第九节 亮度对比度和自动亮度控制电路

计算机人机对话是通过显示器屏幕图像包括字符变化而进行的计算机工作在不同环境下亮度是不一样的如白天和夜间室内和户外等都不一样因此对显示器屏幕的亮度必须根据需要进行适当调整以满足不同环境下对显示器图像亮度的要求亮度控制电路就是为此而设置的关于亮度控制概念这里要强调一下亮度控制就是控制显像管阴极发射电子的多少根据显像管工作特性曲线显像管发射电子的数量是随显像管栅极与阴极之间的电位差变化而变化的电位差越大发射电子越多反之则越少控制电子的发射量有两种方法1 可控制显像管阴极电压将栅极电压固定2 另一种是将阴极电压固定调整栅极电压前者要求视频放大器动态范围大但亮度调节范围小后者控制方法优于前者九十年代市场上流行的显示器亮度控制均通过栅极电压的变化进行调整

以GW-300 显示器为例进行说明控制电路见图1.77 所示图1.77 亮度对比度控制电路图中LM324 HA17324 芯片是四运算放大器每个运算放大器的输入阻抗非常大而输出阻抗却很小所以电压增益很高图中LM324-1 2 3 脚组成运放A 5 6 7 脚组成运放B 放大器V207 是射极跟随器与运放A 又组成一个闭环系统它们是一个具有深度负反馈的放大器因此工作很稳定LM324 运放B 与放大器V208 同样组成一个闭环系统也是一个具有深度负反馈的放大器V801 和V802 组成D/A 转换器两个放大器输出叠加后送视频放大器如何实现显像管阴极电位变化而调整阴极电子的发射量呢具体过程如下调节亮度电位器R201 可使Q 点电位升高通过运放A 输出端1 脚电位升高送放大器V207 的基极从发射极输出并跟随升高V801 集电极电位升高送视频放大器V805 的基极经放大器使显像管阴极电位下降屏幕亮度加大调整亮度电位器R201 使Q 点电位下降通过电路工作使显像管阴极电位升高亮度下降同理调整对比度电位器R202 可使W点电位升高通过电路工作使显像管阴极电压下降屏幕图像亮度加大反之屏幕图像亮度减小

当采用阴极电压的变化来控制亮度时这时栅极接地为零电位调节亮度需要栅-阴极之间电压变化为40Vpp 因此阴极需要加更高的电源电压一般为150V 180V 当采用栅极电压变化来控制亮度时栅极加负电压调节范围大一般为0 60V 之间变化视放电源电压为120V 这不难看出采用阴极控制亮度的方法是有两个缺点其一对视频放大管耐压要求比较高动态变化范围大其二亮度调节范围小所以目前市场上流行的显示器亮度调整均采用栅极控制的方法亮度控制电路需要一个直流负电源电压约-170 -200Vpp 一般由行输出变压器次级提供举例说明见图1.78 所示图1.78 COMPAQ 472P 亮度控制电路图中VR802 为亮度调整电位器安装在显示器主板上出厂前已调好VR803 亦为亮度调整电位器固定在面板上用户可根据需要进行调整电阻R808 为限流电阻因

为栅极控制不需要电流是电压控制对调整电流必须加以限制当超过某一值时就将电阻烧断以保护显像管电容C805 电阻R829 组成一个网络消除高频杂波电容C806为滤波电容滤出低频脉动波纹三极管Q807 Q808 稳压管D803 及电阻等构成一个稳定的直流放大器以保证给G1 提供稳定的负电压关于亮度控制电路的形式很多几乎每一种型号的显示器都不相同但负电压的提供是一致的

