彩色电视机遥控系统及整机分析.ppt

第10章 彩色电视机遥控系统及整机分析,10.1 彩电红外遥控系统概述 10.2 红外遥控系统的工作原理与电路分析 10.3 遥控彩色电视机整机电路分析 习题十,10.1 彩电红外遥控系统概述,10.1.1 红外线遥控信号红外线同无线电波一样，都是电磁波的一种。其中，无线电波的频率在1041012，而红外线频率在110123.91014 之间。人眼对红外线并无感觉，但人们的身体却能感觉到它（温度）。红外线遥控是以红外线为载体来实现调制信号的传输的。彩电的红外线遥控信号是由红外发光二极管发出的，接收机采用红外光电二极管将其接收，经解调后送单片微处理器处理，实现各项遥控操作。,红外线同无线电波一样，都是电磁波的一种，其中无线电波的频率为1041012，而红外线频率为10123.91014。人眼对红外线并无感觉，但人们的身体却能感觉到它（温度）。红外线遥控是以红外线为载体来实现调制信号的传输的，彩电的红外线遥控信号是由红外发光二极管发出的，接收机采用红外光电二极管将其接收，经解调后送单片微处理器处理，实现各项遥控操作。,10.1.彩电红外遥控系统的组成彩色电视机红外线遥控系统主要由遥控发射器、遥控接收器、中央微处理器、存储器、接口电路和本机键盘矩阵等组成。图10-1是彩电红外遥控系统的组成方框图。下面简述各组成部分的作用。,图 10-1 彩电红外遥控系统方框图,1遥控发射器,红外遥控信号发射器主要由键盘矩阵、遥控器专用集成芯片、激励器和红外发光二极管等组成。其工作过程是：首先,由专用集成芯片将每个按键的键位码经内部遥控指令编码器转换成遥控编码脉冲;然后,将编码脉冲对z左右的载波进行脉冲幅度调制；最后，将已调制的编码脉冲激励红外发光二极管，使其以中心波长为940nm的红外光发出红外遥控信号。常见的遥控发射集成芯片有M50460P、M50462P、SAA3010和TC9012F等。,2 遥控接收器 红外遥控接收器一般由红外光电二极管、前置放大器、解调等电路组成。红外光电二极管属光敏元件，它对红外光线相当敏感。无红外光照时，其内阻极高（约几兆欧）；有红外光照时，内阻可下降为几千欧。因其结电容较小，故其频率响应较宽，具有较高的灵敏度。当收到红外遥控信号时，光电二极管被激励，产生光电流，再经前置放大器放大、限幅、整形，峰值检波等，得到遥控编码脉冲，送入中央微处理器去解码并控制有关电路。常用的红外遥控接收集成芯片有PC1373H、CX20106A和LA7224等。,3 中央微处理器 中央微处理器根据红外遥控接收器送来的遥控指令，由内部的指令译码器进行识别译码，在内部的只读存储器中取得相应的指令控制程序，产生出相应的控制信号，通过接口电路去控制相应的单元电路。中央微处理器是根据需要专门设计的，它是整个遥控系统的核心元件。,4 存储器 存储器是配合中央微处理器的读写存储器。它用于存储各电视频道的选台数据及模拟数据，包括调谐电压、频段、音量、对比度、亮度和色饱和度等等。这些数据可以抹去，重新写入。在选用预选单元时，对应这单元的选台数据读出，各模拟量数据也读出，分别送至相应的接口电路。存储器所存的数据信息在断电后不会丢失，每次开机后，自动取出上次关机前的有关数据并据此接收信号。也可根据需要，通过按键随意更换频道或调节各模拟量。,5 接口电路 接口电路介于中央微处理器与被控制电路之间，其主要作用是进行数/模转换和电平移位。所谓数/模转换就是将中央微处理器输出的数字信号数据转换成被控电路所需的模拟电压。例如，选台调谐电压、音量控制电压、色饱和度控制电压等等。所谓电平移位就是将数/模转换后的直流电平转换成被控电路所要求的电平。例如，在调谐选台时，要求加在高频调谐器内变容二极管上的电压范围为030V，而中央微处理器输出的电压不超过5 V，所以需要电平移位。,6 本机键盘矩阵 除使用遥控发射器能对彩电实现控制外，通常在彩电面板上还设置有若干按键，组成本机键盘矩阵。本机键盘按键同样可实现各种控制功能，并且它所产生的编码信号无须进行调制及解调，而是直接通过电阻送到中央微处理器中。,10.1.3 遥控彩电的常见遥控功能,1 选台控制 选台即变换接收的电视频道。对此需要有两步操作：一是遥控系统应送出频段切换信号，以确定电视机的接收频段（VL、VH或U）；二是把调谐电压UT（030V可调）送到高频调谐器中。