3.2 典型CRT高清电视机的整机电路结构
由于CRT高清电视机输入的信号种类较多,既有50Hz隔行扫描的TV全电视信号、AV视频信号或Y/Cb/Cr信号,又有逐行扫描的Y/Pb/Pr信号,还有由VGA接口输入的模拟R、G、B信号,所以CRT高清电视机应设有相应电路分别针对各类信号的特点进行变换处理,既保证最终信号格式的统一,又保证行、场扫描同步进行。
在电路上,CRT高清电视机由于采用了先进的数字变频技术,将50Hz的隔行扫描信号变换为100~120Hz隔行扫描信号或60Hz、75Hz的逐行扫描信号,行频也由15625Hz变换为33~52kHz,大大提高了图像清晰度。由于采用了变频技术,使得CRT高清电视机的电源电路和行输出电路变得复杂。同时CRT高清电视机末级视频放大电路的带宽高于普通彩电。如普通彩电使用的TDA6107视频带宽为4.4~5.5MHz,TDA6108视频带宽也仅为8~9MHz。而CRT高清电视机上使用的TDA6120VT的视频带宽可达30MHz。
CRT高清电视机一般由主板、数字板、按键板和视放板组成,下面介绍几种常见的CRT高清电视机的整机电路框图。
3.2.1 采用MST系列芯片的CRT高清电视机电路结构
MST系列芯片是由我国台湾Mstar(晨星)公司生产的扫描格式变换芯片,主要有MST5C16A、MST5C18A、MST5C26、MST5C28等,其中,MST5C26、MST5C28芯片是高清电视机专用集成电路。如创维6D66机心采用MST5C28芯片,代表机型有32D98HP型、32D18HT型等。
1.采用MST5C16芯片的CRT高清电视机电路结构
(1)整机电路框图。MST5C16芯片是一款具备行频归一化处理功能和带OSD模块的TV芯片,具有高画面显示频率并具有非常完整的字符图表和视频处理及高品质的放大和缩小功能。能够处理多种格式的电视信号,最终实现1080i/p格式的信号输出。设置有数字HD/SD视频输入接口;内置有OSD发生器,可控制显示16/256种颜色;具有3D视频隔行扫描功能;所有控制的时钟信号由外部单一的时钟产生,它内部集成有三层ADC/PLL、一个3D视频隔行扫描、一个高品质画面发生器、可编程模块、频率转换控制模块、带宽屏幕显示模块和通道输出模块等电路。它支持满屏幕视频隔行扫描、显示格式频率转换和各种视频源格式的频率转换。采用该芯片的有海信HDP2907M型、HDP2910型、HDP2977型、HDP3406M型和HDP2511G型,海尔D29FV6H-A8型、D29FA12-AKM型,高路华D29FV6H-A8型,TCL王牌HW42B28、HiD4321H型等CRT高清电视机,采用该芯片的CRT高清电视机的整机电路框图如图3-6所示。
(2)主要集成电路的作用。在图3-6中,虚线框内为数字板上的集成电路。图中M61266型集成电路完成模拟电视信号的中频放大、解调,TV/AV信号解码,解码后输出模拟的RGB信号;MM502型集成电路为本机的CPU,它通过SDA、SCL对各个集成电路进行控制,完成用户按键和遥控的各种控制功能及整机的工作状态;74HC4053型集成电路完成TV–Video/Video1/S–Viseo–Y/Video2视频信号切换;两片HY57V161610ET-7型集成电路为SDRAM,其主要作用是为MST5C16提供运算空间,起到暂存图像的作用;TDA9333型集成电路其作用是输出行、场激励信号,RGB信号,E/W枕型校正信号,对亮度、色度、对比度进行控制;TDA7439型集成电路通过SDA、SCL总线对Y/Cb/Cr、Y/Pb/Pr、AV1、AV2、TV音频信号切换及音效处理和音量控制;TDA7497型集成电路为伴音功率放大集成电路;LM2425型集成电路为视频放大输出集成电路;TDA8177型集成电路为场功率放大输出集成电路。
KA5Q1265RF型集成电路为电源厚膜集成电路;KA7630型集成电路带有复位电路,它把15V电压分别稳压成5V、8V、12V输出,通过控制4脚高低电平来控制8、10脚电压输出,正常开机时CPU控制4脚电压为4V。
(3)信号流程。
