彩色显示器的原理与维修
计算机处理的是并行数字信号,而显示器仅能处理串行模拟信号,因此必须通过显示卡将数字信号处理为TTL电平信号或模拟信号.
10.1 彩色显示器的组成原理
一,彩色显示器电路组成与功能
彩色电视机由图像高中频电路(高频头,中频放大器,视频检波器),伴音电路(伴音中放,鉴频器,低放放大器),色度电路(色解码电路,基色解码电路),亮度电路,同步分离电路,行扫描电路(鉴相器,行振荡器,行激励,行输出,中高压电路),场扫描电路(场振荡器,锯齿波形成电路,场激励,场输出),电源电路,显像管及附属电路等组成.
彩色显示器没有图像高中频电路,伴音电路,色度电路,同步分离电路等.它主要由电源电路,系统控制电路,模式识别和切换电路,行,场扫描电路,视频R,G,B模拟三基色信号放大处理电路及显像管附属电路等组成.
与彩电的异同
和彩电相比,电路上与彩电相同的电路有:行,场扫描电路;电源;显像管附属电路;视频电路.
没有的电路有:伴音电路,图像高中频电路,同步分离电路,色度电路等.
相同部分不同的方式有:行,场同步信号外输入;视频电路直接输入RGB三基色信号;行场扫描频率更高,并采用逐行扫描,显像管显示点更小,图象更清晰,便于近距离观看.
彩显特有的电路
特有的电路包括副电源电路,显示模式识别切换电路,节电电路,行场中心位置调节电路及光栅几何失真调节电路等.
1.电源电路
彩色显示器的电源电路主要由主电源(也称一次电源),行输出电源(也称二次电源)和节能电路组成.
1)主电源
主电源和彩色电视接收机的开关电源电路原理是类似的,其作用是为显示器整机电路提供工作所需的直流电源电压.和彩色电视机不同的是:主电源一般采用他激式开关电源,同时还为视频放大电路和灯丝电路提供电压.
2)副电源
对于多频数控彩色显示器,行,场扫描频率会随显示模式的变化而变化,而行,场偏转线圈的电感量使固定的,随着显示模式的提高,行频增加,行偏转线圈的感抗提高,行偏转电流减少,行幅变窄.为保证在行扫描频率变化的情况下行偏转电流基本恒定.因此,通过副电源的控制来实现行输出管电压的自动调整.
3)节能电路
显示器是整个计算机系统中消耗电能最多的部件.如17英寸彩显的功率约为1OOW,故显示器应具有绿色节能功能.当键盘和鼠标较长时间内没有使用时,应使计算机的硬盘停转和CPU的速度降到很低,进入休眠状态,使其功耗减少.同时可以使显示器行场扫描电路停止工作,甚至使电源电路停止工作,这样可使显示器消耗的电能进一步减小.
2.模式识别和切换电路
由于多频数控彩显输入的信号有多种模式,不同模式的输入信号其行,场同步信号的频率和极性可能不相同,必须有一个模式识别和自同步调整电路,使显示器在各种显示模式下,显示的图像尺寸合适,高压稳定,亮度恒定.早期的模式识别电路一般由行,场同步信号极性转换电路和行,场同步信号频率的自动跟踪与控制电路组成,电路结构十分复杂和繁琐.而多频数控彩显由于具有微处理器,使电路大为简化.微处理器根据输入的行场同步信号的频率和极性可自动识别出显示模式,并根据所识别出的模式对各受控电路进行控制.
3.行扫描电路
彩色显示器的行扫描电路与彩色电视机行扫描电路类似,均设有鉴相器,行振荡,行激励,行输出和中高压电路.由于多频数控彩显的行振荡频率随显示模式的变化而变化,因此,多频数控彩显还设有自动S校正电容切换电路,逆程电容切换电路,自动行线性电感调整电路,行中心调节电路和行光栅调节电路等.可以看出,多频数控彩显的行扫描电路要比彩色电视机的行扫描电路复杂得多.
4.场扫描电路
彩色显示器的场扫描电路和彩色电视接收机场扫描电路类似,一般均设有场振荡,场输出电路.但和彩色电视接收机电路不同的是其场振荡频率是随显示模式的变化而变化的,这样其电路就比彩色电视接收机场扫描电路复杂.
5.视频信号处理和放大电路
该部分电路主要由三路视频三基色信号放大电路组成,对显卡输入的视频三基色信号进行放大,钳位,推动末级视频放大电路.和彩色电视机不同的是该视频放大电路的视频信号带宽很大,因此对该电路的要求也比彩色电视接收机对应电路的要求高.末级视频放大电路一般由三路共发-共基组成复合放大电路,以利于对此宽频带三基色信号的放大.
6.系统控制电路(CPU电路)
系统控制电路是多频数控彩显的核心电路,主要由微处理器和外围的存储器等组成,完成对各种模拟量(亮度,对比度等)的控制和行场幅度,行场中心,枕形校正等,减少了以前电位器调整时出现的因接触不良造成的各种故障,增加了显示器的功能和可靠性.
二,显像管及显示原理
1.彩色显像管结构与工作原理
1) 彩色自会聚显像管结构
显像管将电信号转化为光信号.它能够将计算机输出的字符或图像信息,以光的形式重现在荧光屏上.显像管是由玻璃作外壳制成的真空器件.荫罩式自会聚显像管主要由电子枪,玻璃外壳和荧光屏三部分组成,构造如图10-3所示.
2)电子枪各电极主要作用
电子枪用于产生受控电子束,并完成电子束的加速,聚焦等功能.它由灯丝,阴极,控制栅极,加速极,聚焦极和高压阳极构成.这些电极加上适当电压,电子枪就能发射一束聚焦良好的电子束,在阳极高压的作用下以极高的速度轰击屏幕上的荧光粉,使之发光.自会聚显像管的电子枪的结构如图10-4所示.电子枪各个电极的作用如下:
(1)灯丝.用H,HT或F表示.灯丝接上额定的交流或直流电压,将产生热量,从而加热阴极,使之发射电子.灯丝电压要求稳定,彩色显示器的灯丝电压一般由电源提供.
(2)阴极.用K表示,彩色显像管有三个阴极,分别用RK,GK,BK表示.阴极是一镍制的小圆筒,其中一端开口,灯丝从开口端伸人筒内;另一端则封闭, 在这一封闭端面的中心部位,涂有一小块金属氧化物,阴极被灯丝加热后,它上面的金属氧化物就会释放出大量电子,即发射电子.
(3)控制栅极.用C1表示.又称调制极(M),是套在阴极外面的一个金属圆筒,在封闭端的中心部位开有一个小圆孔(栅孔),让阴极发射的电子束通过.栅极通常加有0～60V的负电压,用电位器或CPU调整负电压来控制通过的电子数目,用来控制显像管的亮度.显示器栅极负电压一般由行输出变压器提供.
(4)加速极(Screen).又称帘栅极或第一个阳极,在显示器中一般用G2表示.它是顶部开有小孔的金属圆筒,紧靠栅极.从阴极发射的电子,依靠阴极温度所获得的一点能量,还不足以远离阴极,而必须加一个正电场,以吸引这些电子,加速极就起到这种作用.加速极电压一般由行输出变压器产生,通过电位器 (一般与行输出变压器做在一起)加到显像管加速极上,彩显的加速极电压一般为230～450V.电压越高,显像管越亮.
(5)聚焦极(FOCUS).又称第三阳极,一般用C3表示.虽然从栅极和加速极过来的电子一直在小孔中飞行,被限制在很小的范围内,但在以后的飞行中, 又会因同性相斥而散开,若不加以控制,打在荧光屏上就不是很细的点,使图像模糊不清,为此在显像管中设置了聚焦极,它和其他极之间形成的特殊电场结构,迫使散开的电子向中间靠拢,使之到达荧光粉时正好会聚成一点,提高了图像的清晰度.彩色显像管聚焦极电压由行输出变压器产生,通过电位器(与行输出变压器做在一起)加到显像管聚焦极上.电压一般为5～8kV.
(6)高压阳极(H.V).又称第二阳极和第四阳极,这两个阳极彼此相连,加有很高的直流电压,一般在23～27kV,高电压形成的电场加速飞行中的电子,赋予电子更大的能量,让电子到达屏幕时,以巨大的动能激励荧光粉发光.
阳极高压由行输出变压器产生,通过显像管管壁上的高压插座加在内壁的导电石墨层上,然后再通过同石墨层相接触的簧片加到电子枪的第二,第四阳极.高压插座通常称为高压嘴.
3)玻璃外壳
玻璃外壳呈漏斗状,玻璃壳内抽成真空.
4)荧光屏
显像管荧光屏玻璃内壁涂有一层荧光粉,荧光粉点的直径为0.05～0.1mm,它们按红(R),绿(G),蓝(B)顺序重复地在一行上排列,下一行与上一行小点位置互相错开.荧光粉受电子轰击而发光,材料不同的荧光粉受到电子束轰击时会发出不同颜色的光.荧光粉表面有一层很薄的铝膜,与显像管阳极相连,既用来吸引电子,又可使荧光粉向内的光反射到屏幕外.在距荧光屏约10mm处设置一块薄钢板制成的网孔板,称为分色板或荫罩板.板上每个小孔对准一组三色荧光点使三个阴极发射的电子束,通过板上小孔撞击各自所对应的荧光粉点.所以三束电子束应在荫罩处会聚.
2.彩色显像管显示原理
彩色显像基于三基色原理.三基色是指三种互相独立的颜色,如红(R),绿(G),蓝(B)三种单色,这三种单色按不同比例可以配出不同的颜色.这种彩色生成原理称为三基色原理,如图10-5所示.
控制K(R),K(G),K(B)电子束的发射,便能控制每组红,绿,蓝荧光小点的发光颜色.当人离屏幕一定距离后,由于用肉眼无法分辨每一个小点发光的颜色,因此从视觉上看是这些点的色光混色效果生成的颜色,这种混色法又叫空间相加混色法.
三,光栅与图像
从电子枪发射出的电子束在内部电场的作用下沿着管轴方向径直击中屏幕的中心部位,要想形成光栅,还必须使电子束偏转,形成扫描.在显示器中是用通电线圈产生的磁场来使电子束偏转的,这个偏转线圈套在玻璃外壳的管颈上.
电子束在磁场中会受到洛沦兹力的作用改变其运动方向.在CRT显示器中从阴极发射出的电子束会同时受到由行偏转线圈和场偏转线圈产生的合成磁场的作用.行偏转线圈中流通的是线性锯齿波电流,该电流产生的交变磁场使电子束沿水平方向从左向右周而复始地扫描.形成一条水平亮线.同理,在场偏转线圈产生的磁场的作用下,该水平亮线又以场扫描频率从屏幕顶端位置向屏幕底端位置周而复始地摆动,利用人眼的视觉暂留和荧光粉的余辉作用,从而在视觉上形成光栅.
光栅是产生图像的基本条件,没有光栅就谈不上形成图像和字符.如果从阴极发射的电子束受到从R,G,B三基色信号的控制,则三个阴极发射的电子束强度和时间便与视频信号的变化规律相一致.例如,当电子束从左向右扫描到屏幕中间位置时,使三束电子束均截止,则处在屏幕中线上的荧光点由于没有受电子束的轰击便不会发光,这样在屏幕上便会看到自顶向下的一条黑线,可把它看成夸张了的字母"I".如果控制阴极,使其截止时间长,则该黑线就会变宽;同理,控制阴极起始截止时间,"I"字符使会在屏幕上左右移动其位置;控制阴极的截止深度(即电子束的强弱),"I"字符的对比度将发生变化;如果扫描到屏幕中线位置时只让K(G)和K(B)截止,"I"字符便会由黑色变成红色.来自主机的行场同步信号使扫描时刻与R,G,B三基色视频信号到达的时刻准确同步.
四,彩色显示器使用和维修注意事项
(1)放置或搬运显示器时应避免强烈振动,撞击和划伤屏幕;
(2)冬天从室外移到室内的显示器不要立即开机检查,防止结露;
(3)不要带电清洁显示器,禁止使用清洁液或喷雾式清洁剂,用湿润的软布轻轻擦拭即可;
(4)不要堵塞显示器后部或下部的通风散热孔;
(5)测量电压或波形时,要选好参考点;
(6)显示器电源三芯接地插头一定要接地,做到安全用电.
10.2 显示电路及故障维修
一,显示电路分析
彩色显示器的显示电路主要由显像管的附属电路组成,其中包括对比度控制电路,消隐电路,亮度控制电路,消亮点电路,自动消磁电路,自动亮度控制电路等.
1.显示电路的作用
显像管的附属电路是保证显像管各电极的供电电压正常,才能使显像管正常工作.再通过对比度控制,消隐和亮度控制来显示彩色图像.
2.对比度控制电路
为了得到合适的图像就应调整对比度,调整加在显像管阴极的视频信号幅度.彩色显示器的对比度控制电路均放在视频信号处理电路中.目前流行的视频信号处理电路均采用集成电路,它们都具有对比度控制输入端.
3.消隐电路
而逆程扫描是电子束的回扫,但回扫线的出现会严重影响屏幕的正常显示,因此必须加以消除,这就是消隐.消隐时,使显像管阴极不发射电子或少量电子打到荧光屏上,在正常亮度下,就不会出现回扫线.
行消隐信号一般由行输出变压器次级线圈中取出或由串联的行逆程电容之间取出.场消隐信号一般由场输出级取出.消隐电路一般采用栅极控制方式.
4.亮度控制电路
亮度控制就是控制显像管阴极发射电子的多少.显像管发射电子的数量是随显像管栅极(一般为负电压或0)与阴极(为正电压)之间的电位差(为负压)变化而变化的,电位差越小(即负压越小),发射电子越多,亮度越亮.反之则越暗.
多频数控彩显的亮度调整均采用栅极控制的方法.当采用控制栅极电压来改变亮度时,栅极加负电压(0-60V),这样调节范围大,视放电源电压低(小于120V).
5.消亮点电路
当显示器电源关闭后,灯丝电压消失,但阴极不会立即冷却而继续发射电子,由于仍有一定高压,电子束仍会打到荧光屏上,所以屏幕中间有一个亮点,时间可长达数十秒钟.会烧坏荧光粉,形成一个黑点.目前常用截止型消亮点电路,这种电路是在关机后,使显像管的栅极加一个较大的负电压,电子束截止,这样关机后屏幕上就不会出现亮点了.
6.自动消磁电路
彩色显像管的荫罩板和防护框,是用铁类物质组成的.它易受外界磁场或内磁场磁化.显示器都设有自动消磁电路(ADC).它由消磁线圈和一个具有正温度系数的热敏电阻PTC串联组成.消磁线圈安置在彩色显像屏幕的框边上.
二,显示电路的故障维修
1.光点给出的信息
屏幕上有亮光即使是一个光点也表明来自阴极的电子束打到了屏幕的荧光粉层.这说明显像管具备了基本工作条件,显像管及各个电极的供电情况基本正常,中高压电路工作基本正常.
2.色斑
屏幕上出现不均匀的颜色块(部分偏色).这类故障是显像管受到外围附加磁场影响的结果.例如,显像管附近有外磁式扬声器,消磁线圈工作失常等.显示器屏幕对称性均匀偏色一般由消磁电路自身损坏造成.显示器屏幕局部有不对称的色斑,这多是显示器外围强磁性物体磁化显像管铁构件的结果.
3.彩色显像管故障
(1)真空度不良.真空度不良的现象是管内出现蓝紫辉光或红辉光,甚至打火,聚焦不良,出现负像,亮度电位器开大时图像尺寸变大等,严重时会造成无光栅.这种故障通常是由显像管封口不好,高压阳极与锥体玻璃封接不严,管内吸气剂失效等造成.
(2)电极断.彩色显像管断极通常是由电极引线与管脚或管帽脱开引起的.断极常发生在阴极和高压阳极等几个经常有较大电流流过的电极.当阴极断开时,会产生缺色故障;当高压阳极或加速阳极断极时,屏幕没有光栅;当栅极断开时,则亮度失控,而且有回扫线;当聚焦极断开时,屏幕图像模糊不清.
(3)漏电或碰极.彩色显像管碰极常发生在阴极与灯丝之间,其次是栅极与阴极或加速极.因为灯丝一端往往接地,当阴极与灯丝碰极时,该阴极电位将明显下降,所以会使栅极与阴极间电位差变小,电子束大大增加,造成仅有该阴极的单色光栅.
(3)老化.彩色显像管老化后,其阴极发射能力下降,故障现象是图像变淡,亮度变暗,聚焦变差,出负像等.如果是单个电子枪老化,则会造成偏色,失去白平衡,如红枪衰老偏青,蓝枪衰老偏黄,绿枪衰老偏紫.
通过测量CRT的阴极发射能力,可确定CRT是否老化.判断CRT阴极发射能力可采用测量CRT栅极与阴极间的电阻值的方法.测量时,首先拨下CRT管座和高压阳极插头,然后用额定交流电压点燃灯丝,再将万用表置R×1k档,黑表笔接栅极,红表笔接阴极.如果测得的阻值小于10kΩ,表示CRT发射能力正常;如果测得的阻值为十几千欧以上,则表示CRT已经老化.
CRT老化后,可采用减小栅极-阴极间偏压,适当提高灯丝电压和对CRT重新激活的方法来提高亮度.
激活CRT的方法是:把灯丝电压加到9V左右,并在栅极加5V左右的正电压,保持5min后再重新恢复正常的工作状态.测量栅极与阴极的阻值,如减小则说明激活有效.
三,显示电路维修注意要点
10.3 视频电路的故障维修
一,视频电路分析
1.视频电路作用及性能要求
视频信号处理电路的主要作用是对显卡送来的R,G,B(约0.6Vpp左右)模拟量三基色信号进行放大,对比度控制,亮平衡和暗平衡调整等处理,将处理后的视频信号送到显像管的阴极.
2.视频电路原理分析
图10-6为联想LX-S556D型多频数控彩显的视频电路,可见视频电路主要由两部分组成,一是以LMl203N或LM1279N等为核心构成的视频信号处理电路;二是由共射-共基三极管或以LM2439T为核心的高压视频放大输出电路.
视频信号处理电路一般由一块集成电路来完成,内部一般有完全相同的R,C,B三个视频通道,每个通道均由视频放大电路,对比度控制电路,黑电平钳位电路等组成.从显示卡送来的视频信号经信号放大及对比度控制,自动亮度限制等处理后再输入到视频输出电路.
R基色视频信号经R804,C801加到LMl279N的3脚,由LMl279N进行放大,4脚上的C804为脉冲钳位电容,当11脚输入的钳位脉冲到来时,C804被充电,此时LMl279N才对视频信号进行放大.放大后的红视频信号由18脚输出,经R818加到视频输出电路.
