LED显示屏工程模组的4K刷新率真伪参数

2022-05-10 13:15:38

在led显示屏行业，业内宣称的普刷和高刷目前通常被分别定义为1920HZ和3840HZ刷新率，通常实现方式分别采用的是双锁存驱动和PWM驱动方式，具体能实现方案性能主要如下：

【双锁存驱动IC】：1920HZ刷新率，13Bit显示灰度，自带消除下鬼影功能，低压启动功能去除坏点等功能；

【PWM驱动IC】：3840HZ刷新率，14-16Bit显示灰度，自带消除下鬼影功能，低压启动，去除坏点等功能。

后者PWM驱动方案在刷新率倍增情况同时还有更加灰度表现力，在产品采用的集成电路功能和算法都更多更复杂，自然驱动芯片采用晶圆单元面积尺寸增大成本也较高。

但是在后疫情时代，全球局势不稳定通货膨胀等外部经济情况下，led显示屏一众厂商想要抵消成本压力，推出了3K刷新的LED产品，实则使用1920HZ刷新档位的双沿触发驱动芯片方案，通过降低灰度带载点数等一系列功能参数性能指标下降换来2880HZ刷新率，又把此类刷新率通称为3K刷新率来伪称3000HZ以上刷新率来对标真3840HZ刷新率的PWM驱动方案混淆了消费者，有以次充好混淆视听之嫌。

因为通常在显示屏领域分辨率1920X1080都被称为2K分辨率，分辨率3840X2160也被通常称为4K分辨率。因此通过2880HZ刷新率被自然混淆到3K刷新率级别，而离真正3840HZ刷新能达到的画质参数不在一个量级，仅是通过牺牲综合指标换取个别指标的突出来到达偷换概念的宣传。

使用一般LED驱动芯片做扫描屏应用时，要提高扫描屏视觉刷新率，主要方法有三：

1、降低影像灰阶子场数：藉由牺牲影像灰阶的完整性，缩短每一扫完成灰阶计数的时间，使画面在一帧时间内，重复点亮的次数增加，以提升其视觉刷新率。

2、缩短控制LED导通的最小脉宽：透过减少LED亮场时间，缩短每一扫完成灰阶计数的周期，使画面重复点亮的次数增加，但是，传统驱动芯片的响应时间无法少于50ns，否则，会出现低灰不均或低灰偏色等异常现象。

3、限制驱动芯片串接颗数：例如在8行扫应用，串接驱动芯片数需要受到限制，以保证高刷新率下，在快速换扫的有限时间内，数据可正确传送完毕。

扫描屏在换行之前，需等待下一行的数据数据写入完毕，这时间是无法缩短的（其时间长度与芯片数成正比例），否则画面会显示错误，扣除这些时间后，LED能被有效点亮的时间减少，因此在一帧时间内（1/60 sec）,所有扫描能被正常点亮的次数受限制，LED利用率也不高（见下图）。另外，控制器的设计及使用也变复杂，内部数据处理的频宽需提高，导致硬件稳定性降低，再加上使用者要监督的参数增加，一旦设置值稍有疏忽，往往会造成显示屏表现不稳定。

市场上对影像质量的要求与日俱增，尽管现今驱动芯片具有S-PWM技术的优势，但其在扫描屏应用上，还尚有无法突破的瓶颈。举例来说，现有的S-PWM驱动芯片动作原理如下图所示。若使用现有S-PWM技术的驱动芯片来设计一面1:8的扫描屏，在16位的灰阶，PWM计数频率16MHz条件下，视觉刷新率大约是30Hz。而在14位的灰阶下，视觉刷新率亦大约是120Hz。但是视觉刷新率至少需要在3000Hz以上才能满足人眼对画面质量的要求。因此，当视觉刷新率的需求值在3000Hz的情况时，就需要功能更好的LED驱动芯片才能满足需求。

刷新通常都是根据视频源60FPS的画面帧率的整数n倍来定义分级，一般情况1920HZ是60FPS帧率的32倍，大部分用在租赁显示这种高亮高刷领域单元板显示在32扫描以下级别的led显示屏单元板上；3840HZ是60FPS帧率64倍，大部分用在室内led显示屏上低亮高刷的64扫描以下led显示屏单元板上。

正常显示斜扫图片

然而在1920HZ驱动框架基础上的显示屏模组强行提高到2880HZ需要4BIT硬件处理空间需要突破硬件性能上限需要牺牲灰度级数，其硬件输出控制脉宽信号下限精度难以达成导致画面细节必定会产生畸变和不稳定。

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