1)射频信号。电视信号先经过高频头解调出中频信号,再通过声表面滤波器进入到M61266集成电路的63、64脚,在M61266内部进行中频放大、解调和视频检波,检波后从58脚输出TV-Video信号送往74HC4053集成电路的12脚,和视频输入端口的Video1/S-Video-Y、Video2信号进行切换,最终切换出一路Video信号返回到M61266的41脚,从M61266的31脚输出一路TV-Video信号送往AV视频输出端口。同时,Video信号在M61266内部进行解码,解码后输出模拟的RGB信号,分别从M61266的14、15、16脚输出,送往MST5C16的33、30、28脚(RGB输入端),在MST5C16内部和Y/Cb/Cr、Y/Pb/Pr、VGA信号进行切换,切换出一路信号进行A/D转换及行场频率换算处理,行频归一为33.75kHz,然后D/A转换后从MST5C16的163、162、161脚输出模拟的RGB信号,送往TDA9333的30、31、32脚(RGB信号输入端),在TDA9333内部完成亮度、色度、对比度、预视放处理后,从40、41、42脚输出送往视放集成电路LM2425的3、5、1脚(RGB输入端)进行RGB信号放大,最后通过LM2425的8、6、10脚送到CRT的阴极。
2)高清信号和VGA信号。所有的高清、标清YUV的信号(1080/60p、1080/60i、1080/50i、720/60p、720/50p、480/60p、576/50p)和VGA信号均通过MST5C16进行A/D转换,然后进行行、场格式频率变换处理,行频归一为33.75kHz,后续处理过程同射频信号。
3)行场同步信号信号及行场激励信号。Video1、Video2、S端子、TV-Video信号在M61266内部进行解码,产生行、场同步信号,分别从19、20脚输出,送往MST5C16的36、37脚。VGA的HS、VS信号不需分离,所有的高清、标清YUV的信号在MST5C16内部产生HS、VS信号,然后行频归一处理成33.75kHz,HS、VS信号分别从MST5C16的168、169脚送往TDA9333的24、23脚。TDA9333的8脚输出行激励信号送往行激励电路;场VD-、VD+信号分别从TDA9333的1、2脚输出,送往TDA8177的7、1脚。
图3-6 采用MST5C16芯片的CRT高清电视机组成框图
4)音频信号通道信号。Audio-TV音频信号从解码板的M61266的51脚输出,送到TDA7439的7、14脚,先和Y/Cb/Cr、Y/Pb/Pr、AV1、AV2音频信号进行切换,再在总线控制下进行音效处理和伴音音量及高低音调整,然后一路从TDA7439的15、17脚输出,送往AV音频输出端子,另一路从5、6脚输出送往伴音功放集成电路TDA7497的1、5脚进行音频信号放大。
【小知识】
在色度学中,把红(R)、绿(G)、蓝(B)称为三基色。这三种颜色之间是相互独立的,其中任一颜色不能由其他两种颜色混合而成;但它们又是完备的,即其他任何一种颜色都可以由三基色按不同的比例相加混合而得到。在CRT、PDP、LCD彩色电视机中,红、绿、蓝三基色利用空间混合法,即以人眼不能分辨的“镶嵌”方式进入人眼的色刺激,而获得彩色画面。自会聚彩色显像管红(R)、绿(G)、蓝(B)三个电子枪与荧光粉条的分布如图3-7所示。
图3-7 自会聚彩色显像管红、绿、蓝三个电子枪与荧光粉条的分布
2.采用MST5C26芯片的CRT高清电视机电路结构
(1)整机电路框图。MST5C26芯片是高清电视机专用集成电路芯片,该芯片有两路视频输入接口,1路S-VIDEO信号输入接口,1路Y/Pb/Pr信号输入接口,1路VGA信号输入接口;内置音/视频切换开关、视频和色度信号处理、A/D转换、格式变换、D/A变换、图形变换、2D梳状滤波器、色度增强、动态降噪、运动图像补偿、边缘平滑、TV/AV音频信号切换和处理、微处理器(CPU)、帧存储器等电路。
