Vysvetlenie integrovaných obvodov ovládača LED obrazovky: Univerzálne, dvojité západkové a PWM čipy

Ak ste sa niekedy zamýšľali nad tým, čo spôsobuje, že LED obrazovka funguje. Prečo niektoré vyzerajú na fotografiách ostro, zatiaľ čo iné blikajú, alebo prečo niektoré zobrazujú plynulé farby, zatiaľ čo iné majú nerovnomerný jas. Odpoveď často spočíva v jednom malom komponente: budiči integrovaného obvodu. Tieto malé čipy sú neospevovanými hrdinami LED displejov a ovládajú všetko od jasu každej korálky až po plynulé prehrávanie videí.

LED moduly sú vybavené rôznymi čipmi. Riadiace čipy spracovávajú video dáta, čipy na správu napájania regulujú napätie a budiace čipy spravujú samotné LED diódy. Skutočnými pracantmi sú však budiace integrované obvody. Fungujú ako regulátory prevádzky LED diód, upravujú prúd na nastavenie jasu a riadia presnosť farieb. Bez dobrého budicieho integrovaného obvodu budú aj tie najlepšie LED diódy vyzerať matne, blikať alebo nerovnomerne.

Dnes si predstavíme tri hlavné typy ovládačov integrovaných obvodov používaných v LED obrazovkách : univerzálne, dvojité západkové a PWM čipy.

Kľúčové výrazy: Obnovovacia frekvencia, snímková frekvencia a odtiene sivej

Predtým, ako sa ponoríme do čipov, si vysvetlime tri koncepty, ktoré sa často objavujú, keď hovoríme o výkone LED diód:

• Obnovovacia frekvencia: Toto je počet, koľkokrát sa jedna LED dióda zapne a vypne za jednu sekundu. Vyššia obnovovacia frekvencia znamená lepšie fotografie a videá. Žiadne otravné „pruhy“ pri fotení. Háčik je tu však v tom, že každý cyklus zapnutia a vypnutia LED diódu trochu opotrebuje. Takže vyššia frekvencia nie je vždy lepšia. Stačí, aby ste predišli blikaniu.
• Snímok za sekundu: Toto je počet plných obrázkov, ktoré obrazovka zobrazí za sekundu. Vďaka „perzistencii videnia“ ľudského oka vyzerá všetko nad 24 snímok za sekundu (fps) plynule. Väčšina obrazoviek dnes používa 60 fps, čo sa zdá byť plynulé pri videách a hrách.
• Odtiene sivej: Toto sa vzťahuje na počet úrovní jasu medzi čiernou a maximálnym jasom obrazovky. Napríklad 14-bitová obrazovka v odtieňoch sivej má 16 384 úrovní (2¹⁴). Viac odtieňov sivej znamená plynulejšie prechody. Žiadne ostré skoky medzi tmavou a svetlou farbou. Napríklad scéna západu slnka bude vyzerať prirodzene a nie blokovo.

Univerzálne integrované obvody ovládačov:

Univerzálne budiče integrovaných obvodov sú najbežnejším typom, ktorý nájdete v základných LED obrazovkách. Sú navrhnuté špeciálne pre LED diódy a majú dve kľúčové vlastnosti: zvládajú vysoké prúdy a poskytujú „konštantný prúd“. Každá LED dióda dostáva stály tok elektriny, aj keď napájanie kolíše.

Ako fungujú

Tieto čipy fungujú ako stabilná ruka pre vaše LED diódy. Prijímajú signály z ovládača obrazovky, prevádzajú ich na nastavenia prúdu a zabezpečujú, aby každá LED dióda dostávala presne taký prúd, aký potrebuje na svietenie so správnym jasom.

Vďaka tejto konzistencii vyzerá obrazovka jednotne. Žiadne náhodné svetlé alebo tmavé miesta.

Výrobcovia často pridávajú ďalšie funkcie, aby vyhoveli špecifickým potrebám. Niektorí majú aktuálne „nastavenie zisku“, zatiaľ čo iní zahŕňajú „kontrolu pixelov“.

Nevýhody

Napriek všetkej svojej spoľahlivosti majú univerzálne integrované obvody svoje limity. Tu sú ich nedostatky:

„Ghosting“ a „Caterpillar efekt“: Videli ste už niekedy slabý, prerušovaný obraz na obrazovke alebo vlnité čiary vo videách? Stáva sa to preto, lebo univerzálne integrované obvody spracovávajú dáta pomaly, čo spôsobuje malé oneskorenia medzi koncom jedného snímku a začiatkom ďalšieho.

