8.1.3视频信号格式变换及液晶显示控制电路 (1)视频信号格式变换的原理 对于固定分辨率、数字寻址的液晶屏,一般支持逐点、逐行寻址方式。因此,在液晶彩色电视中,要先把接收到的隔行扫描视频信号,通过去隔行处理电路变为逐行寻址的视频信号,再进行变频处理后,送到液晶显示屏上显示图像。 去隔行处理电路工作时,先将隔行扫描的奇数场A的信号以50Hz频率(20ms周期)存入帧存储器中,再将偶数场B的信号也以50Hz频率(20ms周期)存入同一个帧存储器中,其存入方法是将奇数行与偶数行相互交错地间置存储,这样把两场信号在帧存储器中相加,形成一幅完整的一帧画面A+B。在读出时,按原来的场频(50Hz)从帧存储器中逐行读出图像信号AFB, 40ms内将A+B读出两次,这样循环往复,将形成的1, 2, 3, 4, 5......n行顺序的625行的逐行扫描信号输出。这样实际上场频并未改变,仅在一场中将行数翻倍。 上面介绍的这种变换方法也称为场顺序读出法,它采用帧存储器,将两场隔行扫描信号合成一帧逐行扫描信号输出,由于行数提高一倍,所以消除了行间闪烁现象;但由于场频仍然为50 Hz,大面积闪烁依然存在。 ②变频的原理变频处理是把隔行50 Hz场频,变换为逐行60Hz或75Hz, 85Hz, 采用帧存储器,将两个隔行扫描的原始场,以奇数行和偶数行相互交错地址间置存储方式写入一个帧存储器中,形成一帧完整的图像;读出时,以原来场频的1.5倍即75Hz场频的速度,按照写入时第一帧、第二帧……的顺序,逐行从帧存储器中读出一帧信号。由于行数增加,行结构更加细腻,行闪烁现象更不明显;同时由于场频提高了,大面积闪烁现象得到有效消除。75Hz逐行扫描虽然成本较高,但由于它们解决大面积闪烁现象和提高图像清晰度的效果更好。 (2)图像缩放处理的原理 液晶彩电可以接收的多种类型的视频信号,既有传统的模拟视频信号(目前标准清晰度PAL电视信号分辨率为720 X 576),也有高清格式视频信号(我国高清晰度电视信号的图像分辨率为1920 X 1280),还有VGA接口输入的不同分辨率信号,还有YPbPr或YCbCr色差分量接口输入480P, 4801, 576P, 720P, 10801, 1080P等格式的不同分辨率的视频信号,但液晶屏的分辨率却是固定的。因此,液晶电视机接收不同格式的信号时,需要将不同图像格式的信号转换为液晶屏固有分辨率的图像信号,这项工作由图像缩放处理电路(SCALER电路)完成。 图像缩放的原理是,首先根据输入模式检测电路得到的输入信号的信息,计算出水平和垂直两个方向的像素校正比例,然后,对输入的信号采取插入或抽取技术,在帧存储器的配合下,用可编程算法计算出插入或抽取的像素,再插入新像素或抽取原图像中的像素,使之达到需要的像素。 例如,1080P格式变成720P格式的方法。1080P表明一行的总像素有192。个,垂直方向有1080行,是逐行方式的;720P表示每行有1280个像素点,一帧内扫描线有720线,也是逐行扫描。其转换过程是:把每帧内1080行中的每3行抽取一行,这样将有360行抽掉,剩余便是720行;同时,每行的像素点依次采取每3个像素点抽掉一个,这样便实现了1920个像素点转变为1280个像素点。 (3)格式变换和液晶显示控制电路的工作 被解码还原出的TV/AV/S-VIDEO的数字视频信号,或YPbPr色差分量信号、VGA显卡信号模拟信号、DVI数字视频信号进入GM1601主芯片后,在K4D263238M动态帧存储器配合下,进行隔行转逐行、变频、分辨率转换等处理,然后在内部把处理后的TTL并行差分信号转换,最后输出统一的LVDS格式信号送到液晶显示屏驱动电路,以驱动液晶显示屏显示不同制式(PAL, NTSC, SECAM)、不同分辨率的图像信号。 ①GM1601输入视频信号的种类 b.来自DVI接口的数字视频信号。分别输入至GM1601的RX0+和RX0-、RX1+和RX1-、RX2+和RX2-, RXC+和RXC-、 DV-SDA和DVI-SCL端。这些信号的前三组是数字式图像差分信号,RXC+, RXC-是时钟信号,DV-SDA, DVI-SCL是串行总线信号。 c.来自VGA或YPbPr接口的模拟视频信号。