该集成电路在本机键控信号和遥控信号控制下,不同输入接口输入的视频信号、Y/C信号、Y/Pb/Pr信号、PC信号、音频信号经内部相关模块电路处理后,输出逐行图像RGB基色信号、字符信号、行场同步信号、R/L音频信号、地磁校正信号、伴音制式选择信号、速度调制信号、开/待机控制信号、Flash串行数据和时钟等信号。支持带宽达150MHz的HDTV信号或Y/Cb/Cr信号接收及数字取样处理。支持分辨率达SXGA级及以下格式的VGA信号接收及处理。这些不同格式的模拟信号由MST5C26自动识别判定并进行模拟信号数字化处理及变频处理;整机伴音音效处理,如重低音、环绕声、左右声道控制、音调控制等功能的实现。对照图3-6发现,MST5C26将MST5C16、MM502、HY57V161610ET-7集成电路均集成在一块芯。采用该芯片的有TCL王牌的HD29C06型、HD34C41型、HD29276型、HD29C81型、HD32B681型、HD32B681型、HD28H61型和长虹CHD32366型、CHD29600H型、CHD28600型、CHD34300型、CHD29300型、海尔29F9D-PY型、康佳29AS390型等CRT高清电视机。采用该芯片的CRT高清电视机的整机电路框图如图3-8所示。
图3-8 采用MST5C26芯片的CRT高清电视机组成框图
(2)主要集成电路的作用。在图3-8中,图上方点画线框内为数字板上的集成电路。图中TDA9881型集成电路完成模拟电视信号的中频放大、解调,TV/AV信号解码,解码后输出模拟的RGB信号;HC4052型集成电路通过SDA、SCL总线对AV/TV音频信号切换;24C36型集成电路为存储器;M25P10型集成电路是一块闪存(Flash),用来存储CPU程序;TB1306AFG型集成电路完成显示处理,输出行、场激励信号,RGB信号;TDA7495SSA型集成电路为伴音功率放大集成电路;LM2451型集成电路为视频放大输出集成电路;STV8177型集成电路为场功率放大输出集成电路。KA5Q1265RF型集成电路为电源厚膜集成电路。
(3)信号流程。
1)射频与音视频信号。电视信号先经过高频头解调出中频信号,一路进入到集成电路TDA9881的1、2脚,由TDA9881视频检波后从14脚输出CVBS信号,另一路由调谐器输出的音频信号直接送入到集成电路TDA9881的23、24脚,经过处理后从8脚输出AUDIO信号。CVBS信号输出送入MST5C26的4脚,AUDIO信号输出到74HC4052D的1脚进行音效处理。
AV端子、HDTV及VGA信号接收时的音频信号不是直接送入MST5C26,而是先送入数字板上的74HC4052D进行音频切换,后再送入MST5C26进行音频切换;AV1~AV3、S端子视频信号及音频信号分别进入到MST5C26的2、1、128、127、126脚,在其内部进行AV/TV视频信号解码处理。输入的TV/AV音频信号经过声音选择,输入到伴音音量控制电路,然后由MST5C26的3、13脚输出左右声道信号,送入主板的伴音功放TDA7495SSA进行功率放大,后推动扬声器发音。HDTV信号和VGA信号由MST5C26相应脚送入后,进行视频切换、数字梳状分离及处理,最终由MST5C26的77、78、79脚输出RGB信号送到TB1306。MST5C26的74脚输出33.75kHz的行同步信号,75脚输出场同步信号。
2)控制信号。MST5C26要完成音视频信号的处理,其93、94脚外接时钟振荡电路,晶体振荡器的频率为14.318MHz。此时钟振荡产生的时钟信号经各种分频器分频后产生满足不同电路工作的时钟信号,并输出STBY、SDA、SCL、MUTE、WMUTE、IR、KEY1等控制信号。若高清电视机出现无彩色、图像异常、整机不工作均可能与此处的复位电路、供电电路及与Flash块间的所有通信电路有关。
MST5C26的35脚输出待机信号到电源部分进行待机控制;控制部分与其他集成电路通过41、40脚的SCL、SDA(I2C总线)进行控制;42脚输出静音信号到主板上的静音控制电路。IR(遥控信号)由MST5C26的54脚进入到内部处理;KEY1(键控信号)由MST5C26的54脚进入。
3)同步与扫描信号。TB1306的8脚输出的行激励信号由VCO分频产生。由4、5脚输入的场激励脉冲(VD)和行同步脉冲(HD)的极性在TB1306内检测,VD和HD的极性由I2C总线的状态位读出。
第二鉴相环路通过比较VCO提供的基准脉冲和9脚输入的行逆程信号的相位,产生行激励脉冲HD,第二鉴相环路的时间常数由内部设定。
TB1306的14脚输入的行相位校正信号用来补偿由束电流变化引起的水平相位移。TB1306的26、27脚为I2C总线的输入、输出引脚。
