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标题: PDP技术深度剖析 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 09:25
标题: PDP技术深度剖析
一、什么是PDP(等离子)?　　PDP(Plasma Display Panel，等离子显示板，台湾地区称为电浆显示)是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当使用涂有三原色(也称三基色)荧光粉的荧光屏时，紫外线激发荧光屏，荧光屏发出的光则呈红、绿、蓝三原色。当每一原色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。等离子体显示器技术按其工作方式可分为电极与气体直接接触的直流型PDP和电极上覆盖介质层的交流型PDP两大类。目前研究开发的彩色PDP的类型主要有三种:单基板式(又称表面放电式)交流PDP、双基板式(又称对向放电式)交流PDP和脉冲存储直流PDP。
　　PDP绝不是某些LCD厂商预言的“只是一种过渡性技术”，它固有的优势决定了其生命力。从技术原理看，由于PDP屏幕中发光的等离子管在平面中均匀分布，这样显示图像的中心和边缘完全一致，不会出现扭曲现象，实现了真正意义上的纯平面。由于其显示过程中没有电子束运动，不需要借助于电磁场，因此外界的电磁场也不会对其产生干扰，具有较好的环境适应性，相信这也是美国军方长期将其用于军事设备的重要原因。
　　由于PDP发光不需要背景光源，因此没有LCD显示器的视角和亮度均匀性问题，而且实现了较高的亮度和对比度。而三基色共用同一个等离子管的设计也使其避免了聚焦和汇聚问题，可以实现非常清晰的图像。与LCD显示技术相比，PDP的屏幕越大，图像的景深和保真度越高。除了亮度、对比度和可视角度优势外，PDP技术也避免了LCD技术中的响应时间问题，而这些特点正是动态视频显示中至关重要的因素。因此从目前的技术水平看，PDP显示技术在动态视频显示领域的优势更加明显，更加适合作为电视机或家庭影院显示终端使用，特别是大画面的显示更适合即将开播的HDTV。 PDP显示器无扫描线扫描，完全是像素对像素进行显像，因此图像清晰稳定无闪烁，不会导致眼睛疲劳。PDP也无X射线辐射。由于这两个特点，PDP堪称真正意义上的绿色环保显示产品。
二、等离子显示器(PDP)工作原理
　　在过去的75年中，大量的主流电视机都是由同一种技术制造的，也就是阴极射线管(简称CRT)。CRT主要由电子枪、偏转线圈及阴极射线管组成。阴极射线管由于是由玻璃制造的，所以非常易碎，并且屏幕有不易察觉的抖动，不过它的致命弱点并不是上述这些，而是它过于庞大的体积。CRT技术的一个规律就是:屏幕面积越大，显像管也就越长，只有这样才能保证扫描电子枪有足够的深度空间把电子束打到整个屏幕上。
　　新型的PDP电视开始抢占市场并成为时尚电视换代的代言人。这种新型电视具有和基于CRT技术生产的电视一样宽大的显示屏，但它的厚度只有10厘米左右。PDP影像的形成主要取决于高能量的电子束打在屏幕上数以百万计的小点(我们称之为“像素”)后所产生的亮度，在绝大多数电视上，共有三种(红、绿、蓝)颜色的像素，这三种颜色的像素被平均的分布在整个屏幕上。所有的色彩都可以通过选定的三种单色光，以适当的比例混合而成，而且绝大多数的彩色光也可以分解成特定的三种单色光。这三种选定的颜色被称为三原色，三原色相互独立，其中任一种基色是不能由另外两种基色混合而得到的，但它们相互以不同的比例混合，就可以得到不同的其它颜色。
　　等离子显示屏是一种利用气体放电的显示装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成整个全屏幕。每个等离子管作为一个像素，每个像素由三种不同颜色的发光体组成---- 红、绿、蓝。由这些像素的明暗和颜色组合变化产生各种灰度和色彩的图像，这与CRT的原理很相似。等离子管的中心元件就是等离子体，它是由自由流动的离子(带电的原子)和电子(带负电的粒子)组成的气体。在通常情况下，气体主要由不带电的粒子组成，也就是说，一个单独的气体分子包括了相同数量的质子(原子核里带正电荷的粒子)和电子，带负电荷的电子和带正电荷的质子保持着完美的平衡，所以原子的净电荷为零。
