一กลไกทางกายภาพพื้นฐานของการแสดงผลคริสตัลเหลว
หน้าจอรหัสที่แตกหักใช้ TN (twisted nematic) หรือ STN (super twisted nematic) วัสดุคริสตัลเหลวและหลักการแสดงผลของมันขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงมุมบิดของโมเลกุลคริสตัลเหลวภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า เมื่อแรงดันไฟฟ้าเฉพาะถูกนำไปใช้ระหว่าง COM (ขั้วทั่วไป) และ SEG (เทอร์มินัลเซ็กเมนต์) โมเลกุลคริสตัลเหลวจะได้รับการโก่งตัวเปลี่ยนทิศทางโพลาไรเซชันของแสงและแสดงสถานะมืดสว่าง มีคุณสมบัติสำคัญสองประการสำหรับกระบวนการนี้:
ลักษณะการตอบสนองแบบไดนามิก
การบิดของโมเลกุลคริสตัลเหลวต้องใช้เวลา (โดยปกติจะเป็นมิลลิวินาที) และมีเอฟเฟกต์ Afterglow หลังจากที่แรงดันไฟฟ้าถูกลบออก หากอัตราการรีเฟรชต่ำเกินไป Afterglow ของสัญญาณการขับขี่ก่อนหน้านี้ไม่ได้จางหายไปและสัญญาณการขับขี่ใหม่มาถึงส่งผลให้การซ้อนทับของ Pixel State เบลอ; หากความถี่สูงเกินไปโมเลกุลคริสตัลเหลวไม่สามารถตอบสนองได้อย่างเต็มที่
ความต้องการการบำรุงรักษาสนามไฟฟ้า
สถานะการแสดงผลของแต่ละพิกเซลขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องระหว่าง com/seg การใช้หน้าจอแบ่ง 4com ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวอย่างแต่ละเทอร์มินัล COM จะดำเนินการเพียง 1/4 ของเวลาในรอบเฟรมเดียว หากความถี่รีเฟรชไม่เพียงพอตัวเก็บประจุจะไม่ถูกชาร์จเต็มและแรงดันตกทำให้เกิดความผันผวนของความสว่างพิกเซล
2, คำจำกัดความทางเทคนิคและข้อ จำกัด ทางวิศวกรรมของอัตราการรีเฟรช
1. ระบบพารามิเตอร์หลัก
วัฏจักรหน้าที่: สัดส่วนของเวลาการนำเข้าร่วมกับวัฏจักรที่สมบูรณ์มักจะเกี่ยวข้องกับจำนวน COM ตัวอย่างเช่นวัฏจักรหน้าที่ของหน้าจอ 4com คือ 1/4 ซึ่งหมายความว่าแต่ละขั้ว COM จะเปิดใช้งานเฉพาะ 25% ของเวลาต่อเฟรม
อคติ: อัตราส่วนของการจัดระดับแรงดันไฟฟ้าขับเคลื่อนส่งผลโดยตรงต่อความคมชัด การกำหนดค่าทั่วไปคือ 1/3 หรือ 1/2 อคติซึ่งจำเป็นต้องจับคู่กับรอบการทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนข้าม
2. ขอบเขตการเลือกความถี่
เกณฑ์ที่ต่ำกว่า: ความถี่วิกฤตที่ดวงตาของมนุษย์รับรู้การสั่นไหวคือประมาณ 60Hz แต่หน้าจอคัตออฟต้องใช้ความถี่สูงกว่าเนื่องจากผลของ Afterglow (มักจะแนะนำให้มากกว่าหรือเท่ากับ 80Hz) โครงการอุปกรณ์การแพทย์บางอย่างครั้งหนึ่งเคยทำให้หน้าจอตรวจสอบสถานีพยาบาลสั่นไหวเนื่องจากการตั้งค่าอัตราการรีเฟรช 40Hz ปัญหาได้รับการแก้ไขหลังจากปรับเป็น 96Hz
ข้อ จำกัด ด้านบน: ความถี่ที่มากเกินไปอาจทำให้เกิด:
ไดรฟ์ใช้พลังงานไฟกระชาก (ตามสัดส่วนกับความถี่)
ความเสี่ยงสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)
การตอบสนองล่าช้าของโมเลกุลคริสตัลเหลว (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ -)
3, การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริงและการแก้ปัญหาของปรากฏการณ์การสั่นไหว
1. อาการทั่วไปของความถี่ไม่ตรงกัน
ความถี่ต่ำวูบวาบ: เมื่อความถี่เฟรมน้อยกว่า 60Hz ตามนุษย์สามารถรับรู้ถึงการสลับความสว่างและความมืดบนหน้าจอทั้งหมด โครงการเทอร์โมสตัทสมาร์ทโฮมในขั้นต้นใช้อัตราการรีเฟรช 32Hz แต่ผู้ใช้รายงานว่าหน้าจอ "หายใจ" ในเวลากลางคืนซึ่งได้รับการแก้ไขหลังจากอัพเกรดเป็น 85Hz