选台方式一般分为自动搜索选台、半自动搜索选台和直接选台。,2.模拟量控制 遥控彩色电视机常设有音量、色饱和度、对比度和亮度这四个模拟量的（+）和（-）的遥控按键。无论按下哪个模拟量的（+）或（-）键，其工作过程都是相似的。当按下其中某一模拟量的（+）或（-）键时，中央微处理器就会产生相应的数字控制信号，经过数/模转换，转成为相应的直流电压，去控制对应模拟量的大小，直到该键被释放时为止。,3.静音控制 为了便于听人呼叫或与人交谈，一般遥控发射器上都设有静音键盘。按下此键，伴音消失，只有图像；再按此键，则伴音又恢复为原来大小。有的遥控系统还设置了无信号静音功能。电路通过识别有没有电视同步信号，来对伴音通道进行控制。在确认有同步信号时，静音电路不起作用，伴音大小受控于音量调节；在没有同步信号时，静音电路切断伴音通道，使扬声器无声。,4.电源开、关机控制 电源开、关控制是对电视机主电源的控制。它由双稳态电路组成，每按一次电源（power）按键，就变换一次电源开、关状态。遥控系统也可用定时键来设置定时关机时间。按下定时键后，中央微处理器便对时钟脉冲进行分频计数，达到设定时间后，便控制驱动器切断电视机主电源。定时时间可由定时键设置，时间从15120分钟，分若干档供用户选择。有的遥控系统设置有无信号自动关机功能。这一功能也是由中央微处理器监测视频电路有无同步信号来实现的。如果连续510分钟没有同步信号被识别，中央微处理器就输出关机指令，控制驱动器切断电视机主电源。,5.屏幕显示 按下该键时，中央微处理器在存储器中调出当前节目的频道位置号和音量等级等信息，显示在屏幕的左上角（或其它位置）；再按一下该键，字符自动消失。在换台或调谐时，屏幕上自动出现有关调节量的字符显示，操作结束后，字符还保持35秒钟，然后自动消失。,10.2 红外遥控系统的工作原理与电路分析,10.2.1 M50436-560SP遥控系统的组成原理1.M50436-560SP遥控系统的主要功能M50436-560SP遥控系统的主要功能如下：（1）自动预置频道功能最多可预置30套节目；（2）用遥控可顺序或直接选台，也可以快速自动搜索或手动微调选台，还可用本机面板按键顺序选台；（3）可以接收VL、VH、U三个频段数的电视节目，并能任意选择或切换；,（4）可以对每一套节目进行AFT的ON/OFF置定；（5）最多可有九路模拟量控制输出，一般只使用了音量、亮度和色饱和度等模拟量的控制；（6）屏显功能：六种颜色可显示音量、亮度、对比度、色饱和度、视频输入、定时关机剩余时间、节目号、制式和多伴音的指示等；（7）定时关机功能；（8）射频与视频的切换控制功能（TV/AV1/AV2等）；（9）关机前的接收节目号及各模拟量等工作状态参数的存储功能；（10）彩电制式及伴音模式转换功能；（11）静音功能。,2.M50436-560SP遥控系统的组成图10-2为以M50436-560SP为核心的彩电遥控系统的组成。图10-2中，主控微处理器M50436-560SP和存储器M58655P一起组成电压合成式调谐系统的核心部件。M50462AP为红外遥控发射器的控制芯片，CX20106A为红外遥控接收器的控制芯片。,图10-2 M50436-560SP遥控系统的组成,屏幕显示驱动电路将M50436-560SP产生的屏幕显示信号进行放大和电平转换，在荧光屏上显示出相应的内容。M50436-560SP微处理器有两个振荡器:一个是4.0MHz晶振主时钟振荡器；另一个是用于屏幕显示的振荡器，其频率一般为67MHz，调节此振荡器的频率可以调整字符在荧光屏上的显示位置和尺寸大小。,这里补充说明几点：第一，由于一个完整的遥控信号指令码含有16位二进制数，而M50436-560SP芯片只提供了一个输入端（脚）来接收，因此只能采用串行输入方式；第二，遥控信号不是用高电平或低电平来表示“1”或“0”，而是采用脉冲编码调制方式，其“1”和“0”的表示方法如图10-3所示.,图 10 3“1”和“0”的表示方法(a)“1”的表示方法；(b)“0”的表示方法,10.2.2 M50436-560SP遥控系统的电路分析,1.红外遥控发射器 红外遥控发射器是电视机外一个供用户操作的小盒子，其电路主要由M50462AP集成芯片、红外发射二极管以及一组按键组成。按动面板上的各遥控操作功能按键，可产生不同脉冲编码的红外调制脉冲指令信号。