什么是字符OSD电路
字符OSD(On Screen Disply)电路是字符菜单屏幕显示电路的简称,其作用是在屏幕上直观地显示对显示器的各种可变量进行调节时的数据和状态。
早期的彩显由于功能的原因,在外部可以调整的模拟量很少,主要是亮度、对比度、光栅大小和位置调节等,一般是在前面板上设置几个电位器进行调节,通过上述调整量的直观变化观察调整的效果,即可完全满足要求。随着用户对显示质量要求的提高和彩显功能的进一步完善,特别是在I2C总线技术和E2PROM存储器在显示器上的普遍应用,显示器的调整项目大量增加。除了上述可变量以外,光栅的各种几何失真、倾斜度校正、动汇聚补偿调整、消磁、色温、老化开关、开机时间、白平衡调整甚至G2(栅极)电压等都设计成可以在外部调节的方式,大大地方便了工厂生产调整和用户的使用。可以看出,在调节上述可变量时如果没有一个明确的显示是不行的。新型彩显一般通过在显示器内部设计一个专门的OSD电路(大都以单独的集成电路为核心,有的则集成于CPU内部),配合前面板上的轻触按键进入菜单显示,以图案和字符数据的形式把当前的调节状况显示出来。在屏幕上不仅可直接看到当前调整的是哪个量,而且还可看到数据是多少,非常直观。
OSD电路的工作条件
1.集成电路的供电:
OSD集成电路内部大都分模拟电路和数字电路两部分,因此大部分采用两组供电的方式。
2.字符存储器:
屏幕上显示的字符是由亮暗不同的像素组成的,每个字符都可以根据不同的像素点阵,编成字符码。不同厂家和不同型号的显示器,都是根据显示需要,在字符存储器中预先存入了十几种甚至更多的字符编码信息,只要选中某字符的地址,就可取出该字符的字符编码信息。
3.时钟振荡器:
由集成块内部电路和外围元件组成字符时钟振荡器,产生时钟脉冲,作为对字符编码进行读取操作时的工作节拍信号。
4.字符位置控制电路:
该电路的作用是控制字符在屏幕上的显示位置。屏幕上显示的字符都是有其确定位置的,字符位置控制电路由集成块内部垂直、水平显示位置控制器和外部行、场逆程脉冲输入电路组成。
5.I2C总线接口:
OSD电路是通过I2C总线与CPU、存储器来实现信息交换的。
6.字符放大和显示控制电路:
屏显集成块读出字符脉冲串后,先经字符放大,再经显示控制电路以决定字符脉冲的极性和字符显示时间的长短。这些都是在集成电路内部完成的。
典型的OSD电路剖析
这里,我们以三星SAMSUNG CHB7707L显示器为例,分析字符OSD显示电路的原理,见附图。

由图可见,IC104(LSC4520P2)是OSD电路的核心。开机后,5V电压通过C119、C120滤波后加到IC104的供电端4脚和9脚,IC104得电进入工作状态;IC104的2脚内部是字符显示压控振荡器,该脚与外接的R114、R126、C114和C115形成字符时钟振荡信号,控制OSD处理电路和微处理器的同步工作,如字符点阵信号的形成和字符存储信息的读取等。3脚外接的R111、R112、C113和C116组成振荡器的阻容滤波器。
IC104的5脚是行逆程脉冲输入端,来自于行输出电路产生的AFC信号。由图可见,AFC信号经R119、R118限流,C128、C122耦合送至倒相放大管VT102的基极,由VT102倒相、放大后,形成行同步脉冲(BLK),经R116限流、C130耦合,加到IC104的5脚,通过5脚内部的电路来控制OSD显示画面的水平位置和同步;IC104的10脚是场逆程脉冲输入端,来自微处理器的场同步信号经R124限流、VT103倒相放大,再经R120限流加到IC104的10脚,通过10脚内部电路控制OSD画面的垂直位置和同步。
