作者：韩雪涛
出版社：电子工业出版社
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微视频全图讲解液晶电视机维修试读：
内容简介
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地址：天津市南开区榕苑路4号天发科技园8-1-401 邮编：300384编 者第1章液晶电视机的结构和工作原理1.1 液晶电视机的整机结构
近几年，数字技术的发展及大规模集成电路芯片制作技术、液晶屏制作工艺的进步，为液晶电视机的发展提供了强大的技术支持。从目前市场发展的角度来说，液晶电视机与传统显像管电视机相比，具有外形简洁美观、重量轻、节省空间、显像清晰度高、色彩丰富、使用寿命长、省电和辐射低等优点。
图1-1为常见的液晶电视机。图1-1 常见的液晶电视机1.1.1 液晶电视机的结构组成
1 液晶电视机的外部结构
图1-2为长虹LT3788（LS10机芯）型液晶电视机的外部结构。在液晶电视机的正面可以看到液晶显示屏、左/右声道扬声器、遥控接收及电源指示灯等，从液晶电视机的背面可找到铭牌标识、输入/输出接口、电源接口、电源开关等。图1-2 长虹LT3788（LS10机芯）型液晶电视机的外部结构
图1-2中的液晶电视机未设置操作面板，有些品牌型号的液晶电视机通常在正面下方设置操作面板，如图1-3所示。图1-3 带有操作面板的液晶电视机
图1-4为长虹LT3788型液晶电视机的输入/输出接口。根据接口附近的标识可以知道，该液晶电视机的输入/输出接口包括TV输入接口（天线接口或调谐器接口）、AV输入/输出接口、VGA接口、S端子接口、分量视频信号接口、耳机接口等。图1-4 长虹LT3788型液晶电视机的输入/输出接口
除了图1-4中的接口外，许多液晶电视机上还有HDMI接口，如图1-5所示。图1-5 液晶电视机上的HDMI接口
2 液晶电视机的内部结构
将液晶电视机的后机壳打开便可以看到内部的主要电路和器件，如图1-6所示。从图中可以看到，液晶电视机主要由电视信号接收电路板、主电路板（包括音频、数字信号处理和系统控制部分）、电源电路板、逆变器电路板、液晶屏驱动电路板、扬声器、显示屏组件等构成。图1-6 长虹LT3788型液晶电视机的内部结构
图1-7为其他品牌液晶电视机的内部结构。从图中可以看出，不同液晶电视机的主要组成部分基本相同，只是电路板的结构大小、安装位置、采用元器件的种类等有较大差异。图1-7 其他品牌液晶电视机的内部结构
要了解液晶电视机的结构组成，除了拆卸后直接观察外，还可以通过查询液晶电视机的维修手册和技术资料了解相关液晶电视机的结构组成。
图1-8为典型液晶电视机的结构分解图。从图中可以了解液晶电视机的结构组成及各部件的位置关系。图1-8 典型液晶电视机的结构分解图图1-8 典型液晶电视机的结构分解图（续）（1）显示屏组件
液晶显示屏是由显示屏组件和驱动电路板构成的，如图1-9所示。显示屏组件主要由背部光源部分和液晶屏一体板组成。驱动电路板的连接软排线与液晶屏一体板制成一体。图1-9 液晶电视机的显示屏组件
在一些液晶电视机的维修手册中可以找到显示屏组件的结构分解图，如图1-10所示。根据该分解图，便可了解到显示屏组件各部分的结构组成和位置关系。图1-10 显示屏组件的结构分解图（2）扬声器
图1-11为液晶电视机的左、右声道扬声器。四个扬声器分成两组分别安装在液晶电视机两侧，由音频功率放大器驱动发声。图1-11 液晶电视机的左、右声道扬声器1.1.2 液晶电视机的电路结构
图1-12为典型液晶电视机的整机电路结构框图。从图中可以看出，液晶电视机的电路部分主要是由电视信号接收电路、数字信号处理集成电路、系统控制电路、音频信号处理电路、开关电源电路、接口电路和逆变器电路等构成的。图1-12 典型液晶电视机的整机电路结构框图
1 电视信号接收电路
图1-13为长虹LT3788型液晶电视机的电视信号接收电路。该电路主要由一体化调谐器及外围元器件构成。
一体化调谐器内部集成有中频电路，对天线信号或有线电视信号处理后可直接输出第二伴音信号和图像信号。
