Принцип работы ЖК телевизора

LCD (Liquid crystal display) или ЖК (жидкокристаллический) телевизор, как их называют в народе — это телевизор с ЖК дисплеем и ламповой подсветкой. Жидкокристаллический, означает, что сам дисплей (монитор) сделан на основе жидких кристаллов

LCD TFT (англ. Thin film transistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель для каждого субпикселя (элемента матрицы) применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея

Жидкие кристаллы впервые были обнаружены австрийским ботаником Райнитцером в 1888 г., но только в 1930-м году исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение, однако, слабость технологической базы не позволяла в то время активно развивать это направление.

Первый настоящий прорыв совершили ученые Фергесон и Вильямс из американской корпорации RCA. Один из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, используя их избирательный отражательный эффект, другой изучал воздействие электрического поля на нематические кристаллы. И вот, в конце 1966 г., корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD-монитора — цифровые часы. Первый в мире калькулятор — CS10A был произведен в 1964 году корпорацией Sharp, она же, в октябре 1975 года, выпустила первые компактные цифровые часы с ЖК дисплеем. К сожалению, фоток не нашёл, а вот эти часы и калькулятор — ещё помнят многие

6# Устройство и принцип работы блоков питания ЖК ТВ. Полумостовой преобразователь.

Во второй половине 70-х начался переход от восьмисегментных ЖК индикаторов к производству матриц с адресацией (возможностью управления) каждой точки. Так, в 1976 году, компания Sharp выпустила черно-белый телевизор с диагональю экрана 5,5 дюйма, выполненного на базе LCD-матрицы разрешением 160х120 пикселов.

Следующий этап в развитии LCD-технологии начался в 80-х годах, когда в устройствах стали применяться STN-элементы с повышенной контрастностью. Затем на смену им пришли многослойные структуры, позволяющие устранить ошибки при воспроизведении цветного изображения. Примерно тогда же появились активные матрицы на базе технологии a-Si TFT. Первый прототип монитора a-Si TFT LCD был создан в 1982 году корпорациями Sanyo, Toshiba и Cannon, ну а мы, в это время, любили играться вот такими игрушками с ЖК дисплеем

Сейчас ЖК дисплеи практически полностью вытеснили с рынка кинескопные телевизоры, предлагая покупателю любые размеры: от переносных и небольших «кухонных», до огромных, с диагоналями более метра. Ценовой диапазон так же весьма велик и позволяет каждому подобрать телевизор по своим потребностям и финансовым возможностям

7# Устройство и принцип работы блоков питания ЖК ТВ. LED драйвер.

Схемотехника LCD телевизоров гораздо сложнее, чем у простых кинескопных ТВ: миниатюрные детали, многослойные платы, дорогостоящие блоки. Вот, кому интересно, телевизор с ЖК панелью без задней крышки, а если снять специальные защитные экраны, можно будет увидеть другие участки схемы, только лучше этого не делать, оставьте это мастерам

Устройство и принцип работы:

Работа ЖК дисплея (ЖКД) основана на явлении поляризации светового потока. Известно, что так называемые кристаллы-поляроиды способны пропускать только ту составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового потока поляроид будет непрозрачным. Этот эффект называется поляризацией света.

Если совсем по простому, представьте «свет» в виде маленьких круглых шариков, если на его пути поставить сетку с продольными вырезами (поляризатор), то, после неё, из «шариков» останутся только плоские «блинчики» (поляризованный свет). Теперь, если вторая сетка будет с такими же продольными вырезами, блинчики смогут «проскочить» через неё и «светить» дальше, если же вторая сетка будет иметь вертикальные прорези, то световые горизонтальные «блинчики» не смогут пройти сквозь неё и «застрянут»

Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому и электромагнитному полю и способны поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, назвали жидкими кристаллами

Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.

Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной, хотя уроверь потерь — немалый.

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры, степенью прозрачности можно управлять, изменяя приложенное напряжение.