4)场扫描输出信号。经过数字板变频的场扫描锯齿波信号,由数字板上的TB1306AFG进行场驱动处理后,由TB1306AFG的22脚输出VD+、VD-信号,分别输入到数字板P13接口的1、2脚,连接到主板P201接口的1、2脚输入,将VD+、VD-信号送入到场输出放大集成电路STV8177的7、1脚,经场集成电路内部功率放大器锯齿波放大处理后,产生场锯齿波由STV8177的5脚正向输出到场偏转线圈V-DY,形成垂直扫描电流供场偏转工作。
5)场扫描电路与光栅几何失真校正。由TB1306AFG的22脚输出的场激励信号和18脚输出的东西(E-W)扫描枕形失真校正信号都由场频电路产生,而场分频电路是由行振荡电路的时钟信号提供。场锯齿波发生器需要在23、24脚外接误差非常小的电阻和电容,确保锯齿波电压幅度稳定。
TB1306AFG还具有超高压(EHT)补偿的输入信号EHTIN。由9脚输入的EHTIN信号可以控制水平、垂直几何失真校正电路的输出信号,维持光栅水平、垂直幅度以及几何失真校正效果不变。由20脚输出的EWO信号和由22脚输出的场扫描激励信号的控制效果,可以通过I2C总线进行调整。
TB1306AFG的34、36、38脚输出RGB信号到视放板,进行显示处理。
【小知识】
彩色电视信号由亮度信号(Y)与色度信号(C)组成,色度信号又由两个压缩色差信号(U、V)组成,其中U=0.493EB-Y,V=0.877ER-Y。亮度信号与色度信号共用6MHz带宽,两个色差信号采用平衡调幅调制在一个色副载波上,为了保证色度信号与亮度信号一起传送,即采用频谱交错方法,就像庄稼套种一样,将色度信号的频谱插到亮度信号的高端频谱间。在接收端采用梳状滤波器先分离亮度信号与色度信号,再在色度信号中分离两个色差信号。
3.2.2 采用SVP/DPTV系列芯片的CRT高清电视机电路结构
SVP/DPTV系列芯片是美国Trident(泰鼎)公司生产的扫描格式变换芯片,主要有SVREX、SVP-CX、DPTV-MV、DPTV-3D等。
1.采用DPTV-3D芯片的CRT高清电视机电路结构
(1)整机电路框图。DPTV-3D芯片是一块能对模拟电视信号进行数字化处理的大规模集成电路,内置功能电路有自适应数字梳状滤波器的PAL/NTSC制式彩色电视信号解码器;画中画(PIP)/画外画(POP),MPEG-2,SVGA数字视频信号接口;隔行扫描电视信号清晰化处理电路,包括去隔行效应,隔行变逐行扫描,提高帧频(逐行)或场频(隔行)处理等;多种动态图像质量增强电路;自适应静态检测去隔行电路,即对电视图像信号首先进行动态/静态检测,对动态图像作场内插入处理,对静态图像作场间插入处理,使隔行扫描图像信号变为逐行扫描,从而提高图像的清晰度和锐度;线性和非线性校正电路,使不同内容的图像能得到良好的显示效果;有图像γ校正和α半透明屏显(OSD)电路等。采用该芯片的有创维32T88HT型(M20机心)、创维6D76机心和康佳P3460T型等CRT高清电视机。采用该芯片的创维M20机心CRT高清电视机的整机电路框图如图3-9所示,采用该芯片的康佳P3460T型CRT高清电视机的整机电路框图如图3-10所示。
比较图3-9与图3-10发现,虽然采用同一种数字处理集成电路DPTV-3D,但不同生产厂家的数字板与主板采用不同的外围集成电路。
图3-9 创维M20机心CRT高清电视机组成框图
图3-10 康佳P3460T型CRT高清电视机组成框图
(2)主要集成电路的作用。在图3-9中,图中标明了数字板上的集成电路型号与作用,主板上TA1218型集成电路完成音、视频切换;TA1343型集成电路完成音调、音量调节;NJM2700型集成电路完成WOW高级音效处理;AN5277型集成电路完成伴音功放;TA1316AN型集成电路作视频同步处理;TDA9112型集成电路完成行、场扫描小信号处理;5Q1565型集成电路是开关电源厚膜集成电路;UC3842型集成电路作脉宽调制;HVG为高压发生器;TDA6111Q型集成电路作单通道宽频带视频放大;LA7846N型集成电路作场输出电路。