　　如果利用加大电压的方法把一些电子放入到气体内，那么它就会立刻产生变化，自由的电子与原子相撞，并使原子内部的电子数目失衡，这就会使其带正电荷，并产生了离子。在稳定等离子体中如果有电流穿行其中，那么带负电的粒子就会冲向那些带正电粒子的区域，而带正电的粒子也会杀向那些带负电粒子的区域。
　　在这样的运动中，双方的粒子不断地进行着撞击。这些撞击激发了等离子体中的气体原子，促使它们发出了光。这个工作原理很类似于普通日光灯。
　　等离子显示屏上每个等离子对应的小室内都充有氖、氙原子，当它们被撞击时便发出了光。一般来讲，这些原子发出的光只是紫外线光，而紫外线光人眼是无法辨别的。但正是这些紫外线光，才激发了我们可见的光线。

三、怎样选择等离子

　　大部份对 PLASMA 有些认识的消费者, 都会从厂商印制的数据单张中, 以亮度﹑对比度及像素多少去判别好坏。但可惜很多时候以数字去量度影音器材的好坏, 往往也不能反映出真正结果; 譬如光暗对比度, 现时业界仍未有定下划一标准去量度, 甚至连测试环境仍未有一致共识, 于是便出现一些标示800:1 到 10000:1 相差达数倍的数据。
　　至于解像度方面, 以现时流行42吋型号为例, 可大致分成两种不同规格, 分别为 852 x 480及 1024 x 1024, 从数字上看来, 后者解像度必然高于前者, 但以现今技术来说, 很不幸地于同一尺寸的 PLASMA, 若其像素越高, 其光亮度便相对地下降! 而为何有着这样的矛盾? 举一个较为简单的例子, 于同一面积的墙壁上, 紧密地装上横 852行及直 480行灯泡, 其光亮度必然较同一面积墙壁上装上横 1024行及直 1024行灯泡为高, 因其每一灯泡体积较大, 光度便相对较高之固。大家可以说小型灯泡亦有高火数型号, 那便可将问题解决, 但前文经已说过, 现今技术上仍未能解决每粒 PIXEL CELL 的有限光度, 因问题始终不如电灯泡那么简单; 况且 PIXEL CELL 与 PIXEL CELL 之间必定有所谓点距, 而点距是不会发光的, 像素越高, 即表示点距占整幅 PLASMA 的面积越高, 也将影响亮度。但是先锋早已解决了此类问题，运用自己开发的特深型蜂窝式结构不但提高了亮度，比普通PDP屏幕的亮度高出许多，同时还降低了功耗。
　　另外, 以现今电视节目讯源及 DVD 讯源, 其要求解像度也不过是 500线及 PAL 制式的 625线, 而一般电视机或 PLASMA 亦会内置有倍线器, 去协调讯源及显示屏的解像度, 但是随机的倍线器, 其效果究竟能去到那里, 相信大家在平时的观察中已经了解。要不然市面上亦不会出现数万元甚至价钱更高的倍线器!依上述所言, 除非用家外置高质量倍线器或以 PLASMA 显示屏接驳计算机以 XGA 格式播放, 就像先锋自主开发的Pure Drive纯驱动系统里的动态HD转换器的作用一样，它把输入的低分辨率信号，按照屏幕的分辨率重新排列，像素对像素的显像，但在价格上却比倍线器低廉许多。当然, 如画面尺吋再大一点, 那852 x 480将会令解像度不足而画面微粒变粗, 特别是以后观看HDTV节目时，屏幕的分辨率的高低与否，对画质会起到非常大的作用，所以先锋生产的43寸分辨率是1024×768，50寸分辨率是1280 x 768。
　　四、等离子电视机最佳观看距离
　　目前消费者中有很多人认为50寸的PDP放在家中太大，43寸的刚好，也有人认为观看距离是个人喜好，还有人认为如果太近距离看等离子电视会看到较粗的粒子，而太远距离会感觉影像太小，震撼力不足; 先锋PDP完全达到XGA的分辨率，近些看也没有问题。目前在国外有关于观看距离的标准只有一个，16:9 的观看距离应约等于屏幕高度的2倍， 4:3则是屏幕高度2.5倍，因为同一个尺寸，16:9的有效面积会比 4:3小，所以，16:9的观看距离要比4:3的近一些，所以，50寸的最佳距离是2.5米左右，43寸的最佳距离是1.8米左右。
　　五、50寸等离子的分辨率有1280×768和1366×768两种，那一种好?