В качестве источника света (подсветки ЖК-матрицы) используются флуоресцентные лампы с холодным катодом (называются они так, потому что катод, испускающий электроны (отрицательный электрод) внутри лампы необязательно нагревать выше окружающей температуры, чтобы лампочка зажглась). Вот так может выглядеть лампа для LCD телевизора, на правом фото — «ламповая сборка в работе» для телевизора с большой диагональю ЖК-дисплея:

Сами лампы (белого яркого свечения) располагаются в специальных корпусных фиксаторах, позади их — отражатель, для уменьшения потерь светового потока. Для того, чтобы ЖК-матрица засветилась равномерно (а не полосато, как лампы установлены ), перед экраном находится рассеиватель, который равномерно распределяет световой поток по всей своей площади. К сожалению, в этом месте так же происходит немалая потеря «яркости» свечения ламп

Современные ЖК-матрицы имеют достаточно хороший угол обзора (около 160 градусов) без потери качества изображения (красок, яркости), самое неприятное, что на них можно увидеть — это вот такие битые пиксели, однако, учитывая то, что их размер очень мал, один-два таких «прогоревших» пикселя не сильно будут мешать просмотру фильмов и передач, а вот на экране монитора — это уже может быть достаточно неприятно

Преимущества и недостатки:

По сравнению с кинескопными телевизорами, ЖК-панели имеют отличную фокусировку и чёткость, нет ошибок сведения лучей или нарушения геометрии изображения, экран никогда не мерцает, они легче и занимают меньше места К минусам можно отнести слабоватую (по сравнению с кинескопными) яркость и контрастность, матрица не такая прочная, как экран кинескопа, набор цифровых тормозов и глюков при аналоговом или слабом сигнале, а так же плохой обработке исходного материала

Ссылка на этот материал: https://rem-tv.net/node/54

10.08.2015 | Андрей 87 121 | 32

Источник: rem-tv.net

Устройство телевизора: описание, принцип работы, виды

Сегодня телевизоры стали неотъемлемой частью каждой семьи. Придя домой после работы, каждый хочет привести себя в порядок, насытиться и ненадолго отключиться от реальности при помощи зрелищного преставления. Телевизор на протяжении десятилетий успешно справляется с этой человеческой потребностью, представляя вниманию домочадцев различные развлекательные программы и просмотр понравившихся кинолент. Телевизор стал обыденным предметом для всех без исключения людей.

Кроме этого, данная техника выполняет функцию основного средства массовой информации, позволяя отдыхающим людям узнать новости о событиях происходящих внутри государства и за его пределами. Плюс ко всему, вниманию телезрителей предлагается масса полезных рубрик, позволяющих получить познавательную информацию о различных способах проведения отдыха и получения полезных советов по дому и на приусадебном участке. Телевизор привлекает к своему экрану ежедневно миллионы людей. А если сюда добавить клуб интересов, привлекающий любителей спортивных состязаний и всевозможных чемпионатов в остальных сферах развлечений, то станет ясно, что телевидение готово заполнить все свободное время любого человека. Устройство телевизора, его история, принцип работы – далее в статье.

Краткая история

В своих мечтаниях люди со стародавних времен изобретали мистические способы передачи изображения на расстояние. Подтверждение тому можно встретить в сказках различных народов мира, одно только блюдечко с катающимся по нему яблочком наводит на воспоминания из детства. На протяжении сотен лет до наступления XX века люди безуспешно пытались воплотить в жизнь эту идею.

Революционное открытие

Первое открытие было совершено в далеком 1843 г., естествоиспытателем А. Беном, который соорудил устройство, используя сургучно-металлические пластины. Его изобретение было способно передавать изображения на расстоянии. Однако главное открытие принадлежит У. Смиту, который во второй половине 1873 г. установил, что полупроводниковые элементы обладают способностью менять сопротивление при смене яркости освещения.

Электронный телескоп

Это открытие и послужило базовым принципом работы позднее созданных кинескопов. Различные специалисты занимались разработкой устройств, позволяющих создавать развертку изображения на этапе до начала 2-й Мировой войны. Лучшая идея принадлежала немецкому изобретателю П. Нипкову, который изобрел электрический телескоп, осуществляющий развертку при помощи отверстий, устроенных на диске. Однако до действующего устройства телевизора ему было еще далеко.

