电视技术概论之单片机芯与大屏幕彩色电视机

1、第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 第第12章章 单片机芯与大屏幕彩色电视机单片机芯与大屏幕彩色电视机 12.1 三洋三洋A3单片机芯彩色电视机单片机芯彩色电视机 12.2 大屏幕彩色电视机采用的新技术、新电路大屏幕彩色电视机采用的新技术、新电路 12.3 NC3机芯画中画大屏幕彩色电视机简介机芯画中画大屏幕彩色电视机简介 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 12.1 三洋三洋A3单片机芯彩色电视机单片机芯彩色电视机12.1.1 电路组成及方框图电路组成及方框图 长虹牌CEM2143C机型功能较全，采用一块大规模集成电路LA7681来完成图像、伴音、色度、行场振荡等所有小信号处理功能，可接

2、收PAL/SECAMNTSC4.43三种彩色制式节目， 还可接收B/G制（5.5 MHz）和D/K制（6.5 MHz）等多种制式伴音信号，并可对上述制式进行自动识别；遥控电路采用电压合成调谐方式，主控芯片为M34300N4 - 624SP，内含节目存储器和字符发生器；具有定时关机，无信号声音静噪和无信号自动关机等功能；设有视频/音频输入插座及视频/电视切换等功能。 本机芯电源采用冷板设计，主机芯不带电，具有良好的安全性能。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图 12-1 A3机芯电路组成方框图 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 12.1.2 A3单片机芯电路分析单片机芯电路分析 1.

3、公共通道公共通道 A3单片机芯的公共通道由U/V一体化电子调谐器A101（TDO121EB）、图像中频前置放大器Q101（2SC2216），声表面波滤波器X101（TSF1339L）， 集成电路IC101（LA7681）的一部分，伴音中频变换器Q141、Q142（2SC1047），陶瓷滤波器X141、X142、 X143，陶瓷陷波器X121、X122、X251，陶瓷振荡器X144（500 kHz），陶瓷鉴频器X161（6 MHz）及其外围阻容等元件组成。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 2. 伴音通道伴音通道 从IC101的42脚输出的第二伴音中频信号，经过6.5 MHz（或5.5MHz

4、）带通滤波器X142（或X141），选出6.5 MHz（或5.5MHz）伴音中频信号，抑制掉视频信号后加到伴音中频变换混频器Q141的基极，与本振管Q142发射级输出的500 kHz的振荡信号进行混频，由带通滤波器X143选出6 MHz的伴音中频信号（6.5 MHz-500 kHz=6 MHz或5.5 MHz+500 kHz=6 MHz），再加入到IC101的45脚。在IC101内部，6 MHz的伴音中频信号经限幅放大后，由脚外接的6 MHz鉴频器网络解调出伴音音频信号。伴音音频信号从IC101的脚输出经去加重网络后，再由C163交流耦合加到IC101的脚，经集成块内部的电控衰减、 音频放大后

5、，最后从IC101的脚输出所需的音频信号。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 3. 视频、视频、 色度信号通道色度信号通道 A3机芯的视频和色度信号处理是在IC101和IC301内部完成的。由IC101的42脚输出的复合全电视信号，经X121（5.5 MHz陷波）或X122（6.5 MHz陷波）陷波器去掉第二伴音中频信号后，加到视频幅度调整电路Q124的基极，调整VR121电位器使Q124射极输出电压的峰峰值幅度为1 V的视频信号。该信号经隔直电容耦合到AV/TV选择开关IC801的10脚，外部输入的视频信号加到IC801的脚。AV/TV选择开关选出的视频信号经射极跟随器Q802分成四路加

6、到各处理电路：第一路经R401、C401、R402、C402加到IC101同步分离输入端33脚；第二路经亮度延迟线L201去掉色度信号后加到IC101视频输入端38脚； 第三路经色度带通滤波器L251、C252、R251、X251陷波器去掉亮度信号后， 取出色度信号加到IC101色度信号输入端40脚；第四路经视频放大器Q301放大后，由钟形滤波器T301取出SECAM色度信号加到SECAM色度解调器IC301的色度输入端14脚。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 4. 末级视放电路末级视放电路 末视放电路主要由Q601、Q611、Q621三个视放管及其外围电路组成。从IC301（AN563

