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显像管、液晶、等离子、投影电视之比较

2010-10-11 4页 pdf 278KB 51阅读

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显像管、液晶、等离子、投影电视之比较
大 众 科 技 !" #$%&’ () *+ ,--.年第 /0 期 !总第 1. 期" &23//!,45. 67898:;<=>?:@ &2A1.B 显像管#液晶#等离子#投影电视之比较 陈晓英 !深圳广播电影电视集团"广东 深圳 !"#$%&# $摘 要%文章介绍了目前几种主流电视机的技术原理"对传统显像管$液晶$等离子$投影电视的特点进行了 并对彼此优劣做出比较% $关键词%电视&显像管&液晶&等离子&背投 $中图分类号% ’()*)+")" $文献标识码% , $文章编号% "$$#-""!".%$$!/""-$"*)-$0 电视技术的迅速发展! 带来彩电市场的百花齐 放!面对传统电视"背投"等离子电视"液晶电视等各 种琳琅满目的彩电产品!如何进行选择!是很多消费 者需要了解的# 一& 技术原理 !一"传统电视原理 传统的显像管电视采用 !"#$!%&’()* "%+ #,-*.阴 极射线管技术!这是应用最经典"广泛的一种显示技 术$ 阴极射线管是一个漏斗形的电真空器件!主要有 五部分组成%电子枪$/0*1&2(3 4,3.!偏转线圈 $5*67*1! &7(3 1(708.!荫罩 $9’%)(: ;%8<.!荧光粉层 $=’(8>’(2.及 玻璃外壳$ 电子枪是 !"# 的主要组成部分! 包括灯 丝!阴极!栅极!加速阳极和聚焦极$!"# 在加电以后! 灯丝会发热!热量辐射到阴极!阴极受热便发射高速 电子!经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏 转角度!最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发 光!通过电压来调节电子束的功率!就会在屏幕上形 成明暗不同的光点形成各种图案和文字$ 彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红&绿&蓝 三种涂料组合而成! 由三束电子束分别激活这三种颜 色的磷光涂料! 以不同强度的电子束调节三种颜色的 明暗程度就可得到所需的颜色? 这非常类似于绘画时 的调色过程$倘若电子束瞄准得不够精确!就可能会打 到邻近的磷光涂层! 这样就会产生不正确的颜色或轻 微的重像!因此必须对电子束进行更加精确的控制$通 过在显像管内侧荧光层前面加装的荫罩$9’%)(: @%8<. 可以拦下任何散乱的电子束以避免其打到错误的磷光 涂层!从而保证颜色正确和图像清晰$ !二"液晶电视原理 液晶显示 A!5’A7B,7) !2+8&%0 578>0%+(是一种利 用液晶特性的显示技术#液晶是一种介于固体与液体 之间!具有规则性分子排列的有机化合物# 这种分子 晶体!在不同电流电场作用下 ?其分子排列方向会发 生改变!从而使射入的光线发生扭转 ?产生透光度的 差别! 所以接通C关闭电源两种状态会导致显著的明 暗区别# A!5 电视最主要的物质就是液晶! 当通电时导 通!分子排列变的有秩序!使光线容易通过)不通电时 分子排列混乱!阻止光线通过# 其工作原理是它的发 光器发出高亮度的白色光线!这是由屏幕表面之后的 一系列冷阴极灯管或发光二极体灯源产生的!光线在 穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶 像素的液晶层!每个象素由三个子像素’液晶元(构 成!每个单元前面分别有红&绿&蓝滤光片# 当对液晶 充电时!它们的分子结构发生变化!相应调节通过它 到达屏幕的光线的亮度!透过彩色滤光片后形成各种 明暗和色彩的变化# !