电视机课件第15章

1、第15章彩色电视机遥控系统 第15章彩色电视机遥控系统 15.1概述概述 15.2彩色电视机红外线遥控系统的组成彩色电视机红外线遥控系统的组成 15.3三菱三菱M50436-560SP遥控系统的应用遥控系统的应用 15.4I2C总线系统总线系统 本章小结本章小结 思考与习题思考与习题 第15章彩色电视机遥控系统 15.1概述概述遥控电视机是在一定距离范围内能对电视机的选台和各种操作功能进行控制的电视机，它有红外线遥控方式、无线电波遥控方式和超声波遥控方式，目前流行的遥控彩色电视机采用红外线遥控方式。本章将以红外线遥控方式为例介绍彩色电视机遥控系统。红外线遥控方式是以红外线为媒介来传送反映某一控

2、制功能的遥控信号的。红外遥控系统的结构如图15-1所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-1红外遥控系统的结构第15章彩色电视机遥控系统 遥控发射器上的每个按键代表着一种控制功能，按下遥控发射器键盘上的一个按键，在遥控器微处理器中会产生一组有规律的编码数字脉冲指令信号。该信号由两种周期不同的脉冲(窄的为0，宽的为1)组合而成，功能不同，数字脉冲指令信号也不同。信号调制在38 kHz的载波上，由遥控微处理器输出，经激励放大管V放大后，使红外发光二极管发出调制的红外线脉冲信号，传送至彩电接收机中的红外发光二极管。第15章彩色电视机遥控系统 在接收机中，光电二极管将红外遥控信号转换为38 kHz已

3、调制电信号，该信号经前置放大、检波、整形后，得到相应的数字脉冲指令信号，加至接收机微处理器。微处理器对该信号进行解码、识别，并发出控制信号，经接口电路转换后输出，控制彩色电视机的相应电路。存储器则用于存储相应的程序和数据，从而实现彩色电视机的各种转换功能。第15章彩色电视机遥控系统 15.2 彩色电视机红外线遥控系统的组成彩色电视机红外线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、微处理器、接口电路、面板键盘、节目存储器、字符显示器和辅助电源等组成。15.2.1遥控发射器遥控发射器遥控发射器也叫红外遥控发射器，其原理框图如图15-2所示。第15章彩色电视机遥控系统 图1

4、5-2遥控发射器原理框图第15章彩色电视机遥控系统 振荡器产生的455 kHz脉冲信号，经定时信号发生器产生38 kHz的正弦载波信号和定时信号。定时信号发生器控制扫描信号发生器，使扫描信号发生器依次产生脉宽为2 ms的扫描脉冲信号对键盘矩阵进行扫描。按下键盘的某个按键后，键盘矩阵输出信号在键控编码器中产生一个二进制键位码，并送至指令编码器。指令编码器中的只读存储器预先存储了各种功能码，并根据送来的键位码输出相应的功能码。功能码与指令编码器产生的系统码合成，形成遥控编码脉冲信号并送至脉冲调制器，对38 kHz信号进行调制。调制信号经缓冲放大器放大后输出，再经激励放大后加至发光二极管，使之发出调

5、制的红外线脉冲信号，即红外遥控信号。第15章彩色电视机遥控系统 红外发光二极管能发出波长约为940 nm的红外光，其结构、工艺、原理与一般发光二极管(LED)基本一样，只是所用的半导体材料不一样，发光的波长不一样。红外发光二极管具有体积小、寿命长、耐振动、发热少、响应速度快、调制容易、耗电小、可靠性高和驱动电路简单等优点。15.2.2遥控接收器遥控接收器遥控接收器也叫红外遥控接收器，它由光电二极管与专用的集成电路组成。集成电路内部有前置放大器、限幅放大器、自动偏置控制(ABLC)电路、峰值检波器和整形电路等组成，如图15-3所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-3遥控接收器电路第15章彩色