M50462AP是组成遥控信号发射器的专用集成电路，它为 24 脚直插式塑封结构，内部由振荡器、时钟信号发生器、键位扫描信号发生器、键位编码器、遥控指令编码器、用户码转换器、码调制器和输出缓冲器等组成。由M50462AP所构成的红外遥控发射器电路如图10-4所示。,图 10-4 红外遥控发射器电路,2.红外遥控接收器红外遥控接收器由红外光电二极管和遥控信号专用接收集成芯片CX20106A等组成，如图10-5所示。,图 10-5 红外遥控接收器电路,3.M50436-560SP微处理器系统(1）M50436-560SP芯片简介 M50436-560SP芯片是由CMOS工艺做成的4位（Bit）单片微处理器，专用于电压合成方式的数字调谐系统。它具有屏幕显示、自动/手动预置功能、自动关机、视频输入、控制模拟量、定时关机、遥控接收等功能，它与存储器EAROM（M58655P）可以组成选台系统。,M50436-560SP芯片内部包括中央处理单元CPU、程序存储器ROM、随机数据存储器RAM、提供调谐电压信号的14位脉宽调制电路PWM及PWM信号串行输出电路、3个提供模拟量控制信号的7位PWM电路、D/A转换电路、定时器、计数器、屏幕字符存储器和显示输出控制电路、电压合成数字选台系统等。M50436-560SP芯片采用52脚双排小型，塑料封装。其引脚功能如图10-6所示。,图 10 6 M50436-560SP引出脚功能图,下面就M50436-560SP芯片几个主要引脚的功能作一些说明。要使M50436-560SP芯片能正常工作，必须满足以下3个基本条件：一是B52脚和B26脚之间必须有+5V电源供电；二是内部的时钟振荡器必须起振，共振荡频率取决于B28和B29脚外接的石英晶体，典型值为4.0MHz；三是B27脚必须外加有正确的复位信号，如图10-7所示。,图 10 7 M50436-560SP 27脚的复位信号,(2）选台原理 M50436-560SP在接收了控制信号之后，就会按照命令的要求，执行相应的操作，以实现相应的功能。M50436-560SP接收控制信号的方法有两种：一种是由红外遥控接收器CX20106的脚输出的控制信号通过M50436-560SP的脚接收；另一种是利用本机键盘矩阵手工输入。M50436-560SP的选台电路由、35、36脚及外围元件组成。配上频段开关电路、频道调谐接口电路和AFT接口电路及高频调谐器，可完成选台功能。若配上M58655P，则可将选台数据写入相应的存储单元中。,（1）频段切换。选台首先需要选择频段。M50436-560SP通过、脚输出的高、低电平来选择频段。、脚电平可以构成4种状态，如表10-1所示。,表 10-1,调谐电压。在确定了频段开关后，还应向高频调谐器输送调谐电压。M50436-560SP从脚输出脉宽调制信号，经倒相放大后，由低通滤波器取出其中的直流成分，作为调谐电压。倒相放大器的作用是进行电平转换，因为M50436-560SP的脚输出的脉冲幅度不超过电源电压VDD（+5 V），而高频调谐器所需的调谐电压最大可达到30 V，故需要进行电平转换。在自动选台时，调谐电压从低至高变化，即从0 V变到+30 V，所以要求M50436-560SP的脚输出的电压必须是从+5 V0 V。,同步功能。M50436-560SP的36脚引入电视机复合同步脉冲。在自动选台时，M50436-560SP根据36脚有无足够幅度的复合同步信号，就可判断当前是否收到电视台节目信号。若有，则将搜索速度放慢，进行自动频率微调（AFT）控制，以便找到最佳调谐点；若无，则继续按原速度改变调谐电压以搜索下一个电视台的节目。,AFT功能。AFT电路由、35脚和外围电路组成。脚输出的电平决定AFT功能是否起作用。在手动选台时，脚输出高电平，切断了AFT信号通路，因而高频调谐器的AFT不起作用，以便用户精确调谐。在调谐过程结束后，脚变为低电平，于是又恢复了AFT的作用。在自动选台时，便有以下一系列的操作：首先从43脚输出低电平，通过43脚与脚之间外接的消噪二极管（正极接脚，负极接43脚）将脚电平拉低，从而关闭伴音通道，实现静噪，以消除在自动搜索过程中出现的噪声。其次，从脚输出高电平，使高频调谐器的AFT控制失去作用，以利精确选台；同时，通过有关接口电路，将电视中放AFT电压引入到35脚。