《智能电视技术》 课件 第7、8章 伴音电路、电源电路

智能电视技术第7章

伴音电路7.1数字电视I2S数字音频传输协议7.2伴音功放电路7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析1.串行时钟SCK7.1数字电视I2S数字音频传输协议一、I2S数据格式及协议（一）I2S时序及传输协议串行时钟，也叫位时钟，即对应数字音频的每一位数据，SCK都有1个脉冲2.帧同步帧时钟WS7.1数字电视I2S数字音频传输协议一、I2S数据格式及协议（一）I2S时序及传输协议用于切换左右声道数据的时钟信号3.SD串行数据7.1数字电视I2S数字音频传输协议一、I2S数据格式及协议（一）I2S时序及传输协议用二进制补码表示的音频数据4.主时钟MCLK7.1数字电视I2S数字音频传输协议一、I2S数据格式及协议（一）I2S时序及传输协议使系统间能够更好地同步1.16位数据格式7.1数字电视I2S数字音频传输协议一、I2S数据格式及协议（二）数据格式（1）数据的最高位出现在WS变化(也就是一帧开始)后的第2个脉冲处（2）1-16位为音频数据（3）17-24位为辅助数据2.24位数据格式7.1数字电视I2S数字音频传输协议一、I2S数据格式及协议（二）数据格式（1）数据的最高位出现在WS变化(也就是一帧开始)后的第2个脉冲处（2）1-24位为音频数据二、I2S的应用模式（一）发送端作为主导装置(master)由发送端产生位时钟信号、命令声道选择信号和数据7.1数字电视I2S数字音频传输协议二、I2S的应用模式（二）接收端作为主导装置由接收端产生位时钟信号、命令声道选择信号7.1数字电视I2S数字音频传输协议二、I2S的应用模式（三）复杂系统可能具有几个发送端和接收端，这样识别发送端就比较困难。在这样的系统中，可以设置一个控制器(controller)作为系统的主导装置以识别多种数字音频信号的数据流，此时发送端作为从属装置(slaver)，在外部时钟的控制下发送数据。7.1数字电视I2S数字音频传输协议一、模拟信号伴音功放（一）Class-D功放特点7.2伴音功放1.功耗小2.效率高3.积减小4.成本低5.适用于追求薄、轻结构一、模拟信号伴音功放（二）Class-D调制原理工作原理：将音频信号调制成高频脉冲信号

（脉冲宽度调制）进行放大，再通过低通滤波器提取音频信号，推动扬声器还原声音7.2伴音功放1.调制原理使用脉宽调制（PWM，PulseWidthModulation）技术，通过与一个高频三角波或锯齿波比较，将模拟输入转换为PWM，其中矩形波的占空比与音频信号的振幅成正比。7.2伴音功放一、模拟信号伴音功放（二）Class-D调制原理“H”形桥接输出级，FETl、FET4（或FET3、FET2）同时导通或截止，使接在桥路上的负载（扬声器）得到交变的电压电流。LC滤波器构成波滤电路，低通滤波产生平滑的“模拟”输出7.2伴音功放一、模拟信号伴音功放2.输出级（二）Class-D调制原理SDIN:I2S数字输入7.2伴音功放二、数字信号伴音功放（一）数字音频接口LRCLK:I2S左右声道时钟输入SCLK:I2S位时钟输入MCLK:系统主时钟输入SDAI2C数据输入接口