Изобретение Зворыкина

Первые Телестудии начали свою работу в 1930 г., трансляция производилась на территории Америки и некоторых европейских стран. Прототип первой лучевой трубки, принцип действия которой был заложен в основу работы кинескопа, был создан в 1933 г. Его автором стал иммигрант из России по фамилии В. Зворыкин. Впервые свою работу он представил в США и дал ей название «иконоскоп».

Различия современных телевизоров по типу

Сегодня телевизор является обязательным устройством, которое можно встретить в каждом доме. Во всем мире можно найти достаточно людей, которые до такой степени привязаны к телевизионным программам, что просто не представляют свою жизнь без телевидения. Современные устройства телевизоров различают по следующим типам:

• кинескопные;

• плазменные;

• проекционные;

• жидкокристаллические.

В наше время каждый человек имеет возможность, сидя дома на диване, включив одно из этих устройств, наблюдать за событиями, происходящими в любом конце планеты.

Устройство работы телевизора

Первые ТВ передавали изображение при помощи кинескопа. Этот вид устройств долгое время являлся единственным возможным вариантом, и год за годом проектировщики работали лишь над улучшением качества устройства. Однако современные ученые нашли новые способы передачи изображения, применив на практике новые идеи и изменив устройство работы телевизора.

Кинескопный

Телевизионный кинескоп имеет вид стеклянной колбы, на одной ее стороне расположена электронная трубка, на другой — экран. Экран кинескопа обеспечивают специальным фосфорсодержащим покрытием. По нему электронная трубка выстреливает потоком электронов. При достижении электроном фосфорной панели, начинает светиться задействованный пиксель.

В первых черно-белых кинескопах ставили одну трубку, после в цветных приемниках установили сразу три, разделенные по цвету. Одна из них была красная, другая – синяя, а третья – зеленая.

Электронный луч, перемещаясь слева направо, очерчивает линию, состоящую из пикселей, а затем движется вниз, создавая вертикальную линию. Происходит это непрерывно с большой скоростью, а тем временем глаз видит цельную картинку. Частоту колебаний измеряют в специальных единицах, называющихся герцы.

Первые кинескопы всегда имели выпуклую поверхность, позже стали выпускать более удобные модели с совершенно плоским экраном. Таким образом, устройство экрана телевизора всегда считалось сложным и важным элементом. А модели, обладающие плоским экраном, ценились дороже.

Плазменный

Каков принцип работы и устройство телевизора данного типа? Принцип действия плазменной панели заключается в воздействии ультрафиолетового излучения на заряженные частицы под названием люминофоры. При движении электрического разряда сквозь поле разряженного газа, появляется ультрафиолет и открывается проводящий коридор, который состоит из плазмы.

При помощи проводников, одни из которых расположены вертикально, а другие — горизонтально, с внутренней части панели производится кадровая, а также строчная развертка. Телевизионный процессор способен корректировать раздачу кадров на небывалых скоростях. Благодаря этому свойству с внешней стороны экрана глаза видят цельное изображение.

Проекционный

В основу принципа действия проекционных телевизоров заложен алгоритм передачи качественного изображения с минимизированного передатчика на большой экран. Передаваемое изображение формируется внутри самого проекционного телевизора, при посредстве небольшого источника, составленного из электрических трубок или жидкокристаллического дисплея. Дальше при помощи зеркал и оптических приспособлений его проецируют на подготовленный экран.

Каково устройство телевизора? Вся конструкция состоит из звуковой системы, проектора, панели управления и экрана. В моделях, предназначенных для домашнего использования, все составляющие заключены в общем корпусе. По этой причине они получаются габаритными.

Проекционный способ передачи изображения позволяет совмещать мягкость и сочность полученной картинки, а также широкие возможности цветового разрешения. В дополнении изображение, передаваемое проекционными телевизорами, совершенно избавлено от зернистости, которая является недостатком кинескопов.

Жидкокристаллический

Устройство ЖК-телевизоров создано по принципу поляризации заданного светового потока, проходящего через кристаллы. LCD-панель представлена в виде двух слоев, состоящих из специального поляризованного стекла, которые соединяют вместе. Первый слой покрывают нужным полимером, в котором содержатся особые жидкие кристаллы. Затем ток электричества проходит через них, заставляя все кристаллы вращаться по определенной траектории. Тем временем, подвижные кристаллы пропускают сквозь следующий слой стекла необходимое количество света.