在图3-10中,TDA9808型集成电路完成模拟电视信号的中频放大、解调;SDA5550型集成电路为本机的CPU,它通过SDA、SCL对各个集成电路进行控制,完成用户按键和遥控的各种控制功能,及整机的工作状态;4块KM416S1020B型集成电路为SDRAM,其主要作用是为DPTV-3D提供运算空间,起到暂存图像的作用;BA7657型集成电路完成TV–Vide-o/Video1/S–Viseo–Y/Video2视频信号切换和同步分离;SDA9380型集成电路其作用是输出行、场激励信号,RGB信号,E/W枕型校正信号,对亮度、色度、对比度进行控制;MSP3463型集成电路通过SDA、SCL总线对音频信号切换及音效处理和音量控制;TDA8944型集成电路为伴音功率放大集成电路;TDA61110型集成电路为视频放大输出集成电路;STV9379型集成电路为场功率放大输出集成电路。
(3)信号流程。
1)创维6C20机心高清CRT数字电视机图像信号流程。在图3-9中创维6C20机心高清CRT数字电视机采用一体化频率合成式高频头,从高频头19脚输出TV视频信号,经VT202缓冲放大后由C706耦合输入TA1218的7脚,在TA1218内部与16、18脚输入的AV1视频或Y/C信号,10脚输入的AV2视频信号,12、14脚输入的视频信号或Y/C信号进行切换,然后从38脚输出视频信号,作监视输出,42脚输出视频信号或Y/C信号,经VT760~VT763缓冲放大,由主板排插J3的25脚输出,送入数字板排插J3的25脚,经R102、C91耦合送入数字板DPTV-3D的183脚,而色度信号则由TA1218的34脚输出,经主板排插J3的6脚送到数字板排插J3的6脚,经C89耦合送入DPTV-3D的196脚。上述信号经DPTV-3D内部的自适应3D梳状滤波器解码后,送到AGC放大电路,经钳位放大后送到A/D转换电路(10bitA/D,13.5MHz采样时钟)转换为数字信号,然后送到自适应梳状滤波器的解码电路进行解码,解码后的信号送到帧缓冲控制器及比特率转换等电路中进行转换处理,再经过主画画下拉显示、全景/非线性定标器模块,PIP/SVGA显示,非线性定标模块以及VBI/OSD显示模块处理后,又进行自动彩色调整、CSC混合、色度处理、VM控制、H/V电压保护等处理,最后从该模块出来的信号一路经过γ校正处理送到10bitD/A变换,经D/A转换后从DPTV-3D的27~29脚输出逐行的R、G、B信号。外部输入的Y、Cb、Cr信号经过主板排插J3的4、5、28脚进入数字板上DPTV-3D的186、207、197脚,在DPTV-3D内部进行处理后也从DPTV-3D的27~29脚输出。
外部输入的Y、Pb、Pr信号中的Y信号经TV701射随放大后,一路从主板排插J3的7脚(S-Y)送到数字板J3的7脚,由R103、C86耦合至DPTV-3D的184脚,而Pb、Pr信号直接进入TA1316AN的9、10脚。在Y、Pb、Pr模式下,DPTV-3D的184、189脚直通。从DPTV-3D的189脚输出的信号经数字板上的TVS、TV9、TV10组成的同步分离电路分离出SYNC信号,送至CPU(KS4504)的29脚,作为识别信号;而另一路Y信号进入TA 1316AN的8脚。
TA1316AN作为采用该机心高清电视机的三基色和同步处理集成电路,从数字板送来的R,G、B信号由主板排插J2的11~13脚分别经电感及电容耦合到TA1316AN的39、38、37脚;由VGA接口送来的计算机的R、G、B信号进入TA1316AN的35、34、33脚;Y、Pb、Pr信号分别送入TA1316AN的8、9、10脚。这些信号经TA1316AN切换和处理后,从43~441脚输出R、G、B信号(含字符信号),再分别经VT501、VT502、VT503缓冲放大后,由主板排插CN501的6、8、10脚输出,送到末级视放电路,最后分别经3块TDA61110进行三基色放大后送给彩色显像管,显示图像。
2)康佳P3460T机心高清CRT数字电视机信号流程。在图3-10中,电视射频信号从天线输入插口输入,在高频头中进行高放和混频后,输出图像中频信号(PIF),然后送入中放单元(TDA9808),在中放单元中完成视频检波和伴音解调。从中频载波上检出视频图像信号和第二伴音中频信号。这部分电路与模拟电视机的电路结构和功能是基本相同,因目前还是接收模拟电视节目的电路。