LMl279N的6脚为红信号增益控制端,VR801为红亮平衡调整电位器,调整VR801,可控制LMl279N的18脚红输出信号的幅度大小.LMl279N的第14脚为绿信号增益控制端,LMl279N的第12脚为蓝信号增益控制端,VR802为蓝亮平衡调整电位器,调整VR802,可控制LMl279N的13脚蓝输出信号的幅度大小.
LMl279N的11脚为视频钳位脉冲输入脚,视频钳位脉冲由来自于微处理器NT68P61A输出的行同步信号经Q813,Q814放大后得到,如⑾脚没有钳位脉冲信号输入,显示器屏幕上将无光栅显示.
视频输出电路的主要作用是将视频信号处理电路输出的3～4V模拟信号进行放大,输出幅度约60V的模拟信号送人显像管阴极.视频输出电路和显像管阴极之间一般采用交流耦合方式.图10-6中LM2439T是具有9脚单列直插视频输出器芯片,其中9,6,7脚为R,C,B视频信号输入端(视频信号处理电路 LMl279N的18,15,13脚输出),4脚接电源75V,5脚接地.1,2,3脚为视频信号输出端,分别输出到显像管的三个阴极.VR803,VR804,VR805为暗平衡调整电位器,调整VR803,VR804,VR805可控制显像管阴极电位的高低.
二,视频电路故障维修
1.偏色
偏色是指的当接受DOS信号时,整个屏幕在不同对比度和亮度情况下,底色和字符均不为白色或灰白色,偏色的根本原因是三个阴极发射的电子束比例失调造成的.解决方法是调整白平衡和暗平衡.
如果彩色显像管各阴极注入的三基色信号电压均相等,而红,绿,蓝三束电子束的栅极-阴极调制特性的截止点和斜率不相同时,会使屏幕暗白平衡不好.影响低亮度区暗平衡的主要原因是电子束调制特性的截止点不同造成的.
由于电子束调制特性斜率不一样,荧光粉的发光效率不同等因素的影响,白平衡仍然不好
白平衡和暗平衡的调整步骤如下:
(1)将彩色显像管预热10min以上,并接收黑白字符或图像;
(2)将两个白平衡电位器旋转至中间位置,将三个暗平衡电位器和加速极电位器逆时针方向旋转到最小位置;
(3)设法产生水平一条亮线.如断开场偏转线圈回路,使场振荡器停振等;
(4)将对比度调至最小,并调小亮度.如亮度仍较亮时,可调节副亮度电位器,使水平亮线亮度下降到微亮.如还较亮,可调节加速极电位器,直至屏幕上出现一条微弱的水平扫描线为止;
(5)旋转三个暗平衡电位器,直到出现一条微弱的白色水平线为止.应反复调节.
(6)恢复光栅,将对比度和亮度调至最大.如光栅不太亮,可调节副亮度电位器和加速极电位器;
(7)调整两个白平衡电位器,使图像在高亮度时白平衡良好,即完成白平衡调整;
(8)从第三步起反复调一次.
2.缺色
从视频电路可见,当显卡,显示器电缆,视频信号处理电路,视频输出电路和显像管出故障,都会引起缺色.此故障的检修可采用信号交换法.
假如缺少红色:
1)在视频输出电路的输出处将红绿信号交换(图10-7 a)
如仍缺红色,则为交换点后面故障.如耦合电路R823,L809,C828开路,显像管红电子枪损坏.
如变为缺绿色,则为交换点前面故障.
2)在视频信号处理电路的输出处将红绿信号交换(图10-7 b)
如仍缺红色,则为交换点后面故障.如视频输出电路中红色信号放大电路损坏.
如变为缺绿色,则为交换点前面故障.
3)在视频信号处理电路的输入处将红绿信号交换(图10-7 c)
如仍缺红色,则为交换点后面故障.如视频信号处理电路中红色信号放大电路损坏.
如变为缺绿色,则为交换点前面故障.
4)更换一台好的显示器
如仍缺红色,则为显卡有故障.
如不缺色,则为显示器电缆和输入耦合电路故障.
3.单色
为显像管阴极和灯丝短路,如直接耦合,则也可能是视频末级输出管损坏,当显像管阴极和灯丝短路及视频输出管短路时,光栅呈对应的单一色,并带有回扫线.
4.无图象
为视频信号处理电路或视频输出电路损坏,也可能是这两个电路的供电电路损坏所致.
上述故障一般采用万用表测量视频信号处理电路或视频输出电路的电源输入脚,查看直流电压是否正常.如果正常,就是视频信号处理电路或视频输出电损坏;如果不正常,就是供电电路有故障.
三,视频电路维修注意要点
维修视频电路注意以下几点:
(1)由于显示器视频电路通常置于显像管的尾部(也称尾板电路),故拆卸时注意勿将显像管或显像管电极损坏.
(2)拆卸尾板视频电路时,首先切开或化开该电路板与显像管相连的热熔胶方可拆卸,不要强行拆卸,以免损坏显像管.
(3)完备的视频电路外围都有抗干扰屏蔽板,检修完成后将该板焊回原位.
(4)显像管地线应与主电路板地线可靠连接,否则显像管外部会放电打火.
(5)使用多年的显示器,应首先清除机内的积尘,特别是附着在显像管和显像管尾板视频电路上的积尘,灰尘往往是造成某些故障的原因.
10.4 多频数控彩显模式识别及系统控制分析
一,显示模式概念及模式识别电路
1.显示模式概念
显示模式是指计算机所运行的软件对显示卡的操作方式,主要规定了分辨率的大小,显示颜色的数量等.计算机运行的软件会自动选择所需的显示模式,也可由用户根据爱好自己选择.
因为分辨率不同,扫描频率肯定不同.而显示器在从一种扫描频率转到另一种扫描频率下工作时,电路的参数是要调整的,比如S校正电容和逆程电容的大小,行振荡的频率,行输出管的工作电压等.因此对于显示器而言,它应能根据显示卡送出的行场同步信号频率的不同,来控制改变相应的电路参数,这部分电路称为模式识别电路.
表10-1列出了联想LXH-1569型多频数控彩显显示模式表.
2.模式识别电路组成
多频数控彩显的模式识别电路主要由微处理器和存储器构成.微处理器根据主机输入的行场同步信号与固化在存储器中的模式数据进行比较,可方便地判别出显示模式,根据识别结果,微处理器通过总线或相关控制电路控制显示器各个参量的调节.
二,显示器系统控制电路分析
不同的显示器采用了不同的系统控制电路,因此,其系统控制微处理器(CPU)引脚功能及控制过程不尽相同,即使所采用的CPU型号相同,如果CPU内部所设置的软件不同,其功能也不完全一致.联想LXH-1569型多频数控彩显系统控制电路框图如图10-8所示.
联想LXH-1569型数控彩显主要控制原理是:数控彩显的各种模式数据都存储在可编程存储器(EEPROM)中,CPU通过串行时钟(SCL),串行数据(SDA)和存储器相连,当用户通过面板按键需要调整某项参数或调整显示模式时,CPU识别后从存储器中取出相关数据,再通过相关电路产生模拟电压去控制相应的电路进行工作,达到自动控制和调整的目的.CPU的5脚为供电端,4脚为复位端,7,8脚为振荡端.
(1)屏显(OSD)电路.字符显示电路的核心是OSD接口电路MTV018.CPU将待显示字符及其位置信息通过数据(SDA)和时钟(SCL)总线送入MTV018,MTV018输出模拟R,C,B三基色信号,经视放级处理后,即可驱动显像管显示字符和图案.
(2)键盘输入电路(图10-9).CPU13,14脚接两组按键开关,SW07为退出键,当操作完毕时按一下该键可退出菜单.SW08为亮度控制键,当进入菜单后,该键还兼有左翻页和减小调整数据的功能.SW09为对比度控制键,当进入菜单后,该键还兼有右翻页和增加调整数据的功能.SWl0为菜单进入键,按一下该键可进入菜单,按两次该键表示确认菜单中的某个调整参数,此时可通过SW09,SW08对调整参数进行增加或减小的调整.
(3)S校正电容控制.在多频显示器中,S校正电容不能固定不变,否则就无法保证在不同行频时光栅不同程度的延伸性失真都得到相应的校正,因此,在不同行频时必须对S校正电容进行容量自动调整.
(4)亮度控制电路(图10-10).该机亮度控制电路采用栅极控制方式,即通过控制栅极的电位高低来达到控制亮度的目的.当按动按键,增大或降低亮度时,CPU的3脚输出的模拟电压也随之变化(CPU的3脚电压可在0～2.2V之间变化),而VT414的发射极由12V电压通过 R434,ZD402,VD413供电,于是VT414导通程度变化,其集电极电压即栅极电压变化,达到了控制亮度的目的.
另外,VT414还具有消除关机亮点的作用,当关机后,12V电压消失,VT414截止,C425上的负压直接加至显像管的栅极,使栅极负电压升高(即更负),从而使阴极电子迅速截止.
(5)对比度控制电路(图10-10).该机由CPU的第37脚通过控制MCl3282的13脚电压来达到调节对比度的目的,增大或减小对比度,37脚电压可在0～4V之间变化,当37脚电压增大时,对比度增大,37脚电压减小时,对比度减小.
另外,CPU的37脚外接电路还具有ABL(自动亮度限制)的作用,当显像管束电流增大时,电压增大,使MCl3282的13脚电压减小,对比度减小,起到了ABL的作用.
(6)行中心控制电路(图10-11).该机通过CPU的34脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的30脚(行中心控制输入)来达到行中心控制的目的.当通过按键使CPU的34脚电压升高时,光栅左移.当34脚电压下降时,光栅右移.
(7)行幅控制电路(图10-11).该机通过CPU的29脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的32脚(行幅控制输入)来达到行幅控制的目的.当通过按键使CPU的29脚电压升高时,行幅缩小.当29脚电压下降时,行幅增大.
(8)枕形失真控制电路(图10-11).该机通过CPU的31脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的21脚(左右枕校(抛物波)幅度控制输入)来达到枕形失真控制的目的.CPU的31脚电压可在0～5V之间变化,可通过按键进行调整.
(9)梯形失真控制电路(图10-11).该机通过CPU的30脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的20脚(左右梯形失真校正控制输入)来达到梯形失真控制的目的.CPU的31脚电压可在0～5V之间变化,可通过按键进行调整.
(10)旋转控制电路(图10-11).旋转线圈为一匝,套在偏转线圈上,CPU的26脚为光栅旋转控制输出端,可输出具有一定占空比的矩形脉冲,加到 VT104的基极,通过控制VT104,VT103,VT102及VT101 导通与截止程度,即可改变偏转线圈的磁场分布达到光栅旋转的目的.
(11)场中心调整电路(图10-12).场中心调整电路的作用是调整扫描光栅在屏幕上垂直方向的位置.CPU(NT68P61A)的36脚为场中心调整控制脚,可输出脉宽调制信号,经C108滤波成直流电压,加到TDA4858的17脚(场中心控制输入).当用户通过按键,进入显示器菜单调整场中心时, 即可改变TDA4858的17脚的电压,通过TDA4858内部电路也就控制TDA4858的12,13脚(差分锯齿波信号输出脚)输出电流的直流成分, 达到了调整场中心的目的.
(12)场幅调整电路(图10-12).场幅调整电路的作用是调整光栅在屏幕上的垂直高度.场幅是由扫描电流的峰值决定的,锯齿波电流峰峰值越大,场幅也越大,反之则场幅越小.TDA4858的18脚为场幅控制端,该脚电压的高低决定场幅的大小,CPU(NT68P61A)的35脚输出的脉宽调制信号经 C107滤波成直流电压作为场幅的控制电压,通过TDA4858内部电路也就控制TDA4858的12,13脚(场激励差分锯齿波信号输出脚)输出电流的幅度,达到了调整场幅的目的.
10.5 显示器电源电路故障维修
显示器电源采用了开关电源,开关电源具有效率高,体积小,重量轻,稳压性能好等特点,目前显示器电源多采用他激式单管开关电源.
一,多频数控彩显电源电路特点与组成
1.多频数控彩显电源电路特点
系统控制电路,存储器一般需要5V,灯丝电压一般为6.3V,视频信号处理,行场信号处理电路一般需12V,行激励,场输出一般需12～25V,视放输出需70～1OOV,行扫描输出电路所需的工作电压一般在60～150V之间.因为多频数控彩显在不同的显示模式下工作时,行扫描频率也不同.为此,行频高,行输出级电压也应升高;行频低,行输出级电压也应降低.为了实现不同行频下行输出级供电电压的不同,一般采用了副电源电路.
2.多频数控彩显电源电路组成
多频数控彩显采用了并联他激式开关电源.
他激是指开关电源的开关管不参与激励脉冲的振荡过程,必须另加振荡器来产生开关脉冲,以控制开关管的导通与截止.目前他激式振荡电路多用集成电路,如UC3842,使得电路简单,功能完善,能够完成振荡,自动稳压,过流,过压保护等功能.
二,多频数控彩显电源电路分析
图10-13为联想LXH-1569型以UC3842为核心构成的电源电路,间接取样方式,即取样电压从变压器一侧的取样绕组经分压进行取样.联想 LXH-1569多频数控彩显的缺点是稳压响应速度慢,空载时电源电压将明显提升,因此,维修时应在主电源输出端加灯泡或电阻假负载.UC3842引脚功能及正常电压如表10-2 所示.UC3842内部框图如图10-14所示.
1.整流滤波电路
接通电源开关后,220V交流电压经F901,互感滤波器L901,L902滤除交流电压中的高频干扰,由VD901-VD904整流,C908滤波后,在C908两端产生约300V的直流电压.
2.电路的振荡过程
整流滤波电路产生的约300V电压分两路输入开关电源电路:一路经开关变压器T901的7-5绕组和电阻R913加到开关管VT901的漏极(D);另一路经R907,R908,R909,ZD901,V902,R911组成的启动电路,对C913充电.当C913两端电压达到16V 时,N901(UC3842)的8脚基准电压发生器产生5V基准电压.该5V电压经定时元件R926对C927充电,当C927两端电压达到一定值时,UC3842的4脚内电子开关使C927放电.当C927两端电压下降到一定值时,4脚内的电子开关断开,C927又由开始充电,所以UC3842的 4脚产生锯齿波电压,并在内部产生矩形波电压.最后从UC3842的6脚输出驱动脉冲电压,送到VT901的栅极(G),使VT901导通或截止.
当VT901导通时,其漏极电流在T901的7-5绕组上产生自感电势,为上正下负,并在T901的反馈绕组2-3上也产生上正下负的感生电势.经 VD908,C913整流滤波,产生15V直流电压,加到UC3842的7脚,为UC3842提供稳定的电源电压.另外,经VD909,C914整流滤波产生的15V直流电压,作为稳压电路的取样电压.此时T901次级绕组的反向感应电势使输出整流二极管截止,电能便以磁能的形式存在T901中.
当VT901截止时,T901次级绕组的感应电势使所接的整流二极管导通工作,经滤波后输出所需直流电压.
3.输出电路
VD921,C931整流滤波产生77V电压,为视频输出电路供电.
VD922,C933整流滤波产生57V电压,为场输出电路和副电源供电.
VD923,C934整流滤波产生21V电压,为行推动电路提供工作电压.
VD924,C935整流滤波产生14.5V电压,经三端稳压集成电路7812输出12V电压,供给视频信号处理集成电路,行场扫描集成电路及整机低电压电路使用.
VD925,C937整流滤波,产生6.5V电压为显像管灯丝供电,再经R953,ZD905稳压,产生5V电压供给微处理器,存储器和字符显示等电路使用.
4.稳压调节电路
当电网电压升高或负载变轻时,引起T901输出电压升高,反馈绕组的脉冲电压使VD909,C914整流滤波后的电压升高,经误差取样电路 R915,RP901,R916,R917取样后,使UC3842的2脚(误差放大器反相输入端)的电压超过2.5V,该电压与同相输入端3脚的2.5V 基准电压比较后,使UC3842的6脚输出脉冲的占空比减小,VT901导通时间缩短,T901储能下降,使T901次级输出电压下降到规定电压值.
5.保护电路
1)阻尼吸收回路
为了防止VT901在截止期间,T901自感电势的尖峰脉冲击穿VT901,设置了由C912,R912,VD907组成的阻尼吸收回路.同时还可以防止自激振荡.
2)欠电压保护电路
当UC3842的启动电压低于16V时,UC3842不能启动,其6脚无驱动电压输出,开关电源电路不能工作.当UC3842已启动,但负载有过电流使 T901的感抗下降,其反馈绕组输出的工作电压低于10V时,UC3842的7脚内部的欠电压保护电路动作,UC3842停止工作,避免了VT901因激励不足而损坏.
3)过电流保护电路
R924为过电流取样电阻.由于某种原因(如负载短路)引起VT901源极的电流增大,R924上的电压降增大,UC3842的3脚(电流检测)电压升高,当该电压上升到1V时,UC3842的6脚无脉冲电压输出,VT901截止,电源停止工作,实现过电流保护.
6.自动消磁电路
在开机瞬间,微处理器N101(NT68P61A)的消磁控制端19脚输出高电平,使VT911导通.7812输出的12V电压经R954,继电器 K901的驱动线圈,VT911的ce结构成回路,使继电器吸合,触点闭合,消磁电路被接入电路中.此时,利用消磁电阻R901的热敏性能,在消磁线圈中产生一个由强变弱的交变磁场,完成对显像管及其附件的消磁过程,约2秒后,NT68P61A的19脚变为低电平,继电器K901释放.
三,多频数控彩显节能电路分析
目前生产的显示器都有绿色节能功能,绿色节能显示器必须满足"能源之星(Energy Star)"的协议,该协议是由美国环保署所颁布的.该协议规定:显示器在非正常工作状态时的功耗不能超过30W.瑞典有效能源部门和贸易联合会联盟的协议制定的NUTEK/TCO节能建议条例,将省电时的功耗降至1W.
目前达到能源之星和NUTEK/TCO要求的设计方案为VESA(视频电子标准协会)的DPMS标准.符合这些标准的显示器都具备电源管理系统,它是指当用户开机后长时间不使用时,显示器会自动转入节电的状态,屏幕上无任何显示.实现这一点,除了显示器要具备这一功能外,要求主机也要具有相应的功能,两者之间需相互配合.根据DPMS标准的规定,显示器是根据行场同步信号的有无来确定是否进入节电状态的,而且进入节电状态后,还要不断监视行场同步信号的状态,以便恢复正常显示.
联想LXH-1569型数控彩显符合VESA的DPMS(显示电源管理信号)标准,即显示器可在正常模式,暂停模式和关闭模式三种模式下工作.如表10-3所示.