三"等离子电视 等离子显示 =5=’=0%8;% 578>0%+ =%3*0(是一种利 用气体放电的显示装置!和其他电视技术的运行机理 大不相同! 它屏幕上的每个象素实际上是独立发光 的!而不是将独立光源投射到或穿过其他元件得到图 像# 这种屏幕采用了等离子管作为发光元件# 大量的 等离子管排列在一起形成秘级网络构成屏幕#每个象 素都有三个单元!分别涂上可发出红&绿&蓝光的荧光 # 每个单元都充有氖氙气体# 在等离子管电极间 加上高压后!封在两层玻璃之间的等离子管小室中的 气体就转变成等离子形态!发出紫外光!从而激励平 板显示器上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光#每个 离子管作为一个像素! 通过改变充电的电压和强度! 由这些像素的明暗和颜色变化组合!产生各种灰度和 色彩的图像!与显像管发光相似# !四"投影电视 投影设备按其投影方式分为正投影’D2(3& =2(E*1! &7(3(和背投影’F%1< =2(E*1&7(3(两种方式# 正投影最 直接的应用就是投影机!是指光线投射到屏幕正面显 象#而背投影其原理简单来说是将投影机安装在机身 内的底部!信号经过反射!投射到半透明的屏幕背面 显像# 背投电视由于投影机和屏幕合为一体!用户无 须对系统进行光学调整!使得其使用方便性大大超过 了正面投影机# 背投彩电是在普通彩电的基础上结合了投影技 术!研制开发而成的#从其工作原理上看!接收部分的 原理与普通彩电基本相同!而最大的区别在于接收电 $收稿日期%%$$!-$#-"% $作者简介%陈晓英"女"天津大学管理学院研究生"供职于深圳广播电影电视集团% GHIJ J ????????4??,???????????、??、????????,???????????,QQ597035909 视信号后的处理上!普通彩电收到视频信号后通过显 像管直接显示到屏幕上" 而背投影彩电接收到信号 后"通过电路处理"再经会聚电路和数字滤波电路优 化处理"将其传输给并排放置的三个独立的阴极射线 管"分别用于显示图像的红色#绿色和蓝色元素!三个 显象管发出的光束经过混合"经过透镜放大"而经反 射镜反射到投影屏上合成为一幅完整的大屏幕彩色 图像! 背投影技术从以往 !"# 三枪背投影"演进到目 前 $%&#’%()#*’+ 三种数字投影方式! *’+, &-.-/01 $-.2/ +345677-8.9为数字光源处理器"采用曲光滤镜系 统投影原理$’!(), ’-:;-< =3>7/01 (8 )-1-5489则为硅 液晶显示面板"采用半导体制程"在硅芯片上直接加 上液晶的技术$’=& 则为高温多晶硅的制程技术! 二!各种电视技术特点及比较 "一#!"# 电视 ="#%阴极射线管&技术在众多重要领域表现优 异! 它显示的黑色比其他显示技术产生的更深更暗" 这使得影像的对比度和真实感无可挑剔!="# 电视亮 度够高"能够在照明充足的房间观看"并且其完美的 色彩特征不受视角影响! 由于光源仅有一个%阴极射 线管本身&"="# 电视不象某些投影电视一样"要定期 调整集中度来保持色彩的连续性! ="# 的电子枪发射电子束到被激发的荧光粉发 光之间几乎是瞬间的" 所以 ="# 电视能很好地显示 快速运动的画面!="# 显示器所能表现出的色彩几乎 是无穷的"因为是模拟设备"只需改变红绿蓝三种模 拟信号的强度"就可以得到不同的色彩! ="# 电视显像原理借助于电磁场"所以来自外界 的电磁干扰"如马达#扬声器其他电器等都会对图像 造成干扰$同时由于光源到屏幕不同位置的距离不一 致"屏幕中心比四周要高一些! 显像管使用久了会出 现聚焦不良的情况"造成色彩不纯现象! ="# 电视靠 高压电子枪打出高速电子流在显像管的荧光粉涂层 上发光成像的"在这个工作过程中会产生如 ? 射线这 样的电磁幅射"而且屏幕越大"辐射越强! 相对其他电视"="# 电视体积大#分量重!