Разъемы для подключения матрицы к материнской плате ноутбука
Привет! Достаточно часто приходят на ремонт ноутбуки с проблемами вывода изображения на дисплей. Естественно нельзя списать все поломки связанные с выводом изображения исключительно на LVDS или EDP интерфейс. Но разобравшись и поняв принцип работы этого интерфейса, проверив его работу путем несложных измерений. Можно значительно упростить общую диагностику и снизить время, а также стоимость ремонта, исключив ошибочную покупку деталей. Для начала разберемся с теорией, что это вообще за интерфейс, кто придумал, как работает и в чем разница с более новым EDP интерфейсом.
Популярные вопросы по подключению и выбору кабеля
Диагностика.
По сути интерфейс можно разделить на несколько типов сигнала. Пары Main Link — служат для передачи видеосигнала, количество каналов зависит от требуемого формата изображения. Aux — дополнительные служебные пакеты. HPD (Hot Plug Detect) — определение горячего подключения дисплея. И конечно питание TCON (обычно 3.3V) и подсветки матрицы (7-24V).
По проверке напряжения наверное все ясно! Проверяется уровень напряжения, стабильность. В случае отсутствия, сопротивление относительно земли. Пары Main и Aux лучше проверять на осциллографе либо на профессиональных мультиметрах, там должен быть обмен цифровыми данными. В случае отсутствия сигнала необходима проверка сопротивления относительно земли и соответствия условий появления обмена. Сопротивление относительно земли не должно быть ниже 100 Kohm, наверное это и так понятно.
Сигнал HPD (Hot Plug Detect) — сигнал, появление которого означает присутствие устройства eDP\DP. Только при его присутствии должен начинаться обмен по Aux и запуск по парам Main видеосигнала. Но бывают исключения.
В случаях пробоя одной из пар Main. Симптомы различны, от запуска матрицы только на определенном разрешении, до полного отсутствия изображения и подсветки. Если пробит Aux, изображения на дисплее не будет, так как данные о параметрах дисплея не переданы.
Встречаются проблемы с регулировкой уровня подсветки матрицы или полного его отсутствия. В отличие от LVDS, виновником таких симптомов может быть программная часть и сам дисплей (точнее плата TCON и непосредственно LED драйвер, светодиоды). Так как параметры подсветки передаются в цифровом виде по Aux/Fast Aux.
Что касается EDID и его прошивки. Он также есть на дисплеях с интерфейсом eDP. Микросхема памяти содержащей EDID либо встроена в процессор TCON или внешняя, но взаимодействует только с ним. Все параметры дисплея передаются по Aux.
Последовательность запуска видеосигнала.
Для формирования видеосигнала на парах Main необходимо соблюдение последовательности:
- Питание TCON 2.7-3V и питание подсветки 7-30V;
- Сигнал HPD (2.7-3.3V);
- Обмен по Aux (если все нормально, запускаем видеосигнал);
- Обмен по Main (видеосигнал)
- Запуск LED драйвера и подсветки.
Распиновка стандартной 30 pin eDP матрицы.
Распиновка стандартной 40 pin eDP матрицы.
USB Type-С (Thunderbolt)
Очень и очень интересный интерфейс (активно начал развиваться буквально год назад)!
Позволяет одновременно передавать аудио- и видео-сигналы на монитор, заряжать устройство и копировать данные (т.е. вместо нескольких кабелей - можно использовать только 1!). Это очень удобно при подключении монитора к ноутбукам.
Порт USB-C сверху - для передачи данных, снизу - Thunderbolt 3
Кстати! Сразу хочу сделать небольшую ремарку — USB Type-С могут быть "разными":
- если возле порта не стоит никаких значков — скорее всего этот порт может передавать только данные (см. пример ниже 👇);
- если возле значка стоит аббревиатура "DP" (Display Port) — значит к этому USB-C можно подключить дисплей;
- значок "молнии" рядом с USB-C указывает на полноценный Thunderbolt 3.
Thunderbolt - краткая информация
Этому интерфейсу уже почти 20 лет, а до сих пор пользуется широкой популярностью (вышел в 1999 г.). В свое время серьезно улучшил качество изображения на экране.
Максимальное разрешение равно 1920 х 1080 пикселям (однако, некоторые дорогие видеокарты могут передавать данные в двухканальном режиме (dual link) и разрешение может достигать 2560 х 1600 пикселей).
- через разъем DVI передается только изображение* (аудио-сигнал придется передавать по другим каналам);
- разрешение до 1920×1200 точек при длине кабеля до 10,5 м; разрешение 1280×1024 точек при длине кабеля до 18 м; в двухканальном режиме передачи данных - до 2560 х 1600 точек.
- есть три вида DVI: DVI-A Single Link — аналоговая передача; DVI-I — аналоговая и цифровая передачи; DVI-D — цифровая передача.
- различные разъемы и их конфигурация (DVI-A, DVI-D, DVI-I) — совместимы между собой.
