Мечта о "плоских" телевизорах и мониторах, имеющих очень небольшой размер в глубину, возникла, не одно десятилетие назад. Но только в последние годы она воплотилась в реальность: появились серийные модели на плоских отображающих панелях.

Электронно-лучевые трубки (кинескопы), служащие основой любого телевизора, существуют уже многие десятилетия и постоянно совершенствуются. Однако они имеют и недостатки: наличие высокого напряжения, большие объемные габариты (особенно а глубину при больших размерах изображения) и др. Поэтому разработчики всегда стремились к новым идеям при создании отображающих устройств. Одна из них - использование жидкокристаллического вещества в качестве клапана для пропускания световых потоков. Окончательно эта идея воплотилась в виде ЖК дисплеев (панелей) - LCD (Liquid Crystal Display). Быстрый рост их производства за рубежом привел к появлению как большого числа моделей "плоских" телевизоров, так и компьютерных мониторов.

Рассмотрим принцип работы и варианты конструкции таких дисплеев . В общем известно, что ЖК вещество (материал) модулирует внешний световой поток под действием электрического поля или тока. Конкретная работа ЖК дисплеев основана на использовании эффекта вращения плоскости поляризации светового потока слоем нематического ЖК вещества (так называемого твист-эффекта).

Конструкция ЖК панели показана на рис. 1.

Панель содержит две плоскопараллельные подложки из прозрачного материала (обычно стекла толщиной около 1 мм), расположенные одна относительно другой с фиксированным зазором, в который введен ЖК материал. На внутренних сторонах подложек нанесены электроды адресации в виде определенного рисунка. В качестве прозрачного проводящего слоя электродов используют пленку оксида индия.

Слои ориентирующих покрытий, нанесенные на электроды адресации, предназначены для задания определенной ориентации ЖК молекул в рабочем материале. Зазор между подложками задают калиброванные шарообразные или цилиндрические распорные элементы (спейсеры), диаметр которых может быть в пределах 3...25 мкм. После сборки (склеивания) панель герметизируют по всему периметру, причем слой герметика также имеет спейсеры. На внешние стороны подложек наклеены поляроиды с определенной ориентацией плоскости поляризации.

Принцип работы ЖК ячейки (пиксела) панели с использованием твист-эффекта иллюстрирует рис. 2.

Молекулы ЖК материала обладают дипольным моментом. В результате взаимодействия электрических полей диполей образуется спиралеаидная структура из молекул ЖК вещества. Слои ориентирующих покрытий на верхней и нижней подложках совместно с дипольной структурой ЖК материала в отсутствие электрического поля обеспечивают поворот плоскости поляризации светового потока на 90°. Ориентированный так слой нематического ЖК вещества обладает свойством поляризации проходящего через него светового потока. Плоскости поляризации верхнего и нижнего поляризационных фильтров повернуты один относительно другого на 90°.

Как видно на рис. 2,а, световой поток сначала проходит через верхний поляризационный фильтр. При этом его половина, не имеющая азимутальной поляризации, теряется. Остальная часть уже поляризованного света, проходя через слои ЖК материала, поворачивает плоскость поляризации на 90°. В результате ориентация плоскости поляризации светового потока будет совпадать с плоскостью поляризации нижнего фильтра и поток будет проходить через него практически без потерь.

Если ЖК вещество поместить в электрическое поле, подав на электроды адресации напряжение так, как показано на рис. 2,6, спиралевидная молекулярная структура в нем разрушается. Проходящий через ЖК материал световой поток уже не изменяет плоскость поляризации и почти полностью поглощается нижним поляризационным фильтром. Следовательно, ЖК вещество имеет два оптических состояния: прозрачное и непрозрачное. Отношение коэффициентов пропускания в обоих состояниях определяет контрастность изображения.

Для обеспечения управления оптическим состоянием ячеек-пикселов (элементов изображения) панели требуется сформировать такие напряжения на электродах адресации, чтобы состояние каждого пиксела изменялось без изменения состояния других. Исходя из этого топология электродов адресации ЖК панели представляет собой матрицу, образованную системой строчных и столбцовых электродов, расположенных конструктивно на двух параллельных прозрачных подложках. Элементы (пикселы) телевизионного изображения в ЖК панели образуются на пересечении строчных и столбцовых электродов. Для реализации управления большим числом элементов изображения (а в телевизорах это практически всегда так) применяют мультиплексирование сигналов.

Несколько вариантов топологии матриц, используемых в ЖК панелях, представлено на рис. 3.

Вариант на рис. 3,а - самый простой и наиболее популярный. Вариант на рис. 3,6 позволяет получить более широкий шаг выводов для подачи столбцовых управляющих сигналов. Варианты на рис. 3,в иг - разновидности архитектуры Dual Scan (или Dauble Scan), при которой обеспечивается уменьшение числа мультиплексируемых строк, что позволяет еще больше увеличить контрастность изображения. Фактически в этих случаях формируются два отдельных экранных поля, зазор между которыми незаметен. Адресация сигналов для обоих полей происходит одновременно.

Различают два способа адресации в ЖК панелях: пассивный и активный. При пассивной адресации используют временное мультиплексирование строк без применения каких-нибудь ключевых элементов. Недостатками такого способа можно назвать низкий коэффициент мультиплексирования при малой контрастности, сильное проявление кросс-эффекта и сложная система формирования управляющих сигналов.

При активной адресации для каждого пиксела на пересечении строки и столбца создают ключевой элемент по схеме, изображенной на рис. 4.

Такие элементы позволяют использовать более низкий коэффициент мультиплексирования. Контрастность изображения при этом получается значительно выше. Однако ЖК панели с активной адресацией гораздо дороже панелей с пассивной адресацией, что удорожает и построенные на них аппараты. Активными ключевыми элементами чаще всего служат тонкопленочные полевые транзисторы TFT (Thin Film Transistor). На рис. 5,а показан вариант топологии, а на рис. 5,б - принципиальная схема ключевого элемента активной адресации на таком транзисторе.

Цветные фильтры размещают на внутренней стороне ближней к зрителю подложки ЖК панели. Материалами для изготовления фильтров служат тонкие пленки различных красителей. Их наносят по различным технологиям: осаждением из растворов или из газовых сред, печатным способом и др. Варианты топологии цветных фильтров иллюстрирует рис. 6 (R - для красного цвета, G - зеленого, В - синего).

Число строк ЖК панелей определяет коэффициент мультиплексирования. Чаще всего применяют низкомультиплексированные панели со значениями коэффициента 1:2, 1:3 и 1:4. В зависимости от этого в конкретных устройствах управления создается несколько уровней постоянного напряжения, из которых формируются напряжения управления строками и столбцами необходимой формы.

На рис. 7 изображены диаграммы напряжений адресации в ЖК панелях с коэффициентом мультиплексирования 1:3. На нем ВР0-ВР2 обозначают сигналы строчных выходов; Sn-Sn+2 - сигналы столбцовых выходов; UDD - напряжение питания контроллера управления панелью; Ulcd - напряжение смещения, питающее выходные формирователи сигналов; Uoбp, равное Udd - Ulcd. - образцовое напряжение; Тк - период кадровой развертки.

Для создания светового потока в ЖК панелях применяют устройство задней подсветки, которое содержит источник излучения, светораспределители (световоды) и один или два отражателя. Источником излучения служат лампы накаливания, светодиоды, электролюминесцентные панели, чаще всего, люминесцентные лампы.

На рис. 8 представлены типовые конструкции устройств задней подсветки с фронтальным (рис. 8,а) и торцевым (рис. 8,6) расположением люминесцентной лампы.

Использование ЖК панелей рассмотрим на примере одной из популярных моделей LC-20C2E фирмы SHARP. Фирма начала изготовление "плоских" телевизоров одной из первых - еще в 1996, 1997гг., возглавив до этого список разработчиков и изготовителей ЖК панелей. Сейчас список моделей на этих панелях у фирмы SHARP превышает десяток, а размер экрана по диагонали уже перешагнул 40 дюймов (около 92 см).

TFT ЖК панель (LCD) описываемой модели имеет размер экрана по диагонали 20 дюймов и характеризуется значительным углом обозрения (160° как по горизонтали, так и по вертикали). Модель обладает существенно более низким по сравнению с обычными телевизорами энергопотреблением (не более 45 Вт).

Телевизор рассчитан на прием сигналов в радиочастотных стандартах В/G/L/D/K/l/M/N и по системам цветности PAL/SECAM/NTSC. Селектор каналов (тюнер) телевизора позволяет настроить и запомнить 197 телевизионных каналов, в том числе и в интервалах кабельного телевидения (CATV). Усилитель 3Ч телевизора обеспечивает мощность по 2,5 Вт в двух каналах воспроизведения звука.

Усовершенствованная матричная ЖК панель имеет разрешение 921x600 пикселей. Яркость свечения экрана - не хуже 430 кд/м2. Срок службы используемых для подсветки LCD люминесцентных ламп - 60000 ч.

Телевизор питается от источника постоянного напряжения 13 В Пр и пользовании специального сетевого адаптера, входящего в комплект поставки, телевизор может питаться и от сети переменного напряжения 110...240 В частотой 50/60 Гц. Габариты телевизора (ширина, высота, глубина) - 476,6x556,4x229,4 мм. Масса аппарата - 8 кг.

Для обеспечения комфортности просмотра плоскость экрана телевизора можно наклонить относительно перпендикулярной к подставке плоскости на 5° вперед или на 10° назад, а также повернуть на 40° вправо или влево относительно среднего положения. Внешний вид телевизора показан на рис. 9.

Схема соединений плат и устройств телевизора представлена на рис. 10.

В каждом соединительном разъеме указаны число контактов и условно способ их соединения с контактами разъема другого блока: "1 в 1" или "вперекрест". В основном контакты соединены первым способом контакт 1 - с контактом 1,2 - с контактом 2 и т. д. Лишь разъемы МТ и МА между платой тюнера и основной платой соединены "вперекрест". Например, контакты разъемов МТ распаяны так: контакт 1 - к контакту 20, контакт 2 -к контакту 19 и т. д. То же относится и к разъемам МА, только в них - 30 контактов. Это необходимо помнить при изучении принципиальных схем блоков и ремонте Телевизор, кроме ЖК панели, на рисунке не показанной, и двух динамических головок, содержит семь плат: тюнера (Tuner PWB), основной (Main PWB) и видео (Video PWB), звуковой выходной (S-Out PWB), переключателей (Switch PWB) и двух инверторов (Inverter A PWB и Inverter В PWB), а также устройство задней подсветки (Back Light) ЖК панели. Через разъемы LS и LG на ЖК панель с основной платы поступают исходные управляющие (Source) и стробирующие (или сканирующие) сигналы (Gate).

На плате тюнера находится непосредственно сам тюнер, а также расположены микроконтроллер управления с телетекстом и устройством OSD (On Screen Display - отображение на экране служебной или дополнительной информации), микросхемы ПЗУ, программируемого ЗУ и сброса микроконтроллера, переключатели аналоговых сигналов R, G, В (как внешних, так и сформированных микроконтроллером), стабилизаторы напряжений 5; 9 и 10,1 В, а также разъемы для подачи внешних видеосигналов и сигналов звука, в том числе разъем SCART.

На основной плате размещено большинство устройств телевизора, в том числе процессор обработки мультимедийных сигналов звука (в нем же находится канал обработки сигналов ПЧ звука), буферный усилитель, предварительный усилитель сигналов 3Ч, синхроселектор, переключатель выбора режимов TV/AV. Кроме того, она содержит микроконтроллер управления (отличающийся от установленного на плате тюнера), микросхемы ЭПЗУ и сброса микроконтроллера, видеопроцессор с АЦП, контроллер ЖК панели с устройством внешней памяти (FIFO), аналоговый мультиплексор, детектор ошибок ламп подсветки, устройства градуировки образцовых напряжений и общего управления панелью, ЦАП и импульсный источник питания, формирующий все необходимые для работы узлов телевизора напряжения: 3,3; 5; 8; - 8; 14; 28 и 31 В.

Небольшая видеоплата включает в себя элементы согласования входного гнезда J5001 (через него подают внешний полный видеосигнал AV3) и специального гнезда SC5001 (предназначено для подачи внешнего сигнала S-VHS, т. е. отдельно компонентов яркости Y и цветности С) с последующими цепями телевизора.

Звуковая выходная плата содержит усилитель мощности сигналов ЗЧ, стабилизатор напряжения питания усилителя, каскады блокировки звука, а также детекторы ошибок люминесцентных ламп подсветки.

На плате переключателей расположены кнопки клавиатуры управления, приемник ИК излучения системы ДУ гнездо подключения головных телефонов и ключ переключения напряжения дежурного режима.

Платы инверторов А и В необходимы для преобразования постоянного напряжения 13 В, подаваемого извне через разъем J3702 платы тюнера, в переменные напряжения 200...300 В частотой 400 Гц, которые через разъемы Р6751 и Р6551 поступают на люминесцентные лампы устройства задней подсветки ЖК панели.

Конкретная конструкция ЖК панели (TFT LCD) рассматриваемой модели телевизора изображена на рис. 11.

Она выполнена в виде так называемого "бутерброда". На экранирующей плате помещены одна за другой две отражающие пластины, входящие в состав устройства задней подсветки Устройство включает в себя также шесть люминесцентных ламп (на рисунке показаны только две из них). В качестве светораспределителя служа световоды имеющие дифракционную структуру призматического сечения О назначении спейсеров уже было сказано в первой статье цикла Далее расположены диффузионная и призматическая пластины

Цель применения всех перечисленных приспособлений - максимально использовать световой поток и обеспечить равномерное его распределение в рабочей зоне подсветки.

Пластина цветного фильтра о которой также раньше было рассказано находится непосредственно за панелью Сама ЖК панель имеет контакт ные разъемы для подачи исходных управляющих сигналов (LSD Source) и стробирующих (сканирующих) сигналов (LSD Gate). На рисунке показаны фрагменты ленточных кабелей, по которым направляются эти сигналы.

Весь рассмотренный "бутерброд" стянут восемью винтами два из них изображены на рисунке).

Структурная схема платы тюнера показана на рис. 12.

(нажмите для увеличения)

Схема остальных узлов телевизора "Sharp - LC-20C2E представлена на рис. 13.

(нажмите для увеличения)

Принципиальная схема платы тюнера представлена на рис. 14.

(нажмите для увеличения)

Радиочастотный сигнал RF поступает непосредственно на антенный вход самого тюнера (см. рис. 12), находящегося на плате тюнера. На его выходах формируются следующие сигналы: SSIF - сигнал ПЧ звука, который через контакт SIF разъема SC902/SC901 проходит на основную плату (см. рис. 13), а именно - на процессор обработки мультимедийных сигналов звука IC901 (1X3371 СЕ); CCVS (см. рис. 12) - полный цветовой телевизионный видеосигнал, который через контакт TV V того же разъема приходит на микросхему коммутатора видеосигналов (см. рис. 13) основной платы IC402 (NJM2235M); AUDIO MONO (см. рис. 12) - монофонический сигнал 3Ч, который через контакт MONOS того же разъема подан также на микросхему IC901 основной платы (см. рис. 13).

