长虹各种机芯的工作原理.ppt

第八章 长虹各种机芯电视的工作原理,从彩色电视的总体性能来说，1.彩色电视机的6MHz带宽中，用陷波器陷掉4.43MHz附近的色副载波。2.微分增益和微分相位失真中，要求（PAL制）相位失真小于10，增益失真小于10%。3.本振频率稳定性，要求小于10%。4.伴音干扰图像：尽量使伴音不干扰图像，也不产生2.07MHz的差拍干扰。,从解码部分看，1.为消除4.43MHz干扰，需要一个陷波器 2.需要亮度延时线，因Y信号与色度信号在时间上重合，才能解出R、G、B。3.直流恢复：若直流丢失，可能会出现彩色失真。,从图像显示部分看，1.彩色机的阳极电压 在25KV以上，2.束电流要求 1mA左右。3.行输出变压器的负载特性：要求高压调整率小于10%。4.偏转功率：阳极电压越高，偏转功率越大。5.要求有X射线保护。6.ABL电路：通过控制阴极电压达到限流。7.枕校：用场频抛物波去调整行扫描电流。,彩色电视机的测量和评价：1.GB电、光、声、色等基本性能及干扰特性等。电频域、时域、信号适应能力。光对比度、亮度、白场的均匀性、色温。（1）主观评价：图像、伴音的质量。,主要包括功能确认和主观效果（飞点扫描）、色纯、,会聚、色度与亮度分量相重合的程度、灰度跟踪、彩色满意度、清晰度、灰度重现（系数）、几何失真及成帧度、图像干扰、总图像质量、对伴音的干扰、总的声音质量、总的图像重现质量。,（2）非标准讨论场强的变化：30dB10dB。频率漂移：AFC调制度：20%APL值图像平均电平P/S(图像/伴音）比，P/S比小，伴音干扰图像：10dB。P-S频差S调制度（最大频偏设置得不一样，主要由发射机引起）。S频漂（电视机本身漂移）。波形失真（同步头压缩、同步头与色同步的关系、消隐电平在时间上偏差，在幅度上压缩或拉长、寄生调制）,j.电网适应能力,（1）130VAC300VAC（2）干扰3000V（3）过冲/掉电3000V。（4）频率（5）闪烁：前四种原因加在一起（6）器件适应：显像管打火放电。,环境讨论：（1）应付野蛮装运（2）温度差异安全实验：（1）绝缘耐压（2）漏电流（3）阻抗（4）防触点,EMI/EMC：其中EMC是抗扰度、EMI是干扰度 Electromagnetic Compatibility、Electromagnetic Interference,8.1 M11 机芯工作原理,M11机芯为日本松下公司向中国用户推出的一种统一机芯，这种机芯性能优良，可靠性高，维修方便，是我国中小屏幕电视机曾经优选的机芯之一。长虹以CK53A为代表。,整机电路组成 M11机芯由AN系列五块集成电路组成，其中AN5132担任图像中频放大、视频检波、AGC、ANC、AFT等功能；AN5250担任伴音中放、鉴频、音频功率放大等功能；AN5622担任色度信号处理和副载波恢复等功能；AN5612担任亮度信号处理、色差矩阵、基色矩阵等功能；AN5435担任同步分离、行场振荡和X射线保护等功能。,AN5132,AN5435,AN5622,AN5612,AN5250,M11机芯的特点：1.M11机芯由于没有采用电源变压器，没有隔离措施，因而机芯板是带电的，但机芯效率高，高频头采用TDQ-2型。2.元器件选择好，可靠性高。3.电源输出特性好（负载从轻到重，整个电源都能稳定工作）。,8.2 TA两片机芯工作原理,TA两片机芯是采用日本东芝公司TA7680AP、TA7698两块集成电路担任彩色电视接收机中所有小信号处理的机芯。TA两片机芯在我国有许多机型。TA两片集成电路是在东芝四片集成电路（TA7607AP、TA7193AP、TA7609P和TA7176AP）的基础上发展起来的。