理论教育 视频信号电路的解读方法与图像处理

视频信号电路的解读方法与图像处理

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:怎样能比较容易地对图像(视频)信号电路有一个清晰的掌握,按常规还是应从最基本的TV状态的信号传输过程进行解读和分析。从图中可见,该机的调谐器与海信TLM3207A采用的调谐器电路完全不同,它从调谐器A1000的、脚输出视频(图像)信号。通常,由于采用的高频调谐器不同,使视频信号前端设置的电路不同。以上输出的各类信号被分别输送至图像信号处理+MCU主集成电路PW113。

视频信号电路的解读方法与图像处理

在1.1节我们已经介绍了平板彩电视频信号的输出接口,就图像(视频)信号而言,输入的信号有复合视频信号VIDEO、色量分离信号Y/C、分量色差信号YPbPr或YCbCr,RGB三基色信号(3RCA、5RCA、SDI)、PC输入的VGA信号、DVI数字视频信号、HDMI高清信号、D系列数字视频信号(D1、D2、D3、D4、D5)、RS232C数字信号和USB流媒体信号。上述各种输入信号中既有模拟信号,也有数字信号,很容易把我们搞糊涂,因此了解和掌握上述各种输入信号很有必要。我们知道,虽然当今电视工业很发达,但就电视信号通过电视机的接收与处理过程而言,无非是一个从模拟转数字再转模拟的过程,或是从数字转模拟再转数字的过程。

怎样能比较容易地对图像(视频)信号电路有一个清晰的掌握,按常规还是应从最基本的TV状态的信号传输过程进行解读和分析。对于平板彩电(含高清彩电)射频(高频)信号的接收和处理,目前主要采取两种方式:一种是采用组合型一体化高频调谐器(普通高频调谐器+中频信号处理电路)进行接收和处理;另一种是采用独立的高频调谐器和独立的中频信号处理电路或非独立的中频信号电路进行处理。因此在解读图像(视频)信号处理电路时,应当首先观察高频调谐器的信号输出端子的相关情况。如果高频调谐器输出端输出的是VIDEO(视频信号),则主板电路中的高频调谐器一定采用的是组合型一体化高频调谐器;如果高频头输出端输出的是IF-TV或IF-OUT(图像中频信号),则主板上的高频调谐器一定采用的是只对射频(高频)信号进行放大和混频处理的独立型高频调谐器。图1-23为海信TLM3207A系列液晶彩电的高频调谐器电路。从图中不难发现,该调谐器输出端输出的信号为(IFOUT/IF-TV),由此可判定该机所采用的高频调谐器为独立型高频调谐器。该调谐器的特点与普通CRT彩电中受总线控制的高频头是完全一样的。

978-7-111-35854-1-Chapter01-23.jpg

图1-23 海信TLM3207A系列液晶彩电的高频调谐器电路

图1-24为海尔L30CV6-A1液晶彩电的高频调谐器电路。从图中可见,该机的调谐器与海信TLM3207A采用的调谐器电路完全不同,它从调谐器A1000(FI1256+ALPS)的(23)、978-7-111-35854-1-Chapter01-24.jpg脚输出视频(图像)信号(TV-VIDEO)。音频(伴音)信号分别从(25)、978-7-111-35854-1-Chapter01-25.jpg脚输出TV-AUDIO,并从(22)、978-7-111-35854-1-Chapter01-26.jpg脚输出第二伴音中频信号TV-SIF。通过比较并结合应用电路我们会发现,采用独立型和组合型一体化高频调谐器的彩电的区别,前者高频调谐器输出的是图像(视频)中频信号;后者输出的是视频(图像)信号。也就是说,海尔L30CV6-A1平板彩电的图像中频放大处理与视频检波过程已经在高频调谐器内完成了。我们在认识了高频调谐器电路和找到了视频信号的输出后,下一步是依据电路原理图上所标注的符号去进一步寻找和分析视频信号的走向。通常,由于采用的高频调谐器不同,使视频信号前端设置的电路不同。

