【正文】 第 5章 數(shù)字電視整機(jī) ? 數(shù)字電視機(jī)接收機(jī)總體框圖 ? A/D變換電路 ? 視頻解碼電路 ? 圖像處理電路 ? MCU控制電路 ? 液晶顯示及驅(qū)動電路 ? 數(shù)字音頻處理電路 下一頁 第 5章 數(shù)字電視整機(jī) ? 數(shù)字 CATV高頻頭 ? 數(shù)字電視教學(xué)機(jī) 上一頁 ? ? 本章介紹的數(shù)字電視接收機(jī)不包括信道解碼 、信源解碼的整機(jī)。它由接口電路、 A/D變換電路、視頻解碼電路、視頻處理電路、 MCU控制電路、液晶顯示及驅(qū)動電路、音頻處理電路、數(shù)字 CATV高頻頭及電源等幾部分組成。它可以接收模擬電視信號、分量信號（ YCbCr或 YPbPr）、 CVBS（復(fù)合視頻信號）及 SVideo信號，其框圖如 圖 51所示。 ? 各部分電路的作用 ? 1．接口電路 下一頁 返回 ? 接口電路包括視頻信號輸入及音頻信號的輸入、輸出。其中視頻輸入接口包括：射頻、 CVBS、分量信號（ YCbCr或YPbPr）、模擬 RGB、 SVideo等視頻信號。 ? 1）復(fù)合視頻接口 ? 復(fù)合視頻（ Composite）接口如 圖 52所示。它通常采用黃色的 RCA（蓮花插座）接頭。復(fù)合的含義是同一信道中傳輸亮度和色度信號的模擬信號 。圖中左側(cè)的兩個是音頻左、右聲道信號輸入端子，最右側(cè)是復(fù)合視頻信號輸入端子。 ? 2） S端子（ SVideo） 上一頁 下一頁 返回 ? S端子（ SVideo）接口如 圖 53所示，它連接采用 Y/C（亮度 /色度）分離式輸出，使用四芯線傳送信號，接口為四針接口。接口中，兩針接地，另外兩針分別傳輸亮度和色度信號。因為分別傳送亮度和色度信號， S端子效果要好于復(fù)合視頻接口。不過 S端子的抗干擾能力較弱，所以 S端子線的長度最好不要超過 7米。 ? 3）分量輸入端口 ? 分量（ Component）接口如 圖 54所示，它的標(biāo)記為Y/Pb/Pr，用紅、綠、藍(lán)三種顏色來標(biāo)注每條線纜和接口。綠色線纜（ Y），傳輸亮度信號。藍(lán)色和紅色線纜（ Pb和 Pr）傳輸?shù)氖巧钚盘?。分量端口的效果要好?S端子， 上一頁 下一頁 返回 因此很多高清播放設(shè)備上都采用該接口。如果使用優(yōu)質(zhì)的線材和接口，即使采用 10米長的線纜，也能傳輸優(yōu)質(zhì)的畫面。 ? 4） VGA接口 ? VGA又稱 DSub接口，如 圖 55所示。 VGA接口共有 15針，分成 3排，每排 5個孔，是顯卡上應(yīng)用最為廣泛的接口類型，絕大多數(shù)顯卡都帶有此種接口。它傳輸紅、綠、藍(lán)模擬信號以及同步信號（行和場信號）。使用 VGA連接設(shè)備，線纜長度最好不要超過 10米，而且要注意接頭是否安裝牢固，否則可能引起圖像中出現(xiàn)虛影。 ? 5） DVI接口（數(shù)字視覺接口） 上一頁 下一頁 返回 ? DVI（ Digital Visual Interface）接口與 VGA都是電腦中最常用的接口，如 圖 56所示。它與 VGA不同的是， DVI可以傳輸數(shù)字信號，不用再進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，所以畫面質(zhì)量非常高。 ? DVI接口有多種規(guī)范，常見的是 DVID（ Digital）和DVII（ Intergrated）。 DVID只能傳輸數(shù)字信號，可以用它來連接顯卡和平板電視。 DVII接口可同時兼容模擬和數(shù)字信號。