永不黑屏?阿尔泰显示屏方案不止双备份?

pjtime资讯组 2017-11-09

人民日报社演播厅

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    近年来,小间距LED显示屏的应用日渐普及,凭借显示效果的独特优势,其应用场所由下至普通会议室、监控室、展览展示应用,上至国家级的会议中心、监控中心、中央电视台、以及大型赛事。如去年的G20会议,今年的朱日和阅兵,天津全运会,小间距LED显示屏的身影无处不在。但作为新技术和高精密设备,用户需求除去显示效果的优异外,还伴随有稳定性方面的考量,因为,一旦主会场出现黑屏,将会造成重大国际影响,甚至政治影响,如天津全运会的5环变4环。因此,小间距LED作为会场主屏时,其稳定性考核是重中之中,首要的一条便是不能黑屏。

    永不黑屏之黑屏原因分析

    正因有此需求,我们深入分析黑屏原因,才能从根本上排除黑屏隐患,真正做到永不黑屏。显示屏为电子器件,内部控制卡芯片为FPGA,不存在操作系统,所以可以将造成黑屏的原因归类为2大部分,一个是器件故障,一个是线缆故障。

    1:设备故障

    设备故障主要发生于接收卡和开关电源2个器件。

    A:接收卡

    接收卡上器件繁多,一张普通的接收卡集合了2个千兆网通讯接口,120P灯板驱动接口,还有SDRAM,FLASH等,焊点超过1万点,因LED为感性负载,导致其工作环境比较复杂。有的厂商为了追求超薄而牺牲内部散热空间,使用mini小卡等,其电子器件触点多,电磁环境复杂,内部高热环境,导致工作稳定性降低,一次偶发的电容故障就可能会引起屏幕显示不正常。

RA-70 接收卡正反面图片

RA-70 接收卡正反面图片

    B:开关电源故障

    LED显示屏为感性负载,且输出负载随画面变动,对内部器件冲击较大,加上开关电源内部电容多,而有的厂商为了降低使用成本,使用带有自动风扇散热的开关电源。由于无论是电容,还是风扇均存在一个较短的使用寿命,所以其成为开关电源故障最为高发的一个诱因,并且在整个器件设备中电源故障造成的黑屏故障高居首位。

永不黑屏?阿尔泰显示屏方案不止双备份?

    2:线缆故障

    线缆故障主要分为外部连接线缆,例如给屏体提供电源和信号的电缆,和内部线缆故障,例如内部DC电源线,内部灰排线等。

    A:外部线缆

    外部线缆中,信号线缆故障率最高,影响最大。显示屏常规使用的信号线缆为cat5e线缆,其由于物料施工等因素难以保证信号通讯的稳定性,特别是2端水晶头对接,抗震动性比较差。

    B:内部线缆

    内部线缆主要是灰排线,如下图。灰排线多为冷压制作,多次插拔后触点极易接触不良,严重的甚至出现灰排线断裂,所以内部线缆故障是所有线缆连接故障中发生率最高的。

内部线缆

    永不黑屏之应对策略

    上面分析了黑屏产生的几个原因,我们将对症下药,从设计端就将上述问题屏蔽掉,履行对客户及用户的承诺——永不黑屏。

    永不黑屏利器之一:无接收卡

    相比传统接收卡设计方案,我司设计采用无接收卡方案,将产品高度集成,

无接收卡

    如上图所示,采用集成度更高的专用芯片设计于转接板上。该芯片内部集成了常规接收卡中的千兆网通讯,FPGA,SRAM,FLASH,MCU等,由原先7颗IC现在变为1颗IC,高度集成,减少80%的焊点连接,从前端就将电子器件的故障率降低,进而提高系统稳定性。

    永不黑屏利器之二:无排线,接插件硬连接

无排线,接插件硬连接

    相比于刚才的排线连接,此内部无任何连接线缆,所有传输均通过PCB和接插件进行,从设计端避免了线缆的多次插拔疲劳和常规冷压造成的触点不良等隐患。

    永不黑屏利器之三:双电源

    前述讲过,在器件故障中,开关电源故障是第一位,所以对于高端应用场所一般采用双电源备份。同时我司设计的开关电源具有自动均流功能,即2个电源同时半额输出,这样可以降低电源的工作负担,延长电源的使用寿命,也避免了电源冷切换时造成的电网冲击,带来的显示抖动或三次谐波引起设备重启,同时在软件端可实时监控电源状态,检修期间还可以快速更换,以排除故障。

双电源

    永不黑屏利器之四:环路设计

    按照现场对信号稳定性需求的级别和成本预算,我司产品可以完成4个级别的备份。其中最为重要的2个级别的备份,一个是双接口,双回路,一个是双接口四回路。双接口双回路一般用于电视台,而双接口四回路用于现场直播,国家级现场会议等。

    永不黑屏环路设计之双接口双回路

双接口双回路

    如上图,双信号组成2个独立的信号环路,这样可以保证在一套环路出现故障时,另外一套环路可以立即切换过来,切换时间<0.1ms。对于部分电视台需求电源接口热备场所,可以增加电源接插件,实现双路电源,双路信号上屏,在拼接器端通过备份板卡输出2路独立的复制信号到2张发送盒。

    永不黑屏环路设计之双接口四回路

双接口四回路

    如上图信号接线图所示,此备份级别为最高级,即信号的4个输入口,只要有一个正常即可正常工作,广州亚运会会场主屏即是采用此种备份模式。当然,此备份方式会带来前端设备成本增加,通常比常规配置增加4倍以上。

    永不黑屏之结束语

    没有最好,只有更好,科技道路永无止境。阿尔泰人秉承着专业,专研,执着的特性,不断在LED显示屏产品上耕耘;通过与客户的深入接触沟通,不断研发出贴合市场需求的小间距产品。并通过技术沉淀的优势,逐渐将LED显示屏推广到更广泛的应用市场,以技术实力消除客户的忧虑,给客户创造最大价值。

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