当收准一个频道后，就自动将有关信号存入记忆存储器M58655P中，然后继续搜索下一个频道，以完成自动搜索功能。,最后，当从VLVHU整个自动搜索过程完成以后，微处理器再从M58655P中将第1个搜索到的频道位置号中的频段和调谐数据输出，送到高频调谐器，使电视机处于接收该频道节目的状态，并在屏幕右上角显示该频道号及所在的频段。然后，微处理器令脚输出为低电平，即恢复高频调谐器的AFT作用。同时，再使43脚电位升高，并把30%的音量满度控制、80%的亮度满度控制、50%的色饱和度满度控制的对应信号电压从、脚分别输出，于是屏幕出现稳定清晰图像，并伴以适当的伴音。至此，完成了整个自动选台过程。,(3）记忆存储器 以M50436-560SP为核心组成的遥控系统在切断电源之后仍有记忆功能，这个记忆功能是由电可改写的不挥发存储器M58655P提供的。选台时的各种数据，包括频段数据，调谐数据及音量、亮度和对比度等数据，都保存在M58655P中，在用户重新选择某个节目号时，M50436-560SP就会从M58655P中取出有关的数据，以接收相应频道的电视节目。M50436-560SP与M58655P的连接方法如图10-8所示。,图 10 8 M50436-560SP与M58655P的连接方法,(4）屏幕字符显示 M50436-560SP具有很强的屏幕字符显示功能。它能够显示阿拉伯数字、英文大写字母、部分日文字母和某些符号。显示部分每行最多为16个字符，每个字符由67个点组成。屏幕字符显示由三部分组成：显示时钟电路（48、49脚）。场、行脉冲输入电路（50、51脚）。屏幕字符输入（4447脚）。,(5）模拟量控制 M50436-560SP的、脚分别为音量、色饱和度和亮度控制信号输出端。这些信号与脚的输出信号一样，都是脉宽调制（PWM）信号，但由于音量、色饱和度和亮度的控制要求没有调谐电压那么严格，所以这三个信号都由M50436-560SP用7位数据进行调节，变化的级差为64级。为了取得这些信号的直流成分，、脚都必须外接低通滤波器，而且通常还要进行电平变换，使控制电压在012 V范围内变化。在这种情况下，控制精度为12 V/640.2V。,(6）主电源控制 当电视机总电源开关接通电源时，为遥控电路供电的副电源开始工作，整个遥控电路处于待命状态，但此时电视机的主电源未工作，所以电视机主机芯不工作。如果用户按压电视机面板上的电源开关键或遥控发射器上的电源开关键，M50436-560SP的脚便从低电平变为高电平，经过电平变换之后去接通电视机的主电源，于是电视机主机芯开始工作。如果用户再次按压电视机面板上或遥控发射器上的电源开关键，则M50436-560SP的脚又由高电平变为低电平，从而切断电视机的主电源，于是电视机主机芯又不工作。遥控电路对主电源的控制执行可以通过继电器、光电耦合或电子耦合三种方式中的任一种进行。,4接口控制电路接口控制电路一般由电平变换、低通滤波、AFT控制等电路组成。图10-9列出了几种典型的接口电路。,图 10-9 几种典型的接口电路(a)频道调谐接口电路；(b)模拟量接口电路,10.3 遥控彩色电视机整机电路分析,10.3.1 遥控彩色电视机概述目前生产的彩色电视机几乎全都带有遥控装置。遥控彩色电视机实质上就是在普通彩色电视机的基础上增加了遥控系统，实现了对电视机的远距离操作。目前，国产彩色电视机上应用的遥控系统种类较多，如飞利浦CTV320遥控系统、东芝CTS-130A遥控系统和三菱的M50436-560SP遥控系统等。上一节我们已对三菱M50436-560SP遥控系统的工作原理作了介绍，本节主要分析一个典型的TA两片式彩色电视机的主机芯线路。,10.3.2 NC-2T彩色电视机整机电路分析1概述TA两片机在我国主要有两种机型：一种是日本东芝公司设计的东芝181E3C机，国产品牌有黄河HC47型、金星C473型机等；另一种是日本夏普公司设计的夏普NC-2T系列机芯派生出的国产化彩电机，其品牌有飞跃47C22型、金星C4715型和熊猫DB47C4型机等。上述两种机型的电路基本相同。下面以NC-2T型机为例，对其整机线路进行分析。,夏普NC-2T机芯电路以两块大规模集成电路IX0718CE（TA7680AP）、IX0719CE（TA7698AP）和三块厚膜电路IX0365CE（LA4265）、IX0689CE（STK7358）、IX0640CE（LA7830）为主件构成。