- обратите внимание, что у этого стандарта чаще наблюдаются помехи: например, если рядом с кабелем находятся другие приборы, излучающие электромагнитный сигнал (телефон, принтер и пр.). Также подобное может происходить из-за плохого экранирования кабеля;
- в продаже есть множество переходников с VGA на DVI и обратные;
- разъем DVI достаточно габаритный, больше ~в 10 раз, чем Mini Display Port (компания Apple даже выпускала Mini DVI, но большой популярности он не сыскал. ) .
* Передача звука возможна, если у вас и видеокарта, и кабель (переходник), и сам монитор поддерживают цифровой стандарт DVI-D.
Стандартизация.
eDP (Embedded Display Port) — встроенный порт дисплея. Является стандартом VESA (Video Electronics Standard Association). Это ассоциация объединенная из большинства крупных производителей видео электроники. Основанная компанией NEC в 1989 году. Изначальное назначение ассоциации было создание стандарта SVGA для видеодисплеев. Затем организация продолжила свое существование создавая новые стандарты для производителей видео электроники.
Интерфейс eDP является усовершенствованным продолжением стандартного VESA DisplayPort. Принятого ассоциацией в 2006 году в качестве наиболее современного видеоинтерфейса не подлежащего платному лицензированию, как аналог HDMI. Способного на работу с большой шириной канала передачи данных, таких как видео и звук. DisplayPort наиболее часто встречается на видеокартах стационарных компьютеров, телевизорах, мониторах. В качестве интерфейса для подключения внешних устройств передачи видеосигнала.
VESA Display Port
Как к ноутбуку подключить больше одного монитора
Довольно популярный вопрос.
Обычно у большинства ноутбуков есть только один порт HDMI (VGA), и, разумеется, подключить по нему можно только один дисплей. Для подключения второго дисплея — понадобиться спец. адаптер (своего рода аналог внешней видеокарты).
Подключается такой адаптер к обычному USB-порту: на выходе есть VGA и HDMI интерфейсы (см. фото 👇). Ссылку на инструкцию с более подробной настройкой оставляю ниже.
📌 В помощь!
Как подключить два монитора к компьютеру (или ноутбуку) — см. инструкцию
Внешний вид адаптера
К ноутбуку подключено 2 монитора!
Подводим итог
Видеоадаптер для матрицы ноутбука полностью оправдал мои надежды. Сборка монитора очень проста, даже не разу не пришлось взяться за паяльник. Цена могла бы быть и поменьше, ведь БУ монитор можно купить за 1000-1500. Но не с таким разрешением и качеством. Да и ощущения, что старая вещь еще послужит и для этого что-то сделано своими руками явно стоит этих денег.
Для тех, кому нужен монитор-телевизор, есть набор подороже
К недостаткам я бы отнес блок управления, с разъемом, торчащим в сторону кнопок. Куда то цивильно пристроить его в таком виде совершенно невозможно.Так что за паяльник все же придется браться.
Адаптеры интерфейса LVDS в наше время не редкость. Они позволяют превратить отдельно лежащую матрицу в работоспособный дисплей или вернуть к жизни монитор с отказавшим скалером. Матрицы бывают очень разные, поэтому адаптеры обычно надо прошивать под конкретную матрицу. Это затрудняет их использование, потому что подбор прошивки неочевиден, а сама процедура не всегда обходится без программатора.
В сегодняшнем обзоре — адаптер, который обходится без таких сложностей. Его настройка сводится к установке нескольких перемычек на плате.
Пример использования и некоторые трудности, с которыми при этом можно столкнуться — под катом.
Итак, Вы обнаружили одинокую LCD матрицу.
С чего бы начать процесс изготовления дисплея на её основе?
Естественно, с поиска документации.
Переворачиваем матрицу экраном вниз, вбиваем найденное на этикетке наименование в Гугл и внимательно читаем даташит.
В первую очередь нас интересует пункт «Features» раздела «General descriptions».
Помимо всего прочего там будет описан используемый LCD матрицей тип интерфейса. Здесь возможны варианты.
1. TTL интерфейс. Матрица когда-то стояла в очень древнем мониторе или ноутбуке. Единого стандарта не существует — плата управления проектировалась под конкретную матрицу. Использовать по назначению не получится, единственное, что можно в этом случае сделать — продать на барахолке. Возможно, кому-то этот артефакт и пригодится.
2. TMDS интерфейс. Матрицы с таким интерфейсом, насколько мне известно, использовались в Apple iMac G4, iMac G5 и ранних iMac Pro. Адаптер интерфейса не нужен — к DVI или HDMI такая матрица может подключаться напрямую.
3. eDP интерфейс. Матрицы от новых ноутбуков, Macbook Pro и iPad. К DisplayPort можно подключить через пассивный переходник, ко всему остальному — через активный конвертер стоимостью порядка $100.
4. LVDS интерфейс. Подавляющее большинство бывших в употреблении матриц от ноутбуков и мониторов. Подключаются без особых сложностей, адаптеры LVDS есть на любой вкус и кошелёк. Самые простые и дешёвые обрабатывают только VGA сигнал, те, что подороже, могут и DVI/HDMI переварить, и фильм с флэшки воспроизвести. Основной проблемой будет кабель между адаптером и матрицей. В общем, наш случай.
