CN1553698A - 频率合成彩电用一体化信号处理器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子工业领域，尤其是涉及一种在彩电中实现全部小信号处理功能的一体化的技术，其主要技术特征在于将彩电中全部小信号处理电路集于一体，为排除内外电路间干扰，采用金属屏蔽盒，内置高频处理单元、CPU、主芯片组成的线路板。金属屏蔽盒由中框、左盖板和右盖板插接构成，左、右盖板上设散热片或散热孔，中框内侧设若干屏蔽板。线路板上的高频处理单元采用TDA6503，CPU采用M37150MB，E²ROM采用AT24C16，主芯片采用M61250BFP。本发明可减少自动插件机的投入数量或时间，提高生产效率和产品直通率且减低电视机设计难度和工作量，方便维修。

Description

频率合成彩电用一体化信号处理器

技术领域

本发明涉及电子工业领域，尤其是涉及一种在彩电中实现全部小信号处理功能的一体化的技术。

现有技术

一台彩色电视机，无论屏幕大小或功能多少，都是由机壳、显象管和机芯三个部分组成。其中，机芯部分因电路复杂、元器件多、设计难度高和装配复杂，被称为彩色电视机的心脏。随着大规模集成电路和超大规模集成电路在彩电中的应用，彩电机芯板上的元器件数量在完成相同功能的条件下日趋减少，但纵然如此，目前最先进的彩电机芯，其机芯板上元器件的总数量仍在四百个左右，再加上印制板上几十个乃至一百多个跨接线，所以机芯板的插件数实际将达到五百个左右。这么大的插件量，对于电视机整机生产工厂来说，将成为影响其生产成本、生产速度、生产直通率和质量稳定性的重要因素。机芯板上的元件数的多少，直接影响着工厂的生产成本和生产速度和质量。

发明目的

本发明的目的是提供一种减少彩电机芯板上元件数，因此减少自动插件机的投入数量或时间，以及减低电视机设计难度和工作量，方便维修的在彩电中实现全部小信号处理功能的一体化信号处理器。

技术方案：

本发明的技术方案是：设计一种频率合成调谐彩电用的一体化小信号处理器，将彩色电视机机芯中所有小信号处理部分的电路集合到一个小型的金属屏蔽盒中，从而大大地减少了机芯板上的元件数量。一般彩电采用的电路是对模拟电视信号的处理，如高频放大、混频、同步解调、彩色解码等。众所周知，高频的小信号的模拟电路的设计是十分困难的，需要有较扎实的理论基础和丰富的实践经验。例如，高频部分元器件的排布位置和走线存在着分布参数(电容和电感)，这将为电路的设计带来复杂的影响因素；电视机中开关电源和行场扫描等大电流信号，会以传导或辐射的形式对高频小信号的电路形成各种干扰，也需要在电路设计中加以解决。彩电机芯的电路通常由调谐器、CPU、主芯片、行场扫描、伴音输出和电源等部分组成。调谐器、CPU、主芯片制作为本发明的电视机小信号处理单元。其中，调谐器完成高频放大、选台、混频等功能；CPU实现对电视机的控制和屏幕显示，及完成CCD，V-CHIP解调等功能；主芯片完成中频放大、同步解调、AFT、AGC、同步分离、行场脉冲发生、伴音鉴频、彩色解码等功能。频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器，将以上三个小信号处理单元合为一体。首先将本发明的内部用屏蔽板将整个电路分成三个部分，该三个部分见图3本实用新型内部方框图中的三个虚线框。其中，最上面的虚线框是高频处理单元，其功能相当于一个天线放大器加上一个频率合成调谐器；左边部分是电视机的中央控制单元(CPU)和存储器(E²ROM)；右边部分是主芯片单元。

1)高频处理单元与中央控制单元之间的联接

高频处理部分通过以下连线与中央控制单元实现联接：

A、I²C总线：中央控制单元中CPU(M37150MB)的引脚30、引脚31和E²ROM的引脚6、引脚5通过该两根线对高频处理单元的SCL、SDA端口实施控制，发出指令或读取和存储数据。

B、RF AMP控制线：根据实际接收到的图象信号的强弱，用户可通过操作遥控器，对每一个电视节目选择是否使电视机处于高灵敏度接收状态。CPU的35脚连接到高频处理单元的RF AMP端口，当该引脚输出高电平时，天线放大器工作，此时电视机处于高灵敏度接收状态；当该引脚输出低电平时，天线放大器停止工作，此时电视机处于普通接收状态。

C、图7，当SW(控制开关)置高电平，晶体管V4导通→晶体管V2导通→V2集电极高电位→微波管V1放大，同时二极管VD6导通；又由于晶体管V4导通→晶体管V3截止→V3集电极低电位→二极管VD2、VD3、VD4、VD5截止→来自天线端的电视信号经微波管V1放大后进入高频放大级。