兼容模擬并不意味著模擬信號的接口 DSub可以連接在 DVII接口上，而是必須通過一個轉(zhuǎn)換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭。 ? 6） HDMI接口（高清晰多媒體接口） 上一頁 下一頁 返回 ? HDMI（ High Definition Multimedia Interface），其外形如 圖 57所示。它同 DVI一樣是傳輸全數(shù)字信號的，不同的是 HDMI接口不僅能傳輸高清數(shù)字視頻信號，還可以同時傳輸高質(zhì)量的音頻信號。它的功能與射頻接口相同，不過由于采用了全數(shù)字化的信號傳輸，不會像射頻接口那樣出現(xiàn)畫質(zhì)不佳的情況。高質(zhì)量的 HDMI線材，即使長達(dá) 20米，也能保證優(yōu)質(zhì)的畫質(zhì)。 ? 2． A/D變換電路 ? A/D變換電路接收來自 PC的模擬 RGB信號、數(shù)字視頻接口(DVI)信號和來自機(jī)頂盒或 DVD的 YPbPr分量信號。這些信號經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換后生成數(shù)字 24位 4:2:2 RGB信號送到WSC1115中進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理和顯示。 AD變換電路采用的是 ADI公司生產(chǎn)的 AD9883。 上一頁 下一頁 返回 ? 3．視頻解碼電路 ? 視頻解碼器采用的是 MICRONAS（微科）公司生產(chǎn)的VPC3230D，它是一顆多制式 (PAL/NTSC/SECAM)視頻解碼芯片，可以解碼 CVBS、 SVIDEO信號。這些信號在 VPC3230D中經(jīng) A/D變換、亮色分離、色度解調(diào)后編碼成 ITUR BT656信號，送到數(shù)字視頻處理器 WSC1115中進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理和顯示。 ? 4．圖像處理電路 ? 圖像處理采用成都威斯達(dá)有限公司的 WSC1115，它接收來自 AD9883輸出的 24位 4： 2： 2的 RGB信號或來自視頻解碼電路 VPC3230D輸出的 ITU BT656的 8位 4： 2： 2的 上一頁 下一頁 返回 信號。在其內(nèi)部進(jìn)行隔行轉(zhuǎn)逐行變換、圖像縮放、圖像增強(qiáng)、幀頻轉(zhuǎn)換以及顯示處理。其輸出為 24bit或 30bit 的 LVTTL或 LVDS信號，可送到相應(yīng)的驅(qū)動電路，控制相應(yīng)的顯示設(shè)備。 ? 5． MCU控制電路 ? MCU電路采用 MYSON公司生產(chǎn)的 MTV230，它是一塊集成了 OSD功能、 4路 A/D、 4路 PWM DAC的基于 MCS51內(nèi)核的單片機(jī)芯片。它接收鍵盤或遙控器的指令，并且通過 I2C總線對視頻解碼器、 WSC111音頻處理器等 IC的寄存器進(jìn)行設(shè)置，完成相應(yīng)的功能。 上一頁 下一頁 返回 ? 6．液晶顯示及驅(qū)動電路 ? 液晶顯示（ LCD）面板有 TTL和單通道低壓差分信號(LVDS)兩種接口類型。 WSC1115經(jīng)過處理后輸出的是TTL RGB數(shù)字信號，如果接的是 TTL的屏則直接可以驅(qū)動，如果接的是單通道 LVDS接口的屏，則必須把 TTL信號轉(zhuǎn)換為 LVDS信號才能驅(qū)動 LCD面板顯示。電路中采用的 LCD 面板驅(qū)動芯片是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 LVDS發(fā)送器DS90C385。 ? 