Принцип роботи LCD-монітору Acer AL 532 на рівні схеми електричної принципової

 

 

Схема електрична принципова LCD-монітору Acer AL 532зображена на кресленні ДТЗЕ. НДЕ 5.05010201 КПЭ3.

Рассмотрим принцип работы основных узлов монитора по принципиальной схеме.

2.4.1 Блок живлення

В составе этого узла - сетевой адаптер АС/DС, конверторыDC/DC и конвертор DC/AC для питания ламп подсветки LCD-панели.

Конверторов DC/DC в схеме три. Первый из них на элементах U9 и U11 (чертеж 1) формирует из постоянного напряжения 12 В, поступающего от сетевого адаптера АС/DС (на принципиальной схеме отсутствует), стабилизированное напряжение 5 В (VСС). Это напряжение используется для питания микроконтроллера U2, звукового процессора U14, микросхемы ЭСППЗУ U13 и других узлов.

Конвертер построен на основе интегрального импульсного DC/DC-конвертора AIC1578. Назначение выводов микросхемы приведено в таблице 2.2 обґрунтування елементної бази.

Микросхема работает на частоте 90...250 кГц, имеет высокий КПД (до 95%), низкий потребляемый ток (в статическом режиме - 90 мкА, в режиме энергосбережения — 8 мкА) и широкий диапазон входного напряжения (4...20 В). Тотемный (Push-Pull) выходной каскад микросхемы (вывод 6) позволяет подключить в качестве силового ключа как полевой MOSFET-транзистор с Р-каналом, так и биполярный NPN-транзистор. В данном случае используется первый вариант - полевой транзистор U9. Выходное напряжение микросхемы (вывод 2) определяется размахом импульсов обратной связи на выводе 4 микросхемы, которые формируются делителем R46 R55 и определяется по формуле:

U_OUT = 1.22 х (R46+R55)/R55 (2.1)

Вход включения/выключения микросхемы (вывод 3) не используется. На него подается высокий потенциал с делителя R48 R49, подключенного к напряжению 12 В.

Для питания графического контроллера U8, интерфейса LVDS и микросхемы ЭСППЗУ U1 необходимо напряжение 3,3 В. Это напряжение (два канала) формируется микросхемами U7 (AIC1084-33M) и U12 (AIC1720-3.3), которые представляют собой линейные стабилизаторы семейства LDO (Low Drop Out) с низким падениемнапряжения на выходном транзисторе. Микросхемы отличаются только нагрузочной способностью: у микросхемы AIC1084-33M выходной ток - до 5 А, а у AIC1720-3.3 - до 100 мА. Стабилизаторы имеют узлы защиты от перегрева, токовой защиты и защиты от превышения входного напряжения.

DC/AC-конвертор типа PLCD2615404 фирмы Emax используется для питания двух ламп подсветки LCD-панели (чертеж 2). Он формирует из постоянного напряжения 12 В переменное на­пряжение 500...650 В частотой около 50 кГц (два канала). Собственно конверторы представляют собой двухтактные автогенераторы на транзисторах Q3, Q4 (Q5, Q6 - 2-й канал) и трансформаторе РТ1 (РТ2 - 2-й канал). В базовые цепи транзисторов включены обмотки самовозбуждения 1-6 трансформаторов РТ1 и РТ2. С вторичных обмоток 7-11 трансформаторов снимаются напряжения прямоугольной формы и через развязывающие цепи и разъемы CN2 и CN3 подаются на лампы подсветки. Для питания автогенераторов служит двухканальный ШИМ регулятор на элементах U1, Q1, Q8, Q9 (Q2, Q11, Q8 - 2-й канал). Микросхема U1 типа FP1451 (аналог TL1451 фирмы TEXAS INSTRUMENTS) питается напряжением 10...12 В (вывод 9) через транзисторный ключ Q10 Q12, управляемый сигналом LCD_VBL_A с выводом 143 контроллера U8. Рабочая частота ШИМ регулятора определяется элементами С8 и R14; подключенными к выводам 1 и 2 микросхемы (составляет около 200 кГц), а длительность выходных импульсов на выводах 7 и 10 (т. е. выходное напряжение, а значит и яркость подсветки) определяется регулирующим напряжением. Оно складывается из напряжения обратной связи., формируемого цепью R1 D2 D5 R11 С5 С6 R41 (R2 D3 D6 R12 С9 С10 R42 - 2-й канал), и напряжением на контакте 4 разъема CN1 (CN5 - на чертеж 2), которое формирует интегратор на микросхеме U5A из импульсного сигнала PWMD_A.

DC/AC-конвертор питается напряжением 12 В, которое поступает через контакт 1 разъема CN1 непосредственно с выхода сетевого адап­тера.

2.4.2 Вузол синхронізації

Этот узел входит в состав графического контроллера U8 (MASCOT V). Раздельные синхросигналы HS и VS с контактов 4 и 5 интерфейсного разъема JP2 (чертеж 3) через буферные элементы U10 подаются на вход узла - выводы 38 и 39 U8. Если синхросигнал композитный (по каналу Green - SOG), то он с контакта 11 J2 подается на вывод 40 U8.

В зависимости от наличия и частоты этих сигналов узел синхронизации микросхемы U8 формирует соответствующие управляющие и синхросигналы для всех узлов монитора.

2.4.3 Схема керування

В схеме используется 8-разрядный микроконтроллер W78E62B (U2) фирмы Winbond (чертеж 4). В виду того, что основную нагрузку в схеме несет графический контроллер, функции микроконтроллера достаточно ограничены.