当SW(控制开关)置低电平，晶体管V4截止→晶体管V2截止→V2集电极低电位→微波管V1不工作，同时二极管VD6截止；又由于晶体管V4截止→晶体管V3导通→V3集电极高电位→二极管VD2、VD3、VD4、VD5导通→来自天线端的电视信号不经微波管V1放大而直接进入高频放大级。

2)高频处理单元与主芯片单元之间的联接

高频处理单元通过IF、AGC线与主芯片之间实现联接。

A、高频处理单元的“IF”端口输出图象和声音的中频信号，该信号首先进入主芯片单元的声表面波滤波器进行带通滤波，然后馈入主芯片M61250BFP的第63、64脚，由主芯片完成对图象和声音信号的解调、放大和各项处理。

B、AGC为自动增益控制。电视机要求当天线端输入的信号电平的变化在1000倍(60dB)范围内，显象管上图象的对比度不受影响。为此，当主芯片测得由高频处理单元馈入的图象信号幅度过大而超出主芯片控制能力时，主芯片第35脚将发出控制信号至高频处理单元的“RF AGC”端，强使高频处理单元内的高频放大电路将增益降低。

3)主芯片与中央控制单元之间的联接

中央控制单元通过以下连线与主芯片单元实现联接：

A、C和RF AGC控制。主芯片59脚(RF AGC OUT)的输出经C216、R262、R263、R264、R261和V261组成的放大电路实现电平转换后馈入CPU第10脚；主芯片61脚(IF AGC FILTER)的输出经C217、R252、R253、R254、R251和V251组成的放大电路实现电平转换后馈入CPU第6脚，该两电平进入CPU后经模数转换等处理，在屏幕上作为电视信号的强弱予以显示。

B、MONITOR：主芯片18脚直接与CPU39脚相连。

C、行、场同步脉冲：由主芯片19、20脚发出，直接与CPU38、37脚相连接，用于控制OSD、CCD等显示的行、场时间和位置。

D、R、G、B：CPU34、35、36脚直接与主芯片23、22、21脚相连，实现全功能屏幕显示，主芯片的该三个引脚同时可作为CCD、TELETEXT和INTERNET的输入口。

E、BLANK：黑底命令。由CPU33脚向主芯片24脚发出，用于OSD、CCD、TELETEXT、INTERNET显示时的图象挖底。

F、I²C总线：SDA(数据线)和SCL(时钟线)。CPU第31、30脚通过该两根线对主芯片26、27脚实施控制，发出指令或读取和存储数据。

G、OWER：CPU第29脚通过R113与主芯片28脚相连，当电视机由STANDBY状态向POWER ON状态转换时，CPU第29脚向主芯片28脚发出高电平。

H、FSC：由主芯片29脚通过C110与CPU第28脚相连。

I、RESET：CPU第27脚通过C109和R112与主芯片30脚相连。

其中；

a)I²C总线：中央控制单元通过SDA(数据线)和SCL(时钟线)该两根线对高频处理部分实施控制，发出指令或读取和存储数据。

b)STANDBY：主芯片根据CPU STANDBY指令实现清零。

c)R、G、B：CPU通过RGB线实现全功能屏幕显示，主芯片单元的该三个端口同时可作为CCD、TELETEXT和INTERNET的输入口。

d)BLANK：黑底命令，由CPU向主芯片发出，用于OSD、CCD、TELETEXT、INTERNET显示时的图象挖底。

e)行、场同步脉冲：由主芯片单元向CPU发出，用于控制OSD、CCD等显示的时间和位置。

f)MUTE：由CPU向主芯片发出，用于当进行换台、TV/AV切换、STANDBY等操作时的声音静音。

g)AFT：当调谐系统出现偏差时，由主芯片单元向CPU发出修正命令。

本发明频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器工作原理是：从天线端接收到的全电视信号，首先进入天线放大器，天线放大器根据CPU的指令，决定对全电视信号进行放大或直通。经放大(或直通)的信号再经过受RF AGC电压控制的高频放大器放大后，进行采用频率合成方式的频道选择，然后与本机振荡的输出一起进入混频级，输出图象和声音的中频信号。图象和声音的中频信号首先进入声表面波滤波器，形成符合中放幅频特性和相频特性要求的带通曲线，然后馈入主芯片M61250BFP，完成中频放大、同步解调、AFT、AGC、同步分离、行场脉冲发生和激励、伴音鉴频和音频放大、彩色解码等功能。

CPU M37150MB对电视机实现全功能控制，如自动搜索、AFT、SKIP、选台、图象的亮度、对比度和彩色的控制、声音的音量、高低音和平衡的控制、时钟控制、彩色制式和声音制式的选择等，CPU同时实现在电视机生产时对受控IC寄存器的各项数据的设定和调试。