978-7-111-35854-1-Chapter01-27.jpg

图1-24 海尔L30CV6-A1液晶彩电的高频调谐器电路

图1-25为海信TLM3207A系列液晶彩电的图像中频放大和视频检波单元电路。由图可见,IF-TV信号被送到了与普通CRT彩电相同的(由两个独立的声表面滤波器U16、U18组成)、采用准分离方式的幅频特性选择电路,选择后的信号被送入U17(TDA9885)电路中。TDA9885是一款中频锁相环解调与处理电路,其中从①、②脚输入的是图像视频信号;从(23)、(24)脚输入的是音频伴音信号。再看TDA9885的输出端,从(17)脚输出的是视频CVBS信号TV1-V;从⑧脚输出的是伴音AUD-OUT信号TV1-L/R;从(14)脚输出的是高放IF-AGC信号。由此可见,在海信TLM3207A系列液晶彩电主板上,由U16、U18、U17等外围相关元器件组成的单元电路是图像中频放大和视频检波处理电路,其特点与普通CRT彩电电路完全相同。

978-7-111-35854-1-Chapter01-28.jpg

图1-25 海信TLM3207A系列液晶彩电的图像中频放大和视频检波单元电路

图1-26是海尔L30CV6-A1液晶彩电的A-D转换单元电路。由图可见,采用混合型一体化高频调谐器的液晶彩电前端视频信号的传输与前者完全不同,由于在高频调谐器中图像中频放大与视频检波过程已经完成,从U1000的(23)脚输出的已经是视频VIDEO信号,所以只需将该视频信号经缓冲放大器Q1001(T3904)放大处理后,直接经排插J1000/J601的②脚(TV-VIDEO)送至主板,经耦合电容C400(0.68μF)送至A-D转换电路U400(VPC3230D)的(74)脚(输入端)。VPC3230D是一块具有高性能的自适梳状滤波器亮/色分离、多制式彩电解码、四个CVBS、两个分量信号及一个快速消隐信号输入端口的视频信号处理电路,并具有高质量的A-D转换功能。我们再来看一下经处理后的信号输出情况,既然U400是一块具有信号处理和A-D转换功能的电路,它转换后的输出信号一定是数字视频信号。由图可见,经处理转换后的8位数字亮度信号(视频信号)VINY0~VINY7从U400的(31)~(34)、(37)~(40)脚输出,其他双倍时钟,激活视频,行、场同步及隔行数字信号也分别从(27)、(54)、(56)、(57)、(53)脚输出。以上输出的各类信号被分别输送至图像信号处理+MCU主集成电路PW113。PW113是美国Pixelwooks公司生产的平板彩电图像处理与微处理器二合一大规模数字集成电路。

对视频(图像)电路解读到此,便可以得出一个结论:即视频信号处理的前端输出的信号或采用的高频调谐类型不同,则前段设置的信号处理电路就不同。有的要设置多个A-D或D-A转换兼信号处理电路,就是说A-D转换电路是必不可少的,只是设置的形式与数量不同罢了,其目的只有一个,即将模拟信号经过处理和转换,使其成为数字信号,以适应后续数字视频信号处理的需要。

978-7-111-35854-1-Chapter01-29.jpg

图1-26 海尔L30CV6-A1液晶彩电的A-D转换单元电路

在解读A-D转换兼信号处理单元电路时,除需重点关注其信号输入电路和数字信号输出电路外,通常还应注意解读相关重点电路的输入/输出引脚,如时钟振荡电路芯片的复位功能电路,I2C总线控制电路,行、场同步信号电路等。实际上,A-D转换及信号处理电路的解读并不困难。下面以最常见的AD988×系列A-D转换电路为例做一介绍。图1-27为AD9882/AD9883在海尔平板彩电中的应用电路图解。解读时,可采取分类解读法,其方法是先将同类电路引脚进行归类,如第一类,数字信号输出端;第二类,模拟信号输入端;第三类,各种电压供电端;第四类,各种信号电路接地端。请看,我们在进行了以上归类后,剩下的引脚就所剩不多了,如果这时将常见常用的功能引脚归为另一类,因为这些引脚功能是常见常用的,所以很容易辨认和解读。至此不难发现,余下的引脚几乎寥寥无几。这样一来,便可以很顺畅地对其单元电路进行解读了。