一般地说，TA7680AP是TA7607AP和TA7176AP（或TA7243AP）合并而成，包括了这两片IC的全部功能，但伴音部分的内部电路比原四片机有较大改进，减少了外围元件和总引出脚数；另一方面，TA7698AP是由TA7609P和TA7193AP合并后，增加了视频处理功能并扩充了原TA7193AP的色度处理功能。使其可用于NTSC和PAL两种制式。TA两片IC，克服了原四片IC的不足和存在的技术弱点，增加了集成度，提高了电路性能，降低了成本。,我国的无锡华晶公司引进了东芝公司TA7680AP和TA7698AP的生产技术和设备，定型生产国产的TA两片集成电路CD7680AP和CD7698CP。长虹的典型机型有C2162等。C2162是长虹公司设计制造的具有卡拉OK功能和“多梦”音响效果的21英寸平面直角遥控彩色电视机，遥控部分采用CTS-130A遥控系统，高频部分采用体积小、重量轻、增益高、噪声低、互调失真小、AGC特性优良的超小型TDQ-3B电子调谐器。整机技术先进、性能可靠、功能齐全、操作方便。是冷机芯底盘。另外长虹1992年又在TA两片机的基础上开发了NC-2机芯，遥控部分采用了东芝公司的新型微处理器TMP47C1238ANU068（Z），具有超级清晰度控制电路（370线），环绕声、超重低音，电源适应范围宽，代表机型有C2188。,8.3 TDA机芯工作原理,TDA机芯是采用荷兰菲利浦公司生产的TDA8305A和TDA3565两片IC组成的彩电机芯。该机芯具有灵敏度高，电网适应范围宽，可靠性高，功耗小，价格低等优点。其中TDA8305A完成图像中频放大，视频检波、预视放、AGC、ANC、AFT、伴音中放，伴音鉴频、ATT、行振荡、行场推动、消隐脉冲和色同步选通脉冲合成沙堡脉冲等功能。而TDA3565是单一的色解码集成电路，完成彩色放大，PAL信号识别、解调、亮度放大，RGB矩阵等功能，同时还具有对比度、亮度、饱和度控制功能。调谐部分仍采用TDQ-3B型电子调谐器。,另外TDA机芯还有采用TDA4501和TDA3565 在大屏幕的机芯中（例如D2965机型），还有用TDA8362(单片）来完成上述功能（包括色度解码）的。,8.4 A3 机芯工作原理,A3机芯是在日本三洋公司83PG两片机芯（M51354AP+PC1423）基础上发展起来的。该机芯采用三洋公司生产的单片集成电路LA7680/LA7681，适用于37cm至54cm的单声道、多制式、低成本的彩色电视机，此机芯的主要特点是采用一块大规模集成电路LA7680/LA7681来完成图像、伴音、色度及偏转等所有小信号处理功能。行、场扫描电路采用晶体振荡器和数字分频技术，不需要进行同步调整，保证弱信号时有良好的同步性能。机芯采用冷板设计，安全性好；适用于PAL、SECAM、NTSC彩色制式及D/K、B/G、I、M等多种广播制式。,8.5 NC-3机芯工作原理 NC-3机芯是长虹公司追踪世界电视发展潮流，于1992年试制成功的适用于64厘米到84厘米大屏幕彩色电视机芯。该机芯技术高、性能好、功能全、扩展能力强，采用了大量新器件、新电路、新技术。代表机型有C2919P。NC-3机芯可以组合得到以下功能和性能：多制式、画中画、卡拉OK、双伴音/立体声（丽音）、重低音、环绕声、动态梳状滤波器、电源电压AVR调整、自动清晰度控制（SRC）、S端子、音/视频立体声输入/输出、速度调制（VM或DSM）。,谐准确、速度快，是具有画中画功能遥控彩电所必须具备的系统。因为在画中画中，主画面和子画面利用遥控器进行互相交换，对于普通VS调谐系统，必须由微处理器同时给出两组独立的调谐电压，另外，由于波段频道的不同，两组调谐电压不可能同时达到积分稳定值，造成显示画面的扭曲，而且，利用一个CPU同时给出两组高精度的脉宽调制脉冲也是有困难的。