جلسه هفتم

LCD

مخفف عبارت Liquid Crystal Display می باشد. معنای آن صفحه نمایش کریستال مایع می باشد.

کریستال های مایع موادی هستند که خواصی بین مایع و جامد دارند. کریستال های مایع به دما حساس هستند و با اندکی حرارت تبدیل به مایع می شوند و با اندکی سرما به حالت اولیه خود بر می گردند. دسته ای از کریستال های مایع هستند که نسبت به جریان الکتریسیته حساس هستند طوری که ملکول های آن در اثر اعمال ولتاژ تغییر زاویه می دهند. نکته جالب این است که وقتی نور وارد کریستال مایع می شود پلاریزاسیون یا قطبیت نور هم جهت با ملکول های کریستال مایع تغییر می کند.

ساختار LCD

در ساخت LCD چند مورد اهمیت دارد.

• منبع نور
  • در ابتدا نور توسط منبع نور تابش می شود. منبع نور به دو طریق ایجاد می شود.
    • CCFL یا Cold Cathode Fluorecence Lamp که همان لامپ های فلورسنت (مهتابی) می باشند.
    • LED یا Light Emitting Diode
• پلاریزه کردن نور
• از دو صفحه پلاریزه افقی و عمودی تشکیل شده است.
  • صفحه پلاریزه افقی بعد از منبع نور قرار می گیرد و نور را پلاریزه می کند. نور پلاریزه شده وارد کریستال مایع می شود.
  • صفحه پلاریزه عمودی بعد از منبع نور قرار می گیرد و نور ها را بصورت عمودی پلاریزه می کند. صفحه پلاریزه عمودی بعد از فیلتر های رنگی RGB قرار می گیرد و به نور های رنگی که هم جهت با جهت پلاریزاسیون این صفحه باشد اجازه عبور می دهد.
• کریستال مایع بین دو صفحه پلاریزه افقی و عمودی قرار می گیرد. ملکول های کریستال مایع بوسیله الکترود هایی (ماده‌ای رسانا است که از یک سو به بخش فلزی و از سوی دیگر به بخش غیرفلزی مدار الکتریکی متصل شده و بین آنها ارتباط برقرار می کند) تحریک می شوند و ولتاژ اعمال شده به کریستال باعث می شود که قطبیت نور در راستای جابجایی ملکول های کریستال مایع تغییر کند و به لایه فیلتر های رنگی RGB برسد.
• برای تشکیل 1 پیکسل نیاز به داشتن 3 ساب پیکسل داریم. هر ساب پیسکل یک رنگ (RGB) به خودش می گیرد و در پایان ترکیب 3 ساب پیکسل یک پیکسل را ایجاد می کند.
• نور رنگی در پایان به LCD می رسد و پیکسل ها روشن می شوند.
• لایه کریستال مایع
• فیلتری متشکل از رنگ های RGB
• صفحه LCD

اما واقعا چه اتفاقی در یک کریستال مایع می افتد.

به شکل زیر توجه کنید.

در ابتدا ملکول های کریستال مایع تحریک نمی شوند. نور از سمت راست به صفحه پلاریزه افقی تابیده می شود.

اشعه های نور هم جهت با ملکول های کریستال مایع از پلاریزه افقی در مبدا تغییر قطبیت می دهند و دارای پلاریزه عمودی می شوند.

در نتیجه نور تابیده شده که قطبیت آن از افقی به عمودی تغییر کرده است، از صفحه پلاریزه عمودی در انتهای مسیر خارج می شوند و صفحه پایانی را روشن می کنند.

حال اگر به دو سر کریستال مایع ولتاژ اعمال کنیم چه اتفاقی می افتد.

به شکل زیر توجه کنید.

مشاهده می شود که با اعمال ولتاژ به کریستال مایع قطبیت ملکول های آن تغییر یافت. حال به صفحه پلاریزه افقی نور تابیده می شود.

در نتیجه نور تابیده شده به صفحه پلاریزه عمودی در انتهای مسیر برخورد می کند (نور دارای پلاریزه افقی و صفحه دارای پلاریزه عمودی است) و نمی تواند صفحه پایانی را روشن کند.

نکته

بنابراین براحتی می توان کریستال مایع را در معرض جریان الکتریسیته قرار داده و نور را از آن عبور داد و می توان با قرار دادن فیلتر رنگی قبل از صفحه پلاریزه آخری پیکسل های رنگی مورد نظر را ایجاد کرد. دقت کنید که تمام سناریوی بالا برای یک ساب پیکسل انجام می شود. در تکنولوژی رنگ ها در LCD و جاهای دیگر همیشه 3 رنگ اصلی آبی و قرمز و سبز داریم و از ترکیب این رنگ ها است که رنگ های دیگر ساخته می شوند. حال اگر ولتاژ اعمالی در این سناریو برای رنگ قرمز بود در نتیجه همین سناریو با ولتاژ های مناسب برای رنگ های آبی و سبز نیز انجام می شود.

