LED显示屏基本概念知识

为了保证较高的刷新频率和亮度效率，需要选取较为合适的OE打开时间和打散的级 数，从而保证在打散的时间内，送数据的时间小于等于OE反应的时间，从而不会浪 费周期时间和亮度效率。 1、当选取最小OE时间为80ns，在256级的时候进行灰度打散处理。 31个256级灰度
1级灰度 OE时间80ns 2级灰度 OE时间160ns 4级灰度 OE时间320ns 8级灰度 OE时间640ns 256级灰度 256级灰度 256级灰度 256级灰度
话题一 浅谈LED显示屏中刷新频率、灰度和亮度三者之间的关系
1、基本概念的介绍
1、灰度(grey):使用黑色调表示物体。 每个灰度对象都具有从 0%（白色）到 灰度 条100%（黑色）的亮度值。 使用黑白或灰度扫描仪生成的图像通常以灰度显示。 DVI信号为8bits=28,灰度值的范围为0-255，表示亮度从深到浅，对应图像中的颜色为 从黑到白。黑白照片包含了黑白之间的所有的灰度色调，每个像素值都是介于黑色和 白色之间的256种灰度中的一种。 HDMI 1.3规格具有让色彩更生动逼真的色深（Deep Color）技术 ，色深系统支持10、 12及16位的色彩深度（RGB或YCbCr） ，尽管目前具备色深功能的设备普遍都支持12位 的色彩深度，但是具备HDMI 1.3设备的发射器与接收器电路，则必须建置更宽的内部 数据信道，以容纳每组件可达16位的色彩深度。
8级灰度 OE时间560ns
256级灰度 OE时间17920ns
512级灰度 OE时间35840ns
送数据时间 20480ns
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8192级灰度的完整时序图
由MBI5024的时序图可知，灰度主要是由OE控制来实现的。
MBI5024完成最小的OE打开时间为70ns，如果按照OE单位打开时间为70ns计算， 实现8192级灰度的方法如下图所示。
4096级灰度 OE时间286720ns
1级灰度 OE时间70ns
2级灰度 OE时间140ns
4级灰度 OE时间280ns
1级灰度 OE时间80ns 2级灰度 OE时间160ns 4级灰度 OE时间320ns 8级灰度 OE时间640ns 256级灰度 256级灰度 256级灰度 256级灰度
OE时间20480ns OE时间20480ns
OE时间20480ns OE时间20480ns
送数据时间 20480ns
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从上面的数据，我们不难发现每当2n级灰度和2n+1级灰度时过度是一个均匀变化 的过程，这样就保证灰度过度自然平滑。 当最小OE时间为80ns时，f=1252HZ, η =82%。 当最小OE时间为160ns时，f=678.17HZ, η =91.66%。 这就是在灰度等级一定的情况下，我们德普达、诺瓦控制器中选择刷新优先还 是亮度优先的选项。
OE时间20480ns OE时间20480ns
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由上图可知，完成1次8192级灰度的时间为： T总=20480nsX7+ 20480nsX65 =1474560ns。 那么完成8192级的刷新频率为f=1/T总=1/1474560ns=678.17HZ T亮= 160ns+320ns+640ns+1280ns+2560ns+5120ns+10240+20480nsX65=1351520ns η= T亮/ T总=1351520ns/1474560ns =91.66%
由上图可知，完成1次8192级灰度的时间为： T总=20480nsX9+35840ns+71680ns+143360ns+286720ns=721920ns。 那么完成8192级的刷新频率为f=1/T总=1/721920ns=1385.19HZ
当在灰度小于等于256级，送数据的时间大于OE反应的时间，那么控制器需要单独拿出 时间来完成送数据，而实际点亮的时间短。 当灰度大于256级，送数据的时间小于OE反应的时间，那么控制器不需要单独拿出时间 来完成送数据，则实现了完全的亮度显示。 T亮= 70ns+140ns+280ns+560ns+…286720ns=70X8191=573370 亮度的效率为 η= T亮/ T总=573370/721920=79.4% 实现255级灰度所需要的时间T255=20480nsX8=163840ns。 实现256级灰度所需要的时间T256=17920ns。 实现511级灰度所需要的时间T511=20480nsX9=184320ns。 实现512级灰度的时间需要T512=35840ns。 从上面的数据，我们不难发现每当2n-1级灰度到2n级灰度时，时间过度是一个跳变的 过程，这样会造成灰度不均匀，为了保证灰度过度自然平滑，控制器普遍都采用灰度 打散技术的情况来处理,实际处理中控制器会将灰度打散得更厉害。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
送数据时间 20480ns
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重复4次2048级灰度的时序 T总=20480nsX8+20480nsX7 =307200ns。 刷新频率为f=1/T总=1/307200ns=3255.2HZ T亮=80ns+160ns+320ns+640ns+1280ns+2560ns+5120ns+10240+20480nsX7=163760ns η= T亮/ T总=163760ns/307200ns =53.3%
OE时间20480ns OE时间20480ns
OE时间20480ns OE时间20480ns
