美国Pixelworks(鼎云科技)公司是世界著名的IC设计公司,是高阶显示器市场的领先系统单芯片 IC 供货商。Pixelworks的平板显示控制芯片种类多达上百种,除了早期的PW364、PW264、PWl64等外,又向市场推出了能直接支持模拟彩色电视解码器的液晶电视控制芯片—PWl306。PW1306是一颗视频影像处理器,采用PW1306器件,除可以应用于LCD TV,还可以用于多媒体显示器。可以设计出:“System-on-a-Chip”的过采样和处理RGB或YPbPr视频信号,以利于降低模拟视频解码器的成本,所以它是新一代低成本LCD-TV设计方案。它的特点是:功能强大、性能优良,做成的系统结构简单,且成本低廉。PWl306的基本结构沿袭了Pixelworks系列产品的特点,片内置与80186兼容的CPU,片内各种控制寄存器多达600多个,而且全是16位的寄存器,显然,比用8位单片机控制,片内100 多个8位控制寄存器的一般LCD控制芯片的功能强大多了。它集成3路ADC和PLL;支持绿色同步(Sync on Green – SOG)和Luma同步(Syc on Luma – SOY);支持多通道输入格式:SDTV(480i/576i);HDTV(1080i/720p/480p);PC图形输入;DVI输入。可编程YPbPr/YCbCr/YUV到RGB彩色空间转换;增强Motion adaptive deinterlacing;电影模式检测-3:2,2:2pull down;DCTI / DLTI;噪声降低;图像增强。PW1306为208 PQFQ封装;工作温度为0-70°C;工作电压是1.8V和3.3V;0.18µm CMOS加工技术。
PW1306内置高性能的ADC,可以直接接受模拟TV解码器的RGB或YPbPr信号,以及PC的RGB图形信号。这些信号可以是标准清晰度的视频信号,或者是高清晰度的视频信号,PC信号的分辨率从VGA、XGA、SXGA、WSXGA到UXGA。输入的RGB信号通过三路ADC被数字化。
PW1306内部的PLL电路用来同步输入和输出的定时,内部可编程的水平和垂直缩放引擎以及自动优化电路,使屏幕上呈现十分完美的图像。PWl306支持每时钟单像素12Bit,直到每时钟双像素48Bit的各种TFT液晶屏,几乎覆盖所有的TFT液晶屏。PW1306内部的OSD控制器支持从64K调色板多达16种颜色的基础色,支持透明、半透明、淡入、淡出的OSD显示效果。另外PW1306有两个PWM输出端,可以用来控制背光的亮度和音量,并且还有两个红外遥控接收端可以接遥控,下图为PW1306的原理框图。
2.方案介绍
PW1306方案是适用于20吋以下小屏幕的液晶解决方案,包括20英寸、17英寸和15英寸,使用AU或者LG液晶屏。海尔PW1306方案液晶电视的图像处理部分由PIXELWORKS公司的嵌入式芯片PW1306(其中包括CPU、A/D转换、SCALER、DEINTERLACE部分)完成,视频信号解码采用东芝公司的模拟解码芯片TB1274AF,高频头为菲利普的频率合成式高频头FQ1216。伴音处理部分采用MSP3450G进行丽音、高低音、平衡、音量控制等处理。采用PHILIPS公司的TDA1517P(DIP18封装)做为伴音功放芯片。主要有2块电路板组成:模拟信号处理板和数字信号处理板。因本方案具有多种制式,比如视频PAL、SECAM、NTSC制,伴音D/K、BG、I、M、L/L’制,所以可以适用于世界多个国家和地区使用。对于出口欧洲的机型具有SCART端子、图文功能;对于出口美国的机器具有CCD/VCHIP功能。
二、信号流程图(以内销机为例)
三、主要元件和芯片简介
1.模拟板:
A1:FQ12316(频率合成式高频头,频率合成,I2C总线控制)
U2:TB1274AF(中放、彩色解码、同步分离、伴音解调功能)
U3:TC90A69F(Y/C分离,可以选用)
U5:PI5V330(三路通道切换开关,用于TV的Y/Cb/Cr信号与高清的Y/Pb/Pr信号进行选择切换)
U6:Z86229(CCD/VCHIP处理器,北美机用)
U7:SAA5264PS(图文信号解码器,用于出口机)
U8:24LC21A/SN(出口机用)
U9:TDA1308:(耳机功放)
U10:TDA1517P(伴音功放)
2.数字板:
U1:AM29LV800BT-90EC(或-70)(FLASH程序存储器)
U2:24LC16B(存储器,用于存储模拟量)
U3:PW1306(A/D模数转换,SCALER缩放处理,DE-INTERLACE隔行转逐行,CPU控制)