6、电视机遥控系统 图中VD1是PIN型光电二极管，无光照时，无电流产生；当接收到红外遥控信号时，产生相应的光电流，并在集成电路脚形成遥控电信号。遥控电信号被前置放大器放大，限幅放大器限幅，使38 kHz脉冲调制信号波形顶部平直，以便进行峰值检波。前置放大器是一个38 kHz的LC选频放大器，脚外接的L1与C4组成选频回路，放大器频带足够宽，增益约60 dB。为了防止光信号过强时使前置放大器过载，集成电路内设有自动偏置控制(自动增益控制)电路。脚外接的反馈元件R2、C2可用来防止较强信号的冲击，同时可提高对弱信号的放大能力。第15章彩色电视机遥控系统 峰值检波器将38 kHz脉冲调制信号进行峰值检

7、波，取出外包络脉冲，即遥控编码脉冲信号，该信号再经整形、放大后由脚输出，送至微处理器去识别和处理。集成电路脚外接检波负载电容C5，脚外接波形整形用积分电容C3，R6、C6组成电源退耦电路。15.2.3微处理器微处理器微处理器(CPU)由运算器、累加器、寄存器、时钟发生器、程序控制器、指令译码器等组成。第15章彩色电视机遥控系统 当微处理器接收到遥控接收器或面板键盘电路送来的编码脉冲信号后，将其中的功能码信号通过数据缓冲器送到暂存寄存器，以供微处理器中的识别程序进行功能识别(也叫解码)。识别时，微处理器将ROM中的识别程序调入内部的随机存储器(RAM)中暂存，然后运行该程序。执行识别程序的目的是

8、根据功能码信号查找相应的控制程序，以进行操作控制。执行识别程序的结果是给出与功能码相应的控制程序的起始地址，并将该地址数据赋给程序计数器，使微处理器去执行该段控制程序，在相应的引出脚输出相应的控制信号，送往接口电路或节目存储器，再通过接口电路去控制相应的彩色电视机单元电路。第15章彩色电视机遥控系统 微处理器发出两种控制信号：一种是只有高低电平的开关信号，它可以控制相应电路的通与断，如遥控开关机；另一种是模拟信号，经D/A转换电路和接口电路后形成相应电压的直流电压信号，如调节音量、亮度等。第15章彩色电视机遥控系统 15.2.4接口电路接口电路接口电路由D/A转换电路、低通滤波器和电平移动电路

9、组成。D/A转换电路是将微处理器输出的数字信号转换为相应的脉冲个数不同、脉宽不同的脉冲调制(PWM)信号。图15-4(a)给出了微处理器与高频调谐器BT端之间的接口电路。电路中，L1、C1、R4、R5、R6、C2、C3、C4组成低通滤波器，R1R3和V1组成电平移动电路。图15-4(b)给出了接口电路关键点的电压波形。第15章彩色电视机遥控系统 图15-4接口电路与各点电压波形(a) 接口电路；(b) 各点电压波形第15章彩色电视机遥控系统 15.2.5频段译码器频段译码器频段译码器有两类：一类与频段切换电压端为BL、BH、BU的高频调谐器配接；另一类与频段切换电压端为BV、BS、BU的高频调

10、谐器配接。这两类译码器的电路分别如图15-5和图15-6所示，各端脚间的逻辑关系及高频调谐器相应端脚电压分别如表15-1和表15-2所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-5与频段切换电压端为BL、BH、BU的高频调谐器配接的频段译码器第15章彩色电视机遥控系统 图15-6与频段切换电压端为BV、BS、BU的高频调谐器配接的频段译码器第15章彩色电视机遥控系统 表表15-1与频段切换电压端为与频段切换电压端为BL、BH、BU的高频调谐器的高频调谐器配接的译码器各端脚逻辑关系及电压配接的译码器各端脚逻辑关系及电压 第15章彩色电视机遥控系统 表表15-2与频段切换电压端为与频段切换电压端为BV

11、、BS、BU的高频调谐器的高频调谐器配接的译码器各端脚逻辑关系及电压配接的译码器各端脚逻辑关系及电压第15章彩色电视机遥控系统 15.2.6节目存储器节目存储器节目存储器用来存储用户调试时所接收的电视节目频道的调谐电压、频段切换电压、自动频率微调(AFT)接入状态、音量、亮度、色饱和度、定时时间以及开关机状态等数字信息，以保证再次开机时这些信息不丢失，而且可以随时修改存储的各种信息。节目存储器采用一种叫电可编程只读存储器的半导体存储器(E2PROM)，可以写入数据和读出数据，供电消失后，写入的数据不会丢失。E2PROM按数据传送方式可分为并行方式与串行方式两种。因串行E2PROM芯片与并行E2

