kleine spoeltjes
voor elke LVDS -aansluiting,
hier dus totaal 5 stuks. Achter
deze spoeltjes zijn ook de
contactbanen zichtbaar die
direct naar het IC gaan. We
kunnen dus gemakkelijk zonder

schema deze spoelen als
meetpunt gebruiken om het signaal te controleren en het met de naastgelegen
LVDS- aansluiting vergelijken.
Hier kunt u best met en zonder signaal meten om te vergelijken. Ook zonder de
inhoud te kennen kunnen we controleren of er aansturing aanwezig is. De
overige aansluitcontacten van de stekker zijn meestal zeer overzichtelijk en
kunnen snel en eenvoudig gecontroleerd worden.

De technische informatie van deze stekkers vinden we meestal aan de hand van
het panelnummer in de bijbehorende datasheets.

Aansluitstekker

Lcd-training / K. Van den Broeck

Spoeltjes

59

Op dit screendriver - board worden nog meer spanningen opgewekt. Vaak
zitten er maar 2 spoeltjes op maar in sommige apparaten ook veel meer
zoals hieronder op de afbeelding zichtbaar is.

Hier kunt u testen indien u een fout op het panel vermoedt. Want ook
zonder schema kunnen we vast enkele logische verbanden herkennen.
Het komt vaak voor dat er helemaal geen spanning aanwezig is en er bv.
een zekering defect is.

We moeten ook niet vergeten dat de oude bekende fouten die we in het
verleden hebben gevonden nog steeds kunnen voorkomen, zoals de
stekkercontacten. Zowel langs de bovenkant waar de flatcable naar het
panel loopt, als aan de contacten onderaan op de LVDS stekker (zie foto
hieronder).

Steeds meer screendriver modules zijn overigens leverbaar!

Lcd-training / K. Van den Broeck

60

De LVDS interface

In de huidige apparaten zien we vaak op de screendriverprint de LVDS –
aansluiting met een brede stekker.

Bij oudere apparaten werden de digitale beeldsignalen aan de uitgangen van
de scaler met telkens 8 RGB verbindingen direct via een kabel naar de
screendriver overgedragen. Momenteel gebruikt men steeds meer het LVDS
systeem.

LVDS-signaaloverdracht

Het beeldsignaal wordt serieel over 5 adapterparen aan het panel overgedragen.
Deze 5 LVDS-signalen hebben een signaalamplitude van 500mVss en liggen op
een gelijkspanningspotentieel van ca 1V. De bedrijfsspanning voor de
elektronica bedraagt 3,2V. Ligt de bedrijfsspanning bij 5V of 12V (afhankelijk
van het displaytype), dan worden de spanningen door een eigen voeding op het
panel geleverd.

De omvorming van 8 Bit naar één leiding voor elke kleur gebeurt in het LVDS ­IC waarin de datastroom wordt omgevormd van parallel naar serieel . In de
telefoontechniek wordt al geruime tijd met een 2-draadssysteem (twistpair)

gewerkt. Dat gebeurt hier ook.
Het LVDS – signaal van het schema op de volgende pagina loopt over 4 paar
signaalleidingen. Elk paartje wordt door een in 180° fasen gedraaid serieel
signaal gevoed, zodat uitwendige storingen op de leiding automatisch worden
opgeheven als het signaal in de ontvanger omgekeerd wordt.

Lcd-training / K. Van den Broeck

61

Het is Interessant om weten dat bij veel modellen, naast de beeld- en
synchronisatie signalen voor het panel, ook dataoverdracht kan plaatsvinden.

Aan de panelstekker zit vaak een I²C Bus samen met de voedingsspanning naast
de LVDS draadparen.

In ieder geval vormen deze LVDS paren een erg mooie interface. Ze bieden
zich aan als meetpunt om te testen of het mainboard nog beeldinformatie naar
het panel stuurt.

Dit zijn seriële oscillaties die in de ontvangstmodule weer omzet worden

naar digitale uitgangssignalen.
Zoals bij het teletekst-datatransport kunnen deze oscillaties met de oscilloscoop
bekeken worden en met het naastgelegen LVDS-signaalpaartje vergeleken
worden.