　　为什么先锋50寸的PDP的分辨率是1280×768，而不是有些厂商的1366×768，因为后者的分辨率从数据上看，应该比前者更高，但是先锋选择前者是有道理的，首先要从世界上数字电视标准说起。美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准:即以美国为代表的ATSC、以欧洲为典型的DVB-T和由欧洲的DVB-T衍生出来的集中在日本的ISDB-T。而从清晰度的角度来讲，数字电视根据扫描线的不同又可以分为:1080i和720p。
　　在高清信号的三种格式中，1080i/50Hz及1080i/60Hz虽然在扫描线数上突破了1000线，但它们采用的都是隔行扫描模式，1080线是通过两次扫描来完成的，每场实际扫描线数只有一半即1080/2=540线。由于一幅完整的画面需要用两次扫描来显示，这种隔行扫描技术原理上的限制，在显示精细画面尤其是静止画面时仍然存在轻微的闪烁和爬行现象。但720p/60Hz不同，它采用的是逐行扫描模式，一幅完整画面一次显示完成，单次扫描线数可达720线，水平扫描达到1280点;同时由于场频为60Hz，画面既稳定清晰又不闪烁。
　　作为世界上数字电视技术最为成熟的美国和最早开发数字电视技术的日本，已经日益将数字电视的技术重点从前期强调与低端设备兼容的1080i转变到突出画面质量的720p。目前在美国和日本，大多数的电视台均表示支持720p的节目，已开通的数字高清频道中，更有相当一部分24小时提供720p节目内容。美国三大电视网之一、一举拿下10年奥斯卡颁奖晚会转播权、拥有235个电视台的ABC(美国广播公司)电视网率先在全美(阿拉斯加除外)开播720p数字电视。
　　这样的话，只有选择先锋的50寸等离子电视机，才能显示出高清720p真正的效果，因为先锋50寸等离子电视机的分辨率是1280×768，而其他等离子的分辨率是1366×768，不能完全的显示出1280×720p 的高清晰数字电视的效果，因为1366×768的屏幕将会有许多像素浪费掉，或产生虚影，影响观看720p的高清晰画面效果。
　　视频或显示器的名词
　　Pixel(像素)
　　Picture Element的缩写,CRT、LCD或PDP显示的最小图像格式单位，也是电子图像文件中最小的信息传送单位。构成图像的最小单位。每个像素都应以红绿蓝三个发光体所组成。
　　点距(Dot Pitch)
　　显示器上二个相邻发光点中心到中心之间的水平距离。点距越小，代表屏幕上可以容纳更多构成影像的点，也代表著清晰度越高。
　　亮度
　　亮度是一个较为容易理解的概念，一般等离子电视均使用cd/m2，即每平方米有多少个cd (又名烛光)这亮度单位，数字越大、亮度越大，对外来光线干扰也就越小，可直接比较。
　　对比度
　　对比度是描述黑色和白色之间的亮度差，但业界到目前还没有统一测量标准，有些可能在全黑的环境量度，有些则在全白的环境量度，有些则不清楚是在什么环境测量的数据，因此很难直接比较，但可作参考。对比度会影响画质的层次感和立体感，理论上对比度越大越好，最好不要随便相信厂商提供的数据，以在同一环境下观察的实际画质为准。
　　辉度或叫做亮度(Brightness)
　　对于视频则专指视频显示器画面上所产生的光量。
　　亮亮信号(Brightness Signal)
　　用"Y"表示，视频信号的辉亮信号包含所有的显示信息，彩色视频信号则为亮度和色度信号的综合。
　　色度信号(Chrominance或Cchroma)
　　用"C"表示，指视频信号的彩色部分。色度信号中包含有色彩和色调信息，但却没有亮度信息。
　　图像变形(anamorphic)
　　指影片或视频的宽屏幕图像在水平方向上用透镜或数字处理的方法加以“压窄”，以便能适应于标准的4∶3 的幅形比。重放时，则通过“反压窄”将图像原有的幅形比予以恢复。图像变形的格式可在不牺牲分辨率的情况下，提供正确的幅形比。
　　丽音(NICAM)
　　指音质与CD相当的一种电视伴音播送程式。