Кроме того, сигнал CCVS (см. рис. 12) через змиттерные повторители (на транзисторах Q33, Q13, Q14) поступает на контакт VIDEO OUTPUT разъема для подключения внешних устройств SC903 (SCART).

На плате тюнера находятся также два гнезда J902, J903, необходимых для подключения левого (L) и правого (R) внешних громкоговорителей. На эти гнезда через усилительные каскады (на транзисторах Q8, Q9, Q11, Q12) проходят сигналы SOUND L/R с соответствующих контактов (SC2 OUT L/R) разъема SC902/SC901, на который они поступают с микросхемы IC901 основной платы (см. рис. 13).

Через соответствующие контакты (см. рис. 12) разъема SC903 (SCART) на телевизор подают сигналы 34 AV SOUND L/R и изображения AV PICTURE. Эти сигналы через контакты SC2 IN L/R и V2 IN разъема SC902/SC901 приходят на основную плату (см. рис. 13), причем звуковые сигналы - на процессор IC901, а видеосигналы - на видеопроцессор IC801 (VPC3230D).

С основной платы на плату тюнера через контакты разъема SC901/SC902 поступают звуковые сигналы SC1 OUT L/R и видеосигналы V2 OUT. Причем первые - со звукового процессора IC901 через буферный усилитель IC902 (NJM4560M), а вторые - с видеопроцессора IC801 (выход VO). И те, и другие сигналы в конечном итоге попадают на выходные контакты соединителя SCART (AV SOUND OUT IVR и AV PICTURE OUT) для записи на видеомагнитофон (см. рис. 12).

Сформированные процессором обработки сигналов звука IC901 (см. рис. 13) сигналы 3Ч проступают на предварительный усилитель на микросхеме IC304 (BH3543F+), а с него через контакты разъема Р2003/Р4004 - на находящееся на плате переключателей гнездо подключения головных телефонов J4001. Принципиальная схема платы переключателей представлена на рис. 15.

(нажмите для увеличения)

Процессор обработки сигналов звука IC901 формирует также звуковые сигналы левого и правого каналов DACM L/R (см. рис. 13 в предыдущей части), которые сначала проходят ФНЧ на микросхеме IC903 (NJM4560M), а затем переключатель каналов IC303 (NJM2283F). Переключатель управляется командой L/R, подаваемой с микроконтроллера управления основной платы IC2001 (IX3565CE).

Сигналы 3Ч левого и правого каналов через контакты разъема Р3301/Р3302 попадают на звуковую выходную плату, принципиальная схема которой показана на рис. 16. Они приходят на входы усилителя мощности 3Ч на микросхеме IC3305 (L44635A+). Усиленные сигналы через контакты разъемов Р304 и Р305 поступают на динамические головки левого L и правого R каналов. Микросхема питается от источника PA VCC (см. рис. 13) напряжением 13 В. Как уже указано, оно сначала проходит с платы тюнера на основную плату, а затем на звуковую выходную плату через контакты разъема Р3301/Р3302.

(нажмите для увеличения)

Как уже было перечислено в предыдущих частях цикла, на плате тюнера (см. рис. 12) расположен микроконтроллер управления 19 (ST92R195), совмещенный с устройствами OSD, телетекста и выделения из сигнала необходимой информации. С микроконтроллером непосредственно связаны микросхемы ЭППЗУ (EEPROM) 13 (TMS27C2001 - 10), статического ОЗУ (SRAM) I6 (W24257 - AS - 35), ЗУ 12 (24C32) и сброса (RESET) И (TS831 - 4IDT).

На выходах микроконтроллера формируются сигналы основных цветов R, G, В (VPC - TEXT на принципиальной схеме), соответствующие выбранному режиму его работы: либо сигналы телетекста, либо сигналы OSD (номера программ, настройки на программы, регулировки параметров и т. п.). Эти сигналы поступают на входы выполненного на микросхеме 14 (ТЕА5114А) переключателя аналоговых сигналов R, G, В. На его другие входы приходят сигналы основных цветов R, G, В с другого подобного переключателя на микросхеме ИЗ. На нее поданы сигналы R, G, В через контакты внешнего соединителя SC903 (SCART). Переключателями управляет микроконтроллер по цепям FB.OSD (переключатель I4) и RGB CONT (переключатель I13). В результате на выходах переключателя I4 появляются сигналы основных цветов, которые через контакты разъема SC802/SC801 (см. рис. 13) проходят на микросхему видеопроцессора и АЦП IC801 основной платы.

Принципиальная схема основной платы состоит из шести частей. Три из них представлены на рис. 17.1 - 17.3.

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

Микроконтроллер управления платы тюнера I9 (см. рис. 12 в предыдущих частях) формирует также строчные Н и кадровые V синхронизирующие импульсы, поступающие через контакты разъема SC802/SC801 сначала (см. рис. 13 в предыдущих частях) на видеопроцессор IC801 и контроллер управления ЖК панелью IС 1201 (IX3378CE), а с последнего - на микроконтроллер управления основной платы IC2001. Между микроконтроллерами платы тюнера и основной платы происходит обмен информацией посредством показанных на рис. 12 и 13 синхронизирующих и управляющих сигналов SUB CLK, SUB IN, SUB OUT, M/S IN, M/S OUT, H (HSY) и V (VSY).

На плате тюнера (см. рис. 12) находятся также входное гнездо J3702 для подключения источника постоянного напряжения 13 В и окружающие его предохранители. Это напряжение через контакты разъема Р904/Р901 подано на основную плату, а через контакты разъемов Р702/Р6555 и Р703/Р6755 - на платы инверторов В и А соответственно.

На видеопроцессор IC801 (см. рис. 13) поступают следующие аналоговые видеосигналы: AV1 - с коммутатора видеосигналов TV/AV (с микросхемы IC402 по команде с микроконтроллера управления IC2001); AV2 - с разъема SCART платы тюнера; AV3 - через контакт разъема Р903/Р5001, на который приходит внешний видеосигнал V3 IN с одного из гнезд разъема J5001 видеоплаты, и сигнал цветности V1 SC - через контакт того же разъема Р903/Р5001, на который с гнезда разъема SC5001 видеоплаты проходит сигнал цветности SC (S-VHS). Принципиальная схема видеоплаты изображена на рис. 18.

Через контакты разъема Р903/Р5001 (см. рис. 13) поданы также звуковые сигналы V3 IN L и V3 IN R (с двух других гнезд разъема J5001 видеоплаты), которые поступают на процессор обработки сигналов звука IC901. Сигнал яркости V1 SY (S-VHS) с гнезда разъема SC5001 видеоплаты попадает на коммутатор видеосигналов TV/AV (микросхема IC402).

Микросхема IC801 преобразует приходящие на нее аналоговые видеосигналы в цифровые: восьмибитовые сигналы яркости VPYO-VPY7 и цветности UVO-UV7, а также строчные HSY, кадровые VSY и другие (LLC1, LLC2, FIELD) сигналы синхронизации и управления. С выхода микросхемы IC801 аналоговый полный видеосигнал VO, помимо разъема SC901/SC902, приходит на синхроселектор на микросхеме IC401 (BA7046F). Выделенные ей синхроимпульсы CSYNC проходят на микроконтроллер управления IC2001, а импульсы HD - на аналоговый переключатель, выполненный на микросхеме IC2007 (TC4W53U). На последний поданы и синхронизирующие импульсы HSYc видеопроцессора IC801. В зависимости от состояния этого переключателя, управляемого сигналом HSYNC SW, поступающим с микроконтроллера управления 19 платы тюнеpa, на его выходе формируется сигнал OSD HD высокого или низкого уровня. Он попадает на тот же микроконтроллер 19 платы тюнера и управляет в нем работой устройств OSD и телетекста.

На микроконтроллер управления основной платы IC2001 с платы переключателей через контакты разъема Р4004/Р2003 проходят управляющие сигналы с клавиатуры передней панели SW4002-SW4004, SW4006-SW4008 и приемника ИК излучения RMC4002 (см. рис. 15 в предыдущих частях).

С микроконтроллером управления IC2001 (см. рис. 13) связаны микросхемы ЭППЗУ (EEPROM) IC2004 (BR24C08F) и сброса (RESET) IC2002 (PST529DM).

Сформированные видеопроцессором IC801 цифровые сигналы яркости, цветности и синхронизации поступают на большую (160 выводов) микросхему-контроллер IC1201 (IX3378CE), которой в основном и формируются цифровые сигналы управления ЖК панелью: R0- R5 - красного, GO-G5 - зеленого, ВО В5 - синего цвета и СК - синхронизации. Все они проходят на панель через контакты разъема SC1201 (LCD Source). Совместно с контроллером IC1201 работают микросхемы внешней памяти (FIFO) IC1202 (PD485505) и аналогового мультиплексора 1С 1205 (TC4052BF) Мультиплексированные сигналы GCK приходят на ЖК панель через контакт разъема SC1202 (LCD Gate).

Образцовое напряжение REV с контроллера IC1201 подано на устройство градуировки образцовых напряжений ЖК панели, выполненное на микросхемах IC1102-IC1104 (NJM4565V), 1С 1106- IC1108 (NJM4580V) и IC1105, IC1110 (BU4053V). На выходе устройства формируется пять постоянных образцовых напряжении (V0 V16 V32 V48 V64) по ступающих на ЖК панель через контакты разъема SC1201 и используемых для формирования уровней напряжений строк и столбцов панели.

Микросхема ЦАП IC1101 (MB8346BV) создает десять постоянных уровней А01-А08, А010, А012, управляющих устройством градуировки образцовых напряжений, а сама микросхема IC1101, в свою очередь, управляется цифровыми сигналами DAC1 SC, MPDA и MPCLK, подаваемыми на нее с микроконтроллера IC2001. Последний формирует также сигнал CONTROL, управляющий контроллером ЖК панели IC1201.

На микросхеме 1С 1109 (NJM353M) выполнено устройство общего управления строками и столбцами ЖК панели. Оно создает управляющие сигналы VCOM, CS СОМ и CS СОМ1, подаваемые через контакты разъемов SC1201 и SC1202 на панель. Постоянное напряжение А011 на одном из выходов ЦАП IC1101 обеспечивает режим по постоянному току (BIAS) устройства общего управления ЖК панелью.

Для получения переменных напряжений питания люминесцентных ламп устройства задней подсветки в ЖК панели телевизор имеет две одинаковые платы инверторов А и В. На них собраны преобразователи постоянного напряжения в переменное по схеме, показанной на рис. 19 для инвертора А (обозначения элементов инвертора В отличаются только второй цифрой) Они представ ляют собой автогенераторы, работающие на частотах 30.. .65 кГц. Автогенераторы включают в себя по три (с параллельно соединенными первичными обмотками) импульсных трансформатора Т6751-Т6753 в инверторе А и Т6555- Т6557 в инверторе В (по числу используемых ламп) и по два высокочастотных транзистора Q6751, Q6752 на плате А и Q6551, Q6552 на плате В.

(нажмите для увеличения)

В момент подачи напряжения питания 13 В на повышающих (вторичных) обмотках всех трансформаторов появляются высоковольтные (свыше 1 кВ) импульсы, что обеспечивает начальную ионизацию разрядных промежутков ламп и лавинный пробой в них. После перехода автогенераторов в рабочий режим на вторичных обмотках трансформаторов создается переменное напряжение амплитудой не менее 300 В, которое поступает на так называемые "горячие" (LIGHT НОТ) выводы всех ламп через контакты LH1 -LH3 разъемов Р6751 и Р6551. "Холодные" (LIGHT COLD) выводы ламп (контакты LC1-LC3) подключены к звуковой плате (см. рис. 16 в предыдущем номере). На ней имеются детекторы ошибок ламп, выполненные на сборках полевых транзисторов Q3600-G3602. Упрощенная схема подключения трех люминесцентных ламп HL1- HL3 к инвертору А и цепей на звуковой выходной плате изображена на рис. 20. Сигнал ошибки L ERR через контакт разъема Р3302/Р3301 (см. рис. 13) попадает на микроконтроллер управления IC2001, что обеспечивает кратковременный перевод телевизора в дежурный режим STBY. После пяти циклов включения/выключения ламп, если ошибка не устранилась, телевизор выключается.

Постоянное (DC) напряжение питания 13 В через контакты разъема Р904/Р901 (см. рис. 12 и 13) с платы тюнера проходит на основную плату, где находится источник питания - преобразователь постоянного напряжения в другие постоянные (DC/DC преобразователь), выполненный на ключевом полевом транзисторе Q702 (К2503), импульсном трансформаторе Т701 и микросхеме ШИМ-контроллера IC702 (NJM2377M)

Источник питания формирует хорошо стабилизированные напряжения 3,3 В - микросхемой-стабилизатором IC752 (BA033FP), 5 В - микросхемой-стабилизатором IC751 (AN8005M) и транзисторами Q751, Q753, 31 В - транзистором Q204 с ОУ микросхемы IC201, 28 В - транзисторами Q201, Q202 со вторым ОУ микросхемы IC201 и 8 В - сдвоенными транзисторами разной структуры Q203, а также стабилизированные только за счет обратной связи на ШИМ-контроллер IC702 напряжения 5 и -8 В. Для выключения источника питания в дежурном режиме на DC/DC преобразователь приходит команда STBYc микроконтроллера управления IC2001.

Управление большинством устройств телевизора обеспечивается микроконтроллером управления IC2001 по цифровой шине I2С (сигналы данных SDA и синхронизации SCL).

Остальные три части принципиальной схемы основной платы представлены на рис. 21.

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

В телевизоре "Sharp - LC-20C2E" возможны три способа вхождения в режим регулировки микроконтроллера основной платы. Для их пояснения на рис. 22 и 23 изображены вид панели управления телевизора, расположенной под ЖК дисплеем, и вид ПДУ соответственно, а также указано назначение кнопок и других элементов.

В первом способе включают питание телевизора и нажимают на кнопку М ПДУ.

Во втором способе предусмотрено сначала одновременное нажатие на кнопки MENU и TV/VIDEO на панели управления телевизора и включение питания, а затем - одновременное нажатие на кнопки уменьшения громкости (-) и номера канала (CHv).

Третий способ связан с соединением вывода 81 или 82 микроконтроллера управления IC2001 основной платы (контрольные точки ТР2001 или ТР2002 соответственно) с общим проводом и дальнейшим включением питания аппарата. В этом случае будет инициализирована память, т. е. такой способ применим при замене микросхем IC2004 или IC2001 в процессе ремонта.