Для прохождения света сквозь жидкие кристаллы нужен внешний источник. Его располагают за пределами поляризованного стекла. Жидкие кристаллы пропускают сквозь себя свет ламп, а так как они находятся в определенном положении, то появляется изображение при помощи фильтра.

LED-телевизоры устроены иначе. Для подсветки жидкокристаллической матрицы здесь применяют светодиоды. Они потребляют намного меньше энергии, а также выдают большую яркость. Эти устройства обладают более качественной цветопередачей и более четкой контрастностью. А также у них увеличен срок службы и работа сопровождается меньшим тепловыделением.

По ошибке некоторые люди считают эту систему устройством цифрового телевизора, однако, цифровое ТВ – это лишь способ передачи сигнала.

Телевизоры LG

Южнокорейская компания LG считается одним из ведущих производителей в мире по выпуску электроники для бытового использования. Товары этой марки всегда обладали большим спросом среди потребителей на всех мировых рынках. Таких результатов удалось добиться благодаря исключительному качеству фирменных образцов и применению новейших технических разработок. Это хорошо подтверждают последние модели LED-телевизоров марки LG. Они отличаются улучшенным качеством изображения, однако, имеют меньшую стоимость, чем аналоги конкурентов.

Устройство телевизоров LG объединяет ряд поколений. Сюда включены основные модели, которые были созданы на базе LED-технологий, и еще более новая разработка фирмы под названием OLED-TV. Следующая модель отличается использованием новейшей матрицы, в которой применены органические светодиоды. Такой подход к производству вывел качество изображения на новый уровень.

Телевизоры Samsung

С корейского языка слово «Самсунг» переводится, как «три звезды». Компания является южнокорейской. Это название хорошо известно во всем мире. Компания «Самсунг» считается одним из главных поставщиков электроники, а также бытовой техники. Фирма имеет многолетний опыт производства телевизионной продукции и является одним из основных конкурентов компании LG.

Однако телевизоры «Самсунг», устройство которых отличается индивидуальными характеристиками, все равно пользуются большим спросом.

Причины возникновения неисправностей

Нередко причиной поломок становится неправильное обращение с техникой самих владельцев. Регламентированное соблюдение базовых правил эксплуатации позволит длительное время сохранять в рабочем состоянии дорогое устройство. Ремонт телевизора порой может недешево обойтись.

Прежде всего, не следует содержать прибор в помещении, где не исключена повышенная влажность. Также необходимо беречь устройство от механических повреждений. Оптимальное время работы телевизора составляет 6 часов, после чего лучше сделать непродолжительный перерыв. В случае подключения к телевизионному приемнику иных устройств, следует проверить их на совместимость.

В случае систематических сбоев в работе электросетей, необходимо установить стабилизатор напряжения, страхующий устройства от перепадов тока при внезапном включении. Осторожно следует обращаться с пультом дистанционного управления. В большинстве случаев он является довольно хрупкой конструкцией. Такое устройство, как пульт телевизора, в случае серьезного повреждения не всегда просто подобрать.

Источник: fb.ru

Устройство ЖК телевизора и принцип работы

Судя по количеству проданных моделей, ЖК-телевизоры прочно заняли лидирующие позиции на рынке и в сердцах телезрителей. На сегодняшний день этот тип выбирают за оптимальное соотношение цены / качества при минимальном потреблении электроэнергии. В этой статье расскажем о ЖК-телевизорах, раскроем секрет и принцип их работы, плюсы и минусы.

СПРАВКА. Название этих аппаратов LCD пошло от английского Liquid Crystal Display, дословно это переводится как жидкокристаллический экран. ЖК и LCD — названия одного типа телевизора.

Устройство: как работает ЖК-телевизор

LCD или ЖК-система, как можно понять из названия, состоит из массива однотипных элементов — системы жидких кристаллов, цветных светофильтров – с помощью них формируется изображение, защитного стекла, источника изменяющегося света.