بنابراین در تکنولوژی LCD سه ساب پیکسل با رنگ های RGB داریم و بعد از ساخت ساب پیکسل های رنگی از ترکیب سه رنگ ایجاد شده در 3 ساب پیکسل رنگ یک پیکسل مشخص می شود.

و در پایان تمام پیکسل ها بدین صورت ساخته می شوند.

نکته

ویدیوی این سناریو را از این لینک دریافت کنید.

نکته

شکل زیر گویای سناریوی بالا می باشد.

• در سمت چپ به کریستال مایع ولتاژ اعمال نشده است و نور های تابیده شده در کریستال مایع هم جهت با ملکول های کریستال مایع تغییر قطبیت داده اند و از صفحه پلاریزه عمودی در انتها خارج شده است.
• در سمت راست به کریستال مایع ولتاژ اعمال شده است و نور به صفحه پلاریزه عمودی در انتها برخورد کرده است.

انواع LCD

• Passive Matrix
  • نوع ساده ای از شبکه ماتریسی می باشد که برای فراهم کردن شارژ (اعمال ولتاژ به) یک پیکسل خاص استفاده می شود. نوعی از آدرس دهی پیکسل‌ها در صفحه‌نمایش که در آن پیکسل‌ها به هم وابسته هستند و تا زمان نوسازی دوباره، همگی در همان حالت باقی می‌مانند.
• Actice Matrix
• از لایه TFT برای شارژ (اعمال ولتاژ به) یک پیکسل خاص استفاده می شود که باعث می‌شود هر پیکسل از دیگر پیکسل ‌ها مستقل باشد.

Passive Matrix

سیستم کاری این روش ساده است. این روش از یک الگوی ماتریسی استفاده می کند. در ساخت این نوع LCD ها از دو لایه شیشه ای ماتریسی استفاده می شود. یکی از لایه ها مسئول ستون ها و لایه دیگر مسئول سطر ها می باشد. سطر ها و ستون ها طبق الگوی ماتریسی به مدارات مجتمع در بورد LCD وصل می شوند. سپس این الگوی ماتریسی درون کریستال مایع قرار می گیرد.

برای روشن کردن یک پیکس خاص IC تصویر در بورد RGB که اطلاعات کاملی از مختصات پیکسل مربوطه دارد، ولتاژی (مثبت) را به ستون صحیح ارسال می کند سپس در لایه سطر ها Ground (منفی) در سطر صحیح فعال می شود و بدین ترتیب سطر و ستون در یک نقطه همدیگر را قطع می کنند و در نتیجه ولتاژ را از ملکول های کریستال مایع عبور داده و کریستال در آن پیکسل خاص باز یا UnTwist می شود.

مشکلاتی که در روش Passive Matrix ایجاد می شود به موارد زیر بر می گردد.

• عدم کنترل دقیق ولتاژ
  • زمانی که به یک پیکسل خاص ولتاژی اعمال می شود تا کریستال باز شود، پیکسل های اطراف نیز تحت تاثیر قرار می گیرند و تا اندازه ای باز می شوند. بنابراین تصویر دارای کنتراست و روشنایی کمتری می شود.
• زمان پاسخ آرام
• اگر اشاره گر موس را حرکت دهید ردی از موس را مشاهده می کنید چون زمان Refresh تصویر کمی طول می کشد.

اما این مشکلات در روش Actice Matrix برطرف شده است.

Active Matrix

برای برطرف کردن عیب های روش Passive Matrix از لایه TFT مخفف Thin Film Transistor در ساخت LCD ها استفاده شده است. با داشتن یک ترانزیستور و خازن در هر ساب پیکسل می توان مطمئن شد پیکسل های اطراف تحت تاثیر اعمال ولتاژ قرار نخواهند گرفت.

لایه TFT یک لایه ای شیشه ای از ترانزیستور ها و خازن ها هستند. برای آدرس دهی یک پیکسل خاص سطر مناسب روشن شده (منفی) سپس ولتاژ (مثبت) بر ستون صحیح اعمال می شود. از آنجایی که تمام سطرهای دیگری که با آن ستون در تماس اند خاموش هستند تنها خازنی که در پیکسل مورد نظر قرار دارد ولتاژ را دریافت می کند. خازن قادر به نگهداری ولتاژ تا دو Refresh بعدی می باشد و اگر به اندازه کافی میزان ولتاژ اعمال شده به پیکسل مورد نظر را کنترل کنیم می توانیم کریستال را به اندازه کافی باز کنیم تا نور از آن عبور کند.