在NC-3机芯中，使用了两个由I2C总线控制的FS调谐器，由CPU给出交换节目指令，两组调谐器几乎可以同时达到所要求的频道。,NC-3机芯几项关键技术：1.频率合成式（FS）电视调谐系统 普通中小屏幕遥控电视机大多都采用电压合成式（VS）电视调谐系统，而NC-3机芯采用了较为先进的频率合成式电视调谐系统。该系统频率稳定度高，调,为适应大屏幕彩电高画质、高音质的需要，NC-3机芯采用了与传统彩电不同的全同步检波电路（PLL）、准分离伴音电路和双频率特性的声表面滤波器（SWAF）电路。3.音频电路 NC-3机芯采用日本东芝公司BAZOOKA（火箭炮）的技术，将低音的效果扩展到100Hz以下。采用环绕声处理技术，使声音效果更加悦耳逼真。,图像中频组件（PIF）NC-3机芯共有两个PIF组件。一个是主画面中频电路PIF-M；一个是子画面中频电路PIF-S。两个图像中频电路程式结构完全一样，只是PIF-S中没有伴音电路,色度信号瞬变改良电路（CAI）由于色度通道的带宽较窄，使得彩色信号解码后形成缘不陡，导致彩色分辨率下降，彩色模糊。引入CAI电路就是对已失真的边缘进行修正，以获得陡峭的边缘而使图像边缘清晰。,亮度信号瞬变改良电路（LTI）为提高画面的主观清晰度，对Y信号边缘进行特殊处理，而且不会造成生硬的亮边、浮雕或重影现象。主要方式有：动态校正、延迟校正、形成速度调制（DSM）信号。,数字梳状滤波器 由于大屏幕彩电Y/C分离方式一般采用延迟后算术运算的方法，而PAL制的Y/C分离须延迟2H，相关性就比较差。NC-3机芯采用了具有垂直相关运算功能的数字数字梳状滤波器（D-COMB）实现Y/C分离，图像质量有显著的提高。,7.画中画电路,可在不影响主画面观看的前提下，再增加一个小画面供监视其他频道用。它包括视频PIP和射频PIP两种方式。其中射频PIP有一套完整的射频、中频接收单元，可以同时收看两套电视广播电视节目。,I2C总线 随着电视复杂度的增加，需要控制的量也越来越多，可通过I2C的方式进行控制。每一个与I2C总线有关的器件均有自己的地址，CPU通过选址的方式，可实现对每个单独IC的所有控制。,I2C总线的概念及其规范,概念：I2C总线是一种串行的数据总线，总线上的各集成电路或模块通过一条串行的数据线（SDA）和一条串行的时钟线（SCL），按照一定的通讯协议进行寻址和信息的传输。每个电路或模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，它既可以是主控器或被控器，也可以是发送器或接收器，这完全决定于它所要完成的功能。,I2C总线上的数据传送,8.6 长虹CH-8机芯（背投影电视）,8.6.1 背投影电视的光学原理 普通电视机采用直视的方式，直接到达人眼。不需进行光路转换。但由于电视屏幕的增大，CRT的直接显示已经不能满足要求（CRT最大42英寸左右），因此通过光学系统放大图像来显示。8.6.2 光学放大图像的基本原理 要进行光学系统的放大，通常需要通过折射和反射，增加传输光程。,1.折射式光学放大图像,银幕上被放大的图像与投影管屏上显示图像大小之比为放大倍数（设f=f),或,所以，镜头中心到银幕的距离L（即投影距离）为：,折射式光学系统的优点：（1）光学系统的放大量较大，通常用于100英寸以上的大屏幕前投式电视机里；（2）投影光学系统与大屏幕显示部分是分离的，它们之间的距离较大，因而整个系统所占据的空间较大。折射式光学系统的缺点：相对孔径小，因而投影管的光通量利用率低。,2.