U4:74LVC541ADWR(键盘端口扩展电路)
U5:SN74LV273ADWR(I/O端口扩展电路)
U6:LM358(SCART功能开关信号放大)
U7:LM358(背光调整)
U8:74LCX32(或门电路)
U9:DS90C383A(TTL信号转换为LVDS信号)
U10:24LC21A/SN(VGA-EDID,出口机使用)
U11:PI5V330(三通道切换开关,用于TV/HD的RGB信号与VGA的RGB信号进行选择切换)
U12:PIC12F629(单片机)
U13:74HC4052D(TV与VGA信号的行场同步切换)
四、电源部分说明
本方案为小屏幕机型使用,故电源采用外置12V直流电源适配器。整机工作时需要有12V、5V、3.3V、1.8V等多组电压。
(1) 12 V部分
由电源适配器直接供给直流12V,需要12V供电的部分有:伴音功放U10S(TDA1517)、逆变器(INVERTER)。
(2) 5V部分
本机由集成电路T5(LM2596-5.0)及其外围电路构成了一个降压型开关电源。通过这个开关电源,将12V直流电压变为5V直流电压为整机供电。在这个电路中,T5相当于一个起开关作用的功率晶体管,L24(33μH)为储能电感,D1(1N5822)为续流二极管,由于工作于开关方式,使其输出负载电流大(3.0A),电源转换效率高,发热量小,可以采用铜箔散热的方式。同时,本电路还具有输出限流,及在故障状况下提供完全保护的热关断功能。
另外,+12V还通过数字板上的T7(78L05)稳压得到+5V,此电压为待机电路U12(PIC12F269)及电源指示灯供电。解码板上的T3(7805)对+12V稳压得到的+5V给高频头供电。
(3)3.3V部分
本机3.3V是通过三个低压差线性电压稳压器,数字板上的T1(LM1117-3.3)、T6(LT1085CM-3.3)和解码板上的T2(LM1117-3.3V)对5V直流电压进行稳压来得到。
(4)1.8V部分
本机1.8V是通过低压差线性电压稳压器T2(LM1117-1.8)对5V直流电压进行稳压来得到。此外该芯片还具有内部限流和热关断的功能。
五、图像信号处理部分原理
1.射频信号处理电路
广播电视射频信号送到高频头A1(FQ1216)的射频信号输入端,FA1216是一体化多制式频率合成式电子调谐器,FQ1216ME支持的制式包括L/L’ (法国),B/G,I和D/K,5V电压供电,低消耗功率,内部包含DC-DC转换电路,合成调谐所需的电压。采用I2C总线技术进行调谐、AFC等控制,可直接解调输出复合视频和音频信号,并能够输出第二伴音中频信号。
FQ1216各引脚的作用如下:#1(AGC电压监测)、#2(调谐电压监测)、#9、#10脚未连;#3脚是调谐部分+5V电压供电脚;#4、#5脚分别是时钟总线SCL和数据总线SDA引脚;#6脚为I2C地址选择引脚,本机接地;#11脚为第二伴音中频输出;#12脚为复合视频信号输出;#13脚为中频部分的+5V供电脚;#14脚为音频输出脚。
+12V电压经T3(7805)稳压为+5V后从#3脚输出,经C155、C154滤波后得到稳定的5V电压,此电压一路经L14、C124滤波后加到加到#3脚,一路经L15、C125滤波后加到#13脚。
解调之后的视频CVBS信号一路由高频头#12脚输出送到TB1274的#44脚,用于视频解码,另一路送到CCD/VCHIP和图文解码电路(对于出口机);#14脚输出的音频信号经三极管Q13(T3904)射随放大后送到伴音处理器MSP3450G的#60脚;而#11脚输出的第二伴音中频信号送到MSP3450G的#67脚。
2.彩色解码处理电路
TB1274AF是东芝公司的亮度、色度、同步信号处理集成电路,具有PAL/NTSC/SECAM多制式解码功能。TB1274AF包括高性能的画质补偿电路,能够进行PAL/NTSC/SECAM的多制式自动识别和解码,并能够自动识别50/60Hz的信号,内部具有用于彩色解码的3.58MHz、4.43MHz彩色副载波信号形成电路。TB1274的多种功能可以通过I2C总线进行控制和设置。
TB1274的各引脚功能如下表:
引脚 符号 功能
1 CVBS1/Y1-IN 视频1/亮度1输入
2 SYNC-IN 同步输入
3 CVBS-OUT 复合视频输出
4 VS 场同步输出
5 COMB Y-IN 梳状滤波器亮度输入
6 D-VDD DDS/BUS/V-CD/H-CD部分电源
7 COMB C-IN/FORCED-S 梳状滤波器色度输入/SECAM强制模式