Problémy s nízkou obnovovacou frekvenciou:

 Ich obnovovacie frekvencie sú maximálne nižšie ako u iných čipov, čo spôsobuje blikanie fotografií alebo videí. Je to nepríjemné pri živých podujatiach alebo prezentáciách v obchodoch.

Problémy s farbami a kontrastom:

Trápia ich nízke úrovne sivej, vďaka čomu tmavé scény vyzerajú zakalené alebo svetlé scény vyblednuté. Farby môžu tiež pôsobiť rozmazane, s odtieňmi červenej alebo modrej, ktoré znižujú presnosť.

najlepší

Univerzálne integrované obvody sú skvelé pre lacné obrazovky: malé vnútorné reklamné tabule, základné informačné displeje v kanceláriách alebo dočasné obrazovky na podujatia. Sú lacné, spoľahlivé a splnia svoju úlohu. Len neočakávajte kvalitu kina.

Integrované obvody ovládača s dvojitou západkou:

Integrované obvody s dvojitou západkou boli navrhnuté tak, aby vyriešili jeden veľký problém univerzálnych čipov: nízku „účinnosť jasu“. Poďme si to rozobrať: univerzálne integrované obvody majú iba jednu „vyrovnávaciu pamäť“. Keď zobrazujú tmavé scény, musia čakať na načítanie nových údajov, kým aktualizujú obrazovku.

Toto oneskorenie stráca čas, takže LED diódy svietia kratšie. Obrazovka je potom tmavšia, než by mala byť.

Ako fungujú

Integrované obvody s dvojitou západkou pridávajú druhú vyrovnávaciu pamäť. Jedna vyrovnávacia pamäť uchováva dáta aktuálneho rámca, takže sa na obrazovke zobrazujú, zatiaľ čo druhá vyrovnávacia pamäť načítava dáta nasledujúceho rámca na pozadí.

Takto odpadá čakanie. Keď je pripravený ďalší snímok, čip sa okamžite prepne. LED diódy zrazu svietia dlhšie, čím sa zvyšuje účinnosť jasu až o 30 %.

Táto aktualizácia tiež zlepšuje obnovovacie frekvencie a pridáva „zatemnenie“. Pre obrazovky, ktoré musia byť jasné. Je to ako vonkajšie reklamné tabule alebo displeje na štadiónoch.

Úlovok

Aj keď integrované obvody s dvojitou západkou riešia jas a plynulosť obrazu, v oblasti fotografie zlyhávajú. Ich obnovovacie frekvencie sú dostatočne vysoké pre ľudské oko, ale nie pre snímače fotoaparátu. Ak urobíte fotografiu, stále sa objavia tie otravné pruhy alebo blikanie. Tiež veľmi nezlepšujú odtiene sivej. Tmavým scénam stále chýbajú detaily v porovnaní s čipmi vyššej triedy.

najlepší

Integrované obvody s dvojitou západkou vynikajú v jasných, dobre viditeľných priestoroch, kde fotografie nie sú prioritou: vonkajšie billboardy, štadiónové tabule s výsledkami alebo displeje v továrňach. Sú drahšie ako univerzálne čipy, ale lacnejšie ako možnosti PWM. Preto sú ideálnou voľbou pre obrazovky strednej triedy, ktoré vyžadujú jas pred dokonalou kvalitou fotografií.

Integrované obvody PWM ovládača:

Integrované obvody PWM (pulzne šírková modulácia) sú špičkou. Sú zabudované s modulom RAM, ktorý dokáže spracovať 16-bitové dáta v odtieňoch sivej. Tieto obvody majú viac možností ako ostatné dva typy.

Táto dodatočná pamäť im umožňuje robiť niečo šikovné: namiesto stmievania LED diód znížením prúdu, blikajú LED diódami veľmi rýchlo. Ľudské oko to vníma ako stály jas, ale rýchle impulzy im umožňujú dosiahnuť super vysoké obnovovacie frekvencie.

Ako fungujú

Tu je tá mágia: PWM integrované obvody rozdeľujú údaje o jase každého snímky na malé, rovnaké časové úseky. Napríklad, aby sa zobrazil tmavý pixel, môžu zapnúť LED diódu na 1 z 10 úsekov; pre jasný pixel na 9 z 10. Tým sa zachová presnosť odtieňov sivej a zároveň sa zvýši obnovovacia frekvencia na 3 840 Hz alebo viac.

Taktiež používajú „ping-pongové vyrovnávanie“: jedna časť pamäte RAM načíta ďalší snímok, zatiaľ čo druhá prehráva aktuálny, takže nedochádza k žiadnemu oneskoreniu. A dokážu spracovať viac LED diód na čip, čo zjednodušuje zapojenie vo veľkých obrazovkách.

