模块四彩色电视机的控制系统.ppt
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1、模块四 彩色电视机的控制系统 工作原理及故障检修,4.1 彩色电视机控制系统的功能4.2 PWM式控制系统的工作原理4.3 I2C总线彩色电视机控制系统4.4 I2C总线彩色电视机控制系统的典型故障分析与检修方法,4.1 彩色电视机控制系统的功能,【教学目的】彩色电视机功能认知。4.1.1实训彩色电视机的控制功能认知实训目的掌握彩色电视机的控制功能。实训器材彩色电视机及其使用说明书。实训内容(1)亮度、对比度、色饱和度、音量调节、静音、TV/AV转换、待机控制等。,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,(2)自动选台、人工选台、微调、制式选择、屏显等。彩色电视机的控制电路有两类,一类
2、为提高和稳定彩色电视机电气性能而设的控制电路。如:自动增益控制(Acc)电路、自动频率控制(AFC)电路、自动频率调谐(A FP)电路、自动消噪控制(ANC)电路、自动消磁控制(ADC)电路、自动亮度限制(ABL)电路、自动高压控制(AHC、自动清晰度控制(ARC)电路、自动色度控制(ACC)电路、自动消色开关(AC K)、自动相位控制(APC)电路、锁相环(PLL)电路等。另一类为用户设置的功能控制电路,以下介绍的功能属于此类。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,4.1.2控制系统的功能遥控型彩电以微处理器(CPU)为核心,完成各种功能控制。对用户而言,基本遥控功能有:
3、开/关机、选台、色饱和度、色调、亮度、对比度、音量调节、静音控制、定时关机控制、TV/AV转换控制、制式选择、屏幕显示等;此外某些彩色电视机兼有定时开机、游戏、万年历、计算器、童锁、卡拉OK、画中画、立体声、丽音、重低音、图像效果等功能控制。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,1.电源开/关控制遥控关机分为交流关机和直流关机两种模式。遥控关机时,电源开关处于关断状态(电视机与220 V交流电路切断),这种关机方式称为交流关机,关机后不消耗电能和确保安全,开机需人工操作;遥控关机时,电源开关仍处于接通状态(电视机与220 V交流电路连通),电视机处在“待机”状态,只有部分电
4、路工作,这种关机方式称为直流关机,关机后仍有少量电能消耗。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,采用直流关机方式的彩色电视机,其控制过程如下。当电视机在工作状态时,按一下遥控器上的“ON/OFF键(一般此键为红色),机内的开关电源立即进入待机状态,只给控制电路和待机指示灯供电;再次按一下“ON/OFF键,开关电源恢复所有供电,电视机即进入正常工作状态。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,2.选台通过操作“搜索”(手动搜台或自动搜台)按键,使电视机处于搜索状态,将电视节目接收下来并记忆于电视机内,此后可通过遥控器上的0-9中任一个数字键(代表节目编号)直
5、接选看不同的电视节目;也可采用按组合数字键的方式,选看编号大于10的电视节目,或按CH键中的“”(增)和“V(减)键逐个选看不同的电视节目。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,3.色饱和度、亮度、对比度、音量调节常见的操作方式有独立按键控制式、组合按键控制式、菜单控制式。独立控制者(常见于老机型)则分别按遥控器上相应的功能按键的“”(增)或“V”(减)键来改变控制量的大小,直到满意为止。组合键控制者则按下MODE键,在屏幕上依次显示亮度、对比度、色饱和度、音量状态,选择欲改变的对象,再按键“”(增)或“V(减)键来改变控制量的大小,直到满意为止。,上一页,下一页,返回,4
6、.1 彩色电视机控制系统的功能,菜单式控制比较复杂,一般是按“菜单”键,进入“主菜单一子菜单一菜名”,并在电视屏幕上有相应菜单(用文字或图形)显示,然后按“”(增)或“V”(减)键来选菜名,再按“”(大)键来改变控制量的大小,直到满意为止。4.静音控制按一下“静音”键(此键用文字或图形表示,如喇叭图形打“x无电视伴音输出,再次按一下此键,电视伴音恢复。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,5.定时关机控制定时关机有两种模式,一种是电视台停止播出信号后,几分钟到十多分钟自动关机,即无信号自动关机,电视机进入待机状态;另一种是睡眼关机,由用户设定或取消,一般定时关机时间为30,