黑电平(Black Level)
　　指在经过一定校准的显示装置上，没有一行光亮输出的视频信号电平。
　　“i”与 “p”意思
　　“i”即 "Interlace" 隔行扫描的意思， “p”即指 "Progressive" 逐行扫描，逐行扫描的效果比隔行扫描好。
　　隔行扫描(Interlace)
　　在传统PALNTSC电视系统中，扫描线是影像生成的方式。以NTSC为例，每次影像扫描时，在六十分之一秒内并非从头到尾连续扫描525条扫描线，而是只扫描一半，也就是262.5线，剩下一半在另外一个六十分之一秒时扫描。第一次扫描时只由上而下水平扫描奇数线，第二次扫描时扫描偶数线。二次扫描所生成的图场(Field)就结合成一幅完整的图像(Frame)。由於扫描时是以奇数、偶数扫描线做交替隔行扫描，所以叫隔行扫描。隔行扫描会造成图像扫描线的抖动和图像闪烁，目前市场上几乎所有DVD光碟机采用了影像品质更好的循序(逐行)扫描方式，也有内建了逐行扫描转换电路的高端电视，效果同隔行扫描相比较有很大改善。
　　逐行扫描(Progressive Scan也称循序扫描)
　　通常简称“P”，例 1280*720p。其原理是，屏幕图像从第一条扫描线一直连续扫描到最後一条，而非先扫奇数条再扫描偶数条。逐行扫描可以消除因隔行扫描而产生的闪烁(Flicker)，不过并不是因为从头到尾按照顺序扫描(没有跳着扫描)的关系，而是因为相较于隔行扫描同样的时间内扫描了2倍。为什麽是2倍呢?因为在隔行扫描的状态下，每秒只扫描了30个完整的图像(Frame，完整的一个画面)，而在逐行扫描的状态下，每秒可以扫描60个完整的图像。
　　隔行扫描与逐行扫描的区别
　　每一帧图像均是由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成，这种扫描方式称为逐行扫描。要得到稳定的逐行扫描图像，每帧图像必须扫描整数行。以PAL制式的信号举例来说，一帧图像是连续扫描625行组成的，每秒钟共扫描50帧图像，即帧扫描频率为50帧/秒，或写成50Hz，行扫描频率为31.25kHz。
　　逐行扫描方法使信号的频谱及传送该信号的信道带宽均达到很高的要求。电视专家想出了一个巧妙的方法，把一幅625行图像分成两场来扫，第一场称奇数场，只扫描625行的奇数行(依次扫描1、3、5、…行)，而第二场(偶数场)只扫描625行的偶数行(依次扫描2、4、6、…行)，通过两场扫描完成原来一帧图像扫描的行数，这就是隔行扫描。对于每帧图像为625行的隔行扫描，每帧图像分两场扫，每一场只扫描了312.5行，而每秒钟只要扫描25帧图像就可以了，故每秒钟共扫描50场(奇数场与偶数场各25场)，即隔行扫描时帧频为25Hz、场频为50Hz，而行扫描频率为15.625kHz。
　　隔行扫描的行扫描频率为逐行扫描时的一半，因而电视信号的频谱及传送该信号的信道带宽亦为逐行扫描的一半。这样采用了隔行扫描后，在图像质量下降不多的情况下，信道利用率提高了一倍。由于信道带宽的减小，使系统及设备的复杂性与成本也相应减少，这就是为什么世界上早期的电视制式均采用隔行扫描的原因。
　　但隔行扫描也会带来许多缺点，如会产生行间闪烁效应、出现并行现象及出现垂直边沿锯齿化现象等不良效应。自从数字电视发展后，为了得到高品质的图像质量，逐行扫描也已成为数字电视扫描的优选方案。
　　2-3Pull Down
　　其实是指电影录制到LD或DVD时的方法，以NTSC为例，每秒出画的频率是60Hz，即是每秒六十幅画象，电影的出画则是每秒二十四幅，要将二十四幅画嵌入六十幅画内，数值上很难找个共通值，每幅出两次，只有四十八幅，每幅出三次，则变成七十二幅有多了，於是便采用两幅、三幅、两幅、三幅┅┅的次序来出画，影片看起来也没有问题。先锋DVD已经全部配备了2-3逐行扫描，并且兼容PAL制信号。
　　视频带宽(Video bandwidth)