GM1601的RED + , RED-, GREEN + ,GREEN-, BLUE, BLUE一端,既可输入来自VGA接口的模拟视频信号,也可输入来自YPbPr接口的分量信号(亮度信号、蓝色差信号、红色差信号)。当电视机工作在VGA模式时,GM1601的SOG, AHSYNC和AVSYNC, VGA-SDA和VGA-SCL端,还要接收来自VGA接口的视频识别信号、行同步信号、场同步信号、串行总线信号。 ② GM1601对视频信号的格式变换及缩放处理GM1601主芯片在动态帧存储器K4D263238M的配合下,根据用户设置的接收模式,选中上述信号中的某一类,进行格式变换和缩放处理,形成低压差分信号LVDS,由TXA0 + , TXA0-、TXA1+, TAX1-、TXA2 -I-、TXA3+、TXA3-(或TXB0+、TXB0-、TXBI+、TAB1-、TXB2+、TXB3 + , TXB3-), TXAC+, TXAC-端输出,再通过接口P38或P39送逻辑板。 ③帧存储器的工作帧存储器,一般采用DDR SDRAM,俗称DDR内存器。DDRSDRAM是Double Data Rate SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)缩写,译为双倍速率同步动态随机存储器,简称动态存储器,又称动态缓冲存储器,有的沿用电脑上的术语称为DDR内存。因DDR存储器在液晶电视机内用来存储一帧电视信号的,因此又称为动态帧存储器。 液晶电视机中的DDR内存器一般都为BGA封装,分为三代:第一代供电为2. 5V,第二代供电为1. 8V,第三代供电为1. 5V。这三种DDR工作时对应的VREF基准电压分别为1.25V, 0.9V, 0.75V,这些电压要求是很高的。 由上面介绍的视频信号格式变换原理可知,液晶电视机中的主芯片对各种输入视频信号进行隔行转逐行、变频、图像缩放处理过程中,有大量的信息要存储到帧存储器,这些数据随时都可能被调用,DDR内存就是这些信息的中转仓库,主芯片通过地址线、数据线以及一些控制信号线和DDR建立通讯,进行数据的读出和写入。 图8-11是海信LCD3201液晶电视机的帧存储器电路,本机动态帧存储器型号为K4D 263238M,属于第一代DDR内存器,容量为128M,工作电压为+2. 5 V,参考电压为+1. 25V,是1MX 32bit X 4储库的两倍数据比率同步随机存取存储器,支持双向数据选通的动态链接库。 K4D263238M需要输入的控制信号包括:25脚WE写允许信号,26脚CAS列选信号,27脚RAS行选信号,28脚CS片选信号,上述信号均为低电平有效;29脚、30脚BA选择信号,53脚CKE时钟允许信号,54, 55脚CKL时钟信号,23, 24, 56, 57脚DM输入数据掩码信号,94脚DQS校验位信号。这些信号均来自GM1601主芯片。 当K4D263238M上述工作电压和控制信号符合要求时,就启动工作,按GM1601主芯片的要求,写入或读出数据,如通过31~34, 36, 37, 45, 47~ 51脚A1~A11输入12位地址信号,通过DQO-DQ31端口输入/输出32位数据信号,实现图像格式变换过程中对主芯片GM1601的数字信号存储工作。 图中的PR706~RP717排阻,连接在GM1601与K4D263238M之间,实现两者间的数据传输。R600, R60179组成串联分压电路对2. 5 V进行分压,分得的1. 25V电压作为参考电压提供给GM1601的58脚。 经验 8.1.4主芯片组成的系统控制电路 系统控制电路,是主信号处理板及整机的控制中心,负责对整机的协调与控制。 (1)主芯片的工作条件电路 GM1601主芯片工作条件如下。 2. 5 V-DDR是内存电源;3. 3V-DVI是数字视频信号处理电路电源;3. 3 V-PLL是锁相环电源;FSVREF是帧存储器的参考电压。 ⑤程序存储器电视机软件程序和硬件设备之间的枢纽,一般采用FLASH类型存储器(译为闪速存储器、快闪存储器),因内部存储有整机的工作程序,因此,维修人员又称之为母块。该芯片内的数据错误或丢失,会引起不能开机等电视机能出现的所有故障,此时,通过电视机的升级端口可与电脑连接,进行软件的刷写即可。程序存储器重新写入数据的操作,维修人员又称为清空程序存储器,或清除母块数据,简称清除母块。 