7、60,90,120分钟。此外,有一些电视机具有定时开机功能,即电视机在正常工作状态下设定下一次自动开机的时间,几秒钟后自动关机,电视机进入待机状态,定时时间到即自动开机。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,6.TV/AV切换控制对于只有一路音频/视频(AV)输入接口的彩色电视机,只需按一下遥控器上的“TV/AV键,电视机即进入AV状态。要返回TV状态,只需再按一下TV/AV键即可。对于有多路AV接口的电视机,如有AV1,AV2,AV3,S端子等多种输入方式,则需在AV状态下进行循环选择(重复按AV键),才能从相应的输入接口接入视频和伴音信号。,上一页,下一页,返回,4.1
8、 彩色电视机控制系统的功能,7.制式选择目前,彩色电视机大多具有多制式功能,可通过制式自动识别系统进行自动切换或遥控、人工切换来实现制式选择。8.屏幕显示除关机功能外,绝大部分操作功能在电视屏幕上有相应的文字或图形符号显示。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,4.1.3选台系统彩色电视机的选台电路分为电压合成和频率合成两种类型。1.电压合成式选台系统的特点将待接收的各电视频道所需的频段切换电压和调谐电压数据,预先保存于CPU的内部ROM和外部的节目存储器EPROM中。当用户进行换台操作时,CPU从存储器中取出与所选频道相对应的频段切换数据和调谐电压数据,经D/A转换后得到
9、频段切换电压和调谐电压,从而达到换台的目的。,上一页,下一页,返回,4.1 彩色电视机控制系统的功能,2.频率合成式选台系统的特点采用由CPU控制的锁相环(PLL)频率合成方式进行选台,无外围接口电路,具有调谐选台准确,稳定性高的优点。缺点是频率合成式高频头比电压合成式高频头的价格贵一些,一般只用于大屏幕的高档机型,通常用EEPROM作为节目存储器。,上一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,教学目的掌握PWM式控制系统的组成、控制目标、控制原理。实训目的掌握模拟量控制、开关量控制与功能实现的关系。实训器材单片数码(或超级数码)机芯彩电、万用表。实训内容(1)通过检测CPU以及控制目标
10、元器件的电压,了解实现开/关机、TV/AV切换、音量大小变化、静音等功能时,控制电压的变化情况。,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,(2)在自动搜索状态下,通过检测波段切换电压,调谐电压的变化情况,了解选台控制原理。(3)检测CPU工作的电压。4.2.1控制目标控制目标分两类:一类为模拟量控制,主要有调谐电压、亮度、对比度、色饱和度、音量等,它是由CPU输出的指定值脉冲经接口电路进行D/A转换后变成直流电压去控制受控电路。另一类为开关量控制,主要有开/关机、频段切换、TV/AV切换、静音等,由CPU直接输出的高电平或低电平开关信号去控制受控电路。,上一页,下一页,返回,4.2
11、PWM式控制系统的工作原理,4.2.2 PWM式控制系统的工作原理PWM式控制系统的结构如图4-1所示,控制电压的产生采用PWM(脉宽调制)方式。CPU接到控制指令后,首先由执行(解码)程序来进行识别解码,即识别输入的指令代表哪种控制功能,解码结果指出该命令的功能和存放在ROM的地址。CPU根据这个地址,从ROM中取出相应的操作指令,在操作指令的控制下,对时钟脉冲进行调制,以便组成代表该指令的一系列的频率和脉冲宽度为指定值的脉冲信号,这个指定值就代表了该指令的控制电压。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,CPU输出的指定值脉冲(属模拟量控制,如调谐电压、亮度、对比度、色
12、饱和度、音量等)或高、低电平(属开关量控制,如开/关机、波段切换、TV/AV切换、静音等),通过CPU的I/0(输入/输出)端口与接口电路连接,形成可控直流电压,去控制相应的受控电路,使电视机工作在使用者所需要的状态。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,控制系绕包括:CPU、接口电路、存储器、红外遥控系统、面板键盘控制。(1)CPU。它是控制系统的核心,是各种合成电压信号及开关控制信号的产生源。如图4-2所示,CPU包含运算器(ALU)、存储器、控制器。CPU能正常工作的3个必备条件:CPU供电电压正常、复位电路工作过程正常及复位端电压正常、时钟振荡电路工作正常。,上一
13、页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,(2)接口电路。它位于CPU与被控电路之间,其作用是将CPU输出的各种脉冲信号(数字信号)变换成模拟信号(直流电压)去控制相应的电路。被控电路的控制电压有些需要高电平有些需要低电平,因此接口电路对CPU输出的脉冲信号要进行两次变换,即数/模变换和电平变换。数/模变换是将代表不同指令的脉冲信号变换成模拟信号,然后经积分电路或滤波变为直流电压。电平变换是将直流电压变成被控电路所需的直流控制电压。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,(3)存储器。它是在CPU外建立的一个必备的存储器,用来存储或记忆CPU提供的各种控制参数,