目前，市场上流行液晶电视机中的电视信号接收电路主要有两种形式：一种为一体化调谐器（内部集成有调谐器部分和中频电路部分）；另一种为调谐器和中频电路各自独立。这两种电路虽然结构形式有所不同，但工作原理和功能是相同的。图1-13 长虹LT3788型液晶电视机的电视信号接收电路
2 数字信号处理集成电路
数字信号处理集成电路可以对输入的模拟视频图像信号或数字视频信号进行格式转换、数字处理等，输出LVDS信号（低压差分信号，即液晶显示屏的驱动信号）驱动液晶显示屏还原出图像。
图1-14为长虹LT3788型液晶电视机的数字信号处理集成电路。该数字信号处理集成电路与系统控制电路、音频信号处理电路一起共用一块电路板。图1-14 长虹LT3788型液晶电视机的数字信号处理集成电路
3 音频信号处理电路
音频信号处理电路可处理输入的音频信号并驱动扬声器发声，主要由音频信号处理集成电路、音频功率放大器及外围元器件构成，如图1-15所示。在音频功率放大器附近可找到与扬声器连接的音频输出接口。图1-15 长虹LT3788型液晶电视机的音频信号处理电路
4 系统控制电路
系统控制电路是对液晶电视机各个部分进行控制的电路，其核心部分是微处理器，简称CPU。此外，该电路还包括晶体、存储器等元器件，如图1-16所示，通常可在主电路板上找到系统控制电路。微处理器呈正方形，引脚较多，外形与数字视频处理集成电路相似，在其附近可找到晶体及小型存储器。图1-16 长虹LT3788型液晶电视机的系统控制电路
5 开关电源电路
开关电源电路为液晶电视机的整机提供工作电压，可将交流220V电压变成直流+12V、+24V、+5V等多路直流电压输送到液晶电视机的各电路中。
图1-17为长虹LT3788型液晶电视机的开关电源电路。通常，根据液晶电视机的电源线便可找到开关电源电路板，在开关电源电路板上可找到开关变压器、滤波电容器等有特点的元器件及屏蔽罩。图1-17 长虹LT3788型液晶电视机的开关电源电路
6 逆变器电路
逆变器电路可为背光灯灯管供电，通过调节逆变器电路输出的交流电压可调整液晶显示屏的亮度。
通常，逆变器电路呈长方形，单独设计在一块电路板上或与开关电源电路共用一块电路板，在逆变器电路上可找到脉宽信号产生集成电路和升压变压器及多个场效应晶体管，如图1-18所示。图1-18 长虹LT3788型液晶电视机的逆变器电路
7 接口电路
液晶电视机的各种外部视频和音频信号均是由输入接口输入的，同时在液晶电视机上还设有输出接口，用来输出处理后的视频和音频信号。
图1-19为长虹LT3788型液晶电视机的接口电路。液晶电视机的各种接口通常设计在主电路上，与接口附近的电子元器件和芯片构成接口电路。图1-19 长虹LT3788型液晶电视机的接口电路1.2 液晶电视机的工作原理1.2.1 液晶电视机的成像原理
液晶显示屏是液晶电视机上特有的显示部件。常见的液晶显示屏驱动方式采用有源开关的方式对各个像素进行独立的精确控制，以实现更精细的显示效果。
图1-20为液晶电视机的成像原理。TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）上下各有一片偏振方向垂直的偏光板（表层偏光板和底层偏光板），背光光源组件发出的光先通过底层偏光板形成偏振光后通过液晶层，液晶层内液晶分子的旋转角度决定光通过液晶分子后的偏振方向，再经过彩色滤光片产生红、绿、蓝三色光，最后通过表层偏光板，由光的偏振方向与偏光板的偏振方向之间的夹角决定三色光输出的强、弱，从而形成不同的颜色，而不同颜色之间的组合最终形成整幅图像。图1-20 液晶电视机的成像原理
图1-21为液晶显示板的剖面图。在液晶显示板的背部设有光源，光透过液晶层形成光图像，液晶层不同部位的透光性随图像信号规律变化，从而可以看到活动的图像。图1-21 液晶显示板的剖面图
1 液晶显示板的透光原理
液晶显示板是由多个不同功能的板状材料叠压制成的。液晶层中每个像素都是由R、G、B三基色组成的。液晶分子在外部电场的作用下改变排列状态来改变每个像素单元的透光性，从而使每个像素单元显示不同的颜色。
