如何使用示波器解決LCD控制器調試難題

　　當LCD液晶屏顯示異常時，以往通過現象逆向推導，對參數進行修改，這種方式費時費力。有了長存儲示波器，調試LCD控制器再也不燒腦，下文通過實際案例分享ZDS4054Plus在LCD測試中的應用。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201611/340652.htm

　　一、LCD控制器、驅動器工作原理

　　要使LCD的顯示文字或圖像，需要通過LCD控制器輸出RGB數據給LCD驅動器，LCD驅動器就把數據放到緩存中，然後以60幀/秒的速度刷新LCD屏顯示。(由於液晶分子的特性：當長時間固定在某一個電壓不變時，會導致液晶分子遭到破壞，所以要以一定的頻率(通常是60Hz)不停的刷新LCD屏。所以視頻播放幀率雖然只有23~30幀/秒，TFT-LCD的顯示刷新頻率卻達到60Hz。LCD控制器時序控制著視頻幀率;LCD驅動器時序控制著顯示器刷新率。)

　　LCD控制器器通過行信號和列信號的不同組合，實現對每個像素進行控制，這種行掃描(HYNC)信號周期很短(高達40kHz-100kHz)，使屏幕上能夠顯示穩定的圖像。

　　LCD控制器信號時序及工作原理如下：

 

　　lVSYNC：幀同步信號,表示掃描1幀的開始，一幀也就是LCD顯示的一個畫面;

　　lHSYNC：行同步信號，表示掃描1行的開始;

　　lVCLK：像素時鐘信號，每個脈衝填充1個像素點;

　　lVDEN：數據使能信號，高電平時，填充數據有效;

　　lVD[23:0]：LCD像素數據輸出埠。

　　lLEND：行結束信號;

　　以一個1024X768像素的LCD屏為例，完整顯示一屏圖像的信號，必須包含1個VSYNC周期、768個有效HSYNC周期，每個VDEN高電平包含1024個像素時鐘信號。顯示出現問題可通過幀同步信號、行同步信號的頻率、佔空比、延時、每個VSYNC周期包含的HSYNC周期數、VDEN周期包含的VSCLK周期數進行排查。

　　二、使用ZDS4054Plus示波器解決LCD顯示異常實例

　　1、圖片疊加、重複

　　現象：LCD顯示上大範圍的圖像出現錯位、疊加或者重複;

　　成因：出現這種情況一般不會是行同步或者場同步信號的延時引起的，基本可以排除這方面的影響。可以檢查是否存在時序或者時鐘頻率上存在差異引起的。

　　解決方法：碰見這種情況首先應該做的就是先仔細計算DMA傳輸參數，精確適配行場信號。

 

　　如示波器截圖所示，各通道對應信號依次為VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信號，分析步驟如下：

　　1)由於一幀完整的信號時間通常達到30ms以上，示波器需要調到10ms/div的時基，而VCLK信號頻率通常高達48-96MHz，採樣率至少得保持500Ms/s，才能對時序進行分析，此時普通示波器無法完整捕獲波形。

　　2)ZDS4054Plus在10ms/div的時基下，依然能夠保持1Gs/s採樣率，可完美還原波形，配合每通道標配的硬體頻率計，可分析各信號頻率是否存在異常;

　　2、圖像錯位

　　現象：LCD顯示在水平方向發生位移，或者在上面或底部有一條幾個像素的彩色、白色或黑色條紋。

　　原因：一般來說，出現這種情況和幀同步、行同步信號有關，如果是常態異常，可能是初始化參數設置不對，若是偶發異常可能是工作過程中，幀同步、行同步信號收到幹擾。

　　解決方法：檢查LCD控制器的行同步與場同步信號的寬度、前後延時、極性的匹配。

 

　　如示波器截圖所示，各通道對應信號依次為VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信號，分析步驟如下：

　　1)通過全屏測量統計，分析各信號正負脈衝寬度，若VSYNC、VHSYNC脈寬存在異常值，可判斷為幹擾信號引起的顯示異常;

　　2)若脈寬正常時，可通過區間測量統計計算周期數，分析各個大小周期信號直接的相互包含關係，檢查時序參數;

　　3)通過縮放模式以及光標測量，分析各時序信號之間的延時。