反射式光学放大图像系统,球面反射系统（施密特光学系统）：主要由球面反射镜和非球面校正镜等组成。,放大倍数、焦距f、物距x和像距x之间的关系与折射光学系统相同。,或,非球面校正镜的作用是校正球面镜所产生的球面像差，它的一面是平面，另一面是根据校正的需要作成的曲面。,球面反射式投影光学系统的优点：相对孔径大，可以做到1：0.7或更大，大大提高了光利用率。球面反射式投影光学系统的缺点：球面镜的直径要比投影管直径大几倍，因此，投影头的体积大。,B.平板反射式光学系统,此光学系统是反射镜不用球面形状，光学放大系统采用透镜组和平板反射分级放大的方式，这种系统常在背投电视中应用。,平面反射镜背投影电视：（1）两面反射镜背投影电视，较直射式投影电视大幅度地提高了图像的对比度和亮度。（2）三面反射镜背投影电视：光学系统过于复杂，对提高图像的亮度和对比度不利。8.6.3 背投影彩电的显示屏背投式屏幕的结构：利用像素点空间混色原理，在显示屏上制作上百千万个微型透镜组把平板反射镜反射束的光学图像，经过如此多的微型透镜组图像聚焦和漫散射以后，再形成清晰的图像。其显示屏结构如下图所示：有两层组成，一层为菲涅耳镜层，一层为双凸透镜层。,背投式屏幕结构示意图,菲涅耳透镜层的光学原理 菲涅耳透镜的基本特性是能弯曲光，尽管它的结构平坦而薄，但它能改变光的传播方向。每个菲涅耳透镜，相当于一个连续的凸透镜同轴地划分成许多小的棱镜分布排列在一个平坦的平面上，如果不用菲涅耳透镜，当投射光投射在屏幕上时，荧屏中心的光强就会明显地亮于荧屏的边缘，形成一个“亮斑”，从而大大地影响图像质量。偏心菲涅耳原理采用了菲涅耳透镜技术，,偏中心菲涅耳屏原理,双凸透镜层的光学原理 在背投影电视中它是与菲涅耳透镜屏组合连接使用的。其作用有：（1）它含有一种光漫反射材料并具有图像形成功能，能在荧屏表面形成图像。（2）能够水平地弯曲光以加宽水平区域的观看范围。组合屏 投射屏作为背投影电视中的一个极其重要的关键件，它的性能优劣直接影响到整机的图像质量。为了提高图像的亮度、对比度、增强图像的色彩的鲜艳度和清晰度，基本上采用组合屏。投射屏的亮度BS可由下式计算：,其中BS为绿投射光的亮度，T为透镜的透射率，G为屏的增益，R为镜子的反射率，N为镜子的个数，F为透镜的焦距，GW为绿色占白色的比率，m为透镜的放大倍数。,因此增加绿投影管的亮度、提高透镜的投射率、减小透镜的焦距并使透镜的放大倍数尽可能大，就可以较好地改善荧屏的亮度。,8.6.4 投影管系统 投影管系统包括两部分：透镜组件和投影管。,透镜组件：(a)一般由37片透镜组成，除了用来放大、聚焦光束外，还用它来适当地补偿、校正各种光栅的畸变失真。,（2）.镜头成像原理,其中f为一组透镜 的焦距，b为从显示屏到镜头的距离，a为从镜头到投射管（光源）荧光物质表面之间的距离。这是投影电视中投射镜头及光路设计的最基本公式之一。,透镜的焦距与亮度 在投影电视的光路中，选择透镜时应注意透镜的焦距与透镜的亮度之间的关系。投射镜头的亮度由图中的角决定。D/f=2sin 晕映系数 当从透镜光轴上一点A穿过透镜看一个圆时，可看到一个没有失真的、完美的圆S0,但若从与该光轴成一个夹角经过透镜看圆时，则看到的是一个变形的扁圆S，这种现象叫晕映。,投影管 投影管是投影电视机的关键部件之一，投影电视机的亮度、对比度、分辨率、寿命等都与投影管本身的质量密切相关。一部投影电视机用三只投影管，分别投射红（R）光、绿光、蓝（B）光，经反射镜反射，最后在特制屏幕上显示，会聚、混色成正常彩色图像，投影管也是阴极射线真空管，在它的玻屏里面也要涂上荧光粉，只不过是每只管子只涂一种基色的荧光粉，三只投影管分别涂上R、G、B三色荧光粉，由于每个投影管只负责某一个单基色的图像投射，因此其内部不需要用来分色的栅网。