Начинаем приводить устройство в приличный вид.
Сначала возьмём и отрежем от платы управления подсветкой лишний текстолит, а то она на место старого инвертора не лезет.
На красном 6-контактном разъёме платы адаптера есть пара штырей, обозначенных BL и ADJ. с точки зрения логики на контакте BL должен поддерживаться высокий логический уровень во время работы адаптера, а на ADJ зависящие от установленного в меню уровня яркости сигнал PWM или постоянное напряжение. В реальности же на ADJ всегда при поданном на адаптер питании присутствует 3,3В, на BL на время работы появляется 5В, а яркость регулируется средствами матрицы, поэтому контакты LED_EN и LED_PWM на плате управления подсветкой можно соединить вместе. Нагрузочной способности вывода BL адаптера при этом не хватает, поэтому для выработки сигнала управления подсветкой пришлось использовать эмиттерный повторитель с делителем напряжения в качестве нагрузки.
После этого плату подсветки можно изолировать, а провода в жгуте к кнопочной панели заменить на МГТФ 0,12.
На данном этапе изделие выглядит следующим образом:
Вывод: адаптер вполне работоспособен и легко настраивается. Если не смущает отсутствие цифровых входов и несколько странная логика управления подсветкой — вполне можно покупать. В качестве тестера ЖК матриц за свою цену адаптер почти идеален.
Один из самых частых вопросов при подключении монитора к компьютеру — это разобраться с многообразием разъемов, сделать правильный выбор кабеля, чтобы все работало (особенно сложно, если на мониторе имеется сразу несколько интерфейсов) .
То ли дело раньше, есть один VGA везде: все просто и понятно 👌. Но со временем (после появления мониторов с высокими разрешениями), его возможностей стало недостаточно, и стали выходить новые интерфейсы.
Вообще, сейчас на мониторах чаще всего можно встретить интерфейсы DVI, Display Port или HDMI. Причем, они все в свою очередь подразделяются еще на несколько видов (если можно так сказать). Еще сложнее обстоит дело, если на мониторе одни интерфейсы, а на ПК совсем другие. Немудрено и запутаться.
В этой статье попробую "разобрать" весь этот клубок, и ответить на типовые и наиболее частые вопросы по этой проблеме.
Итак, ближе к делу.
📌 Кстати!
А вы знаете, что подключить дисплей можно без проводов по Wi-Fi (так называемое беспроводное проецирование на компьютер, со звуком).
Display Port
Display Port и Mini Display Port
Новый и достаточно быстро набирающий популярность интерфейс (конкурент HDMI). Позволяет подключать сразу несколько мониторов, поддерживает 4K разрешение, 3D изображение.
Есть два типоразмера: классический и Mini Display Port (на обычных ноутбуках и мониторах встречается первый вариант, см. фото выше 👆).
- одновременно передается как аудио- так и видео-сигналы;
- максимальная длина кабеля Display Port может достигать 15 метров;
- скорость передачи данных до 21,6 Гбит/с;
- позволяет получить разрешение до 3840 х 2400 при 60 Гц; или 2560 х 1600 точек при 165 Гц; или можно подключать сразу два монитора с разрешением 2560 х 1600 точек и частотой 60 Гц.
- обратите внимание, что помимо классического Display Port есть другой форм-фактор: Mini Display Port.
- кстати, размер разъёма Mini Display Port примерно в 10 раз меньше, чем у разъёма DVI (о нем ниже в статье) !
- у интерфейса есть небольшая "защелка", надежно фиксирующая кабель при подключении к порту.
Важна ли длина кабеля? Какому интерфейсу отдать предпочтение?
Да, длина кабеля имеет большое значение. Чем длиннее кабель - тем слабее сигнал, тем больше вероятность появления различных помех и т.д. Скажем, в общем случае нежелательно, чтобы его длина превышала 1,5÷3 м.
Конечно, на длину влияет еще выбранный вами интерфейс. Скажем, интерфейс HDMI позволяет использовать кабель длиной до 10 метров (а с усилителем и до 25-30!). В то время, как тот же VGA — кабель, длиннее 3 м. может существенно "испортить" картинку.
Что насчет качества, то сегодня одну из лучших картинок обеспечивают HDMI и Display Port (разрешение вплоть до 4K, при одновременной передаче аудио-сигнала, и при практически полном отсутствии помех).
Классический USB и USB Type C
Кстати, на новых ноутбуках и ПК можно встретить разъем USB Type C . Он, конечно, пока не получил широкого применения, но выглядит многообещающе.
Позволяет на "горячую" подключать монитор к ПК, одновременно передается аудио- видео-сигналы. В некоторых случаях, даже дополнительного питания монитору не требуется — хватает питания от USB-порта.
PS
Возможно, вам будет полезна статья о том, как правильно подключить монитор к ноутбуку (инструкция по шагам).