12、PROM芯片相比引出脚较少，故使用较多。第15章彩色电视机遥控系统 15.2.7字符显示器与辅助电源字符显示器与辅助电源字符显示器用来在电视屏幕上显示频道节目编号和频段、音量、亮度、色饱和度等模拟量控制等级以及定时关机的剩余时间等字符。目前，字符显示器均放置在接收机微处理器内部，其原理框图如图15-7所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-7字符显示器的原理框图第15章彩色电视机遥控系统 在进行音量控制等操作时会伴随着字符显示操作，这时CPU从微处理器的ROM中调出字符的相应尺寸、位置、显示时间、是否加黑边等控制信息，并存入相应的存储器中。位置信息加至垂直、水平显示位置控制器，同时行、场扫描

13、脉冲也加至显示位置控制器，使垂直和水平显示位置控制器分别产生行、场同步的选通脉冲，再分别加至选字符地址产生器，以确定字符在屏幕上的垂直和水平位置。当行、场扫描到字符预定的显示位置时，产生时钟脉冲，从字符存储器中读出字符编码，经放大后加至显示控制电路。显示控制电路用来决定字符脉冲的极性和字符显示时间的长短、加黑边或黑色底框，然后输出R、G、B和Y脉冲信号。第15章彩色电视机遥控系统 这些信号经过外接电路放大后加至显像管，使屏幕在预定位置显示相应的字符。显然，字符显示器需输入行、场逆程脉冲，还需外接C1、C2和RP，以产生时钟脉冲。辅助电源是用来给接收机遥控电路供电的。第15章彩色电视机遥控系统

14、15.3三菱三菱M50436-560SP遥控系统的应用遥控系统的应用三菱M50436-560SP遥控系统是20世纪80年代后期开发生产的遥控系统，用于东芝两片机芯、松下M11机芯、夏普TA两片机芯和三洋83P机芯中，是我国目前应用较广的彩电遥控系统。第15章彩色电视机遥控系统 三菱M50436-560SP遥控系统由红外遥控发射器集成电路M50462AP、红外遥控接收器集成电路CX20106A、微处理器M50436-560SP、节目存储器(E2PROM)M58655P、频段译码器M5423L及外围电路组成。微处理器M50436-560SP具有端口设计合理、外围电路简单、功能较齐全等优点。该遥控系

15、统只有一个可调整元件，调整简单，可靠性高，适于大批量生产。康佳KKT953P型彩色电视机采用的是TA两片机芯，该电视机的遥控电路采用的就是日本三菱公司生产的 M50436-560SP电视专用遥控系统，其基本组成如图15-8所示。表15-3给出了M50436-560PS的引脚功能。第15章彩色电视机遥控系统 图15-8康佳KKT953P遥控电路的基本组成第15章彩色电视机遥控系统 表表15-3M50436-560SP引脚功能表引脚功能表第15章彩色电视机遥控系统 第15章彩色电视机遥控系统 15.3.1电压合成选台系统电压合成选台系统能自动预置30个电视节目的电压合成选台系统如图15-9所示，此

16、电路不含频段译码电路。进行节目预置时，在M50436-560SP的控制下，由M50436-560SP脚输出由脉冲宽度调制(PWM)信号，经V101倒相放大在集电极输出峰峰值为30 V的调宽脉冲信号，再经R104、C104、R103、C103、R102、C102组成的低通滤波器滤波，得到030 V直流调谐电压，加至高频调谐器的BT端。M50436-560SP的脚与脚输出频段切换信号，经M54573L译码、驱动后得到频段切换电压，分别加至高频调谐器的BU、BH、BL端，如图15-10所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-9电压合成选台系统电路图第15章彩色电视机遥控系统 图15-10 M545