نکته

LCD ای که قادر به نمایش رنگ باشد باید دارای سه زیر پیکسل با فیلترهای رنگی قرمز, سبز و آبی برای ساخت هر کدام از پیکسل های رنگی باشد. تحت کنترل دقیق و تنوع ولتاژ اعمالی, شدت هر یک از زیر پیکسل ها بین 256 سایه گوناگون است. ترکیب زیر پیکسل ها جعبه رنگی با 16.8 ملیون رنگ (256 سایه از رنگ قرمز * 256 سایه از رنگ سبز * 256 سایه از آبی) را می سازد. این رنگ ها نیاز مند تعداد زیادی ترانزیستور و خازن هستند. برای مثال کامپیوتر تاشو شفافیت 1024*768 را پشتیبانی می کند. اگر ما 1024 ستون را در 768 سطر در 3 زیر پیکسل ضرب کنیم به 2,359,296 ترانزیستور و خازن می رسیم که بر روی شیشه قرار گرفته است! اگر مشکلی در رابطه با هر یک از این ترانزیستورها پیش آید یک "پیکسل بد" بر روی صفحه نمایش ایجاد می کند. اکثر Active Matrix ها تعدادی پیکسل بد که بر روی صفحه نمایش پخش شده اند دارند.

نکته

ویدیوی روش Active Matrix را از این لینک دریافت کنید.

نکته

معمولا نرخ Refresh تصویر LCD برابر 60 هرتز می باشد. نرخ 60 هرتز به این معنی است که یک پیکسل در ثانیه 60 بار رفرش می شود. یعنی هر ثانیه 60 بار باید پیکسل تحریک (اعمال ولتاژ) شود تا رنگ نهایی ایجاد شود.

مزایای استفاده از LCD

• بسیار فشرده و سبک
• مصرف انرژی کمتر
• عدم اعوجاج هندسی
• امکان داشتن پرش کمتر یا نداشتن پرش بدلیل وجود تکنولوژی backlight
• تصاویر واضح بدون لکه در رزلوشن اصلی
• ساطع کردن تابش الکترومغناطیسی کمتر در مقایسه با CRT
• بدون مشکل سوختن تصویر
• امکان ساخت در هر اندازه و شکل
• نبود محدودیت رزلوشن از نظر تئوری
• اثر ماسکینگ
• امکان نمایش از اطلاعات از طریق DVI و HDMI بدون نیاز به تبدیل به آنالوگ 
  امکان ساختن در ابعاد بزرگ، سبک و هزینه کمتر
• بسیار نازک تر در مقایسه با CRT
• معمولا هیچ پرشی در Refresh-Rate وجود ندارد.
• بسیاری از مانیتورهای LCD از طریق یک منبع خارجی 12 ولت تغذیه می شوند که باعث می شود این نمایشگر ها را با کابل مناسب بتوان به خروجی کامپیوترها متصل کرد.

معایب استفاده از LCD

• زاویه دید محدود، باعث می شود که رنگ، اشباع و روشنایی و کنتراست در زوایای دید مختلف، متفاوت باشند.
• روشنایی پس زمینه ناهموار که باعث اعوجاج روشنایی می شود به خصوص در گوشه ها.
• بدلیل زمان پاسخ زیاد، دچار لکه و اثر روح بر روی صفحه نمایش در هنگام نمایش اجسام متحرک می شوند. (زمان پاسخ بزرگتر از 8 میلی ثانیه)
• در سال 2012، بیشتر نورهای پس زمینه استفاده شده در LCD ها از PWM برای تیره کردن نمایشگر استفاده می کنند که باعث پرش واقعی بییشتری از CRT در نرخ رفرش 85 هرتز می شود. متاسفانه بیشتر مردم نمی دانند که درد چشم هایشان در نتیجه اثر نامرئی PWM می باشد.
• فقط یک رزلوشن اصلی را می توانند دارا باشند. نمایش رزلوشن های دیگر باعث مشکلات تاری و عدم وضوح می شود.
• عمق تصویر ثابت
• تاخیر ورودی
• وجود پیکسل مرده یا گیر کرده
• عدم طراحی برای تعویض راحت منبع نور پس زمینه
• افت کنتراست در محیط با دمای بالا
• نمایش ضعیف در زیر نور مستقیم خورشید

نکته

در اینجا می خواهیم کمی از تکنولوژی های قبل (CRT) و بعد (LED و OLED) صحبت کنیم.

تکنولوژی CRT

اولین نسل نمایشگر‌هایی که به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفت، نمایشگر‌هایCRT مخفف Cathode Ray Tube بودند که از لوله پرتو کاتدی برای آشکارسازی تصاویر استفاده می‌کردند مانند تلویزیون‌ها و مانیتور‌های قدیمی که امروزه تقریبا منسوخ شده است.

