ЖК монитор LG FLATRON 22MP67D (шасси LM14A) — конструкция и ремонт

Общие сведения и основные технические характеристики

В основу дизайна широкоформатного (16:9) ЖК монитора "LG FLATRON 22MP67D" [1] положено использование экрана Cinema Screen с твёрдым антибликовым покрытием 3H. В мониторе используются функции и технологии, позволяющие увеличить контрастность изображения, подчеркнуть детали, ослабить шумы, а также улучшить баланс белого и общую цветопередачу, а именно:

• технология SUPER+Resolution делает изображение на экране максимально реалистичным и ярким. Поэтому монитор подходит для современных игр, просмотра фильмов, потокового онлайн-видео в HD разрешении и фото- и видеофайлов в Full HD формате;
• функция Original Ratio предоставляет возможность просматривать цифровой контент в его изначальных пропорциях (в формате 4:3);
• технология Flicker Safe уменьшает мерцание, что обеспечивает комфортный просмотр в течение длительного времени;
• функция Read Mode уменьшает количество синего цвета в изображении, создавая оптимальные условия для защиты глаз при чтении;
• наличие функции Color Wizard позволяет людям с нарушенным восприятием цветов различать их благодаря специализированному алгоритму их пересчёта;
• функция 6 Axis Color Control даёт возможность пользователю точно настроить тон и насыщенность каждого из шести основных цветов: Red, Green, Blue, Cyan, Magenta, Yellow, что делает монитор подходящим для специалистов фото- и видеоредактирования;
• функция 4-Screen Split позволяет разделить экран на несколько сегментов (от двух до четырёх) для максимально удобного расположения окон и наиболее эффективной работы в режиме многозадачности;
• функция клонирования цвета Color Cloning - быстрый способ переносить цветовой профиль с одного монитора на другой с помощью смартфона.

В мониторе используется функция DDC/CI (Display Data Channel/Command Interface), содержащая набор протоколов, предназначенных для передачи на компьютер информации о модели дисплея и поддерживаемых видеорежимах.

Энергосберегающая технология SMART Energy Saving позволяет дополнительно снизить энергопотребление по сравнению с обычными ЖК мониторами.

В мониторе имеется режим управления питанием ЖК панели DPM, который обеспечивает включение монитора в соответствии с обработкой цифрового сигнала интерфейса DVI.

Схемой и конструкцией монитора поддерживаются следующие стандарты:

• по энергосбережению, безопасности и эргономике: EPA Energy Star, VESA DPMS, UL(cUL), FCCB, CE, ErP;
• по защите окружающей среды: TCO-03, TCO-99, EPEAT Gold;
• по обмену данными Plug & Play: DDC-2B;
• по отсутствию мерцания: TUV.

Основные технические характеристики и возможности монитора приведены в таблице.

Конструкция, состав, структурная и принципиальная схемы

Основные конструктивные узлы монитора показаны на рис. 1.

В состав монитора входят следующие узлы:

• основная плата управления и обработки сигналов со встроенным блоком питания и управления подсветкой LED Driver Block;
• ЖК панель LED PANEL с технологией IPS, четырьмя светодиодными (LED) линейками подсветки и промежуточной платой тайминг-контроллера T-con;
• плата индикатора и джойстика с кнопками управления;
• динамические громкоговорители;
• внешний сетевой адаптер питания AC Adapter напряжением 19 В (DC 19V 1.3A).

Функциональные связи демонстрирует упрощённая структурная схема монитора (рис. 2).

Рис. 2. Упрощённая структурная схема монитора

На основной плате управления и обработки сигналов располагается большинство узлов монитора, в том числе многофункциональный микропроцессор (МП) TSUML58CHC2-1, служащий для обработки входных сигналов и преобразования их в сигналы управления ЖК панелью, преобразователь и стабилизатор напряжений питания, входные интерфейсы, цепи LVDS, узлы питания и управления LED-линейками подсветки ЖК панели и др. Подсветка осуществляется четырьмя параллельно соединёнными линейками, каждая из которых состоит из восьми последовательно включённых светодиодов.

