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1、第第11章章 大屏幕彩色电视机大屏幕彩色电视机 11.1 大屏幕彩色电视机采用的新技术和新电路大屏幕彩色电视机采用的新技术和新电路11.2 NC3机芯画中画大屏幕彩色电视机简机芯画中画大屏幕彩色电视机简11.3 其它显示方式的大屏幕彩色电视机简介其它显示方式的大屏幕彩色电视机简介习题十一习题十一 11.1 大屏幕彩色电视机采用的新技术大屏幕彩色电视机采用的新技术和新电路和新电路11.1.1大屏幕彩电的基本特点1.大屏幕2.多功能3.多制式4.高性能11.1.2大屏幕彩电采用的新技术和新电路1.I2C总线技术I2C总线（InterICBUS）是荷兰飞利浦（PHILIPS）公司研究发明的一种双向串
2、行总线。原来主要用于仪器、仪表电路，现在已成为一种标准，推广到其它领域，并广泛地应用于民用电子产品、通信及工业电子产品上，作为IC器件间的控制核心。随着电视性能的提高，功能的增加，电视接收机的复杂程度也相应提高，需要控制的量值也越来越多，如对比度、亮度、彩色、音量、重低音、PIP、环绕声、卡拉OK等等。并且更多的信息也要送入微处理器进行处理。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。数据传输往往是双向传输的，即微处理器可以将信息传输给被控电路，被控电路也可以将信息传输给微处理器。另一条是用
3、来传输时钟信息的，被称之为串行时钟线（SCL）。2.梳状滤波器Y/C亮色分离电路在一般的彩电中是用频率分离的传统方法将视频信号中的亮度信号与色度信号分离开来的，具体来说是在亮度通道中加入一个色度陷波器吸收色度信号，取出亮度信号；在色度通道中，加入一个色度带通滤波器取出色度信号，抑制亮度信号。这种方法具有电路简单、元件少、成本低等优点。PAL制梳状滤波器亮色分离电路框图如图11-1所示。图11-1梳状滤波器亮色分离电路框图复合全电视信号表达式为EM=EY+（EUsinSCtEVcosSCt）式中，EY为亮度信号；（EUsinSCtEVcosSCt）为色度信号，取“+”号者为NTSC行，取“-”号
4、者为PAL行；SC=2fSC，fSC为色副载波频率（fSC=4.43361875MHz），周期TSC=0.2255494s。因为行频fH=15625Hz，行周期 TH=64s，所 以 一 个 行 周 期 TH中 包 含 有 TH/TSC=283.7516个色副载波周期TSC。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283.75162=567.5032个周期，折合成角度为（567+0.5032）360=567360+180这说明延迟两行后的色度副载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E
5、Md=EY-（EUsinSCtEVcosSCt）直通信号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。3.延迟型水平轮廓较正电路在彩色电视机中，为了消除色度信号对亮度信号的串扰，通常用色度陷波器将色度副载波及其边带分量吸收掉，这样就使亮度信号的高频分量损失严重，图像的清晰度下降。为了弥补这种缺陷，常常加入水平轮廓校正电路，以改善图像质量。水平轮廓校正对两个像素之间的黑白交替（即垂直方向的边界）予以增强，它对应于视频通道幅频特性的高频成分，因而水
6、平轮廓校正需要在幅频特性的高频区有一抬峰。在一般的彩色电视机中，大多采用电感二次微分的原理来实现这种校正功能。采用电感二次微分原理构成的校正电路具有电路简单、元件少、成本低等优点，但是也有许多弊病。图11-2是一种典型的延迟型水平轮廓校正电路，其各点波形如图11-3所示。图11-2延迟型水平轮廓校正电路框图图11-3延迟型水平轮廓校正电路各点波形4.视频信号的噪声抑制（挖心电路）在大屏幕彩电中，为了提高信噪比，以改善图像质量，一般都要采用降噪措施，即在视频通道中的适当位置加一级降噪电路。目前应用较多的降噪电路是“挖心电路”，也称为“核化电路”。图11-4画出了挖心电路的传输特性及其输入、输出信
