電子發(fā)燒友談如何計算和控制LED顯示屏亮度

    LED顯示屏行業(yè)內所稱的灰度也可以稱之為LED亮度。灰度等級也稱中間色調，主要用于傳送圖像、圖片、視屏、分別有16級、32級、64級三種方式，它采用矩陣處理方式將文件的像素處理成16、32、64級層次，使傳送的圖片更清晰。無論是全彩屏，還是雙色屏，要顯示圖像或動畫都需要對構成象素的每個LED發(fā)光灰度進行調節(jié)，其調節(jié)的精細程度就是我們通常所說的灰度等級。

    一、顯示屏的亮度計算方法

    以全彩屏為例，通常紅、綠、藍白平衡配比為3:6:1

    紅色LED燈亮度：亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.3(白平衡配比占30%)÷2

    綠色LED燈亮度：亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.6(白平衡配比占60%)

    藍色LED燈亮度：亮度(CD)/M2÷點數/M2×0.1(白平衡配比占10%)

    (1)已知整屏亮度求單管亮度。

    例如：每平米2500點密度，2R1G1B,每平米亮度要求為5000cd/m2,則：

    紅色LED燈亮度為：5000÷2500×0.3÷2=0.3cd=300mcd

    綠色LED燈亮度為：5000÷2500×0.6=1.2cd=1200mcd

    藍色LED燈亮度為：5000÷2500×0.1=0.2cd=200mcd

    每像素點的亮度為：0.3×2+1.2+0.2=2.0cd=2000mcd

    (2)已知單管亮度求整屏亮度。

    例如：以P31.25,日亞管為例。

    HSM顯示屏主要管芯規(guī)格紅綠

    HSM-PH-A+(日亞)180-440mcd1020-2400mcd

    因為白平衡配亮度配比紅：綠：藍=3:6:1;又白平衡的配比以綠管亮度去配其它管。所以如下：

    由紅：綠=3:6可知，綠管亮度是紅管的2倍，即紅管亮度為：2400(藍)÷2=1200mcd又因為紅、綠、藍四個管中，紅管有2個，所以，單個紅管的亮度為：1200÷2=600mcd.

    由綠：藍=6:1可知，綠管亮度是藍管的6倍，即藍管亮度為：2400(藍)÷6=400mcd因，1個發(fā)光像素=2紅管+1綠管+1藍管;

    即一個像素的亮度=600(紅)×2+2400(綠)+400(藍)=3400mcd=3.4cd

    每平方米亮度=1個發(fā)光像素的亮度×每平方米的像素密度(個數)=3.4cd×1024(像素個數)=3482cd.以光損20%計算，實際發(fā)光亮度應為：2785.28cd.

    二、LED顯示屏控制LED灰度的方法

    下面為大家介紹兩種led顯示屏大屏幕的亮度控制方法。一種是改變流過LED的電流，一般LED管芯允許連續(xù)工作電流在20毫安左右，除了紅色LED有飽和現象外，其他LED亮度基本上與流過的電流成比例;另一種方法是利用人眼的視覺惰性，用脈寬調制方法來實現灰度控制，也就是周期性改變光脈沖寬度,只要這個重復點亮的周期足夠短，人眼是感覺不到發(fā)光象素在抖動。由于脈寬調制更適合于數字控制，所以在普遍采用微機來提供LED顯示內容的今天，幾乎所有的LED屏都是采用脈寬調制來控制灰度等級的。

    LED的控制系統(tǒng)通常由主控箱、掃描板和顯控裝置三大部分組成。主控箱從計算機的顯示卡中獲取一屏象素的各色亮度數據，然后重新分配給若干塊掃描板，每塊掃描板負責控制LED屏上的若干行，而每一行上LED的顯控信號則用串行的方式傳送。目前有兩種串行傳送顯示控制信號的方式：一種是掃描板上集中控制各象素點灰度，掃描板將來自控制箱的各行象素的亮度值進行分解，然后將各行LED的開通信號以脈沖形式(點亮為1，不亮為0)按行用串行方式傳輸到相應的LED上，控制其是否點亮。這種方式使用器件較少，但串行傳輸的數據量較大，因為在一個重復點亮的周期內，每個象素在16級灰度下需要16個脈沖，在256級灰度下需要256個脈沖，由于器件工作頻率限制，一般只能使LED屏做到16級灰度。

    另一種方法是掃描板串行傳輸的內容不是每個LED的開關信號而是一個8位二進制的亮度值。每個LED都有一個自己的脈寬調制器來控制點亮時間。這樣，在一個重復點亮的周期內，每個象素點在16級灰度下只需要4個脈沖，256級灰度下只需8個脈沖，大大降低了串行傳輸頻率。用這種分散控制LED灰度的方法可以很方便地實現256級灰度控制。