Часто МП называют скалером, скейлером или преобразователем масштаба (SCALER), поэтому и плату называют платой скалера. В состав скалера входят:

• микроконтроллер MCU Intel 8032;
• ресивер (приёмник) сигналов передачи высокоскоростных последовательных данных TMDS Rx (Transition-Minimized Differential Signaling), которым обеспечивается приём и преобразование в параллельный вид данных, передаваемых по интерфейсу DVI;
• аналого-цифровой преобразователь (АЦП или ADC), который преобразует входные аналоговые сигналы RGB интерфейса DSUB в цифровую форму;
• узел ФАПЧ (PLL), который необходим для корректного преобразования и синхронного формирования сигналов на выходе АЦП;
• схема масштабирования (непосредственно SCALER), которая преобразует изображение с входным разрешением (например, 1024×768 пикселов) в изображение с физическим разрешением ЖК панели (1920×1080 пикселов). Скалер преобразует видеосигнал в цифровую форму, интерполирует входные сигналы для получения необходимого разрешения и формирует 8-битные выходные сигналы RGB;
• формирователь сигналов экранного меню OSD (On Screen Display);
• трансмиттер (передатчик) LVDS Tx, который преобразует параллельные данные о цвете в последовательный код, передаваемый на ЖК панель по шине LVDS (Low Voltage Differential Signaling).

В видеоконтрольной части МП видеосигналы усиливаются до уровней, необходимых для их преобразования в цифровые сигналы при использовании пиксельного тактового генератора с фазовым регулятором PLL (от 25 до 135 МГц). Данные управления сохраняются в имеющемся в составе МП динамическом запоминающем устройстве с произвольным доступом DRAM (Dynamic Random Access Memory).

С МП связаны микросхема (МС) последовательного ПЗУ 4M SERIAL Flash (Flash-память) (по цифровой шине SPI), джойстик с кнопками управления Key 0/1, белый индикаторный светодиод LED и внешние разъёмы DSUB (VGA) и DVI. С последним из них связана МС последовательной памяти ЭСППЗУ (EEPROM).

На рис. 3 приведён фрагмент схемы основной платы со скалером, Flash-памятью, узлами формирования питающих напряжений, цепями LVDS и управления LED-линейками подсветки ЖК панели (части 1/2 и 2/2).

Рис. 3. Фрагмент схемы основной платы с скалером, Flash-памятью, узлами формирования питающих напряжений, цепями LVDS и управления светодиодными линейками подсветки ЖК панели (1/2)

Рис. 3 (продолжение). МП IC100 TSUML58CHC2-1 - назначение выводов

Рис. 3 (продолжение). Цепи LVDS OUT, управление питанием ЖК панели, входы DSUB

Рис. 3 (продолжение). Узел управления LED-линейками (LED DRIVE CH), DC/DC-преобразователь 19V→5V (IC102 TPS54339EDDAR), стабилизатор LDO 5V→3,3V (IC103 AZ1117H-3.3)

Для питания ЖК панели напряжение 5VS подаётся на исток MOSFET Q107, со стока которого через соединённые параллельно контакты 1–3 разъёма P101 оно подаётся на панель. Затвором MOSFET управляет транзистор Q105, на базу которого с выв. 52 МП подаётся сигнал включения/выключения питания ЖК панели MODON.

МП IC100 типа TSUML58CHC2-1 производства фирмы MStar Semiconductor Inc. предназначен для обработки входных сигналов и преобразования их в сигналы управления другими узлами мониторов, в том числе ЖК панелью.

На входы МП подаются следующие основные сигналы:

• с контактов разъёма JK202 - аналоговые сигналы VGA (DSUB) основных цветов BLUE, GREEN, RED и синхронизации H_SYNC, V_SYNC (на выв. 26, 28, 31, 32, 33 соответственно);
• с контактов разъёма JK203 - цифровые сигналы DVI0±, DVI1±, DVI2± и синхронизации DVIC± (на выв. 4, 3, 6, 5, 8, 7, 2, 1 соответственно) и сигналы управления по цифровой шине DVI_SDA, DVI_SCL, DVI_DET (на выв. 128, 127, 126 соответственно).