Доброго времени суток! Данная статья посвящена eDP интерфейсу. Его стандартизации и принципам работы на примере внутреннего дисплея ноутбука. Основам диагностики и ремонта в сравнении с LVDS.
Вариант 2: на устройствах разные интерфейсы. Например, на ноутбуке HDMI, на мониторе VGA.
Этот вариант сложнее.
Здесь необходим помимо кабеля, купить специальный переходник (иногда стоимость таких переходников достигает 30% от нового монитора!). Лучше и кабель, и переходник покупать в комплекте (от одного производителя).
Также учтите, что старые ПК/ноутбуки с VGA/DVI разъемами могут просто не "выдать" картинку высокого разрешения, если вы к ним захотите подключить большой монитор/ТВ.
Переходник HDMI - VGA
Переходник Display Port - HDMI
В продаже сейчас достаточно много переходников, которые обеспечивают взаимодействие разных интерфейсов между собой (VGA, Display Port, HDMI, DVI, USB Type-C).
📌 Совет!
Практически любой переходник можно заказать за "бесценок" в китайском онлайн-магазине
Разъемы мониторов для подключения к компьютеру
HDMI (представлены разные виды)
Один из самых востребованных и популярных интерфейсов на сегодняшний день. Встречается на подавляющем большинстве ноутбуков и компьютеров (также часто можно встретить на планшетах). Подходит для подключения мониторов, ТВ (и ТВ приставок), проекторов и пр. видео-техники.
- передает как аудио- так и видео-сигнал (одновременно). В этом плане это большой плюс интерфейсу: не нужны лишние кабели, чтобы передавать аудио-сигнал;
- полная поддержка FullHD (1920x1080) разрешения, с 3D эффектами. Максимальное поддерживаемое разрешение до 3840×2160 (4K);
- длина кабеля может достигать 10 метров, что достаточно в большинстве случаев (с использованием усилителей-повторителей - длину кабеля можно увеличить до 30 метров!);
- имеет пропускную способность от 4,9 (HDMI 1.0) до 48 (HDMI 2.1) Гбит/с;
- в продаже имеются переходники с HDMI на DVI и обратно (очень актуально для совместимости старых и новых устройств между собой);
- у HDMI есть несколько тип-разъемов: HDMI (Type A), mini-HDMI (Type C), micro-HDMI (Type D) (см. фото выше). На ноутбуках/ПК чаще всего используется классический тип размера - HDMI (Type A). Micro и Mini встречаются в портативной технике (в планшетах, например).
Если у вас на мониторе и системном блоке (ноутбуке) есть HDMI - то все подключение будет сводиться к покупке кабеля "HDMI-HDMI" (который можно купить в любом компьютерном магазине).
📌 Важно!
Обращаю внимание, что перед подключением по HDMI - обязательно выключите оба устройства (и ПК, и монитор). Порт может сгореть , если этого не сделать.
Классический HDMI кабель
Заключение.
Ну в общем-то и все что я хотел вам рассказать об eDP! Как оказалось, он значительно более простой в диагностике чем привычный LVDS. Подписывайтесь на меня в социальных сетях, для получения ссылок на актуальные посты. Был рад помочь!
Конвертеры и переключатели видеосигнала.
Конкуренция, продвижение более новых компонентов, энергосберегающих технологий толкает разработчиков компонентов и системных плат к использованию различных конвертеров, и переключателей видеосигнала. С переключателями вроде все более или менее понятно, если используется 2 видеопроцессора Intel и NVIDIA например, микросхема берет на себя роль переключателя и в нужный момент (при запуске игры) подключает матрицу к высокопроизводительному видеочипу. При переходе на питание с батареи — наоборот. Если на системной плате установлен переключатель, источником управляющих сигналов чаще всего являются оба видеопроцессора и все управляющие сигналы запараллелены.
А вот, конвертер это своего рода активный переходник видеосигнала в корпусе маленькой микросхемы. Вы спросите, зачем? Затем, что производители вынуждены экономить, ставя более старые комплектующие к новым. Матрицу старого образца к современному видеопроцессору работающему только с EDP сигналом. В таких случаях все сигналы необходимо измерять «до» и «после» конвертера. Конвертер в данном случае является источником видеосигнала для матрицы, чтение EDID и управление подсветкой идет из него. А для системной платы, конвертер это — матрица с EDP интерфейсом! В случае поломки и ремонта, получается, двойная работа!
Теория.
Low-voltage differential signaling или LVDS — низковольтная дифференциальная передача сигналов изобретенная и продвигаемая компанией Texas Instruments в 1994 году как дешевый способ передачи данных с использованием двух медных проводников обвитых друг о друга и позднее названых как «витая пара». Стандартизацию как TIA/EIA-644-A данный способ передачи обрел только 2001 году в связи с отсутствием на тот момент потребности в столь высоких скоростях.
Что значит дифференциальная? Дифференциальная передача означает, что сигнал идет не в виде положительного напряжения относительно земли, а относительно инверсии самого себя на соседнем проводнике. Разница между проводниками пары и есть сигнал. Такой способ передачи показал наибольшую помехоустойчивость на больших скоростях передачи данных. Причем максимальное синфазное напряжение обычно 1.3V, что позволяет использовать LVDS во многих интегральных микросхемах, печатных платах, шлейфах с низким рабочим напряжением.