第二伴音中频信号送到伴音处理电路(MSP3463)中进行处理。MSP3436是一个具有数字处理功能的音频信号处理电路。它可以处理模拟伴音中频信号,也可以处理数字伴音(丽音信号)中频信号,还具有多个音频信号输入接口,可对外部音频设备送入的信号进行立体声处理。处理后的伴音信号由音频功放进行放大,最后去驱动扬声器。
中频电路解出的视频图像信号(CVBS)送到数字处理芯片DPTV-3D,这是高清CRT数字电视机的核心芯片。另外不同格式的外部视频信号也可以送入数字处理芯片,有复合视频信号输入接口(AV2)、Y/C分离的视频接口(S-视频)、分量视频信号输入接口(Y/Cb,Cr),还有数字分量视频信号输入接口(数字Y,U,V信号)。
各种视频信号经切换后进行数字处理,经过处理后输出R、G、B视频信号,行场同步信号以及速度调制信号。
数字处理芯片输出的R、G、B视频图像信号和同步信号再送到视频输出和扫描处理集成电路SDA9380中进行处理。外部高清分量视频信号和计算机显卡的视频信号经BA7657视频切换处理后直接送到SDA9380中。SDA9380对两组输入的视频信号进行切换,然后再进行处理,处理后形成R、G、B信号送到显像管电路中进行末级视放,最后去驱动显像管显像。
SDA9380中设有扫描信号产生电路,该电路要与相应的视频信号源保持同步。它输出行场扫描信号,分别送到行扫描和场扫描电路。
系统控制微处理器SDA555是整机的控制中心,它可以接收人工键控指令也可以接收遥控信息,它通过I2C总线对彩电中的各部分进行控制。
【知识链接】
一幅完整的电视图像需要进行两次光和电间的转换。一次是在摄像端,由摄像机把光像转变成电信号;另一次是在显像端,由电视显示器把电信号重新转换成光像。两次转换中,理论上应使两次转换的过程为线性,即被摄景物上各种亮度与转换后电平成比例,重现的图像亮度与输入电平成比例。实际上摄像机的光/电转换,显像管的电/光转换都是一种非线性关系。这两种非线性系数具有γ(伽马)特性,因此在电视显示器中要进行γ校正。在数字电视中应用较多的有γ校正(对比度增强)、轮廓校正、孔阑校正(去模糊或锐化)以及降噪等。
2.采用SVP-EX11芯片的CRT高清电视机电路结构
(1)整机电路框图。SVP-EX11芯片性能稳定、图像效果好。由于泰鼎公司的数字变频芯片很少集成CPU,在电路板上一般单独配置一块三菱公司生产的M30622SP型CPU芯片进行系统控制处理。SVP-EX11芯片主要完成:视频解码、变频及逐行处理、A/D转换等工作。该芯片具有两路CVBS视频输入、一路S-Video输入、一路HD-Y/Pb/Pr分量输入、一路VGA-RGB输入(分辨率可达1280×1024/60Hz)和1组8bit的数字信号输入接口;另外有一组模拟R、G、B信号输出接口和一路SVM扫描速度调制信号输出接口。该芯片内含三路高性能A/D转换器(取样频率高达108MHz)、动态自适应多制式3D数字梳状视频解码器(配有可编程滤波器,支持PAL、NTSC、SECAM制)和动态自适应解交织器等14项动态图像处理电路(以增强图像的清晰度和鲜明度等);内部集成行锁定的PLL同步分离电路、视频扫描格式变换处理电路等。内部电路应用UMA统一存储算法,共享相同的帧(缓冲)存储器来完成帧频率的变换、3D梳状视频的解码、视频图像的增强等处理。采用SVP-EX11芯片的有康佳ST系列CRT高清电视机,主要机型有P29ST216、P34ST386、SP29ST391、SP32ST391等。长虹CHD-3机心和TCL MV机心高清CRT数字电视机。采用该芯片的CRT高清电视机的整机电路框图如图3-11所示。
(2)主要集成电路的作用。在图3-11中,LA75520N型集成电路完成模拟电视信号的中频放大、解调;2块IS42S161D0A1-7T型集成电路为SDRAM,其主要作用是为SVP-EX11提供运算空间,起到暂存图像的作用;TB1306FG型集成电路其作用是输出行、场激励信号,RGB信号;TC4052BP型集成电路通过SDA、SCL总线对音频信号切换;TDA2616型集成电路为伴音功率放大集成电路;TDA6111Q型集成电路为视频放大输出集成电路;TDA8177型集成电路为场功率放大输出集成电路。开关稳压电源采用KA5Q1265混合膜集成电路。
(3)信号流程。