14、如各套节目对应的调谐电压数据VT、波段信息、AFT状态、关机前的最终状态(包括节目号、各种模拟量数据)等。其作用是将电视机遥控(或面板键控)的各种功能数据记录下来长期保存,断电也不会消失。彩色电视机中常用的是电可改写只读存储器(EAROM,EEPROM。它具有ROM的存储永久性,又具有RAM的可改写性。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,(4)红外遥控系统。20世纪90年代我国彩电使用的遥控系统有:日本三菱公司的M50436-5605P系统、日本东芝公司的CTS-130A(TMP47C433AN)系统、荷兰飞利浦公司的CTV-320S(PCF84C640)系统、意大利汤
15、姆逊公司的M494系统或这些系统的提高版(以前3家者居多)。进入21世纪,我国各彩电生产企业大都自我选型或使用具有自主知识产权的软件进行掩膜的遥控系统。这些系统大多源自飞利浦公司、三洋公司和东芝公司。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,红外遥控系统包括红外线发射器(也称遥控器)、红外线接收器和CPU这3个部分。现以日本三菱公司的M50436-5605P系统为例进行介绍。如图4-3所示,键盘矩阵由IC M50462AP输出的编码组线和按键组成8 x8的键盘矩阵,可传送16位的PCM码的72个指令,其中64个指令只需按一个键,另12个指令需双重按键。,上一页,下一页,返回,
16、4.2 PWM式控制系统的工作原理,遥控器的核心是M50462AP,实质上它是一个微处理器。其内部框图如图4一4所示。M50462AP由振荡电路、定时产生器、扫描信号发生器、键的输入编码器、指令泽码器、用户码转换器、码调制器及输出缓冲器组成。M50462AP的2,3脚外接的陶瓷晶体的i皆振频率为455 kHz或480 kHz,定时发生器(对455 kHz或480 kH,进行分频)产生38 kH,或40 kHz的信号,该信号作为键扫描及其他各电路的时间标准信号,同时也作为载频信号。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,控制指令由用户码和数据码组成,用户码用于确定生产厂家和机
17、种,数据码作为控制指令,因而不同遥控系统的遥控器不能互换使用。编码器送出的脉冲经键盘接通(按键按下)后回送给编码器进行二次编码,使之与微处理器的指令码一致。编好码的指令脉冲用脉冲调制(PCM)方式(有些系统采用脉幅调制PAM方式)调制在38 kHz载频上,信号经发射驱动电路(三极管)放大后,驱动红外发光二极管把红外信号发射出去。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,红外线接收器。它是由灵敏度极高的红外线感应二极管和包含有放大、检波和整形功能的集成电路等组成,如图4-5所示。红外二极管将接收到的指令信号光电转换成相应的高频脉冲电流,经集成电路放大、检波、整形等处理后,指令脉
18、冲输出送给CPU进行指令解码。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,早期的红外接收器封装在一个金属屏蔽罩内(留有红外接收窗口),现在的全为塑料封装的一体化红外接收器,有些将指示灯也封装在内,体积更小。接收器只有公共地、供电、信号输出3只引脚。(5)面板控制键盘。面板控制键盘具有与遥控相同的作用,只是不需要将脉冲信号进行二次编码,按动面板键盘直接由键盘矩阵将信号送给CPU。CPU依靠键位扫描的方法来识别按动面板上某个功能键的功能,并将信号作识别解码。典型应用如图4-6所示,图中圆圈内的数字是接CPU 50436-5605P的引脚。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制
19、系统的工作原理,4.2.3 PWM式控制系统故障实例分析PWM式遥控系统常见的故障现象有:遥控和本机键控全部失效,仅遥控失效,无字符显示,不能锁台,频段切换不正常,亮度、对比度、色饱和度、音量等控制功能失效等。现以采用三菱M50436-5605P系统的熊猫3631 A型彩色电视机电路为例进行分析。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,如图4-7所示,该机的遥控系统采用日本三菱公司的CPU M50436-5605P和外接存储器M58655构成控制系统的主体,配与国产化的集成电路D5132(中放)、D5250(伴音:音量、静音、无信号消噪(受CPU控制)、D5622(解码)、
