CN104270632A - 一种电视机屏参测量仪及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电视机屏参测量仪及测量方法，电视机屏参测量仪，与电视机的机芯板连接，其包括信号处理模块和MCU；信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；所述MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数；只需要一次开机或关机就能测量出屏参的所有时序参数，无需多次设置参数，减少了测试工作量，大大节约了测量时间。

Description

一种电视机屏参测量仪及测量方法

技术领域

本发明涉及电视技术领域，特别涉及一种电视机屏参测量仪及测量方法。  

背景技术

目前测量屏参时序时常采用示波器进行测量。使用示波器测量时，需要多次测量各个时序参数，如T1、T2、T3等（各时序参数T的含义为现有技术），每次测量时需要重新设置采样率，放大倍数，触发电压等参数。一个时序参数的测量往往需要多次尝试才能设置好合适的参数，而每次测试都需要对电视机进行一次开关机操作。测完所有时序参数需要开关机电视几十次甚至上百次，导致测试操作很繁琐、还大大延长了测试时间。同时，多次开关机也会对电视机的相关硬件模块造成磨损，影响使用寿命。 

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种电视机屏参测量仪及测量方法，以解决现有电视机屏参测量需多次开关机、多次设置参数导致操作繁琐、测试时间较长的问题。 

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案： 

一种电视机屏参测量仪，与电视机的机芯板连接，其包括信号处理模块和MCU；

信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；所述MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数。

所述的电视机屏参测量仪，其还包括缓存模块，用于对MCU采样的数据进行缓存，检测所有采样数据缓存完后、上传所述采样数据至MCU进行数据处理。 

所述的电视机屏参测量仪，其中，所述信号处理模块包括： 

第一处理单元，用于对所述输入信号中的PANEL VCC信号进行衰减处理后传输至MCU ；

第二处理单元，用于对所述输入信号中的LVDS COLCK信号的电压幅度进行放大后传输至MCU；

传输单元，用于将所述输入信号中的BACK LIGHT信号和PWM信号传输给MCU。

所述的电视机屏参测量仪，其中，所述第一处理单元包括一级衰减电路和二级衰减电路； 

所述一级衰减电路对PANEL VCC信号进行2倍反向衰减，二级衰减电路对衰减后的PANEL VCC信号进行2倍反向衰减后输出。

所述的电视机屏参测量仪，其中，所述一级衰减电路包括第一电阻、第二电阻和第一运算放大器，所述第一运算放大器的正向输入端接地，第一运算放大器的反向输入端通过第一电阻连接机芯板，所述第一运算放大器的输出端连接二级衰减电路、还通过第二电阻连接第一运算放大器的反向输入端。 

所述的电视机屏参测量仪，其中，所述二级衰减电路包括第三电阻、第四电阻和第二运算放大器，所述第二运算放大器的正向输入端接地，第二运算放大器的反向输入端通过第三电阻连接第一运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端连接、还通过第四电阻连接第二运算放大器的反向输入端。 

所述的电视机屏参测量仪，其中，所述第二处理单元包括第五电阻、第六电阻和第三运算放大器，所述第三运算放大器的正向输入端连接机芯板，第三运算放大器的反向输入端通过第六电阻接地、还通过第五电阻连接第三运算放大器的输出端和MCU。 

所述的电视机屏参测量仪，其中，所述MCU为一单片机，所述单片机的PA0_WKUP脚连接第一处理单元，单片机的PA1脚连接第二处理单元， 单片机的PA2脚、PA3脚均连接传输单元。 

一种电视机屏参测量仪的测量方法，其包括： 

信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；

MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数。

所述的测量方法，其中，所述MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数的步骤具体包括： 

对调整后的输入信号进行AD采样；

判断PANEL VCC1信号的波形是否由低电平变为高电平；

若是，则计算开机的各时序参数；

若不是，则判断PANEL VCC1信号的波形是否由高电平变为低电平；若是，则计算关机的各时序参数。

相较于现有技术，本发明提供的电视机屏参测量仪及测量方法，所述电视机屏参测量仪包括信号处理模块和MCU；由信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；所述MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数；只需要一次开机或关机就能测量出屏参的所有时序参数，无需多次设置参数，减少了测试工作量，大大节约了测量时间。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪应用实施例的示意图； 