按人的眼睛视觉特性在不同亮度电平下观看显示器屏幕图像包括字符时最佳的对比度也不一样也就是说当改变图像亮度时为了得到合适的图像就应相应地调整对比度即调整加在显像管阴极的视频信号幅度实践表明亮度大时所需视频信号幅度也大亮度小时所需视频信号幅度也小故在显示器面板上都装有亮度和对比度调节旋钮以便随时进行调整图1.79 对比度控制电路亮度和对比度的调整是两个不同的概念亮度调整是对显像管屏幕背景亮度的调整是直接通过显像管阴极或栅极电压的变化来调制显像管阴极发射的电子数量显像管束电流越大背景亮度越亮而对比度调整是对视频信号幅度进行调节信号幅度越大屏幕图像越亮所以在视频信号通道中加入对比度控制电路视频通道一般可分三个部分1视频信号输入接口电路2 视频信号处理电路即预视放部分3 视频信号放大输出电路对于单色显示器来说对比度控制电路是很简单的只有一个电位器一般都

放在预视放电路前或放在视频放大级例如CASTER VGA GW-1489V 单显见图1.79所示图中Q21 Q22 为预视放电路Q24 Q25 是视频放大电路Q23 是射极跟随器为Q24 基极提供稳定的直流偏压VR21 是对比度调节电位器而GW-100 系列单色显示器对比度控制电路放在视频放大级1.80 是GW-100B 对比度控制电路图1.80 对比度控制电路图中C505 C508 VR501 R507 组成交流负反馈电路调节VR201 的电阻值也就改变了视频放大器的放大增益即调整了对比度对于彩色显示器来说对比度控制电路均放在预视放电路中目前流行的显示器预视放均采用集成电路它们都具有对比度控制输入端下面给出几个芯片对比度控制电路和控制端LM1203N-12 脚为对比度控制输入端电路见图1.81 所示图1.81 对比度控制电路图中VR2 和VR201 安装在面板上用户根据需要进行对比度调整图1.82 COMPAQ 420 对比度控制电路有些显示器对比度调节还有负对比度调节电位器一般安装在显示器电路主板上在出厂前已调好

自动亮度控制Automatic Brightness Control 缩写ABC 又叫自动亮度限制用ABL表示还有叫自动亮度保护用ABP 表示总之是一个意思最常用符号是ABC 而且在电视中也用此符号图1.83 LYMIC-214S ABC 电路当显像管束电流太大时图像背景亮度加大会缩短显像管寿命为了避免这种情况的出现可采用自动亮度控制电路加以限制ABC 控制电压是由显像管高压整流回路取样而来显然ABC 电压的大小和显像管电子束电流大小成反比因而利用ABC 电压控制阴极电子发射量就可以控制显像管背景亮度当屏幕背景亮度加大时显像管电子束电流加大ABC 电压变小ABC 电压通过视频处理电路和视频放大电路可使显像管三个阴极RK GK BK 电位升高而束电流减小显像管背景亮度下降同理当图像背景亮度变暗时ABC 电压变大显像管阴极电位下降束电流增加背景亮度上升屏幕恢复正常因此ABC 可缩小显像管背景亮度的变化范围它不但限制了过高的背景亮度使亮度不会太亮保护了显像管和高压电路而且也限制了过低的背景亮度使暗

场暗不下来下面举个实例加以说明图1.83 是LYMIC - 214S 显示器ABC 电路图中Q301 是共集电极放大器其特点是电流放大系数大工作稳定性高控制原理及工作过程ABC 控制电压是从电阻R523 和R506 之间Q 点取样通过电阻R312 加到三极管Q301 的基极将电压放大加到LM1203N-12 脚从而控制LM1203N 的电压增益再通过视频放大来改变显像管阴极电压从而控制显像管的束电流即自动控制了背景亮度由于某种原因背景亮度加大如显像管高压升高或束电流增加流过电阻R523 R506的电流加大在电阻R523 上的压降增大Q 点ABC 取样电压下降使Q301 发射极电流减小LM1203N 电压增益下降显像管阴极电压升高束电流下降背景亮度变暗恢

复正常同理当背景亮度变暗即束电流减小时取样电压升高LM1203N 电压增益加大显像管阴极电压下降束电流加大背景亮度加强恢复正常因此只要显像管背景亮度有微小变化通过自动亮度控制电路的工作都会自动进行调整