После вхождения в режим, перемещая курсор вверх или вниз кнопками Δ и Δ ПДУ, выбирают необходимый параметр регулировки:

• напряжение питания +B5V (5,00+0,05 В);
• установка модели (С2Е);
• установка размера экрана по диагонали (20 дюймов);
• регулировка общего режима (напряжения смещения COM BIAS) ЖК панели (до получения наилучшей контрастности);
• установка уровня черного в каналах сигналов R и В (до получения оптимального баланса белого).

В каждом случае, нажимая на кнопки VOLUME+ и VOLUME- на ПДУ, устанавливают необходимое значение.

Для вхождения в режим регулировки микроконтроллера платы тюнера сначала нажимают на кнопку MENU на панели управления телевизора. Затем, нажимая на кнопку Δ ПДУ, добиваются изображения, показанного на рис. 24, и в течение 1 с нажимают на кнопку М ПДУ. Далее, перемещая курсор вверх или вниз кнопками Д и V ПДУ, выбирают необходимый параметр регулировки.

• установка размера по горизонтали;
• установка значений параметров видеотракта (задержка сигнала яркости, контрастность, насыщенность, цветовой тон, задержка АРУ) в соответствии с указанными в таблице.

Значения устанавливают теми же кнопками VOLUME+ и VOLUME- на ПДУ.

При ремонте таких телевизоров необходимо соблюдать не меньшую осторожность, чем при ремонте обычных телевизоров. Весьма желательно работать в антистатическом браслете и на электропроводящем коврике, так как все панели "боятся" электростатических зарядов.

Прежде чем приступить к ремонту, необходимо убедиться в правильности установки параметров так, как это описано выше. Для ориентирования при ремонте на рис. 25 представлено размещение плат и других устройств в телевизоре, а также расположение разъемов. Широкими черными стрелками на нем показаны направления поиска разъемов для облегчения снятия и установки плат.

Рассмотрим возможные неисправности телевизора на конкретных примерах.

1. Нет изображения и звука.

Прежде всего проверяют целостность предохранителей F2-F4 на плате тюнера (см. рис. 14). Если какой-нибудь из них (или несколько) имеет обрыв, то проверяют цепи нагрузки на отсутствие короткого замыкания. При его обнаружении прежде всего проверяют исправность трансформатора T701 источника питания и транзисторов Q702, Q751, Q753 и ключевого элемента Q752 основной платы (см. рис. 21, часть 6).

Если короткого замыкания нет, проверяют наличие постоянных напряжений на выходах выпрямителей и стабилизаторов источника питания. При отсутствии всех напряжений питания проверяют исправность микросхемы IC702, транзисторов Q702, Q703, а также отсутствие обрыва предохранителей FB701, FB708, FB709 и первичных обмоток трансформатора Т701.

При отсутствии какого-нибудь одного питающего напряжения проверяют исправность соответствующего выпрямителя во вторичных цепях трансформатора Т701 и стабилизатора напряжения.

2. Нет изображения.

Проверяют наличие цифровых видеосигналов на соответствующих выводах микросхем IC801 (см. рис. 17, часть 3) и IC1201 (см. рис. 21, часть 4) основной платы. Если обнаружено их отсутствие на выходах той или иной микросхемы, то прежде, чем их заменять (это делают в самую последнюю очередь), проверяют режим микросхемы по постоянному току. Он не должен отличаться от указанного на принципиальной схеме более чем на ±10 %. Лишь после этого принимают решение о замене микросхемы или какого-нибудь из окружающих ее элементов.

Если же на выходах микросхемы IC1201 присутствуют необходимые видеосигналы и они поступают на ЖК панель, то вначале проверяют поступление сигналов и напряжений на микросхему IC1205, а затем - исправность ее самой, а также поступление мультиплексированных сигналов на панель.

Проверяют также поступление образцового напряжения REF с микросхемы IC1201 (см. рис. 21, часть 4) на устройство градуированных напряжений (см. рис. 21, часть 5), исправность входящих в него микросхем IC1102- IC1108, IC1110 и наличие градуированных напряжений на контактах разъемов панели (см. рис. 21, часть 4).

В заключение обследования делают вывод о неисправности самой панели.

3. Нет изображения при подаче сигнала на антенный вход.

Сначала проверяют наличие напряжений 5, 9, 12 и 31 В на соответствующих контактах разъемов тюнера (см. рис. 14). Необходимо иметь в виду, что если напряжения 5,12 и 31 В поступают с источника питания, находящегося на основной плате, то напряжение 9 В стабилизируется микросхемой 15 платы тюнера, которая может выйти из строя. Проверяют также другие стабилизаторы - микросхемы НО, И1 и транзисторы Q18 и Q28, находящиеся на плате тюнера.

Затем проверяют наличие видеосигнала CCVS на выходе тюнера. Его отсутствие указывает на неисправность тюнера. Если сигнал имеется, необходимо проследить (цепь TV V), поступает ли он на вход (вывод 3) микросхемы IC402 (см. рис. 17, части 1 и 3) и на ее выход (вывод 7). Если на выходе микросхемы сигнала нет, то либо микросхема неисправна, либо на ее управляющие входы (выводы 2 и 4) не приходят соответствующие сигналы команд (TV/AV и AV/IR) с микроконтроллера управления IC2001 (см. рис. 17, части 2 и 3).

Если сигнал на выходе микросхемы IC402 есть, проверяют исправность транзистора Q420 основной платы (см. рис. 17, часть 3) и поступление сигнала на вывод 73 микросхемы IC801. Если сигнал имеется, то микросхема вышла из строя.

4. Нет изображения при подаче сигнала на один из видеовходов.

При такой неисправности возможны три случая.

Если нет изображения при подаче сигнала S-VHS (первый случай) на гнездо SC5001 видеоплаты (см. рис. 18), проверяют прохождение сигнала яркости V1 SY - V1 V через видеоплату, контакты разъема Р5001/Р903, микросхему IC402 (выводы 1 и 7) и транзистор Q420 основной платы (см. рис. 17, части 1 и 3) на вывод 73 микросхемы IC801 при соответствующих командах с микроконтроллера управления IC2001 (см. выше). Как и в предыдущей неисправности, если сигнал имеется, микросхема дефектна.

Возможно отсутствие изображения при подаче видеосигнала на контакт 20 разъема SCART (второй случай). Проверяют прохождение сигнала V2 V через плату тюнера (см. рис. 14), контакты разъемов SC902/SC901, транзистор Q421 основной платы (см. рис. 17, часть 3) на вывод 74 микросхемы IC801. Если сигнал приходит, микросхема неисправна.

И наконец, если нет изображения при подаче видеосигнала на гнездо J5001 (третий случай) видеоплаты (см. рис. 18), проверяют прохождение сигнала V3 IN - SY OUT через видеоплату, контакты разъема Р5001/Р903 (см. рис. 17, часть 1), транзистор Q820 основной платы (см. рис. 17, часть 3) на вывод 75 микросхемы IC801. Если сигнал присутствует, микросхема также неисправна.

5. Нет звука в динамических головках.

Проверяют наличие сигналов 34 на выходах (выводы 12 и 8) микросхемы IC3305 звуковой выходной платы (см. рис. 16) и их поступление через контакты разъемов Р304 и Р305 на динамические головки. Если сигналов нет, проверяют режим микросхемы по постоянному току и, прежде всего, наличие напряжения питания 13 В на ее выводе 7. Если режим соответствует указанному на схеме, проверяют поступление на микросхему входных сигналов 3Ч через контакты 8 и 9 разъемов Р3302/Р3301 с основной платы (см. рис. 21, часть 6). На ней проверяют исправность микросхем IC303, IC903 (см. рис. 17, часть 1) и окружающих их элементов а также поступление на них сиг налов DACM R и DACM L с процессора IC901 (выводы 27 и 28 соответственно).

И наконец, проверяют исправность самого процессора IC901, окружающих его элементов и поступление на его входы звуковых сигналов MONOS (на вывод 60) и SIF (на вывод 67) с платы тюнера (см. рис. 14). Может быть, конечно, неисправен и сам тюнер, если оба эти сигнала отсутствуют.

Дополнительно проверяют уровень напряжения блокировки на выводе 53 микросхемыIC2001 (см рис 17,часть2) который должен быть низким. В ином случае звук будет блокирован

6. Нет звука в головных телефонах.

Поиск причины неисправности начинают с проверки наличия звуковых сигналов на выводах 24 и 25 процессора IC901 на основной плате (см. рис. 17, часть 1). Если их нет, проверяют исправность процессора и окружающих его элементов.

Если сигналы присутствуют, сначала проверяют исправность ми кросхемы IC304 и окружающих ее элементов, а затем прохождение сигналов HR и HL (см. рис. 17, части 1 и 2) через контакты разъема Р2003/Р4004 на гнездо подключения головных телефонов J4001. Оно находится на плате переключателей (см. рис. 15).

7. Нет звуковых сигналов на линейном выходе.

Проверяют наличие сигналов 3Ч на выводах 36 и 37 процессора IC901 (см. рис. 17, часть 1). Если их нет, обследуют процессор и окружающие его элементы.

Если сигналы есть, проверяют исправность микросхемы IC902 и, если она и окружающие ее элементы исправны, дальнейшее прохождение сигналов V2R0, V2LO через контакты разъема SC901/SC902 на разъем SCART платы тюнера (см. рис. 14).

8. Нет баланса белого цвета.

В зависимости от цветового оттенка изображения проверяют размахи сигналов RO-R5 на контактах 18-23 разъема SC1201 (см. рис. 21, часть 4) ЖК панели, сигналов GO-G5 на контактах 25-30 и сигналов ВО-В5 на контактах 32-37. Если отсутствуют сигналы R или их размах значительно уменьшен, проверяют исправность резисторов в сборках R1202, R1203, если сигналы G - в сборках R1204, R1205, а если сигналы В - в сборках R1206, R1207.

В случае, когда все резисторы исправны, но каких-нибудь из названных сигналов нет или они малы, обращают внимание на режим контроллера IC1201 и затем принимают решение о его неисправности.

9. Не светятся лампы устройства задней подсветки.

Если не светятся все лампы, го, скорее всего, на контакты 2 разъемов R703/P6755 и R702/P6555 плат инверторов (см. рис. 14 платы тюнера) подана команда блокировки OFLO через разъемы SC902/SC901 с вывода 34 контроллера IC1201 (см. рис. 17, часть 1 и рис. 21, часть 4), останавливающая работу обоих преобразователей. В нормальном рабочем режиме на указанном выводе контроллера должен быть высокий уровень напряжения. Неисправным в этом случае может быть и ключевой элемент Q3603, расположенный на основной плате.

Но наиболее вероятна неисправность, при которой не светятся три лампы подсветки. В таком случае сначала проверяют целостность предохранителей F1 и F5 на плате тюнера (см. рис. 14), через которые проходит напряжение питания 13 В на платы инверторов. Если предохранители целы, проверяют работоспособность соответствующего преобразователя напряжения (см. рис. 19), т. е. исправность его элементов, в первую очередь - транзисторов и трансформаторов.

Если же не светится только одна лампа, то либо она неисправна, либо оборвана одна из обмоток соответствующего трансформатора в преобразователях.

Литература

1. Самарин А. В. Жидкокристаллические дисплеи. Библиотека инженера. - М.: Солон-Р, 2002.
2. Крылов Е. Подсветка LCD-дисплеев. - Компоненты и технологии, 2001, № 6, с. 18-20.

Смотрите другие статьи раздела .

Вся техника периодически может выходить из строя, и телевизор, который имеется практически в каждом доме, тому не исключение. Для возможности своевременной его починки собственными силами необходимо разбираться в схеме работы каскадов, их предназначении и взаимодействии друг с другом, а также представлять основы работы ТВ-приемника.

Основной принцип (технология) работы телевизора

Одним из главных устройств любого телевизора, обеспечивающим прием сигнала, является телевизионная антенна (ТА), причем главным параметром ее работы является правильное согласование выходного R активного вибратора с сопротивлением, присущим кабелю снижения (КС). Он необходим для того, чтобы передавать входящий импульс, принятый ТА и является коаксиальным кабелем высокой частоты, имеющим достаточный КПД (фидер).

Согласование необходимо для достижения более высокого КБВ (коэффициента бегущей волны) в самом кабеле снижения. Устройство согласования предназначено для преобразования R в величину, близкую по значению сопротивлению, которым обладает фидер.

Также ТА обязана иметь определенные значения по полосе пропускания, это является важным параметром, так как ее ширина напрямую определяет равномерность ее амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).

Структурную схему обычного, черно-белого телевизора можно представить:

Сигнал, поступающий с антенны, попадает на входное избирательное устройство (ВИУ), которое выделяет тот телевизионный сигнал, требующийся в определенный момент. С учетом того, что его U достаточно мало, далее следует его усиление посредством высокочастотного усилителя (УВЧ).

После усиления он идет на частотный преобразователь (ПЧ), представляющий собой смеситель с гетеродином, точность настройки которого необходима для получения высококачественного изображения (четкости, отсутствия любых искажений по фазе и качеству звука). Плюс, правильная и четкая подстройка способствует сглаживанию имеющихся помех, поступающих от других ТВ-каналов.

По количеству колебательных контуров гетеродин полностью аналогичен ВИУ. После настройки сигнала в гетеродине, он идет на смеситель, куда также приходит и параметр от ВИУ.

Согласно принципу работы смесителя, который переносит принимаемую частоту на промежуточную, в нем происходит умножение частоты имеющегося изображения и частоты звука на частотную составляющую гетеродина.

В результате этого на выходе получаются колебания частоты изображения i, а также звука f (все они - промежуточные).

f ПР = f Г – f С

Таким образом, на выходе ПЧ имеются промежуточная i изображения и звука, при этом первая должна быть на 6,5 МГц выше второй.

Независимо от того, какой канал настраивается, эти значения являются постоянной величиной и имеют следующие значения:

• i изображения = 38 МГц.
• f звука = 31,5 МгЦ.

Данные колебания хотя и являются высокочастотными, однако содержат меньшие f принятых сигналов. Если требуется точно его подстроить, в подобных ситуациях параметры гетеродина возможно регулировать посредством изменения С (емкости) в цепи колебательного контура.

Как правило, в современных моделях имеется блок АПЧГ, который автоматически подстраивает гетеродин.

Проходя через СК (селектор каналов телевизора), промежуточные частоты попадают в БУ, преобразующего промежуточную частоту получаемой картинки (УПЧИЗ).

После него усиленный импульс идет на детектор (ВД).

