2021-11-18-⛵︎数图番外篇-液晶显示器原理

显示器基本构成

显示器接口

VGA

VGA接头：针数为15的视频接口，主要用于老式的电脑输出。VGA输出和传递的是模拟信号。大家都知道计算机显卡产生的是数字信号，显示器使用的也是数字信号。所以使用VGA的视频接口相当于是经历了一个数模转换和一次模数转换。信号损失，显示较为模糊。

HDMI

HDMI是一种高清视频接口，在目前主流笔记本、液晶电视、显卡、主板中都比较常见。HDMI是一种数字化视频/音频接口技术，是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影音信号，最高数据传输速度为5Gbps，可支持1080P，720P的全高清格式视频输出，是目前最为流行的高清接口，这是普通的VGA显示接口所无法比拟的，犹如宽带中电话线宽带与光纤一样，传输数据能力区别很大。

DVI

DVI接口：DVI接口有两个标准，25针和29针，如下图所示。直观来说，这两种接口没有区别。DVI接口传输的是数字信号，可以传输大分辨率的视频信号。DVI连接计算机显卡和显示器时不用发生转换，所以信号没有损失。

准确说，DVI分为DVI-I和DVI-D 前者依然是模拟信号输出 后者则是完全的高清数字输出 使用DVI-I的显卡接口可以使用转接头转成VGA输出 后者则不能 DVI-I的实际画面输出和VGA没有本质的区别 DVI-D和HDMI才是真正的数字无损输出

DP

DP接口DP（Display Port）接口是HDMI接口的竞争对手。在一些显卡与显示器上，除了有HDMI接口，也带有DP接口。目前DP接口发展到1.4版本，能传输10bit的4K 120Hz视频，也可以支持8K 60Hz视频。DP1.4兼容USB Type-C接口，这就意味着，我们可以使用DP1.4协议，在USB 3.1传输数据的同时，同步传输高清视频。从趋势来看，这对于推动周边影音及影像设备的升级，是非常有好处的。而且，DP接口也可以单根线同步传输声音，达到使用显示器声音的使用方式。

USB Type-C

USB Type-C接口USB接口早已被大家所熟知，以往USB接口被设计用来传输数据，所以它在移动硬盘等存储设备的使用上非常常见。现在USB 3.1 Gen2的速度已经达到10Gbps，设计标准也可以满足视频、数据兼顾传输，所以在一些显示器上，也能够发现USB 3.1接口。现在的USB3.1接口，已经能够满足4K 30P的分辨率显示，大致与HDMI1.4在同一水平。但它以后再进行升级，必将能成为最通用的显示传输方式。需要注意的是，USB 3.1 Gen1就是USB 3.0，而USB 3.1 Gen2才是真正的USB3.1。

雷电接口

雷电接口雷电（thunderbolt）接口在苹果电脑上用的非常多，苹果的中文官网将其译为雷雳。它以速度快，传输稳定而著称。雷电接口的技术融合了PCI Express和DisplayPort（就是上面说的DP口）两种通信协议。其中PCI Express用于数据传输，可以非常方便地进行任何类型设备扩展；DisplayPort用于显示，能同步传输1080p乃至4K视频和最多八声道音频。并且两条通道在传输时都有自己单独的通道，不会产生任何干扰。

驱动版

接受数字信号和模拟信号，经过解码器，解码加载到 scaler芯片中

（1）A／D转换电路

A／D转换电路即模／数转换器，用以将VGA接口输出的模拟R、G、B信号转换为数字信号，然后送到Sealer电路进行处理。

早期的液晶显示器，一般单独设立一块A／D转换芯片（如AD9883、AD9884等），现在生产的液晶显示器，大多已将A／D转换电路集成在Scaler芯片中。

（2） Sealer电路

Sealer电路的名称较多，如图像缩放电路、主控电路、图像控制器等。Sealer电路的核心是一块大规模集成电路，称为Sealer芯片，其作用是对A/D转换得到的数字信号或TMDS接收器输出的数据和时钟信号，进行缩放、画质增强等处理，再经输出接口电路送至液晶面板，最后，由液面板时控制1C（TCON）将信号传输至面板上的行列驱动IC. Sealer芯片的性能基本上决定了信号处理的极限能力。另外，在Sealer电路中，一般还集成有屏显电路（OSD电路）。

液晶显示器为什么要对信号进行缩放处理呢？这是由于一个面板的画素位置与分辨率在制造完成后就已经固定，但是影音装置输出的分辨率却是多元的，当液晶面板必须接收不同分辨率的影音信号时，就要经过缩放处理才能适合一个屏幕的大小，所以信号需要经过Sealer芯片进行缩放处理。

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