1)图像信号流程。高频头输出的中频信号经LA75520N型中放集成电路解调出视频信号和音频信号。其中,视频信号从5脚输出到主芯片SVP-EX11的196脚上;同时,外部AV、VGA信号从SVP-EX11的198脚和197脚输入,Y、Cr、Cb从SVP-EX11的200、179、186脚输入、Y、Pr、Pb信号从SVP-EX11的202、180、187脚输入;SVP-EX11在M30622SP控制下完成输入信道选择、视频解码、ADC、YC分离、格式变换、DAC等一系列处理后,从30、29、28、34、35脚输出模拟RGB信号和行场同步信号到TB1306FG的48、1、2、4、3脚上;TB1306FG对RGB信号亮度、对比度、色饱和度进行最终控制处理后,从38、36、34脚输出三基色信号到Y板上的N501、N502、N503(TDA6111Q)进行宽带视频放大后送给彩色显像管,显示图像。
2)音频信号流程。LA75520型中放集成电路解调出的音频信号从24脚输送到电子开关N203(TC4052BP)的1脚和12脚上;CPU控制N203对1脚和12脚输入的TV音频信号、5脚和14脚输入的AV1音频信号、2脚和15脚输入的AV2音频信号、4脚和11脚输入的分量音频信号或者VGA端口音频信号进行通道选择后,从3脚、13脚输出到音效集成块N202(NJW1166L)的1脚和32脚上,N202对输入的音频信号进行电子音量均衡控制、立体声扩展等处理后,从7脚、26脚输出到N201(TDA2616)的1脚、9脚上进行功率放大,驱动扬声器工作。
图3-11 采用SVP-EX11芯片的CRT高清电视机组成框图
【小知识】
在介绍数字变频芯片时,有时出现“2D数字梳状视频解码”或“3D数字梳状视频解码”,其中“2D”是指二维空间(水平空间),即指静止图像,亮度信号只与水平位置与垂直位置有关;“3D”是指三维空间,即指活动图像,亮度信号不仅与水平位置与垂直位置有关,还与时间有关。因此要选择具有3D处理技术的高清电视机。因为数字电视机将数字信号接收到电视机内部,还需要对其进行精密化处理,如数字降噪、数字梳状滤波等。现在,比较好的图像处理技术是3D技术,可使图像细节细腻生动、真实自然。
3.2.3 采用FLI系列芯片的CRT高清电视机电路结构
FLI系列芯片是美国Genesis(捷尼)公司生产的扫描格式变换芯片,主要有FLI2300、FLI2310、FLI8120、FLI8125、FLI8530等,其中FLI8530芯片是高清电视机专用集成电路芯片。如海信GS一代、GS二代机心采用FLI2300芯片,代表机型有HDP2919H等,下面主要介绍采用FLI8530芯片的CRT高清电视机。
1.整机电路框图
FLI8530芯片是一款先进的超大规模数字处理芯片,该集成电路内部包含有X86微处理器;集成了强大的数字图像处理电路;设置有多路信号输入接口;OSD控制;PLL时钟控制发生器,A/D转换器及智能图像处理等功能模块。
FLI8530内主要电路有:视频解码器、格式转换器、3D梳状滤波器、彩色信号解码器、降噪、逐行变换、格式缩放变换、画质增强处理、γ校正、LCD加速驱动、OSD显示覆盖处理、LVDS格式转换和LVDS传送驱动电路等。康佳TG机心高清CRT数字电视机采用FLI8530芯片,常见型号有:P29TG383、SP29TG636A、SP29TG529E等。整机由主板和数字板两部分组成,整机框图如图3-12所示。
2.主要集成电路的作用
在图3-12中,L75520K型集成电路完成模拟电视信号的中频放大和解调;K4H561638型集成电路为DDRAM,其主要作用暂存图像数据和存储CPU程序;ANX9011型集成电路完成HDMI数字视频、音频差分信号接收与处理;CS4344型集成电路完成数字音频D/A转换;TB1307FG型集成电路其作用是输出行、场激励信号,RGB信号;NJW1185型集成电路通过SDA、SCL总线对音频信号切换;TDA2616型集成电路为伴音功率放大集成电路;LM2423型集成电路为视频放大输出集成电路;STV8172A型集成电路为场功率放大输出集成电路。
3.信号流程