การสั่นไหวในท้องถิ่น: เกิดจากแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เสถียรของชุดค่าผสม COM/SEG ที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่นเครื่องมืออุตสาหกรรมบางอย่างแสดงให้เห็นถึงการกะพริบเป็นประจำในพื้นที่ COM2-SEG5 หลังจากการตรวจจับออสซิลโลสโคปพบว่าค่าที่มีประสิทธิภาพของแรงดันไฟฟ้าของแชนเนลผันผวน 15% หลังจากปรับเครือข่ายตัวต้านทานอคติแล้วมันจะกลับสู่ปกติ
2. ผลกระทบของระบบพลังงาน
ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าทั่วไป (VCOM): ความไม่แน่นอนใน VCOM สามารถเปลี่ยนความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าพิกเซลโดยตรง เมื่ออุปกรณ์เครือข่ายบางตัวขับเคลื่อนโดย USB มันจะกะพริบ หลังจากเปลี่ยนไปใช้แหล่งจ่ายไฟที่ควบคุม LDO อิสระปัญหาก็หายไปและระลอก VCOM ที่วัดได้ลดลงจาก 50MV เป็น 10MV
การชาร์จตัวเก็บประจุไม่เพียงพอ: ในอุณหภูมิต่ำหรือสถานการณ์แรงดันไฟฟ้าต่ำเวลาชาร์จของตัวเก็บประจุคริสตัลเหลวเป็นเวลานาน แผงหน้าปัดรถยนต์บางตัวกะพริบในระหว่างการทดสอบในสภาพแวดล้อม -20 องศา ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยการเพิ่มกระแสไฟไดรฟ์ที่ปลาย com (จาก 2ma เป็น 5ma) และยืดเวลาการชาร์จ (จาก 20 μ s ถึง 40 μ s)
3. การเพิ่มประสิทธิภาพของคลื่นไดรฟ์
การบิดเบือนคลื่นไซน์: รูปคลื่น COM ในอุดมคติควรเป็นคลื่นไซน์มาตรฐาน แต่ในวงจรจริงอาจเกิดการบิดเบือนการตัด เมื่อใช้ STM32 ที่สร้างขึ้น - ในคอนโทรลเลอร์ LCD ในโครงการบางโครงการพบว่าค่าสูงสุดของรูปคลื่นถูก จำกัด ไว้ที่ 2.8V (ในทางทฤษฎี 3.3V) หลังจากแก้ไขการกำหนดค่าการลงทะเบียนเพื่อลบขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าแล้วการสั่นไหวจะถูกกำจัด
การเบี่ยงเบนรอบการทำงาน: รอบการทำงานที่วัดได้ของหน้าจอ 8com บางอย่างคือ 1/6 (ในทางทฤษฎีควรเป็น 1/8) ส่งผลให้การชาร์จของพิกเซลบางส่วนไม่เพียงพอ การติดตามกลับพบว่าเส้น COM ในเค้าโครง PCB มีความยาวไม่เพียงพอ หลังจากปรับการกำหนดเส้นทางรอบการทำงานได้รับการฟื้นฟูเป็น 1/8
4, วิธีการดีบักในการปฏิบัติทางวิศวกรรม
ขั้นตอนการสอบสวนทีละขั้นตอน
การตรวจสอบพารามิเตอร์: ยืนยันว่ารอบการทำงานอคติและความถี่เฟรมสอดคล้องกับข้อกำหนดของหน้าจอ
การตรวจสอบรูปคลื่น: ใช้ออสซิลโลสโคปเพื่อตรวจจับรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว COM/SEG และตรวจสอบ:
เสถียรภาพความถี่ (ความผันผวน<1%)
ความแม่นยำรอบการทำงาน (ข้อผิดพลาด<5%)
แอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้า (ภายในช่วงสเปค)
การทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม: ตรวจสอบภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงเช่นอุณหภูมิต่ำ (-20 องศา), อุณหภูมิสูง (+70 องศา) และแรงดันไฟฟ้าต่ำ (2.7V)
2. การวิเคราะห์กรณีทั่วไป
กรณีที่ 1: จอภาพพื้นของลิฟต์บางตัวกำลังกระพริบ
ปรากฏการณ์: มุมบนขวาของหมายเลขพื้น "3" กะพริบ
การวินิจฉัย: โดยการค้นหาส่วนควบคุม COM3-SEG2 ผ่านตารางความจริงออสซิลโลสโคปตรวจพบว่าค่าแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพของช่องนี้ต่ำกว่าช่องอื่น ๆ 0.5V
วิธีแก้ปัญหา: ปรับตัวต้านทานตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ปลาย SEG2 (จาก 10K Ωเป็น 8.2K Ω) เพื่อให้ตรงกับแรงดันไฟฟ้า
กรณีที่ 2: เครื่องวัดน้ำอัจฉริยะพร้อมแสงไฟกระพริบ
ปรากฏการณ์: แบ็คไลท์และจอแสดงผลดิจิตอลสั่นไหวแบบซิงโครนัส
การวินิจฉัย: พบว่าแหล่งนาฬิกาแอลซีดีของ MCU และนาฬิกาแบ็คไลท์ PWM แบ่งปัน oscillator คริสตัลเดียวกันทำให้เกิดการรบกวนฮาร์มอนิก
วิธีแก้ปัญหา: สลับแหล่งนาฬิกา LCD เป็น RC oscillator ภายในเพื่อแยกเส้นทางการรบกวน