يك مانيتور CRT قديمي از يك لوله به شكل WH استفاده ميكند كه شبيه يك بطري شيشه اي بزرگ است. سه تفنگ الكتروني در سمت باريك آن قرار دارند که الكترون ها را به سمت صفحه بزرگ مسطحي كه در برابر تماشاگر قرار دارد شليك مي كنند.

در داخل صفحه اي كه ما به آن نگاه مي كنيم بوسيله لايه نازكي از فسفر به صورت نقطه اي پوشانده شده است. آنها در گروههاي 3 تايي مرتب شده اند يك قرمز ،يك سبز و يك نقطه فسفري آبي. آنها با يكديگر يك پيكسل را مي سازند. اين نقاط زماني روشن مي شوند كه كه بوسيله الكترونها از طرف تفنگ الكتروني ضربه مي زنند. هر كدام از اين تك نقطه ها بوسيله يك پرتو الكترون ضربه مي خورند. هر چه پرتو الكترون قويتر باشد نقاط نوراني تر مي شوند. آنها شروع به سياه شدن مي كنند اما زماني كه اشعه به تمام قدرت خود رسيد نقاط به رنگ قرمز سبز و آبي در مي آيند. اشعه الكتروني بوسيله ميدان مغناطيسي هدايت مي شود كه به اشعه انحنا مي دهند بنابراين آنها دقيقاً به نقطه مطلوب اصابت مي كنند.

اشعه هاي الكترون به سرعت صفحه نمايش را جاروب مي كنند. هر كدام از سه تفنگ الكتروني بايد بدون وقفه تك نقطه هاي (هر يك از نقطه هاي رنگي به تنهايي) مقصد را از چپ به راست و خط به خط از بالا به پايين اسكن كنند و اين كار را معمولاً 70 تا 85 بار در ثانيه انجام مي دهند. شدت اشعه هر تفنگ الكتروني براي هر تك نقطه مي تواند تنظيم شود تا رنگ نهايي را ايجاد كند. يك صفحه معمولي يك مانيتور CRT مي تواند از 480000 پيكسل كه به آن تصوير 600*800 مي گويند. در هر خط افقي 800 نقطه وجود دارد و 600 خط از بالا تا پايين صفحه مانيتور CRT وجود دارند كه مجموعاً 480000 پيكسل مي شود.

نکته

برای درک تکنولوژی CRT ویدیو های آن را از دو لینک 1 و 2 دانلود کنید.

تکنولوژی LED

مخفف Light Emitting Diods است که برای نوردهی از چراغ‌های LED استفاده می‌کنند. شیوه تولید نور در LED به این صورت است که الکترون‌ ها فضا ‌های خالی انرژی را پر می‌کنند و حین جابه‌جایی بین تراز‌های انرژی، انرژی را به صورت فوتون آزاد می‌کنند. رنگ نور تولید شده از هر یک از چراغ‌های LED به میزان انرژی انرژی فوتون آزاد شده بستگی دارد.  صفحات LED به جای لامپ های فلوئورسنت کاتدی سرد که در صفحات LCD از آن ها استفاده می شود، از نور پس زمینه دیود ساطع کننده نوری استفاده می کنند. پس از به کار بردن لایه TFT در LCD ها، تقریباً در همه‌ی انواع نمایشگر‌ها از این لایه استفاده شد. LED هم از این قاعده مستثنا نیست. از ویژگی‌های نمایشگر‌های LED می‌توان به کیفیت تصویر بهتر نسبت به LCD، کنتراست دینامیک، باریک بودن، طیف رنگی گسترده به دلیل استفاده از چراغ‌های LED، آلودگی زیست محیطی کمتر و طول عمر بیشتر نسبت به LCD اشاره کرد. البته LED ها گرانتر از LCD هستند.