当存储器29LVO40B的VCC脚得到+3. 3 V电源,CE#脚片选信号为低电平,OE#脚数据允许为低电平,WE#写入启动为低电平时,存储器就开始工作,通过OCMADDR [ 0 ... 181地址线、OCMDATA [0...8]数据线与GM1601主芯片交换数据。 (2)主芯片对整机的控制 ①开/关控制电路图8-14是海信LCD3201液晶电视机的开/关机控制信号。开/关机控制信号由GM1601主芯片的AF5, AD5脚输出,用于控制主信号处理板上的稳压器及电源板工作。 a.电源板的开/关控制。GM1601由AF5脚PWR-ON输出的开/关控制信号,经Q902倒相放大形成PS (POWER SW的缩写)电源开/关控制信号,由插头CN803的1脚、CN801的8脚,送电源板上,控制电源板的工作,以使电源板在待机状态仅由CN803的2脚STB+ 5 V输出5V待机电源,经FB730, FB731保险管传输、+3.3V稳压器和1. 8V稳压器形成3. 3V, 1. 8V,提供给GM1601主芯片,作为主芯片的工作电压,以保证在待机状态下GM1601仍能接收处理用户输出的开机指令,其他电路则停止工作;开机状态下令电源板由插头CN800, CN801, CN803全面输出STB+5V, 5VIN, P+5V, 12V,P14V-IN电源,除全面启动主信号处理板的各功能电路开始工作外,其中的十12V电源还经U800 LM2576-5稳压输出5V,取代STB+ 5 V对GM1601主芯片供电,以增加GM1601开机状态下的供电功率。 b.对伴音板的开/关控制。开机状态,GM1601的AD5脚DEC-PWR脚输出的开/关机控制信号为高电平,使Q901, Q903导通,其C极输出。V低电平,控制U902B, U902A内的MOs管导通,其S极输入P14V-IN, 12V电源被通过,分别在其D极输出A14,A12V,作为伴音板的工作电压,启动伴音板开始工作。 ② 光灯升压板和逻辑板的控制 图8-15是海信LCD3201液晶电视机的背光灯升压板/逻辑板控制电路,包括对背光灯升压板/逻辑板的供电控制,背光灯的亮度控制。 a.背光灯升压板/逻辑板的供电控制。待机状态时,GM1601主芯片的AE5脚Ps-PANEL上屏电源开关控制端、A26脚PPWR电源控制端均输出低电平启动信号,使Q800,Q806截止,U806的2, 4脚为高电平,IRF7314双MOs管截止,其5-8脚D极无电压输出,Panel-Power电源为0V,背光灯升压板、逻辑板不工作;开机后,GM1601的AE5,A26脚均输出高电平,Q800, Q806饱和导通其C极为0V,使IRF7314的2, 4脚为0V,其内的双MOs管导通,由5~8脚输出十5V或十12V,作为Panel-Power上屏电源,提供给背光灯升压板、逻辑板作为工作电压。 b.背光灯的亮度控制。GM1601主芯片可输出两种背光控制信号。既可以由C26脚输出PWM脉宽调式亮度信号,经Q805放大,通过P40插头送背光灯升压板,控制背光灯的亮度;也可由B26脚PBIAS输出偏置电压式背光亮度控制信号,经Q801, Q802放大,通过插头CN807的12脚或P40的3脚,控制背光灯升压板电路输出的背光灯工作电压脉宽,实现背光源亮度控制。 ③ 音八急线及其他控制信号图8-16是GM1601主芯片的其他控制电路,包括静音控制、VGA/YPbPr切换、复位控制、总线信号控制等。 a.遥控静音控制。当按遥控器的静音键时,GM1601的D18脚输出的MUTE静音信号为高电平,通过插头CN901送伴音处理板实施静音。 b. VGA/YPbPr选择。由主芯片GM1601的B19脚输出HD-SEL电平高低控制;当电视机设置于VGA收看模式时,B19脚为高电平,令电子开关P15 V330选择通过VGA接口输入的视频信号及行场同步信号;当电视机设置色差分量模式,令电子开关PI5 V330通过YCbCr或YPbPr接口输入的亮度和红蓝色差信号。 GM1601的C25, D26输出指示灯控制信号,通过插头CN500的2, 8脚,控制面板上的指示灯亮/灭。 |
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