1.正常模式
当计算机处于正常工作状态时,同时得到两个同步信号,进人正常字符,图形显示状态.
从电路图10-13和图10-22可知,由显卡输入的行,场同步信号使VT903,VT904导通,VT905截止,光电耦合器N903内的发光管截止, 使光敏管处于截止状态,开关电源正常工作.同时,行同步脉冲经VT912,VT106放大后,输入到微处理器N101的39脚,场同步信号经VT107放大后,输入到N101的40脚.微处理器N101检测后,从N101的33,32脚输出经极性转换的行场同步信号,输入到行场扫描芯片N401的 15,14脚,作为行场同步信号;另外从N101的12脚输出高电平,使VT109,VT111导通,VT111集电极输出12V电压,给行场扫描芯片 N401(TDA4858)和推挽放大电路VT314,VT315供电.
2.暂停模式
如果鼠标或键盘长时间不工作,程序或系统将在DPMS模式下仍输出行或场同步信号,此时,VT903,VT904总有一个导通,因此,VT905截止,光电耦合器N903内的发光管截止,使光敏管截止,开关电源正常工作.
另外,微处理器N101的39,40脚检测到只有行或场同步信号输入时,微处理器N101的12脚将输出低电平,使VT109,VT111截止,N401 等电路因失去供电电压而停止工作,由于此时行场扫描电路等停止工作,所以功耗小于15W.在暂停状态下,只要动一下鼠标或键盘,主机显卡便输出行自动进入工作状态.
3.关闭模式
此时显卡同时停止输出行,场同步信号,使显示器"黑屏"并切断了几乎全部的电源输出.DPMS规定关闭电源时的最大功耗为8W,大多数显示器都不超过5W,甚至只有1W.
当利用程序关机时,程序或系统将在DPMS模式下使之没有行场同步信号输人,于是VT903,VT904截止,C937的电压经 R936,R937,R938分压后,使VT905导通,光电耦合器N903的光电二极管发光,光敏三极管导通,将8脚的5V电压加到2脚,使开关电源停止工作.
四,电源电路故障检修
1.开关电源的维修方法
1)假负载法
一般选60W灯泡作假负载,根据灯泡是否发光和发光的亮度可知电源是否有电压输出及输出电压的高低.若电源接上假负载后能正常工作,一般说明电源问题不大.
2)串联灯泡法
串联灯泡法就是取掉输入回路的保险丝,用一个60W/220V的灯泡接在保险丝座两端.当通入交流电后,如灯泡很亮,则说明电路有短路现象.另外灯泡的限流作用,可防止再次烧坏元件.排除短路故障后,灯泡的亮度自然变暗,最后取掉灯泡,换上保险丝.
2.开关电源常见故障的维修
1)无输出电压
无输出电压时,故障现象为无光栅无图像.应重点检查保险丝.
(1)保险丝熔断,且玻璃管严重发黑.说明电路存在严重短路,一般为交流滤波回路短路,整流二极管短路,直流滤波电容短路和开关管短路.
(2)保险丝熔断,但玻璃管不发黑.为开机时的瞬间大电流冲击所致,如在开机瞬间大消磁电流和300V直流滤波电容充电电流而熔断.只要换一只相同容量规格的延迟式保险丝即可使机器恢复正常.
(3)保险丝完好.此时应测量直流滤波电容上有无300V电压,如无300V电压,一般为充电限流电阻开路和电源进线有问题.如有300V电压,则可能为启动电阻开路,UC3842损坏,产生了过压或过流保护等.此时可测量UC3842的7脚电压(15～17V),若无电压,则为启动电路损坏.若有电压, 则可能UC3842损坏,产生了过压或过流保护等.
判断UC3842是否损坏可用以下方法:用外接稳压电源给UC3842的7脚提供17V电压,测量其8脚有无5V电压输出,若无输出,说明UC3842损坏.
2)输出电压过高
输出电压过高主要是开关电源的稳压电路不良造成的,应重点检查此部分电路.
3)输出电压过低
输出电压过低一般是由于电源负载过重(特别是二次电源开关管,行管,行输出变压器性能不良等)造成的.此时,应断开电源电路的所有负载,单独加假负载,以区分是电源电路不良还是负载电路有故障.若断开负载电路,电压输出正常,说明是负载过重,若仍不正常,说明电源电路有故障.对于由电源引起的输出电压过低,主要有以下几点:
(1)主电压整流二极管,滤波电容失效等;
(2)电源其他负载有短路故障;
(3)开关管性能下降,导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加;
(4)开关变压器有匝间短路,不但造成输出电压下降,还会造成开关管过载损坏;
(5)300V滤波电容容量变小,造成电源带负载能力差;
(6)稳压控制电路不良,主要是误差取样,UC3842等损坏.
另外,有些彩显(如联想LXH-1569型多频数控彩显)当节能电路工作或误动作时,会导致电源电路处于弱振状态,电源输出电压大幅度下降.因此,对部分彩显,当主电压输出过低时,节能电路也应作为检查的对象.
五,电源电路检修注意事项
(1)彩显均采用并联型开关电源,开关变压器初级电路与交流220V相连,为热底板.如果不加隔离变压器,人站在地上触及开关电源就会触电,另外用示波器测量开关电源时,就会形成交流电源短路和烧毁开关电源.
(2)测量电源电路的电压时,应选好参考电位,因为开关变压器初级之前的地为热地,而开关变压器之后的地为冷地,二者电位不等.
(3)对于无输出电压的电源,由于储藏在直流300V滤波电解电容中的能量也会无处释放,所以用万用表电阻档测量时,应先用电阻对其放电.
(4)电源输出端的高频整流二极管与220V交流整流二极管因频率特性不同不能互换使用.
(5)开关电源使用的交流保险管与普通保险不同,应具有抗瞬间冲击电流的特性.
(6)彩显的电源电路多采用UC3842,UC3843,UC3844及UC3845等电源专用集成电路,这些芯片功能基本相同,仅启动和关闭电压不同.3842,3844启动和关闭电压为16V和10V, 3843,2845为8.5V和7.6V.
(7)有些具有节能的显示器当不输入行,场同步信号时,显示器的电源电路不能正常工作.因此,维修显示器电源时,也应在主机工作状态下进行维修.
10.6 多频数控彩显行扫描电路原理及故障维修
一,行扫描电路作用与组成
1.行扫描电路的作用
多频数控彩显行扫描电路与彩电的行扫描电路的作用基本相同.
(1)给行偏转线圈(H-DY)提供线性良好,足够幅值的行锯齿波电流,使显像管内的电子束进行水平方向的行扫描;
(2)供给彩色显像管阳极高压,加速极,聚焦极所需的电压以及视放输出级所需电压等;
(3)行扫描应与行同步信号同步.同步应可靠稳定,不受各种干扰的影响;
(4)向视频电路提供行消隐脉冲;
(5) 当改变显示模式时,应能自动调节行输出电路供电电压,即自动调整行幅,并能进行S校正电容的自动校正和行中心位置调节.
2.行扫描电路的组成
多频数控彩显的行扫描电路除具有常规的行振荡,行激励,行输出等电路外,还设有自动频率跟踪电路,S校正电容自动切换电路,行输出电压自动调整电路(二次电源电路)等,电路结构比较复杂.基本方框图如图10-15所示.
APC电路称为自动相位控制电路,又称为鉴相器.它的作用是将主机送来的行同步信号同行输出级产生的逆程脉冲进行相位比较,并输出一个反映两者之间相位差异的直流电压,用来控制行振荡器的振荡频率,达到行同步的目的.
行振荡器用来产生行频矩形波.它外接RC定时元件,决定行自由振荡频率.行振荡器在APC电路的控制下,振荡频率和相位可在一定范围内变化.
行激励级也称行推动级,对行振荡器送来的矩形波进行电压放大,推动行输出级工作.
行输出电路对行激励级送来的矩形波进行功率放大,为行偏转线圈提供锯齿波电流.并通过行输出变压器以及相应的整流电路输出高,中压等.
二,行频自动跟踪电路
多频数控彩显行频范围很宽,必须采用频率自动跟踪技术才能解决频率跟踪问题,一般采用微处理器进行频率跟踪,利用行频自同步电路进行频率跟踪和利用自同步行场扫描集成电路进行频率跟踪三种方法.前两种行频自动跟踪电路比较复杂,而自同步行场扫描集成电路由于内部设有频率自动跟踪电路,所以电路结构十分简单.联想LXH—1569型多频数控彩显采用的行场扫描芯片TDA4858就具有自同步功能.
三,行振荡和行激励电路
1.行振荡和自动相位控制(APC)电路
行振荡器用来形成行频矩形波,外接的RC定时元件,决定了行自由振荡频率.行振荡器输出的矩形脉冲送至行激励级.通过改变外接的RC定时元件,可改变行振荡的自由振荡频率.
行扫描电路中,为了实现良好同步,采用自动相位控制电路APC.其作用是将外来的同步信号与本地的行扫描电路振荡信号进行相位的比较,当两者的相位不同时,就会产生一个误差电压去改变行振荡电路的直流偏压,改变行振荡频率,使行振荡的频率和相位与同步信号同步.APC电路的组成方框图如图10-16所示.
APC电路由鉴相器,比较锯齿波形成电路和积分滤波器三部分组成.鉴相器用作同步信号和行频锯齿波的相位比较,行频锯齿波由行输出级送出的行逆程脉冲经锯齿波形成电路积分得到.根据比较的结果,鉴相器输出反应两者相位差的脉动电压,该电压经积分滤波器滤波成直流电压,去控制行振荡器的振荡频率和相位.经过这样的一个闭环控制,就能达到同步的目的.
2.行激励电路
行激励电路又称行推动电路,它处于行振荡和行输出电路之间.行输出管工作在大电流,大电压的开关状态下,因此需要一定的驱动功率,行输出管才能正常工作.行激励电路一般采用反极性激励的开关工作方式,即行管和行激励管不同时导通或截止.
四,行输出电路
多频数控彩显多采用双阻尼管行输出电路,具有左右枕形失真校正作用.其基本电路如图10-17 所示.
它与常规行输出电路的不同之处是使用了两只阻尼二极管VD1,VD2,两只逆程电容C1,C2,两只S型校正电容Csa,Csb和一只枕形失真校正调制线圈L.可变电阻器R代表枕形失真校正调制激励电路(枕形失真校正控制电路).电路的另一个特点是包含了两个谐振频率相同的逆程谐振回路,回路1为偏转线圈 Ly和C1,Csa,回路2为L,C2和Csb.
在行扫描正程后半段期间,行输出管VT基极加有正向脉冲,VT导通,因为CsaVcsb,此时VD1截止,VD2导通,形成行正程后半段的扫描电流.电流通路为:Csa→Ly→Q→D2(或Csb→L)→Csa.
由于流过VD2的电流受Vcsb控制,因此这个电路也称为二极管调制器型行输出电路.如果通过枕校调制激励电路R去控制Vcsb,使其按下凹场频抛物波形状变化,此时,Vcsa则按上凸场抛物波形状变化,行正程扫描后半段期间的行偏转电流幅度具有上凸场频抛物波包络.
在正程前半段期间,形成行正程前半段扫描电流,其工作原理与常规行输出电路大致相同,扫描电流的幅度与正程后半段期间扫描电流成正比,具有相同的场抛物波规律.从而完成左右枕形失真校正.
枕校调制激励电路R的主要作用是控制Csb两端电压,使之按下凹场抛物波形状变化.它的输出端实际上起着受控可变电阻的作用,这是由晶体管担当的.控制晶体管的导通程度,使其内阻按场抛物波规律变化,就可完成此项任务.
五,行幅,行中心,行相位S校正调整电路
1.行幅调整电路
行幅调整的是光栅的水平幅度,行幅调整一般分为行频变化引起行幅变化自动调整,高压变化引起行幅变化自动调整和手动行幅调整三种情况.
该机采用DDD行输出电路,图中C418既是一个S校正电容,同时也用于枕形校正和行幅调整,实现的方法就是改变C418两端的电压,从而使行偏转电流幅度具有场抛物波包络,实现光栅的左右枕形失真校正.左右枕校(EWDRV)信号由TDA4858的11脚输出,经VT317加到的VT409基极,改变 VT409的导通程度,就可以改变VT409集发之间的等效电阻,使C418上的电压按下凹场频抛物波规律变化,达到枕校的目的.微处理器的31脚为枕校量大小调整端,经R139,R343加到TDA4858的21脚,通过改变TDA4858的11脚输出信号的交流分量来调整枕校量的大小.
行幅的调整也在此电路中完成,微处理器的29脚为行幅模拟量控制输出端,经R137,R352,R351加到TDA4858的32脚,通过改变 TDA4858的11脚的直流分量实现了行幅的调整.图中,RP403为行幅调整电位器,调整RP403,可改变VT409的直流工作点,达到了调整行幅的目的.
2.行中心,行相位调整电路
行中心调整电路可调节光栅在屏幕水平方向上的相对位置,行相位调整是调节显示图像在光栅上的相对位置.
行中心调整电路的原理是改变行扫描电流零点的位置,当扫描电流的正负峰值相等时,光栅就处在屏幕的正中位置.当扫描电流的零点位置发生变化引起扫描电流的正负峰值不相等时,就会使光栅的位置在屏幕上左移或右移.
图10-19为行中心调整电路,Lp为行输出变压器的初级电感,由于Lp的电感量远大于Ly,可忽略Lp对Ly中偏转电流的分流作用.L1的电感量也很大,通过调整RP可以改变偏转线圈中的电流,即在行输出管工作时可以改变偏转线圈的正向电流的大小,在阻尼管工作时可以改变偏转线圈负向电流的大小,因此,调整RP可以调节光栅在屏幕上的水平位置.
3.S校正电容调整电路
S校正电容的作用是校正水平方向延伸性失真,在多频显示器中,必须对S校正电容在不同行频时进行容量自动调整.
联想LXH-1569型多频数控彩显的S校正电容自动调整电路见图10-18.
C407,C412,C414,C4l6为S校正电容,其中,C412,C414,C416是否接入电路由微处理器从22,23,21脚输出的 CS1,CS2,CS0信号控制.微处理器N101根据不同的行频信号范围从22,23,21脚输出不同的电平,如表10-4所示.
从表中可以看出,当行频在30～32.8kHz范围内时,CS1为低电平(L),VT403截止,其集电极输出高电平,使场效应管VT404导通;CS2 为低电平,VT405截止,其集电极输出高电平,使场效应管VT406导通;CS0为低电平,VT407截止,其集电极输出高电平,使场效应管VT408 导通.可见,C412,C414,C416均和C407并联.其他频率范围只有一个电容与C407并联.
六,水平失真校正电路
多频数控彩显的水平失真校正主要包括对称性水平失真校正和非对称性水平失真校正.对称性水平几何失真主要是指枕形失真,梯形失真,角部对称失真等.这类失真相对于光栅中心是对称的.
1.枕形失真校正
电子束不仅产生水平和垂直方向上的延伸性失真,而且在荧光屏上的四个角伸展最严重,使扫描光栅不是理想矩形,而呈枕形,即产生所谓枕形失真,如图10-20(b)所示.
枕形失真是由显像管的结构引起的,是显像管固有的失真.现在的显示器都使用自会聚彩色显像管.这种显像管配备特殊绕制的行场偏转线圈,主要用它所产生的特殊分布的磁场来校正会聚误差,但同时这种特殊分布的磁场对光栅的形状也有一定影响,可对光栅的上下枕形失真进行补偿,使失真减小或消失,而对于光栅的左右枕形失真,则起不到补偿的作用,相反使失真更加严重.
自会聚显像管水平枕形失真校正原理如图10-20所示.其中图10-20(a)表示在一场的扫描周期中峰值相等的行扫描电流波形,但这一扫描电流显示的光栅呈图10-20(b)所示的枕形.
校正这种失真可用以场频为周期的抛物波来调制行频锯齿波电流,使在场中心部位的行扫描电流的幅度最大,越到场的上下边缘,行扫描电流幅度越小,从而实现校正光栅的左右枕形失真的目的,如图10-20(c)所示.
显示器采用的DDD行输出电路本身就具有枕形失真校正,调整行幅等功能.
2.梯形失真校正
当显像管的上,下枕校失真量不相等时,就产生了梯形失真,如图10-21所示.
为了校正这种光栅的梯形失真,在显示器电路中一般设有梯形失真校正电路,由此电路产生场频锯齿波幅度,斜率及相位可调的包络调制信号,通过调节场频抛物波包络波形的对称性或不对称性,使光栅呈现矩形状,达到梯形失真校正的目的.
3.四角失真校正
数控彩显均采用了超平或纯平显像管,因此,屏幕四个边角枕形失真较大,仅用左右枕形失真校正电路与梯形失真校正电路尚不能满足屏幕四角的枕形校正需要,因此,应设置四角失真校正电路.由此电路产生四角峰值枕校调制电压叠加在场频抛物波包络信号上,去调制行扫描锯齿电流,使电子束在四角扫描时通过减小角速度使光栅扫描线在屏幕上各点的线速度相等,以达到四个边角峰值枕形失真校正的目的.四角失真校正电路一般也集成在行场扫描集成电路内部,和左右枕形失真共用一个引脚输出.
七,行输出电源电压自动调整电路(副电源)
多频数控彩显为了保证流过行偏转线圈的电流幅值稳定,对行输出管供电电压要进行自动调整,即随着行频的升高,供电电压要升高,随着行频的降低,供电电压也要随着降低.因此,要增加行输出电源及其控制电路,一般称为二次电源电路或行输出电源电路,分为升压式和降压式两种.
联想LXH-1569型多频数控彩显二次电源电路主要由行场扫描芯片N401(TDA4858),开关管VT913,储能电感L906等组成升压式电源. 其输出电压的大小受行输出变压器T402的6～8脚回扫脉冲的控制,从而在不同的行频下,为行输出管VT402提供不同的供电电压,实现多频扫描的目的. 二次电源电路如图10-22所示.
TDA4858内含二次电源控制电路,其6脚为控制驱动输出,5脚为控制输入脚,通过控制5脚电压的高低即可控制6脚输出驱动脉冲的占空比.
显示器正常工作时,N101(NT68P61A)的12脚输出高电平,使三极管VT109,VT111导通,12V电压由VT111的c极加到 TDA4858的9脚为其供电,于是TDA4858的行场振荡电路工作,从其6脚输出与行频同步的激励脉冲信号,当6脚为低电平时,VT313截止,其集电极为高电平,使推挽管VT315导通,VT314截止,二次电源开关管VT913导通;当6脚为高电平时,VT313导通,其集电极为低电平,使推挽管 VT314导通,VT315截止,VT913迅速截止.
VT913导通时,电感L906上储存能量.VT913截止时,L906感应出左负右正的自感电势,与57V电压叠加后经VD933给C951充电,产生的电压经行输出变压器的2,1脚为行输出管VT402供电.
当行频升高时,行周期下降,因行逆程时间是一个常量,所以行正程时间随之下降,因此,T402的6脚的脉冲电压下降,经VD311,C311整流滤波产生的+B取样电压下降,该取样电压经ZD311,R325,RP311和R328分压后加到TDA4858的5脚的电压下降,通过内部电路,使 TDA4858的6脚输出脉冲的占空比下降,VT313集电极脉冲占空比上升,推挽输出管VT314,VT315发射极脉冲占空比上升,开关管VT913 导通时间延长,导致C951两端的电压升高,反之,当行频降低时,C951两端的供电电压也随之降低.此电路还具有自动稳压的功能.
八,行扫描电路维修
1.无光栅故障分析
造成无光栅故障的原因很多,如电源电路,节能电路,行扫描电路,视频电路与显像管及附属电路损坏都可能引起无光栅.行扫描电路不工作,致使无中高压输出, 显示器肯定无光栅.行扫描电路工作,但行输出变压器损坏或其他原因造成阳极高压下降或消失也将造成显示器无光栅.另外,显示器一般均设有高压保护电路,如果高压保护电路动作,会使行振荡电路停振,也造成无光栅.无光栅故障的检修过程如下:
接通电源,看屏幕上有无高压反应.方法是将一张薄纸置于屏幕前,开机瞬间,屏幕对薄纸有无瞬间的吸引作用.或把手放到屏幕前,开机的瞬间也会有感觉.判断高压最好用万用表高压测试棒直接测量.
如有高压,则说明电源电路和行扫描电路基本正常,故障在视频电路,显像管及附属电路等,此时应观察显像管灯丝亮不亮,如灯丝不亮则可能灯丝烧断,灯丝电压不正常,显像管插座接触不良等.如灯丝亮时,应检测显像管的各极上电压是否正常.同时应观察显像管内电子枪有无打火或紫色辉光,若有打火或紫色辉光,说明显像管已损坏.
如无高压,则应重点检查行扫描电路,副电源电路和过压保护电路.行扫描电路重点检查行激励级是否有脉冲输入和输出;测量行输出管的集电极电压,可判断副电源电路工作是否正常,行输出级是否有短路;另外有些故障会使显像管的阳极高压上升,X射线保护电路动作,使行振荡电路停振而造成无光栅,此时可略加大逆程电容,使高压下降,再作其他的测量.
2.行幅不正常和枕形失真故障分析
行幅不正常和枕形失真主要是由于水平枕校电路出现故障造成的.从图10-21中可以看出,水平枕校电路可看作行输出电路的一个负载,因此,当水平枕校电路的前级(场锯齿波取样与放大及形成电路)发生故障时,表现的故障现象一般只是水平枕形失真或行幅不正常.
1)仅有枕形失真现象,行幅正常
此故障多由枕形失真校正控制电路中的交流回路发生问题引起.交流回路发生故障时并不影响Csb两端的直流电平,因此行幅不发生变化.故障点多为场锯齿波未送到枕形失真校正控制电路或场抛物波取样放大及形成电路有故障.
2)有枕形失真,且行幅也不正常
故障部位可能涉及枕校控制电路和行输出电路.由于行幅发生了变化,因此可以肯定Csb两端的平均直流电平发生了变化.此时关键检查点是阻尼二极管VD2,S校正电容器Csb两端电压或枕校控制电路输出端电压.
3)仅行幅不正常
行幅不正常主要有以下几种原因:一是两个回路中的S校正电容有变值,使分压比发生变化,导致行幅异常;二是二次电源输出不正常造成行幅不正常;三是行幅调整电路异常造成枕形失真校正电路直流偏置不正常,会影响行幅的大小.
3.行不同步故障分析
行不同步是由于行扫描频率与行同步脉冲频率不一致引起的,故障现象是屏幕上出现斜影条.行不同步的主要原因有:
(1)行同步脉冲没有加到行扫描芯片上;
(2)同步信号识别与极性转换电路有故障;
(3)行振荡电路及外围定时电路,行AFC电路等故障.
检修时,一般先调整行频电位器,看画面能否同步,如果能瞬间同步但不能保持,说明行振荡电路工作频率正常,故障一般在AFC电路上.如果调整行频电位器仍不能同步,说明行振荡的振荡频率偏差太大,重点是RC定时元件有故障.
4.行扫描电路维修注意事项
(1)有很多彩显,在不联主机时行扫描电路是不工作的.因此,维修时应联上并打开主机来进行检修.
(2)彩显与彩色电视机的行扫描电路相比,不但复杂,而且还有许多不同点,因此,彩色电视机行扫描电路的一些维修方法不一定完全适合彩显,维修时要根据具体机型,具体电路作具体分析,不可生搬硬套,以免引起误判.
(3)显示器行扫描电路电压高,电流大,维修时不可随意通电试机,通电前一定要确保电路无短路现象,以免扩大故障.
第七节 多频数控彩显场扫描电路原理及故障维修
一,场扫描电路作用与组成
1.场扫描电路作用
(1)场扫描电路主要是向场偏转线圈(V-DY)提供线性良好的场锯齿波电流,形成水平交变磁场,使显像管内电子束在垂直方向上偏转,实现场扫描.并对场扫描线性失真进行补偿和矫正;
(2)场扫描电路应与场同步信号同步;
(3)为视频电路提供场消隐脉冲,使电子束在场逆程扫描时截止,消除场回扫线;
(4)给枕校电路提供锯齿波电压,消除光栅在水平方向产生的枕形失真;
(5)当改变显示模式时,应能自动调节场幅.并能进行场中心位置调节.
2.场扫描电路组成
场扫描电路由场振荡,场锯齿波电压产生,场激励,场输出及场线性补偿等电路组成.如图10-23所示.
场振荡电路是一个自激振荡器,用来产生场频脉冲信号.场振荡电路的自由振荡频率一般可进行调节,称为场同步调节,振荡频率应与场同步信号同步.
场锯齿波电压产生电路是一般的RC积分电路,利用电容的充,放电来形成锯齿波电压.电容充,放电之间的转换是用场振荡电路产生的脉冲电压控制的,以形成周期性的锯齿波电压输出.
场激励电路又称场推动电路,用来放大锯齿波电压,以推动场输出级正常工作.
场输出电路是功率放大级电路,它为场偏转线圈提供一定幅度的锯齿波电流,以便产生足够强的偏转磁场,满足垂直偏转幅度的要求.同时它为视频电路提供回扫脉冲,以消除回扫线,为枕校电路提供锯齿波电压,消除水平枕形失真.
场线性补偿电路是利用反馈,预失真等措施校正场锯齿波的失真,以便达到最佳的场扫描线性.该电路一般跨接在场输出级与场激励级之间,也可跨接在场输出级与场锯齿波形成电路之间或锯齿波形成电路与场激励级之间.
场中心调整和场幅调整内容见本章第四节.
在显示器中,场振荡电路,锯齿波形成电路大都采用一块集成电路,场输出级大多也集成在一个集成电路内,这样既大大简化了场扫描电路,又便于维修.
二,场振荡和锯齿波电压形成电路
场振荡电路是一个自激振荡器,通过电容的充放电来产生自由振荡的场频矩形波信号,作为锯齿波形成电路的电子开关,控制锯齿波形成电路中电容的充放电形成锯齿波电压.有些彩显两者共用一个电容,即这个电容既是场振荡定时元件,又是场锯齿波形成元件.图10-24为共用电容的联想LXH-GJ556型数控彩显的场振荡和锯齿波电压形成电路.
场同步信号输入到TDA9111的2脚.由内部同步信号处理电路处理后,加到TDA9111内部的场振荡电路,TDA9111的22脚外接的C619为场振荡和锯齿波发生器电容器,20脚外接的C611为场AGC场锯齿波发生器AGC环路电容器,以保证场幅不随场频的变化而变化.
三,场扫描失真和补偿电路
多频数控彩显中场扫描失真主要包括场S形失真和C形失真两种.因为校正这两种失真的波形形状类似于英文字母"S"和"C",如图10-25所示,因此分别将这两种失真称为S形失真和C形失真.
1.场S失真形成原因及补偿电路
光栅S形失真是因显像管的结构引起的.
OTL场输出电路的S形失真校正是由场输出电容来完成的.但不同显示模式需要不同容量的S校正电容来实现的.OCL或BTL场输出电路是通过对场激励信号进行S失真预校正,这种电路的场S失真校正都在行场振荡集成电路内部完成.
2.场C失真形成原因及补偿电路
场C失真主要是电容的充电曲线并非是线性所致,影响最大的是锯齿波电压形成电路产生的失真.
场锯齿波电压形成电路一般采用RC充放电电路.在充放电过程中,电容器两端的电压并不是线性变化,而是按指数规律变化,开始时电压变化较快,较接近直线, 以后则逐渐减慢.正极性锯齿波电压中间略向上凸起,负极性锯齿波电压中间是略向下凹.因此,锯齿波电压发生器所产生的场频锯齿波电压本身的线性不良而引起输出波形失真.补偿一般采用RC补偿电路和负反馈电路.
四,场扫描电路维修
1.水平一条亮线
屏面出现水平一条亮线说明场偏转线圈中无锯齿波电流流过.该故障在场扫描电路的故障中所占的比例最高,产生故障所涉及的面很广,从场振荡,锯齿波形成,负反馈网络,激励输出级,偏转线圈,其中任何一个环节出现故障,均可导致屏面出现水平一条亮线.实际上场输出集成电路损坏较为常见.因为场输出集成电路不仅承担了功率放大的任务,而且还兼任了电源电压的转换工作,所以,尽管场输出集成电路装有散热片,但容易烧毁.
2.有回扫线
如为场消隐电路异常出现回扫线,则图像正常,整屏出现回扫线.主要是场消隐脉冲未加至视频电路.
如为视频和显像管电路异常引起的回扫线,则光栅较亮,图像较淡或无图像,回扫线满屏,亮度和对比度控制不明显,有时伴有自动关机保护现象.该故障多为亮度调得太大,视放管被击穿或某种原因造成三极管饱和导通,间隙放电元件短路,阴极和灯丝短路等.
3.场幅异常
当光栅或图像有一定宽度,说明场振荡已经起振,整个扫描通道已经工作,只是流过场偏转线圈的电流幅度偏小.一般以锯齿波发生器和场输出级电路不良最为常见.
4.场线性异常
场线性不良一般为场负反馈电路,行场扫描芯片及其外围电路有故障.
5.场不同步
引起场不同步主要是场同步信号未加到振荡电路和场振荡器的频率偏高太远,前者查场同步信号通道,后者查场振荡器的定时元件.
6.场扫描电路维修注意要点
(1)检修一条水平面亮线故障时,一定要将显示器亮度旋小,以避免将屏幕灼伤.
(2)更换场输出器件要确保能利用原散热片良好散热.
10.8 显示卡及其显示控制原理
一,显示卡的显示控制原理
显示卡的基本作用是接收CPU发出的显示信息并存放在显示存储器中;然后再由视频子系统的硬件从这个缓冲区中读取信息,并对它们进行必要的变换,以形成适合显示器用的图形点阵信息.图10-26为显示子系统的组成情况.
1.文本显示原理
在文本方式下,CPU将要显示字符的ASCⅡ值及属性值送入刷新缓冲区,其中第一个字节用来保存字符的ASCⅡ码值,第二个字节则是用来存放字符的属性值 (如前景色及背景颜色,闪烁等).然而,在显示器上显示的所有内容都是以点形式出现,所以必须把刷新缓冲区中保存的字符信息(每个字符两个字节)转换成可供显示器直接使用的矩形点阵字符.
2.图形显示原理
在图形方式下,屏幕上的每一个点对应着若干位存储位,其存储位的位数取决于显示器要求的灰度级或要显示的颜色数.如要使每一个像素都能显示出256种颜色,则需要8位二进制存储位表示一个像素,一个字节可表示两个像素,其像素与视频刷新存储器位的对应关系如图10-28所示.
实际上,扫描线上所有各点基本上都是用像素信息表示的.在图形方式下,显示转换所要做的工作是使用正确的属性,以正确的顺序向显示器发送像素,每一个点都有不同的属性.在文本方式中,一个字符内的点的属性是完全一样的.
二,显示卡电路基本结构
显示卡主要是由图形控制芯片,刷新缓冲存储器VIDEO RAM,显示BIOS(VIDEO BIOS),RAM DAC等构成.
1.图形控制芯片
图形控制芯片基本功能是一方面产生缓冲存储器的地彩色数字信号址码,与主机系统同步给出水平和垂直扫描信号去控制显示器;另一方面以生成字符,图形像素的并/串转换和移位,并通过对芯片内部寄存器编码生成字符/图形调色板功能.
比如要求画一圆,只需要告诉显示卡,"给我画一个圆",剩下的工作就由显示卡来完成,不需要CPU在去计算如何画出一个圆,从而减少CPU的压力;不过这样的显示卡要配上比较多的显示内存.有一些更高级的显示卡,卡上有协处理器,它可以大大降低CPU的处理图形任务.
图形处理器有两个重要的数据通道,一个是图形处理芯片与主机微处理器之间的系统总线数据通道,另一个是图形处理器芯片与刷新存储器之间的数据通道.图形处理与系统总线间的数据通道宽度是由显示卡所采用的系统总线的标准来定.目前图形处理器与刷新存储器之间的数据通道宽度大多为64位,128位,256位, 它们支持的分辨率从640×480到1600×1200,支持的颜色数从16种到16.7兆种颜色.
2.刷新缓冲存储器(VRAM)
刷新存储器也称视频存储器(VIDEO RAM)或显示存储器,是用来存储要显示内容的属性值,刷新存储器容量的大小,直接影响显示器所能显示的颜色数和分辨率.屏幕上看到的图像数据都是存放在显存里的,显卡达到的分辨率越高,在屏幕上显示的像素点就越多,要求显存的容量就越大.
所用存储器的类型直接影响显示系统的显示速度和性能.VRAM 与DRAM相似,它们的不同之处是:DRAM芯片只有一个数据口,通过这个口又要读又要写,而VRAM芯片的读写口是分开的,所以它的速度快些.现在一些高档的显示卡上都安装了SGRAM的显示内存,这是专门为显示卡设计的,其速度要比用做计算机内存的SDRAM还要快.
3.VIDEO BIOS
VIDEO BIOS里包含了显示芯片和驱动程序间的控制程序,产品标识等信息,这些信息一般由显卡厂商固化在ROM芯片里,还存放了ASCⅡ码字符集中字符和图形的点阵.
4.RAM DAC
RAM DAC称为数/模转换控制电路.主要作用是把刷新存储器中产生的像素的颜色值扩充为彩色混合值,然后转换成红,绿,蓝三路模拟彩色信号.RAM DAC就是将刷新存储器中以二进制形式保存的数字型像素颜色属性值读出来,进行扩充变换成模拟显示器能够接收的彩色模拟信号,即将数字型彩色信号转换成模拟型彩色信号,送给显示器刷新屏幕内容.
5.显示卡与显示器连接插座
显示器与显示卡的连接插头如图10-30所示,信号说明见表10-5.
三,显示卡故障分析
1.排除环境因素
根据故障现象,应分析是否是静电干扰,强磁强电干扰,电网电波动,显示器被磁化等.如屏幕内容突然消失,可能是静电干扰,图形图像变形或改变颜色,应检查一下电网电压是否稳定;显示器某区域颜色不正常,是否有被磁化的原因.
2.排除接触性故障
当排除环境因素后,就要考虑显示器电源线,信号电缆,电缆插头,显示卡及显示内存是否接触良好,插头插针是否有损坏弯曲的现象.
3.排除病毒干扰
当在运行过程中出现显示不正常时要考虑到是否病毒在作怪.这时可以用干净的系统盘启动,对系统进行病毒清除,排除病毒干扰.若清毒后系统能正常显示,则是病毒原因.
4.排除软件故障
如果计算机能在纯西文状态下正常显示,但在运行某些系统(如汉字系统或其他应用系统)程序时出现不能正常显示的现象,则可能是软件安装不合适,或与所要求的显示系统不兼容.也有可能缺少某个程序的支持而无法正常显示.
5.排除显示器的故障
在排除上述四个方面的故障后,显示系统的故障就是显示卡和显示器的故障了.此时最简单的判别方法就是用"交换比较法",即找一台好的计算机,两台计算机的显示器或显示卡对调,然后开机对比,故障就可确认下来.若没有条件利用交换法进行故障判断,则可以通过前几节讲述的显示器常见故障现象来判断,大致确定故障部位.
四,显示卡故障检测与定位
l主机不自检,无声无显示
主机加电后无自检过程,也听不到扬声器发出的自检声,也无任何报警声音.造成这种故障的原因之一就是显示卡上的总线驱动器件损坏,影响到主机总线,使主机无法正常启动工作.
判断的方法是去掉显示卡仔细听主机能否发出自检声,若能听到自检声,说明是显示卡的故障;否则,是其他电路故障.
2.主机自检能发出报警声,但无显示
主机自检时能发出有规则的报警声音,但无字符显示.这种故障一般是显示卡故障.如自检时扬声器发出"一长声,两短声"或"一长声,八短声"等,这大多是显示故障.若有条件可以采用交换法进一步确认.
3.开机有显示,但显示字符不正常或混乱
主机启动后,显示器能显示出字符信息,但所显示的字符不完整,不正确或是杂乱无章,并且出现不规则的颜色块.这种故障现象一般是显示卡的内存DRAM损坏,可以更换显示内存来排除故障.
4.输入字符与显示字符不符
主机启动后显示器能显示字符信息,但所显示的文字信息与实际不符,并且从键盘键入的字符与所显示的也不相同.如输A在屏幕上显示B,输1显示2等现象.这种现象一般是显示卡上BIOS有故障,可以通过更换BIOS解决.
5.只能在字符方式下工作,不能工作在图形方式
主机启动后显示正常,在纯西文DOS状态均能使用,但要运行图形程序或汉字系统时显示不正确,无法正常工作.这种现象一般是显示卡上的主控芯片上的方式寄存器有故障,只有更换主控芯片或显示卡解决.
6.缺少颜色
主机启动后能显示正常的文字信息,也可运行各种程序,只是某几种颜色无法显示出来,用测试程序测试时,有些颜色无法显示或颜色不对.这种现象一般是显示卡上的主控芯片的颜色寄存器损坏,只有更换主控芯片或显示卡解决.
7.显示方式错误或图像稳定不住
主机加电后,显示器所显示的字符粗大或图像不稳定呈条纹状.这种现象主要是显示卡控制电路有故障,需要更换显示卡.
10.1 彩色显示器的组成原理
一,彩色显示器电路组成与功能
彩色电视机由图像高中频电路(高频头,中频放大器,视频检波器),伴音电路(伴音中放,鉴频器,低放放大器),色度电路(色解码电路,基色解码电路),亮度电路,同步分离电路,行扫描电路(鉴相器,行振荡器,行激励,行输出,中高压电路),场扫描电路(场振荡器,锯齿波形成电路,场激励,场输出),电源电路,显像管及附属电路等组成.
彩色显示器没有图像高中频电路,伴音电路,色度电路,同步分离电路等.它主要由电源电路,系统控制电路,模式识别和切换电路,行,场扫描电路,视频R,G,B模拟三基色信号放大处理电路及显像管附属电路等组成.
与彩电的异同
和彩电相比,电路上与彩电相同的电路有:行,场扫描电路;电源;显像管附属电路;视频电路.
没有的电路有:伴音电路,图像高中频电路,同步分离电路,色度电路等.
相同部分不同的方式有:行,场同步信号外输入;视频电路直接输入RGB三基色信号;行场扫描频率更高,并采用逐行扫描,显像管显示点更小,图象更清晰,便于近距离观看.
彩显特有的电路
特有的电路包括副电源电路,显示模式识别切换电路,节电电路,行场中心位置调节电路及光栅几何失真调节电路等.
1.电源电路
彩色显示器的电源电路主要由主电源(也称一次电源),行输出电源(也称二次电源)和节能电路组成.
1)主电源
主电源和彩色电视接收机的开关电源电路原理是类似的,其作用是为显示器整机电路提供工作所需的直流电源电压.和彩色电视机不同的是:主电源一般采用他激式开关电源,同时还为视频放大电路和灯丝电路提供电压.
2)副电源
对于多频数控彩色显示器,行,场扫描频率会随显示模式的变化而变化,而行,场偏转线圈的电感量使固定的,随着显示模式的提高,行频增加,行偏转线圈的感抗提高,行偏转电流减少,行幅变窄.为保证在行扫描频率变化的情况下行偏转电流基本恒定.因此,通过副电源的控制来实现行输出管电压的自动调整.
3)节能电路
显示器是整个计算机系统中消耗电能最多的部件.如17英寸彩显的功率约为1OOW,故显示器应具有绿色节能功能.当键盘和鼠标较长时间内没有使用时,应使计算机的硬盘停转和CPU的速度降到很低,进入休眠状态,使其功耗减少.同时可以使显示器行场扫描电路停止工作,甚至使电源电路停止工作,这样可使显示器消耗的电能进一步减小.
2.模式识别和切换电路
由于多频数控彩显输入的信号有多种模式,不同模式的输入信号其行,场同步信号的频率和极性可能不相同,必须有一个模式识别和自同步调整电路,使显示器在各种显示模式下,显示的图像尺寸合适,高压稳定,亮度恒定.早期的模式识别电路一般由行,场同步信号极性转换电路和行,场同步信号频率的自动跟踪与控制电路组成,电路结构十分复杂和繁琐.而多频数控彩显由于具有微处理器,使电路大为简化.微处理器根据输入的行场同步信号的频率和极性可自动识别出显示模式,并根据所识别出的模式对各受控电路进行控制.
3.行扫描电路
彩色显示器的行扫描电路与彩色电视机行扫描电路类似,均设有鉴相器,行振荡,行激励,行输出和中高压电路.由于多频数控彩显的行振荡频率随显示模式的变化而变化,因此,多频数控彩显还设有自动S校正电容切换电路,逆程电容切换电路,自动行线性电感调整电路,行中心调节电路和行光栅调节电路等.可以看出,多频数控彩显的行扫描电路要比彩色电视机的行扫描电路复杂得多.
4.场扫描电路
彩色显示器的场扫描电路和彩色电视接收机场扫描电路类似,一般均设有场振荡,场输出电路.但和彩色电视接收机电路不同的是其场振荡频率是随显示模式的变化而变化的,这样其电路就比彩色电视接收机场扫描电路复杂.
5.视频信号处理和放大电路
该部分电路主要由三路视频三基色信号放大电路组成,对显卡输入的视频三基色信号进行放大,钳位,推动末级视频放大电路.和彩色电视机不同的是该视频放大电路的视频信号带宽很大,因此对该电路的要求也比彩色电视接收机对应电路的要求高.末级视频放大电路一般由三路共发-共基组成复合放大电路,以利于对此宽频带三基色信号的放大.
6.系统控制电路(CPU电路)
系统控制电路是多频数控彩显的核心电路,主要由微处理器和外围的存储器等组成,完成对各种模拟量(亮度,对比度等)的控制和行场幅度,行场中心,枕形校正等,减少了以前电位器调整时出现的因接触不良造成的各种故障,增加了显示器的功能和可靠性.
二,显像管及显示原理
1.彩色显像管结构与工作原理
1) 彩色自会聚显像管结构
显像管将电信号转化为光信号.它能够将计算机输出的字符或图像信息,以光的形式重现在荧光屏上.显像管是由玻璃作外壳制成的真空器件.荫罩式自会聚显像管主要由电子枪,玻璃外壳和荧光屏三部分组成,构造如图10-3所示.
2)电子枪各电极主要作用
电子枪用于产生受控电子束,并完成电子束的加速,聚焦等功能.它由灯丝,阴极,控制栅极,加速极,聚焦极和高压阳极构成.这些电极加上适当电压,电子枪就能发射一束聚焦良好的电子束,在阳极高压的作用下以极高的速度轰击屏幕上的荧光粉,使之发光.自会聚显像管的电子枪的结构如图10-4所示.电子枪各个电极的作用如下:
(1)灯丝.用H,HT或F表示.灯丝接上额定的交流或直流电压,将产生热量,从而加热阴极,使之发射电子.灯丝电压要求稳定,彩色显示器的灯丝电压一般由电源提供.
(2)阴极.用K表示,彩色显像管有三个阴极,分别用RK,GK,BK表示.阴极是一镍制的小圆筒,其中一端开口,灯丝从开口端伸人筒内;另一端则封闭, 在这一封闭端面的中心部位,涂有一小块金属氧化物,阴极被灯丝加热后,它上面的金属氧化物就会释放出大量电子,即发射电子.
(3)控制栅极.用C1表示.又称调制极(M),是套在阴极外面的一个金属圆筒,在封闭端的中心部位开有一个小圆孔(栅孔),让阴极发射的电子束通过.栅极通常加有0～60V的负电压,用电位器或CPU调整负电压来控制通过的电子数目,用来控制显像管的亮度.显示器栅极负电压一般由行输出变压器提供.
(4)加速极(Screen).又称帘栅极或第一个阳极,在显示器中一般用G2表示.它是顶部开有小孔的金属圆筒,紧靠栅极.从阴极发射的电子,依靠阴极温度所获得的一点能量,还不足以远离阴极,而必须加一个正电场,以吸引这些电子,加速极就起到这种作用.加速极电压一般由行输出变压器产生,通过电位器 (一般与行输出变压器做在一起)加到显像管加速极上,彩显的加速极电压一般为230～450V.电压越高,显像管越亮.
(5)聚焦极(FOCUS).又称第三阳极,一般用C3表示.虽然从栅极和加速极过来的电子一直在小孔中飞行,被限制在很小的范围内,但在以后的飞行中, 又会因同性相斥而散开,若不加以控制,打在荧光屏上就不是很细的点,使图像模糊不清,为此在显像管中设置了聚焦极,它和其他极之间形成的特殊电场结构,迫使散开的电子向中间靠拢,使之到达荧光粉时正好会聚成一点,提高了图像的清晰度.彩色显像管聚焦极电压由行输出变压器产生,通过电位器(与行输出变压器做在一起)加到显像管聚焦极上.电压一般为5～8kV.
(6)高压阳极(H.V).又称第二阳极和第四阳极,这两个阳极彼此相连,加有很高的直流电压,一般在23～27kV,高电压形成的电场加速飞行中的电子,赋予电子更大的能量,让电子到达屏幕时,以巨大的动能激励荧光粉发光.
阳极高压由行输出变压器产生,通过显像管管壁上的高压插座加在内壁的导电石墨层上,然后再通过同石墨层相接触的簧片加到电子枪的第二,第四阳极.高压插座通常称为高压嘴.
3)玻璃外壳
玻璃外壳呈漏斗状,玻璃壳内抽成真空.
4)荧光屏
显像管荧光屏玻璃内壁涂有一层荧光粉,荧光粉点的直径为0.05～0.1mm,它们按红(R),绿(G),蓝(B)顺序重复地在一行上排列,下一行与上一行小点位置互相错开.荧光粉受电子轰击而发光,材料不同的荧光粉受到电子束轰击时会发出不同颜色的光.荧光粉表面有一层很薄的铝膜,与显像管阳极相连,既用来吸引电子,又可使荧光粉向内的光反射到屏幕外.在距荧光屏约10mm处设置一块薄钢板制成的网孔板,称为分色板或荫罩板.板上每个小孔对准一组三色荧光点使三个阴极发射的电子束,通过板上小孔撞击各自所对应的荧光粉点.所以三束电子束应在荫罩处会聚.
2.彩色显像管显示原理
彩色显像基于三基色原理.三基色是指三种互相独立的颜色,如红(R),绿(G),蓝(B)三种单色,这三种单色按不同比例可以配出不同的颜色.这种彩色生成原理称为三基色原理,如图10-5所示.
控制K(R),K(G),K(B)电子束的发射,便能控制每组红,绿,蓝荧光小点的发光颜色.当人离屏幕一定距离后,由于用肉眼无法分辨每一个小点发光的颜色,因此从视觉上看是这些点的色光混色效果生成的颜色,这种混色法又叫空间相加混色法.
三,光栅与图像
从电子枪发射出的电子束在内部电场的作用下沿着管轴方向径直击中屏幕的中心部位,要想形成光栅,还必须使电子束偏转,形成扫描.在显示器中是用通电线圈产生的磁场来使电子束偏转的,这个偏转线圈套在玻璃外壳的管颈上.
电子束在磁场中会受到洛沦兹力的作用改变其运动方向.在CRT显示器中从阴极发射出的电子束会同时受到由行偏转线圈和场偏转线圈产生的合成磁场的作用.行偏转线圈中流通的是线性锯齿波电流,该电流产生的交变磁场使电子束沿水平方向从左向右周而复始地扫描.形成一条水平亮线.同理,在场偏转线圈产生的磁场的作用下,该水平亮线又以场扫描频率从屏幕顶端位置向屏幕底端位置周而复始地摆动,利用人眼的视觉暂留和荧光粉的余辉作用,从而在视觉上形成光栅.
光栅是产生图像的基本条件,没有光栅就谈不上形成图像和字符.如果从阴极发射的电子束受到从R,G,B三基色信号的控制,则三个阴极发射的电子束强度和时间便与视频信号的变化规律相一致.例如,当电子束从左向右扫描到屏幕中间位置时,使三束电子束均截止,则处在屏幕中线上的荧光点由于没有受电子束的轰击便不会发光,这样在屏幕上便会看到自顶向下的一条黑线,可把它看成夸张了的字母"I".如果控制阴极,使其截止时间长,则该黑线就会变宽;同理,控制阴极起始截止时间,"I"字符使会在屏幕上左右移动其位置;控制阴极的截止深度(即电子束的强弱),"I"字符的对比度将发生变化;如果扫描到屏幕中线位置时只让K(G)和K(B)截止,"I"字符便会由黑色变成红色.来自主机的行场同步信号使扫描时刻与R,G,B三基色视频信号到达的时刻准确同步.
四,彩色显示器使用和维修注意事项
(1)放置或搬运显示器时应避免强烈振动,撞击和划伤屏幕;
(2)冬天从室外移到室内的显示器不要立即开机检查,防止结露;
(3)不要带电清洁显示器,禁止使用清洁液或喷雾式清洁剂,用湿润的软布轻轻擦拭即可;
(4)不要堵塞显示器后部或下部的通风散热孔;
(5)测量电压或波形时,要选好参考点;
(6)显示器电源三芯接地插头一定要接地,做到安全用电.
10.2 显示电路及故障维修
一,显示电路分析
彩色显示器的显示电路主要由显像管的附属电路组成,其中包括对比度控制电路,消隐电路,亮度控制电路,消亮点电路,自动消磁电路,自动亮度控制电路等.
1.显示电路的作用
显像管的附属电路是保证显像管各电极的供电电压正常,才能使显像管正常工作.再通过对比度控制,消隐和亮度控制来显示彩色图像.
2.对比度控制电路
为了得到合适的图像就应调整对比度,调整加在显像管阴极的视频信号幅度.彩色显示器的对比度控制电路均放在视频信号处理电路中.目前流行的视频信号处理电路均采用集成电路,它们都具有对比度控制输入端.
3.消隐电路
而逆程扫描是电子束的回扫,但回扫线的出现会严重影响屏幕的正常显示,因此必须加以消除,这就是消隐.消隐时,使显像管阴极不发射电子或少量电子打到荧光屏上,在正常亮度下,就不会出现回扫线.
行消隐信号一般由行输出变压器次级线圈中取出或由串联的行逆程电容之间取出.场消隐信号一般由场输出级取出.消隐电路一般采用栅极控制方式.
4.亮度控制电路
亮度控制就是控制显像管阴极发射电子的多少.显像管发射电子的数量是随显像管栅极(一般为负电压或0)与阴极(为正电压)之间的电位差(为负压)变化而变化的,电位差越小(即负压越小),发射电子越多,亮度越亮.反之则越暗.
多频数控彩显的亮度调整均采用栅极控制的方法.当采用控制栅极电压来改变亮度时,栅极加负电压(0-60V),这样调节范围大,视放电源电压低(小于120V).
5.消亮点电路
当显示器电源关闭后,灯丝电压消失,但阴极不会立即冷却而继续发射电子,由于仍有一定高压,电子束仍会打到荧光屏上,所以屏幕中间有一个亮点,时间可长达数十秒钟.会烧坏荧光粉,形成一个黑点.目前常用截止型消亮点电路,这种电路是在关机后,使显像管的栅极加一个较大的负电压,电子束截止,这样关机后屏幕上就不会出现亮点了.
6.自动消磁电路
彩色显像管的荫罩板和防护框,是用铁类物质组成的.它易受外界磁场或内磁场磁化.显示器都设有自动消磁电路(ADC).它由消磁线圈和一个具有正温度系数的热敏电阻PTC串联组成.消磁线圈安置在彩色显像屏幕的框边上.
二,显示电路的故障维修
1.光点给出的信息
屏幕上有亮光即使是一个光点也表明来自阴极的电子束打到了屏幕的荧光粉层.这说明显像管具备了基本工作条件,显像管及各个电极的供电情况基本正常,中高压电路工作基本正常.
2.色斑
屏幕上出现不均匀的颜色块(部分偏色).这类故障是显像管受到外围附加磁场影响的结果.例如,显像管附近有外磁式扬声器,消磁线圈工作失常等.显示器屏幕对称性均匀偏色一般由消磁电路自身损坏造成.显示器屏幕局部有不对称的色斑,这多是显示器外围强磁性物体磁化显像管铁构件的结果.
3.彩色显像管故障
(1)真空度不良.真空度不良的现象是管内出现蓝紫辉光或红辉光,甚至打火,聚焦不良,出现负像,亮度电位器开大时图像尺寸变大等,严重时会造成无光栅.这种故障通常是由显像管封口不好,高压阳极与锥体玻璃封接不严,管内吸气剂失效等造成.
(2)电极断.彩色显像管断极通常是由电极引线与管脚或管帽脱开引起的.断极常发生在阴极和高压阳极等几个经常有较大电流流过的电极.当阴极断开时,会产生缺色故障;当高压阳极或加速阳极断极时,屏幕没有光栅;当栅极断开时,则亮度失控,而且有回扫线;当聚焦极断开时,屏幕图像模糊不清.
(3)漏电或碰极.彩色显像管碰极常发生在阴极与灯丝之间,其次是栅极与阴极或加速极.因为灯丝一端往往接地,当阴极与灯丝碰极时,该阴极电位将明显下降,所以会使栅极与阴极间电位差变小,电子束大大增加,造成仅有该阴极的单色光栅.
(3)老化.彩色显像管老化后,其阴极发射能力下降,故障现象是图像变淡,亮度变暗,聚焦变差,出负像等.如果是单个电子枪老化,则会造成偏色,失去白平衡,如红枪衰老偏青,蓝枪衰老偏黄,绿枪衰老偏紫.
通过测量CRT的阴极发射能力,可确定CRT是否老化.判断CRT阴极发射能力可采用测量CRT栅极与阴极间的电阻值的方法.测量时,首先拨下CRT管座和高压阳极插头,然后用额定交流电压点燃灯丝,再将万用表置R×1k档,黑表笔接栅极,红表笔接阴极.如果测得的阻值小于10kΩ,表示CRT发射能力正常;如果测得的阻值为十几千欧以上,则表示CRT已经老化.
CRT老化后,可采用减小栅极-阴极间偏压,适当提高灯丝电压和对CRT重新激活的方法来提高亮度.
激活CRT的方法是:把灯丝电压加到9V左右,并在栅极加5V左右的正电压,保持5min后再重新恢复正常的工作状态.测量栅极与阴极的阻值,如减小则说明激活有效.
三,显示电路维修注意要点
10.3 视频电路的故障维修
一,视频电路分析
1.视频电路作用及性能要求
视频信号处理电路的主要作用是对显卡送来的R,G,B(约0.6Vpp左右)模拟量三基色信号进行放大,对比度控制,亮平衡和暗平衡调整等处理,将处理后的视频信号送到显像管的阴极.
2.视频电路原理分析
图10-6为联想LX-S556D型多频数控彩显的视频电路,可见视频电路主要由两部分组成,一是以LMl203N或LM1279N等为核心构成的视频信号处理电路;二是由共射-共基三极管或以LM2439T为核心的高压视频放大输出电路.
视频信号处理电路一般由一块集成电路来完成,内部一般有完全相同的R,C,B三个视频通道,每个通道均由视频放大电路,对比度控制电路,黑电平钳位电路等组成.从显示卡送来的视频信号经信号放大及对比度控制,自动亮度限制等处理后再输入到视频输出电路.
R基色视频信号经R804,C801加到LMl279N的3脚,由LMl279N进行放大,4脚上的C804为脉冲钳位电容,当11脚输入的钳位脉冲到来时,C804被充电,此时LMl279N才对视频信号进行放大.放大后的红视频信号由18脚输出,经R818加到视频输出电路.