تکنولوژی OLED

یکی از انواع LED، نمایشگر‌ OLED مخفف Organic compounds LED است. البته تفاوت‌هایی دارند اما اساس کار آن‌ ها یکسان است. در نمایشگر‌های OLED از یک لایه ترکیبات آلی (ترکیبات هیدروکربن دار) استفاده می‌شود و بر خلاف LCD و LED که به نور پس زمینه احتیاج دارند، OLED به این نور نیاز ندارد چرا که هر پیکسل خودش به طور مستقل نور تولید می‌کند. یکی از مزیت‌های OLED این است که رنگ مشکی حقیقی را نشان می‌دهد. در نمایشگر‌های LCD و LED ، یک نور پس زمینه کلی از پشت به همه‌ی پیکسل‌ها تابیده می‌شود و پیکس‌ها رنگ تولیدی خود را روی آن رنگ پس زمینه قرار می‌دهند. وقتی قرار است رنگ مشکی در این نمایشگرها نشان داده شود، علاوه بر نور پس زمینه، پیکسل ‌ها رنگ مشکی را هم تولید می‌کنند و وقتی این دو نور با هم ترکیب می‌شوند، رنگی نزدیک به مشکی تولید می‌شود. به همین دلیل است که در LCD و LED هیچ وقت رنگ مشکی، خالص نیست. اما در OLED به هنگام نمایش رنگ مشکی، پیکسل‌ها به طور هوشمند خاموش می‌شوند تا اینگونه علاوه بر نمایش رنگ مشکی حقیقی و خالص، مصرف انرژی هم تا حد زیادی کاهش پیدا کند. برآورد شده که در آینده ساخت نمایشگر‌های OLED کم هزینه خواهد بود و جایگزین LCD و LED خواهند شد. وزن کم، انعطاف پذیری، باریک بود، زاویه دید بالا، روشنایی زیاد، مصرف انرژی کم و سرعت پاسخگویی سریع از ویژگی‌های OLED ها است.

مدار LCD

از اجزای زیر تشکیل شده است.

• بورد پاور
• بورد RGB
• بورد LCD
• بورد پنل
• بورد پاور LCD

به شکل زیر توجه کنید.

بورد پاور LCD

بورد پاور LCD از قسمت های زیر تشکیل شده است.

• مدار قدرت
• مدار RLC
• مدار سوئیچینگ
• مدار خروجی
• مدار Inverter

نکته

در LCD های امروزی مدار پاور LCD حذف شده است و به جای آن از آداپتور استفاده می شود و آداپتور است که ولتاژ LCD را فراهم می کند.

مدار قدرت

به شکل زیر توجه کنید.

مدار قدرت LCD مانند مدار قدرت پاور کیس می باشد. ابتدا برق 220 ولت شهری وارد مدار می شود. ولتاژ وارد فیوز و مقاومت NTC می شود سپس وارد مدار RLC می شود سپس ولتاژ متناوب AC توسط پل دیود 4 پایه ای کاملا یکسو می شود. ولتاژ یکسو شده وارد خازن ورودی بزرگ می شود و تبدیل به ولتاژ 300 ولت DC می شود.

مدار RLC

به شکل زیر توجه کنید.

مدار RLC شامل مقاومت و خازن و سلف است که بصورت موازی یا سری به هم وصل شده اند. مدار RLC یک مدار نوسان ساز می باشد ولی از آنجایی که فرکانس برق شهری (50Hz) مقداری ثابت است معمولا از مدار پاور حذف می شود. این مدار کاربردهای زیادی دارد. مثلا در گیرنده های رادیویی و تلویزیون و مدارهای تشدیدگر به کار می رود. همچنین از این مدار می توان به عنوان فیلتر بالاگذر یا فیلتر پایین گذر یا فیلتر میان نگذر استفاده کرد.

مدار سوئیچینگ

به شکل زیر توجه کنید.

مدار سوئیچینگ LCD مانند مدار سوئیچینگ پاور می باشد. فت به کمک آی سی در مدار سوئیچینگ ولتاژ 300 ولت DC خازن بزرگ را به یک ولتاژ متناوب با فرکانس بالا AC تبدیل می کند. ولتاژ خروجی از فت وارد ورودی ترانس کاهنده مدار خروجی می شود.

مدار خروجی

به شکل زیر توجه کنید.

مدار خروجی LCD مانند مدار خروجی پاور کیس می باشد. ولتاژ فرکانس بالا وارد ترانس کاهنده می شود و ولتاژ های لازم در خروجی ترانس تامین می شوند. ولتاژ های متناوب خروجی وارد دیود شاتکی شده و یکسو می شوند سپس خازن های مدار خروجی ولتاژ های یکسو شده را صاف و DC می کنند سپس سیم های مدار خروجی ولتاژ های مدار RGB و بورد LCD را تامین می کنند.

نکته

اصطلاحا مدار خروجی پاور LCD را مدار 5 ولتی (ولتاژ آی سی های مدار RGB) نیز می نامند در حالی که ولتاژ های دیگری نیز در سیم های خروجی وجود دارد.