7、5）的、脚输出的R-Y、G-Y、B-Y色差信号，分别加到Q611、Q621和Q601的基极。从IC101的24脚输出的亮度-Y经射极跟随器Q241和维修开关SW251后，同时加到Q601、Q611、Q621的射极。三路色差信号与亮度信号分别在Q601、Q611、Q621的b、 e极间电路完成基色解码并经激励放大后， 在Q601、Q611、Q621的集电极分别产生蓝、红、绿三种基色信号， 经R602、R612、R622耦合到显像管的蓝、红、绿三个阴极，在屏幕上显示出彩色图像。视放板上的三极管Q641为屏显字符倒相放大管，微处理器IC701的脚输出的字符信号经Q641倒相放大后，在Q621集电极与

8、绿基色信号混合一起叠加到显像管绿色阴极，从而显示字符信息。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 5. 行、场扫描电路行、场扫描电路 A3机芯的行、场扫描的振荡和激励电路均包含在集成块IC101内部。它采用晶体振荡和数字分频技术。IC101的28脚外接的陶瓷振荡器X421及IC内部电路组成500 kHz，即32倍行频振荡器，产生500 kHz振荡信号，经IC101内1/32分频器分频和两级AFC锁相环后，产生行扫描激励信号，从IC101的27脚输出，然后加到行激励管Q431的基极完成激励放大作用。第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 6. 遥控电路遥控电路 A3机芯的遥控电路采用电压合成式调谐

9、电路。微处理器（CPU）为日本三菱公司的M34300N4-624SP，有较强的控制功能。通过CPU及其外围电路可实现整机的全功能控制。 M34300N4-624SP微处理器只需要一个+5 V的供电电压加到42脚，在每次开机时，IC701都必须先进行清零复位，以保证芯片能正常工作。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 7. 电源电路电源电路 A3机芯电源电路是个典型的自激式脉冲调宽开关电源，主电路结构属降压型。电源电路主要由开关管Q513，激励管Q512，控制电路Q511、D515、Q533，开关变压器T511和整流滤波电路等组成。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 12.2 大屏幕彩色电

10、视机采用的新技术、新电路大屏幕彩色电视机采用的新技术、新电路 12.2.1 大屏幕彩电的基本特点大屏幕彩电的基本特点 大屏幕大屏幕 2. 多功能多功能 多制式多制式4. 高性能高性能 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 12.2.2 大屏幕彩电采用的新技术、新电路大屏幕彩电采用的新技术、新电路 1. I2C总线技术总线技术 I2C总线（InterIC BUS）是荷兰飞利浦（PHILIPS）公司研究发明的一种双向串行总线。 I2C总线就是在微处理器和被控的集成电路之间联接两条线: 一条用来传输控制信息的被称之为串行数据线（SDA）。控制信号按数据结构的格式是呈串行排列的。另一条是用来传输时钟信

11、息的，被称之为串行时钟线（SCL）。使用这种I2C总线就可以把控制中心（微处理器）和多个被控集成电路联接起来， 从而形成一个自动控制系统。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 2. 梳状滤波器亮色分离电路梳状滤波器亮色分离电路 图 12-2 梳状滤波器亮色分离电路框图 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 复合全电视信号表达式为 )cossin(tEtEEESCVSCUYM 式中，EY为亮度信号，（EU sinSCtEV cosSCt）为色度信号， 取“+”号者为NTSC行，取“-”号者为PAL行，SC=2fSC，fSC为色副载波频率（fSC=4.433 618 75 MHz），周期TSC=