7．?dāng)?shù)字音頻處理電路 ? 音頻處理器采用 MICRONAS公司生產(chǎn)的 MSP3410G，它具有伴音處理、麗音解碼、環(huán)繞處理、高低音均衡、音量 上一頁 下一頁 返回 控制、靜音等功能，它與 MCU通過 I2C總線進(jìn)行通訊，是目前廣泛使用的伴音處理芯片。音頻放大器是飛利浦公司生產(chǎn)的 TDA1517，它是雙聲道 (4瓦 /聲道 ) 立體聲功放，具有高效、節(jié)省面積、散熱好的特點。 ? 8．?dāng)?shù)字 CATV高頻頭 ? 高頻頭采用的是成都旭光生產(chǎn)的 JS6B系列一體化高頻頭，其特點是頻率合成、 I2C控制、全增補(bǔ)電視頻道、單 5V供電等。它將本振、頻段控制、調(diào)諧電壓發(fā)生集于一體，解調(diào)出CVBS視頻信號和 TV伴音信號及第二伴音中頻 (SIF)音頻信號，分別送到視頻處理電路和音頻處理電路進(jìn)行相應(yīng)的處理。采用一體化高頻頭，靈敏度高、解調(diào)性能好。 返回 上一頁 A/D變換電路 ? A/D變換電路的主要任務(wù)是將輸入的模擬圖像經(jīng)過數(shù)字化采樣，形成后級圖像處理芯片能夠處理的數(shù)字圖像信號。我們這里采用 AD9883作為數(shù)字電視接收機(jī) A/D變換的核心芯片。 ? AD9883簡介 ? AD9883是美國 Analog Device生產(chǎn)的 3路 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器件，它是專為個人電腦和工作站的 RGB圖像信號采集而設(shè)計，其最大轉(zhuǎn)換速率達(dá) 140SMPS（百萬次采樣 /每秒）。近年來在視頻處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 下一頁 返回 A/D變換電路 ? AD9883A內(nèi)部包含 110 MHz ADC， V參考電壓，PLL和可編程的增益、復(fù)位、鉗位控制。用戶只需要提供 V的電源、模擬輸入、 HSYNC（行同步 ）和 COAST（時鐘發(fā)生器 ）信號?？梢蕴峁? V～ V的三態(tài)門輸出。 ? AD9883A為平面顯示器和放映機(jī)的模擬信號數(shù)字化提供完整的解決方案，對于電腦的 HDTV顯示器或高速視頻轉(zhuǎn)換是理想的選擇。 ? AD9883A包含所需的輸入緩沖器，信號直流恢復(fù)（采樣），復(fù)位，增益（亮度和對比度）調(diào)整，象素時鐘發(fā)生器， 上一頁 下一頁 返回 A/D變換電路 采樣相位控制，輸出數(shù)據(jù)格式化。所有的控制都可以由 2線制串行總線控制。它的高集成度使得設(shè)計更簡潔，芯片受物理和電子環(huán)境的影響很小。典型功率為 500mW，使用溫度范圍為 0～ 70℃ ，沒有特殊的環(huán)境要求。 AD9883具有以下特點： ? 1）最大轉(zhuǎn)換率 140MSPS ? 2）模擬帶寬 300MHz ? 3）模擬電壓輸入范圍 ～ ? 4） 110MSPS 時 PLL時鐘波動為 500ps pp（皮秒 峰峰值） ? 5）電源 上一頁 下一頁 返回 A/D變換電路 ? 6）實時同步處理 ? 7）熱插拔同步檢測 ? 8）節(jié)能模式 ? 9）低能耗：典型 500mW ? 10） 4： 2： 2輸出格式 ? AD9883通常用于數(shù)字電視、 RGB圖像處理、 LCD顯示器和投影儀等離子顯示屏。 ? AD9983內(nèi)部框圖 ? AD9883內(nèi)部包括鉗位電路、 AD轉(zhuǎn)換器、同步處理和時鐘發(fā)生器、串行寄存器和電源管理等電路，其框圖如 圖 58所示。 上一頁 下一頁 返回 A/D變換電路 ? 