Дифференциальная передача сигнала используется в SCSI, Ethernet, PCI Express, HDMI, Display Port и даже в USB. Когда скорости одной пары недостаточно, возможно использование нескольких пар, этот принцип используется в PCI Express 1x — 16x. Где ширина шины (количество пар) диктует возможную скорость передачи.
Зная все это, не совсем корректно называть LVDS исключительно дисплейным интерфейсом. Это всего лишь метод передачи сигнала до дисплея используя гибкий провод или шлейф. Поэтому разъемы, шлейфы, матрицы различны по используемым типам подключения. Каждый производитель посчитал необходимым разработать свой тип сопряжения системной платы и дисплея. И что мы имеем — многообразие различных дисплеев, шлейфов, разъемов не подходящих друг к другу, но использующих один принцип передачи сигнала. Блин ребята, просто договоритесь…
Так и случилось, в декабре 2008 был доработан и принят стандарт Embedded DisplayPort (eDP) версии 1.0, он был предназначен для использования внутри устройств, например для сопряжения панели дисплея и системной платы ноутбука. Этот стандарт по прежнему использовал дифференциальную передачу, но по другому протоколу и с большей скоростью. Что позволило сократить количество «витых пар». Внедрены энергосберегающие функции и поддержка плавного изменения частоты развертки, режим Self-Refresh (PSR) и многое другое. Но принцип работы остался тем же, а значит диагностика и ремонт классических панелей и панелей с EDP интерфейсом ни чем особенным не отличается. Разве что, становится проще, ввиду меньшего количества пар и контактов на разъемах.
VGA (D-Sub)
Этот стандарт был разработан уже в далеком 1987 г. Несмотря на это, до сих пор пользуется большой популярностью, используется в основном для простых проекторов, видео-приставок, небольших офисных мониторов (где не требуется высокое разрешение и очень качественное изображение).
Официально поддерживается разрешение до 1280×1024 пикселей (не официально — 1920×1080 обычно без проблем!) , а потому многие "пророчат" скорое затмение этому интерфейсу.
Лично мое мнение : многие рано "хоронят" этот интерфейс, ведь благодаря сотням миллионам устройств, которые были выпущены за эти 30 лет, VGA "переживет" некоторые современные.
- передает только видео-сигнал (для аудио необходимо использовать другие каналы);
- максимальное разрешение до 1280×1024 пикселей, при частоте обновления кадров 75 Гц (в некоторых случаях удается работать и при большем разрешение, но официально это не гарантируется, к тому же возможно ухудшение качество изображения);
- есть множество переходников VGA на HDMI, VGA на Display Port, VGA на DVI и обратные;
- несмотря на "моральное" устаревание - интерфейс поддерживается множеством аудио- и видео-техники, и до сих пор еще пользуется широким спросом.
А что, если я возьму разные версии разъёма HDMI
Если имеется ввиду форм-фактор — т.е. Micro и классический размер разъемов, то, чтобы их соединить нужен спец. кабель (возможно, переходник).
Если речь идет о том, чтобы видеокарту, поддерживающую стандарт HDMI 1.4 (с 3D), скажем, подключить к монитору с HDMI 1.2 — то устройства будут работать по стандарту HDMI 1.2 (без поддержки 3D).
Принцип работы.
В основе eDP интерфейса лежит та же дифференциальная передача сигнала по проводникам, как и LVDS. Но имеет значительно большую скорость и сжатую, пакетную структуру передачи данных с контролем четности. Без дополнительных линий для генерации тактовых частот.
Что значит дифференциальная? Дифференциальная передача означает, что сигнал идет не в виде положительного напряжения относительно земли, а относительно инверсии самого себя на соседнем проводнике. Разница между проводниками пары и есть сигнал. Такой способ передачи показал наибольшую помехоустойчивость на больших скоростях передачи данных.
Эта технология изобретенная и продвигаемая компанией Texas Instruments в 1994 году как дешевый способ передачи данных с использованием двух медных проводников обвитых друг о друга и позднее названых как «витая пара».
Дополнительные данные, такие как параметры подсветки, EDID, Panel Self-refresh, контрольные суммы аудио и видеосигнала. Передаются также в сжатом виде по отдельной паре (Aux или Fast Aux). А процессор расположенный на плате TCON дисплея, распаковывает сигнал применяя его непосредственно для дисплея и на дополнительные его компоненты. Что в значительной степени и отличает его от LVDS.
Более того, в канал Aux возможна интеграция пакетов для работы вэб-камеры или тачскрина. Что позволяет значительно сократить количество проводников в шлейфе соединяющем части мобильного компьютера. Упростить и удешевить конструкцию, без ущерба качеству и надежности итоговых изделий.
Схема передачи и распределения данных в интерфейсе eDP.
Из схемы приведенной выше, можно понять принцип работы интерфейса. А также вектор диагностических действий в случае возникновения проблем.