مدار Inverter

اينورتر يك دستگاه الكتريكي است كه مي تواند جريان مستقيم (DC) را به جريان متناوب (AC) تبديل كند. با استفاده از ترانسفورماتورها ، سوئيچ ها و مدارات كنترل، AC تبديل شده مي تواند هر مقدار ولتاژي و فركانسي داشته باشد. اينورترهاي استاتيك قطعات متحرك ندارند و در رنج وسيعي از كاربردها استفاده مي شوند. از منابع تغذيه سوئيچينگ در كامپيوترها تا كاربردهاي جريان مستقيم ولتاژ بالاي تاسيسات الكتريكي براي انتقال عمده توان. اينورترها معمولا براي تغذيه توان AC از منبع DC استفاده مي شود مثل پنل خورشيدي يا باتري ها. اينورترهاي الكتريكي اسيلاتورهاي الكتريكي توان بالا هستند. علت نامگذاري اين است كه قبلا براي تبديل كردن DC به AC از مبدل هاي AC به DC به صورت معكوس استفاده مي شد. اينورتر عمل مخالف تابع يكسوساز را انجام مي دهد. وظیفه مدار Inverter در LCD تولید برق مورد نیاز برای استفاده لامپ های فلورسنت می باشد. از آنجایی که لامپ های فلورسنت برق زیادی لازم دارند بنابراین نیاز به ایجاد ولتاژ بالایی می باشد.

نکته

در LCD های جدیدتر مدار پاور LCD (استفاده از آداپتور) و مدار Invertor حذف شده است چرا که دیگر نیازی به لامپ های فلورسنت (مهتابی) نبوده و از LED برای منبع نور استفاده می کنند که ولتاژ کمی لازم دارد.

به شکل زیر توجه کنید.

در پشت بورد پاور LCD یک IC بزرگ به نام IC مدار Inverter وجود دارد که وظیفه دارد ولتاژ 300 ولت خازن ورودی بزرگ را به یک ولتاژ َAC فرکانس بالا برای مدار Inverter تبدیل کند. در کنار این آی سی چند مقاومت SMD وجود دارد.

ولتاژ AC تولید شده با فرکانس بالا به ترانس های 1 و 2 داده می شود و این ترانس ها در خروجی خود برق Back Light ها (لامپ های فلورسنت یا مهتابی) را تامین می کنند. دقت کنید که ولتاژ Back Light ها بالا است پس در هنگام کار با بورد پاور LCD ایمنی را رعایت کنید.

بورد RGB

به شکل زیر توجه کنید.

بورد RGB از قسمت های زیر تشکیل شده است.

• ورودی برق مدار پاور
  • بورد RGB برق خود را از طریق این پورت از بورد پاور LCD و مدار خروجی (5 ولتی) می گیرد.
• IC بایوس
• این IC وظیفه راه اندازی اولیه LCD و نظارت بر عملکرد LCD را بر عهده دارد. نرم افزار بایوس موجود در این IC با بایوس کارت گرافیک و بایوس اصلی سیستم در ارتباط است. می توانید با دستگاه Program فایل بایوس آن را در صورت خرابی تعویض کنید.
• پورت VGA در LCD با کابل معروف آبی رنگ (VGA) با پورت VGA کارت گرافیک در ارتباط است و اطلاعات تصویر و شدت رنگ مربوط به سه رنگ اصلی RGB را از طریق پین های خود از کارت گرافیک دریافت می کند. کابل VGA یک کابل 15 پین می باشد و برای انتقال سیگنال های آنالوگ به کار می رود.
• پورت VGA

به شکل زیر توجه کنید.

در اینجا وضعیت 15 پین سوکت VGA نمایش داده شده است. پین های 1 و 2 و 3 ولتاژ های سه رنگ اصلی را مشخص می کنند. دقت کنید همین ولتاژ ها هستند که بوسیله آن کریستال مایع تحریک می شود. مجموع سه ولتاژ Red و Green و Blue باید برابر 5 ولت شود. از پین های 13 و 14 برای آدرس دهی پیکسل مورد نظر استفاده می شود. دقت کنید ولتاژ پین های 1 و 2 و 3 به ساب پیکسل هایی اعمال می شود که از ترکیب رنگ آن ها رنگ 1 پیکسل مشخص می شود.

• اسیلاتور
  • وظیفه ایجاد کلاکینگ برای آی سی های بورد RGB را بر عهده دارد. با استفاده از تولید پالس هایی در محدوده فرکانسی اسیلاتور کلاک مربوطه ایجاد می شود و به یکی از پایه های IC های مدار RGB اعمال می شود و بدین ترتیب IC با توجه به پالس های (صفر و یک) دریافت شده از اسیلاتور وظیفه خود را انجام می دهد.

به شکل زیر توجه کنید.

در اینجا مشاهده می شود که اسیلاتور بر اساس فرکانسی که روی قطعه نوشته شده است پالس هایی از صفر و یک ایجاد می کند و این پالس ها به پایه CLK در IC اعمال می شود و IC با پالس های 0 و 1 دستوراتی را اجرا می کند بدین صورت که وقتی پالس 0 می شود IC کاری انجام نمی دهد و وقتی پالس 1 می شود IC یک پردازش انجام می دهد.