受技术 及成本的限制"@A 英寸基本已是屏幕对角线尺寸的 极限" 现在市场上最流行的大屏幕普通电视仍以 BC 英寸和 @D 英寸为主" 虽然现在显像管电视在和 品质上有很大的提高"但是其尺寸的先天限制无法营 造影院般的临场震撼感觉! 但是"="# 电视有着无可比拟的价格优势" 其低 廉的价格#高清晰度"使其具有很高的性价比"一直是 国产彩电的’杀手锏(! 在空间不成问"不要求超大 屏幕的情况下"="# 电视应该是一个好的选择! "二#液晶电视 ’=* 电视纤巧美观"分量很轻"几乎可以安放在 家里任何位置" 甚至那些你从未想过放电视的地方" 而且它能够轻易地在房间间搬来搬去"具有很大灵活 性"是 ="# 电视望尘莫及的! 液晶电视具有其他电视 无可匹敌的使用寿命"可以长达 E 万小时"是 ="# 电 视#等离子电视的两倍以上!同时它的功耗很低"只有 ="##等离子的三分之二! 而且屏幕不会反光"不存在 闪烁现象"因此眼睛不易疲劳"是最健康的电视! ’=& 屏幕的最佳分辨率最低可达 FGBD!HIA"较 传统 %"# 电视 @GG 线至 AGG 线 " 等离子体一般为 AE@!DAG 的分辨率"清晰度高出不少"可以更好地支 持未来数字高清晰度电视节目!外接高清晰度数字信 号时"液晶电视的显示优势才能完全发挥"因为液晶 面板的最佳分辨率是固定的!在观看现有标准清晰度 节目时" 液晶屏需要将图像分辨率转换后再显示"显 示清晰度不升反降! ’%& 电视在色彩饱和度和亮度上可与 %"# 电视 相比"液晶技术产生的图像相当明亮"即使在很亮的环 境中要看清楚也不是问题" 但是这是以牺牲纯黑色为 代价得到的"因此它的对比度不能和普通电视媲美! 由于 ’%& 通过子像素控制光线的强度来调节灰 阶"经过滤光片后才形成各种彩色! 大多数 ’%& 采用 数字信号控制技术"采用 A 位控制器"可以产生 BEI 级灰阶"每个子像素能够表现 BEI 级"那么每个像素 能够得到 BEI@ 种色彩" 能够表现 FIJHHHJBFI 种成 色! 其色彩的表现力受到局限! ’%& 电视的响应时间要远高于其他电视"在显示 快速的动态画面时会留下残像! 视角也不如其他电 视"随着液晶显示技术的提高"视角问题已经得到很 好地解决"最新的型号能够让你在偏离中轴 FHG 度内 的任何视角不受限制地进行观看! 由于制造技术的限制" 很难保证在 ’%& 面板上 数千万甚至上亿的晶体管不出一个问题!如果有一个 晶体管出现问题那么那个晶体管对应的点的对应色 彩就会出问题%只能显示某种固定色彩&"那么这个点 就是通常称的’坏点(!液晶电视的面板存在一定程度 的坏点问题"特别是液晶面板档次较低时"在屏幕上 可能出现若干个不发光的像素点!等离子电视则没有 坏点问题!这也是限制大尺寸液晶电视发展的主要原 因"其价格也高高在上! "三#等离子电视 等离子彩电的两块玻璃基板的厚度不超过 FG 厘 米"大大减少了电视的厚度和重量"所以等离子显示 技术特别适合于制造超大型电视! 等离子彩电由于采用直接发光方式" 长时间放映 静态影像内容%例如电视游戏标尺#股票走势图"图文 信息边框等&" 长期下来就会在屏幕上留下永久的痕 迹"这被称为’蚀刻(现象! 与 %"# 电视相比"由于等离子彩电的各个发光单 元的结构完全相同"因此不会出现显像管常见的图像 几何畸变! 等离子屏幕亮度非常均匀"没有亮区和暗 区! 因为光线就是在屏幕上产生的"而不是投射上去 的"整个屏幕的聚焦成像更为稳定可靠"表面的平直 也使大屏幕边角处的失真得到彻底改善!但等离子彩 电在显示纯黑色还是不如传统电视"特别是图片光线 朦胧区域的细节显示还是会因此打折扣! 与液晶电视相比"等离子具有有亮度高#色彩还 原性好"灰度丰富#高对比度"对迅速变化的画面响应 速度快等优点"可以在明亮的环境中尽情欣赏大画面 的视讯节目!等离子彩电具有屏幕大#!下转第 "#$ 页% FEGK K ????????4??,???????????、??、????????,???????????,QQ597035909 !