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由上图可知，完成1次8192级灰度的时间为： T总=20480nsX8+ 20480nsX31 =798720ns。 那么完成8192级的刷新频率f=1/T总=1/798720ns=1252HZ T亮= 160ns+320ns+640ns+1280ns+2560ns+5120ns+10240+20480nsX31=655200ns η= T亮/ T总=655200ns/798720ns =82%
2、当选取最小OE时间为160ns，在128级的时候进行灰度打散处理。 65个128级灰度
1级灰度 OE时间160ns 2级灰度 OE时间320ns 4级灰度 OE时间640ns 8级灰度 OE时间1280ns 128级灰度 128级灰度 128级灰度 128级灰度
OE时间20480ns OE时间20480ns
3、亮度：英文lightness ; brightness，指发光体（反光体）表面发光（反光） 强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到” 的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。亮 度的单位是坎德拉/平方米（cd/m2）或称nits， 亮度是人对光的强度的感受,它 是一个主观的量。与亮度不同的，由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个 量在一般的日常用语中往往被混淆。
2、结合LED显示屏的实际应用
下面以我们A1688的标准箱体来讲解。 模组 HUB板 接口定义
R1 B1 R2 B2 R3 B3 R4 B4 CLK OE G1 GND G2 GND G3 GND G4 GND LAT GND
4口接口 4组数据 静态
我们A1688模组尺寸为256mmX256mm，像素点为16X16,A1688的标准箱体一行有6 个模组，那么每个接口所带的点数为16X16X6=1536点，因为每个接口有4组数据， 每组数据所带的点数为1536/4=384点。 我们常用的MBI5024时钟频率最高可以达到25MHZ,但是由于线路板布线和IC传递有 损耗，实际我们在使用中MBI5024上频时钟通常设置为18.75MHZ。那么传送384个点 的时间为384/18.75M=384X10-6/18.75=20480ns。
实现255级灰度所需要的时间T255=20480nsX8=163840ns。 实现256级灰度所需要的时间T256=20480nsX9=184320ns。 实现511级灰度所需要的时间T511=20480nsX10=204800ns。 实现512级灰度的时间需要T512=20480nsX11=225280ns。
2、刷新频率（refresh frequency ）：图像在屏幕上更新的速度，也即屏幕上的图 像每秒钟出现的次数，它的单位是赫兹（Hz）。刷新频率越高，屏幕上图像闪烁感就 越小，稳定性也就越高，换言之对视力的保护也越好。一般时人的眼睛、不容易察觉 75Hz以上刷新频率带来的闪烁感，因此最好能将您显示卡刷新频率调到75Hz以上。要 注意的是，并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到70Hz以上的刷新频率（这 个性能取决于显示卡上RAMDAC的速度），而且显示器也可能因为带宽不够而不能达到 要求。针对现有的控制系统正常工作模式普遍是在60HZ，所以在显卡设置的时候建议 与控制系统正常工作模式保持一致，以保证画面的稳定性。有些控制系统能够兼容分 辨率为1920X1080 50Hz的信号源，如不能支持此种信号源的控制系统可在前端增加一 个视频处理器转化为控制器能够接受的60HZ信号源。 刷新率就是屏幕每秒画面被刷新的次数，当物体在快速运动时, 当人眼所看到的 影像消失后，人眼仍能继续保留其影像1/24秒=0.042s左右的图像，这种现象被称为 视觉暂留现象。你可以这么理解，看电影时我们看到的其实是一副一副静止的画面， 就象放幻灯片，为什么我们感觉画面在动，那是因为人的眼睛有视觉停留效应，前一 副画面留在大脑中的印象还没消失，紧接着后一副画面就跟上来了，而且两副画面间 的差别很小，一个动作要用很多副画面来显示，这样我们就感觉画面在动了，这一副 一副的更换画面，就是在刷新，假设一个动作由20张画面完成，我们看上去就有点象 动画片，而这个动作增加到30张的话，看上去就自然多了，这就是刷新率。就像我们 小时候经常玩得两面扇一个原理，一面是马，另一面是人，当转动速度很快的时候， 人眼就看到人就骑在马上了。
4、发光强度：英文luminous intensity，简称光强，国际单位是candela（坎 德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。1cd即1000mcd是指单色光源（频率 540X10ˇ12HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为 （1/683）瓦特/球面度））的单位立体角内发出的发光强度。
由于进行了4次2048级的灰度表现，等于重复了4次低灰的情况，这样必然需要损失 亮度的效率。 为了提高亮度效率，选取合适的最小OE打开时间，打散的级数以及重复灰度表现次 数，以达到整体显示效果的平衡。
控制器现在为了提高刷新的频率，如完成8192级的灰度，把整个灰度进一步打散，变为 实现4次2048级的灰度，这样刷新频率也就提高了4倍，这也就是我们软件设置里面分频 数设置。据了解现在灵星雨系统最小能够打散到256级灰度，这样就大大的提高了刷新 频率，正如我们A1688的规格书上面标准箱体3840HZ的刷新频率，8192级的灰度等级。 7个256级灰度
实现255级灰度所需要的时间T255=20480nsX8=163840ns。 实现256级灰度所需要的时间T256=20480nsX9=184320ns。 实现511级灰度所需要的时间T511=20480nsX10=204800ns。 实现512级灰度的时间需要T512=20480nsX11=225280ns。