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电子发烧友谈如何计算和控制LED显示屏亮度

LED显示屏行业内所称的灰度也可以称之为LED亮度。灰度等级也称中间色调,主要用于传送图像、图片、视屏、分别有16级、32级、64级三种方式,它采用矩阵处理方式将文件的像素处理成16、32、64级层次,使传送的图片更清晰。无论是全彩屏,还是双色屏,要显示图像或动画都需要对构成象素的每个LED发光灰度进行调节,其调节的精细程度就是我们通常所说的灰度等级。


一、显示屏的亮度计算方法

  

以全彩屏为例,通常红、绿、蓝白平衡配比为3:6:1

  

红色LED灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.3(白平衡配比占30%)÷2

  

绿色LED灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.6(白平衡配比占60%)

  

蓝色LED灯亮度:亮度(CD)/M2÷点数/M2×0.1(白平衡配比占10%)

  

(1)已知整屏亮度求单管亮度。

  

例如:每平米2500点密度,2R1G1B,每平米亮度要求为5000cd/m2,则:

  

红色LED灯亮度为:5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd

  

绿色LED灯亮度为:5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd

  

蓝色LED灯亮度为:5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd

  

每像素点的亮度为:0.3×2+1.2+0.2=2.0cd=2000mcd

  

(2)已知单管亮度求整屏亮度。

  

例如:以P31.25,日亚管为例。

  

HSM显示屏主要管芯规格红绿

  

HSM-PH-A+(日亚)180-440mcd1020-2400mcd

  

因为白平衡配亮度配比红:绿:蓝=3:6:1;又白平衡的配比以绿管亮度去配其它管。所以如下:

  

由红:绿=3:6可知,绿管亮度是红管的2倍,即红管亮度为:2400(蓝)÷2=1200mcd又因为红、绿、蓝四个管中,红管有2个,所以,单个红管的亮度为:1200÷2=600mcd.

  

由绿:蓝=6:1可知,绿管亮度是蓝管的6倍,即蓝管亮度为:2400(蓝)÷6=400mcd因,1个发光像素=2红管+1绿管+1蓝管;

  

即一个像素的亮度=600(红)×2+2400(绿)+400(蓝)=3400mcd=3.4cd

  

每平方米亮度=1个发光像素的亮度×每平方米的像素密度(个数)=3.4cd×1024(像素个数)=3482cd.以光损20%计算,实际发光亮度应为:2785.28cd.


二、LED显示屏控制LED灰度的方法

  

下面为大家介绍两种led显示屏大屏幕的亮度控制方法。一种是改变流过LED的电流,一般LED管芯允许连续工作电流在20毫安左右,除了红色LED有饱和现象外,其他LED亮度基本上与流过的电流成比例;另一种方法是利用人眼的视觉惰性,用脉宽调制方法来实现灰度控制,也就是周期性改变光脉冲宽度,只要这个重复点亮的周期足够短,人眼是感觉不到发光象素在抖动。由于脉宽调制更适合于数字控制,所以在普遍采用微机来提供LED显示内容的今天,几乎所有的LED屏都是采用脉宽调制来控制灰度等级的。

  

LED的控制系统通常由主控箱、扫描板和显控装置三大部分组成。主控箱从计算机的显示卡中获取一屏象素的各色亮度数据,然后重新分配给若干块扫描板,每块扫描板负责控制LED屏上的若干行,而每一行上LED的显控信号则用串行的方式传送。目前有两种串行传送显示控制信号的方式:一种是扫描板上集中控制各象素点灰度,扫描板将来自控制箱的各行象素的亮度值进行分解,然后将各行LED的开通信号以脉冲形式(点亮为1,不亮为0)按行用串行方式传输到相应的LED上,控制其是否点亮。这种方式使用器件较少,但串行传输的数据量较大,因为在一个重复点亮的周期内,每个象素在16级灰度下需要16个脉冲,在256级灰度下需要256个脉冲,由于器件工作频率限制,一般只能使LED屏做到16级灰度。

  

另一种方法是扫描板串行传输的内容不是每个LED的开关信号而是一个8位二进制的亮度值。每个LED都有一个自己的脉宽调制器来控制点亮时间。这样,在一个重复点亮的周期内,每个象素点在16级灰度下只需要4个脉冲,256级灰度下只需8个脉冲,大大降低了串行传输频率。用这种分散控制LED灰度的方法可以很方便地实现256级灰度控制。


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