12、0.225 549 4 s。因为行频fH=15 625 Hz，行周期TH=64s，所以一个行周期TH中包含有THTSC=283.751 6个色副载波周期TSC。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 假设相邻两行电视信号相同，即保持行相关性以及延迟线无损耗，那么输入信号经延迟线延迟两行时间后，Y信号保持不变； 对于色度副载波则延迟了283.751 62=567.503 2个周期，折合成角度为（567+0.503 2）360=567360+180。这说明延迟两行后的色度副载波与原色度信号的相位相反，所以延迟信号必为Y-C， 表达式为：EMd=EY- （EU sinSCtEV cosSCt）。 直

13、通信号Y+C与延迟信号Y-C相加，则色度信号抵消了，故加法器输出只有亮度信号2Y；直通信号Y+C与延迟信号Y-C相减， 则亮度信号抵消了，故减法器输出只有色度信号2C。这就是梳状滤波器亮、 色分离的基本原理。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 3. 延迟型水平轮廓较正电路延迟型水平轮廓较正电路 图 12-3 延迟型水平轮廓校正电路框图 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图 12-4 延迟型水平轮廓校正电路各点波形 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 设A点输入为一矩形脉冲ui（t），经延迟线和依次延迟，延迟时间都为，得到波形B与C。波形B与C、B与A相减， 分别得到波形D与E。D与E

14、相加即得到正负相间的校正脉冲波形F。该脉冲经锐度控制放大、调节其幅度后再与B波形相叠加，即得到校正后的亮度信号uo（t）。 这种延迟型水平轮廓校正电路虽然其幅频特性在频率高端有明显抬峰，但不会产生振铃。并且由于其相频特性为一直线， 也不会产生相位失真。 因而这是一种无振铃无相位失真的轮廓校正电路， 它比传统的电感二次微分电路优越得多。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图图 12-5 挖心电路的传输特性挖心电路的传输特性(a) 挖心电路的传输特性； (b) 输入信号； (c) 输出信号 4. 视频信号的噪声抑制（控心电路）视频信号的噪声抑制（控心电路） 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机

15、 5. 黑电平扩展电路黑电平扩展电路 图 12-6 黑电平扩展电路基本功能 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图 12-7 黑电平扩展电路的传输特性 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 6. 扫描速度调制电路扫描速度调制电路 扫描速度调制电路是大屏幕彩电的重要单元，其功能与水平轮廓校正电路相似，它是取出图像亮度信号中迅速变化的边缘成分去调制控制电子束水平扫描的速度，使亮度有显著变化地方的图像边缘更清晰、更鲜明。 扫描速度调制电路的工作过程是在显像管上增加一组辅助偏转线圈，流过此偏转线圈的电流由图像亮度信号中迅速变化的边缘成分决定，从而使这个辅助偏转线圈产生相应的磁场。在经过图像亮度信号的

16、黑白边缘时，电子束水平扫描速度发生变化，使在黑的部分扫描速度加快而变得更黑；在白的部分扫描速度减慢而变得更白，最终使得图像黑白边缘更加清晰、突出， 形成勾边效果。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 12.3 NC-3机芯画中画大屏幕彩色电视机简介机芯画中画大屏幕彩色电视机简介 12.3.1 NC-3机芯的组成机芯的组成 1 画中画（画中画（PIP）彩电的基本结构）彩电的基本结构 (1) 什么是画中画功能 画中画功能是在同一屏幕上同时显示两套电视节目。在这两套节目中，一个画面是占满整个屏幕的，称为主画面；另一个画面是一幅经压缩的、完整的、只占屏幕一部分的小画面，称为子画面和次画面。子画面主要

17、用来监视其它频道或其它视频信号源的节目，通常利用遥控器可以使子画面位于主画面的任一位置，还可以改变子画面的大小。主画面和子画面还可以互换。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图 12-8 PIP电视屏幕布置 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 画中画彩电一般有两类：一类是在电视接收机中设置两个高频调谐器，主画面的节目和子画面的节目分别由各自的高频调谐器接收，称之为射频画中画；另一类是那种只有一个高频调谐器的彩电， 主画面由机内高频调谐器接收，而子画面必须由 AV输入端子（外接录像机或VCD、DVD影碟机等）获得， 称之为视频画中画。 NC-3机芯是一种具有射频画中画功能的彩电， 而有些彩