图2为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪中信号处理模块的结构框图；

图3为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪中信号处理模块的第一处理单元的结构框图；

图4为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪中信号处理模块的第一处理单元的电路图；

图5为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪中信号处理模块的第一处理单元的仿真波形示意图；

图6为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪中信号处理模块的第二处理单元的电路图；

图7为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪中信号处理模块的第二处理单元的仿真波形示意图；

图8为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪中单片机的示意图；

图9为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪与机芯板连接的实施例一的示意图；

图10为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪与机芯板连接的实施例二的示意图；

图11为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪的测量方法流程图；

图12为本发明实施例提供的电视机屏参测量仪的测量方法中步骤S200的方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种电视机屏参测量仪及测量方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明提供的电视机屏参测量仪适用于电视机、显示器、广告机等基于液晶显示领域的屏参测量。请参阅图1，本发明提供的电视机屏参测量仪1包括信号处理模块10和MCU 20。所述信号处理模块10与电视机的机芯板2连接（如采用引线接口方式），能将机芯板2上的相关输入信号[包括PANEL VCC信号（屏供电电源信号）、LVDS COLCK信号（LVDS时钟信号）、BACK LIGHT信号（背光控制信号）、PWM信号（背光脉宽信号）]引入电视机屏参测量仪1中。基于这些输入信号的电压值较高、频率较快，为了满足MCU的工作电压范围，需要先通过信号处理模块10对这些输入信号进行电压调整。所述信号处理模块10连接MCU 20，将调整后的输入信号传输至MCU 20中进行AD采样；MCU 20判断电视机的状态（即开机或关机时），计算出电视机不同状态（开、关机）时对应的时序参数（即T1、T2、T3的值）。 

为了方便测试员了解测量结果，所述电视机屏参测量仪1还包括显示屏30，其与MCU 20连接。MCU 20将计算出的时序参数传输至显示屏30显示。 

为了方便测试员了解时序波形，所述电视机屏参测量仪1还可外接PC（personal computer，个人计算机）机、即电脑3。MCU将波形数据上传至电脑3上绘制出各信号波形、并在波形上标注出各时序参数，使得时序的测量过程更直观。 

基于各输入信号的波形数据较多，而时序参数的计算与时间有关。为了避免计算出错，所述电视机屏参测量仪1还包括缓冲器40，用于对MCU采样的数据进行缓存，检测所有采样数据缓存完后，缓冲器40再将存储的波形数据一起反馈给MCU进行相关计算。 

机芯板2上各通道的输入信号的波形是已知的，针对各通道的输入信号波形的频率和压值，信号处理模块10中设置了第一处理单元110、第二处理单元120和传输单元130，如图2所示。其中，PANEL VCC信号的电压变化范围约为0V~12V，而MCU 20的工作电压范围（即AD采样的电压范围为0V~3.3V）。本实施例通过第一处理单元110对PANEL VCC信号进行衰减处理使其电压小于或等于3.3V，之后再将衰减后PANEL VCC1信号传输至MCU 20中进行AD采样，使PANEL VCC信号满足AD采样的电压要求。 

由于LVDS COLCK信号频率高，幅度低，本实施例中通过第二处理单元120对LVDS COLCK信号进行放大使其电压幅度增加，之后再将放大后的LVDS COLCK1信号传输至MCU 20中进行AD采样，以提高AD采样的准确性，避免漏采或采样出错。 

BACK LIGHT信号和PWM信号的电压幅度满足AD采样的要求，无需处理，直接通过传输单元130输出给MCU 20即可。 

请同时参阅图3，较佳地，所述第一处理单元110包括一级衰减电路1101和二级衰减电路1102。一级衰减电路1101对PANEL VCC信号进行2倍反向衰减，二级衰减电路1102对衰减后的PANEL VCC信号进行2倍反向衰减后输出。通过两次反向即可确保PANEL VCC信号衰减前后的波形相位一致性。两次衰减使衰减后的PANEL VCC信号为原来的1/4，电压范围约为0V~3V，满足MCU 20的AD采样要求。 

请一并参阅图4，所述一级衰减电路1101包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一运算放大器U1，所述第一运算放大器U1的正向输入端接地，第一运算放大器U1的反向输入端通过第一电阻R1连接机芯板2（即输入PANEL VCC信号的接口），所述第一运算放大器U1的输出端连接二级衰减电路1102、还通过第二电阻R2连接第一运算放大器U1的反向输入端。 

所述二级衰减电路1102包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二运算放大器U2，所述第二运算放大器U2的正向输入端接地，第二运算放大器U2的反向输入端通过第三电阻R3连接第一运算放大器U1的输出端，所述第二运算放大器U2的输出端连接MCU、还通过第四电阻R4连接第二运算放大器U2的反向输入端。 

其中，所述第一电阻R1和第三电阻R3的阻值均为10Kohm，第二电阻R2和第四电阻R4的阻值均为5Kohm。PANEL VCC信号经过一级衰减电路1101衰减2倍（R1/R2）并使波形反相后，再经过二级衰减电路1102衰减2倍(R3/R4)并使波形反相。如图5所示，输入信号——PANEL VCC信号开机时电压由0V上升至12V之后趋于平稳。根据第一处理单元的参数可以计算出衰减倍数为4倍，则开机时第一处理单元110输出的PANEL VCC1信号由0V上升至3V（图5中每格子表示5V）。经过衰减处理的PANEL VCC1信号即可送给MCU进行AD采样。 