Он обеспечивает интерфейс пользователя, индикацию режимов работы и реализацию стандарта Plug and Play. Работа микросхемы синхронизируется внутренним кварцевым генератором (11,0592 МГц). Для сброса всех узлов микроконтроллера в исходное состояние служит схема сброса ТU2. Регулировка параметров изображения осуществляется с помощью экранного меню (OSD). Для доступа и управления схемой OSD служат четыре кнопки, расположенные на передней панели монитора. В составе микроконтроллера имеются два цифровых интерфейса. Для хранения информации о конфигурации монитора служит микросхема энергонезависимой памяти (ЭСППЗУ) U13 (чертеж 3), а все параметры пользователя сохраняются в микросхеме U1, подключенной к одному из интерфейсов микроконтроллера (выводы 8, 9). По этому же интерфейсу происходит обмен данными с графическим контроллером U8. К выводам 42, 43 U2через ключи на транзисторах Q1, Q2 подключен двухцветный светодиодный индикатор режима работы монитора.

Для питания микроконтроллера на вывод 44 подается напряжение 5 В.

2.4.4 Тракт обробки відеосигналів

Аналоговые видеосигналы основных цветов с контактов 9, 11 и 13 интерфейсного разъема J2 через согласующие цепи поступают на входы-АЦП - выводы 59, 53 и 47 микросхемы MASCOT V-(чертеж 5).

В состав микросхемы входят стабилизатор напряжения, три широкополосных видеоусилителя, схемы фиксации уровней черного в видеосигналах, трехканальный 8-битный АЦП, интерфейс І²C, схема синхронизации АЦП, схемы масштабирования и LCD-контроллер. Микросхема питается напряжением 3,3 В от DC/DC-конвертера. Опорный уровень 2,5 В для АЦП формируется прецизионным стабилизатором TU3 (TL431) и подается на выводы 43 микросхемы. На выходах АЦП микросхемы формируются 8-битные коды видеосигналов основных цветов, которые поступают для дальнейшей обработки на схему масштабирования.

Для этой модели монитора рекомендуемое разрешение SXGA (1024x768), но кроме этого режима монитор обеспечивает поддерLCDу режимов SVGA (800x600) и VGA (640x480). Для воспроизведения изображений в режимах SVGA и VGA они должны быть подвергнуты преобразованию, которое и выполняет узел масштабирования микросхемы MASCOT V.

Внутренний генератор микросхемы U8 стабилизирован кварцевым резонатором Х2 (12 МГц). Для временного хранения данных микросхема использует внутреннее ОЗУ.

В составе микросхемы присутствует LCD-контроллер, который формирует 8-битные коды видеосигналов основных цветов RGB_(A0...23), RGB_(B0...23) на выводах 81-139 и синхросигналы DІSP_DE, DISP_VSYNC, SHCLK, DISP_HSYNC на выводах 76-79. Сигналы снимаются с выходов микросхемы 7701 и через разъемы CN3, CNA3, CN6 и CNA6 подаются на дешифраторы LCD-панели (чертеж 6). Конструктивно они расположены на самой LCD-панели и их выходы управляют засветкой каждого отдельного пикселя.

Микросхема MASCOT V питается напряжением 3,3 В от стабилизатора U7.

Интерфейс LVDS реализован на микросхеме U3 типа THC63LVDM63A фирмы THine Electronics. Микросхема конвертирует цифровые RGB-сигналы с логическими уровнями CMOS в дифференциальные токовые сигналы, которые снимаются с выводами 34, 35, 38, 39, 40, 41 и подаются на 20-контактный разъем CN1.

Интерфейс LVDS (Low Voltage Differential Signaling) использует дифференциальную передачу сигналов с малыми уровнями. В линию выдается токовая посылка с током 3,5 мА. Нагрузкой линии служат параллельно включенные дифференциальный LVDS-приемник и 100 Ом резистор. Сам приемник имеет высокое входное сопротивление, и основное формирование сигнала происходит на нагрузочном резисторе. При токе линии 3,5 мА на нем формируется падение напряжения 350 мВ, которое и детектируется приемником. При переключении направления тока в линии меняется полярность напряжения на нагрузочном резисторе, формируя состояния логического нуля и логической единицы.

2.4.5 Звуковий тракт

Он реализован на микросхеме U14 типа АРА4835 - двухканальном усилителе звуковой частоты с аналоговым управлением (чертеж 7).

При напряжении питания 5 В выходная мощность усилителя при напряжении питания 5 В и нелинейных искажениях не более 10% составляет 2x2,8 Вт на нагрузке 3 Ом и 2x1,5 Вт на нагрузке 8 Ом. Выходные каскады усилителей собраны по мостовой схеме. Управление усилителем — аналоговое. ШИМ сигнал регулировки громкости с выв. 145 U8 интегрируется схемой на элементах R25, С37, U5B и подается на вывод 7 микросхемы. Высокий потенциал на этом выводе соответствует максимальной громкости, а низкий - минимальной. Выключается микросхема высоким потенциалом на вывод 2 (сигнал AUD_ОFF формирует микроконтроллер на выводе 41). При этом потребляемый ток уменьшается с номинального значения 25 мА до 0,7 мкА.

 

Розрахунок надійності

 

 

 

3 ЕКСПЛУАТАЦІЙНИЙ РОЗДІЛ