Теория.
Low-voltage differential signaling или LVDS — низковольтная дифференциальная передача сигналов изобретенная и продвигаемая компанией Texas Instruments в 1994 году как дешевый способ передачи данных с использованием двух медных проводников обвитых друг о друга и позднее названых как «витая пара». Стандартизацию как TIA/EIA-644-A данный способ передачи обрел только 2001 году в связи с отсутствием на тот момент потребности в столь высоких скоростях.
Что значит дифференциальная? Дифференциальная передача означает, что сигнал идет не в виде положительного напряжения относительно земли, а относительно инверсии самого себя на соседнем проводнике. Разница между проводниками пары и есть сигнал. Такой способ передачи показал наибольшую помехоустойчивость на больших скоростях передачи данных. Причем максимальное синфазное напряжение обычно 1.3V, что позволяет использовать LVDS во многих интегральных микросхемах, печатных платах, шлейфах с низким рабочим напряжением.
Дифференциальная передача сигнала используется в SCSI, Ethernet, PCI Express, HDMI, Display Port и даже в USB. Когда скорости одной пары недостаточно, возможно использование нескольких пар, этот принцип используется в PCI Express 1x — 16x. Где ширина шины (количество пар) диктует возможную скорость передачи.
Зная все это, не совсем корректно называть LVDS исключительно дисплейным интерфейсом. Это всего лишь метод передачи сигнала до дисплея используя гибкий провод или шлейф. Поэтому разъемы, шлейфы, матрицы различны по используемым типам подключения. Каждый производитель посчитал необходимым разработать свой тип сопряжения системной платы и дисплея. И что мы имеем — многообразие различных дисплеев, шлейфов, разъемов не подходящих друг к другу, но использующих один принцип передачи сигнала. Блин ребята, просто договоритесь…
Так и случилось, в декабре 2008 был доработан и принят стандарт Embedded DisplayPort (eDP) версии 1.0, он был предназначен для использования внутри устройств, например для сопряжения панели дисплея и системной платы ноутбука. Этот стандарт по прежнему использовал дифференциальную передачу, но по другому протоколу и с большей скоростью. Что позволило сократить количество «витых пар». Внедрены энергосберегающие функции и поддержка плавного изменения частоты развертки, режим Self-Refresh (PSR) и многое другое. Но принцип работы остался тем же, а значит диагностика и ремонт классических панелей и панелей с EDP интерфейсом ни чем особенным не отличается. Разве что, становится проще, ввиду меньшего количества пар и контактов на разъемах.
Диагностика и ремонт LVDS интерфейса матрицы ноутбука, на практике.
Питающие напряжения.
Разобравшись с принципом работы шины данных LVDS, EDP и их отличием, далее расскажу об основных питающих напряжениях на примере матрицы AUO B156XW02.
Наиболее часто в ноутбуках для обеспечения работы дисплея используется условно 3 типа питающего напряжения:
- 6-21V (обычно VLED) питание подсветки матрицы. Чаще светодиодной — LED подсветки. А ранее, использовался инвертор — отдельная плата для преобразования низкого напряжение в высокое, необходимое для работы лампы подсветки CCFL. Наподобие бытовых люминесцентных энергосберегающих ламп.
- 3.3V (обычно VDD) питание электронных компонентов дисплея. Данное напряжение необходимо для работы активных компонентов панели, процессора и терминации внутренних шин панели.
- 3.3V (обычно VEDID) питание EDID — микросхема памяти, содержащая программный код описывающий характеристики панели — модель, разрешение, частота и другие параметры указывающие правильное конфигурирование видеосигнала.
Управляющие сигналы.
К управляющим сигналам можно отнести:
- SM шину по которой читается микросхема EDID (обычно это контакты CLK_EDID и DAT_EDID).
- Управление подсветкой это ее включение\выключение сигналом VLED_EN и уровень яркости подсветки VPWM_EN.
Сигнал включения подсветки (VLED_EN) представляет собой один контакт появление на котором напряжения, обычно 3.3V является логической единицей, что означает — подсветку включить. Если на этом контакте будет отсутствовать напряжение, подсветка матрицы не будет работать даже если подается основное напряжение на питание подсветки (VLED).
Яркость подсветки управляется шим сигналом (VPWM_EN). Уровень его напряжения составляет диапазон от 2.1V до 5.5V. А управление яркостью подсветки осуществляется изменением скважности импульсного сигнала. Отсутствие данного сигнала приводит к отключению подсветки.
Последовательность запуска.
Измерения.
Используя данные диаграммы представленной выше, можно понять последовательность запуска матрицы. Но стоит уточнить один момент, отсутствие напряжения VEDID и чтения микросхемы EDID приводит к отсутствию всех напряжений, и сигналов. Так как, системная плата не считала прошивку панели или матрицы. Исключением может быть напряжение VLED, для работы подсветки дисплея.