上接第 "#$ 页%亮度高!失真度小!响应时间快等优 点"液晶电视则在能耗!寿命!健康环保方面占据上 风#虽有$等离子做大"液晶做小%之说"但对于相同尺 寸的屏幕"液晶的要昂贵一些# !四"背投电视 目前"常见的背投电视都是大尺寸彩电"一般为 !" 英寸&!# 英寸&$% 英寸# 背投电视中最常见的是采 用传统显像管或液晶做成的背投#传统显像管背投成 本低"采用三管电子枪投射"显示效果好"色彩鲜艳" 但其显像管寿命短"容易老化#同时"由于屏幕透光率 低&漫射小"使得观看者只能在正对屏幕的较小角度 范围内欣赏到明亮&清晰的画面# 在阳光充足的房间 里看背投通常需要遮蔽光线# 因为三个光源相互独 立"必须定期调整以使得显象管集中形成一个单一的 影像’为了简化这一过程"新型背投电视具有自动数 字集中功能(# 同时 $蚀刻%现象也是不可避免的# 用 液晶材料做成的背投在亮度和使用寿命上明显强于 传统显像管的背投# 此外"液晶背投电视能有效改善 影像失真&重叠及会聚不良现象"也不会产生对人体 有害的辐射"但它的画面响应速度较慢"价格高昂# 与市场现有大尺寸等离子电视& 液晶电视相比"背 投价格便宜#但从清晰度来说"等离子电视&液晶电视能 较好地解决画面清晰度问题"而背投的图像清晰度不如 普通 &’(电视) 从使用寿命来看" 背投的显像管寿命 短"容易老化"而等离子电视"液晶电视的寿命较长# 当投影机灯泡使用寿命到期时"投影机的亮度会 明显下降# 这时要更换灯泡"目前"灯泡的价格比较 高" 常见的数据投影机灯泡价格要几千元人民币"这 是背投彩电的一大缺点# 随着技术的发展"最新上市 的背投有声称灯泡的使用寿命可以达到 )**** 小时 以上"可以与等离子相比# 模式的系统开发方式"软硬件同时进行"可以大大缩 短设备的开发周期"提高产品的开发效率# 图 # &’( 设备开发流程图 "!+,- 集线器设计实例 常用的 +,-集线器’基于 +,-%.%协议(的控制芯片 有*/0123 45132公司的 /+6)$!"/7890公司的 /(!""*:" ;9<9=>=?2@51公司的;?A$*+,-!;?A$:+,-"4272320B公 司的 4&:!:$$$!4&:!:$$A"CD505E=公司的 CFG+,-H%% 等等+ 下面以/012345132公司的/+6I$!为例"介绍+,- 集线器的设计+ /+6I$! 是一个集成的单芯片 +,- 集线器控制 器+ 它支持四个下游端口"每个下游端口都有电源开 关控制和电流过载检测+ 单芯片集成的 +,- 集线器 控制器大大节省了开发 +,- 集线器的成本+ /+6I$! 完全兼容 +,-%.% 协议"内建了 "."J 电压转换"这样 减少了 +,- 集线器的开发成本+ /+6I$! 采用 I# 管 脚的 ,,KC 封装+ /+6I$! 的管脚定义如图 A 中所示+ 详细的管脚 定义! 系统结构框图! 电器特性和芯片封装等参考 /+6I$!用户手册+ 下载网址为*D77ELMNOOOPB012385132. 128N=>=798NQE02BRNESR2O<02BRN!!NR2O<02BR.ERT 以 /+6I$! 为集线器控制器的原理图如图 A+ 其 中 "+,-SFC!+,-SF4 为 +,- 集线器的上游端口 " +,-:U!SFC!+,-%U!SF4 为集线器的 ! 个下游端口+ V(/?:!V(/?I 需要外接 :I4 的晶振+ /+6I$! 在 :I 管脚’J&&"J(能够输出 "P"J 电压为上游端口 FW的 上拉电阻提供 "P"J 电压+ 这样不用外接 "P"J 电源" 只需要从上游端口引入 $J 电源即可使集线器工作" 从而可以减少生产成本+ 图 ) 集线器原理图 +,- 集线器是一个标准类型的 +,- 设备" 且大 多数操作系统’如 X5
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