7.2伴音功放二、数字信号伴音功放（二）I2C通信接口SDAI2C时钟输入接口

作用：对伴音功放进行设置和控制调整输出阈值、偏移量及传递函数的斜率7.2伴音功放二、数字信号伴音功放（三）动态范围控制调整输出阈值、偏移量及传递函数的斜率7.2伴音功放二、数字信号伴音功放（三）动态范围控制O：偏移量；T：阈值；K：斜率自动检测采样率，针对不同采样率映射到对应频段。默认情况下，频段1用于32kHz模式，频段2用于44.1/48kHz模式，频段3用于所有其他速率。7.2伴音功放二、数字信号伴音功放（四）采样率转换器1.采有数字方式实现PWM调制7.2伴音功放二、数字信号伴音功放（五）PWM调制及H桥输出2.H桥输出结构与D类功放的通用结构一样7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析一、MS18机芯伴音电路组成（一）BD3888集成电路（二）TAA2008集成电路（一）BD3888集成电路1.三路音频信号输入的切换13、14引脚为本机音频信号输入15、16引脚为外部HD音频信号输入17、18引脚为VGA音频信号输入7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析一、MS18机芯伴音电路组成（一）BD3888集成电路2.实现自动增益、环绕声、低音控制3.

23、24及25、26引脚为音频输出7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析一、MS18机芯伴音电路组成7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析一、MS18机芯伴音电路组成（二）TAA2008集成电路1.2、30引脚音频信号输入2.Processing&Modulation模块实现PWM调制3.H桥路输出13、15引脚，10、12引脚7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析二、MS18机芯伴音电路信号流程本机音频信号BD3888集成电路13\14引脚输入BD3888集成电路25\26引脚输出TAA2008集成电路2\30引脚输入TAA2008集成电路10\12,13\15引脚输出扬声器7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析三、静音处理电路（一）为什么设置静音电路没有静音电路，在开机时，因电流的冲击，扬声器会发出爆破声（二）静音电路的作用仅在开机时，起静音作用7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析三、静音处理电路（三）工作过程1.功放TAA2008的31脚为静音控制引脚，输入“1”为静音，“0”为不表静音7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析三、静音处理电路（三）工作过程2.开机时的静音控制12V上电时，分两路，一路经D124后输出电压到Q114的发射极，另一路经R252后对电容CAll9充电。此时，由于三极管Q114的基极为低电平，故Q114导通，输出高电平至MUTE,电视处于静音状态。7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析三、静音处理电路（三）工作过程2.开机时的静音控制当电容CAll9充电饱和的时候，Qll4的基极为高电平，此时三极管Qll4截止，输出低电平至MUTE，处于非静音状态,电路开始正常工作。7.3MS18机芯伴音电路信号流程分析三、静音处理电路（三）工作过程3.遥控的静音控制CPU发出静音请求时，R262输入的是高电平，Q116饱利导通，将其音频信号拉到地，导致静音状态。当R262为低电平时，Q116截止，使其处非静音状态。智能电视技术第8章

电源电路8.1开关稳压电源的结构原理8.2MS18机芯电源电路分析开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯带，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（一）开关电源的应用8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（一）开关电源的应用8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（一）开关电源的应用8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（一）开关电源的应用8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（一）开关电源的应用8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（一）开关电源的应用1.体积小、重量轻：体积和重量只有线性电源的20-30%线性电源同样功率的开关电源8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（二）开关电源的特点2.效率高、稳压范围宽效率高80%-90%，而线性电源只有30%-40%8.1开关稳压电源的结构原理一、开关电源的应用及特点（二）开关电源的特点（一）进线滤波器：消除共模及差模干扰（二）整流器：交流转直流（三）有源功率因数校正器：提高功率因素（四）DC-DC变换器：转换成不同电压等级的直流电压8.1开关稳压电源的结构原理二、开关电源的结构组成（一）DC-DC变换器4．控制电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理1.组成及各部分作用（1）主电路：开关电路、储能元件、整流滤波电路开关电路：高频导通和切断主电路，向储能元件间歇性输入电能储能元件：将电能储为磁能，同时将磁能转化为电能输出（一）DC-DC变换器4．控制电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理1.组成及各部分作用（1）主电路：开关电路、储能元件、整流滤波电路整流滤波：高频整流滤芯，输出不同电压等级的直流（一）DC-DC变换器

电压取样电路：对输出端电压进行取样误差比较放大：将取样电压与基准电压进行比较，输出误差信号4．控制电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理1.组成及各部分作用（2）控制电路：取样电路、基准电压、比较电路、PWM调制