18、电如松下TC-33V32HN是只具有视频画中画功能的彩电。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图 12-9 具有射频画中画功能的彩电方框图 (2) 画中画彩电的基本结构 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 画中画彩电有如下特点： 主画面和子画面各有一套独立的信号处 子画面可以是从天线接收的射频电视节 主画面与子画面首先经各自的色解码通道解出R-Y、 B-Y和Y 三个信号， 然后再通过开关矩阵切换电路对信号进行准确的分配， 最终组合成一幅完整的双画面图像。 子画面通常 主画面与子画面可由切换开关来互换。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图 12-10 NC-3机芯整机方框图 2 NC

19、-3机芯整机的组成机芯整机的组成 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 NC-3机芯印刷线路板共由15块印刷线路板构成。其中，7块是贴片板，8块是非贴片板。 非贴片板： 主板（ZB板）。装置有公用通道，遥控电路、扫描电路等，并作为功能组件的载体。 电源/扫描/伴音功放（DY板）。装置有电源电路，行、场输出电路和主伴音输出电路。 AV开关（BT板）。装置有由机箱后部输入/输出的各路端子和切换电路等。 键盘板（KZ板）。装置有前面板控制按钮、耳机、卡拉OK插孔和LED指示器等。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 CRT驱动板（XJ板）。装置有末级视放电路及CRT驱动电路。 R、G、 B、 基色

20、信号板（CS板）。 装置有R、 G、 B三基色信号切换开关电路。 速度调制板（VM板）。 装置有速度调制电路。 南北枕形校正板（DPC板）。 装置有枕形校正电路。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 贴片板： 主中放组件（PM组件）。 副中放组件（PS组件）。 画中画组件（PI组件）。 数字梳状滤波器组件（PL组件）。 亮度处理组件（LT组件）。 卡拉OK组件（KA组件）。 丽音组件（NT组件）。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 图 12 11 NC-3机芯印制板的整体布局 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 12.3.2 NC-3机芯的特点机芯的特点 1大量采用了大量采用了I2C总

21、线控制技术总线控制技术 图 12 - 12 NC-3机芯I2C总线信号控制框图 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 2 采用频率合成调谐器（采用频率合成调谐器（FS调谐器）调谐器） 一般普通中小屏幕遥控彩色电视机大多采用电压合成式调谐器（即VS调谐器）。NC-3型机芯采用了调谐精确、快速、易于控制的频率合成式调谐器。 所谓频率合成技术就是用可变分频的方法，将一个标准频率振荡器的输出频率变为各种按比例降低或升高的一系列多频率信号。当需要某一频率时， 就将上述一系列多频信号中的某些成分合成，从而得出按频率要求的稳定信号。这种方法既保证了输出信号的频率范围广泛，又保证了标准振荡器产生的频率高度稳定

22、， 从而使各种合成频率稳定。 在NC-3机芯中，使用了两个由I2C总线控制的频率合成式FS高频调谐器，分别接收主画面和子画面的节目，由微处理器给出交换节目指令，两个FS调频器几乎可以同时达到所要求接收的频道。 第12章 单片机芯与大屏幕彩色电视机 3 可实现多制式接收功能可实现多制式接收功能 NC-3机芯采用日本东芝公司的TA8783芯片来完成全电视信号解码、行场振荡信号形成和彩色制式识别及转换等全部功能，可实现多制式彩色电视信号的处理。例如，接收广播电视PAL - D/K制式、 视频PAL - 4.43 MHz、PAL - 50 Hz/60 Hz以及NTSC-3.58 MHz等节目信号。 4 具有射频画中画功能具有射频画中画功能 NC-3机芯采用了两个FS调谐器及两套中频处理电路，在遥控器的控制下，可方便地实现射频画中画（PIP）功能。NC-3机芯的PIP可实现下列功能：主/副画面切换；副画面显示/不显示