Если напряжение VEDID присутствует, микросхема EDID читается (обмен на CLK_EDID и DAT_EDID) а напряжение VDD отсутствует. Это свидетельствует о неверной микропрограмме записанной в матрице (EDID) или неисправной системной плате ноутбука, например узел формирования VDD.
В случае отсутствия чтения EDID. При наличии напряжения VEDID и отсутствии обрывов CLK_EDID и DAT_EDID. Скорее всего виновником поломки является видеопроцессор или видеочип на системной плате ноутбука, реже конвертер видеосигнала EDP-LVDS и другие микросхемы отвечающие за вывод видеосигнала. Все зависит от конкретной реализации системной платы.
Естественно если какое-то напряжение отсутствует или занижено, необходимо проверить соответствующие выводы на предмет короткого замыкания и обрывов. Я обычно ставлю мультиметр на измерение сопротивления и проверяю относительно «земли». Что касается проверки линий данных EDID и LVDS, их по возможности смотрят осциллографом на предмет «активности» (пульсаций). За неимением осциллографа можно измерить сопротивление и напряжение относительно «земли». На линиях данных EDID сопротивление не должно быть ниже 100 kOhm, а напряжение приблизительно 3.3V. LVDS — напряжение ~1.2-1.3V и сопротивление относительно земли не менее 1 mOhm. Встречаются отклонения, но понятно, что скажем сопротивление в 200 Ohm на линиях данных недопустимо, это свидетельствует о поломке.
При проверке линий LVDS, все пары обычно имеют одинаковые показатели по сопротивлению и напряжению сигнала, так как терминируются от одного источника. В случае если одна из пар пробита «на землю» мы получим «квадрат Малевича» или артефакты на изображении (если повезет, например, картинку через пиксель). Чаще видеосигнал просто блокируется.
Помимо поломок связанных с напряжениями и сигналами, встречаются обрывы GND (Ground — «земли или общей массы, как вам удобнее») или высокое сопротивление относительно GND системной платы. Проверяется это с подключенными компонентами (дисплей, шлейф, системная плата). Мультиметром, в режиме измерения сопротивления одним щупом встаем на GND платы, другим на GND матрицы. Должно быть не более 100 Ohm, так же пробуем во время измерения сгибать шлейфик в местах изгиба и смотреть показания прибора.
И всегда, в диагностике и ремонте необходимо отталкиваться от особенностей реализации схемы системной платы и дисплея, по возможности разумеется.
Заключение.
В заключение из всего рассказанного выше, хочется напомнить, что данный материал носит ознакомительный характер и совсем не руководство к действиям. Думаю, эта статья поможет интересующимся и остановит от нежелательных действий безрассудно поверивших в свои силы. Расскажет об общих объемах работ и знаний, необходимых для выполнения ремонта ноутбуков с поломками связанными с выводом изображения.
Ставьте лайки, делайте репосты, подписывайтесь на мою группу вконтакте для получения актуальных постов. Спасибо за уделенное моей статье время, очень надеюсь что был полезен! Всем счастья!
Отличный был у меня ноутбук для своего времени — DELL SPX M1530. Но нет ничего вечного под этими звездами — очередного ремонта он не пережил. Ноут перестал включаться и вовсе не из-за блока питания или аккумулятора. Ремонты ноутбука — это, как правило перепайка разъемом, либо замена различных платок, довольно дорогих. Смысла вкладываться в ноутбук возрастом более 7 лет нет.
И ноутбук пошел под разбор — диск, DVD, блок питания, аккумуляторы. В ноутбуке есть чем поживиться. Но есть еще хорошая рабочая матрица экрана XWGA+ 1680х1050 производства Phillips made in Korea. Решил, что 15-ти дюймовый монитор хорошего разрешения мне лишним не будет.
Первым делом посмотрел маркировку матрицы
Поиск на Али по слову «LP154WE2» выявил два типа комплектов. Набор с выходом VGA и DVI за $20-25 (Цена постоянном меняются, все время какие то скидки) и устройство с HDMI ТВ-тюнером и пультом ДУ ~ $35.
Телевизор я не смотрю, поэтому переплачивать $15 за HDMI разъем смыла не вижу. Хотя HDMI входит в мои планы — собрать на Orange PI контроллер для управления станочком ЧПУ. Но переходник за $1 мне вполне подойдет.
Итак выбор пал на плату попроще
Пришла она неожиданно быстро — 15 дней до Перми, в большой пенопластовой коробке.
Внутри все тщательно запаковано.
Набор состоит из платы с драйвером LCD-матрицы, платы питания подсветки монитора с грозной надписью «DANGER! HIGH VOLTAGE», платки с кнопочками настройки и проводов.
На сайте продавца есть подробное описание с картинками, что куда вставлять.
Как не перепутать тип матрицы
Что расположено на плате
Как подключить матрицу
Выбор «правильного» блока питания
Ну и много картинок с видом плат
Полностью согласен с гуглопереводчиком, что работая под напряжением, нужно «держать зад вдали от металлических предметов»
Смотрю, то ли мне пришло.