ВД осуществляет два основных предназначения:

• Выделение видеосигнала.
• Получение новой, 2-ой промежуточной частоты звуковой составляющей, которая представляет собой разницу между промежуточными частотными составляющими картинки и звуковой составляющей и равна 6,5 МГц.

Таким образом, ВД является ничем иным, как ПЧ.

После ВД сигнал видео идет на усилитель (УВС), а после - на модулятор самого кинескопа (МК).

Полученное значение(6,5 МГц) идет на УПЧЗ, после чего она передается на детектор (ЧД), выделяющий непосредственно сам звук, после чего отправляет его на УЧЗ и впоследствии – на громкоговоритель (ГР).

Синхронизирующий сигнал выделяется из УВС посредством блока синхронизации (БС) и, не претерпевая видоизменений, проходит все имеющиеся блоки.

В БС происходит его разделение на строчные и также кадровые импульсы при помощи блоков, осуществляющих развертку (БКР, БСР), после чего они идут на ОС.

После БС все импульсы, получаемые посредством БКР и БСР идут на выпрямитель высокого U (ВВ), необходимый для запитки одного из анодов кинескопа (К). Изначально напряжение на схему U подается из блока питания (БП).

Как уже было сказано, после УВС строчные, а также кадровые импульсы составляют полный готовый видеосигнал. Благодаря этому на экране К электронный луч двигается синхронно и с той же фазой, что и луч, который передается с трубки телецентра.

Видеосигнал содержит импульсы, гасящие луч в К, требуемые на обратный код указанных разверток (кадровых, строчных).

Чтобы выделить непосредственно синхроимпульсы, имеется селектор (ССИ), который находится всегда в запертом состоянии и переходит в открытое состояние из-за импульсов синхронизации. Так как амплитуда синхроимпульсов всегда выше амплитуды сигнала изображения для самых черных элементов, и происходит их выделение. При этом их значение будет соответствовать понятию «чернее черного».

Также ССИ обладает функцией разделения на строчные и кадровые синхроимпульсы посредством измерения разницы по длительности между строчными и кадровыми импульсами (длительность последних выше).

Таким образом, посредством процедуры дифференцирования получают строчные синхроимпульсы, а при помощи интегрирования – кадровые синхроимпульсы.

После ССИ кадровые синхроимпульсы идут на ГКР (генератор кадровой развертки), где на выходном каскаде из отклоняющих катушек получается напряжение пилообразной формы, что и продуцирует линейный ток I пилообразной формы.

Отклоняющие катушки ОС, обеспечивающие кадровку, соединяются с ГКР при помощи выходного кадрового трансформатора (ВТК), обеспечивающего полное согласование R каскада (лампового) с R отклоняющих катушек. Как вариант, подсоединение может быть выполнено полупроводниками ГКР, так как их R значительно меньше.

Посредством ОС, установленной на горловину трубки кинескопа (К), происходит управление электронным лучом, при этом воздействие на него осуществляется с помощью магнитного поля соленоидов ОС.

Строчные синхроимпульсы проходят на устройство, обеспечивающее автоматическую частотную и фазовую подстройку самой строчной развертки (АПЧиФ). Там же происходит сравнение по длительности строчных синхроимпульсов и импульсов обратного хода самой строчной развертки, которые приходят с ГСР.

Если длительность строчных синхроимпульсов и импульсов обратного хода с ГСР совпадает, на выходе АПЧиФ U будет равняться нулю.

Если по длительности наблюдаются отклонения в ту или иную сторону, на выходе получается U, пропорциональное величине данного отклонения. При этом, полярность напряжения будет зависеть от времени поступления импульсов с ССИ и ГСР.

За счет имеющейся инерционности АПЧиФ, импульсные помехи, также попадающие вместе с входящим сигналом, не оказывают никакого влияния на его работу.

Выходное напряжение с АПЧиФ идет на ГСР, который в свою очередь меняет частотную составляющую напряжения развертки.

Упрощенная электрическая принципиальная (структурная) схема телевизора

Согласно представленной в предыдущем подпункте структурной схеме, становится понятным расположение и взаимодействие отдельных блоков между собой.

С учетом развития технологий, принципы построения схем и работы значительно видоизменились, так как с течением времени телевизоры с черно-белым экраном сменились вначале цветными, а затем и ЖК и плазменными.

В связи с этим, в классическую структурную схему в связи с переходом на цветное вещание были добавлены новые элементы, такие как:

• БЦ – блок цветности.
• БДУ – блок, обеспечивающий управление на расстоянии.
• БКВУ – блок, обеспечивающий коммутацию всех внешних устройств.

Что касается современных, ЖК и плазменных панелей, количество различных блоков в них значительно больше.

Устройство, принципы работы черно-белых моделей (аналоговых)

Все черно-белые телевизоры, относящиеся как к ламповым, так и полупроводниковым моделям, имеют схожую структурную компоновку.

Как видно из представленного рисунка, добавлены следующие устройства:

• Метровый селектор каналов (СКМ).
• Дециметровый селектор каналов (СКД).
• Усилитель промежуточной f изображения (УПЧИ).

Сигналы звука и картинки, усиленные и преобразованные в блоке, переключающем каналы телевизора (ПТК), поступают в УПЧИ.

С учетом того, что частота колебаний гетеродина отличается по значению от f поступающего импульса (выше), как уже указывалось, разница между промежуточной i картинки и звука составляет 6, 5 МГц.

Для получения изображения самого высшего качества, требуется точно настроить гетеродин на входе на нужную частоту, которая обеспечивает четкость видеоизображения и чистоту звукового сигнала, а также отсутствие искажений по фазе.

Все подобные телевизоры имеют функцию как ручной, так и автоматической подстройки

Ручная настройка помогает обеспечить правильную подстройку при приеме тестовой таблицы.

Автоматическая настройка крайне необходимо при различных коммутациях, таких как включение и прогрев самого устройства (меняется частотная составляющая гетеродина), скачка напряжения в электросети, внешних помехах или переключении требуемых каналов.

АПЧГ (автоматическая частотная подстройка гетеродина)

АПЧГ выполняется с ОС и содержит в себе различитель и элемент управления.

Различитель представляет собой не что иное, как дискриминатор фаз, где на вход идет U промежуточной частоты. Таким образом, если телевизор подстроен точно, U на выходе будет равняться нулю.

При имеющемся отклонении частоты гетеродина (от 38 МГц, номинальной), на выходе появляется управляющее U расстройки.

U расстройки идет на устройство, называемое варикапом, который соединено с контуром гетеродина в ПТК. Таким образом, данное U меняет f гетеродина ту сторону, которая противоположна расстройке.

Но полностью устранить имеющуюся расстройку АПЧГ не в состоянии, потому в наличии всегда имеется ее остаточные значения. При этом, чем выше коэффициент автоподстройки, тем меньше будет значение остаточной расстройки.

Зачастую, стандартным решением в устройствах подобного типа является использование АПЧГ по промежуточной f и УПТ (усилителем постоянного I). При такой схеме остаточная расстройка составляет порядка 50 кГц (изначально присутствует в 1,2 МГЦ).

Также многие модели первого поколения комплектуются следующими блоками:

• Автоматической регулировкой усиления (АРУ), обеспечивающим постоянное поддержание каких-либо значений.
• Автоматической постройкой по f и фазе (АПЧиФ).

В данных моделях за счет АПЧиФ в ГСР предусмотрена частотная и фазовая автосинхронизация с подобными параметрами синхроимпульсов от телецентра. Также обеспечивается надежная синхронизация строчной развертки сигнала на входе, если он ослаблен или присутствуют импульсные помехи, что актуально для моделей с большой диагональю экрана.

Далее, на выходе ФД (фазового детектора), который в обязательном порядке имеется в подобных моделях, будет присутствовать постоянное U, при этом его полярность и значение будут находиться в прямо пропорциональной зависимости от угла сдвига фаз импульсов.

Если данный угол будет нулевым, напряжение на выходе ФД также будет иметь нулевое значение. При других его величинах, данное U идет на управляющую сетку ЗРГ (задающий релаксационный генератор) через фильтр низких частот (НЧФ).

Если напряжение начинает меняться, происходят изменения также и в частоте собственных колебаний ЗРГ. Таким образом, данные колебаний затухнут лишь тогда, когда их расхождение с углом сдвига фаз и f синхроимпульсов также сведется к нулю.

В зависимости от схемы построения, АПЧиФ не всегда способен компенсировать все возможные отклонения f ЗРГ. Во избежание подобной проблемы в таких телевизорах с простой схемой АПЧиФ устанавливается ручная регулировка.

Что касается моделей первого класса, за счет правильного выбора схемы АПЧиФ с широким диапазоном полосы, захватывающей f ЗРГ, отпадает необходимость в установке возможности ручной подстройки. Это достигается за счет контроллера, фазового дискриминатора, который запоминает последнюю величину пикового U разностной f.

Устройство, принципы работы цветных телевизоров (аналоговых)

Данные модели являются аналоговыми и выполнены на полупроводниках.

В отличие от предыдущего изображения, в составе цветного телевизора на полупроводниках добавлены такие новые составляющие:

• Плата дистанционного управления (ДУ).
• Видеопроцессор, укомплектованный декодером цветности.
• Декодер, обеспечивающий телетекст.
• Плеер DVD.Плеер-USB.

Схема, устройство, принципы работы ЖК и плазменных панелей

В данных моделях схема значительно изменена, так как в отличие от аналогового, сигнал обрабатывается цифровым способом.

Основные блоки, присущие подобным устройствам, следующие:

• Инвертор. Благодаря ему обеспечивается напряжение, необходимое для запитки светодиодов или ламп подсветки.
• Память, в которой хранятся данные о настройках – ПЗУ.
• Оперативная память, которая принимает непосредственное участие в их обработке – ОЗУ.

Таким образом, принцип действия телевизора во всех моделях остается одним и тем же, однако за счет развития современных технологий составляющие элементы претерпели значительные изменения.

Министерство образования и науки РФ Федеральное агентство по образованию

ЕГУ им. Бунина И.А.

Кафедра Радиоэлектроники и

компьютерной техники

Курсовая работа Тема: Устройство и ремонт ЖК панелей.

Выполнил: студент группы ФС-61 Попов С.А.

Введение

1 Устройство и принцип работы. Виды ЖК матриц

2 DC-AC инверторы. Типы, неисправности инверторов

3 Устройство и ремонт ЖК панелей на примере телевизора SAMSUNG

Введение Жидкие кристаллы были открыты более 100 лет назад в 1888 году, однако долгое время они не только практически не использовались в технических целях, но и воспринимались не иначе, как любопытный научный курьез. Первые серийные устройства с использованием жидких кристаллов появились лишь только в начале семидесятых годов прошлого века. Это были небольшие монохромные сегментные индикаторы для цифровых часов и калькуляторов. Следующим важным шагом в развитии ЖК-технологии стал переход от сегментных индикаторов к дискретным матрицам, состоящим из набора точек, расположенных вплотную друг к другу.

Впервые подобный дисплей был использован корпорацией Sharp в карманном монохромном телевизоре. Первый рабочий жидкокристаллический дисплей был создан Фергесоном (Fergason) в 1970 году. До этого жидкокристаллические устройства потребляли слишком много энергии, срок их службы был ограничен, а контраст изображения был удручающим. На суд общественности новый ЖК-дисплей был представлен в 1971 году и тогда он получил горячее одобрение. Жидкие кристаллы (Liquid Crystal) - это органические вещества, способные под напряжением изменять величину пропускаемого света. Жидкокристаллический монитор представляет собой две стеклянных или пластиковых пластины, между которыми находится суспензия. Кристаллы в этой суспензии расположены параллельно по отношению друг к другу, тем самым они позволяют свету проникать через панель. При подаче электрического тока расположение кристаллов изменяется, и они начинают препятствовать прохождению света. ЖК технология получила широкое распространение в компьютерах и в проекционном оборудовании. Отметим, что первые жидкие кристаллы отличались своей нестабильностью и были мало пригодными к массовому производству. Реальное развитие ЖК технологии началось с изобретением английскими учеными стабильного жидкого кристалла - бифенила (Biphenyl). Жидкокристаллические дисплеи первого поколения можно наблюдать в калькуляторах, электронных играх и в часах. Время идет, цены падают, а ЖК мониторы становятся все лучше и лучше. Теперь они обеспечивают качественное контрастное, яркое, отчетливое изображение. Именно по этой причине пользователи переходят с традиционных ЭЛТ-мониторов на жидкокристаллические. Раньше жидкокристаллические технологии были медленнее, они не были настолько эффективными, и их уровень контрастности был низок. Первые матричные технологии, так называемые пассивные матрицы, вполне неплохо работали с текстовой информацией, но при резкой смене картинки на экране оставались так называемые "призраки". Поэтому такого рода устройства не подходили для просмотра видеофильмов и игр. Сегодня на пассивных матрицах работает большинство черно-белых портативных компьютеров, пейджеры и мобильные телефоны. Так как ЖК технология адресует каждый пиксель отдельно, четкость получаемого текста выше в сравнении с ЭЛТ-монитором. Отметим, что на ЭЛТ- мониторах при плохом сведении лучей пиксели, из которых состоит изображение, размываются.

1.Устройство и принцип работы. Виды ЖК матриц.

В отличии от ЭЛТ и плазменных панелей ЖК-матрицы отличаются тем, что сами не излучают свет, а являются всего-навсего преобразователями светового потока, излучаемого внешним источником (чаще всего - неоновой лампой подсветки). Принцип их действия основан на эффекте поляризации света, пропущенного через жидкокристаллическое вещество в электромагнитном поле. Жидкий кристалл, в отличие от обычного, не имеет упорядоченной внутренней структуры, молекулы в нем расположены хаотично и могут свободно перемещаться. Пропущенный через такой кристалл свет не изменяет своей поляризации. Однако если на молекулы жидкого кристалла воздействовать внешним электрическим полем, то они выстраиваются в упорядоченную структуру, и свет, пропущенный через такую среду,

приобретает направленную поляризацию. Но человеческий глаз не способен зафиксировать изменение плоскости поляризации светового потока без дополнительных устройств, поэтому на внешнюю часть ЖК-матрицы обычно ставится еще один поляризованный слой, который не пропускает свет поляризации другой направленности (отличной на 90 градусов), но пропускает неполяризованный свет.