На МС IC101 типа W25X40CLSNIG выполнено 4-мегабитное КМОП ПЗУ (Flash-память), подключённое к МП по SPI-интерфейсу через его выв. 60–64. Между выв. 48, 49 МП включён кварцевый резонатор X100 на частоту 14,31818 МГц.

Схемой предусмотрена защита от превышения допустимого тока через MOSFET Q106 и от перенапряжения на выходе схемы управления. В первом случае повышается падение напряжения на соединённых параллельно измерительных резисторах R164, R166–R169, R172, R175, R178–R180, повышенное напряжение SENP подаётся на выв. 92 МП, что приводит к отключению преобразователя. В другом случае при превышении напряжения выше порогового значения на конденсаторе C160 формируется сигнал обратной связи по напряжению OVP, который подаётся на выв. 91 МП.

На рис. 4 показаны входные интерфейсы DSUB INPUT с разъёмом JK202 и DVI INPUT с разъёмом JK203.

Рис. 4. Фрагмент схемы основной платы с входными интерфейсами DSUB (VGA) и DVI

Аналоговые дифференциальные сигналы основных цветов RED, BLUE и GREEN и синхросигналы HSYNC, VSYNC подаются через контакты 1, 2, 3, 13, 14 разъёма JK202 на соответствующие выводы МП. Входные сигналы DVI0±, DVI1±, DVI2±, DVIC± подаются через контакты 18, 17, 10, 9, 2, 1, 23, 24 разъёма JK203 соответственно на соответствующие выводы МП. Служебные сигналы цифровой шины управления DVI_SDA, DVI_SCL подаются с контактов 7, 6 того же разъёма на выв. 128, 127 МП и на выв. 5, 6 МС последовательной памяти ЭСППЗУ (EEPROM) IC201 типа M24C02-RMN6T.

Типовые неисправности

Среди наиболее часто встречающихся неисправностей монитора можно выделить следующие:

• монитор не включается. В большинстве случаев причиной этого является неисправность сетевого адаптера, источников питания на основной плате или узла формирования напряжения питания подсветки;
• монитор включается, но отсутствует изображение, или изображение появляется, но гаснет через несколько секунд. Проблема, как правило, заключается в неисправности формирователя напряжения питания подсветки или светодиодов в линейках;
• дефекты изображения на экране монитора, например, наблюдаются горизонтальные либо вертикальные полосы, различные помехи, беспорядочные полосы, шумы. В этом случае неисправность находится либо в основной плате, либо в ЖК панели, либо в плохом контакте или обрыве кабеля LVDS;
• дефекты цветопередачи на экране монитора, например, неравномерность свечения либо наличие какого-либо оттенка. В этом случае, как и в предыдущем, неисправность находится либо в основной плате, либо неисправна ЖК панель.

Монитор не включается, индикаторный светодиод не светится

Проверяют в контрольной точке JP105 (см. рис. 3) поступление напряжения 19V_LED с адаптера и его подачу на выв. 2 МС IC102. Затем проверяют наличие напряжения 5VS на её выв. 3. Если этого напряжения нет, то проверяют исправность самой МС. При наличии напряжения 5V проверяют исправность стабилизатора напряжения 3.3VS, выполненного на МС IC103. Если эти и другие необходимые напряжения подаются на МП IC100, проверяют исправность кварцевого резонатора X501, подключённого между выв. 48, 49 МП. Если все измеренные питающие напряжения соответствуют норме, на кварцевом резонаторе имеется генерация, все напряжения управления присутствуют, но нет никакой реакции на нажатие кнопок управления, то, скорее всего, неисправна МС Flash-памяти IC101. Не стоит забывать, что вновь устанавливаемая МС памяти должна иметь определённую прошивку, соответствующую нашей модели монитора. В последнюю очередь принимают решение о необходимости замены МП IC100.