8 D-GND DDS/BUS/V-CD/H-CD部分接地
9 HS 行同步信号输出
10 SCP 沙堡脉冲输出
11 Yvi-OUT 同步信号输出
12 SYNC-VCC 同步电路供电
13 SCL I2C总线时钟脚
14 SDA I2C总线数据脚
15 YS3(RGB1-in) 主信号和RGB1信号切换开关信号
16 SYNC-GND 同步电路地
17 Cr1-IN 色差信号Y1/Cr1/Cb1输入
18 Cb1-IN
19 Y1-IN
20 CLP-FIL 亮度钳位电容连接端
21 Y-OUT 色差信号Y/Cb/Cr输出脚
22 Cb-OUT
23 Cr-OUT
24 YS1(YCbCr2-in) 主信号和YCbCr2信号切换开关信号
25 B1-IN RGB1信号输入
26 G1-IN
27 R1-IN
28 Y/C-GND Y/C/Text/Video-SW/1HDL部分接地
29 Cr2-IN 色差Y/Cb/Cr2输入
30 Cb2-IN
31 Y2-IN
32 Y/C-VCC Y/C/Text/Video-SW/1HDL
部分供电
33 B2-IN RGB2信号输入
34 G2-IN
35 R2-IN
36 YS2/YM(RGB2-in) 主信号与RGB2信号切换开关信号,半透控制信号
37 FIL 与Y/C VCC相连
38 X’TAL 连接16.2MHz晶振
39 C3-IN C3信号输入
40 APC-FIL APC滤波
41 CVBS3/Y3-IN CVBS3/Y3信号输入
42 ADDRESS 从地址选择
43 C2-IN C2信号输入
44 CVBS2/Y2-IN CVBS2/Y2-IN信号输入
45 COMB SYS 彩色制式设定
46 Fsc-OUT 彩色副载波输出
47 AFC-FIL AFC滤波
48 C1-IN C1信号输入
TB1274内部原理框图如下所示:
TV-CVBS信号送到TB1274的#44脚。本机具有1路AV输入信号,外部AV端子或SCART端子的视频信号通过电容C94耦合到三极管Q7(T3904)的基极,经Q7射随放大后,通过C56送到TB1274的#1脚。TV-CVBS和AV-CVBS信号在总线控制下在TB1274内部进行选择切换,选择出其中一路从#3脚输出,然后分为两路:一路经过Q9(T3904)射随放大后送到SCART插座XP3的#19脚,用于作为视频输出;对于具有梳状滤波器亮色分离功能的机器,另一路经C108耦合到三极管Q2的基极,由其射极输出后再经电容C91耦合到U3(TC90A69F)的#7脚(YCIN)。
TC90A69F是PAL/NTSC制3行数字梳状滤波器亮色分离集成电路,采用SOP28封装。采用I2C总线接口,适用的制式包括:NTSC(3.58、4.43),PAL(50,60)等多种视频格式。它具有CNR色度噪声抑制功能,垂直边缘增强电路,行频校正电路,内置8倍压控振荡器,行存储器,具有单通道8位A/转换电路D和双通道10位D/A转换器。同步尖峰钳位电路,集成4个1行延迟线,采用5V电压供电。TC90A69F的内部框图如下图所示:
TC90A69F引脚功能说明如下表:
引脚 符号 功能 引脚 符号 功能
1 BIAS ADC偏置电压 15 SCL I2C时钟总线
2 VRT ADC输入范围上限电压 16 SDA I2C数据总线
3 VDD1 +5V模拟供电1 17 MODE1 DAC模式输出控制
4 TESTI1 测试输入1 18 TEST OUT 测试输出
5 VSS2 模拟接地2 19 fsc IN 彩色幅载波输入
6 VRB ADC输入范围下限电压 20 VDD4 模拟供电4
7 CVBS IN 视频信号输入 21 VSS4 模拟接地4
8 TEST 测试接地 22 FIL 连接APC滤波器
9 KILLER Y/C分离垂直边缘增强开关控制 23 PO PLL输出
10 TESTI2 测试输入2 24 VB2 偏置电压2
11 VDD3 +5V数字供电3 25 Y OUT 模拟亮度信号输出
12 VSS3 数字接地3 26 VSS1 模拟接地1
13 VDD2 +5V数字供电2 27 C OUT 模拟色度信号输出
14 TESTI3 测试输入3 28 VB1 偏置电压1
进入U3内部的PAL制或NTSC制视频信号在经过钳位后,送入A/D(模数)转换电路,转换为数字视频信号。钳位电路完成输入信号的同步头限制,高速度8位AD转换器用于PAL和NTSC3.58和NTSC4.43制信号的模数转换。行延迟电路的延迟时间决定于输入的信号格式。