液晶屏的透光性与两侧的偏光板有关。光线是由一系列光波构成的。这些光波沿着与传播方向为90°的方向振动。也就是说，一束光是由沿着不同平面振动的光波组成的。液晶显示板中所使用的偏光板仅可以沿着特定的平面过滤光波，如图1-22所示。图1-22 光线经偏光板后的传播
2 液晶显示板的显色原理
在液晶层的前面设计了由R、G、B栅条组成的彩色滤光片，光穿过R、G、B栅条后就可以看到彩色光，如图1-23所示。每个像素单元都是由TFT（薄膜晶体管）对液晶分子的排列进行控制的，从而改变透光性，使每个像素都显示不同的颜色。
由于每个像素单元的尺寸很小，因此从远处看，由R、G、B合成的颜色与显像管R、G、B栅条合成的彩色效果是相同的。液晶层设在光源和彩色滤光片之间，每秒液晶层的变化与图像画面同步。
每个像素单元中设有一个为像素单元提供控制电压的场效应管，因其制成薄膜型紧贴在下面的基板上，所以被称为薄膜晶体管，简称TFT。每个像素单元薄膜晶体管栅极的控制信号是由横向设置的X电板提供的。X电板提供的是扫描信号，Y电板为薄膜晶体管提供驱动信号，驱动信号是数字图像信号经处理后形成的。
图1-24为液晶层的内部电路结构图。图1-23 液晶显示板的显色原理图1-24 液晶层的内部电路结构图
驱动信号的电压加到场效应管的源极，扫描脉冲加到栅极，当栅极上有正极性脉冲时，场效应管导通，源极的图像数据电压通过场效应管加到与漏极相连的像素电极上，像素电极与公共电极之间的液晶体受到Y电板图像电压的控制。如果栅极无脉冲，则场效应晶体管截止，像素电极上无电压。
图1-25为单个像素的驱动原理。图1-25 单个像素的驱动原理
3 背部光源组件的工作原理
液晶屏的背部光源组件如图1-26所示。背光灯灯管所发的光是发散的，反光板将光线全部反射到液晶屏一侧，光线经导光板后变成均匀的平行光线，再经过多层光扩散膜使光线更均匀、更柔和，最后照射到液晶中。图1-26 液晶屏的背部光源组件
当背光灯的两端加上700～1000 V的交流电压后，灯管内部的电子将会高速撞击电极，产生二次电子，水银受到电子撞击后，产生波长为253.7nm的紫外光，紫外光激发涂在内壁上的荧光粉产生可见光。1.2.2 液晶电视机的整机工作原理
液晶电视机中各单元电路都不是独立存在的。在正常工作时，它们之间因相互传输各种信号而存在一定的联系，也正是这种关联实现了信号的传递，从而实现液晶电视机显示图像、发出声音的功能。
图1-27为长虹LT3788型液晶电视机各电路板之间的信号传输关系。由图可知，液晶电视机的开关电源电路为各电路板提供工作电压，输出的各种信号送入主电路板中，主电路板对信号进行处理后，输出数字图像信号和音频信号驱动液晶屏和扬声器工作。
图1-28为长虹LT3788型液晶电视机的整机电路方框图。通常，可以将液晶电视机的整机工作过程分为四条线路：第一条是图像信号的处理过程；第二条是音频信号的处理过程；第三条是整机的控制过程；第四条是整机的供电过程。
1 图像信号的处理过程
电视信号接收电路和接口电路送来的视频图像信号送入数字信号处理集成电路中处理后，输出LVDS信号，经屏线驱动液晶显示屏显示图像。
图1-29为图像信号的处理过程。
2 音频信号的处理过程
电视信号接收电路和接口电路送来的音频信号送入音频信号处理电路中处理后，送入音频功率放大器中进行放大处理，驱动扬声器发声。
图1-30为音频信号的处理过程。
3 整机的控制过程
系统控制电路是整个液晶电视机的控制核心，主要用来接收人工指令信号（遥控信号，操作按键的信号），并输出控制信号送往各电路中，协调各电路的工作，实现对液晶电视机的频道、频段、音量、声道及亮度等的控制。
图1-31为整机的控制过程。
4 整机的供电过程
开关电源电路是液晶电视机的供电部分，为液晶电视机的各单元电路和元器件提供工作电压，保证液晶电视机可以正常开机、显示图像和播放声音。
图1-32为整机的供电过程。图1-27 长虹LT3788型液晶电视机各电路板之间的信号传输关系
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