По разъему матрицы все нормально
Разъем подсветки тоже подходит
Заодно смотрю, на чем сделано это чудо — Realtek RTD2281 (в описании указаны два чипа RTD2261 -1680x1050 и RTD2281-1920x1080) — драйвер LCD матриц
Блок питания у меня валялся со времен увлечения светодиодными лентами. 12В 3.2А — то что нужно. Размещаем все на задней крышке экрана ноутбука
Вот блок с кнопками меня озадачил. Ну какому «китайцу» вздумалось припаять разъем в сторону кнопок? Как его куда то монтировать?
Видимо придется перепаивать, если кнопки будут востребованы
Прикручиваю блок питания и платки винтиками M3 с потайной головкой внутрь, гайкой наружу
Подключаю матрицу
Монитор готов.
Особенно горжусь шнуром питания. Давно лежал этот «эксклюзив» от старой электробритвы и вот нашел свое применение
Подключив VGA провод с моего «нового» ноутбука получаю отличную картинку.
Разрешение по умолчанию 1920x1080
Экранное меню имеет все необходимые настройки экрана — яркость, контрастность, цветовая температура, положение
В языковых настройках есть русский язык
Также мжно установить несколько готовых профилей
При разрешении 1920x1080 картинка получается немного не пропорциональная. Ставлю в настройках рабочего стола родные 1680х1050 и картинка становится идеальной. Матрица у DELL лучше передает цвета, чем у ASUS N55S, на котором сейчас живу.
Теперь нужно закрыть платы какой нибудь коробкой «чтобы сберечь зад от повреждений» и можно подключать монитор к Orange PI, когда приедет переходничек в HDMI.
Вот тогда и посмотрим, справится ли UBUNTU или нужно будет ставить ARMBIAN, как советовали в комментариях к предыдущему обзору. А пока работаю на двух мониторах и очень этому рад.
Еще размышляю, что делать с камерой, встроенной в этот монитор. С камеры идут стандартные D+,D-,VCC и GND (две штуки для надежности). Можно припаять USB разъем, но камера мне в этом мониторе не особо нужна, так что видимо камера заживет отдельной от монитора жизнью.
Преимущества eDP над LVDS.
Несмотря на полную совместимость цифрового сигнала с внешним DisplayPort. eDP дополнен функциями для использования внутри устройств. Такими, как: электропитание дисплея, частота, уровень подсветки, управление буфером Panel Self-refresh.
Panel Self-refresh — технология, когда дисплей отображает необходимую картинку при отсутствии видеосигнала. И меняет ее по требованию графического процессора. Для реализации временного отключения графического процессора и передачи видеосигнала с него на дисплей, в случае простоя системы или отображения картинки без изменения. Круто, да?
Еще eDP поддерживает интеграцию в видеосигнал дополнительных цифровых пакетов для реализации других интерфейсов на плате дисплея (TCON). Например микрофон, вэб-камера, TouchScreeen, USB хаб. Что позволяет снизить количество проводников в шлейфе для подключения к системной плате и сократить стоимость деталей и обслуживания.
Снижено общее количество линий необходимых для передачи данных в отличие от LVDS. Без потери качества и с контролем четности!
Количество линий необходимых для передачи видеосигнала в разрешении 1680×1050, для LVDS (слева) и eDP (справа).
То есть имеем значительное превосходство над LVDS. И в ближайшие несколько лет, я думаю этот стандарт вытеснит с рынка устаревший.
Таблица для сравнения технических характеристик интерфейсов представлена ниже.
edp | lvds | |
Необходимые параметры интерфейса для передачи видеосигнала с разрешением 1080P@60Hz | 2 пары без дополнительных проводников для генерации частот | 8 пар проводников для сигнала и 2 пары для генерации частот (двухканальный режим) |
Скорость отдельной пары | 1.6 , 2.7, или 5,4 Гбит/сек с будущим возможным увеличением | 945 Мбит/сек |
Генерация частот | Встроенная | Отдельная тактовая пара на канал. |
Вид передачи данных | Расширяемая пакетная передача для видео, аудио и дополнительных сигналов | Фиксированная с несжатым пиксельным растром |
Скорость двунаправленного канала передачи дополнительных данных | от 1 Mbps до 720 Mbps для AUX и Fast AUX | 100 kHz |
Кодирование сигнала | ANSI 8B/10B | Serialized at 7x pixel clock rate |
Защита отображаемого контента | eDP Display Authentication HDCP Optional | Нет |
Характеристика сигнала | Переменный ток с диапазоном 600mV | DC сигнал c диапазоном 700 mV. |
Вариант 1: на мониторе и компьютере есть один и тот же интерфейс (HDMI или Display Port)
Пожалуй, это наиболее благоприятный вариант. В общем случае, достаточно купить стандартный HDMI кабель (например), подключить устройства с помощью него и включить их. Никакой дополнительной настройки не требуется: на монитор сразу же подается изображение.
Классический HDMI кабель
📌 Важно!
При "горячем" подключение HDMI может сгореть порт! Как этого избежать, и что делать (если не работает монитор/ТВ по HDMI) рассказано в этой инструкции.
Читайте также: