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巧用示波器,一步解决液晶屏驱动时序调试难题


  来源: ZLG致远 时间:2021-04-23 编辑:仪器仪表WXF
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调试液晶屏显示异常时,需要通过异常现象反复修改驱动参数,过程相当繁琐。使用ZDS4054 Plus长存储示波器,捕获完整驱动时序,使调整液晶屏驱动参数变得简单快捷!


液晶屏幕使用多屏拼接时,容易出现显示图像重复、错位等帧同步异常,以往需要根据异常现象进行逆向推导,反复调试修改驱动器参数,这种方式费时费力。使用长存储示波器,可一次捕获完整驱动时序,调试LCD控制器再也不烧脑,下文通过实际案例解析ZDS4054Plus在LCD液晶屏驱动测试中的应用。


LCD控制器、驱动器工作原理


要使LCD的显示文字或图像,需要通过LCD控制器输出RGB数据给LCD驱动器,LCD驱动器就把数据放到缓存中,然后以60帧/秒的速度刷新LCD屏显示。


LCD控制器器通过行信号和列信号的不同组合,实现对每个像素进行控制,这种行扫描(HYNC)信号周期很短(高达40kHz-100kHz),使屏幕上能够显示稳定的图像。


LCD控制器信号时序及工作原理如下:


 图1 TFT显示屏驱动时序图

图1 TFT显示屏驱动时序图


●VSYNC:帧同步信号,表示扫描1帧的开始,一帧也就是LCD显示的一个画面;

●HSYNC:行同步信号,表示扫描1行的开始;

●VCLK:像素时钟信号,每个脉冲填充1个像素点;

●VDEN:数据使能信号,高电平时,填充数据有效;

●VD[23:0]:LCD像素数据输出端口。

●LEND:行结束信号。


以一个1024X768像素的LCD屏为例,完整显示一屏图像的信号,必须包含1个VSYNC周期、768个有效HSYNC周期,每个VDEN高电平包含1024个像素时钟信号。显示出现问题可通过帧同步信号、行同步信号的频率、占空比、延时、每个VSYNC周期包含的HSYNC周期数、VDEN周期包含的VSCLK周期数进行排查。


使用ZDS4054Plus示波器解决LCD显示异常实例


1、图片叠加、重复

●现象:LCD显示上大范围的图像出现错位、叠加或者重复。

●成因:出现这种情况一般不会是行同步或者场同步信号的延时引起的,基本可以排除这方面的影响。可以检查是否存在时序或者时钟频率上存在差异引起的。

●解决方法:碰见这种情况首先应该做的就是先仔细计算DMA传输参数,精确适配行场信号。


 图2 图像叠加、重复时序分析

图2 图像叠加、重复时序分析


如示波器截图所示,各通道对应信号依次为VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信号,分析步骤如下:


1) 由于一帧完整的信号时间通常达到30ms以上,示波器需要调到10ms/div的时基,而VCLK信号频率通常高达48-96MHz,采样率至少得保持500Ms/s,才能对时序进行分析,此时普通示波器无法完整捕获波形。


2) ZDS4054Plus在10ms/div的时基下,依然能够保持1Gs/s采样率,可完美还原波形,配合每通道标配的硬件频率计,可分析各信号频率是否存在异常。


2、图像错位

现象:LCD显示在水平方向发生位移,或者在上面或底部有一条几个像素的彩色、白色或黑色条纹。

成因:一般来说,出现这种情况和帧同步、行同步信号有关,如果是常态异常,可能是初始化参数设置不对,若是偶发异常可能是工作过程中,帧同步、行同步信号收到干扰。

解决方法:检查LCD控制器的行同步与场同步信号的宽度、前后延时、极性的匹配。


 图3 图像错位时序分析

图3 图像错位时序分析


如示波器截图所示,各通道对应信号依次为VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信号,分析步骤如下:


1)  通过全屏测量统计,分析各信号正负脉冲宽度,若VSYNC、VHSYNC脉宽存在异常值,可判断为干扰信号引起的显示异常。

2)  若脉宽正常时,可通过区间测量统计计算周期数,分析各个大小周期信号直接的相互包含关系,检查时序参数。

3)  通过缩放模式以及光标测量,分析各时序信号之间的延时。



关键词:示波器 液晶屏驱动 时序调试    浏览量:486

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