Таким образом, если через такую конструкцию пропустить свет, то сначала он, пройдя через первый поляроид, поляризуется в плоскости первого поляроида. Далее направление поляризации светового потока, проходящего через слой жидких кристаллов, будет поворачиваться, пока не совпадет с оптической плоскостью второго поляроида. После чего второй поляроид пропустит большую долю оставшейся части светового потока. Но стоит только приложить к электродам переменный потенциал, как молекулы вытянутся вдоль силовых линий электромагнитного поля. Проходящий поляризованный свет не изменит ориентации векторов электромагнитной и электростатической индукции. Поэтому второй поляроид не пропустит такой поток света. Соответственно, при отсутствии потенциала ЖК-ячейка "прозрачна" для проходящего света. А при установленном управляющем напряжении ЖК-ячейка "выключается", т.е. теряет свою прозрачность. А если направление оптической плоскости второго поляроида будет совпадать с первым, то ячейка будет работать наоборот: при отсутствии потенциала - прозрачная, при наличии - темная. Изменяя уровень управляющего напряжения в пределах допустимого диапазона, можно модулировать яркость светового потока, проходящего через ячейку. Самыми первыми появились ЖК-мониторы с так называемой пассивной матрицей, в которых вся поверхность экрана разделена на отдельные точки, объединенные в прямоугольные сетки (матрицы), управляющее напряжение на которые, с целью уменьшения количества контактов матрицы, подается поочередно: в каждый момент времени на одном из вертикальных и одном из горизонтальных управляющих электродов выставляется напряжение, адресованное ячейке, которая расположена в точке пересечения этих электродов. Сам термин "пассивная" указывал на то, что электроемкость каждой ячейки требовала определенного времени на смену напряжения, что в результате приводило к тому, что все изображения перерисовывалось довольно долго, буквально строка за строкой. Для предотвращения мерцания в таких матрицах применяют жидкие кристаллы с большим временем реакции. Изображение на экране таких дисплеев было очень бледным, а быстроменяющиеся участки изображения оставляли за собой характерные "хвосты". Поэтому пассивные матрицы в своем классическом виде практически не использовались, а первыми более-менее массовыми стали монохромные пассивные матрицы, использующие технологию STN (сокращение от Super Twisted Nematic), с помощью которой стало возможно увеличить угол "закручивания" ориентации кристаллов внутри LCD-ячейки с 90° до 270°, что позволило обеспечить лучшую контрастность изображения в мониторах. Дальнейшим усовершенствованием стала технология DSTN (Double STN), в которой одна двухслойная DSTN-ячейка состоит из 2 STN-ячеек, молекулы которых при работе поворачиваются в противоположные стороны. Свет, проходя через такую конструкцию в "запертом" состоянии, теряет значительно большую часть своей энергии, чем раньше. Контрастность и разрешающая способность DSTN оказались настолько высоки, что появилась возможность изготовить цветной дисплей, в котором на каждый пиксель приходится три ЖК-ячейки и три оптических фильтра

основных цветов. Для улучшения качества динамического изображения было предложено увеличить количество управляющих электродов. То есть вся матрица разбивается на несколько независимых подматриц, каждая из которых содержит меньшее количество пикселей, поэтому поочередное управление ими занимает меньше времени. В результате чего можно сократить время инерции кристаллов. Более дорогой, чем в случае с DSTN, но и более качественный способ отображения на жидкокристаллическом мониторе - это применение так называемых активных матриц. В этом случае также действует принцип один электрод - одна ячейка, однако каждый пиксель экрана обслуживает еще и дополнительный усилительный элемент, который, во-первых, значительно снижает время, в течение которого происходит смена напряжения на электроде и, во-вторых, компенсирует взаимное влияние соседних ячеек друг на друга. Благодаря "прикрепленному" к каждой ячейке транзистору, матрица "помнит" состояние всех элементов экрана, и сбрасывает его только в момент получения команды на обновление. В результате повышаются практически все параметры экранной картинки - четкость, яркость и скорость перерисовки элементов изображения, увеличивается угол обзора. Естественно, что запоминающие транзисторы должны производиться из прозрачных материалов, что позволит световому лучу проходить сквозь них, а значит, транзисторы можно располагать на тыльной части дисплея, на стеклянной панели, которая содержит жидкие кристаллы. Для этих целей используются пластиковые пленки, называемые Thin Film Transistor (или просто TFT), то есть тонкопленочный транзистор. Тонкопленочный транзистор действительно очень тонкий, его толщина составляет всего 0,1-0,01 мкм. Тем не менее, эффект поляризации света, лежащий в основе всех технологий современных ЖК-мониторов, все еще не позволяет им приблизиться к своим электронно-лучевым братьям по ряду важных параметров. Среди них наиболее важными являются все еще неудовлетворительные углы обзора жидкокристаллического дисплея и все еще слишком большое время реакции элементов ЖК-матрицы, не позволяющие использовать их в современных динамичных играх, да и для просмотра высококачественного видео. А ведь оба этих направления являются приоритетными в развитии современного компьютера, поэтому в настоящее время совершенствование технологий ЖК-мониторов идет по трем основным направлениям, позволяющим если не искоренить, то хотя бы значительно уменьшить эти недостатки. Дальше мы рассмотрим все эти технологии более подробно.

Самый распространенный тип цифровых панелей основан на технологии, сокращенно называемой TN TFT или TN+Film TFT (Twisted Nematic + Film), в основе которой лежит традиционная технология скрученных кристаллов. Термин Film обозначает дополнительное наружное пленочное покрытие, позволяющее увеличить угол обзора со стандартных 90 градусов (по 45 с каждой стороны) до примерно 140 градусов. Когда транзистор находится в выключенном состоянии, то есть не создает электрическое поле, молекулы жидких кристаллов находятся в своем нормальном состоянии и выстроены так, чтобы менять угол поляризации проходящего через них светового потока на 90 градусов (жидкие кристаллы образуют спираль). Поскольку угол поляризации второго фильтра перпендикулярен углу первого, то проходящий через неактивный транзистор свет будет без потерь выходить наружу, образуя яркую точку, цвет которой задается световым фильтром. Когда транзистор генерирует электрическое поле, все молекулы жидких кристаллов выстраиваются в линии,

параллельные углу поляризации первого фильтра, и тем самым никоим образом не влияют на проходящий через них световой поток. Второй поляризующий фильтр поглощает свет полностью, создавая черную точку на месте одной из трех цветовых компонент.

TN TFT - первая технология, появившаяся на рынке LCD, которая до сих пор чувствует себя уверенно в категории бюджетных решений, поскольку создание подобных цифровых панелей в настоящее время обходится относительно дешево. Но, как и многие другие дешевые вещи, LCD-мониторы на матрице TN TFT не лишены недостатков. Во-первых, черный цвет, особенно в старых моделях таких дисплеев, больше похож на темно-серый (поскольку очень трудно развернуть все жидкие кристаллы строго перпендикулярно к фильтру), что приводит к низкой контрастности картинки. С годами технологический процесс совершенствовался, и новые TN-панели демонстрируют значительно увеличившуюся глубину темных оттенков. Во-вторых, если транзистор перегорает, он более не может прикладывать напряжение к своим трем субпикселям. Это важно, поскольку нулевое напряжение на нем означает яркую точку на экране. По этой причине "мертвые" ЖК-пиксели очень яркие и заметные. Но эти два основных недостатка не мешают данной технологии занимать лидирующие позиции среди 15-дюймовых панелей, поскольку главным фактором для бюджетных решений все равно остается невысокая стоимость.

Одной из первых ЖК-технологий, призванных сгладить недостатки TN+film, стала технология Super-TFT или IPS (In-Plane Switching - приблизительно это можно перевести как "плоскостное переключение"), разработанная японскими компаниями Hitachi и NEC. IPS представляет собой своеобразный компромисс, когда за счет снижения одних характеристик цифровых панелей оказалось возможным улучшить другие: расширить угол обзора до примерно 170 градусов (что, практически, соотносимо с аналогичными показателями ЭЛТ-мониторов) за счет более точного механизма управления ориентацией жидких кристаллов, что и явилось ее главным достижением. Такой важный параметр, как контрастность, остался на уровне TN TFT, а время отклика даже немного увеличилось. Суть технологии Super-TFT в том, что разнополярные электроды располагаются не в разных плоскостях, а в одной. При отсутствии электрического поля молекулы жидких кристаллов выстроены вертикально и не влияют на угол поляризации проходящего через них света. Поскольку углы поляризации фильтров перпендикулярны, то свет, идущий через выключенный транзистор, полностью поглощается вторым фильтром. Создаваемое электродами поле поворачивает молекулы жидких кристаллов на 90 градусов относительно позиции покоя, меняя тем самым поляризацию светового потока, который пройдет второй поляризующий фильтр без помех.

Среди плюсов технологии IPS можно отметить четкий черный цвет, большой угол обзора, достигающий 170 градусов, и тот факт, что "битые" пиксели теперь выглядят черными, а потому они и достаточно малозаметны. Минус не столь очевиден, но существенен: электроды располагаются на одной плоскости, по паре на цветовой элемент, и закрывают собой часть проходящего света. В результате страдает контрастность, которую приходится компенсировать более мощной подсветкой. Но это мелочь по сравнению с главным недостатком, состоящим в том, что создание

электрического поля в подобной системе требует больших затрат энергии и занимает больше времени, из-за чего растет время отклика. Дальнейшее совершенствование технологии IPS породило целое семейство технологий: S-IPS (Super IPS), SFT (Super Fine TFT), A-SFT (Advanced SFT), SA-SFT (Super A-SFT).

И, наконец, наиболее перспективная на сегодня технология, разработанная компанией Fujitsu, - MVA (Multi-Domain Vertical Alignment - многодоменное вертикальное размещение) - является дальнейшим развитием технологии VA, разработанной еще в 1996 году. Дисплеи, созданные на основе этой технологии, отличаются достаточно большим углом обзора - до 160 градусов и малым временем реакции на изменение изображения (менее 25 мс). Суть технологии MVA заключается в следующем: для расширения угла обзора все цветовые элементы панели разбиты на ячейки (или зоны), образуемые выступами на внутренней поверхности фильтров. Цель такой конструкции - дать возможность жидким кристаллам двигаться независимо от своих соседей в противоположном направлении. Это позволяет наблюдателю, вне зависимости от угла обзора, видеть один и тот же оттенок цвета - отсутствие такой возможности было главным недостатком предыдущей технологии VA. В выключенном положении молекулы жидких кристаллов ориентированы перпендикулярно второму фильтру (каждому его выступу), что на выходе дает точку черного цвета. При слабом электрическом поле молекулы немного поворачиваются, образуя на выходе точку половинной интенсивности серого цвета. Стоит заметить, что интенсивность света для наблюдателя не зависит от угла обзора, поскольку более яркие ячейки, попавшие в поле зрения, будут компенсироваться находящимися рядом более темными. В полном электрическом поле молекулы выстроятся так, чтобы при разных углах наблюдения на выходе была видна точка максимальной интенсивности.

Используя достижения технологии MVA, некоторые производители создали свои технологии производства ЖК-матриц. Так, компания Samsung во всех своих последних разработках использует технологию PVA (Patterned Vertical Alignment - микроструктурное вертикальное размещение). Принцип действия PVA заключается в выстраивании молекул жидкого кристалла под прямым вертикальным углом по отношению к управляющим электродам и формировании картинки за счет их малых отклонений от указанного положения, гораздо меньших, чем в традиционных ЖК- дисплеях. Это, как отмечает Samsung, позволяет снизить инерционность и обеспечивает широкий конический угол обзора (170 градусов), высокий уровень контрастности (500:1) и улучшенное качество цветопередачи. Потенциал технологии MVA и ее клонов значителен. Один из главных ее плюсов - сокращенное время отклика. Кроме этого, также можно отметить и такое преимущество MVA, как очень хороший черный цвет. Однако сложное устройство панели не только серьезно увеличивает стоимость готового LCD-дисплея на ее основе, но и не позволяет производителю в полной мере реализовать все возможности MVA по причине сложностей технического характера. Будет ли данная технология доминировать на рынке LCD или ее место займет новая разработка, покажет время. Пока же MVA является самым технически совершенным LCD- решением. Выводы В последние годы параметры изображения ЖК-панелей существенно улучшились и по таким показателям, как яркость и контрастность, практически приблизившись к

результатам ЭЛТ-мониторов. По такому важнейшему параметру, как количество отображаемых цветов, тоже был сделан большой шаг вперед: произошел переход от 16- к 24-битному цвету даже в массовых моделях ЖК-мониторов, хотя с практической точки зрения этому 24-битному цвету еще достаточно далеко до ЭЛТ- мониторов. А вот время реакции пикселей (т.е. с какой скоростью пиксели принимают нужный цвет) на быструю смену изображения в ЖК-дисплеях существенно больше, чем у ЭЛТ, что сильно сказывается на качестве динамических изображений (видео, игры). Ведь, если точки не успевают устанавливать цвет адекватно динамическому изображению, то наблюдатель отметит, что изображение имеет ненасыщенный и "грязный" цвет.

Для оценки этого параметра производители мониторов ввели термин "время отклика", который, впрочем, используется с рядом оговорок: полное время отклика, типичное и максимальное время отклика. Итак, полное время отклика - это сумма времени включения (активации) и выключения отдельного пикселя (Full Response Time = Time Rise + Time Fall). Эта характеристика означает скорость реакции пикселя на переключение в крайние значения: белый и черный. Для нормального воспроизведения видео время отклика не должно превышать длительность одного кадра - 20 (16) мс при кадровой частоте 50 (60) Гц.

Теоретически, самыми быстрыми должны быть панели, выполненные по технологии MVA, самыми медленными - IPS, а обычные TN-панели должны находиться где-то посередине. На практике наблюдается существенный разброс значений времени отклика, обеспечиваемых разными технологиями, вплоть до их перекрытия.

Не менее серьезной проблемой современных ЖК-дисплеев является и проблема обеспечения приемлемой величины угла обзора формируемого изображения, контрастность и цветовые параметры которого заметно искажаются при изменении угла обзора наблюдателем. Только в том случае, когда наблюдатель смотрит на изображение почти перпендикулярно, оно выглядит наиболее естественно.

Хотя заявляемые производителями матриц углы обзора их изделий на бумаге выглядят вполне удовлетворительными, на деле это не всегда так. Так, большинство производителей матриц TN+Film указывают, что угол обзора по вертикали у них составляет 90 градусов, но при этом умалчивается, что на самом деле в этом диапазоне пользователь может наблюдать более чем 10-кратное изменение яркости (и более чем 15-кратное - для темных тонов). Поэтому реальные углы обзора, при которых сохраняется высокий уровень комфортности работы, для TN+Film- мониторов составляют по вертикали не более +/- 10 градусов (а для темных градаций серого - и того меньше), а по горизонтали эти цифры могут быть увеличены до +/- 30 градусов.

У технологий MVA и IPS все обстоит немного лучше, однако все равно имеются большие провалы по темным градациям, особенно у MVA. Темное поле будет становиться заметно ярче при отклонении от нормали, а потом снова станет темнеть. Это объясняет, почему на MVA-панели заметно искажается цветопередача изображения, так как не только уменьшается контрастность изображения, но и сам этот процесс происходит нелинейно. В общем, реальные углы обзора у MVA- панелей составляют как по вертикали, так и по горизонтали не более +/- 20 градусов

(это особенно заметно для темных градаций серого), а для IPS-панели эти углы примерно в два раза больше.