基准电压电路：产生恒定的基准电压（一）DC-DC变换器PWM调制：将误差信号的变化调制成脉宽变化的PWM信号4．控制电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理1.组成及各部分作用（2）控制电路：取样电路、基准电压、比较电路、PWM调制（一）DC-DC变换器输出电压高于24V→取样电路将此压取样→通过比较器与基准电压比较输出正误差信号→将正误差信号调制成脉宽变化窄的PWM信号→控制开关导通时间变短，断开时间变长→输入到储能元件电能减少→输出电压下降,不断调整脉宽，直至稳定到24V4．控制电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理2.稳压过程（以图为例）（1）如果输出电压高于24V（一）DC-DC变换器输出电压低于24V→取样电路将此压取样→通过比较器与基准电压比较输出负误差信号→将负误差信号调制成脉宽变化宽的PWM信号→控制开关导通时间变长，断开时间变短→输入到储能元件电能增加→输出电压上升，不断调整脉宽，直至稳定到24V4．控制电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理2.稳压过程（以图为例）（2）如果输出电压低于24V1．功率因数（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理（1）功率因数是指交流电路有功功率对视在功率的比值（即P/S）其视在功率P为有功功率，Q为无功功率，D为由谐波引的失真功率，1．功率因数（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理（2）功率因数值越高（接近1）效益越好，发电设备越能充分利用【举例】假设功率因数是0.7

。设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。1．功率因数（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理（3）低功率因数的几种原因电阻负载，电流电压相位差为0，cosφ=11．功率因数（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理感性负载，电流滞后电压容性负载，电流超前电压cosφ≤1感性负载容性负载有相移的正弦电流（3）低功率因数的几种原因1．功率因数（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理无相移的非正弦电流（3）低功率因数的几种原因1．功率因数（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理有相移的非正弦电流（3）低功率因数的几种原因2．谐波（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理非正弦波形中的存在谐波成份谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量3．谐波电流对电网及设备的危害三相不平衡三相平衡（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理（1）视在功率的损失正弦电压与基波相乘为正功率，正弦电压与三次谐波相乘功率为“0”如果是一个转动机械，只能振动，发热3．谐波电流对电网及设备的危害三相不平衡三相平衡（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理（2）电缆中温度升高电缆中温升为基波与谐波产生的温度之和（3）中线电流增加中线电流不再接近零，约为正常电流的1.7倍（4）损坏电容（5）变压器降容电容中的电流随谐波次数增加而增大由于集肤效应，变压器绕阻阻抗随谐波次数增加而增大，造成变压器降容3．谐波电流对电网及设备的危害三相不平衡三相平衡（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理开关电源电路一般整流电容滤波电路，虽输入交流电压V是正弦波形，但输入交流电流i的波形却严重畸变，呈脉冲状（只有输入电压大于滤波电容上的电压时才产生电流）4．开关电源电路中输入电流的畸变5.功率因数校正的基本思路：电流波形跟随电压波形（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理