我们在分别解读了采用两种不同调谐器的视频信号前段处理与转换电路的设置情况后,就基本了解了平板彩电信号前段电路结构的差异,但不论是哪一种电路结构形式,最终经过转换、变换或切换,都是将视频信号变为数字信号,送到数字化格式变换或变频处理电路进行复杂的数字化处理。

图1-28为海信TLM3207A系列液晶彩电的变频处理与上屏信号形成部分单元电路。由中频信号处理电路输出的视频信号送到哪里去了呢?由图可见,它被送到U8(MST9E19A)的(49)脚(CVBS0)和(50)脚(VCOM0),该视频信号在传输过程中,经过了L25、R255变成了TV1-Vin+,在U8左边的信号输入接口仔细查找,便会发现U8(49)脚外的C76(10nF)左端标注有TV1-Vin+的字样符号,于是便找到了信号的输入端口。同时,我们还会发现,来自不同信号输入接口的视频信号(VIDEO)、色差分量信号(SCART)、PC的VGA信号、数字图像信号DVI均直接被送入U8的相应输入端口而进入U8内部。至此,我们便会明白,原来不仅该机的视频信号切换由主芯片U8内部电路完成,而且其他视频信号如色差分量信号、VGA视频信号、DVI数字图像信号的切换选择也由该主芯片内部电路完成。

按照液晶彩电的基本原理,视频信号进入视频切换电路后,经过切换选择后的信号应当进行色度信号解调、亮度信号放大和A-D转换等处理,并与来自其他电路中的色差分量信号、VGA信号、DVI信号进行切换,然后再送往变频处理电路进行变频处理。但我们在海信TLM3207系列液晶彩电主板电路中,未发现独立的色度信号解调、亮度信号放大和A-D转换等处理电路,也没有见到独立地承担色差分量信号、VGA信号、DVI信号切换任务的电路,电路图上没有看到,就说明该机的色度信号解调、亮度信号的放大处理、A-D转换等处理功能电路以及承担色差分量信号、VGA信号、DVI信号切换任务的电路均由主芯片U8内部电路组成。也就是说,不同视频信号、色差分量信号、VGA信号、DVI信号等进入主芯片U8内部后,不再输出,而是由主芯片内部电路进行一系列处理,直到获得满足变频处理电路要求的信号后,直接送往变频处理电路。

在平板彩电中,变频处理电路通常由两部分电路组成,一部分是承担变频任务的专用集成电路或非独立集成电路内部的模块电路;另一部分是承担数据动态存储的帧存储器集成电路。就目前生产的各类平板彩电而言,帧存储器既有由独立集成电路组成的,也有由非独立集成电路组成的。在平板彩电中承担变频处理任务的变频集成电路和帧存储器比较容易找到、也容易解读和理解,因为这两部分单元电路通常是独立的突出的特点是它们之间一定有很多条代表数据信号的数据线、时钟线、地址线和控制线。图1-29为长虹LS12机心中的变频处理单元电路,其中线条较多的标有字母MDATA的为数据线;标有字母MA××的为各类地址线。它是由一个非独立的集成电路U9(MST9X88L)和一个独立的帧存储器U11(DDR_128Mbit_TSOP66)共同组成的变频处理单元电路,其主要任务和功能是将不同信号变换成归一化的格式。(www.daowen.com)