DC-AC ИНВЕРТОРЫ. Типы, неисправности инверторов.

Для работы ЖК панели первостепенное значение имеет источник света, световой поток которого, пропускаемый через структуру жидкого кристалла, формирует изображение на экране монитора. Для создания светового потока используются люминесцентные лампы подсветки с холодным катодом (CCFL), которые располагаются на краях монитора (как правило, сверху и снизу) и с помощью матового рассеивающего стекла равномерно засвечивают всю поверхность ЖК матрицы. «Поджиг» ламп, а также их питание в рабочем режиме обеспечивают инверторы. Инвертор должен обеспечить надежный запуск ламп напряжением свыше 1500 В и их стабильную работу в течение длительного времени при рабочих напряжениях от 600 до 1000 В. Подключение ламп в ЖК панелях осуществляется по емкостной схеме (см. рис. П1). Рабочая точка стабильного свечения (РТ - на графике) располагается на линии пересечения нагрузочной прямой с графиком зависимости тока разряда от напряжения, приложенного к лампам. Инвертор в составе монитора создает условия для управляемого тлеющего разряда, а рабочая точка ламп находится на пологой части кривой, что позволяет добиться постоянства их свечения в течение длительного времени и обеспечить эффективное управление яркостью. Инвертор выполняет следующие функции: преобразует постоянное напряжение (обычно +12 В) в высоковольтное переменное; стабилизирует ток лампы и при необходимости регулирует его; обеспечивает регулировку яркости; согласует выходной каскад инвертора со входным сопротивлением ламп; обеспечивает защиту от короткого замыкания и перегрузки. Каким бы разнообразием не отличался рынок современных инверторов, принципы их построения и функционирования практически одинаковы, что упрощает их ремонт.

Структурная схема инвертора .

Рис. 1. Рабочая точка стабильного свечения CCFL

Блок дежурного режима и включения инвертора выполнен в данном случае на ключах Q1, Q2. ЖК панели для включения требуется некоторое время, поэтому инвертор также включается через 2...3 с после переключения панели в рабочий режим. С главной платы поступает напряжение ВКЛ (ON/OFF) и инвертор переходит в рабочий режим. Этот же блок обеспечивает отключение инвертора при переходе ЖК панели в один из режимов экономии электроэнергии. При поступлении на базу транзистора Q1 положительного напряжения ВКЛ (3...5 В) напряжение +12 В поступает на основную схему инвертора - блок контроля яркости и регулятор ШИМ. Блок контроля и управления яркостью свечения ламп и ШИМ (3 на рис. 2) выполнен по схеме усилителя ошибки (УО) и формирователя импульсов ШИМ.

На него поступает напряжение регулятора яркости с главной платы монитора, после чего это напряжение сравнивается с напряжением обратной связи, а затем этого вырабатывается сигнал ошибки, который управляет частотой импульсов ШИМ. Эти импульсы используются для управления DC/DC-преобразователем (1 на рис. П2) и синхронизируют работу преобразователя-инвертора. Амплитуда импульсов постоянна и определяется питающим напряжением (+12 В), а их частота зависит от напряжения яркости и уровня порогового напряжения. DC/DC-преобразователь (1) обеспечивает постоянное (высокое) напряжение, которое поступает на автогенератор. Этот генератор включается и управляется импульсами ШИМ блока контроля (3). Уровень выходного переменного напряжения инвертора определяется параметрами элементов схемы, а его частота - регулятором яркости и характеристиками ламп подсветки. Преобразователь инвертора, как правило, представляет собой генератор с самовозбуждением. Могут использоваться как однотактные, так и двухтактные схемы. Узел защиты (5 и 6) анализирует уровень напряжения или тока на выходе инвертора и вырабатывает напряжения обратной связи (ОС) и перегрузки, которые поступают в блок контроля (2) и ШИМ (3). Если значение одного из этих напряжений (в случае короткого замыкания, перегрузки преобразователя, пониженного уровня напряжения питания) превышает пороговое значение, автогенератор прекращает свою работу. Как правило, на экране блок контроля, ШИМ и блок управления яркостью объединены в одной микросхеме. Преобразователь выполняется на дискретных элементах с нагрузкой в виде импульсного трансформатора, дополнительная обмотка которого используется для коммутации запускающего напряжения. Все основные узлы инверторов выполняют в корпусах SMD-компонентов. Существует большое количество модификаций инверторов. Применение того или иного типа определяется типом используемой в данном мониторе ЖК панели, поэтому инверторы одного типа могут встречаться у разных производителей. Рассмотрим наиболее часто используемые типы инверторов, а также их характерные неисправности.

Инвертор типа PLCD2125207A фирмы ЕМАХ Этот инвертор используется в ЖК панелях фирм Proview, Acer, AOC, BENQ и LG с диагональю экрана не более 15 дюймов. Он построен по одноканальной схеме с

минимальным количеством элементов (рис. ПЗ). При рабочем напряжении 700 В и токе нагрузки 7 мА с помощью двух ламп максимальная яркость экрана составляет около 250 кд/м2. Стартовое выходное напряжение инвертора составляет 1650 В, время срабатывания защиты - от 1 до 1,3 с. На холостом ходу напряжение на выходе составляет 1350 В. Наибольшая глубина яркости достигается при изменении управляющего напряжения DIM (контакт 4 соединителя CON1) от 0 (максимальная яркость) до 5 В (минимальная яркость). По такой же схеме выполнен инвертор фирмы SAMPO.

Описание принципиальной схемы

Рис. З. Принципиальная электрическая схема инвертора типа PLCD2125207A фирмы ЕМАХ

Напряжение +12 В поступает на конт. 1 разъема CON1 и через предохранитель F1 - на выв. 1-3 сборки Q3 (исток полевого транзистора). Повышающий DC/DC- преобразователь собран на элементах Q3-Q5, D1, D2, Q6. В рабочем режиме сопротивление между истоком и стоком транзистора Q3 не превышает 40 мОм, при этом в нагрузку пропускается ток до 5 А. Преобразователем управляет контроллер яркости и ШИМ, который выполнен на микросхеме U1 типа TL5001 (аналог FP5001) фирмы Feeling Tech. Основным элементом контроллера является компаратор, в котором напряжение генератора пилообразного напряжения (выв. 7) сравнивается с напряжением УО, которое в свою очередь определяется соотношением между опорным напряжением 1 В и суммарным напряжением обратной связи и ярко¬сти (выв. 4). Частота пилообразного напряжения внутреннего генератора (около 300 кГц) определяется номиналом резистора R6 (подключен к выв. 7 U1). С выхода компаратора (выв. 1) снимаются импульсы ШИМ, которые поступают на схему DC/ DC-преобразователя. Контроллер обеспечивает также защиту от короткого замыка¬ния и перегрузки. При коротком замыкании на выходе инвертора возрастает напряжение на делителе R17 R18, оно выпрямляется и подается на выв. 4 U1. Если напряжение становится равным 1,6 В, запускается схема защиты контроллера. Порог срабатывания защиты определяется номиналом резистора R8. Конденсатор С8 обеспечивает «мягкий» старт при запуске инвертора или после окончания действия короткого замыкания. Если короткое замыкание длится менее 1 с (время определяется емкостью конденсатора С7), то нормальная работа инвертора продолжается. В противном случае работа инвертора прекращается. Для надежного запуска преобразователя время срабатывания защиты выбирается таким, чтобы в 10... 15 раз превысить время старта и «поджига» ламп. При перегрузке выходного каскада напряжение на правом выводе дросселя L1 возрастает, стабилитрон D2 начинает пропускать ток, открывается транзистор Q6 и понижается порог срабатывания схемы защиты. Преобразователь выполнен по схеме полумостового генератора с самовозбуждением на транзисторах Q7, Q8 и трансформаторе РТ1. При поступлении с главной платы монитора напряжения включения питания ON/OFF (3

В) открывается транзистор Q2 и на контроллер U1 подается питание (+12 В на выв. 2). Импульсы ШИМ с выв. 1 U1 через транзисторы Q3, Q4 поступают на затвор Q3, тем самым, запускается DC/DC-преобразователь. В свою очередь, с него питание подается на автогенератор. После этого на вторичной обмотке трансформатора РТ1 появляется высоковольтное переменное напряжение, которое поступает на лампы подсветки. Обмотка 1-2 РТТ выполняет роль обратной связи автогенератора. Пока лампы не включены, выходное напряжение преобразователя растет до напряжения пуска (1650 В), а затем инвертор переходит в рабочий режим. Если лампы не удается поджечь (вследствие обрыва, «истощения»), происходит самопроизвольный срыв генерации.

Неисправности инвертора PLCD2125207A и порядок их устранения

Лампы подсветки не включаются.

Проверяют напряжение питания +12 В на выв. 2 U1. Если его нет, проверяют предохранитель F1, транзисторы Q1, Q2. Если неисправен предохранитель F1, перед его заменой проверяют транзисторы Q3, Q4, Q5 на корокое замыкание. Затем проверяют сигнал ENB или ON/OFF (конт. 3 разъема CON1) - его отсутствие может быть связано с неисправностью главной платы монитора. Проверяют это следующим способом: подают управляющее напряжение 3...5 В на вход ON/OFF от незивисимого источника питания или через делитель от источника 12 В. Если при этом лампы включаются, то неисправна главная плата, в противном случае - инвертор. Если напряжения питания и сигнал включения есть, а лампы не светятся, то проводят внешний осмотр трансформатора РТ1, конденсаторов СЮ, С11 и разъемов подключения ламп CON2, CON3, потемневшие и оплавленные детали заменяют. Если в момент включения на выв. 11 трансформатора РТ1 на короткое время появляются импульсы напряжения (щуп осциллографа через делитель подключается заранее, до включения монитора), а лампы не светятся, то проверяют состояние контактов ламп и отсутствие на них механических повреждений. Лампы снимают из посадочных мест, предварительно открутив винт крепления их корпуса к корпусу матрицы, и, вместе с металлическим корпусом, в котором они установлены, равномерно и без перекосов вынимают. В некоторых моделях мониторов («Acer AL1513» и BENQ) лампы имеют Г-образную форму и охватывают ЖК панель по периметру, и неосторожные действия при демонтаже могут их повредить. Если лампы повреждены или потемнели (что говорит о потере их свойств), их заменяют. Заменять лампы можно только на аналогичные по мощности и параметрам, в противном случае - либо инвертор не сможет их «поджечь», либо возникнет дуговой разряд, что быстро выведет лампы из строя.

Лампы включаются на короткое время (около 1 секунды) и тут же отключаются

В этом случае вероятнее всего срабатывает защита от короткого замыкания или перегрузки во вторичных цепях инвертора. Устраняют причины срабатывания защиты, проверяют исправность трансформатора РТ1, конденсаторов СЮ и С11 и цепи обратной связи R17, R18, D3. Проверяют стабилитрон D2 и транзистор Q6, а

также конденсатор С8 и делитель R8 R9. Если напряжение на выв. 5 менее 1 В, то заменяют конденсатор С7 (лучше - на танталовый). Если все перечисленные выше действия не дают результата, заменяют микросхему U1. Отключение ламп также может быть связано со срывом генерации преобразователя. Для диагностики этой неисправности вместо ламп к разъемам CON2, CON3 подключают эквивалентную нагрузку - резистор номиналом 100 кОм и мощностью не менее 10 Вт. Последовательно с ним включают измерительный резистор номиналом 10 Ом. К нему подключают приборы и измеряют частоту колебаний, которая должна быть в пределах от 54 кГц (при максимальной яркости) до 46 кГц (при минимальной яркости) и ток нагрузки от 6,8 до 7,8 мА. Для контроля выходного напряжения подключают вольтметр между выв. 11 трансформатора РТ1 и выводом нагрузочного резистора. Если измеренные параметры не соответствуют номиналу, контролируют величину и стабильность напряжения питания на дросселе L1, а также проверяют транзисторы Q7, Q8, С9. Если при отключении правого (по схеме) диода сборки D3 от резистора R5 экран засвечивается, то неисправна одна из ламп. Даже с одной рабочей лампой яркости изображения бывает достаточно для комфортной работы оператора.

Экран периодически мигает и яркость нестабильна

Проверяют стабильность напряжения яркости (DIM) на конт. 4 разъема CON1 и после резистора R3, отключив предварительно обратную связь (резистор R5). Если управляющее напряжение на разъеме нестабильно, то неисправна главная плата монитора (проверку проводят на всех доступных режимах работы монитора и по всему диапазону яркости). Если напряжение нестабильно на выв. 4 контроллера U1, то проверяют его режим по постоянному току в соответствии с табл. П1, при этом инвертор должен находиться в рабочем режиме. Неисправную микросхему заменяют. Проверяют стабильность и амплитуду колебаний собственного генератора пилообразных им¬пульсов (выв. 7), размах сигнала должен составлять от 0,7 до 1,3 В, а частота - около 300 кГц. Если напряжение нестабильно - заменяют R6 или U1. Нестабильность работы инвертора может быть связана со старением ламп или их повреждением (периодическое нарушение контакта между подводящими проводами и выводами ламп). Чтобы проверить это, как и в предыдущем случае, подключают эквивалент нагрузки. Если при этом инвертор работает стабильно, то необходимо заменить лампы.

Через некоторое время (от нескольких секунд до нескольких минут) изображение пропадает

Неправильно работает схема защиты. Проверяют и при необходимости заменяют конденсатор С7, подключенный к выв. 5 контроллера, контролируют режим по постоянному току контроллера U1 (см. предыдущую неисправность). Проверяют стабильность работы ламп, измеряя уровень пилообразных импульсов на выходе схемы обратной связи, на правом аноде D3 (размах около 5 В) при установке средней

яркости (50 единиц). Если имеют место «выбросы» напряжения, проверяют исправность трансформатора и конденсаторов С9, С11. В заключение проверяют стабильность работы схемы ШИМ контроллера U1.

Инвертор типа DIVTL0144-D21 фирмы SAMPO

Принципиальная схема этого инвертора приведена на рис. 4.