در واقع اسیلاتور یک نوسان ساز الکتریکی، مدار الکتریکی است که سیگنال الکتریکی تکرارشونده، نوسانی تولید می‌کند، اغلب یک موج سینوسی یا یک موج مربعی. نوسان سازها جریان مستقیم (DC) را از منبع تغذیه به سیگنالی با جریان متناوب تبدیل می‌کنند. این‌ها به طور گسترده درخیلی از دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند. مثال‌های رایجی از سیگنال‌هایی که توسط نوسان سازها تولید می‌شوند شامل سیگنال‌هایی که توسط فرستنده‌های رادیو و تلویزیون، پخش می‌شوند، علامت زمان سنجی که ساعت‌های کامپیوترها و کوارتزها را تنظیم می‌کنند و صدای تولید شده توسط بیپر الکترونیکی و بازی‌های ویدیویی است.

• IC تصویر
  • یک IC مفسر است. این IC اطلاعات نهایی تصویر را آماده می کند و آن را از طریق پورت بورد LCD و کابل فلت به IC روی بورد LCD می رساند. از جمله این اطلاعات می توان به مختصات عمودی و افقی پیکسل مورد نظر برای اعمال ولتاژ و همچنین ولتاژ مربوط به ساب پیکسل های سه رنگ RGB اشاره کرد. اطلاعات تصویر در IC تصویر نهایی شده و به بورد LCD ارسال می شود.
• پورت بورد LCD
• اطلاعات تصویر از طریق این پورت و کابل Flat به بورد LCD ارسال می شود.
• از این پورت برای ارتباط با بخش پنل جلویی استفاده می شود. در این پنل دکمه های خاموش و روشن و دکمه های تنظیمات مانیتور وجود دارد.
• پورت پنل جلویی

بورد LCD

به شکل های زیر توجه کنید.

بورد LCD از قسمت های زیر تشکیل شده است.

• کابل Flat
  • اطلاعات از طریق کابل فلت از IC تصویر در بورد RGB به IC روی بورد LCD منتقل می شود.
• بورد الکترونیکی LCD
• IC بورد LCD اطلاعات تصویر را از طریق کابل فلت از بورد RGB دریافت می کند و آن اطلاعات را از طریق فلت های ماتریسی به پیکسل های مورد نظر منتقل می کند. روی بورد LCD یک پلاستیک قرار دارد. در واقع وجود پلاستیک به این علت است که دست با بورد تماس مستقیم نداشته باشد چرا که قطعات روی بورد الکترونیکی LCD به الکتریسیته ساکن حساس می باشند و خواهند سوخت.
• این فلت ها با شبکه ماتریسی در ارتباط هستند. در واقع سطر ها و ستون ها در Passive Matrix در انتها به این فلت ها می رسند. از طریق این فلت ها اطلاعات تصویر از طریق الگوی ماتریسی به سطر و ستون مورد نظر می رسد و روی پیکسل مورد اعمال می شود.
• در قسمت مستطیلی بزرگ در پشت LCD (خاکستری رنگ) لایه هایی از تکنولوژی LCD مانند لایه های پلاریزه شده افقی و عمودی و الکترود ها و کریستال مایع قرار دارند.
• کابل های Back Light از طریق پورت Back Light برق خود را از مدار پاور (مدار Inverter) می گیرد و به مهتابی ها متصل شده و نور پشت زمینه LCD تامین می شود.
• فلت های ماتریسی
• کریستال مایع و صفحات پلاریزه شده
• کابل Back Light

نکته

معمولا بورد LCD قابل تعمیر نیست مگر اینکه کابل فلت مشکل داشته باشد یا فیوز های مدار الکترونیکی بورد LCD سوخته باشد و یا IC بورد الکترونیکی خراب شده باشد.

