巧用示波器一步解決液晶屏驅動時序調試難題
發布時間:2021-04-23 責任編輯:lina
【導讀】液晶屏幕使用多屏拚接時,容易出現顯示圖像重複、錯位等幀同步異常,以往需要根據異常現象進行逆向推導,反複調試修改驅動器參數,這種方式費時費力。使用長存儲示波器,可一次捕獲完整驅動時序,調試LCD控製器再也不燒腦,下文通過實際案例解析ZDS4054Plus在LCD液晶屏驅動測試中的應用。
液晶屏幕使用多屏拚接時,容易出現顯示圖像重複、cuoweidengzhentongbuyichang,yiwangxuyaogenjuyichangxianxiangjinxingnixiangtuidao,fanfutiaoshixiugaiqudongqicanshu,zhezhongfangshifeishifeili。shiyongchangcunchushiboqi,keyicibuhuowanzhengqudongshixu,tiaoshiLCD控製器再也不燒腦,下文通過實際案例解析ZDS4054Plus在LCD液晶屏驅動測試中的應用。
一、LCD控製器、驅動器工作原理
要使LCD的顯示文字或圖像,需要通過LCD控製器輸出RGB數據給LCD驅動器,LCD驅動器就把數據放到緩存中,然後以60幀/秒的速度刷新LCD屏顯示。
LCD控製器器通過行信號和列信號的不同組合,實現對每個像素進行控製,這種行掃描(HYNC)信號周期很短(高達40kHz-100kHz),使屏幕上能夠顯示穩定的圖像。
LCD控製器信號時序及工作原理如下:

圖1 TFT顯示屏驅動時序圖
l VSYNC:幀同步信號,表示掃描1幀的開始,一幀也就是LCD顯示的一個畫麵;
l HSYNC:行同步信號,表示掃描1行的開始;
l VCLK:像素時鍾信號,每個脈衝填充1個像素點;
l VDEN:數據使能信號,高電平時,填充數據有效;
l VD[23:0]:LCD像素數據輸出端口。
l LEND:行結束信號。
以一個1024X768像素的LCD屏為例,完整顯示一屏圖像的信號,必須包含1個VSYNC周期、768個有效HSYNC周期,每個VDEN高電平包含1024個像素時鍾信號。顯示出現問題可通過幀同步信號、行同步信號的頻率、占空比、延時、每個VSYNC周期包含的HSYNC周期數、VDEN周期包含的VSCLK周期數進行排查。
二、使用ZDS4054Plus示波器解決LCD顯示異常實例
1. 圖片疊加、重複
現象:LCD顯示上大範圍的圖像出現錯位、疊加或者重複。
成因:出(chu)現(xian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)是(shi)行(xing)同(tong)步(bu)或(huo)者(zhe)場(chang)同(tong)步(bu)信(xin)號(hao)的(de)延(yan)時(shi)引(yin)起(qi)的(de),基(ji)本(ben)可(ke)以(yi)排(pai)除(chu)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)影(ying)響(xiang)。可(ke)以(yi)檢(jian)查(zha)是(shi)否(fou)存(cun)在(zai)時(shi)序(xu)或(huo)者(zhe)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv)上(shang)存(cun)在(zai)差(cha)異(yi)引(yin)起(qi)的(de)。
解決方法:碰見這種情況首先應該做的就是先仔細計算DMA傳輸參數,精確適配行場信號。

圖2 圖像疊加、重複時序分析
如示波器截圖所示,各通道對應信號依次為VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信號,分析步驟如下:
1) 由於一幀完整的信號時間通常達到30ms以上,示波器需要調到10ms/div的時基,而VCLK信號頻率通常高達48-96MHz,采樣率至少得保持500Ms/s,才能對時序進行分析,此時普通示波器無法完整捕獲波形。
2) ZDS4054Plus在10ms/div的時基下,依然能夠保持1Gs/s采樣率,可完美還原波形,配合每通道標配的硬件頻率計,可分析各信號頻率是否存在異常。
2. 圖像錯位
現象:LCD顯示在水平方向發生位移,或者在上麵或底部有一條幾個像素的彩色、白色或黑色條紋。
成因:一般來說,出現這種情況和幀同步、行同步信號有關,如果是常態異常,可能是初始化參數設置不對,若是偶發異常可能是工作過程中,幀同步、行同步信號收到幹擾。
解決方法:檢查LCD控製器的行同步與場同步信號的寬度、前後延時、極性的匹配。

圖3 圖像錯位時序分析
如示波器截圖所示,各通道對應信號依次為VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信號,分析步驟如下:
1) 通過全屏測量統計,分析各信號正負脈衝寬度,若VSYNC、VHSYNC脈寬存在異常值,可判斷為幹擾信號引起的顯示異常。
2) 若脈寬正常時,可通過區間測量統計計算周期數,分析各個大小周期信號直接的相互包含關係,檢查時序參數。3) 通過縮放模式以及光標測量,分析各時序信號之間的延時。

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