Он применяется для питания ламп подсветки 15-дюймовых матриц фирм SUNGWUN, SAMSUNG, LG-PHILIPS, HITACHI. Рабочее напряжение - 650 В при токе нагрузке 7,5 мА (при максимальной яркости) и 4,5 мА - при минимальной. Стартовое напряжение («поджиг») составляет 1900 В, частота питающего напряжения ламп - 55 кГц (при средней яркости). Уровень сигнала регулировки яркости составляет от 0 (максимальная) до 5 В (минимальная). Время срабатывания защиты - 1...4 с. В качестве контроллера и ШИМ используется микросхема U201 типа ВА9741 фирмы ROHM (ее аналог TL1451). Она является двухканальным контроллером, но в данном случае используется только один канал. При включении монитора в сеть, напряжение +12 В поступает на выв. 1-3 транзисторной сборки Q203 (исток полевого транзистора). При включении монитора сигнал запуска инвертора ON/OFF (+3 В) поступает с главной платы и открывает транзисторы Q201, Q202. Тем самым напряжение +12 В подается на выв. 9 контроллера U201. После этого начинает работать внутренний генератор пилообразного напряжения, частота которого определяется номиналами элементов R204 и С208, подключенных к выв. 1 и 2 микросхемы. На выв. 10 микросхемы появляются импульсы ШИМ, которые поступают на затвор Q203 через усилитель на транзисторах Q205, Q207. На выв. 5-8 Q203 формируется постоян¬ное напряжение, которое подается на автогенератор (на элементах Q209, Q210, РТ201). Синусоидальное напряжение размахом 650 В и частотой 55 кГц (в момент «поджига» ламп оно достигает 1900 В) с выхода преобразователя через разъемы CN201, CN202 подается на лампы подсветки. На элементах D203, R220, R222 выполнена схема формирования сигнала защиты и «мягкого» старта. В момент включения ламп возрастает потребление энергии в первичной цепи инвертора и напряжение на выходе DC/DC преобразователя (Q203, Q205, Q207) растет, стабилитрон D203 начинает проводить ток, и часть напряжения с делителя R220 R222 поступает на выв. 11 контроллера, повышая тем самым порог срабатывания схемы защиты на время запуска. Стабильность и яркость свечения ламп, а также защита от короткого замыкания обеспечивается цепью обратной связи на элементах D209, D205, R234, D207, С221. Напряжение обратной связи поступает на выв. 14 микросхемы (прямой вход усилителя ошибки), а напряжение яркости с главной платы монитора (DIM) - на инверсный вход УО (выв. 13), определяя частоту импульсов ШИМ на выходе контроллера, а значит, и уровень выходного напряжения. При минимальной яркости (напряжение DIM равно 5 В) она составляет 50 кГц, а при максимальной (напряжение DIM равно нулю) - 60 кГц. Если напряжение обратной связи превышает 1,6 В (выв. 14 микросхемы U201), включается схема защиты. Если короткое замыкание в нагрузке длится менее 2 с (это время заряда конденсатора С207 от опорного напряжения +2,5 В - выв. 15

микросхемы), работоспособность инвертора восстанавливается, что обеспечивает надежный запуск ламп. При длительном коротком замыкании инвертор выключается.

Неисправности инвертора DIVTL0144-D21 и методы их устранения

Лампы не светятся

Проверяют наличие напряжения +12 В на выв. 1-3 Q203, исправность предохранителя F1 (установлен на главной плате монитора). Если предохранитель неисправен, то перед установкой нового проверяют на короткое замыкание транзисторы Q201, Q202, а также конденсаторы С201.С202, С225. Проверяют наличие напряжения ON/OFF: при включении рабочего режима оно должно быть равно 3 В, а при выключении или переходе в ждущий режим - нулю. Если управляющее напряжение отсутствует, проверяют главную плату (включением инвертора управляет микроконтроллер панели LCD). Если все вышеперечисленные напряжения в норме, а импульсов ШИМ на выв. 10 микросхемы V201 нет, проверяют стабилитроны D203 и D201, трансформатор РТ201 (можно определить визуальным осмотром по потемневшему или оплавленному корпусу), конденсаторы С215, С216 и транзисторы Q209, Q210. Если короткое замыкание отсутствует, то проверяют исправность и номинал конденсаторов С205 и С207. В случае, если перечисленные выше элементы исправны, заменяют контроллер U201. Отметим, что отсутствие свечения ламп подсветки может быть связано с их обрывом или механической поломкой.

Лампы на короткое время включаются и гаснут

Если засветка сохраняется в течение 2 с, то неисправна цепь обратной связи. Если при отключении от схемы элементов L201 и D207 на выв. 7 микросхемы U201 появляются импульсы ШИМ, то неисправна либо одна из ламп подсветки, либо цепь обратной связи. В этом случае проверяют стабилитрон D203, диоды D205, D209, D207, конденсаторы С221, С219, а также дроссель L202. Контролируют напряжение на выв. 13 и 14 U201. В рабочем режиме напряжение на этих выводах должно быть одинаковым (около 1 В - при средней яркости). Если напряжение на выв. 14 значительно ниже, чем на выв. 13, то проверяют диоды D205, D209 и лампы на обрыв. При резком увеличении напряжения на выв. 14 микросхемы U201 (выше уровня 1,6 В) проверяют элементы РТ1, L202, С215, С216. Если они исправны, заменяют микросхему U201. При ее замене на аналог (TL1451) проверяют пороговое напряжение на выв. 11 (1,6 В) и, при необходимости, подбирают номинал элементов С205, R222. Подбором номиналов элементов R204, С208 устанавливают частоту пилообразных импульсов: на выв. 2 микросхемы должно быть около 200 кГц.

Подсветка выключается через некоторое время (от нескольких секунд до нескольких минут) после включения монитора

Вначале проверяют конденсатор С207 и резистор R207. Затем проверяют исправность контактов инвертора и ламп подсветки, конденсаторов С215, С216 (заменой), трансформатора РТ201, транзисторов Q209, Q210. Контролируют

пороговое напряжение на выв. 16 V201 (2,5 В), если оно занижено или отсутствует, заменяют микросхему. Если напряжение на выв. 12 выше 1,6 В, проверяют конденсатор С208, в противном случае также заменяют U201.

Яркость самопроизвольно изменяется во всем диапазоне или на отдельных режимах работы телевизора (монитора)

Если неисправность проявляется только в некоторых режимах разрешения и в определенном диапазоне изменения яркости, то неисправность связана с главной платой микросхемой памяти или контроллера LCD). Если яркость самопроизвольно меняется во всех режимах, то неисправен инвертор. Проверяют напряжение регулировки яркости (на выв. 13 U201 - 1,3 В (при средней яркости), но не выше 1,6 В). В случае, если напряжение на контакте DIM стабильно, а на выв. 13 - нет, заменяют микросхему U201. Если напряжение на выв. 14 нестабильно или занижено (менее 0,3 В при минимальной яркости), то вместо ламп подключают эквивалент нагрузки - резистор номиналом 80 кОм. При сохранении дефекта заменяют микросхему U201. Если эта замена не помогла, заменяют лампы, а также проверяют исправность их контактов. Измеряют напряжение на выв. 12 микросхемы U201, в рабочем режиме оно должно быть порядка 1,5 В. Если оно ниже этого предела, проверяют элементы С209, R208. Примечание. В инверторах других производителей (ЕМАХ, TDK), выполненных по аналогичной схеме, но использующий другие компоненты (за исключением контроллера): микросхему SI443 заменяют на D9435, a 2SC5706 на 2SD2190. Напряжение на выводах микросхемы U201 может изменяться в пределах ±0,3 В.

Инвертор фирмы TDK.

Этот инвертор (рис. 5) применяется в 17-дюймовых мониторах и телевизорах с матрицами SAMSUNG, а его упрощенный вариант (рис. 6) - в 15-дюймовых мониторах LG с матрицей LG-PHILIPS.

Схема реализована на основе 2-канального ШИМ контроллера фирмы OZ960 O2MICRO с 4-мя выходами управляющих сигналов. В качестве силовых ключей применяются транзисторные сборки типа FDS4435 (два полевых транзистора с р- каналом) и FDS4410 (два полевых транзистора с n-каналом). Схема позволяет подключить 4 лампы, что обеспечивает повышенную яркость подсветки панели LCD. Инвертор обладает следующими характеристиками: напряжение питания - 12 В; номинальный ток в нагрузке каждого канала - 8 мА; рабочее напряжение питания ламп - 850 В, напряжение запуска - 1300 В;

частота выходного напряжения - от 30 кГц (при минимальной яркости) до 60 кГц (при максимальной яркости). Максимальная яркость свечения экрана с этим инвертором -350 кд/м2; время срабатывания защиты - 1 ...2 с. При включении монитора на разъем инвертора поступают напряжения +12 В - для питания ключей Q904-Q908 и +6 В - для питания контроллера U901 (в варианте для монитора LG это напряжение формируется из напряжения +12 В, см. схему на рис. П6). При этом инвертор находится в дежурном режиме. Напряжение включения контроллера ENV поступает на выв. 3 микросхемы от микроконтроллера главной платы монитора. Контроллер ШИМ имеет два одинаковых выхода для питания двух каналов инвертора: выв. 11, 12 и выв. 19, 20 (рис. П5 и П6). Частота работы генератора и ШИМ определяются номиналами резистора R908 и конденсатора С912, подключенных к выв. 17 и 18 микросхемы (рис. П5). Резисторный делитель R908 R909 определяет начальный порог генератора пилообразного напряжения (0,3 В). На конденсаторе С906 (выв. 7 U901) формируется пороговое напряжение компаратора и схемы защиты, время срабатывания которой определяется номиналом конденсатора С902 (выв. 1). Напряжение защиты от короткого замыкания и перегрузки (при обрыве ламп подсветки) поступает на выв. 2 микросхемы. Контроллер U901 имеет встроенные схему мягкого запуска и внутренний стабилизатор. Запуск схемы мягкого запуска определяется напряжением на выв. 4 (5 В) контроллера. Преобразователь напряжения постоянного тока в высоковольтное напряжение питания ламп выполнен на двух парах транзисторных сборок р-типа FDS4435 и n-типа FDS4410 и запускается принудительно импульсами с ШИМ. В первичной обмотке трансформатора протекает пульсирующий ток, и на вторичных обмотках Т901 появляется напряжение питания ламп подсветки, подключенных к разъемам J904-J906. Для стабилизации выходных напряжений инвертора напряжение обратной связи подается через двухполупериодные выпрямители Q911- Q914 и интегрирующую цепь R938 С907 С908 и в виде пилообразных импульсов поступает на выв. 9 контроллера U901. При обрыве одной из ламп подсветки возрастает ток через делитель R930 R932 или R931 R933,a затем выпрямленное напряжение поступает на выв. 2 контроллера, превышая установленный порог. Тем самым формирование импульсов ШИМ на выв. 11, 12 и 19, 20 U901 блокируется. При коротком замыкании в контурах С933 С934 Т901 (обмотка 5-4) и С930 С931 Т901 (обмотка 1-8) возникают «всплески» напряжения, которые выпрямляются Q907-Q910 и также поступают на выв. 2 контроллера - в этом случае срабатывает защита и инвертор выключается. Если время короткого замыкания не превышает время заряда конденсатора С902, то инвертор продолжает работать в нормальном режиме. Принципиальное отличие схем на рис. П5 и П6 в том, что в первом случае применяется более сложная схема «мягкого» старта (сигнал поступает на выв. 4 микросхемы) на транзисторах Q902, Q903. В схеме на рис. П6 она реализована на конденсаторе СЮ. В ней же используются сборки полевых транзисторов U2, U3 (р- и п-типа), что упрощает согласование их по мощности и обеспечивает высокую надежность в схемах с двумя лампами. В схеме на рис. П5 применяются полевые транзисторы Q904-Q907, включенные по мостовой схеме, что повышает выходную мощность схемы и надежность работы в режимах пуска и при больших токах.

Неисправности инвертора и способы их устранения

Лампы не включаются

Проверяют наличие напряжения питания +12 и +6 В на конт. Vinv, Vdd соединителя инвертора соответственно (рис. П5). При их отсутствии проверяют исправность главной платы монитора, сборок Q904, Q905, стабилитронов Q903-Q906 и конденсатора С901. Проверяют поступление напряжения включения инвертора +5 В на конт. Ven при переводе монитора в рабочий режим. Проверить исправность инвертора можно с помощью внешнего источника питания, подав напряжение 5 В на выв. 3 микросхемы U901. Если при этом лампы включаются, то причина неисправности в главной плате. В противном случае проверяют элементы инвертора, а контролируют наличие сигналов ШИМ на выв. 11, 12 и 19, 20 U901 и, в случае их отсутствия, заменяют эту микросхему. Также проверяют исправность обмоток трансформатора Т901 на обрыв и короткое замыкание витков. При обнаружении короткого замыкания во вторичных цепях трансформатора в первую очередь проверяют исправность конденсаторов С931, С930, С933 и С934. Если эти конденсаторы исправны (можно просто отпаять их от схемы), а короткое замыкание имеет место, вскрывают место установки ламп и проверяют их контакты. Обгоревшие контакты восстанавливают.

Лампы подсветки вспыхивают на короткое время и тут же гаснут

Проверяют исправность всех ламп, а также их цепи соединения с разъемами J903- J906. Проверить исправность этой цепи можно, не разбирая блок ламп. Для этого отключают на короткое время цепи обратной связи, последовательно отпаивая диоды D911, D913. Если при этом вторая пара ламп включится - то неисправна одна из ламп первой пары. В противном случае неисправен контроллер ШИМ или повреждены все лампы. Проверить работоспособность инвертора также можно, используя вместо ламп эквивалентную нагрузку - резистор номиналом 100 кОм, включенный между конт. 1, 2 разъемов J903, J906. Если в этом случае инвертор не работает и импульсов ШИМ нет на выв. 19, 20 и 11, 12 U901, то проверяют уровень напряжения на выв. 9 и 10 микросхемы (1,24 и 1,33 В соответственно. При отсутствии указанных напряжений проверяют элементы С907, С908, D901 и R910. Перед заменой микросхемы контроллера проверяют номинал и исправность конденсаторов С902, С904 и С906.

Инвертор самопроизвольно выключается через некоторое время (от нескольких секунд до нескольких минут)

Проверяют напряжение на выв. 1 (около 0 В) и 2 (0,85 В) U901 в рабочем режиме, при необходимости меняют конденсатор С902. При значительном отличии напряжения на выв. 2 от номинального проверяют элементы в цепи защиты от короткого замыкания и перегрузки (D907-D910, С930-С935, R930-R933) и, если они исправны, заменяют микросхему контроллера. Проверяют соотношение напряжений на выв. 9 и 10 микросхемы: на выв. 9 напряжение должно быть ниже. Если это не так, проверяют емкостной делитель С907 С908 и элементы обратной связи D911- D914, R938. Чаще всего причина подобной неисправности вызвана дефектом конденсатора С902.