7、号。其特点是：在输入信号零点附近的一个小区域（AB之间）内，输出信号为零，而此区域以外的输出信号则与输入信号成线性关系。图11-4挖心电路的传输特性及其输入、输出信号(a)挖心电路的传输特性；(b)输入信号；(c)输出信号5.黑电平扩展电路黑电平扩展电路又称黑电平动态补偿电路，它是大屏幕彩电中用来改善图像质量的重要电路，常加在亮度通道中对比度控制电路之前的位置。黑电平扩展电路的基本功能是检测亮度信号内“浅黑”部分的电平，并把该电平与消隐电平相比较，如果它没有达到消隐电平则向黑电平方向扩展，如果已达到了消隐电平则停止扩展，如图11-5所示。图11-5黑电平扩展电路基本功能为了实现上述黑电平扩展功
8、能，电路必须具有如图11-6（a）所示的传输特性。在消隐电平附近有一扩展区，在扩展区以外传输特性为线性，其电压放大倍数为一常数；而在扩展区内的传输特性为非线性，上升较陡的部分斜率加大，表明其电压放大倍数明显增加。因此，处于扩展区之外的输入信号被线性放大，无扩展效应，而落入扩展区之内的输入信号将被拉伸，即向黑电平方向扩展，如图11-6(c)所示。图11-6黑电平扩展电路的传输特性及其输入、输出信号(a)传输特性；(b)输入信号；(c)输出信号需要强调的是，黑电平扩展电路只是对亮度信号内的“浅黑”部分的电平进行扩展，而不能对色度信号有任何影响。因此，黑电平扩展电路所处的位置必定是在亮色分离之后，对
9、比度控制电路之前的亮度通道之中。6.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。扫描速度调制电路与前述的水平轮廓校正电路都是为提高图像清晰度而采取的措施，具有相似的作用。7.高质量伴音我国现行的电视伴音信号是通过图像信号混合用一个信道传播，接收端无论怎样处理，图像和伴音信号在彩色电
10、视机内都是混在一起的，它们之间混在一起处理的电路越多，相互串扰就越严重。目前，图像和伴音信号在电视中的处理有四种方式。第一种方式是传统的共同通道方式，即直接从图像检波器所得的信号中提取第二伴音中频信号，如图11-7所示。图11-7共同通道方式的电路程式在这种方式的放大和检波过程中，图像和伴音信号之间的交叉干扰是不可避免的。这类电路难以达到较好的声、像分离效果。第二种方式是从中频电视信号中分离出一路，单独检波得到第二伴音中频信号，如图11-8所示。这种方式对抑制图像和伴音的互相干扰要比第一种方式好得多，特别是伴音中的蜂音干扰有了明显的改善。图11-8图像、伴音分离检波方式的电路程式第三种方式是将
11、图像中频和伴音中频信号完全分离后，再分别处理，如图11-9所示。这种方式除了高频头以外，图像和伴音信号分别经过不同的信号处理通道，中频滤波器也各不相同，不用像第二种方式中的声、像滤波特性要相互兼顾。它可根据各自的需要进行设计，以得到高质量的伴音。但这种方式的伴音解调载波频率很高，而前两种方式解调的载波频率很低（我国为6.5MHz）。因此，该方式对鉴频器“S曲线”的稳定性要求无疑要比第二种方式高得多，从技术上来说是比较困难的，成本也很高。图11-9完全分离式电路程式第四种方式是在第三种方式的基础上，将伴音中频变为第二伴音中频再进行解调，如图11-10所示。这种方式中，伴音中频滤波器并不是只让伴音
12、中频通过，还保留一个图像中频的窄峰，利用它作基准信号与伴音中频信号在第二伴音中频发生器中产生第二伴音中频信号。由于伴音解调的载频降低了，所以，使这种方法的技术难度降低、成本下降。这种方式是大屏幕彩电中用来改善伴音质量的一种比较理想的伴音接收方式。图11-10准分离通道式电路程式8.双阻尼管式行输出电路为了校正光栅的左右（水平）枕形失真，需要对行扫描电流进行修正，将幅度稳定的行频锯齿波修正为幅度受场频抛物波电流调制的行频锯齿电流。普通中小型屏幕彩色电视机多利用磁饱和变压器来校正左右枕形失真。这种电路容易制作，但经常发生枕校量不足，行线性变坏，左右枕形校正不对称，特别容易引起超高压不稳和行幅度不稳
13、等弊端；而新型大屏幕彩电经常采用二极管调制器枕校电路来实现左右枕形校正，它可以有效地克服上述缺点。设置该枕校电路后，行输出电路的结构发生了明显变化，在电路结构上形成两个行阻尼管、两个逆程谐振电容，因而这种行输出电路又被称为双阻尼管式行输出电路。图11-11是双阻尼管式行输出电路的原理图。图11-11双阻尼管式行输出电路9.数码100Hz倍场频技术数码100Hz倍场频技术是大屏幕彩电中用来改善图像质量的重要而有效的新技术。利用现代数字技术，可以在不改变现有模拟电视制式场频值的前提下，通过倍场频技术来消除图像的闪烁感。它是将一场或多场画面数字化，并存储起来，用慢存快取的方法，以双倍场频读出图像数据