(1)图像信号流程。高频头输出的中频信号首先送到LA75520K进行音视频解凋,从5脚输出解调的TV视频信号,与外部输入的AV、Y/Cr/Cb、Y/Pr/Pb、VGA等模拟视频信号和HDMI数字视频信号一起送到主芯片FLI8530。在内部由CPU控制进行视频信号通道选择、图像解码、A/D转换、格式变换、3D数字滤波、DAC等一系列处理后,从139、135、131、124、123脚输出模拟RGB、HsVs信号到TB1307FG的48、1、2、4、3脚,进行亮度、对比度、色饱和度控制,最后从TB1307FG的38、36、34脚输出RGB信号,经VT503、VT504、VT505射随后送到由LM2423组成的视放电路进行宽带放大后送给彩色显像管,显示图像。
(2)音频信号流程。音效处理集成电路NJW1136或NJM1185由1与32脚、2与31脚、3与30脚、4与29脚、5与28脚、6与27脚组成6组输入通道开关,分别与输入的TV、AV1、AV2、AV3、Y/Pr/Pb、VGA、HDMI音频信号对应,CPU通过总线通信控制方式在NJM1136或NJW1185内部对音频信号进行通道选择、电子音量均衡、立体声扩展等处理后,从12脚和21脚输出到TDA2616进行功率放大,驱动扬声器工作。
图3-12 采用FLI8530芯片的CRT高清电视机组成框图
【小经验】
在购买CRT高清电视机时,宜选购行频比较高,末级视频放大集成电路的频带比较宽的产品。比如行频应大于33kHz,带宽大于30MHz的CRT高清电视机。
3.2.4 采用HTV系列芯片的CRT高清电视机电路结构
HTV系列芯片是华亚微电子(上海)公司生产的扫描格式变换芯片,主要有HTV118、HTV128、HTV180、HTV192等,其中,HTV180、HTV192芯片是高清电视机专用集成电路。采用HTV118、HTV128芯片的有长虹CHD-2机心,代表机型有CHD29168、CHD25800、CHD34156(F19)等型号;采用HTV128芯片的代表机型有CHD29918、CHD25155、CHD34156(F20)等;采用HTV192芯片的有长虹CHD-10机心,代表机型有CHD29300、CHD28800、CHD24866等型号。下面主要介绍采用HTV180芯片的CRT高清电视机。
HTV180芯片的集成化程度高,输入/输出接口齐全,功能强大,外接元件少。具有多个视频输入接口和独立的8bit/16bit/24bit数字YUV/RGB输入接口;内置视频切换开关、视频解码、色度信号处理、8位A/D转换器、3D梳状滤波器、图像格式变换、D/A转换电路,对不同视频信号Y/C信号、Y/Pb/Pr信号进行处理后,向后续电路输出逐行RGB基色信号、速度调制信号、行场同步信号。其特有的图像降噪电路、肤色校正电路、清晰度控制电路、黑/白/蓝色延伸电路、绿色增强电路、DCI电路、CTI电路大幅度改善和提高了图像质量,使图像画面更清晰;内置的频道扫描功能和图像缩放比例技术(非线性16∶9变换)使节目浏览和收看更为方便;内置的8位8051微处理器、1024B随机存储器(RAM)、64B编程Flash只读存储器(ROM)、总线接口电路、DDC接口电路可实现多重控制,外挂多种芯片。同时,微处理器内部的MCU可实现在线编程和多次擦写。
2008年2月28日在上海举行的“2008年中国半导体市场年会”上,HTV180荣获2007年中国半导体创新产品奖。采用该芯片的CRT高清电视机有长虹CHD-2B机心,创维3D28机心、海信HY60机心等。采用该芯片的CRT高清电视机的整机电路框图如图3-13所示。
图3-13 采用HTV180芯片的CRT高清电视机组成框图
【小知识】
闪存式存储器简称闪存(Flash Memory),是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器,它是电可擦(写)可编程只读存储器(E2PROM)的变种,E2PROM与闪存不同的是,它能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写,这样闪存就比E2PROM的更新速度快。
【知识要诀】
维修高清莫模糊,电路结构要清楚,
芯片作用分得清,信号流程相当熟,
芯片不同电路异,举一反三任自如。
【思考题】
1.数字变频芯片主要有哪几种型号?
2.比较高清电视机与普通彩电组成框图的差异。
3.对照组成框图简述射频电视信号的流程。