Инвертор работает нестабильно, наблюдается мигание ламп подсветки

Проверяют работоспособность инвертора на всех режимах работы монитора и во всем диапазоне яркости. Если нестабильность наблюдается только в некоторых режимах, то неисправна главная плата монитора (схема формирования напряжения яркости). Как и в предыдущем случае включают эквивалентную нагрузку и в разрыв цепи устанавливают миллиамперметр. Если ток стабилен и равен 7,5 мА (при минимальной яркости) и 8,5 мА (при максимальной яркости), то неисправны лампы подсветки и их надо заме¬нить. Также проверяют элементы вторичной цепи: Т901, С930-С934. Затем проверяют стабильность прямоугольных импульсов (средняя частота- 45 кГц) на выв. 11, 12 и 19, 20 микросхемы U901. Постоянная составляющая на них должна быть 2,7 В на Р-выходах и 2,5 В - на N-выходах). Проверяют стабильность пилообразного напряжения на выв. 17 микросхемы и при необходимости заменяют С912, R908.

Инвертор фирмы SAMPO

Принципиальная схема инвертора фирмы SAMPO приведена на рис. 7.

Он используется в 17-дюймовых панелях SAMSUNG, AOC с матрицами SANYO, в мониторах «Preview SH 770» и «MAG HD772». Существует несколько модификаций этой схемы. Инвертор формирует выходное напряжение 810 В при номинальном токе через каждую из четырех люминесцентных ламп (около 6,8 мА). Стартовое выходное напряжение схемы - 1750 В. Частота работы преобразователя при средней яркости - 57 кГц, при этом достигается яркость экрана монитора до 300 кд/ м2. Время срабатывания схемы защиты инвертора - от 0,4 до 1 с. Основой инвертора является микросхема TL1451AC (аналоги - TI1451, ВА9741). Микросхема имеет два канала управления, что позволяет реализовать схему питания четырех ламп. При включении монитора напряжение +12 В поступает на входы конверторов напряжения +12 В (истоки полевых транзисторов Q203, Q204). Напряжение регулировки яркости DIM поступает на выв. 4 и 13 микросхемы (инверсные входы усилителей ошибки). При поступлении от главной платы монитора напряжения включения, равного 3 В (конт. ON/OFF), открываются транзисторы Q201 и Q202 и на выв. 9 (VCC) микросхемы U201 подается напряжение +12 В. На выв. 7 и 10 появляются прямоугольные импульсы ШИМ, которые поступают на базы транзисторов Q205, Q207 (Q206, Q208), а с них - на Q203 (Q204). В результате на правых по схеме выводах дросселей L201 и L202 появляется напряжения, значение которых зависит от скважности ШИМ сигналов. Этими напряжениями питаются схемы автогенераторов, выполненных на транзисторах Q209, Q210 (Q211, Q212). На первичных обмотках 2-5 трансформаторов РТ201 и РТ202 соответственно появляется импульсное напряжение, частота которых определяется емкостью конденсаторов С213, С214, индуктивностью обмоток 2-5 трансформаторов РТ201, РТ202, а также уровнем питающего напряжения. При регулировке яркости меняется напряжение на выходах конверторов и, как следствие, частота генераторов. Амплитуда выходных импульсов инвертора определяется напряжением питания и состоянием нагрузки.

Автогенераторы выполнены по полумостовой схеме, которая обеспечивает защиту от больших токов в нагрузке и обрыве во вторичной цепи (отключении ламп, обрыве конденсаторов С215-С218). Основа схемы защиты находится в контроллере U201. Кроме того, в схему защиты входят элементы D203, R220. R222 (D204, R221, R223), а также цепь обратной связи D205 D207 R240 С221 (D206 D208 R241 С222). При повышении напряжения на выходе конвертора стабилитрон D203 (D204) пробивается и напряжение с делителя R220, R222 (R221, R223) поступает на вход схемы защиты от перегрузки контроллера U201 (выв. 6 и 11), повышая порог срабатывания защиты на время запуска ламп. Схемы обратной связи выпрямляют напряжение на выходе ламп и оно поступает на прямые входы усилителей ошибки контроллера (выв. 3, 13), где оно сравнивается с напряжением регулировки яркости. В результате изменяется частота импульсов ШИМ и яркость свечения ламп поддерживается на постоянном уровне. Если это напряжение превысит 1,6 В, то запустится схема защиты от короткого замыкания, которая сработает за время заряда конденсатора С207 (около 1 с). Если короткое замыкание длится меньше этого времени, то инвертор продолжит нормальную работу.

Неисправности инвертора фирмы SAMPO и способы их устранения

Инвертор не включается, лампы не светятся

Проверяют наличие напряжений +12 В и активное состояние сигнала ON/OFF. При отсутствии +12 В, проверяют его наличие на главной плате, а также исправность транзисторов Q201, Q202, Q205, Q207, Q206, Q208) и Q203, Q204. При отсутствии напряжения включения инвертора ONN/OFF, его подают от внешнего источника: +3...5 В через резистор 1 кОм на базу транзистора Q201. Если при этом лампы включатся, то неисправность связана с формированием напряжения включения инвертора на главной плате. В противном случае проверяют напряжение на выв. 7 и 10 U201. Оно должно быть равно 3,8 В. Если напряжение на этих выводах равно 12 В, то неисправен контроллер U201 и его необходимо заменить. Проверяют опорное напряжение на выв. 16 U201 (2,5 В). Если оно равно нулю, проверяют конденсаторы С206, С205 и, если они исправны, заменяют контроллер U201. Проверяют наличие генерации на выв. 1 (пилообразное напряжение размахом 1 В) и, в случае его отсутствия, конденсатор С208 и резистор R204.

Лампы загораются, но тут же гаснут.

Проверяют исправность стабилитронов D201, D202 и транзисторов Q209, Q210 (Q211, Q212). При этом неисправна может быть одна из пар транзисторов. Проверяют схему защиты от перегрузки и исправность стабилитронов D203, D204, а также номиналы резисторов R220, R222 (R221, R223) и конденсаторы С205, С206. Проверяют напряжение на выв. 6 (11) микросхемы контроллера (2,3 В). Если оно занижено или равно нулю, проверяют элементы С205, R222 (С206, R223). При отсутствии сигналов ШИМ на выв. 7 и 10 микросхемы U201 измеряют напряжение на выв. 3 (14). Оно должно быть на 0,1...0,2 В больше, чем на выв. 4 (13), либо одинаковым. Если это условие не выполняется, проверяют элементы D206, D208, R241. При проведении указанных выше измерений лучше пользоваться осциллографом. Отключение инвертора может быть связано с обрывом или механическим повреждением одной из ламп. Для проверки этого предположения

(чтобы не разбирать узел ламп) отключают напряжение +12 В одного из каналов. Если при этом экран монитора начинает светиться, то неисправен отключенный канал. Проверяют также исправность трансформаторов РТ201, РТ202 и конденсаторов С215-С218.

Лампы самопроизвольно отключаются через некоторое время (от единиц секунд до минут)

Как и в предыдущих случаях, проверяют элементы схемы защиты: конденсаторы С205, С206, резисторы R222, R223, а также уровень напряжения на выв. 6 и 11 микросхемы U201. В большинстве случаев причина дефекта вызвана неисправностью конденсатора С207 (определяющем время срабатывания защиты) или контроллера U201. Измеряют напряжение на дросселях L201, L202. Если напряжение в течение рабочего цикла стабильно повышается, проверяют транзисторы Q209, Q210 (Q211, Q212) конденсаторы С213, С214 и стабилитроны D203, D204.

Экран периодически мигает и яркость подсветки экрана нестабильна

Проверяют исправность схемы обратной связи и работу усилителя ошибки контроллера U201. Измеряют напряжение на выв. 3, 4, 12, 13 микросхемы. Если напряжение на этих выводах ниже 0,7 В, а на выв. 16 ниже 2,5 В, то заменяют контроллер. Проверяют исправность элементов в цепи обратной связи: диоды D205, D207 и D206, D208. Подключают нагрузочные резисторы номиналом 120 кОм к разъемам CON201-CON204, проверяют уровень и стабильность напряжений на выв. 14 (13), 3 (4), 6 (11). Если при подключенных нагрузочных резисторах инвертор работает стабильно, заменяют лампы подсветки.

Устройство и ремонт ЖК панелей на примере телевизора SAMSUNG Модели: LW17M24C, LW20M21C Шасси: VC17EO, VC20EO

Общие сведения

LCD-телевизоры Samsung LW17M24C, LW20M21C представляют собой универсальные телевизионные приемники с размером экрана 37 и 51 см. Телевизоры предназначены для приема и воспроизведения сигналов изображения и звукового сопровождения телевизионных передач в метровом и дециметровом диапазонах волн вещательного телевидения систем цветного телевидения PAL, SECAM и NTSC-M. В телевизорах предусмотрена возможность подключения внешних источников (видеомагнитофона, DVD-плеера, видеоприставки) для воспроизведения видеозаписей, записи по видеочастоте или для работы в качестве монитора персонального компьютера. телевизоры позволяют обрабатывать и воспроизводить информацию телетекста с помощью декодера с памятью на 10 страниц.

Основные технические характеристики телевизоров LW17M24C и LW20M21C LCD-панель

TFT-LCD-панель, диагональ 17 дюймов TFT-LCD-панель, диагональ 20 дюймов

Диапазон частот синхронизации (автоматическая настройка частоты) Строчная частота 30...80кГц 28..33 кГц

Кадровая частота 50...75ГЦ

Количество отображаемых цветов 16,2 миллиона |

Время отклика матрицы Менее 25 мс

Яркость 450кд/м2

Контрастность 500:1

Угол обзора по горизонтали 160 градусов

Угол обзора по вертикали 160 градусов

Максимальное разрешение 1280 х 1024 пикселя

Параметры входных сигналов монитора Видеосигналы RGB Аналоговые, размахом 0,7 В±5%, позитивной полярности, входной импеданс

75 Ом Синхросигнал

Раздельный (H/V), с уровнями ТТЛ Питание

Переменное напряжение 100...24О В частотой 50...60 Гц Потребляемая мощность

Телевизионные параметры ТВ системы

NTSC-M, PAL/ SECAMJ.(Euro multi) Звук

Моно, Стерео (A2/NICAM) Антенный вход

75 Ом, коаксиальный вход Параметры Звукового сигнала

Вых. Мощность УМЗЧ:2.5Втх2

Headphone: 10 мВт НЧ вход:80Гц...20кГц Диапазон воспроизводимых частот

ТВ сигнал: 80 Гц...15 кГц | НЧ вход:80Гц...20кГц Типы разъемов НЧ входа-выхода

SCART, RCA, S-VHS

Тип разъема для подключения к ПК DSUB(15-KOHTaKT0B) |

КОНСТРУКЦИЯ ТЕЛЕВИЗОРОВ

Конструктивные узлы телевизоров.

Приведены названия деталей и их каталожные номера (Part. №).

Конструктивные узлы телевизора LW17M24C Номер на рис. 4.1 Наименование Part.Nfi

1 ASSY COVER ERONT BN96–01255B

2 LCD-PANEL BN07–00115A

4 SCREW TAPTfTE 6005–000259

5 IP BOARD BN44–00111B

5 ASSY BRKJ PANEL BN96–01564A

6 ASSY MAIN BOARD BN94–00559S

COVER-CONNECTOR BN65–01557A

8 SCREW ТАРТГГК 6005–000259

9 HOLDER-JACK BN61–01570A

10 SCREW TAPTITE 6005–000277

11 ASSYSHIEED-TUNER BN96–01595A

12 SCREW TAPT1JE 6005–000259

14 SCREW TAPTIJE 6005–001525

15 ASSY-STAND BN65–01555A

15 ASSY COVER BACK BN96–01256B

Конструктивные узлы телевизора LW20M21C Номера на рисунке 4.2 Наименование Part. №

1 ASSY COVER FRONT BN96–01158B

Сегодня мы разберемся в том, как работает телевизор и как происходит передача видеосигнала. Ныне наиболее популярными телевизорами являются плазменные и жидкокристаллические. Но для того, чтобы наиболее полно понять принцип работы телевидения, лучше рассматривать телевизоры изготовленные на основе электронно-лучевой трубы.

Основной принцип работы телевизоров

Формально процесс передачи изображения довольно прост:

1. Светочувствительные элементы телекамер конвертируют световое излучение в определенный электросигнал.
2. Полученный электрический сигнал обрабатывают и передают в эфир.
3. В задней части телевизора находится три электронных пушки. В результате принятия сигналов из телеэфира они создают пучки электронов и направляют их на внутреннюю сторону телевизора, которая покрыта специальным веществом – люминофором. При контакте данного вещества и электронов образуется свечение.
4. Из свечения красного, зеленого и синего света и создается вся картинка на экране телевизора.

Схема работы 3D телевизора

Как видите, принцип работы старых телевизоров довольно прост. Но как работает 3D телевизор?

На самом деле 3D телевизоры только создают иллюзию трех измерений. Весь принцип создания иллюзии трёхмерной довольно прост и основывается на том факте, что наши глаза находятся на расстоянии друг от друга. Исходя из данного факта, можно предположить, что если показать каждому глазу одинаковое изображение, но под различным углом – мозг скомбинирует данные два изображения, и в результате выйдет трехмерное изображение. В киноиндустрии используются методы, которые опираются на данный фактор.

В первом случае два изображения обедняются, при этом каждое изображение видоизменяется с помощью цветового фильтра. Для того, чтобы просмотреть подобное видео, потребуются очки с двумя линзами разных цветов. Благодаря данным очкам каждый глаз видит одно изображение, но под разным углом. Данный метод создания 3D уже известен довольно давно и впервые использовался с целью придать объемности изображению в черно-белом кино. Метод с использованием цветового фильтра принято называть анаглифом.

В современных фильмах анаглиф используется все реже. На смену цветовому фильтру пришел так называемый фильтр поляризации. Принцип при поляризации подобен тому, который используется в анаглифе, но вместо преобразования цвета изменяются волны света, которые замечает глаз зрителя. При просмотре подобных фильмов также нужны очки, которые имеют линзы разной поляризации. Данный метод создания 3D дает лучший и более реалистичный результат.

Не так давно появился и еще один метод, который уже начали использовать в 3D телевизорах. Суть проста - все линзы и фильтры устанавливаются перед экраном, а программное обеспечение телевизора идентифицирует положение пользователя и обеспечивает плавную 3D картинку.

Принцип работы дистанционного пульта

Теперь нам осталось узнать только, как работает пульт телевизора.

На самом деле данный процесс довольно прост:

1. При нажатии любой кнопки на пульте происходит замыкание двух дорожек.
2. Вследствие данного замыкание на центральный чип пульта передается импульс.
3. Далее центральный чип посылает электрический сигнал на фотодиод. Информация передается с помощью инфракрасного сигнала. Данный сигнал невиден человеческому глазу, но его можно обнаружить с помощью различного оборудования (для примера можно использовать фотокамеру).
4. Данный сигнал ловится и обрабатывается приемником самого телевизора. Сигнал проверяется на информацию о модели пульта, а также на нужную команду.