LED顯示屏的結構及工作原理

一、LED顯示屏的主要構成(以較為復雜的同步全彩屏為例)

1、金屬結構框架,其作用是構成內框架，搭載顯示單元板或模組等各種電路板以及開關電源

2、顯示單元：是LED顯示屏的主體部分，由LED燈及驅動電路構成。戶內屏就是各種規格的單元顯示板，戶外屏就是模組箱體。

3、掃描控制板：該電路板的功能是數據緩沖，產生各種掃描信號以及占空比灰度控制信號。

4、開關電源：將220V交流電變為各種直流電提供給各種電路。

5、傳輸電纜：主控儀產生的顯示數據及各種控制信號由雙絞線電纜傳輸至屏體。

6、主控制儀：將輸入的RGB數字視頻信號緩沖，灰度變換，重新組織，并產生各種控制信號。

7、專用顯示卡及多媒體卡：除具有電腦顯示卡的基本功能外還同時輸出數字RGB信號及行，場，消隱等信號給主控儀。多媒體除以上功能外還可將輸入的模擬Video信號變為數字RGB信號(即視頻采集)。

8、電腦及其外設

二、主要功能模塊分析

1、視頻播出

通過多媒體視頻控制技術和VGA同步技術，可以方便地將多種形式的視頻信息源引入計算機網絡系統，如廣播電視和衛星電視信號、攝像視頻信號、錄像機VCD視頻信號、計算機動畫信息等，因而可以實現下列功能：

支持VGA顯示，顯示各種計算機信息、圖形、圖像。

支持各種輸入方式；支持PAL、NTSC等各種制式。

實時顯示彩色視頻圖像，實現現場轉播。

轉播廣播電視、衛星電視及有線電視信號。

電視、攝像、影碟等視頻信號的即時播放（VCR、VCD、DVD、LD）。

具有同時播放左右不同比例的畫面及文字的功能

2、計算機播出

圖文特技顯示功能：具有對圖文進行編輯、縮放、流動、動畫功能。

顯示各種計算機信息、圖形、圖像及2、3維計算機動畫并疊加文字。

播出系統配有多媒體軟件，可以靈活輸入及播出多種信息。

有多種中文字體和字型可供選擇，同時還可輸入英文、西班牙文、法文、德文、希臘文、俄文、日文等多種文字。

有多種播出方式，如：單/多行平移、單/多行上/下移、左/右拉、上/下拉、旋轉、無級縮放等。

通知、通告、公告和新聞的編輯、和播放即時發布，并有多種字體供選擇。

3、網絡功能

配有標準網絡接口，可與其它標準網絡連網（信息查詢系統、市政宣傳網系統等）。

采集播出各數據庫實時數據，實現遠程網絡控制。

通過網絡系統可以進入Internet網

具有聲音接口，可接入音頻設備，達到聲像同步。

4、屏幕控制機

屏幕控制機控制其對應的顯示屏顯示效果。它可以自動運行一個不斷循環的程序，根據給定的節目單去服務取得相關的顯示數據，也可以人工干預，產生屏幕上的顯示效果。屏幕上像素和屏幕控制機顯示器相應區域上的像素——對應，直接映射。

通過屏幕控制機可以手動調節顯示屏的亮度，選擇適合當前環境的灰度非線性校正數據，屏幕控制機也可以通過網絡系統根據環境亮度自動調節顯示屏亮度和選擇不同的灰度非線性校正數據。

通過屏幕控制機可以調節圖像顯示的對比度、色度等。屏幕控制機將要顯示的信息傳送到視頻處理和控制單元進行視頻處理。

5、視頻處理和控制單元

視頻處理和控制單元完成顯示數據的圖像處理，這些處理包括：

第二級灰度非線性校正，可以自動或手動調節。

自動或手動無級亮度調節。

灰度級控制系統可以控制顯示屏顯示每基色各8位的24位數據，即各基色256級灰度。

圖像降噪處理，保證圖像更加干凈和平滑。

圖像增強技術，圖像邊緣增強技術。

運動補償技術，色度調節功能。

6、視覺處理

在系統中，可以分別調整單個模組每基色的亮度，調整色平衡，基本消除馬賽克現象，所有模組和顯示模塊亮度一致性好，單色顯示無視覺差。

視頻處理和控制單元將處理好的顯示信息傳送到通信模塊以便長距離傳送到顯示屏上。

7、通信模塊

通信模塊保證屏幕控制機的顯示內容準確無誤地長距離傳輸到顯示屏上。通信模塊對傳輸的信息進行編碼解碼處理，進行長距離傳輸和接收數據處理。通信模塊將顯示信息傳送到數據分配和掃描單元上。

三、顯示屏主要工作原理

LED顯示屏通常由主控制器、掃描板、顯示控制單元和LED顯示屏體組成，主控制器從計算機顯示卡獲取一屏各像素的各色亮度數據，然后分配給若干塊掃描板，每塊掃描板負責控制LED顯示屏上的若干行（列），而每一行（列）上的LED顯示信號則用串行方式通過本行的各個顯示控制單元級聯傳輸，每個顯示控制單元直接面向LED顯示屏體。 主控制器所作的工作，是把計算機顯示是配卡的信號轉換成LED顯示屏所需要的數據和控制信號格式 。 顯示控制單運的作用，和圖像顯示屏的情況類似，一般由帶有灰度級控制功能 的移位寄存器鎖存器構成。只是視頻LED顯示屏的規模往往更大，所以應該使用集成規模更大的集成電路。 掃描扳所起的作用正所謂承上啟下，一方面它接受主控制器的視頻信號，另一方面把屬于本級數據傳送給自己的各個顯示控制單元，同時還要把不屬于本級的數據向下一個級聯的掃描扳傳輸。視頻信號和LED顯示數據，在空間、時間、順序等各方面的差別，都需要有掃描板來協調。