14、信息，并将图像显示于荧光屏上。对于我国PAL（50Hz）制式来说，场频值应由50Hz提高到100Hz，即实现倍场频技术的方法一般有以下几种。1)场重复法2)帧重复法图11-12是PAL制帧重复法的示意图。3)插值法它是通过一定的设计程序，以一定的算法将多场图像进行插值运算，然后以倍频扫描速度顺序地输出。由于采用的程序和算法不相同，插值法又可以分为多种方法。图11-12帧重复法示意图11.2 NC3机芯画中画大屏幕彩色电视机机芯画中画大屏幕彩色电视机简介简介 11.2.1NC3机芯的组成NC3机芯是一种多制式多功能具有画中画功能的大屏幕彩色电视机机芯。1画中画（PIP）彩电的基本结构1）什么是画
15、中画功能画中画彩电的屏幕布置如图11-13所示。图11-13PIP电视屏幕布置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。NC3机芯是一种具有射频画中画功能的彩电，而有些彩电如松下TC-33V32HN是只具有视频画中画功能的彩电。2）画中画彩电的基本结构具有射频画中画功能彩电的基本结构如图11-14所示。图11-14具有射频画中画功能的彩电方框图从图11
16、-14中可以看出，画中画彩电有如下特点：(1)主画面和子画面各有一套独立的信号处理电路（包括高频调谐器、中频通道、检波等）；(2)子画面可以是从天线接收的射频电视节目信号，也可以是由AV输入端（VIDEO1，VIDEO2）输入的视频信号（来自录像机或影碟机）；（3）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地分配，最终组合成一幅完整的双画面图像；（4）子画面通常是将原画面压缩形成的，其分辨率比较低，通常子画面的分辨率仅为100线左右，由于子画面采用了存储器和数字处理技术，因此子画面可实现静像；（5）主画面与子画面可由切换开关来互
17、换。2NC3机芯整机的组成1）NC3机芯整机电路框图NC3机芯的电路组成如图11-15所示。图11-15NC3机芯整机方框图图略2）NC3机芯印刷线路板的构成NC3机芯共由15块印刷线路板构成，其中7块是贴片板，8块是非贴片板。（1）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/伴音功放板（DY板）：装置有电源电路，行、场输出电路和主伴音输出电路；AV开关板（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；CRT驱动板（XJ板）：装置有末级视放电路及CRT
18、驱动电路；R、G、B基色信号板（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；南北枕校板（DPC板）：装置有枕形校正电路。（2）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）。NC3机芯印制板的整体布局如图11-16所示。图11-16NC3机芯印制板的整体布局11.2.2NC3机芯的特点1大量采用了I2C总线控制技术由于大屏幕彩电功能完善，需要控制的模拟量较多，若还采用传统的彩电控制方式，将使微处理器端口增多，电
19、路复杂。若采用I2C总线控制技术则可使微处理器和被控集成电路引脚数量大幅减少，从而简化了电路设计，提高了机器的可靠性。图11-17所示为NC3机芯I2C总线信号控制框图。图11-17NC3机芯I2C总线信号控制框图2采用频率合成调谐器（FS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）。NC3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，从而得到符合频率要求的稳定信号。这种方法既保证了