LMl279N的6脚为红信号增益控制端,VR801为红亮平衡调整电位器,调整VR801,可控制LMl279N的18脚红输出信号的幅度大小.LMl279N的第14脚为绿信号增益控制端,LMl279N的第12脚为蓝信号增益控制端,VR802为蓝亮平衡调整电位器,调整VR802,可控制LMl279N的13脚蓝输出信号的幅度大小.
LMl279N的11脚为视频钳位脉冲输入脚,视频钳位脉冲由来自于微处理器NT68P61A输出的行同步信号经Q813,Q814放大后得到,如⑾脚没有钳位脉冲信号输入,显示器屏幕上将无光栅显示.
视频输出电路的主要作用是将视频信号处理电路输出的3～4V模拟信号进行放大,输出幅度约60V的模拟信号送人显像管阴极.视频输出电路和显像管阴极之间一般采用交流耦合方式.图10-6中LM2439T是具有9脚单列直插视频输出器芯片,其中9,6,7脚为R,C,B视频信号输入端(视频信号处理电路 LMl279N的18,15,13脚输出),4脚接电源75V,5脚接地.1,2,3脚为视频信号输出端,分别输出到显像管的三个阴极.VR803,VR804,VR805为暗平衡调整电位器,调整VR803,VR804,VR805可控制显像管阴极电位的高低.
二,视频电路故障维修
1.偏色
偏色是指的当接受DOS信号时,整个屏幕在不同对比度和亮度情况下,底色和字符均不为白色或灰白色,偏色的根本原因是三个阴极发射的电子束比例失调造成的.解决方法是调整白平衡和暗平衡.
如果彩色显像管各阴极注入的三基色信号电压均相等,而红,绿,蓝三束电子束的栅极-阴极调制特性的截止点和斜率不相同时,会使屏幕暗白平衡不好.影响低亮度区暗平衡的主要原因是电子束调制特性的截止点不同造成的.
由于电子束调制特性斜率不一样,荧光粉的发光效率不同等因素的影响,白平衡仍然不好
白平衡和暗平衡的调整步骤如下:
(1)将彩色显像管预热10min以上,并接收黑白字符或图像;
(2)将两个白平衡电位器旋转至中间位置,将三个暗平衡电位器和加速极电位器逆时针方向旋转到最小位置;
(3)设法产生水平一条亮线.如断开场偏转线圈回路,使场振荡器停振等;
(4)将对比度调至最小,并调小亮度.如亮度仍较亮时,可调节副亮度电位器,使水平亮线亮度下降到微亮.如还较亮,可调节加速极电位器,直至屏幕上出现一条微弱的水平扫描线为止;
(5)旋转三个暗平衡电位器,直到出现一条微弱的白色水平线为止.应反复调节.
(6)恢复光栅,将对比度和亮度调至最大.如光栅不太亮,可调节副亮度电位器和加速极电位器;
(7)调整两个白平衡电位器,使图像在高亮度时白平衡良好,即完成白平衡调整;
(8)从第三步起反复调一次.
2.缺色
从视频电路可见,当显卡,显示器电缆,视频信号处理电路,视频输出电路和显像管出故障,都会引起缺色.此故障的检修可采用信号交换法.
假如缺少红色:
1)在视频输出电路的输出处将红绿信号交换(图10-7 a)
如仍缺红色,则为交换点后面故障.如耦合电路R823,L809,C828开路,显像管红电子枪损坏.
如变为缺绿色,则为交换点前面故障.
2)在视频信号处理电路的输出处将红绿信号交换(图10-7 b)
如仍缺红色,则为交换点后面故障.如视频输出电路中红色信号放大电路损坏.
如变为缺绿色,则为交换点前面故障.
3)在视频信号处理电路的输入处将红绿信号交换(图10-7 c)
如仍缺红色,则为交换点后面故障.如视频信号处理电路中红色信号放大电路损坏.
如变为缺绿色,则为交换点前面故障.
4)更换一台好的显示器
如仍缺红色,则为显卡有故障.
如不缺色,则为显示器电缆和输入耦合电路故障.
3.单色
为显像管阴极和灯丝短路,如直接耦合,则也可能是视频末级输出管损坏,当显像管阴极和灯丝短路及视频输出管短路时,光栅呈对应的单一色,并带有回扫线.
4.无图象
为视频信号处理电路或视频输出电路损坏,也可能是这两个电路的供电电路损坏所致.
上述故障一般采用万用表测量视频信号处理电路或视频输出电路的电源输入脚,查看直流电压是否正常.如果正常,就是视频信号处理电路或视频输出电损坏;如果不正常,就是供电电路有故障.
三,视频电路维修注意要点
维修视频电路注意以下几点:
(1)由于显示器视频电路通常置于显像管的尾部(也称尾板电路),故拆卸时注意勿将显像管或显像管电极损坏.
(2)拆卸尾板视频电路时,首先切开或化开该电路板与显像管相连的热熔胶方可拆卸,不要强行拆卸,以免损坏显像管.
(3)完备的视频电路外围都有抗干扰屏蔽板,检修完成后将该板焊回原位.
(4)显像管地线应与主电路板地线可靠连接,否则显像管外部会放电打火.
(5)使用多年的显示器,应首先清除机内的积尘,特别是附着在显像管和显像管尾板视频电路上的积尘,灰尘往往是造成某些故障的原因.
10.4 多频数控彩显模式识别及系统控制分析
一,显示模式概念及模式识别电路
1.显示模式概念
显示模式是指计算机所运行的软件对显示卡的操作方式,主要规定了分辨率的大小,显示颜色的数量等.计算机运行的软件会自动选择所需的显示模式,也可由用户根据爱好自己选择.
因为分辨率不同,扫描频率肯定不同.而显示器在从一种扫描频率转到另一种扫描频率下工作时,电路的参数是要调整的,比如S校正电容和逆程电容的大小,行振荡的频率,行输出管的工作电压等.因此对于显示器而言,它应能根据显示卡送出的行场同步信号频率的不同,来控制改变相应的电路参数,这部分电路称为模式识别电路.
表10-1列出了联想LXH-1569型多频数控彩显显示模式表.
2.模式识别电路组成
多频数控彩显的模式识别电路主要由微处理器和存储器构成.微处理器根据主机输入的行场同步信号与固化在存储器中的模式数据进行比较,可方便地判别出显示模式,根据识别结果,微处理器通过总线或相关控制电路控制显示器各个参量的调节.
二,显示器系统控制电路分析
不同的显示器采用了不同的系统控制电路,因此,其系统控制微处理器(CPU)引脚功能及控制过程不尽相同,即使所采用的CPU型号相同,如果CPU内部所设置的软件不同,其功能也不完全一致.联想LXH-1569型多频数控彩显系统控制电路框图如图10-8所示.
联想LXH-1569型数控彩显主要控制原理是:数控彩显的各种模式数据都存储在可编程存储器(EEPROM)中,CPU通过串行时钟(SCL),串行数据(SDA)和存储器相连,当用户通过面板按键需要调整某项参数或调整显示模式时,CPU识别后从存储器中取出相关数据,再通过相关电路产生模拟电压去控制相应的电路进行工作,达到自动控制和调整的目的.CPU的5脚为供电端,4脚为复位端,7,8脚为振荡端.
(1)屏显(OSD)电路.字符显示电路的核心是OSD接口电路MTV018.CPU将待显示字符及其位置信息通过数据(SDA)和时钟(SCL)总线送入MTV018,MTV018输出模拟R,C,B三基色信号,经视放级处理后,即可驱动显像管显示字符和图案.
(2)键盘输入电路(图10-9).CPU13,14脚接两组按键开关,SW07为退出键,当操作完毕时按一下该键可退出菜单.SW08为亮度控制键,当进入菜单后,该键还兼有左翻页和减小调整数据的功能.SW09为对比度控制键,当进入菜单后,该键还兼有右翻页和增加调整数据的功能.SWl0为菜单进入键,按一下该键可进入菜单,按两次该键表示确认菜单中的某个调整参数,此时可通过SW09,SW08对调整参数进行增加或减小的调整.
(3)S校正电容控制.在多频显示器中,S校正电容不能固定不变,否则就无法保证在不同行频时光栅不同程度的延伸性失真都得到相应的校正,因此,在不同行频时必须对S校正电容进行容量自动调整.
(4)亮度控制电路(图10-10).该机亮度控制电路采用栅极控制方式,即通过控制栅极的电位高低来达到控制亮度的目的.当按动按键,增大或降低亮度时,CPU的3脚输出的模拟电压也随之变化(CPU的3脚电压可在0～2.2V之间变化),而VT414的发射极由12V电压通过 R434,ZD402,VD413供电,于是VT414导通程度变化,其集电极电压即栅极电压变化,达到了控制亮度的目的.
另外,VT414还具有消除关机亮点的作用,当关机后,12V电压消失,VT414截止,C425上的负压直接加至显像管的栅极,使栅极负电压升高(即更负),从而使阴极电子迅速截止.
(5)对比度控制电路(图10-10).该机由CPU的第37脚通过控制MCl3282的13脚电压来达到调节对比度的目的,增大或减小对比度,37脚电压可在0～4V之间变化,当37脚电压增大时,对比度增大,37脚电压减小时,对比度减小.
另外,CPU的37脚外接电路还具有ABL(自动亮度限制)的作用,当显像管束电流增大时,电压增大,使MCl3282的13脚电压减小,对比度减小,起到了ABL的作用.
(6)行中心控制电路(图10-11).该机通过CPU的34脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的30脚(行中心控制输入)来达到行中心控制的目的.当通过按键使CPU的34脚电压升高时,光栅左移.当34脚电压下降时,光栅右移.
(7)行幅控制电路(图10-11).该机通过CPU的29脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的32脚(行幅控制输入)来达到行幅控制的目的.当通过按键使CPU的29脚电压升高时,行幅缩小.当29脚电压下降时,行幅增大.
(8)枕形失真控制电路(图10-11).该机通过CPU的31脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的21脚(左右枕校(抛物波)幅度控制输入)来达到枕形失真控制的目的.CPU的31脚电压可在0～5V之间变化,可通过按键进行调整.
(9)梯形失真控制电路(图10-11).该机通过CPU的30脚输出不同的模拟电压送到行场扫描芯片TDA4858的20脚(左右梯形失真校正控制输入)来达到梯形失真控制的目的.CPU的31脚电压可在0～5V之间变化,可通过按键进行调整.
(10)旋转控制电路(图10-11).旋转线圈为一匝,套在偏转线圈上,CPU的26脚为光栅旋转控制输出端,可输出具有一定占空比的矩形脉冲,加到 VT104的基极,通过控制VT104,VT103,VT102及VT101 导通与截止程度,即可改变偏转线圈的磁场分布达到光栅旋转的目的.
(11)场中心调整电路(图10-12).场中心调整电路的作用是调整扫描光栅在屏幕上垂直方向的位置.CPU(NT68P61A)的36脚为场中心调整控制脚,可输出脉宽调制信号,经C108滤波成直流电压,加到TDA4858的17脚(场中心控制输入).当用户通过按键,进入显示器菜单调整场中心时, 即可改变TDA4858的17脚的电压,通过TDA4858内部电路也就控制TDA4858的12,13脚(差分锯齿波信号输出脚)输出电流的直流成分, 达到了调整场中心的目的.
(12)场幅调整电路(图10-12).场幅调整电路的作用是调整光栅在屏幕上的垂直高度.场幅是由扫描电流的峰值决定的,锯齿波电流峰峰值越大,场幅也越大,反之则场幅越小.TDA4858的18脚为场幅控制端,该脚电压的高低决定场幅的大小,CPU(NT68P61A)的35脚输出的脉宽调制信号经 C107滤波成直流电压作为场幅的控制电压,通过TDA4858内部电路也就控制TDA4858的12,13脚(场激励差分锯齿波信号输出脚)输出电流的幅度,达到了调整场幅的目的.
10.5 显示器电源电路故障维修
显示器电源采用了开关电源,开关电源具有效率高,体积小,重量轻,稳压性能好等特点,目前显示器电源多采用他激式单管开关电源.
一,多频数控彩显电源电路特点与组成
1.多频数控彩显电源电路特点
系统控制电路,存储器一般需要5V,灯丝电压一般为6.3V,视频信号处理,行场信号处理电路一般需12V,行激励,场输出一般需12～25V,视放输出需70～1OOV,行扫描输出电路所需的工作电压一般在60～150V之间.因为多频数控彩显在不同的显示模式下工作时,行扫描频率也不同.为此,行频高,行输出级电压也应升高;行频低,行输出级电压也应降低.为了实现不同行频下行输出级供电电压的不同,一般采用了副电源电路.
2.多频数控彩显电源电路组成
多频数控彩显采用了并联他激式开关电源.
他激是指开关电源的开关管不参与激励脉冲的振荡过程,必须另加振荡器来产生开关脉冲,以控制开关管的导通与截止.目前他激式振荡电路多用集成电路,如UC3842,使得电路简单,功能完善,能够完成振荡,自动稳压,过流,过压保护等功能.
二,多频数控彩显电源电路分析
图10-13为联想LXH-1569型以UC3842为核心构成的电源电路,间接取样方式,即取样电压从变压器一侧的取样绕组经分压进行取样.联想 LXH-1569多频数控彩显的缺点是稳压响应速度慢,空载时电源电压将明显提升,因此,维修时应在主电源输出端加灯泡或电阻假负载.UC3842引脚功能及正常电压如表10-2 所示.UC3842内部框图如图10-14所示.
1.整流滤波电路
接通电源开关后,220V交流电压经F901,互感滤波器L901,L902滤除交流电压中的高频干扰,由VD901-VD904整流,C908滤波后,在C908两端产生约300V的直流电压.
2.电路的振荡过程
整流滤波电路产生的约300V电压分两路输入开关电源电路:一路经开关变压器T901的7-5绕组和电阻R913加到开关管VT901的漏极(D);另一路经R907,R908,R909,ZD901,V902,R911组成的启动电路,对C913充电.当C913两端电压达到16V 时,N901(UC3842)的8脚基准电压发生器产生5V基准电压.该5V电压经定时元件R926对C927充电,当C927两端电压达到一定值时,UC3842的4脚内电子开关使C927放电.当C927两端电压下降到一定值时,4脚内的电子开关断开,C927又由开始充电,所以UC3842的 4脚产生锯齿波电压,并在内部产生矩形波电压.最后从UC3842的6脚输出驱动脉冲电压,送到VT901的栅极(G),使VT901导通或截止.
当VT901导通时,其漏极电流在T901的7-5绕组上产生自感电势,为上正下负,并在T901的反馈绕组2-3上也产生上正下负的感生电势.经 VD908,C913整流滤波,产生15V直流电压,加到UC3842的7脚,为UC3842提供稳定的电源电压.另外,经VD909,C914整流滤波产生的15V直流电压,作为稳压电路的取样电压.此时T901次级绕组的反向感应电势使输出整流二极管截止,电能便以磁能的形式存在T901中.
当VT901截止时,T901次级绕组的感应电势使所接的整流二极管导通工作,经滤波后输出所需直流电压.
3.输出电路
VD921,C931整流滤波产生77V电压,为视频输出电路供电.
VD922,C933整流滤波产生57V电压,为场输出电路和副电源供电.
VD923,C934整流滤波产生21V电压,为行推动电路提供工作电压.
VD924,C935整流滤波产生14.5V电压,经三端稳压集成电路7812输出12V电压,供给视频信号处理集成电路,行场扫描集成电路及整机低电压电路使用.
VD925,C937整流滤波,产生6.5V电压为显像管灯丝供电,再经R953,ZD905稳压,产生5V电压供给微处理器,存储器和字符显示等电路使用.
4.稳压调节电路
当电网电压升高或负载变轻时,引起T901输出电压升高,反馈绕组的脉冲电压使VD909,C914整流滤波后的电压升高,经误差取样电路 R915,RP901,R916,R917取样后,使UC3842的2脚(误差放大器反相输入端)的电压超过2.5V,该电压与同相输入端3脚的2.5V 基准电压比较后,使UC3842的6脚输出脉冲的占空比减小,VT901导通时间缩短,T901储能下降,使T901次级输出电压下降到规定电压值.
5.保护电路
1)阻尼吸收回路
为了防止VT901在截止期间,T901自感电势的尖峰脉冲击穿VT901,设置了由C912,R912,VD907组成的阻尼吸收回路.同时还可以防止自激振荡.
2)欠电压保护电路
当UC3842的启动电压低于16V时,UC3842不能启动,其6脚无驱动电压输出,开关电源电路不能工作.当UC3842已启动,但负载有过电流使 T901的感抗下降,其反馈绕组输出的工作电压低于10V时,UC3842的7脚内部的欠电压保护电路动作,UC3842停止工作,避免了VT901因激励不足而损坏.
3)过电流保护电路
R924为过电流取样电阻.由于某种原因(如负载短路)引起VT901源极的电流增大,R924上的电压降增大,UC3842的3脚(电流检测)电压升高,当该电压上升到1V时,UC3842的6脚无脉冲电压输出,VT901截止,电源停止工作,实现过电流保护.
6.自动消磁电路
在开机瞬间,微处理器N101(NT68P61A)的消磁控制端19脚输出高电平,使VT911导通.7812输出的12V电压经R954,继电器 K901的驱动线圈,VT911的ce结构成回路,使继电器吸合,触点闭合,消磁电路被接入电路中.此时,利用消磁电阻R901的热敏性能,在消磁线圈中产生一个由强变弱的交变磁场,完成对显像管及其附件的消磁过程,约2秒后,NT68P61A的19脚变为低电平,继电器K901释放.
三,多频数控彩显节能电路分析
目前生产的显示器都有绿色节能功能,绿色节能显示器必须满足"能源之星(Energy Star)"的协议,该协议是由美国环保署所颁布的.该协议规定:显示器在非正常工作状态时的功耗不能超过30W.瑞典有效能源部门和贸易联合会联盟的协议制定的NUTEK/TCO节能建议条例,将省电时的功耗降至1W.
目前达到能源之星和NUTEK/TCO要求的设计方案为VESA(视频电子标准协会)的DPMS标准.符合这些标准的显示器都具备电源管理系统,它是指当用户开机后长时间不使用时,显示器会自动转入节电的状态,屏幕上无任何显示.实现这一点,除了显示器要具备这一功能外,要求主机也要具有相应的功能,两者之间需相互配合.根据DPMS标准的规定,显示器是根据行场同步信号的有无来确定是否进入节电状态的,而且进入节电状态后,还要不断监视行场同步信号的状态,以便恢复正常显示.
联想LXH-1569型数控彩显符合VESA的DPMS(显示电源管理信号)标准,即显示器可在正常模式,暂停模式和关闭模式三种模式下工作.如表10-3所示.
1.正常模式
当计算机处于正常工作状态时,同时得到两个同步信号,进人正常字符,图形显示状态.