请同时参阅图6，所述第二处理单元120包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三运算放大器U3，所述第三运算放大器U3的正向输入端连接机芯板2（即输入LVDS COLCK信号的接口），第三运算放大器U3的反向输入端通过第六电阻R6接地、还通过第五电阻R5连接第三运算放大器U3的输出端和MCU。 

其中，所述第三运算放大器U3为高速运算放大器，其对输入的LVDS COLCK信号的电压幅度进行放大后输出LVDS COLCK1信号至MCU中进行采样。信号仿真波形如图7所示。 

基于BACK LIGHT信号、PWM信号无需调整，可直接输入MCU中，则所述传输单元130可以为导线，直接将BACK LIGHT信号、PWM信号输出。也可以在传输单元130中设置滤波去噪电路来优化BACK LIGHT信号和PWM信号的波形，使其更加平滑，减少干扰。此处对传输单元130的电路结构不作限定。 

请一并参阅图8，所述MCU为STM32F103单片机，其内置12位16通道AD转换器，无需外设AD转换器，使用内置AD转换器即可，以节省成本和减小电路排版的面积。图8中示出所述STM32F103单片机的最小系统。其中，所述单片机的PA0_WKUP脚、PA1脚、PA2脚、PA3脚作为AD采样脚，PANEL VCC1信号、LVDS COLCK1信号、BACK LIGHT信号、PWM信号可分别输入AD采样脚中的任一脚，之后在程序中定义哪个AD采样脚输入哪个信号即可。本实施例中，可将PANEL VCC1信号输入PA0_WKUP脚，则单片机的PA0_WKUP脚连接第二运算放大器U2的输出端。所述LVDS COLCK1信号输入PA1脚，则单片机的PA1脚连接第三运算放大器U3的输出端。BACK LIGHT信号、PWM信号分别输入PA2脚、PA3脚，则单片机的PA2脚、PA3脚均连接传输单元130的输出端。 

所述单片机以预设的采样频率对输入的PANEL VCC1信号、LVDS COLCK1信号、BACK LIGHT信号、PWM信号的波形进行AD波形的采集，同时需实时监测PANEL VCC1信号的波形变换来判断电视机的开关机状态。先判断PANEL VCC1信号的波形是否由低电平变为高电平，若是则认为电视机进行了一次有效地开机，随即从各波形计算出开机相关的各时序参数，之后传输至显示屏显示。同时将波形数据和时序参数上传至电脑3中，绘制出各信号波形、并在波形上标注出各时序参数。若不是由低变高，则继续判断PANEL VCC1信号的波形是否由高电平变为低电平，若是，则认为电视机进行了一次有效地关机，随即从波形中开始计算与关机相关的各时序参数，之后传输至显示屏显示。同时将波形数据和时序参数上传至电脑3中，绘制出各信号波形、并在波形上标注出各时序参数。若不是由高变低，则表示PANEL VCC1信号无变化，是平稳的，此时需继续监测。 

本实施例中，所述单片机中预先存储了各种屏参数，计算出时序参数后，单片机将计算结果与预存的屏参数进行比较，以判断计算的时序参数是否与预存的屏参数相同，相同则表示当前的屏参正确，可在显示屏上显示该时序参数时对应显示“P”（Pass），表示通过、正确。若不相同则在显示屏上显示该时序参数时对应显示“F”（Fail），表示不合格。 

在具体实施时，所述信号处理模块10中会设置外部接口、配置测量线以方便电视机屏参测量仪1与机芯板2连接。如图9所示，当机芯板2安装在电视机4上时，机芯板2与屏5连接，电视机屏参测量仪1通过测量线6与机芯板2的输入信号的接口连接，即可开始测量。 

若机芯板2从电视机4中卸载，采用所述电视机屏参测量仪1也可以进行测量。如图10所示，机芯板2通过测量线6接入电视机屏参测量仪1的信号处理模块中，信号处理模块同时将机芯板2的信号与屏5连接，这样即可开始测量。 

需要理解的是，所述电视机屏参测量仪1还包括供电模块，其可以采用电池供电方式或外接电源供电方式，其为现有技术，此处对供电模块的实现电路不作详述。 

基于上述的电视机屏参测量仪，本发明实施例还相应提供一种电视机屏参测量仪的测量方法。请参阅图11，所述测量方法包括： 

S100、信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；

S200、MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数。

其中，所述输入信号包括PANEL VCC信号、LVDS COLCK信号、BACK LIGHT信号、PWM信号。信号处理模块仅对PANEL VCC信号、LVDS COLCK信号进行调整并对应生成PANEL VCC1信号、LVDS COLCK1信号后传输至MCU中。BACK LIGHT信号、PWM信号直接传输至MCU中。 