17、73L组成的频段译码器第15章彩色电视机遥控系统 进行节目自动搜索预置时，先按下预置开关，再按“AUTO SEARCH”键，调谐电压会从0 V逐渐向30 V增加。当接收到电视信号时，集成电路TA7698AP的同步分离电路由其 36 脚输出行同步信号，经V609倒相、放大加至M50436-560SP的 36 脚。M50436-560SP的 36 脚内接的HS计数器通过对行同步脉冲的计数，确定是否接收到电视信号。如果没有接收到电视信号，微处理器使调谐电压快速上升；如果接收到电视信号，微处理器使调谐电压上升速度放慢。在节目自动搜索预置过程中，M50436-560SP的脚为高电平，使场效应管V603导

18、通。第15章彩色电视机遥控系统 +12 V电压经R623、R627分压得到6.5 V电压，经V603源极到漏极并加至高频调谐器的AFT端，使高频调谐器AFT端固定在6.5 V，AFT电压不对高频调谐器进行控制。这时集成电路TA7680AP 13 脚输出的AFT直流控制电压经V604发射极后加至M50436-560SP的 35 脚，35 脚内接的3位模/数转换器，将AFT模拟电压转换为3位数字量，供微处理器检测与确定最佳调谐点。当AFT控制电压接近0 V时，表示已达到最佳调谐点，这时微处理器 16 脚发出片选负脉冲，选中M58655P集成块，并把14位调谐数据与2位频段数据存在M58655P存储

19、器中，然后按同样方法进行下一个电视节目的自动搜索预置，直到全部电视节目预置完毕。第15章彩色电视机遥控系统 在自动搜索预置完毕后，M50436-560SP的脚转为低电平，使V603关断，TA7680AP 13 脚输出的AFT电压经R629加至高频调谐器的AFT端，实现对高频调谐器本振频率的自动频率控制。表15-4为M58655P各引出脚的功能。第15章彩色电视机遥控系统 表表15-4M58655P各引出脚的功能各引出脚的功能第15章彩色电视机遥控系统 15.3.2模拟量控制接口电路模拟量控制接口电路模拟量控制接口电路如图15-11所示。在康佳KKT953P模拟量控制电路中增加了D/A变换器PD

20、6325C和相应的低通滤波器，使模拟量的控制扩展增加到4个(亮度、音量、色饱和度和对比度)。第15章彩色电视机遥控系统 图 15-11模拟量控制接口电路第15章彩色电视机遥控系统 M50436-560SP脚输出的正极性脉冲信号经V608放大、倒相，再经由R639、R640、C615、C616组成的低通滤波器滤波，得到3.66 V的直流控制电压，加至TA7680AP脚。脚电压为6 V时，音量最大；脚电压为3.6 V时，音量最小。另外在M50436-560SP脚与脚间接一只二极管VD621，当微处理器收到消音信号(按下消音键)时，脚输出低电平，使VD621导通，将脚输出的PWM信号短路，自动关闭伴

21、音。正常时脚为高电平，VD621截止，伴音正常。第15章彩色电视机遥控系统 色饱和度控制电压由PD6325C的 15 脚输出，经R608、R605、R614、R619、C605进行电平转换、滤波后，得到色饱和度直流控制电压，加至TA7698AP脚以实现色饱和度控制。TA7698AP脚的电位越高，彩色的色饱和度越深。亮度控制电压由PD6325C的 14 脚输出，经V601放大、倒相，再经R615、R617、C606滤波，得到亮度直流控制电压，加至TA7698AP脚以改变亮度大小。脚电位越高，荧光屏亮度越高。第15章彩色电视机遥控系统 对比度控制电压由PD6325C的 13 脚输出，经R607、R

22、616、R618、R621、C607进行电平转换、滤波后，得到对比度控制电压，加至TA7698AP的 41 脚，以改变电视画面对比度的大小。15.3.3屏幕字符显示电路屏幕字符显示电路屏幕字符显示电路如图15-12所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-12屏幕字符显示电路第15章彩色电视机遥控系统 M50436-560SP共有R、G、B、OUT(Y)四个字符输出端。其中R、G、B三个输出端分别输出红、绿、蓝字符信号；OUT(Y)输出端输出R、G、B信号的逻辑和，通常作为彩色字符的底色消隐信号，本电路中使用了R、G两路信号。红字符由M50436-560SP的 47 脚输出，经L602、R66