各集成块的功能简述如下：TA7680AP：是进行图像和伴音信号处理的集成电路。TA7698AP：是进行彩色解码、亮度信号放大及行场振荡的集成电路。LA4265：是进行伴音低放和功放的集成电路。LA7830：是进行场输出的集成电路。STK7358：是开关电源控制的集成电路。,夏普NC-2T机芯集成度高、线路简洁、调试方便，并设有高压过高、束电流过流和场输出短路等多种保护电路。另设有AFT静噪、伴音静噪及场同步校正等电路，使整机性能更加完善。图10-10是夏普NC-2T机芯的电路方框图。,图 10-10 夏普NC-2T机芯的电路方框图,2 整机线路分析,(1）开关稳压电源 飞跃47C2-2型机的开关稳压电源是由厚膜电路IC701（IX0689CE）、开关变压器T701和整流电路D701D704等组成。（2）图像与伴音中放电路 图像与伴音中放电路是由一块TA7680AP集成电路及其外围元器件所组成。图像中频信号的流程。伴音中频电路。,3）AFT静噪、伴音静噪及功放电路（1）AFT静噪、伴音静噪。在中放及伴音电路中，设置有AFT静噪电路及伴音静噪电路，从而有效地抑制了在无电视信号输入时的伴音噪声及选台时的噪声，该部分电路如图10-11所示。,图 10-11 AFT静噪和伴音静噪电路,（4）亮度通道及末级视放,由IC201的15脚输出的视频信号经R402、CF401(6.5MHz滤波)，送至IC801（TA7698AP）39脚的亮度信号通道。视频信号从39脚输入后分成两路：一路进入对比度放大器；另一路进入倒相放大器，倒相放大后的信号从40脚输出。输出信号除供给同步分离电路外，还经过带通电路到色度放大器的输入端。,（5）色度通道 色度通道由IC801（TA7698AP）18个引出端子的内外电路所组成。色度通道包括色度放大器、梳状滤波器、同步解调器和副载波恢复电路。色度放大器。梳状滤波器。R-Y、B-Y解调和G-Y矩阵。副载波恢复电路。,（6）同步分离和行场扫描电路 同步分离。夏普NC-2T机芯中，行、场同步分离彼此独立，以防止在接收弱信号时相互影响。行同步分离：场同步分离：,行扫描。夏普NC-2T机芯的行、场振荡均由TA7698AP的扫描部分形成。行振荡由两倍行频振荡器和双稳态1/2分频电路组成。TA7698的34脚外接C613、R625、R626为振荡定时元件。其中，R626为行频调节电位器。场扫描电路。,(7）ABL电路和保护电路 ABL电路。夏普NC-2T机芯的ABL也是控阴极电位的ABL电路。它由115 V电源，取样电阻R421、R424和R422及行输出高压包、显像管阳极、阴极、视放矩阵中三个视放管，亮度通道输出管Q402、TA7689的23、41脚间的内部电路，箝位二极管D408等组成。,（2）保护电路。保护电路如图10-12所示，它有以下功能：阳极过压保护：束电流过流保护：帧输出电容短路保护：,图 10-12 保护电路,8）环境光自动控制（OPC）电路环境光的具体电路在预选器（见图10-13）中.,图 10-13 OPC电路,（9）调谐器和频道预选器 调谐器。夏普NC-2T机芯采用VTS-7ZH7电子调谐器（国内型号TDQ-3C）。其中频为38 MHz。频道预选器。夏普NC-2T机芯用作预选器的是一体化的预选结构。该预选器中的8位选台电位器和8位U、VH、VL频段选择开关是做在一块基板上的，调节方便，可靠性高。在频道预选器电路中，R1017（100k8）电位器和U、VH、VL频段选择开关组成一体化预选取装置。,习题十,10.1 红外线遥控系统由哪几部分组成？各有何作用？10.2 彩电红外线遥控一般具有哪些功能？10.3 彩电遥控微处理器（CPU）正常工作应具备哪三个基本条件？10.4 遥控发射信号是将功能指令码经过哪两次调制后才得到的？为什么要经过两次调制？10.5 简述三菱M50436-560SP遥控系统的选台工作过程。,10.6 试分析三菱M50436-560SP遥控系统的音量接口电路，并说明它是如何实现无信号静噪功能的。10.7 试分析三菱M50436-560SP遥控系统的频段接口电路。10.8 试分析三菱M50436-560SP遥控系统是如何控制机芯主电源开关的。画出其控制驱动接口的电路原理图。,