本发明频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器，由于将彩电中全部小信号处理电路集于一体，内部电路间的干扰以精良设计予以克服，如采用了双面铜箔印制板，内部加屏蔽板对各单元隔离，采用贴片元件等措施，对外则只是一个全屏蔽的金属盒，因此将大大地简化了电视机整机的设计，减少了整机的设计难度。信号处理单元合为一体，为配合使用各种不同的机壳，彩电机芯板的外形和尺寸需要作不同的改变，即通常所说的需要重新排板设计。由于日益激烈的市场竞争，这种因不断采用新技术和新外形而必须作的重新排板的工作越来越多。排板设计的工作量是十分巨大的，需要花费设计人员大量的人力。本实用新型频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器，可作为一个通用件，集合了整机中近40％的元器件，因此避免了机芯设计中难度最大的高频小信号电路的设计，使整个机芯板的开发周期大大缩短，预计可缩短50％开发时间。

由于频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器将一百多个元器件集于一体，当有元器件损坏时，维修人员只需替换一个组件即可，这将大大减少了检修时间，提高了工作效率。

随着集成电路日新月异的发展，单位面积内的元器件集成数越来越高，集成电路的尺寸也越做越小，彩电中使用的专用大规模集成电路也开始向贴片安装形式发展。但是，目前国内外大部分的彩电生产工厂，尚不具备贴片安装的专用设备—贴片机，而贴片机是一种价格昂贵的设备，一条线约100万美金，因此对这些工厂来说目前不具备直接使用贴片安装集成电路的条件。本实用新型频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器，可由具有贴片安装设备的专业工厂(如调谐器生产厂家)进行生产，对于电视机工厂来说，只要向这些工厂购买即可，如同购买调谐器一样。

本发明的优点

本发明可减少自动插件机的投入数量或时间，提高生产效率和产品直通率，且减低电视机设计难度和工作量，具有维修方便，采用贴片生产、安装等优点。

附图

图1为本发明的彩电流程方框图；

图2为普通彩电流程方框图；

图3为本发明的内部方框图；

图4频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器外形结构的主视图；

图5频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器A-A向剖视图；

图6频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器外形结构的俯视图；

图7频率合成调谐彩电用一体化小信号处理器外形结构的左视图；

图8本发明电路连接图。

最佳实施例

如图所示，本实施例采用金属屏蔽盒1，内置有由高频处理单元、CPU、主芯片组成的线路板2。金属屏蔽盒1由金属材料制成，并由中框4、左盖板5和右盖板6插接构成，左盖板5和右盖板6边缘翻折90度，且为锯齿状；左盖板5上设若干散热片7，右盖板6上设散热孔8，中框4内侧设若干屏蔽板9，并设一连接孔10。

线路板2上的高频处理单元采用PHILIPS集成电路TDA6503，CPU、采用三菱集成电路M37150MB，E²ROM采用16K内存AT24C16，主芯片采用三菱集成电路M61250BFP，它们的联接方法如下：

1)高频处理部分通过以下连线与中央控制单元实现联接：

A、I²C总线：中央控制单元中CPU(M37150MB)的引脚30、引脚31和E²ROM的引脚6、引脚5通过该两根线对高频处理单元的SCL、SDA端口实施控制，发出指令或读取和存储数据。

B、RF AMP控制线：根据实际接收到的图象信号的强弱，用户可通过操作遥控器，对每一个电视节目选择是否使电视机处于高灵敏度接收状态。CPU的35脚连接到高频处理单元的RF AMP端口，当该引脚输出高电平时，天线放大器工作，此时电视机处于高灵敏度接收状态；当该引脚输出低电平时，天线放大器停止工作，此时电视机处于普通接收状态。

2)高频处理单元与主芯片单元之间的联接

高频处理单元通过IF、AGC线与主芯片之间实现联接。

A、高频处理单元的“IF”端口输出图象和声音的中频信号，该信号首先进入主芯片单元的声表面波滤波器进行带通滤波，然后馈入主芯片M61250BFP的第63、64脚，由主芯片完成对图象和声音信号的解调、放大和各项处理。

B、AGC为自动增益控制。电视机要求当天线端输入的信号电平的变化在1000倍(60dB)范围内，显象管上图象的对比度不受影响。为此，当主芯片测得由高频处理单元馈入的图象信号幅度过大而超出主芯片控制能力时，主芯片第35脚将发出控制信号至高频处理单元的“RF AGC”端，强使高频处理单元内的高频放大电路将增益降低。