20、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，从而使各种合成频率稳定。3可实现多制式接收功能NC3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，如接收广 播 电 视 PAL-D/K制 式、视 频 PAL-4.43MHz、PAL-50Hz/60Hz以及NTSC-3.58MHz等节目信号。4具有射频画中画功能NC3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。NC3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；副画面移
21、动；副画面静像等。5电源适应范围宽NC3机芯为了保证大屏幕多制式及重低音等功能的实现，对电源电路作了优化设计，采用了自激式脉宽调制型开关电源。该开关电源采用了大截面积的开关变压器，次级采用光电耦合进行反馈取样控制，实现了宽频率范围的调频调宽工作方式，且待机电源也由同一电路提供，这样既简化了电路，也避免了一般遥控板电源变压器低频漏磁时CRT色纯的影响。NC3机芯电源的稳压范围较宽（AC：90270V），电压输出稳定，且有过流、开机冲击电流、过压及欠压等多种保护电路，输出功率满足了整机的正常需要。6采用了多种增强图像清晰度的电路NC3机芯为了提高图像清晰度，对亮度和色度信号的处理采用了许多新技术、
22、新电路。1）数字滤波器亮、色分离电路2）黑电平扩展电路3）亮度锐度加强（LTI）电路与色度锐度加强（CAI）电路4）速度调制电路（VM）5）图像采用锁相环全同步检波（PLL）7采用多种提高伴音质量的电路1）准分离式伴音中放2）环绕声电路3）卡拉OK电路8.大量采用贴片技术和模块化设计技术11.3 其它显示方式的大屏幕彩色电视其它显示方式的大屏幕彩色电视机简介机简介11.3.1液晶显示电视机LCD电视机的构成与传统的CRT电视机的主要区别有：（1）LCD电视机含有特殊电路，如：液晶显示屏、X驱动器和Y驱动器、同步控制电路、图像信号处理电路、公共电极极性翻转电路、背光源灯管及其驱动电路。（2）LC
23、D电视机的高频头体积小、功耗低、电源电压低，高频头的驱动电路既要保证功耗不能过大，还要保证具有一定的放大倍数，以提高信号噪声比。（3）LCD电视机的同步信号发生器为驱动液晶显示屏提供所需的寻址信号，有水平方向和垂直方向的时钟脉冲和启动脉冲，为获得稳定的时钟频率，确保电视图像的稳定，还设有锁相环电路。（4）LCD电视机含有独特的图像信号处理电路，它能使视频信号转换成适合于驱动液晶显示屏的信号。液晶显示屏的结构不同，其图像处理电路的结构便不同。11.3.2等离子体显示电视机等 离 子 体 显 示 电 视 机 的 英 文 名 为PlasmaDisplayPlate，简称PDP。PDP的工作原理与以前
24、的任何一种显示器都不同，它利用了像素自行发光的技术，大大减少了显示屏的空间。每个像素都含有红、蓝、绿三种光源，并可独立发光。PDP通过气体放电时产生的真空紫外光UV）去激发红、蓝、绿基色的荧光体，此时，像素中的气体会作出发光反应，每个像素呈现出不同的色彩，当这些像素组合起来时，便能产生光亮夺目的缤纷图像。11.3.3投影显示电视机彩色显像管因工艺和体积所限，很难做出50英寸以上的产品，因此，更大屏幕的图像显示是由彩色投影电视来完成的。目前，彩色投影电视的屏幕对角线尺寸通常可达100英寸以上，采用投影电视机组建专业音响视听系统，在国际上已成为一种新的潮流。图11-18所示为背投式投影电视机的结构
25、示意图。图11-18背投式投影电视机的结构示意图背投式投影电视机的特点是:(1)由于投射部分封闭在机箱内，因而亮度有了很大提高，可在白天进行观看。(2)外观与普通电视机相似，但免去了杂散光的干扰。(3)内设功放和音箱，有些机型还装有录像机等信号源设备。现在的背投式投影电视机的音响系统均向大功率、立体声、HiFi、环绕声、重低音方向发展，使其拥有更完美的音响效果。(4)图像聚焦出厂时已调好，省去了安装后仍需调校的麻烦。(5)使用寿命长，易于制成169的宽屏幕电视机。(6)功能较多。背投射投影电视机具有画中画、画质调校、全制式接收、丽音（NICAM）数字立体声接收、CATV（有线电视）等大屏幕彩电的先进功能，而且目前的品牌几乎都带有电视广播接收装置，使其适用范围更加广泛。(7)体积笨重，占地面积过大，且不便于移动。习题十一习题十一 1.简述大屏幕彩电的基本特点。2.什么是I2C总线技术？3.简述实现100Hz倍场频技术的几种方法。4.什么是画中画功能？5.NC3机芯的特点有哪些？6.试比较CRT显示、液晶显示、等离子体显示和投影显示的优劣。