Kompromisy

Všetka táto technológia má svoju cenu. PWM integrované obvody sú vďaka pamäti RAM približne 4-krát väčšie ako dvojzámkové alebo univerzálne čipy a sú výrazne drahšie. Niekedy dvojnásobne. Tiež pridávajú k zobrazeniu malé oneskorenie, pretože potrebujú čas na uloženie dát do vyrovnávacej pamäte. Pre väčšinu použití je toto oneskorenie nepostrehnuteľné, ale môže to byť problém v nastaveniach, ktoré sú veľmi citlivé na čas.

najlepší

Integrované obvody PWM sa oplatí investovať do obrazoviek: pódií pre živé podujatia, vysielacích štúdií, luxusných maloobchodných predajní alebo kdekoľvek, kde ľudia fotia alebo nahrávajú videá. Poskytujú fotografie bez blikania, plynulé odtiene sivej a živé farby.

Kto vyrába tieto integrované obvody? Rýchly pohľad na trh

Trh s integrovanými obvodmi pre LED ovládače kedysi dominovali veľké medzinárodné mená, ale to sa rýchlo mení. Tu je zoznam tých, ktorí sú na čele:

Značky z pevninskej Číny: Spoločnosti ako Chipone (集创北方), Sunmoon (日月成) a Silan (士兰微) predvádzajú skvelé výsledky vďaka cenovo dostupným a spoľahlivým čipom. Zvládli kontrolu nákladov a výrobu, takže ich integrované obvody ponúkajú solídny výkon za nízke ceny. Sú ideálne pre univerzálne a stredne veľké čipy s dvojitým západkovým uzáverom.

Taiwanské značky: Macroblock (聚积科技) a Ming Yang (明阳) sú veľkí výrobcovia špičkových čipov, najmä modelov PWM. Majú za sebou desaťročia výskumu a vývoja a patenty, vďaka ktorým sú ich integrované obvody mimoriadne spoľahlivé pre profesionálne obrazovky.

Medzinárodné značky s odkazom: Texas Instruments a Toshiba boli síce skorými hráčmi, ale strácajú pôdu pod nohami. Ich čipy sú síce dobre vyrobené, ale cenou nemôžu konkurovať čínskym značkám a taiwanské značky ich v oblasti špičkových technológií prekonávajú.

Bežné modely, ktoré môžete vidieť: Chipone JD9325, Macroblock MBI5124 a Silan SL2336.

Ako nájsť integrovaný obvod a dekodérové ​​čipy obrazovky (užitočné pre nastavenie!)

Ak inštalujete alebo riešite problémy s LED obrazovkou, budete potrebovať vedieť, ktoré integrované obvody a dekodérové ​​čipy používa. Tieto informácie pomáhajú softvéru ovládača synchronizovať sa s hardvérom. Tu je postup, ako ich nájsť:

Skontrolujte označenie modulu:

 Väčšina LED modulov má nálepku alebo text potlačený sieťotlačou s uvedením modelu integrovaného obvodu (napríklad LS9931) a dekodérového čipu (napríklad DP32020). Zvyčajne sa nachádza blízko okraja modulu, blízko vstupných portov.

Odlepte obal:

Ak štítok chýba, opatrne zdvihnite plastový kryt modulu. Použite plochý skrutkovač, ale dávajte pozor, aby ste nepoškodili LED diódy. Integrované obvody sú malé čierne štvorce na doske plošných spojov. Ich čísla modelov sú vytlačené na vrchu.

Opýtajte sa výrobcu displeja :

 Ak všetko ostatné zlyhá, výrobca obrazovky alebo modulu by mal mať technický list s informáciami o čipe.

Zabalenie:

Nakoniec, najlepší budičový integrovaný obvod závisí od toho, čo od obrazovky očakávate. Máte obmedzený rozpočet a potrebujete základnú funkcionalitu? Zvoľte univerzálne integrované obvody. Sú lacné, spoľahlivé a fungujú pre jednoduché displeje. Potrebujete jas pre vonkajšie použitie alebo veľké priestory, ale nestaráte sa o fotografie? Integrované obvody s dvojitou západkou vyvažujú výkon a cenu. Chcete profesionálnu kvalitu a fotografie bez blikania, plynulé videá a sýte farby? Investícia do PWM integrovaných obvodov sa oplatí.

Pochopenie týchto čipov vám pomôže vyhnúť sa nadmerným výdavkom na funkcie, ktoré nepotrebujete. Keď budete nabudúce kupovať LED displej, opýtajte sa na integrované obvody ovládača. Budete prekvapení, aký veľký rozdiel urobia. Prajeme vám príjemné zobrazovanie!