20、D5612(视频矩阵、亮度、色饱和度受CPU控制)加上末级视放、D5435(行场扫描)加上行场扫描大信号电路和TDQ-2型电压合成式高频头(频段切换、调谐选台、AFC受CPU控制)、主电源为调宽型开关稳压电源(电源开/关受CPU控制)、辅助电源采用独立的小型开关电源给控制系统供电。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,另外该机型仅为PAL制式,且无A/V输入接口,对比度调节采用人工方式,电位器设于面板上;指示灯两只,正常情况下,红灯亮、绿灯不亮,表示电视机处在待机状态;红灯、绿灯都亮,表示电视机处在工作状态。M50436-560SP,M58655,CX20106A各引脚功
21、能、在路电阻、电压,分别如表4一1、表4-2、表4一3所列。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,熊猫3631 A型彩色电视机的常见故障现象及其原因分析如下。故障一:遥控和本机键控均无法开机。接通总电源开关后,首先观察指示灯。故障现象1:红灯不亮。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,故障分析:从整机电路原理图可知,红灯由辅助电源+SV供电,绿灯由主电源+12 V供电,红灯不亮,表明辅助电源工作不正常,使整个控制系统无法工作,因而遥控和本机键控同时失效,因此检修重点放在辅助电源电路,如图4-8所示。故障原因:常见于启动电阻R882阻值变大或开路。,上
22、一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,故障现象2:红灯亮,绿灯不亮。分析与检测:红灯亮,表明辅助电源(+5 V)工作基本正常。遥控或本机键控仍然无法开机,主要原因是CPU工作不正常,因此CPU是检测的重点,CPU正常工作的3个条件:工作电压正常(52脚有+5 V);晶体两端有振荡波形(28、29脚应有约2.5 Vpp的时钟信号);复位电路工作过程正常及复位电压正常(27脚电压值应有4.5 V以上)。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,如果28,29脚无信号则预示晶体损坏;如果27脚复位电压不正常,应重点检查V951、V952和稳压二极管V901是否损坏
23、。复位电路如图4-9所示。如果以上3个方面都正常,需要进一步检查CPU的9脚(电源ON/OFF控制输出端)外的接口电路。主电源开/关接口电路,如图4-10所示。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,当CPU的9脚输出高电平时(5 V,开机),V897饱和导通、V896截止,Q802,Q803的工作条件正常,开关电源正常工作。当CPU的9脚输出低电平时(0V,关机),V897截止、V896饱和导通,Q802基极(Q803集电极)被短路接地,破坏了开关电源的工作条件,开关电源停止工作,电视机只能处于待机状态。如果检测的结果是CPU的9脚有高电平,V896基极也为高电平(V89
24、6饱和导通,开关电源停止工作),则最有可能是V897的c-e开路。如果检测的结果是CPU的9脚为低电平,且按开机键,9脚电平也无变化,则说明CPU损坏。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,故障二:仅遥控开机失效。故障现象:接通电源开关后,用遥控器无法开机,但按本机按键能正常开机。故障分析:本机键控正常,说明控制系统辅助供电正常,外存、接口电路、被控电路正常,CPU也基本正常。仅仅遥控不能开机,检查的重点应放在遥控器和红外接收器。红外发射与接收两方面同时出故障的几率很 小,为进一步压缩故障范围,首先从遥控器开始检查。遥控器的见故障有:电池电量耗尽、电池漏液腐蚀簧片、455
25、 kHz晶体引脚断或内b损坏等。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,故障三:无字符显示。故障现象:开机后,电视机的所有控制功能均正常,控制操作时屏幕无相应的字符显示。字符显示是由CPU内部的字符产生电路、字符控制电路与CPU外部的字符信号输出放大电路3部分构成,如图4-11所示。,上一页,下一页,返回,4.2 PWM式控制系统的工作原理,分析与检测:首先检查CPU的51,50脚有无行、场脉冲信号输入。因为行、场脉冲信号的作用是分别确定字符在屏幕的水平、垂直方向上显示什么部位,同时行、场脉冲的存在也是字符振荡器振荡的条件之一。检测时,可用示波器观测CPU的51,50脚看有
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