IC104的12脚是字符消隐信号控制端,当有字符显示时,该脚输出消隐信号,送到视频前置放大集成电路IC101(KA2506)的4脚,通过4脚内部电路的控制,对显示字符区域的其他图像信号进行消隐,使字符画面的底色清晰纯净。
当按下面板上的菜单键,微处理器IC201(LSC500883B)的38、39脚检测到键盘输入指令后,一方面通过I2C总线使IC104进入工作状态,另一方面IC104按规定的读取速度,从字符存储器中读取相应字符码,经过数模转换以及字符放大和显示控制电路处理后,从13、14、15脚分别输出模拟的B、G、R字符信号,送到视频前置放大电路IC101的3、2、1脚,OSD字符信号经IC101放大后,再送到视频放大集成电路IC102(LM2407)的8、9、11脚,经过各自的功率放大器进行功率放大后,从IC102的1、3、5脚进入显像管阴极。与此同时,IC104从12脚输出字符消隐/开关信号送到IC101的4脚,打开IC101内部的字符/视频开关,并对字符显示区域的视频信号进行消隐处理,在屏幕上显示出菜单图像及字符信息。
三星CHB7707L的OSD电路技术资料
附表为实测的IC104的各引脚在800×600/85Hz下的电压值,这是检测该电路正常与否的重要技术数据。

故障检修实例
OSD显示电路的常见故障为无字符显示,或者字符不消失,以及其他一些看似很疑难的故障。为了便于说明OSD电路故障的特点,本文的检修实例综合了多个机型的易发故障,提供了这部分电路出现相关故障后的检修思路,供维修人员参考。
例:飞利浦105S2显示器,开机后即显示菜单,而且不消失。
分析与检修:
开机后,发现未按按键即出现菜单显示,按动面板上的有关按键无效(不起作用),有时候还出现亮度自动增加的显示。根据故障现象,判断按键有粘连漏电或者CPU程序混乱。检查各按键未发现异常,将面板的插排拔下后,故障依然存在。怀疑CPU有问题,当然最大的可能是CPU的时钟振荡电路不良。该机CPU/7801采用了WT62P1,时钟振荡电路由其8、9脚内部电路与外接的晶振1811(12MHz)和2812、2813(两个瓷片电容,均为22pF)组成,但将这3个元件代换后故障依旧。考虑到显示器CPU损坏的可能性不大,遂把检修的思路又转回到按键输入电路。
该机采用了电压比较式键盘输入电路,其输入端是CPU的22脚,用万用表测量该脚电压有不稳定现象(正常时,不按按键为稳定的高电平,按下按键时为稳定的低电平), 看来故障就在于此。沿22脚检查至插排1821,发现只有一个瓷片电容2832,把该电容取下后,发现菜单消失,再次按动菜单键,菜单正常出现,所有按键都可正常操作。判断2832漏电,更换一只47nF的瓷片电容,故障排除。
2832漏电后,造成键盘信号输入端电压降低,根据电压比较式键盘输入电路的特点,此时CPU会误以为有菜单键盘信号输入(漏电造成的电压下降值正好与“菜单”键按下时的电压值相符),因此菜单出现而且不消失。又因为2832漏电的不稳定性,会出现在菜单打开的情况下因CPU/22脚电压出现变化,而继续执行别的按键操作指令,所以有时出现亮度自动增加的现象。
另外,三星SAMSUNG 743DF 彩显也易出现与此类似的故障,它的故障点是主板上与控制面板插排相连的一个稳压二极管VD2(6.2V),是起过压保护作用的。该二极管出现漏电后,引起的故障现象和本例相同。
例:飞利浦107T显示器,出现菜单后一按“OK”键就显示“锁定控制主菜单”,所有项目不能调整。
解决办法:
这个问题相信会有很多人遇到。该机型为了防止无关人员随意调节内部选项,故设置了“主菜单锁定”功能。如出现“菜单被锁定”现象,只要持续按住“OK”键10秒,便可解除锁定。本方法也适用于飞利浦107系列的其他机型以及105等系列机型作为参考。
文/华雷广