投影管与普通电视机直视管的区别：,投影管的特点：其结构相对简单，但要求亮度（比直视管高100倍）和长寿命。投影管组件：由投影管与光学透镜组合成一体，通过安装托架连为一体，在透镜和投影管屏幕之间充有用乙二醇与甘油（丙三醇）混合而成的冷却液，以降低投影管屏的温度、延长投影管的寿命。,投影管的分类及特性：静电聚焦静电偏转投影管，静电聚焦磁偏转投影管，磁聚焦磁偏转投影管。目前常用的是磁偏转、静电聚焦投影管。投影管的参数：分辨率、对比度。投影管的分辨率除与聚焦和偏转方式有关外，主要由两个因素决定，即电子束在荧光面上的电流分配及荧光粉本身。,投影电视机的寿命受投影管寿命限制，而投影管的寿命主要由投影管阴极寿命和荧光粉寿命决定。投影管阴极寿命主要取决于阴极负载或阴极电流密度。通常的投影管是采用7英寸的，而使用凹面投影管可以较好地补偿校正图像边缘的弯曲现象。,R、G、B荧光粉的特性,投影电视的图像失真：球面像差失真、彗形像差失真、图像扭曲失真、图像弯曲失真、轴向色像失真、倍率色像差失真、像散失真。,投影电视的上部结构,投影电视的下部结构,长虹背投影电视的电路主要由长虹公司开发的CH-8机芯组成。它采用了菲利浦公司生产的小信号处理TDA8844、音频信号处理电路TDA9860、视频放大电路TDA6101Q、场输出集成电路TDA8351及三肯公司生产的混合厚膜电路STR-6658B等。最早的长虹背投影机型叫51PT18。主要包括公共通道、伴音通道、视频信号处理通道、TV/AV切换电路、视频放大电路、行场扫描电路、数字会聚电路、电源电路和遥控电路等。除了这些基本功能外，还有画中画、中英文图文接收功能。有些机型还内藏DVB-C（51PT38）或DVB-S（51PT48）,背投影电视的电路组成框图,8.65 背投影电视的会聚调整：,由于背投影电视的屏幕较大（一般在43寸以上），又是分别由三个投影管发光，如果会聚不好，三种颜色不能重合，直接影响收视效果，降低了投影电视的档次，因此必须用专门的数字会聚电路来进行调整和实行颜色匹配。数字会聚电路是投影电视上的关键技术，它既可以提高投影电视的会聚精度，又降低了对机械装配、光学配合的精密要求，大大简化了调试程序，并可实现投影电视的自动会聚调整。,数字会聚调整的原理框图,会聚IC通过两个I2C总线接口实现容易的数字控制环境，一个是用来根据外部主控器的指令来进行发送/接收的从接口，另一个是主接口，用来和EEPROM通讯，NTSC和PAL两种制式的调整数据（粗调和细调）,会聚IC能够由,内部DSP产生实时的粗精混合的波形，其中粗调的波形是基于关系式（1）的行/场锯齿波和抛物波复合而成的，细调的波形是基于用户可编程点阵数据的平滑插值构成。CPU通过SCLS、SDAS向会聚IC传送命令和交换数据，会聚IC通过SCLM、SDAM与EEPROM之间进行数据传送，调整后的数据在会聚IC中经过粗精混合处理后由RH、RV、GH、GV、BH、BV输送到D/A转换器UPD6376中，然后经低通滤波后输出，最后由会聚功放加到显像管上，就可实现会聚调整。,粗调的关系式：,数据清零时的图像,理想图像,当然，投影型显示器包括把或液晶面板与光源等部件组装在一起，用透镜将图像放大在投影到屏幕上的一种显示方式。,图文广播系统及接口处理器：,1.图文广播系统：利用广播通道在时间上的裕量，在一场的时间里（场消隐时间有25行），利用这期间传送其他信息，这些信息用数码或其他方式来传送文字、图形或静止图象。,从下图可以看出，在发送端由多工信息源产生的文字、图形等信息，经多工信号编码器编成的数据行（有称多工行）后，以数字信号形式在多工叠加装置中插入到电视主图象信号的场,2.