3)主芯片与中央控制单元之间的联接

中央控制单元通过以下连线与主芯片单元实现联接：

A、IF AGC和RF AGC控制。主芯片59脚(RF AGC OUT)的输出经C216、R262、R263、R264、R261和V261组成的放大电路实现电平转换后馈入CPU第10脚；主芯片61脚(IF AGC FILTER)的输出经C217、R252、R253、R254、R251和V251组成的放大电路实现电平转换后馈入CPU第6脚，该两电平进入CPU后经模数转换等处理，在屏幕上作为电视信号的强弱予以显示。

B、MONITOR：主芯片18脚直接与CPU39脚相连。

C、行、场同步脉冲：由主芯片19、20脚发出，直接与CPU38、37脚相连接，用于控制OSD、CCD等显示的行、场时间和位置。

D、G、B：CPU34、35、36脚直接与主芯片23、22、21脚相连，实现全功能屏幕显示，主芯片的该三个引脚同时可作为CCD、TELETEXT和INTERNET的输入口。

E、ANK：黑底命令。由CPU33脚向主芯片24脚发出，用于OSD、CCD、TELETEXT、INTERNET显示时的图象挖底。

F、I²C总线：SDA(数据线)和SCL(时钟线)。CPU第31、30脚通过该两根线对主芯片26、27脚实施控制，发出指令或读取和存储数据。

G、POWER：CPU第29脚通过R113与主芯片28脚相连，当电视机由STANDBY状态向POWER ON状态转换时，CPU第29脚向主芯片28脚发出高电平。

H、FSC：由主芯片29脚通过C110与CPU第28脚相连。

I、RESET：CPU第27脚通过C109和R112与主芯片30脚相连。

Claims (5)

1、一种频率合成彩电用一体化信号处理器，由屏蔽盒1、电路板2、电气元件3等组成，其特征在于：将彩色电视机机芯中所有小信号处理部分的电路集合到一个小型的金属屏蔽盒1中，每一小信号处理部分的电路间设置金属屏蔽件；

2、根据权利要求1所述的一种频率合成彩电用一体化信号处理器，其特征在于：金属屏蔽盒1内置有由高频处理单元、CPU、主芯片组成的线路板2。

3、根据权利要求1所述的一种频率合成彩电用一体化信号处理器，其特征在于：金属屏蔽盒1由金属材料制成，并由中框4、左盖板5和右盖板6插接构成，左盖板5和右盖板6边缘翻折90度，且为锯齿状；左盖板5上设若干散热片7，右盖板6上设散热孔

8，中框4内侧设若干屏蔽板9，并设一连接孔10。

4、根据权利要求1所述的一种频率合成彩电用一体化信号处理器，其特征在于：线路板2上的高频处理单元采用PHILIPS集成电路TDA6503，CPU采用三菱集成电路M37150MB，E²ROM采用16K内存AT24C16，主芯片采用三菱集成电路M61250BFP，它们的联接方法如下：

1)高频处理部分通过以下连线与中央控制单元实现联接：

A、I2C总线：中央控制单元中CPU(M37150MB)的引脚30、引脚31和E²ROM的引脚6、引脚5通过该两根线对高频处理单元的SCL、SDA端口实施联结控制；

B、RF AMP控制线：CPU的35脚联接到高频处理单元的RF AMP端口；

2)高频处理单元与主芯片单元之间的联接：

A、高频处理单元的“IF”端口输出图象和声音的中频信号，该信号首先进入主芯片单元的声表面波滤波器进行带通滤波，然后馈入主芯片M61250BFP的第63、64脚；

B、主芯片第35脚与高频处理单元的“RF AGC”端口联结；

3)主芯片与中央控制单元之间的联接

A、主芯片59脚(RF AGC OUT)的输出经C216、R262、R263、R264、R261和V261组成的放大电路实现电平转换后馈入CPU第10脚；主芯片61脚(IF AGC FILTER)的输出经C217、R252、R253、R254、R251和V251组成的放大电路实现电平转换后馈入CPU第6脚，该两电平进入CPU后经模数转换等处理；

B、主芯片18脚直接与CPU 39脚相连；

C、行、场同步脉冲：由主芯片19、20脚发出，直接与CPU 38、37脚相连接；

D、CPU34、35、36脚直接与主芯片23、22、21脚相连，实现全功能屏幕显示，主芯片的该三个引脚同时作为CCD、TELETEXT和INTERNET的输入口；

E、CPU 33脚向主芯片24脚联结；

F、SDA(数据线)和SCL(时钟线)由CPU第31、30脚通过该两根线对主芯片26、27脚实施控制；

G、POWER：CPU第29脚通过R113与主芯片28脚相连，当电视机由STANDBY状态向POWER ON状态转换时，CPU第29脚向主芯片28脚发出高电平；

H、FSC：由主芯片29脚通过C110与CPU第28脚相连；

I、RESET：CPU第27脚通过C109和R112与主芯片30脚相连。

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