Система кристаллов с внешней стороны равномерно освещается флуоресцентной лампой с холодным катодом. От её места расположения зависит работа самой панели – произойдёт прохождение или отражение луча. Когда внешнее воздействие отсутствует, свет свободно проходит сквозь поляризаторы. Видна подложка.

Управление жидкими кристаллами (пикселями) происходит подачей на них разности потенциалов (напряжения). Величина этого напряжения определяет, насколько повернётся кристалл, а следовательно — угол поляризации. От степени поляризации зависит его яркость. Соответственно, кристалл пропускает больше света, точка на экране ярче. Затем световой луч проходит перпендикулярный потоку поляризационный фильтр, цветовой фильтр и проходит на экран.

ВАЖНО. Пиксели на экране телевизора не гаснут никогда, они могут только поменять свою поляризацию, т. е. интенсивность свечения. Поэтому изображение не пропадает, а равномерно сменяется кадр за кадром.

Если подытожить, то работает это так – световой поток фильтруется матрицей, состоящей из множества отдельных пикселей, образующих некоторую сеть. Сквозь этот фильтр проходят три основных цвета – синий, красный и зелёный, при их комбинации друг с другом, на экране формируются цветная картинка.

• Современныетехнологии позволяют подать напряжение на любой кристалл каждого из слоёв матрицы. Каждый слой матрицы важен, но главная роль отводится двум первым, которые выполнены из чистого, без добавления натрия, стёкла, именуемые подложкой. Именно между ними расположились жидкие кристаллы, а если быть точными, их тончайший слой.
• Цветноеизображение – результат использования матрицы пассивных фильтров, которые за счёт разделения источника белого цвета получают три основных – синий, красный и зелёный. С помощью их комбинации получают любые цвета палитры.
• Если угол поляризации жидкокристаллического кристалла становится равным 90º, относительно пассивного фильтра, свет через него не проходит.
• Временемотклика считается скорость поворота кристалла, при подаче на него напряжения. Оно сокращается от повышения разности потенциалов, быстрее осуществляется поворот. От этой скорости зависит чёткость изображения при смене кадра. Для того чтобы сделать этот параметр оптимальным, на кристалл необходимо подать напряжение максимальной амплитуды.

Достоинства и недостатки технологии

• Низкое энергопотребление — около 30 Вт/ч. К примеру, ЭЛТ телевизоры потребляют в 3 раза больше.
• При интенсивной работе нагрев не более 30ºС. Практически исключено выгорания экрана.
• На экран нанесено антибликовое покрытие, что исключает отражение, отблески, геометрические искажения.
• Обладает малой массой, тонким экраном – не занимает много места, крепится на стену на кронштейн.
• Отсутствие вредных электромагнитных излучений, не вредно для глаз.
• Срок эксплуатации, в среднем, дольше плазмы вдвое. Затем просто заменяется лампа, а не сам экран.
• Размеры экрана могут быть от миниатюрных (наручные часы) до 100 дюймов.

Минусы:

• Основные цвета подавляют полутона и оттенки.
• Существует, так называемая, проблема шлейфа, остаточного изображения.
• Большое время отклика.
• Малый, по сравнению с плазмой, угол обзора.

Некоторые особенности

1. Контраст. Современные технологии, за счёт поляризации пикселя, позволяют плавно в широком диапазоне 0-90º менять яркость. Поэтому в ЖК-телевизорах тёмные оттенки хорошо отображены и их легко отличить.
2. Яркость. Как было уже отмечено ранее – поляризация не может измениться мгновенно – для этого нужно некоторое время. Поэтому в телевизорах этой системы возникает проблема отображения быстро изменяющейся, динамической картинки.
3. Ограничениеугла обзора. За счёт конструкции ЖК-дисплея, который имеет вид многослойного бутерброда, происходит ограничение угла обзора. Так, при некотором отклонении глаз от экрана, меняется угол поляризации и, соответственно, яркость кристалла. Падает цветопередача и контрастность изображения.
4. Битыепиксели. Кристаллы не ломаются, поэтому выход из строя управляющего транзистора – влечёт за собой битый пиксель. Кристалл, в зависимости от технологии, может повести себя по-разному – если при отсутствии напряжения свет сквозь него не проходит, то точка будет чёрной, при прохождении максимума потока – будет гореть.

Источник: setafi.com