动态梳状滤波器用于完成PAL和NTSC制信号的亮度和色度的分离。垂直边缘增强电路的作用是增加图像的质量,挖芯电路用于除去小信号中的干扰。对于NTSC制信号,TC90A69F 使用CNR,对于PAL制,使用C-NC色度处理电路从复合信号中分离出色度信号。亮色分离后的信号分别进入各自的10位D/A(数模)转换电路进行数模转换。
TC90A69F在进行亮色分离时,需要一个色副载波时钟信号fsc作为参考信号,此信号是由TB1274AF的#46脚提供的,该信号经Q4和Q3射随放大后进入TC90A69F的#19脚(fsc IN)。该色副载波信号(fsc)进入内部PLL锁相环电路,在总线的控制下,通过把输入的副载波信号8倍频锁相,得到8fsc时钟信号,8fsc时钟频率被作为模数转换的上取样频率,把数字信号转换为模拟信号。8fsc 经1/2分频后产生4fsc时钟信号,此时钟频率4fsc作为8位AD转换电路的基准时钟。
亮色分离后的亮度信号YOUT从#25脚输出,经电阻R89、电容C58输入TB1274的#5脚(COMB Y-IN);而色度信号COUT从#27脚输出,经电阻R88、电容C59送到TB1274的#7脚。分离后的亮度和色度信号送到TB1274内部的CVBS/YC选择电路。而外部S端子输入的亮度信号经三极管Q6(T3904)射随放大后,再经电容C55输入到TB1274的#41脚;色度信号经三极管Q5(T3904)射随放大后,再经电容C77输入到TB1274的#39脚。从#41和#39脚输入的亮色信号也送到TB1274内部的CVBS/YC选择电路,此电路选择出其中的一组信号,其中色度送到色度解码电路,亮度信号色度亮度处理电路,另外亮度信号还从TB1274的#11脚输出,经电容C60钳位送回TB1274的#2脚,送到同步处理电路。当接收SECAM制,黑白图像信号,S端子信号和Y、Pb/Cb、Pr/Cr端子信号时,梳状滤波器将自动关闭。
此后的色度信号经过自动色度控制(ACC)电路、BPF带通滤波和SECAM钟型滤波、彩色制式自动识别电路、低通滤波、PAL/SECAM 1行延迟电路、副载波恢复电路、色差信号同步解调电路等,解码得到色差Cr和Cb信号,送到色差开关电路。而另一方面亮度信号经过色度陷波、亮度延迟,清晰度控制、副对比度控制、黑电平延伸等电路后也送到色差开关电路。#17-#19脚可以输入DVD色差分量信号Y/CbCr1(本机未用)。当使用SCART端子时,从#25、#26、#27脚输入的SCART端子输入的RGB基色信号也到TB1274内部的色差开关电路,此2路信号在#15脚的SCART FS信号的控制下选择出一路再送到后级开关电路,与#19-#31脚输入的画中画RGB信号进行选择切换(本机没有画中画电路),然后送到后级再与#33-#35脚输入的图文RGB信号(出口机用)在#36脚TEXT FS信号的控制下进行切换选择。在最终输出之前,亮度信号经钳位滤波、锐度控制、色差信号还要经过延迟,然后经过低通滤波、放大后从#21-#23脚输出隔行的YCbCr或逐行的SCART RGB信号。
TB1274的#2脚输入的TV同步信号和#19脚输入的色差亮度信号(本机未用)经过内部开关选择切换后,送到同步分离电路,分离出行场同步信号,行同步信号HS从#9脚输出,场同步信号VS从#4脚输出,另外还从#10脚输出沙堡脉冲(本机未用)。HS和VS信号从插针JP1的#14和#16脚送到数字板;另外对于具有CCD/VCHIP以及图文功能的出口机,HS和VS信号还要送给集成电路Z86229和SAA5264。
从TB1274输出的YCbCr信号送到快速切换开关集成电路U5(PI5V330)的#5、#11、#14脚,U5是高带宽开关电路。当不使用SCART端子而使用色差端子时,外部色差端子输入的YCbCr或者YPbPr信号送到U5的#6、#10、#13脚,U5 #1脚的RGB_SEL1信号负责控制信号的选择切换,此信号通过插针JP1的#25脚来自数字板的端口扩展电路U5(74LA273A)。经过选择后从#7、#9、#12脚输出,通过插针JP1的#8、#10、#12脚送到数字板的U11(PI5V330),进一步与VGA端子输入的RGB信号进行选择切换。
3.CCD/VCHIP/TEXT电路简介