23、0、C619、R659、V302和V501放大后，送至R视放管的C极。绿字符由M50436-560SP的 46 脚输出，经L603、R661、C625、R662、V301和V503放大后，送到G视放管的C极, 使屏幕上显示R或G字符。字符在屏幕上的位置及水平方向的尺寸与M50436-560SP 50 和 51 脚输入的行场逆程脉冲及 48 、49 脚内部字符显示时钟脉冲振荡器的振荡频率有关。第15章彩色电视机遥控系统 行逆程脉冲经R664、C626、VD623限幅后由 51 脚输入，场逆程脉冲经R354、VD624限幅后，由 50 脚输入。微处理器可以通过对场逆程脉冲过后的行逆程脉冲进行计数，

24、控制字符在屏幕垂直方向的显示位置。字符显示时钟脉冲振荡器的振荡频率决定了字符信息从ROM中读出的速度，调节RP601可以改变字符显示时钟脉冲振荡器的振荡频率，调节字符信息的读出速度，从而改变字符在屏幕上的水平位置及宽窄。C620、C621是字符显示时钟脉冲振荡器的振荡电容。第15章彩色电视机遥控系统 15.3.4供电电源电路供电电源电路在M50436-560SP遥控系统中，微处理器M50436-560SP和其他电路均采用+5 V单电源供电，而节目存储器M58655P则需要+5 V和30 V两个电源供电。为了保证微处理器对节目存储器的控制不发生紊乱，要求开机时+5 V先于30 V建立，关机时+5

25、 V 迟于30 V消失。另外，在每次+5 V电源由0 V上升到5 V时，外电路应给微处理器提供一个复位信号，使微处理器中的程序计数器等电路清零复位。第15章彩色电视机遥控系统 采用TA两片机心的康佳KKT953P遥控系统的电源电路如图15-13所示。该电源也称之为辅助电源，以区别于主板电源。T401为辅助电源变压器，220 V交流电经变压器降压后，由VD401半波整流、C403滤波及R402、VD402等元件组成的30 V稳压电路，输出30 V电压，从而给M58655P脚提供电压，用于节目存储器内部信息的擦除。M50436-560SP的复位电路主要由V611以及外接阻容元件组成。开机后，VD4

26、03、C406产生17 V的直流电压，送到AN7805的脚，在AN7805的脚产生遥控系统所需的+5 V工作电压, 为M50436-560SP 52 脚和M58655P的脚提供电源。第15章彩色电视机遥控系统 同时+17 V直流电压还通过R673向C631充电，当C631两端的工作电压达到5.7 V时，V611导通，使M50436-560SP的 27 脚产生复位脉冲，微处理器M50436-560SP 27 脚内部的有关电路清零复位。适当选择R673、C631可使复位信号比 52 脚获得+5 V的时间约迟1 ms。当V611导通后，由于V611的基极接在LM7805的5 V稳压输出端，因此由AN

27、7805构成V611的基准稳压电路使V611集电极输出的复位电压稳定不变。第15章彩色电视机遥控系统 图15-13遥控电源电路第15章彩色电视机遥控系统 15.4I2C总线系统总线系统I2C总线是集成电路间控制总线的缩写，广泛应用于消费类电子产品、通讯及工业电子产品集成电路之间的控制。I2C彩电将传统常规彩电中的所有调整、设置、控制等项目，通过I2C总线系统由CPU通过软件控制技术来实现，解决了大屏幕彩色电视机微处理器与众多集成电路之间的输入/输出接口，使复杂的电路简单化。因此，I2C总线以其独创的优越性被新型彩色电视机广泛应用。第15章彩色电视机遥控系统 15.4.1I2C总线系统的组成总线

28、系统的组成I2C是由一根串行的时钟线(SCL)和一根串行的数据线(SDA)组成的具有多端控制能力的双线双向串行数据总线。SCL线和SDA线通过上拉电阻接到供电电源的正极。 I2C总线系统包括发送器、接收器(或主控器、 被控器)、上控电阻和高压尖峰脉冲防护电阻等。1. 发送器发送器发送器是I2C总线上发送数据信息的器件。当主控器发送数据信息时，主控器是发送器；当主控器读取数据信息时，被控器是发送器。第15章彩色电视机遥控系统 2. 接收器接收器接收器是从I2C总线上接收数据信息的器件。在主控器发送数据信息时，被控器是接收器；在主控器读取数据信息时，主控器是接收器。3. 主控器主控器主控器是初始化