　　视频带宽，音频有其频宽，例如 20HZ-20kHZ是我们耳熟能详的。而Video视频也有带宽，视频带宽越高，代表画面的品质越好，也代表解像度越高。在 PALNTSC制式状态下，通常1 MHZ视频频宽可以换算为80线水平解像度。在HDTV出现之前，一般家庭使用视频器材的频宽大约在3MHZ到6MHz之间，也就是说最高只能有480线的水平解像度。HDTV高清晰度电视的水平和垂直解像度大大提高，因此要求HDTV高端电视机的视频带宽应大大高于20MHZ。
　　清晰度 (Resolution)
　　显示器能够显示到最小细节的能力我们称为清晰度。通常我们所说的清晰度都是指垂直清晰度(垂直方向从上到下的水平扫描线上能够有多少条或有多少像素)。以CRT 彩电而言，就是水平扫描线有多少条，例如 NTSC系统我们都说垂直解像度480线(扫描线有525条，但真正有成像能力的只有480线左右);以固定像素显示器而言，就是一个画面的高度能够容纳多少个像素，例如42英寸WVGA标准宽银幕等离子电视的854 X 480像素，480就是垂直解像度，854是水平解像度。HDTV高清晰度电视的解像度最少为垂直清晰度720线(逐行)和水平清晰度1280。
　　EDTV增强清晰度电视(Enhanced Definition Television)
　　这种电视提供比传统隔行扫描电视更好一些的画质，其外观看起来可能与传统4:3电视无差别，也可能会采用16:9宽屏幕。解像度为480p以上兼有100赫兹倍场扫描。这种电视能称为传统隔行扫描电视与HDTV之间的过渡产品。EDTV同样都可以接受数字电视讯号，虽然解像度与声音效果都不如HDTV，但也算是高端数字电视。
　　HDTV(High-Definition Television)
　　高画质电视或高清晰度电视，目前数字电视中最高级的一种，屏幕比例为16:9，水平扫描线为1080i或720p或更高，最高解像度为 1920 X 1080。伴音系统为数字环绕声系统。HDTV有电视与显示器二种，电视带有数字高频头和数字音像解码系统，而显示器为高清晰度电视输入显示器，可不附带数字高频头和数字音像解码系统，但具备能显示高清晰度电视的连接端口，如VGAYPbPrDVIHDMI等，并能有效显示高清晰度电视图像于屏幕。
　　数字电视(Digital TV)
　　数字电视是由新一代采用数字信号录制、存储、传输播放的系统，目前通常指内置数字接收机的电视机。
　　HDTV-ready
　　屏幕比例 16:9，水平扫描线1080i，可能内建模拟高频头(Tuner)，或没有任何Tuner。同样的也需要机顶盒才能显示 HDTV信号。目前中国市场上已经出现了一批具有高清晰度电视显示能力的高水准电视机。
　　Integrated HDTV(HDTV一体机)
　　最正宗的HDTV，内建数字高频头，能够接收通过无线或有线电缆传输的高清晰度数字信号，针对未来的中国数字电视标准进行图像和音频的解码播放。目前由于中国国家高清晰度电视的传输和编码方式等规格和内容还未正式确定，因此目前市场上还不存在一台这样的Integrated HDTV ---高清晰度数字电视机。
　　数模兼容电视机
　　在Integrated HDTV高清晰度数字电视机的基础上增加能接收模拟电视的调谐装置，从而在模拟与数字电视共存期较完美地接收数字电视和模拟电视。
　　模拟与数字电视的标准与解晰度
　　目前已指定的数字电视标准的国家或地区是，美国的ATSC，欧洲的DVB，日本的BS，以下是这些国家或地区模拟与数字电视的信号标准，清晰度与场频
　　地区模拟/数字模拟电视标准清晰(SDTV)高清晰(HDTV)
　　美国NTSC/ATSC 480i/60Hz480i/60Hz或480p/60Hz1080i/60Hz或720p/60Hz
　　日本NTSC/ISDB-T 480i/60Hz480i/60Hz或480p/60Hz1080i/60Hz或720p/60Hz
　　欧洲PAL，SECAM/DVB 578i/50Hz不详1080i/50Hz或720p/50Hz

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