Монитор включается, но экран не светится. Режим OSD не работает. Индикация включения имеется

Проверяют наличие строчных и кадровых импульсов синхронизации HSYNC и VSYNC на выв. 32, 33 МП соответственно. В режиме DSUB проверяют поступление сигналов данных DSUB_SDA и синхронизации DSUB_SCL на выв. 36, 35 МП соответственно, а также других сигналов DSUB с контактов разъёма JK202. Свечения не будет и при отсутствии питающего LED-линейки постоянного напряжения DSUB на них по причине выхода из строя преобразователя на MOSFET Q106. Помимо этого, проверяют отсутствие одного из сигналов аварийного выключения SENP или OVP схемы управления на соответствующем выводе МП. Проверяют исправность сигнального кабеля LVDS, подключаемого к ЖК панели. На основной плате проверяют наличие напряжений питания 3.3VS и 1.2VS и их поступление на соответствующие выводы МП и МС IC101. Если они отсутствуют, то проверяют наличие напряжения питания 3.3VS (3.3VS_MAIN) на выходе МС IC103 (выв. 2). Проверяют также исправность кварцевого резонатора X501.

Мала яркость свечения или имеется неравномерность подсветки

Проверяют исправность светодиодных линеек подсветки, качество контактов в разъёме P102 и исправность одного из MOSFET Q101–Q104.

Проблемы в режиме управления питанием ЖК панели (DPM). Нарушение синхронизации в управлении пикселами ЖК панели

Проверяют поступление синхроимпульсов H-SYNC и V-SYNC с контактов 13, 14 разъёма JK202 на выв. 32, 33 МП соответственно. Если какой-либо из них отсутствует, то проверяют исправность соответствующего резистора (R127, R128). Форма и уровни этих сигналов показаны на осциллограммах рис. 5.

Рис. 5. Осциллограммы для поиска неисправности "Проблемы в режиме управления питанием ЖК панели (DPM). Нарушение синхронизации в управлении пикселами ЖК панели"

Искажения изображения или помехи на нём в виде горизонтальных линий

Прежде всего проверяют качество присоединения кабеля LVDS к основной плате. Далее заменой проверяют исправность кварцевого резонатора X100, а также уровни питающих напряжений МП 5VS, 3.3VS и 1.2VS, которые не должны отличаться от номинальных значений более чем на ±10%.

Отсутствует изображение на экране при подключении кабеля DSUB (VGA)

Проверяют надёжность подсоединения к разъёму JK202 (DSUB INPUT) кабеля DSUB (VGA), а также наличие подаваемых от компьютера входных сигналов RED, BLUE и GREEN и синхросигналов H_SYNC, V_SYNC на контактах 1, 2, 3, 13, 14 указанного разъёма и их поступление на соответствующие выводы МП IC100.

Отсутствует изображение на экране при подключении кабеля DVI

Проверяют надёжность подсоединения к разъёму JK203 (DVI INPUT) кабеля DVI, а также наличие подаваемых от компьютера входных сигналов DVI0±, DVI1±, DVI2± и синхросигналов DVIC± на контактах 18, 17, 10, 9, 2, 1, 23, 24 указанного разъёма и их поступление на соответствующие выводы МП IC100. Проверяют также исправность микросхемы ЭСППЗУ (EEPROM) IC201.

При включении монитора воспроизводится только чистый растр (изображения нет)

Неисправность случается, когда работает только подсветка, а видеосигналы не поступают на ЖК панель. Для устранения дефекта необходимо переподсоединить или заменить кабель LVDS. Не исключена в этом случае и замена ЖК панели.

Литература и источники

1. LG Color Monitor "FLATRON 22MP67D". (Chassis: LM14A). Service Manual. 2014.

Автор: Александр Седов (г. Москва)

Источник: Ремонт и сервис