引腳功能 ? AD9883共有 80個引腳，其主要引腳的功能如下： ? 行同步輸出（ HSOUT）： HSYNC的經(jīng)過相位調(diào)整的副本。其極性和幅度可通過串行總線寄存器控制。行同步取決于串行數(shù)據(jù)的不斷調(diào)整。 ? 場同步輸出（ VSOUT）：視頻 VSYNC的經(jīng)過相位調(diào)整的副本。其輸出極性由串行總線寄存器位控制。它在所有模式圖像傳輸?shù)倪^程中有效。 ? 綠同步限制輸出（ SOGOUT）：由綠通道提取復(fù)合同步信號，從限制比較器輸出，或輸出未處理的行同步信號HSYNC。 上一頁 下一頁 返回 A/D變換電路 ? SDA：串行數(shù)據(jù) I/O。 ? SCL：串行時鐘。 ? A0：串行地址輸入 1。 ? RED：紅通道數(shù)據(jù)輸出。 ? GREEN：綠通道數(shù)據(jù)輸出。 ? BLUE ：藍(lán)通道數(shù)據(jù)輸出。 ? 數(shù)據(jù)輸出時鐘（ DATACK）：此引腳通常為輸出數(shù)據(jù)和HSOUT的外部邏輯提供主時鐘輸出信號，它由內(nèi)部時鐘產(chǎn)生，并于內(nèi)部取樣時鐘同步。當(dāng)采樣時間隨 PHASE調(diào)整器改變時，輸出時序也切換， DATACK和 HSOUT輸出也改變。所以時序關(guān)系著信號的穩(wěn)定。 上一頁 下一頁 返回 A/D變換電路 ? RAIN：紅通道模擬輸入。 ? GAIN：綠通道模擬輸入。 ? BAIN：藍(lán)通道模擬輸入。 ? RED, GREEN, 和 BLUE圖像信號的高阻抗，獨立輸入。（三個通道是一樣的，能用于任何顏色，通過調(diào)整參考點來改變顏色。）輸入可調(diào)節(jié)范圍為 ～ 。 ? 行同步輸入（ HSYNC）：此引腳接受一個邏輯信號，用于參考建立行時序，并為圖像時鐘產(chǎn)生器提供參考頻率。其邏輯屬性由串行寄存器 0EH的第 6位控制（行同步極性標(biāo)志位）。僅當(dāng)行同步前沿為上升沿，后沿可以忽略。當(dāng)行同步極性為 0時，行同步取下降沿。當(dāng)行同步極性為 1時，行同步 上一頁 下一頁 返回 A/D變換電路 取上降沿。其輸入還包含噪聲抑制施密特觸發(fā)器，輸入極限位 。 VSYNC：場同步信號輸入。 ? 綠槍同步輸入（ SOGIN）：這個輸入為嵌入同步提供一個輔助處理信號，在綠通道。此腳連到一個帶有內(nèi)部閾值的高速比較器，閾值可由程序控制，以 10mV為步長，從輸入信號波谷上方 10mV到 300mV，缺省閾值為 150mV。當(dāng)連接到含內(nèi)部同步的一致的圖像信號，在 SOGOUT腳產(chǎn)生一個數(shù)字輸出。此腳在不用時作懸空處理。 ? 外部嵌位輸入（ CLAMP）：此腳用于定義輸入信號鉗位到地的時間，它將實行當(dāng)參考直流電平相對于模擬通道輸入是 上一頁 下一頁 返回 A/D變換電路 可知的，例如在圖像信號的黑電平期間。該腳在鉗位功能腳設(shè)置為 1時有效（寄存器 0FH，第 7位，缺省值為 0）。當(dāng)禁止時，該腳被忽略，鉗位時序由內(nèi)部記時器延時決定，并在行輸入后沿期間有效。該腳不用時必須接地，并且通過程序?qū)⒃摴δ茉O(shè)置為 0。 ? 時鐘發(fā)生器邊沿輸入（ COAST）：此腳用于在停止行同步輸入時繼續(xù)產(chǎn)生一個和當(dāng)前頻率相位一致的圖像時鐘信號，它在沒有從源信號提取行同步脈沖，而由場同步時非常有用。該腳信號一般不由 PC產(chǎn)生。該腳由其控制寄存器設(shè)置（寄存器 0FH，第 3位）。當(dāng)不用時，該腳必須接到地，并且通過程序?qū)⒃摴δ茉O(shè)置為 1，或接高電平（通過 10k的電阻