ایرادات پاور

• LCD روشن نمی شود.
  • ولتاژ های خروجی مدار خروجی پاور LCD را اندازه بگیرید. اگر مدار خروجی پاور LCD ولتاژ نداشت، ولتاژ خازن ورودی بزرگ را در مدار قدرت اندازه بگیرید.
    • اگر خازن ورودی بزرگ ولتاژ نداشت مدار قدرت پاور LCD از جمله فیوز و پل دیود و مقاومت NTC و قطعات مدار RLC را تست کنید.
    • اگر خازن ورودی بزرگ ولتاژ داشت، خازن های مدار خروجی پاور LCD و دیود شاتکی و ترانس کاهنده و همچنین فت و IC مدار سوئیچینگ را بررسی کنید.
• LCD روشن می شود ولی پس از چند ثانیه تصویر قطع می شود.
• بیشترین احتمال متوجه مدار Inverter می باشد چون وظیفه تامین نور LCD را بر عهده دارد.
  • IC مدار Inverter را چک کنید شاید OFF شده باشد.
  • ولتاژ خازن ورودی بزرگ در مدار قدرت پاور LCD را اندازه بگیرید. احتمال دارد ولتاژ کم باشد و نتواند برق Back Light ها را تامین کند.
  • نیم سوز بودن خازن های مدار Inverter
  • نیم سوز بودن لامپ های فلورسنت (مهتابی) های مدار Inverter
    • برای تست لامپ های مهتابی یک مقاومت 1 وات و 1 مگا اهمی به دو سر یکی از پورت Back Light ها وصل کنید. مطمئنا Back Light مذکور خاموش می شود و Back Light دیگر روشن می شود. مقاومت مذکور را به پایه های Bacl Light در پشت بورد مدار Inverter لحیم کنید.
• فت ها و خازن های دیگر قطعات مدار پاور LCD را چک کنید.
• کابل VGA را چک کنید. برای چک کردن از تست بوق استفاده کنید.
• پایه های پورت VGA را روی بورد RGB تست بوق کنید.
  • بدین صورت که یک سوزن به نوک پراب مشکی لحیم کنید سپس پراب مشکی را وارد مادگی پورت VGA کنید و پراب قرمز را به پایه های پورت VGA در پشت بورد وصل کنید و تست بوق را انجام دهید.
• لحیم سردی پورت VGA را روی بورد RGB بررسی کنید.
• مقاومت های SMD و فیوز های پورت VGA را در پشت بورد RGB تست کنید.
• کابل Flat مدار RGB که به بورد LCD وصل می شود را بررسی کنید.
• LCD روشن می شود، تصویر دارد ولی رنگ ها به هم ریخته اند.

نکته

شکل زیر نمای پشت بورد RGB و پورت VGA را نشان می دهد.

• LCD روشن می شود ولی نور پشت زمینه ندارد.
  • IC مدار Inverter را چک کنید شاید OFF شده باشد.
  • فیوز های اطراف IC Inverter و دیگر قطعات SMD اطراف آن را تست کنید.
  • ولتاژ خازن ورودی بزرگ در مدار قدرت پاور LCD را اندازه بگیرید. احتمال دارد ولتاژ کم باشد و نتواند برق Back Light ها را تامین کند.
  • نیم سوز بودن خازن های مدار Inverter
  • نیم سوز بودن لامپ های فلورسنت (مهتابی) های مدار Inverter
    • برای تست لامپ های مهتابی یک مقاومت 1 وات و 1 مگا اهمی به دو سر یکی از پورت Back Light ها وصل کنید. مطمئنا Back Light مذکور خاموش می شود و Back Light دیگر روشن می شود. مقاومت مذکور را به پایه های Bacl Light در پشت بورد مدار Inverter لحیم کنید.
  • فت ها و خازن های دیگر قطعات مدار پاور LCD را چک کنید.
• LCD روشن می شود ولی تصویر سفید شده است.
• کابل Flat بورد LCD و بورد RGB را چک کنید.
• ولتاژ های خروجی مدار پاور LCD را اندازه بگیرید، ممکن است ولتاژ ها کم شده باشد. ولتاژ 5 ولت مربوط به IC ها را بررسی کنید.
• خرابی فت های بورد RGB
• خراب شدن صفحه LCD
• کابل VGA را تست بوق کنید.
• IC تصویر بورد RGB را بررسی کنید.
• با دست روی صفحه LCD کمی فشار دهید، اگر پیکسل روشن نشود سوخته است.
• IC بایوس بورد RGB مشکل دارد و باید پروگرام شود.
• با فشار دست یا اتوی مخصوص روی فلت های ماتریسی بورد LCD بکشید، امکان دارد درست شود.
• مربوط به اسیلاتور و مدار نوسان ساز مدار RGB می باشد.
• بدون اتصال کابل VGA به کارت گرافیک LCD روشن می شود ولی با اتصال کارت VGA به کارت گرافیک پیام No Signal می دهد و تصویر LCD قطع می شود.
• نقطه های رنگی یا بی رنگ (1 یا کمتر از 3 پیکسل) در تصویر وجود دارد.
• LCD روشن می شود ولی پیام No Signal می دهد و تصویر هم نداریم. (سیستم LCD را نمی شناسد)
• خط های رنگی یا نوار های پهن در تصویر وجود دارد.
• تصویر نویز (لرزش) دارد.

نکته

در شکل زیر یک نمونه از LCD های امروزی که در آن به جای مدار پاور LCD از آداپتور استفاده شده است را مشاهده می کنید.

 

منبع www.bia2store.com