Daardoor zal bij onderbreking een verschil van signaal op een LVDS paartje

opvallen.
Dit geldt ook voor een signaal, afkomstig van een aangesloten scartstekker die we
bij wijze van test in en uit trekken om te zien of het signaal aanwezig is.

Lcd-training / K. Van den Broeck

62

Een zeer interessante meetmethode.

Inzetten van d

e differentiële meetmethode als foutanalyse.

Deze meetmethode is zo logisch en eenvoudig omdat we direct herkennen ho

e ze
werkt en wat het betekent. Indien we bv. de invertertoets aan kanaal1 van de
oscilloscoop indrukken meten we volgens onderstaande tekening twee in de tijd
verschoven impulsen die we met de hulp van de samenvoegtoets (add toets) van
de oscilloscoop optellen.
We hebben dus eerst geïnverteerd en daarna samengeteld wat overeenkomt met
een aftrekking.
Het resu

ltaat is op onderstaande tekening te zien.

Tot zover deze meting. Maar waarvoor kunnen we deze methode gebruiken?

en U wilt weten of een datastroom juist toekomt aan een I²C resp. of U de

Indi
juiste printbaan volgt zou deze meting nul als resultaat geven.
Indien U b
clockleiding zou meten moeten er verschillen optreden. Ook
spanningsniveaus op een dataleiding wo
Niet vergeten dat, door het afschakelen van

v. aan de I²C bus de dataleiding en aan het andere kanaal de

verschillende

rden nu zichtbaar.

invertertoets van kanaal1, het

de
optellen van de signalen tot gevolg heeft.
Het is duidelijk dat met deze methode

pgespoord en verholpen worden.

o

looptijd problemen meettechnisch kunnen

Zie onderstaande figuur 2

Lcd-training / K. Van den Broeck

63

Lcd-training / K. Van den Broeck

64

Het laden van nieuwe software met de Toolbox.

Om de software stand op te roepen dient het hoofdmenu met de “I” toets
ingeschak
Vervolgens drukt U op de groene toets van de afstandsbediening.
Onderaan het menu verschijnt nu de actuele software stand.
Vb: 29798 065 04
Het laatste cijfer 04 g
Via de Grundig website kan de actuele software gedownload worden in de
Grun

Indien de PC uitgerust is met een USB ingang en geen extra seriële ingang bezit,
dient er tussen de USB stekker ee
De PC herkent in principe deze nieuwe hardware en schakelt automatisch de
USB ingang vrij.

eld te worden.

eeft de ingeladen versie van de software aan.

dig toolbox.

n seriële convertor aangesloten te worden.

Lcd-training / K. Van den Broeck

65

Bustest met de hulp van de µProcessor.

Deze bustest laat U toe om, met de hulp van de µProcessor, de op de I²C bus
aangesloten Ic’s te controleren op hun werking.

De test start indien U de P+ toets op de af
vervolgens de netschakelaar inschakelt.

De groene LED zal vervolgens een aantal maal na elkaar pinken.
Dit aantal impulsen komt overeen met het IC dat niet meer werkt.
Onderstaande lijst geeft de volgorde aan van de gecont

I

1 : EEPROMÆ C

C 31010

2 : Kleurdecoder VPC 32300Æ CIC 70710
3 : Falconic SAA 4994ÆCIC 70

800

4 : Display driver DDP 3310 Æ IC 70845
5 : Sound processor MSP 3411GÆ CIC 33
6 : Video matrix TEA6425Æ IC

43570

7 : Tuner PLL
8 : Middenfrequentie IC TDA 9886Æ CIC 32
15 : A/D convertor AD 9883Æ CIC72550

MAX6625

16 :
17 : CIC72501

U kunt deze lijst terugvinden in de service manual van het betreffende apparaat.
Gelieve er rekening mee te houden dat de bovengenoemde lijst kan verschillen
volgens de

gekozen versie van het chassis.

OPGELET:

Indien deze test niet opstart is de I²C bus of
spanning. In dit geval dienen er andere problemen opgespoord vooraleer deze test
kan worden uitgevoerd.

standsbediening ingedrukt houdt en

roleerde Ic’s door de µP .

010

040

wel kortgesloten ofwel zonder

Lcd-training / K. Van den Broeck

66