CCD为Closed Caption Decoder的缩写,主要是为聋哑人服务的。CCD分为Caption模式和TEXT模式。CCD数据可由9个通道传输:奇场包括4个通道,CC1,CC2,TEXT1,TEXT2;偶场包括5个通道,CC3,CC4,TEXT3,TEXT4,XDS(Extended Data services)。CC1,CC2,CC3,CC4可以用来传输不同的语言文字,内容主要是图像中人物的对白,在使用时将相应的文字显示在说话人嘴巴的附近;TEXT1,TEXT2,TEXT3,TEXT4主要用于传输一些信息,如天气预报,新闻等等;XDS传输的数据主要用于V-CHIP(Program BLOCking)使用。CCD数据包括控制代码和数据码;XDS数据包括控制代码、数据码与校验和。
CVBS_OUT信号通过三极管Q10射随放大,对于具有CCD功能的北美机,CVBS信号送到U6(Z86229)的#7脚,TV-HS和TV-VS信号分别送到U6的#5脚和#13脚。对于具有图文功能的欧洲机,CVBS信号送到U7(SAA5264)的#23脚,TV-HS和TV-VS信号分别送到U7的#36脚和#37脚。
CPU通过与Z86229的通信,控制该IC的输出和取出需要的数据由软件完成相应的功能,CCD的RGB信号从U6的#18、#2、#3脚输出。而图文的RGB信号从SAA5264的#34、#33、#32脚输出。CCD或图文信号输入TB1274AF的#35、#34、#33脚,在#36脚TEXT_FS信号的控制下与TB1274内部信号进行选择切换,再送到后级处理电路。
4.VGA RGB信号和同步信号的切换
电脑显卡或影碟机输出的VGA信号通过VGA端子送到数字板,VGA的RGB三基色信号从VGA端子的#1、#2、#3脚输入到U11(PI5V330)的#6、#10、#13脚。VD1-VD7起端口保护作用,U10(24LC21)是作为显示器用的EDID信息存储器。从解码板送来的TV/HD RGB信号送到U11的#5、#10、#14脚,U11负责TV/HD RGB信号和VGA RGB信号的选择切换,U11的#1脚在端口扩展电路U5(74LV273A)#2脚送来的RGB_SEL0信号的控制下,选择其中一路信号从#7、#9、#12脚输出送到后级PW1306电路。
从解码板送来的TV-HS和TV-VS同步信号送到U13(74HC4052)的#12脚和#1脚,VGA同步信号VGA_HS和VGA_VS从VGA端子的#13、#14脚送到U13的#5和#14脚。U13负责TV和VGA同步信号的选择切换,U13的#9脚和#10脚在端口扩展电路U5(74LV273A)#12脚和#15脚送来的INPUT_SW0和INPUT_SW1信号的控制下,选择一路从#3脚和#13脚输出,然后送到或门电路U8(74LCX32),行脉冲信号(AHSYNC)从#6脚输出,直接送到U3(PW1306)的#65脚,场脉冲(AVSYNC)从#3脚输出,直接送到U3的#64脚,由U3进行模/数转换。由于本机的解码电路TB1274输出的是YCbCr信号而不是RGB信号,PW1306可以从Y信号中得到同步信号,所以U13实际上可以不用。
5.PW1306部分电路分析
U3(PW1306)可以直接接收模拟RGB或YPbPr信号,U11(PI5V330)输出的红、绿、蓝三基色信号分别输入到PW1306的#37、#43和#50脚。模拟RGB信号首先在U3(PW1306)内部进行模/数转换,对于隔行信号然后经过简单的隔行变逐行(DEINTERLACE)处理。因为输入的信号有各种图像格式,包括高清信号的不同格式、PC信号的的各种分辨率和帧频,而液晶屏的物理分辨率却只有一种,为了适应不同的输入信号,并且为了使同一块电路主板可以用于不同分辨率的液晶屏,需要图像缩放处理,把信号转换为统一的分辨率和帧频,信号在PW1306内部还经过视频增强等一系列亮度、色度处理,最后输出数字RGB信号。
对于YPbPr/YCbCr信号,Y信号除了送到亮度处理电路外,还要从PW1306的#44脚输入,作为复合同步信号的来源。同步信号输入后经过同步处理电路,最终输出行场同步、时钟等信号来驱动液晶屏显示图像。
PW1306输出的是TTL信号,因此对于使用TTL传输信号的低分辨率(640×480)液晶屏,可以直接连接。而对于使用LVDS传输信号的高分辨率(1024×768,1280×768)液晶屏,则必须首先进行TTL到LVDS的电平转换,电平转换使用的是U9(DS90C383A),它接收8bit的数字RGB信号、同步信号和时钟信号,进行电平转换后从#37-#42脚和#45-#48脚输出5对LVDS形式的信号到液晶屏。
六、伴音电路原理分析
1.音效处理电路