图1-30为海尔P42S6A-C1型等离子彩电(三星国产化机心)的变频处理单元电路组成框图。由图可见,格式变换电路U9504(FLI2200)与帧(缓冲)存储器U9501(K4S643232F)共同组成了变频处理单元电路。其中FLI-DCLK为数字时钟信号线;WE、CAS、RAS、DCLK分别为写使能、行列地址和时钟信号线;DADDR0~DADDR10为地址线;DQ0~DQ29为扫描格式数据线。

在图1-28所示的海信TLM3207A系列液晶彩电主板中,我们没有发现独立地承担变频任务的专用集成电路,也没有发现像图1-29和图1-30那样很多与主芯片相连接的帧存储器U11(DDR-128Mbit-TSOP66)和U9501(K4S643232F),这说明海信TLM3207A系列液晶彩电的变频电路未设置独立的帧存储器,承担变频任务的运作电路全部由主芯片MST9E19A(U8)内部部分模块电路组成并实施其运作。

978-7-111-35854-1-Chapter01-30.jpg

图1-27 AD9882/AD9883在海尔平板彩电中的应用电路图解

978-7-111-35854-1-Chapter01-31.jpg

图1-28 海信TLM3207A系列液晶彩电的变频处理与上屏信号形成部分单元电路

978-7-111-35854-1-Chapter01-32.jpg

图1-29 长虹LS12机心中的变频处理单元电路

978-7-111-35854-1-Chapter01-33.jpg

图1-30 海尔P42S6A-C1型等离子彩电(三星国产化机心)的变频处理单元电路组成框图

978-7-111-35854-1-Chapter01-34.jpg

图1-31 海信TLM3207A系列液晶彩电上屏信号输出接口的结构形式

最后,我们还需解读一下平板彩电的上屏信号处理单元电路。在平板彩电中,上屏信号处理电路有非独立的集成电路组成形式,也有独立的集成电路组成形式,通常独立的集成电路所组成的形式要少一些,而非独立的集成电路组成的形式要多一些。在电路图中,找平板彩电的上屏形成电路时,应首先找到上屏信号输出接口。上屏信号输出接口通常采用两种结构形式:一种是直列式,见图1-31a;另一种是双排并列式,见图1-32b。实际上,平板彩电的上屏信号输出接口采用何种结构形式并无强制性规定,完全取决于电路设计人员的主观选择。在平板彩电中上屏信号接口电路上标注的符号与上屏信号形成电路输出信号引脚标注的符号完全一致,所以只要在电路原理图中找到了上屏信号输出接口后,按照其上所标注的符号就很容易找到上屏信号形成电路了。

图1-32为海信TLM3207A系列液晶彩电主板电路的上屏接口。根据所标符号,我们会发现在主芯片U8(MST9E19A)部分输出引脚上所标的符号与上屏接口符号相同,见图1-32。于是,我们便知道了该机上屏信号形成电路由主芯片U8内部的部分模块电路组成,自然也明白了海信TLM3207A系列液晶彩电的上屏信号形成电路是由非独立的MST9E19A主芯片承担。

978-7-111-35854-1-Chapter01-35.jpg

图1-32 海信TLM3207A系列液晶彩电主板电路的上屏接口

图1-33为康佳LC-TM1708P液晶彩电上屏信号形成电路与接口电路。由图可知,该机是由两块相同电路结构的独立集成电路组成的,即两块DS90C383A(N502、N503)。上屏信号输出接口采取双排并列形式。在海尔PW113机心L30CV6-A1液晶彩电中,同样采用的是两块DS90C383A上屏信号形成电路完成对显示屏的驱动。具体电路参见图4-22。

至此,我们就比较详细地解读了平板彩电视频(图像)信号电路,想必读者朋友们对视频电路已经有了一个比较连贯的了解,这就有可能根据对视频电路的了解绘制出相应的视频信号流程图了,在自行绘制视频信号流程图之后,试想,对您的检测与维修会有多么大的帮助。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