从电路图10-13和图10-22可知,由显卡输入的行,场同步信号使VT903,VT904导通,VT905截止,光电耦合器N903内的发光管截止, 使光敏管处于截止状态,开关电源正常工作.同时,行同步脉冲经VT912,VT106放大后,输入到微处理器N101的39脚,场同步信号经VT107放大后,输入到N101的40脚.微处理器N101检测后,从N101的33,32脚输出经极性转换的行场同步信号,输入到行场扫描芯片N401的 15,14脚,作为行场同步信号;另外从N101的12脚输出高电平,使VT109,VT111导通,VT111集电极输出12V电压,给行场扫描芯片 N401(TDA4858)和推挽放大电路VT314,VT315供电.
2.暂停模式
如果鼠标或键盘长时间不工作,程序或系统将在DPMS模式下仍输出行或场同步信号,此时,VT903,VT904总有一个导通,因此,VT905截止,光电耦合器N903内的发光管截止,使光敏管截止,开关电源正常工作.
另外,微处理器N101的39,40脚检测到只有行或场同步信号输入时,微处理器N101的12脚将输出低电平,使VT109,VT111截止,N401 等电路因失去供电电压而停止工作,由于此时行场扫描电路等停止工作,所以功耗小于15W.在暂停状态下,只要动一下鼠标或键盘,主机显卡便输出行自动进入工作状态.
3.关闭模式
此时显卡同时停止输出行,场同步信号,使显示器"黑屏"并切断了几乎全部的电源输出.DPMS规定关闭电源时的最大功耗为8W,大多数显示器都不超过5W,甚至只有1W.
当利用程序关机时,程序或系统将在DPMS模式下使之没有行场同步信号输人,于是VT903,VT904截止,C937的电压经 R936,R937,R938分压后,使VT905导通,光电耦合器N903的光电二极管发光,光敏三极管导通,将8脚的5V电压加到2脚,使开关电源停止工作.
四,电源电路故障检修
1.开关电源的维修方法
1)假负载法
一般选60W灯泡作假负载,根据灯泡是否发光和发光的亮度可知电源是否有电压输出及输出电压的高低.若电源接上假负载后能正常工作,一般说明电源问题不大.
2)串联灯泡法
串联灯泡法就是取掉输入回路的保险丝,用一个60W/220V的灯泡接在保险丝座两端.当通入交流电后,如灯泡很亮,则说明电路有短路现象.另外灯泡的限流作用,可防止再次烧坏元件.排除短路故障后,灯泡的亮度自然变暗,最后取掉灯泡,换上保险丝.
2.开关电源常见故障的维修
1)无输出电压
无输出电压时,故障现象为无光栅无图像.应重点检查保险丝.
(1)保险丝熔断,且玻璃管严重发黑.说明电路存在严重短路,一般为交流滤波回路短路,整流二极管短路,直流滤波电容短路和开关管短路.
(2)保险丝熔断,但玻璃管不发黑.为开机时的瞬间大电流冲击所致,如在开机瞬间大消磁电流和300V直流滤波电容充电电流而熔断.只要换一只相同容量规格的延迟式保险丝即可使机器恢复正常.
(3)保险丝完好.此时应测量直流滤波电容上有无300V电压,如无300V电压,一般为充电限流电阻开路和电源进线有问题.如有300V电压,则可能为启动电阻开路,UC3842损坏,产生了过压或过流保护等.此时可测量UC3842的7脚电压(15～17V),若无电压,则为启动电路损坏.若有电压, 则可能UC3842损坏,产生了过压或过流保护等.
判断UC3842是否损坏可用以下方法:用外接稳压电源给UC3842的7脚提供17V电压,测量其8脚有无5V电压输出,若无输出,说明UC3842损坏.
2)输出电压过高
输出电压过高主要是开关电源的稳压电路不良造成的,应重点检查此部分电路.
3)输出电压过低
输出电压过低一般是由于电源负载过重(特别是二次电源开关管,行管,行输出变压器性能不良等)造成的.此时,应断开电源电路的所有负载,单独加假负载,以区分是电源电路不良还是负载电路有故障.若断开负载电路,电压输出正常,说明是负载过重,若仍不正常,说明电源电路有故障.对于由电源引起的输出电压过低,主要有以下几点:
(1)主电压整流二极管,滤波电容失效等;
(2)电源其他负载有短路故障;
(3)开关管性能下降,导致开关管不能正常导通,使电源的内阻增加;
(4)开关变压器有匝间短路,不但造成输出电压下降,还会造成开关管过载损坏;
(5)300V滤波电容容量变小,造成电源带负载能力差;
(6)稳压控制电路不良,主要是误差取样,UC3842等损坏.
另外,有些彩显(如联想LXH-1569型多频数控彩显)当节能电路工作或误动作时,会导致电源电路处于弱振状态,电源输出电压大幅度下降.因此,对部分彩显,当主电压输出过低时,节能电路也应作为检查的对象.
五,电源电路检修注意事项
(1)彩显均采用并联型开关电源,开关变压器初级电路与交流220V相连,为热底板.如果不加隔离变压器,人站在地上触及开关电源就会触电,另外用示波器测量开关电源时,就会形成交流电源短路和烧毁开关电源.
(2)测量电源电路的电压时,应选好参考电位,因为开关变压器初级之前的地为热地,而开关变压器之后的地为冷地,二者电位不等.
(3)对于无输出电压的电源,由于储藏在直流300V滤波电解电容中的能量也会无处释放,所以用万用表电阻档测量时,应先用电阻对其放电.
(4)电源输出端的高频整流二极管与220V交流整流二极管因频率特性不同不能互换使用.
(5)开关电源使用的交流保险管与普通保险不同,应具有抗瞬间冲击电流的特性.
(6)彩显的电源电路多采用UC3842,UC3843,UC3844及UC3845等电源专用集成电路,这些芯片功能基本相同,仅启动和关闭电压不同.3842,3844启动和关闭电压为16V和10V, 3843,2845为8.5V和7.6V.
(7)有些具有节能的显示器当不输入行,场同步信号时,显示器的电源电路不能正常工作.因此,维修显示器电源时,也应在主机工作状态下进行维修.
10.6 多频数控彩显行扫描电路原理及故障维修
一,行扫描电路作用与组成
1.行扫描电路的作用
多频数控彩显行扫描电路与彩电的行扫描电路的作用基本相同.
(1)给行偏转线圈(H-DY)提供线性良好,足够幅值的行锯齿波电流,使显像管内的电子束进行水平方向的行扫描;
(2)供给彩色显像管阳极高压,加速极,聚焦极所需的电压以及视放输出级所需电压等;
(3)行扫描应与行同步信号同步.同步应可靠稳定,不受各种干扰的影响;
(4)向视频电路提供行消隐脉冲;
(5) 当改变显示模式时,应能自动调节行输出电路供电电压,即自动调整行幅,并能进行S校正电容的自动校正和行中心位置调节.
2.行扫描电路的组成
多频数控彩显的行扫描电路除具有常规的行振荡,行激励,行输出等电路外,还设有自动频率跟踪电路,S校正电容自动切换电路,行输出电压自动调整电路(二次电源电路)等,电路结构比较复杂.基本方框图如图10-15所示.
APC电路称为自动相位控制电路,又称为鉴相器.它的作用是将主机送来的行同步信号同行输出级产生的逆程脉冲进行相位比较,并输出一个反映两者之间相位差异的直流电压,用来控制行振荡器的振荡频率,达到行同步的目的.
行振荡器用来产生行频矩形波.它外接RC定时元件,决定行自由振荡频率.行振荡器在APC电路的控制下,振荡频率和相位可在一定范围内变化.
行激励级也称行推动级,对行振荡器送来的矩形波进行电压放大,推动行输出级工作.
行输出电路对行激励级送来的矩形波进行功率放大,为行偏转线圈提供锯齿波电流.并通过行输出变压器以及相应的整流电路输出高,中压等.
二,行频自动跟踪电路
多频数控彩显行频范围很宽,必须采用频率自动跟踪技术才能解决频率跟踪问题,一般采用微处理器进行频率跟踪,利用行频自同步电路进行频率跟踪和利用自同步行场扫描集成电路进行频率跟踪三种方法.前两种行频自动跟踪电路比较复杂,而自同步行场扫描集成电路由于内部设有频率自动跟踪电路,所以电路结构十分简单.联想LXH—1569型多频数控彩显采用的行场扫描芯片TDA4858就具有自同步功能.
三,行振荡和行激励电路
1.行振荡和自动相位控制(APC)电路
行振荡器用来形成行频矩形波,外接的RC定时元件,决定了行自由振荡频率.行振荡器输出的矩形脉冲送至行激励级.通过改变外接的RC定时元件,可改变行振荡的自由振荡频率.
行扫描电路中,为了实现良好同步,采用自动相位控制电路APC.其作用是将外来的同步信号与本地的行扫描电路振荡信号进行相位的比较,当两者的相位不同时,就会产生一个误差电压去改变行振荡电路的直流偏压,改变行振荡频率,使行振荡的频率和相位与同步信号同步.APC电路的组成方框图如图10-16所示.
APC电路由鉴相器,比较锯齿波形成电路和积分滤波器三部分组成.鉴相器用作同步信号和行频锯齿波的相位比较,行频锯齿波由行输出级送出的行逆程脉冲经锯齿波形成电路积分得到.根据比较的结果,鉴相器输出反应两者相位差的脉动电压,该电压经积分滤波器滤波成直流电压,去控制行振荡器的振荡频率和相位.经过这样的一个闭环控制,就能达到同步的目的.
2.行激励电路
行激励电路又称行推动电路,它处于行振荡和行输出电路之间.行输出管工作在大电流,大电压的开关状态下,因此需要一定的驱动功率,行输出管才能正常工作.行激励电路一般采用反极性激励的开关工作方式,即行管和行激励管不同时导通或截止.
四,行输出电路
多频数控彩显多采用双阻尼管行输出电路,具有左右枕形失真校正作用.其基本电路如图10-17 所示.
它与常规行输出电路的不同之处是使用了两只阻尼二极管VD1,VD2,两只逆程电容C1,C2,两只S型校正电容Csa,Csb和一只枕形失真校正调制线圈L.可变电阻器R代表枕形失真校正调制激励电路(枕形失真校正控制电路).电路的另一个特点是包含了两个谐振频率相同的逆程谐振回路,回路1为偏转线圈 Ly和C1,Csa,回路2为L,C2和Csb.
在行扫描正程后半段期间,行输出管VT基极加有正向脉冲,VT导通,因为CsaVcsb,此时VD1截止,VD2导通,形成行正程后半段的扫描电流.电流通路为:Csa→Ly→Q→D2(或Csb→L)→Csa.
由于流过VD2的电流受Vcsb控制,因此这个电路也称为二极管调制器型行输出电路.如果通过枕校调制激励电路R去控制Vcsb,使其按下凹场频抛物波形状变化,此时,Vcsa则按上凸场抛物波形状变化,行正程扫描后半段期间的行偏转电流幅度具有上凸场频抛物波包络.
在正程前半段期间,形成行正程前半段扫描电流,其工作原理与常规行输出电路大致相同,扫描电流的幅度与正程后半段期间扫描电流成正比,具有相同的场抛物波规律.从而完成左右枕形失真校正.
枕校调制激励电路R的主要作用是控制Csb两端电压,使之按下凹场抛物波形状变化.它的输出端实际上起着受控可变电阻的作用,这是由晶体管担当的.控制晶体管的导通程度,使其内阻按场抛物波规律变化,就可完成此项任务.
五,行幅,行中心,行相位S校正调整电路
1.行幅调整电路
行幅调整的是光栅的水平幅度,行幅调整一般分为行频变化引起行幅变化自动调整,高压变化引起行幅变化自动调整和手动行幅调整三种情况.
该机采用DDD行输出电路,图中C418既是一个S校正电容,同时也用于枕形校正和行幅调整,实现的方法就是改变C418两端的电压,从而使行偏转电流幅度具有场抛物波包络,实现光栅的左右枕形失真校正.左右枕校(EWDRV)信号由TDA4858的11脚输出,经VT317加到的VT409基极,改变 VT409的导通程度,就可以改变VT409集发之间的等效电阻,使C418上的电压按下凹场频抛物波规律变化,达到枕校的目的.微处理器的31脚为枕校量大小调整端,经R139,R343加到TDA4858的21脚,通过改变TDA4858的11脚输出信号的交流分量来调整枕校量的大小.
行幅的调整也在此电路中完成,微处理器的29脚为行幅模拟量控制输出端,经R137,R352,R351加到TDA4858的32脚,通过改变 TDA4858的11脚的直流分量实现了行幅的调整.图中,RP403为行幅调整电位器,调整RP403,可改变VT409的直流工作点,达到了调整行幅的目的.
2.行中心,行相位调整电路
行中心调整电路可调节光栅在屏幕水平方向上的相对位置,行相位调整是调节显示图像在光栅上的相对位置.
行中心调整电路的原理是改变行扫描电流零点的位置,当扫描电流的正负峰值相等时,光栅就处在屏幕的正中位置.当扫描电流的零点位置发生变化引起扫描电流的正负峰值不相等时,就会使光栅的位置在屏幕上左移或右移.
图10-19为行中心调整电路,Lp为行输出变压器的初级电感,由于Lp的电感量远大于Ly,可忽略Lp对Ly中偏转电流的分流作用.L1的电感量也很大,通过调整RP可以改变偏转线圈中的电流,即在行输出管工作时可以改变偏转线圈的正向电流的大小,在阻尼管工作时可以改变偏转线圈负向电流的大小,因此,调整RP可以调节光栅在屏幕上的水平位置.
3.S校正电容调整电路
S校正电容的作用是校正水平方向延伸性失真,在多频显示器中,必须对S校正电容在不同行频时进行容量自动调整.
联想LXH-1569型多频数控彩显的S校正电容自动调整电路见图10-18.
C407,C412,C414,C4l6为S校正电容,其中,C412,C414,C416是否接入电路由微处理器从22,23,21脚输出的 CS1,CS2,CS0信号控制.微处理器N101根据不同的行频信号范围从22,23,21脚输出不同的电平,如表10-4所示.
从表中可以看出,当行频在30～32.8kHz范围内时,CS1为低电平(L),VT403截止,其集电极输出高电平,使场效应管VT404导通;CS2 为低电平,VT405截止,其集电极输出高电平,使场效应管VT406导通;CS0为低电平,VT407截止,其集电极输出高电平,使场效应管VT408 导通.可见,C412,C414,C416均和C407并联.其他频率范围只有一个电容与C407并联.
六,水平失真校正电路
多频数控彩显的水平失真校正主要包括对称性水平失真校正和非对称性水平失真校正.对称性水平几何失真主要是指枕形失真,梯形失真,角部对称失真等.这类失真相对于光栅中心是对称的.
1.枕形失真校正
电子束不仅产生水平和垂直方向上的延伸性失真,而且在荧光屏上的四个角伸展最严重,使扫描光栅不是理想矩形,而呈枕形,即产生所谓枕形失真,如图10-20(b)所示.
枕形失真是由显像管的结构引起的,是显像管固有的失真.现在的显示器都使用自会聚彩色显像管.这种显像管配备特殊绕制的行场偏转线圈,主要用它所产生的特殊分布的磁场来校正会聚误差,但同时这种特殊分布的磁场对光栅的形状也有一定影响,可对光栅的上下枕形失真进行补偿,使失真减小或消失,而对于光栅的左右枕形失真,则起不到补偿的作用,相反使失真更加严重.
自会聚显像管水平枕形失真校正原理如图10-20所示.其中图10-20(a)表示在一场的扫描周期中峰值相等的行扫描电流波形,但这一扫描电流显示的光栅呈图10-20(b)所示的枕形.
校正这种失真可用以场频为周期的抛物波来调制行频锯齿波电流,使在场中心部位的行扫描电流的幅度最大,越到场的上下边缘,行扫描电流幅度越小,从而实现校正光栅的左右枕形失真的目的,如图10-20(c)所示.
显示器采用的DDD行输出电路本身就具有枕形失真校正,调整行幅等功能.
2.梯形失真校正
当显像管的上,下枕校失真量不相等时,就产生了梯形失真,如图10-21所示.
为了校正这种光栅的梯形失真,在显示器电路中一般设有梯形失真校正电路,由此电路产生场频锯齿波幅度,斜率及相位可调的包络调制信号,通过调节场频抛物波包络波形的对称性或不对称性,使光栅呈现矩形状,达到梯形失真校正的目的.
3.四角失真校正
数控彩显均采用了超平或纯平显像管,因此,屏幕四个边角枕形失真较大,仅用左右枕形失真校正电路与梯形失真校正电路尚不能满足屏幕四角的枕形校正需要,因此,应设置四角失真校正电路.由此电路产生四角峰值枕校调制电压叠加在场频抛物波包络信号上,去调制行扫描锯齿电流,使电子束在四角扫描时通过减小角速度使光栅扫描线在屏幕上各点的线速度相等,以达到四个边角峰值枕形失真校正的目的.四角失真校正电路一般也集成在行场扫描集成电路内部,和左右枕形失真共用一个引脚输出.
七,行输出电源电压自动调整电路(副电源)
多频数控彩显为了保证流过行偏转线圈的电流幅值稳定,对行输出管供电电压要进行自动调整,即随着行频的升高,供电电压要升高,随着行频的降低,供电电压也要随着降低.因此,要增加行输出电源及其控制电路,一般称为二次电源电路或行输出电源电路,分为升压式和降压式两种.
联想LXH-1569型多频数控彩显二次电源电路主要由行场扫描芯片N401(TDA4858),开关管VT913,储能电感L906等组成升压式电源. 其输出电压的大小受行输出变压器T402的6～8脚回扫脉冲的控制,从而在不同的行频下,为行输出管VT402提供不同的供电电压,实现多频扫描的目的. 二次电源电路如图10-22所示.
TDA4858内含二次电源控制电路,其6脚为控制驱动输出,5脚为控制输入脚,通过控制5脚电压的高低即可控制6脚输出驱动脉冲的占空比.
显示器正常工作时,N101(NT68P61A)的12脚输出高电平,使三极管VT109,VT111导通,12V电压由VT111的c极加到 TDA4858的9脚为其供电,于是TDA4858的行场振荡电路工作,从其6脚输出与行频同步的激励脉冲信号,当6脚为低电平时,VT313截止,其集电极为高电平,使推挽管VT315导通,VT314截止,二次电源开关管VT913导通;当6脚为高电平时,VT313导通,其集电极为低电平,使推挽管 VT314导通,VT315截止,VT913迅速截止.