本机音效处理采用集成电路MSP3450G,MSP3450G是MICORNAS公司的多制式单芯片音频处理器。支持伴音全制式B/G、I、D/K、M,可以处理全球标准的模拟电视伴音,包括丽音数字伴音。整个电视伴音处理过程,从模拟第二伴音中频信号输入,到模拟音频信号输出,都在这一个芯片中完成。MSP3450G无需任何调整就可达到很好的立体声性能,只需要通过I2C总线传输进行标准的选择。它能够自动地检测当前的伴音标准,而且可以自动切换选择单声道/立体声/双伴音模式。其主要特征如下:
通过I2C总线传输实现伴音标准的选择
自动电视伴音标准的检测和选择(单声道、立体声或双语言)
支持全部丽音标准
支持模拟FM立体声A2标准
BTSC和日本EIA-J标准立体声信号解调
支持调幅(AM)和FM收音解调
扬声器和耳机通道具有单独的平衡、低音、高音、音量调节功能
AVC电路:扬声器通道具有自动音量校正功能
扬声器通道具有5波段的多频音调补偿器
扬声器通道具有空间效果增强功能
超重低音扬声器伴音输出
2路可选择的第二伴音中频(SIF)输入
4路立体声AV音频输入,1路单声道输入,2路立体声AV音频输出
2路I2S输入接口,1路I2S输出接口
PQFP80封装的MSP3450G的主要引脚功能说明如下表所示:
引脚 符号 功能 引脚 符号 功能
2 SCL 总线时钟 38 CAPL-A 辅音量电容器
3 SDA 总线数据 40 CAPL-M 主音量电容器
7 STANDBY 待机 50 SC3-L AV3输入(左)
8 ADR-DA ADR数据输出 51 SC3-R AV3输入(右)
9 ADR-WS ADR字选通 53 SC2 -L AV2输入(左)
10 ADR-CL ADR时钟信号 54 SC2-R AV2输入(右)
21 RESET 电源复位输入 56 SC1-L AV1输入(左)
24 DACA-R 耳机输出(右) 57 SC1-R AV1输入(右)
25 DACA-L 耳机输出(左) 60 MONO-IN 单声道输入
27 DACM-R 喇叭输出(右) 64 TEST 测试脚
28 DACM-L 喇叭输出(左) 67 AN-IN1 中频输入1
30 DACM-S 重低音输出 68 AN 中频输入公共端
33 SC2-OR AV输出(右) 69 AN-IN2 中频输入2
34 SC2-OL AV输出(左) 70 TEST 测试接地
36 SC1-OR AV输出(右) 71 XT-IN 晶振输入
37 SC1-OL AV输出(左) 72 XT-OUT 晶振输出
MSP3450G内部框图如下图所示:
从高频头第#11脚输出的第二伴音中频信号TV_SIF输入到U1(MSP3450G)的#67脚,用于丽音解码。MSP3450G的输入管脚AN_IN1,AN_IN2可以提供2路模拟第二伴音中频信号输入,本机只使用其中的一路,另一输入脚#69脚没有采用。高频头#14脚输出的模拟音频信号TV_AUDIO经Q13射随放电后送到U1的单声道输入脚#60脚(MONO)。
进入MSP3450G的第二伴音中频信号首先经切换开关切换选择出输入的2路信号中的一路,然后经AGC电路进行自动增益控制,AGC电路可以适应较宽范围的输入信号幅度。再由A/D电路根据选定的第二伴音中频把被选择的模拟伴音中频信号转换为数字信号。MSP3450G是对数字信号进行解调的,它可以自动检测和解调全球包括数字丽音信号在内的所有电视伴音标准信号,数字解调器支持NICAM、A2、AM、BTSC、FM-RADIO等格式信号的解调。当误码率较高时, MSP3450G会自动地从数字丽音伴音切换到模拟FM或AM单声道方式。MSP3450G具有自动伴音标准检测功能,它能自动地检测当前的标准,并切换到相应的标准。FM/AM和NICAM解调后的信号送到自动伴音选择电路,通过选择其中的一路通道,相应的伴音模式将被切换选择到扬声器和耳机输出通道。
U1(MSP3450G)具有4路立体声基带伴音信号输入接口。通过AV输入端子(国内机)或SCART端子(对于出口欧洲的机器)输入的左右声道伴音信号分别输入到U1的#56和#57脚;对于国内机器,PC耳机音频输入端子XP7输入的PC通道左右声道伴音信号分别输入到U1的#50和#51脚。输入到MSP3450G的2路伴音信号和#60脚输入的单声道信号首先在其内部进行切换选择,选择出其中的一路送到模数(A/D)转换电路,把模拟伴音转换为数字信号,然后也同样送到信号源切换选择电路。AV/SCART输入的伴音信号还可以直接通过内部矩阵电路选择输出而不必进行数字化。
