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工程深度分析：理解 LCD 刷新率
最後更新時間 6月2026日，XNUMX年 by Panox Display |閱讀 2646
標籤：刷新率-幀時間-像素時鐘display-timing-porch-blanking-TFT-LCD-RGB介面頻寬
在世界上的 display 技術 刷新率 是一項關鍵規範，它定義了液晶的次數。 Display (LCD每秒更新一次影像。此參數以赫茲 (Hz) 為單位，對使用者體驗至關重要，它決定了運動的流暢度、面板對快速移動影像的反應速度以及顯示效果。 display 與輸入訊號同步。
雖然普通人可能只會在規格表上查找“60 Hz”或“120 Hz”，但對於工程師來說，了解刷新率、驅動電路和幀內存之間的相互作用對於優化性能和電源效率至關重要。
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什麼是刷新率？
簡單來說，刷新率是指螢幕畫面更新的頻率。 display 硬體繪製新影像。 60Hz display 每秒刷新 60 次；120 赫茲 display 每秒刷新 120 次。
值得注意的是，無論內容是否發生變化，面板都會以這個頻率刷新像素。即使您正在觀看靜態照片，螢幕每秒也會以電子方式重寫影像數十次。通常，更高的更新率可以帶來更流暢的畫面和更少的閃爍，從而提供更穩定、更舒適的觀看體驗。
工程數學：計算刷新率
設計一個 display 驅動程式中，您不能直接選擇“60 Hz”設定。您必須根據驅動程式自動計算刷新率。 像素時鐘 （也稱為 DCLK 或 DOTCLK）以及幀的整體幾何形狀。
像素時鐘是…的心跳 display 介面；它定義了像素資料從驅動程式傳輸的速度（MCU（GPU 或控制器）到 LCD 模組。此關係遵循以下公式：
刷新率 = 像素時脈頻率 / 每幀總像素數
然而，「總像素」不僅僅指可見解析度。它包括有效區域以及同步和消隱期（通常稱為“門廊”）。
總像素數 = (H_active + H_blank) × (V_active + V_blank)
· 活動像素： 使用者實際看到的畫面解析度。
· 消隱（水平消隱/垂直消隱）： 用於同步和行/幀重置的非可見時間間隔。
實際計算：7.0英寸 TFT 面板
讓我們對一個 7.0 英吋的部件進行逐步工程計算。 TFT display ，與 1024×600分辨率.
步驟 1：確定整體框架幾何形狀
首先，我們從資料表中確定活動像素和消隱間隔（門廊+同步）：
名稱
符號
價值
總額
橫式
H_active
1024
H_total = 1024 + 32 = 1056
直式
V_active
600
V_total = 600 + 23 = 623
步驟 2：計算 60 Hz 所需的像素時脈頻率
為了達到標準的 60 Hz 更新率，我們需要計算每秒所需的時脈週期總數：
每幀總像素數 = 1056 × 623 = 657,888 像素
所需時脈頻率 = 657,888 × 60 ≈ 39,473,280 Hz
總結： 通常你需要一個大約為 的像素時脈。 40 MHz 以 60 Hz 的頻率驅動這塊 1024×600 面板。
頻寬瓶頸：16 位元與 24 位元 RGB
嵌入式系統的一個常見挑戰是如何在視覺保真度和可用頻寬之間取得平衡。讓我們以上面的 7.0 吋面板為例，比較兩種常見的色彩深度。
案例 A：16 位元 RGB (RGB565）
數據大小： 每個像素2位元組。
· 吞吐量： 40 MHz × 16 位元 ≈ 640 Mbps（約 79 MB/s）。
案例 B：24 位 RGB (RGB888）
數據大小： 每個像素3位元組。
· 吞吐量： 40 MHz × 24 位元 ≈ 960 Mbps（約 118 MB/s）。
權衡取捨
如下面的對比所示，升級到 24 位元顏色（「真彩色」）需要 頻寬提升 50%。.
參數
16-位 RGB
24-位 RGB
影響性
每像素比特數
16
24
資料載入速度提升 50%
頻寬
約 632 Mbps
約 948 Mbps
更高的介面速度要求
最大刷新率*
60赫茲
~40赫茲
↓ 下降 33%
顏色質量
65K 色
16.7M顏色
視覺效果大幅提升
*註：最大刷新率列假設您的介面頻寬是固定的/有限的（例如，受特定微控制器的限制）。如果您無法提高時脈頻率，切換到 24 位元顏色將強制您將刷新率從 60 Hz 降至 40 Hz。
這凸顯了一個關鍵的設計決策：對於處理能力有限的小型嵌入式系統， 16-位 RGB 通常是更佳選擇 因為它能保證流暢的 60 Hz 更新率，而無需像 HDMI 那樣的高速介面。 LVDS or MIPI-DSI。
影響刷新率的關鍵因素
除了像素時脈之外，還有其他幾個參數決定了可達到的更新率：
1.解析度： 刷新率與解析度成反比。例如，1920×1080 解析度的顯示器，更新率與解析度成反比。 display 比 800×480 像素多得多 display為了保持相同的刷新率，1080p display 需要更快的像素時脈頻率。
2.接口類型： 物理介面決定速度限制。
· SPI/MCU: 頻寬低；通常僅限於低解析度或低幀速率。
· 平行 RGB: 速度與點時鐘和電纜完整性直接相關。
· LVDS / MIPI-DSI： 高速差分訊號傳輸可實現高解析度、高刷新率 displays.
3.面板響應時間： 至關重要的是不要混淆 刷新率 （電子更新頻率） 響應時間 （液晶物理學）。反應時間衡量的是像素改變顏色所需的毫秒數。高更新率螢幕如果反應時間過長，會導致運動模糊，從而抵消高更新率帶來的優勢。
刷新率與幀時間
刷新率與單幀持續時間成反比。隨著刷新率的提高，系統渲染和傳輸資料的時間視窗會急劇縮短。
刷新率
幀時間
典型應用
30赫茲
33.33毫秒
靜態或低速運動 displays；節能。
60赫茲
16.67毫秒
標準消費者 LCDs；兼具流暢性和高效性。
90赫茲
11.11毫秒
高階智慧型手機和VR；明顯更流暢。
120赫茲
8.33毫秒
遊戲和汽車產業；需要快速的動作反應。
240赫茲
4.17毫秒
專業遊戲；動作極為流暢。
摘要
刷新率不僅僅是包裝盒上的一個數字；它體現了光學材料、電子架構和感知品質之間的複雜相互作用。
雖然 60 Hz 仍然是通用效率的標準，但對於遊戲、擴增實境或高速儀器等應用而言，120 Hz 或更高的頻率會帶來顯著的益處。相反，靜態 display現代智慧系統可以透過降低運作頻率來節省電能。 display 技術不斷發展 自適應更新率它能夠根據內容動態調整頻率，從而在視覺穩定性和功耗優化之間實現完美平衡。
如果你正在尋找一個 高更新率 display 我們提供全系列產品供您選擇，為您打造理想的解決方案。
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