专用频道方式：也就是在正逆程期间都可以插入。,消隐（VBL）中规定的某些行上后，送至发射机。在接收端，普通电视机对在场消隐期中插入的多工信号不作任何反映，因此不影响收看正常的电视节目，但对配有文字广播信号解码器的接收机，除了观看正常电视节目外，还可以将数据行上的信号检出，经过处理后送入一个称为页存储器的的装置中，然后通过相应的转换及切换装置送到显像管上显示，观看文字广播节目。,电视图文广播系统的一般构成,文字、图形等信息转换为数据行上的数字信号主要有两种方式：代码方式和图形扫描方式。,代码方式是把有限种类的字母、符号及图形等均用一组代码，数据行由若干代码组成。接收端配有相应的字符、图形发生器，将收到的代码在一一对应转换为相应的字符或图形予以显示。代码方式的图文广播主要有英国体制、法国体制和北美体制三种。,图形扫描方式是利用传送原稿点阵（像素）的方法，直接将文字、图形转换为二进制不归零码（NRZ），然后在将此信息码与必需的控制码组合在一起，组成数据行。接收端将这些信息码逐一存储，经处理后予以显示。例如日本的NHK-C系统等。,8.7 长虹DT2000型100Hz倍频彩电,彩色电视广播系统的扫描方式和传输制式都采用了与黑白电视兼容的方式。因此在电子扫描方式上，都采用50Hz（60Hz）场频隔行扫描。从而使得在屏幕上亮度较高的细节处会产生行间闪烁，大面积区会产生大面积闪烁。通过数字场频转换技术，首先将PAL/NTSC制式的50Hz/60Hz的视频模拟电视信号转换成数字电视信号存入数字帧存储器DRAM中，然后用慢存快取的办法以2倍速度从DRAM中读出，从而实现了倍频。,DT2000型倍频彩色电视机电路组成方框图,从倍频彩电的原理框图可知其流程。从天线接收下来的电视信号，经高频调谐器、预中放、声表面波滤波器后，进入VIF/SIF处理电路（TDA9321），解调出Y、U、V信号送入倍频电路及A/D、D/A转换电路SAA4977中，模拟视频信号在其中进行A/D变换，转换成8bit/s的数字亮度信号和4bit/s串行U、V数字视频信号存入帧存贮器，再由倍频处理电路SAA4991进行倍频处理，经格式化处理后还原成模拟Y、U、V信号，同时，SAA4977中还产生倍频行、场同步脉冲以实现图像同步控制。经倍频处理后的Y、U、V信号送至TDA9332，还原R、G、B三基色信号。,此机芯具有场倍频（100Hz场频隔行扫描）、50Hz逐行扫描、运动补偿（对相邻两场图像进行水平方向运动量预测和计算，在快速取出时进行补偿）；除此之外，还具有数字梳状滤波、Y/C瞬态改善、丽音等。,8.8 长虹“智多星”CN-12机芯系列,CN-12系列采用了三洋公司的受I2C总线控制的多制式单片集成电路LA76810，图像及伴音解调电路均采用琐相环（PLL）控制方式，提高了电路的稳定性，整个电路无一个外接调试点，简化了生产工序。,CN-12机芯彩电25、29英寸机组成框图,8.9 长虹CN-11机芯纯平彩电,CN-11机芯是长虹公司1999年底开发的一种纯平彩电机芯。,它采用松下公司的单片集成电路NN5199K（PAL、NTSC）或NN5099K/NN5198（具有PAL、NTSC、SECAM）来完成全部小信号处理功能，采用三星公司的集成电路KA22686来完成环绕声处理和音频信号的控制，场输出电路则采用汤姆逊公司的STV9306。,此机芯采用纯平管的主要的优点：屏幕达到绝对平面，使再现图像更逼真；采用殷钢荫罩，提高透亮度、层次感，热变形小，色纯度高；可靠性高，平均寿命长，,采用DFA-III电子枪，可提高聚集均匀性，改善画面清晰度；黑色屏幕配合新型荧光粉，使色彩更自然。,PF29E18纯平彩电（CN-11）基本组框图,