信号输出选择电路能够选择任意输入的信号输出。信号源选择器选择分配所有的输入信号到希望输出的输出通道(扬声器、耳机等)。对于每个输出通道,伴音模式能通过输出通道矩阵电路被设置为立体声或单声道。自动伴音选择时输出通道矩阵把解调后的信号固定在立体声模式。
MSP3450G具有2路AV伴音输出通道。送到MSP3450G内部信号源选择电路的各路数字伴音信号在其内部进行选择切换,2路AV输出通道矩阵电路分别选择所有输入信号中的一路,然后分别进行音量控制,再送到数模(D/A)转换电路把数字伴音信号转换为模拟音频信号,转换后的2路信号一起送到AV伴音输出选择电路,选择后的AV1左右声道信号分别从#36和#37脚输出(本机未用);选择后的AV2左右声道信号分别从#33和#34脚输出(本机未用)。
耳机通道矩阵电路选择所有输入信号源选择电路中的数字信号中的一路,经过高音、低音调整电路、响度控制电路、平衡控制电路、音量调节电路后送到数模(D/A)转换电路,把数字伴音信号转换为模拟音频信号,最后从MSP3450G的#24和#25脚输出耳机左右声道音频信号送到耳机运放电路U9(TDA1308)的#2脚和#6脚,经过运算放大后通过JP1送到数字板,最后输出到耳机接口XP6后去推动耳机。当插上耳机口时,MUTE_OUT变为5V高电平,喇叭自动静音。
主扬声器通道矩阵电路选择所有输入信号源中的数字信号中的一路,首先送到自动音量校正(AVC)电路,不同的伴音信号源可能具有不同的输入电平,这会造成音量突变,自动音量校正电路通过校正音量电平解决这一个问题。在特定的范围内,AVC电路测量输入信号的平均幅度并且计算一个适当的校正增益,使平均输出电平维持在一个常量,从而避免音量忽大忽小。然后再经过高低音调整/均衡、响度控制、空间效果、平衡后送到音量调节电路。这2路数字音频信号经2路数模(D/A)转换电路转换为模拟音频信号分别从#27(右)、#28(左)脚输出。本机未采用MSP3450G的重低音处理电路。
端口扩展电路U5(74LV273)的#16脚输出的RSTn信号送到伴音处理器MSP3450G的#21脚,用于MSP3450G的复位,高电平时正常,低电平时复位。MSP3450G的#71和#72脚外接的18.432MHz的晶振XT1和内部振荡器电路产生18.432MHz的振荡频率,用于驱动内部系统时钟并用于完成A/D和D/A转换。
2.伴音功放电路
U1的#27和#28脚输出的左右声道伴音信号经过电阻R128、R129,电容C147、C147送到伴音功放U10(TDA1517P)的#1脚和#9脚。TDA1517P是2×6W立体声伴音功放,采用HDIP18封装,使用单+12V供电。放电后的音频信号从#4脚和#6脚输出送到喇叭。TDA1517各引脚功能如下表:
引脚 符号 功能 引脚 符号 功能
1 IN1 输入1 6 OTU2 输出2
2 SGND 信号地 7 VPP 供电
3 SVRR 供电纹波抑制输出 8 M/SS 静音/待机控制输入
4 OUT1 输出1 9 IN2 输入2
5 GND 电源地
七、控制部分
1.微处理器部分
本机主芯片U3(PW1306)内部嵌入一个80186兼容微处理器,因此 U3同时兼具微处理器的功能。
微处理器包括以下部分:
中断控制器
80X86架构的CPU
时钟与复位部分
定时器
外部存储器端口
通用异步收发器(UART)
遥控信号处理器(IR)
通用I/O口(GPIO)
2.存储器部分
本机使用了一片8Mb闪存U1(AM29LV800BT-90EC)存储本机程序。U1的#11、#28分别与U3的#198、#197相连,进行程序的读写控制。寻址和数据传输则分别通过19位的地址线和16位的数据线来完成。系统开始工作时,芯片U3通过16位数据线将闪存中的程序读到U3中的RAM中运行。由于闪存是可擦写的,所以本机芯片无需掩膜,只需在生产前用烧码器将程序烧入闪存U1。另外,还可以由计算机通过U3(PW1306)的通用异步收发器(UART),直接将程序写入闪存U1内,实现软件的升级。
本机还使用一片E2PROM U2(24C16)用来存储频道、亮度、对比度、音量等用户数据。
3.I/O部分
芯片U3(PW1306)共有8个GPIO口,其中PORTA0(#208)、PORTA1(#207)分别为总线中的数据线和时钟线,PORTA2(#206)为LVDS和电源开关控制引脚。PORTA4(#204)和PORTA3(#205)为AV/TV选择控制信号输入引脚, 当插上SCART端子后,SCART端子#8脚的AV/TV功能开关信号送到数字板上的U6(LM358),U6进行运放后从#1脚和#7脚输出,送到U3的#204和#205脚。PORTA5(#203)连接遥控接收头的信号输出端,PORTA6(#202)用于控制背光灯的关断,PORTA7(#201)为背光灯的亮度调节控制。