VT913导通时,电感L906上储存能量.VT913截止时,L906感应出左负右正的自感电势,与57V电压叠加后经VD933给C951充电,产生的电压经行输出变压器的2,1脚为行输出管VT402供电.
当行频升高时,行周期下降,因行逆程时间是一个常量,所以行正程时间随之下降,因此,T402的6脚的脉冲电压下降,经VD311,C311整流滤波产生的+B取样电压下降,该取样电压经ZD311,R325,RP311和R328分压后加到TDA4858的5脚的电压下降,通过内部电路,使 TDA4858的6脚输出脉冲的占空比下降,VT313集电极脉冲占空比上升,推挽输出管VT314,VT315发射极脉冲占空比上升,开关管VT913 导通时间延长,导致C951两端的电压升高,反之,当行频降低时,C951两端的供电电压也随之降低.此电路还具有自动稳压的功能.
八,行扫描电路维修
1.无光栅故障分析
造成无光栅故障的原因很多,如电源电路,节能电路,行扫描电路,视频电路与显像管及附属电路损坏都可能引起无光栅.行扫描电路不工作,致使无中高压输出, 显示器肯定无光栅.行扫描电路工作,但行输出变压器损坏或其他原因造成阳极高压下降或消失也将造成显示器无光栅.另外,显示器一般均设有高压保护电路,如果高压保护电路动作,会使行振荡电路停振,也造成无光栅.无光栅故障的检修过程如下:
接通电源,看屏幕上有无高压反应.方法是将一张薄纸置于屏幕前,开机瞬间,屏幕对薄纸有无瞬间的吸引作用.或把手放到屏幕前,开机的瞬间也会有感觉.判断高压最好用万用表高压测试棒直接测量.
如有高压,则说明电源电路和行扫描电路基本正常,故障在视频电路,显像管及附属电路等,此时应观察显像管灯丝亮不亮,如灯丝不亮则可能灯丝烧断,灯丝电压不正常,显像管插座接触不良等.如灯丝亮时,应检测显像管的各极上电压是否正常.同时应观察显像管内电子枪有无打火或紫色辉光,若有打火或紫色辉光,说明显像管已损坏.
如无高压,则应重点检查行扫描电路,副电源电路和过压保护电路.行扫描电路重点检查行激励级是否有脉冲输入和输出;测量行输出管的集电极电压,可判断副电源电路工作是否正常,行输出级是否有短路;另外有些故障会使显像管的阳极高压上升,X射线保护电路动作,使行振荡电路停振而造成无光栅,此时可略加大逆程电容,使高压下降,再作其他的测量.
2.行幅不正常和枕形失真故障分析
行幅不正常和枕形失真主要是由于水平枕校电路出现故障造成的.从图10-21中可以看出,水平枕校电路可看作行输出电路的一个负载,因此,当水平枕校电路的前级(场锯齿波取样与放大及形成电路)发生故障时,表现的故障现象一般只是水平枕形失真或行幅不正常.
1)仅有枕形失真现象,行幅正常
此故障多由枕形失真校正控制电路中的交流回路发生问题引起.交流回路发生故障时并不影响Csb两端的直流电平,因此行幅不发生变化.故障点多为场锯齿波未送到枕形失真校正控制电路或场抛物波取样放大及形成电路有故障.
2)有枕形失真,且行幅也不正常
故障部位可能涉及枕校控制电路和行输出电路.由于行幅发生了变化,因此可以肯定Csb两端的平均直流电平发生了变化.此时关键检查点是阻尼二极管VD2,S校正电容器Csb两端电压或枕校控制电路输出端电压.
3)仅行幅不正常
行幅不正常主要有以下几种原因:一是两个回路中的S校正电容有变值,使分压比发生变化,导致行幅异常;二是二次电源输出不正常造成行幅不正常;三是行幅调整电路异常造成枕形失真校正电路直流偏置不正常,会影响行幅的大小.
3.行不同步故障分析
行不同步是由于行扫描频率与行同步脉冲频率不一致引起的,故障现象是屏幕上出现斜影条.行不同步的主要原因有:
(1)行同步脉冲没有加到行扫描芯片上;
(2)同步信号识别与极性转换电路有故障;
(3)行振荡电路及外围定时电路,行AFC电路等故障.
检修时,一般先调整行频电位器,看画面能否同步,如果能瞬间同步但不能保持,说明行振荡电路工作频率正常,故障一般在AFC电路上.如果调整行频电位器仍不能同步,说明行振荡的振荡频率偏差太大,重点是RC定时元件有故障.
4.行扫描电路维修注意事项
(1)有很多彩显,在不联主机时行扫描电路是不工作的.因此,维修时应联上并打开主机来进行检修.
(2)彩显与彩色电视机的行扫描电路相比,不但复杂,而且还有许多不同点,因此,彩色电视机行扫描电路的一些维修方法不一定完全适合彩显,维修时要根据具体机型,具体电路作具体分析,不可生搬硬套,以免引起误判.
(3)显示器行扫描电路电压高,电流大,维修时不可随意通电试机,通电前一定要确保电路无短路现象,以免扩大故障.
第七节 多频数控彩显场扫描电路原理及故障维修
一,场扫描电路作用与组成
1.场扫描电路作用
(1)场扫描电路主要是向场偏转线圈(V-DY)提供线性良好的场锯齿波电流,形成水平交变磁场,使显像管内电子束在垂直方向上偏转,实现场扫描.并对场扫描线性失真进行补偿和矫正;
(2)场扫描电路应与场同步信号同步;
(3)为视频电路提供场消隐脉冲,使电子束在场逆程扫描时截止,消除场回扫线;
(4)给枕校电路提供锯齿波电压,消除光栅在水平方向产生的枕形失真;
(5)当改变显示模式时,应能自动调节场幅.并能进行场中心位置调节.
2.场扫描电路组成
场扫描电路由场振荡,场锯齿波电压产生,场激励,场输出及场线性补偿等电路组成.如图10-23所示.
场振荡电路是一个自激振荡器,用来产生场频脉冲信号.场振荡电路的自由振荡频率一般可进行调节,称为场同步调节,振荡频率应与场同步信号同步.
场锯齿波电压产生电路是一般的RC积分电路,利用电容的充,放电来形成锯齿波电压.电容充,放电之间的转换是用场振荡电路产生的脉冲电压控制的,以形成周期性的锯齿波电压输出.
场激励电路又称场推动电路,用来放大锯齿波电压,以推动场输出级正常工作.
场输出电路是功率放大级电路,它为场偏转线圈提供一定幅度的锯齿波电流,以便产生足够强的偏转磁场,满足垂直偏转幅度的要求.同时它为视频电路提供回扫脉冲,以消除回扫线,为枕校电路提供锯齿波电压,消除水平枕形失真.
场线性补偿电路是利用反馈,预失真等措施校正场锯齿波的失真,以便达到最佳的场扫描线性.该电路一般跨接在场输出级与场激励级之间,也可跨接在场输出级与场锯齿波形成电路之间或锯齿波形成电路与场激励级之间.
场中心调整和场幅调整内容见本章第四节.
在显示器中,场振荡电路,锯齿波形成电路大都采用一块集成电路,场输出级大多也集成在一个集成电路内,这样既大大简化了场扫描电路,又便于维修.
二,场振荡和锯齿波电压形成电路
场振荡电路是一个自激振荡器,通过电容的充放电来产生自由振荡的场频矩形波信号,作为锯齿波形成电路的电子开关,控制锯齿波形成电路中电容的充放电形成锯齿波电压.有些彩显两者共用一个电容,即这个电容既是场振荡定时元件,又是场锯齿波形成元件.图10-24为共用电容的联想LXH-GJ556型数控彩显的场振荡和锯齿波电压形成电路.
场同步信号输入到TDA9111的2脚.由内部同步信号处理电路处理后,加到TDA9111内部的场振荡电路,TDA9111的22脚外接的C619为场振荡和锯齿波发生器电容器,20脚外接的C611为场AGC场锯齿波发生器AGC环路电容器,以保证场幅不随场频的变化而变化.
三,场扫描失真和补偿电路
多频数控彩显中场扫描失真主要包括场S形失真和C形失真两种.因为校正这两种失真的波形形状类似于英文字母"S"和"C",如图10-25所示,因此分别将这两种失真称为S形失真和C形失真.
1.场S失真形成原因及补偿电路
光栅S形失真是因显像管的结构引起的.
OTL场输出电路的S形失真校正是由场输出电容来完成的.但不同显示模式需要不同容量的S校正电容来实现的.OCL或BTL场输出电路是通过对场激励信号进行S失真预校正,这种电路的场S失真校正都在行场振荡集成电路内部完成.
2.场C失真形成原因及补偿电路
场C失真主要是电容的充电曲线并非是线性所致,影响最大的是锯齿波电压形成电路产生的失真.
场锯齿波电压形成电路一般采用RC充放电电路.在充放电过程中,电容器两端的电压并不是线性变化,而是按指数规律变化,开始时电压变化较快,较接近直线, 以后则逐渐减慢.正极性锯齿波电压中间略向上凸起,负极性锯齿波电压中间是略向下凹.因此,锯齿波电压发生器所产生的场频锯齿波电压本身的线性不良而引起输出波形失真.补偿一般采用RC补偿电路和负反馈电路.
四,场扫描电路维修
1.水平一条亮线
屏面出现水平一条亮线说明场偏转线圈中无锯齿波电流流过.该故障在场扫描电路的故障中所占的比例最高,产生故障所涉及的面很广,从场振荡,锯齿波形成,负反馈网络,激励输出级,偏转线圈,其中任何一个环节出现故障,均可导致屏面出现水平一条亮线.实际上场输出集成电路损坏较为常见.因为场输出集成电路不仅承担了功率放大的任务,而且还兼任了电源电压的转换工作,所以,尽管场输出集成电路装有散热片,但容易烧毁.
2.有回扫线
如为场消隐电路异常出现回扫线,则图像正常,整屏出现回扫线.主要是场消隐脉冲未加至视频电路.
如为视频和显像管电路异常引起的回扫线,则光栅较亮,图像较淡或无图像,回扫线满屏,亮度和对比度控制不明显,有时伴有自动关机保护现象.该故障多为亮度调得太大,视放管被击穿或某种原因造成三极管饱和导通,间隙放电元件短路,阴极和灯丝短路等.
3.场幅异常
当光栅或图像有一定宽度,说明场振荡已经起振,整个扫描通道已经工作,只是流过场偏转线圈的电流幅度偏小.一般以锯齿波发生器和场输出级电路不良最为常见.
4.场线性异常
场线性不良一般为场负反馈电路,行场扫描芯片及其外围电路有故障.
5.场不同步
引起场不同步主要是场同步信号未加到振荡电路和场振荡器的频率偏高太远,前者查场同步信号通道,后者查场振荡器的定时元件.
6.场扫描电路维修注意要点
(1)检修一条水平面亮线故障时,一定要将显示器亮度旋小,以避免将屏幕灼伤.
(2)更换场输出器件要确保能利用原散热片良好散热.
10.8 显示卡及其显示控制原理
一,显示卡的显示控制原理
显示卡的基本作用是接收CPU发出的显示信息并存放在显示存储器中;然后再由视频子系统的硬件从这个缓冲区中读取信息,并对它们进行必要的变换,以形成适合显示器用的图形点阵信息.图10-26为显示子系统的组成情况.
1.文本显示原理
在文本方式下,CPU将要显示字符的ASCⅡ值及属性值送入刷新缓冲区,其中第一个字节用来保存字符的ASCⅡ码值,第二个字节则是用来存放字符的属性值 (如前景色及背景颜色,闪烁等).然而,在显示器上显示的所有内容都是以点形式出现,所以必须把刷新缓冲区中保存的字符信息(每个字符两个字节)转换成可供显示器直接使用的矩形点阵字符.
2.图形显示原理
在图形方式下,屏幕上的每一个点对应着若干位存储位,其存储位的位数取决于显示器要求的灰度级或要显示的颜色数.如要使每一个像素都能显示出256种颜色,则需要8位二进制存储位表示一个像素,一个字节可表示两个像素,其像素与视频刷新存储器位的对应关系如图10-28所示.
实际上,扫描线上所有各点基本上都是用像素信息表示的.在图形方式下,显示转换所要做的工作是使用正确的属性,以正确的顺序向显示器发送像素,每一个点都有不同的属性.在文本方式中,一个字符内的点的属性是完全一样的.
二,显示卡电路基本结构
显示卡主要是由图形控制芯片,刷新缓冲存储器VIDEO RAM,显示BIOS(VIDEO BIOS),RAM DAC等构成.
1.图形控制芯片
图形控制芯片基本功能是一方面产生缓冲存储器的地彩色数字信号址码,与主机系统同步给出水平和垂直扫描信号去控制显示器;另一方面以生成字符,图形像素的并/串转换和移位,并通过对芯片内部寄存器编码生成字符/图形调色板功能.
比如要求画一圆,只需要告诉显示卡,"给我画一个圆",剩下的工作就由显示卡来完成,不需要CPU在去计算如何画出一个圆,从而减少CPU的压力;不过这样的显示卡要配上比较多的显示内存.有一些更高级的显示卡,卡上有协处理器,它可以大大降低CPU的处理图形任务.
图形处理器有两个重要的数据通道,一个是图形处理芯片与主机微处理器之间的系统总线数据通道,另一个是图形处理器芯片与刷新存储器之间的数据通道.图形处理与系统总线间的数据通道宽度是由显示卡所采用的系统总线的标准来定.目前图形处理器与刷新存储器之间的数据通道宽度大多为64位,128位,256位, 它们支持的分辨率从640×480到1600×1200,支持的颜色数从16种到16.7兆种颜色.
2.刷新缓冲存储器(VRAM)
刷新存储器也称视频存储器(VIDEO RAM)或显示存储器,是用来存储要显示内容的属性值,刷新存储器容量的大小,直接影响显示器所能显示的颜色数和分辨率.屏幕上看到的图像数据都是存放在显存里的,显卡达到的分辨率越高,在屏幕上显示的像素点就越多,要求显存的容量就越大.
所用存储器的类型直接影响显示系统的显示速度和性能.VRAM 与DRAM相似,它们的不同之处是:DRAM芯片只有一个数据口,通过这个口又要读又要写,而VRAM芯片的读写口是分开的,所以它的速度快些.现在一些高档的显示卡上都安装了SGRAM的显示内存,这是专门为显示卡设计的,其速度要比用做计算机内存的SDRAM还要快.
3.VIDEO BIOS
VIDEO BIOS里包含了显示芯片和驱动程序间的控制程序,产品标识等信息,这些信息一般由显卡厂商固化在ROM芯片里,还存放了ASCⅡ码字符集中字符和图形的点阵.
4.RAM DAC
RAM DAC称为数/模转换控制电路.主要作用是把刷新存储器中产生的像素的颜色值扩充为彩色混合值,然后转换成红,绿,蓝三路模拟彩色信号.RAM DAC就是将刷新存储器中以二进制形式保存的数字型像素颜色属性值读出来,进行扩充变换成模拟显示器能够接收的彩色模拟信号,即将数字型彩色信号转换成模拟型彩色信号,送给显示器刷新屏幕内容.
5.显示卡与显示器连接插座
显示器与显示卡的连接插头如图10-30所示,信号说明见表10-5.
三,显示卡故障分析
1.排除环境因素
根据故障现象,应分析是否是静电干扰,强磁强电干扰,电网电波动,显示器被磁化等.如屏幕内容突然消失,可能是静电干扰,图形图像变形或改变颜色,应检查一下电网电压是否稳定;显示器某区域颜色不正常,是否有被磁化的原因.
2.排除接触性故障
当排除环境因素后,就要考虑显示器电源线,信号电缆,电缆插头,显示卡及显示内存是否接触良好,插头插针是否有损坏弯曲的现象.
3.排除病毒干扰
当在运行过程中出现显示不正常时要考虑到是否病毒在作怪.这时可以用干净的系统盘启动,对系统进行病毒清除,排除病毒干扰.若清毒后系统能正常显示,则是病毒原因.
4.排除软件故障
如果计算机能在纯西文状态下正常显示,但在运行某些系统(如汉字系统或其他应用系统)程序时出现不能正常显示的现象,则可能是软件安装不合适,或与所要求的显示系统不兼容.也有可能缺少某个程序的支持而无法正常显示.
5.排除显示器的故障
在排除上述四个方面的故障后,显示系统的故障就是显示卡和显示器的故障了.此时最简单的判别方法就是用"交换比较法",即找一台好的计算机,两台计算机的显示器或显示卡对调,然后开机对比,故障就可确认下来.若没有条件利用交换法进行故障判断,则可以通过前几节讲述的显示器常见故障现象来判断,大致确定故障部位.
四,显示卡故障检测与定位
l主机不自检,无声无显示
主机加电后无自检过程,也听不到扬声器发出的自检声,也无任何报警声音.造成这种故障的原因之一就是显示卡上的总线驱动器件损坏,影响到主机总线,使主机无法正常启动工作.
判断的方法是去掉显示卡仔细听主机能否发出自检声,若能听到自检声,说明是显示卡的故障;否则,是其他电路故障.
2.主机自检能发出报警声,但无显示
主机自检时能发出有规则的报警声音,但无字符显示.这种故障一般是显示卡故障.如自检时扬声器发出"一长声,两短声"或"一长声,八短声"等,这大多是显示故障.若有条件可以采用交换法进一步确认.
3.开机有显示,但显示字符不正常或混乱
主机启动后,显示器能显示出字符信息,但所显示的字符不完整,不正确或是杂乱无章,并且出现不规则的颜色块.这种故障现象一般是显示卡的内存DRAM损坏,可以更换显示内存来排除故障.
4.输入字符与显示字符不符
主机启动后显示器能显示字符信息,但所显示的文字信息与实际不符,并且从键盘键入的字符与所显示的也不相同.如输A在屏幕上显示B,输1显示2等现象.这种现象一般是显示卡上BIOS有故障,可以通过更换BIOS解决.
5.只能在字符方式下工作,不能工作在图形方式
主机启动后显示正常,在纯西文DOS状态均能使用,但要运行图形程序或汉字系统时显示不正确,无法正常工作.这种现象一般是显示卡上的主控芯片上的方式寄存器有故障,只有更换主控芯片或显示卡解决.
6.缺少颜色
主机启动后能显示正常的文字信息,也可运行各种程序,只是某几种颜色无法显示出来,用测试程序测试时,有些颜色无法显示或颜色不对.这种现象一般是显示卡上的主控芯片的颜色寄存器损坏,只有更换主控芯片或显示卡解决.
7.显示方式错误或图像稳定不住
主机加电后,显示器所显示的字符粗大或图像不稳定呈条纹状.这种现象主要是显示卡控制电路有故障,需要更换显示卡.
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