整流输入电流的控制过程是从电感中进行电流取样，将取样值与电流期望值（与电压波形变化一致）进行比较，电流误差经调制后形成PWM信号，决定了开关S的占空比，调节输入电流iL的平均值，使之精确地跟踪VDC的相位和波形，实现功率因数校正至接近于1，电压环调节输出电压VO，使之维持恒定。（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理6.功率因数校正电路工作原理（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理6.功率因数校正电路工作原理（1）从整流输出端取样电压波形VDC作为基准波形（2）通过RS取样负载的实际电流波形（3）比较器CA将实际电流波形与基准波形比较，输出误差信号（二）功率因数校正电路8.1开关稳压电源的结构原理三、开关电源的工作原理6.功率因数校正电路工作原理（4）误差信号与三角波进行调制，输出PWM信号（5）PWM信号控制开关管导通与截止时间，使得电流波形跟随电压波形的变化而变化一、电路框图MS18机芯采用的是ON37A开关电源，电源组成框图见图8-8。输入50Hz交流电压范围为90-265V，待机功耗为0.5W，输出电压为直流12V、24V、5V，输出电流范围分别是0.8-6A、1.0-4A、0.05-0.5A.。8.2MS18机芯电源电路分析ACIN12V24VEMC滤波电路桥式整流电路PFC控制电路DCTODC变换电路整流滤波电路U6NCP1653U5NCP1377VCC控制电路过流过压保护,待机控制电路隔离隔离变压器路整流滤波电路U4VIPer22A稳压电路5VSTB二、输入电路去共模干扰、差模干扰8.2MS18机芯电源电路分析（一）压敏电阻（RV801）是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件二、输入电路8.2MS18机芯电源电路分析（二）扼流线圈(LF801\LF802)：将220V交流整流输出310V直流二、输入电路8.2MS18机芯电源电路分析（三）整流电路（B0801）滤波作用，通常为电解电容二、输入电路8.2MS18机芯电源电路分析（四）滤波电容（C801）（五）热敏电阻（R824）二、输入电路8.2MS18机芯电源电路分析负温度系数热敏电阻，随温度升高电阻值下降，目的是减小开机时的电流冲击三、待机电路及开关机电路

（1）

在接通市电后，输入电路310V的直流经D810输入开关变压器T803（储能元件）的1脚，经T803的3脚输出8.2MS18机芯电源电路分析（一）待机电路启动1.待机主电路工作过程三、待机电路及开关机电路

（2）T803的3脚输出到U4内部开关管的漏极，在开关管的反复开关之下，T803产生高频电磁感应，从初级线圈的9脚输出8.2MS18机芯电源电路分析（一）待机电路启动1.待机主电路工作过程三、待机电路及开关机电路

（3）高频交变电压经D817整流，C827滤波之后，输出直流5V电压8.2MS18机芯电源电路分析（一）待机电路启动1.待机主电路工作过程三、待机电路及开关机电路

（1）电压取样。通过R840、R855对输出的直流5V电压进行取样，与TL431内部2.5V基准电压比较,误差电经TL431放大后从3脚输出8.2MS18机芯电源电路分析（一）待机电路启动2.待机电路稳压过程三、待机电路及开关机电路

（2）误差信号经光耦U3反馈至U4的FB脚，经U4调制成PWM，控U4内部开关管导通与截止时间，使输出端稳压在+5V8.2MS18机芯电源电路分析（一）待机电路启动2.待机电路稳压过程三、待机电路及开关机电路当收到数字板发出的开机的高电平信号后，经R842、R841、D819后送到Q808的B极，Q808导通，光耦U2的1、2脚导通，将信号耦合到光耦的3、4脚。这时Q807导通，15V供电通过Q807输出VCC电压，给予U5和U6提供工作电压。8.2MS18机芯电源电路分析（二）开机流程三、待机电路及开关机电路当收到数字板发出的开机的低电平信号后，经R842、R841、D819后送到Q808的B极电压小于0.5V，Q808截止，光耦U2的1、2脚无电流，无法将信号耦合到光耦的3、4脚。这时Q807截止，15V供电无法通过Q807输出VCC电压，U5和U6因没有工作电压，停止工作。8.2MS18机芯电源电路分析（三）关机流程四、PFC电路15V进入U6的P8脚后，U6开始工作，从P7脚输出脉冲信号控制Q801的截止与导通，使主电路的电流跟随电压波形的变化变化。同时L801不断的进行储能，将整流后的电压提升到400V左右，经电容C807滤波，输出到DCTODC电路。8.2MS18机芯电源电路分析五、DCTODC电路及稳压电路15V进入U5的P6脚后，U5开始工作，从P5脚输出PWM脉冲信号控制Q805和Q802的B极，Q805和Q802轮流导通与截止下，推动激励变压器T802工作，激励变压器推动Q803Q806导通与截止，40