由于本机各电子开关的信号切换、按键输入等均需使用到I/O接口,为解决这一问题,本机通过对U3的数据线进行复用,来进行I/O接口的扩展。下面对这一电路进行介绍。
U3(PW1306)的#143~#145脚、#148~#160脚为CPU的16位数据线,与U1(AM29LV800BT)的#29~#45脚相连,其后8位(D8-D15)同时还与U4(74LVC541)的#11~#18脚以及U5(74LV273)的#3、#4、#7、#8、#13、#14、#17、#18脚相连。U3(PW1306)的#161~#164、#175~#183、#188~#193脚为19位地址线,与U1(AM29LV800BT) 的#1~#8、#16~#25、#48脚相连。
U1(AM29LV800BT)的#28、#11脚分别为低电平有效的读、写控制脚,其与U3(PW1306)的#197、#198脚相连,在U3的控制下进行数据的读、写操作。
U4(74LVC541)的#19、#1脚为选通控制脚,分别与U3的#199、#196脚相连,当这两脚都被置为低电平时,U4就会被选通。U4的#2~#7脚和#8脚分别连接7个本机按键,整机工作时每隔40ms就向U4发出一次选通信号来使U4选通,检测是否有外部按键输入信号。
U5(74LV273)为一个8位D类触发器,#11脚为时钟信号输入脚,与U3的#200脚相连。当需要通过8位数据线向外输出控制信号时,U3发出一个时钟脉冲到U5的#11脚,在时钟脉冲的上升沿,U5的8位输出状态进行更新。U5的#1脚与U3的#132脚相连。当开机时,U3给出一个低电平信号到U5的#1,将U5的各输出脚的状态清零,正常工作时,U5的#1脚为高电平。#19脚输出5V高电平用于控制伴音电路静音。#2脚输出的RGB_SEL0用于控制U11(PI5V330)进行主信号和VGA信号的选择。#5脚输出的RGB_SEL1用于控制U5(PI5V330)进行TV信号和色差信号的选择。#12脚的INPUT_SW0和#15脚的INPUT_SW1信号用于U13对TV和VGA的同步信号进行选择。
在CPU的控制下,通过在不同的时间段内将数据线的后8位分配给I/O扩展芯片和闪存使用,进行数据线的多重复用。
4.电源管理
本机待机时除了U12(PIC16F629)电路外其他部分电路的电源均需切断以降低功耗,而由U12负责待机开机的控制。本机是通过双P沟道的MOS管集成电路T4(IRF7314)来进行电源控制的。
本机使用了单片机U12(PIC16F629)作为待机控制CPU。IR遥控信号除了送到PW1306外,还送到U12的#4脚。前面板的POWERDOWN待机信号除了通过U4(74LVC541)送到U3(PW1306)外,还送到U12的#2脚。当接收到待机指令后,U3的PORTA2(#206)和PORTA4(#202)分别输出控制信号,其中#206脚输出的LVDSON(STANDBYn)信号送到U9,控制LVDS编码电路停止工作,另外还送到U12的#3脚(GP4)控制U12使其输出待机信号;#202脚输出BKLON背光控制信号送到逆变器用于关闭背光源。然后U12的#7脚输出的POWER_ON变为高电平,通过Q2关断T4的+12V电源通道,进而关断信号处理电路和逆变器的供电。当接收到开机指令时,U12的#7脚首先输出低电平的POWER_ON开机信号,控制T4打开+12V的输出通道,整机供电开始正常工作。
解码板上的U4(EL1883)是同步分离集成电路,CVBS_OUT信号从#2脚输入,分离后的行场同步信号TV_HSOUT和TV_VSOUT分别从#7脚和#3脚输出。从#1脚输出的SYNCOUT信号送到U12的#5脚,作为有无信号的识别信号,当一段时间没有信号时,U12将自动输出待机控制信号使整机关机(此部分电路实际上没有使用)。
5.背光电源控制
本机背光驱动部分的开关(XP13 #3脚)是由U3的PORTA6(#202)输出的信号控制的,当信号为高电平时(3.3V)时,背光驱动部分处于工作状态,当信号变为低电平时(0V)时,背光驱动部分将停止工作。
本机背光亮度调节电压(XP13 #4脚)是由U3 PORTA7(#201)输出的PWM信号经由U7(LM358)组成的积分电路积分后得到的,其电压范围为直流0V~3.3V,通过调节这个电压的大小,可以改变背光灯的发光强度,电压为0V时发光强度最高,电压为3.3V时发光强度最低。