29、一次传输，产生时钟信号和终止信号，能起主控作用的器件。在彩色电视机中，微处理器就是I2C总线系统的主控器。这种主控CPU在一般CPU的基础上增加了I2C总线功能，并根据控制功能的多少引出I2C总线。第15章彩色电视机遥控系统 4. 被控器被控器被控器是被主控器寻址的器件。主控器通过寻址被控器，可实现各种控制功能。I2C总线系统的被控电路有电可擦可编程只读存储器、视频/色度/扫描/变频电路、偏转控制电路、A/V转换电路、音频控制电路、主画面PLL电路等。例如松下M17机芯彩电的I2C总线挂接了13只被控器，如图15-14所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-14M17机芯彩电的I2C总线第1

30、5章彩色电视机遥控系统 I2C总线系统中的存储器(EEPROM)是被控电路的一块电可擦可编程只读存储器，是I2C总线系统不可缺少的集成电路。它通常与微处理器一起使用，工作在被控发送或被控接收状态。它不仅要储存前次使用操作控制的一切数据，以供下次开机时微处理器进行正常操作控制用，而且还要存储各被控电路的调整数据和电路状态设置数据。初次接入I2C总线电路的存储器(或更换新的存储器)是一个没有任何数据的空存储器，要通过初始化操作，将各个受控电路的标准调整数据和电路状态数据写入存储器，电视机才能正常工作。第15章彩色电视机遥控系统 5. 上拉电阻上拉电阻接在串行数据线(SDA)或时钟线(SCL)与电源

31、电压正端的电阻，称为I2C总线的上拉电阻。6. 高压尖峰脉冲防护电阻高压尖峰脉冲防护电阻为防护I2C总线受到外来高压尖峰脉冲产生的干扰，在串行数据线(SDA)或时钟线(SCL)与器件总线间接一电阻，称为高压尖峰脉冲防护电阻。15.4.2I2C总线系统的控制功能总线系统的控制功能CPU通过I2C总线系统与其他电路结合，可实现以下功能。第15章彩色电视机遥控系统 1. 操作功能操作功能通过遥控器和机上功能键，对电视机上的节目预选、音量、亮度、色饱和度等模拟量进行调节和控制。2. 调整功能调整功能完成对电视机各单元电路工作状态的调整，如高放AGC、副亮度、副对比度、副色度、副音量、场幅、场线性、场中

32、心、行幅、枕形校正、白平衡等。3. 工作方式的设定和转换功能工作方式的设定和转换功能完成对电视机各种功能的设置和转换，如AV/TV、制式转换、伴音制式转换、画中画开/关、画中画位置。第15章彩色电视机遥控系统 4. 故障自检功能故障自检功能I2C总线系统具有数据双向传输功能，CPU可通过被控I2C应答信号和I2C总线通信情况对整机工作情况进行监测，并提供自检信号，显示故障范围。5. 自动化调整功能自动化调整功能在彩色电视机生产时，可将生产线上的专用计算机与电视机I2C总线系统相连，将最佳的调整数据存入CPU的存储器中，自动对各项功能进行调整和检测。第15章彩色电视机遥控系统 15.4.3I2C

33、总线系统的数据传输总线系统的数据传输I2C总线的SDA及SCL为双向线，用上拉电阻接到供电电源的正极，当总线空闲时，SDA和SCL两线都是高电平。但不同技术的集成电路会使逻辑“0”及“1”的电平不能被固定，要视电源VDD或VCC的电平而定。在数据传输中，SDA线上的数据在时钟为高电平时必须稳定。数据线上的高、低电平状态只能在SCL时钟线为低电平时才可变换，否则会判为无效，如图15-15所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-15数据在I2C总线上的有效传输第15章彩色电视机遥控系统 I2C总线数据传输的开始条件是：当SCL线为高电平时，SDA线由高转至低电平。停止条件是：当SCL线为高电平时，SDA线由低电平转至高电平。开始及停止条件由主控CPU产生。I2C总线开始和停止数据传输的条件如图15-16所示。第15章彩色电视机遥控系统 图15-16I2C总线数据传输的开始及停止条件第1