请同时参阅图12，所述步骤S200具体包括： 

S201、对调整后的输入信号进行AD采样；

S202、判断PANEL VCC1信号的波形是否由低电平变为高电平；若是则执行步骤S203；否则执行步骤S204； 

S203、计算开机的各时序参数，执行步骤S206；

S204、判断PANEL VCC1信号的波形是否由高电平变为低电平；若是，则执行步骤S205；否则返回步骤S201；

S205、计算关机的各时序参数，执行步骤S206；

S206、上传波形数据至电脑；

S207、上传时序参数至显示屏显示，返回步骤S201。

本实施例中，所述步骤S207还包括：判断计算的时序参数是否与预存的屏参数相同，相同则显示该时序参数合格，不相同显示不合格。 

需要理解的是，所述电视机屏参测量仪工作时一直不停地进行测量，即上述步骤S201至S207是不断重复的，只有检测PANEL VCC1信号的波形变化时才计算时序参数并进行相应显示。若PANEL VCC1信号的波形不变化，则继续采集波形，自动继续测量。当测量员关闭电视机屏参测量仪时，上述步骤自动停止。 

综上所述，本发明提供的电视机屏参测量仪，通过信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；所述MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机开机或关机时，自动计算开、关机时对应的时序参数并传输至显示屏显示；其硬件电路的测量精度能达到0.1ms，误差小于5%。只需要一次开机或关机就能测量出屏参的所有时序参数并显示，无需多次设置参数，减少了测试工作量，大大节约了测量时间。同时，内置屏参数、能判断计算的时序参数是否合格，方便用户测量。 

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.一种电视机屏参测量仪，与电视机的机芯板连接，其特征在于，包括：信号处理模块和MCU；

信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；所述MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数。

2.根据权利要求1所述的电视机屏参测量仪，其特征在于，还包括缓存模块，用于对MCU采样的数据进行缓存，检测所有采样数据缓存完后、上传所述采样数据至MCU进行数据处理。

3.根据权利要求1所述的电视机屏参测量仪，其特征在于，所述信号处理模块包括：

第一处理单元，用于对所述输入信号中的PANEL VCC信号进行衰减处理后传输至MCU ；

第二处理单元，用于对所述输入信号中的LVDS COLCK信号的电压幅度进行放大后传输至MCU；

传输单元，用于将所述输入信号中的BACK LIGHT信号和PWM信号传输给MCU。

4.根据权利要求3所述的电视机屏参测量仪，其特征在于，所述第一处理单元包括一级衰减电路和二级衰减电路；

所述一级衰减电路对PANEL VCC信号进行2倍反向衰减，二级衰减电路对衰减后的PANEL VCC信号进行2倍反向衰减后输出。

5.根据权利要求4所述的电视机屏参测量仪，其特征在于，所述一级衰减电路包括第一电阻、第二电阻和第一运算放大器，所述第一运算放大器的正向输入端接地，第一运算放大器的反向输入端通过第一电阻连接机芯板，所述第一运算放大器的输出端连接二级衰减电路、还通过第二电阻连接第一运算放大器的反向输入端。

6.根据权利要求5所述的电视机屏参测量仪，其特征在于，所述二级衰减电路包括第三电阻、第四电阻和第二运算放大器，所述第二运算放大器的正向输入端接地，第二运算放大器的反向输入端通过第三电阻连接第一运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端连接、还通过第四电阻连接第二运算放大器的反向输入端。

7.根据权利要求3所述的电视机屏参测量仪，其特征在于，所述第二处理单元包括第五电阻、第六电阻和第三运算放大器，所述第三运算放大器的正向输入端连接机芯板，第三运算放大器的反向输入端通过第六电阻接地、还通过第五电阻连接第三运算放大器的输出端和MCU。

8.根据权利要求3所述的电视机屏参测量仪，其特征在于，所述MCU为一单片机，所述单片机的PA0_WKUP脚连接第一处理单元，单片机的PA1脚连接第二处理单元，单片机的PA2脚、PA3脚均连接传输单元。

9.一种电视机屏参测量仪的测量方法，其特征在于，包括：

信号处理模块采集机芯板上的所有输入信号，对输入信号进行电压调整后传输给MCU；

MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，所述MCU对调整后的输入信号进行AD采样，判断电视机的状态，并计算出电视机不同状态时对应的时序参数的步骤具体包括：

对调整后的输入信号进行AD采样；

判断PANEL VCC1信号的波形是否由低电平变为高电平；

若是，则计算开机的各时序参数；

若不是，则判断PANEL VCC1信号的波形是否由高电平变为低电平；若是，则计算关机的各时序参数。