CN206712976U - 一种dlp激光投影系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种DLP激光投影系统，包括中央处理单元、接口单元，其中，中央处理单元包括数据处理解码部分、音频处理部分；接口单元包括HDMI，DVI接口等多路数字输入信号接口、多路输出接口；数据处理解码部分用于将输入的信号解码转换为LVDS信号，对输入的信号进行调节及校正，并输出至LVDS接口；音频处理部分将数字音源解码成模拟信号并输出。系统集成度高，使用芯片少。大大降低了电源、时钟等外围电路的设计难度。Layout布线更加简捷，降低了信号干扰，提高了系统信号完整性及成像质量。PCB体积小，成本低，占用结构空间减少，符合小型化及便携式产品的发展趋势。

Description

一种DLP激光投影系统
技术领域
本实用新型属于激光投影机领域，具体涉及一种DLP激光投影系统。
背景技术
现有的激光投影仪方案主要有：
一、如图1所示，通过分立芯片组成信号处理系统的方案：VGA转TTL芯片(AFE1000)+HDMI转TTL芯片(IT6605)。
1，主要是VGA转TTL芯片(AFE1000)，最大分辨率支持率低，而且利用一个芯片只做这个这种功能功能性太简单，意义不大，而且成本高。
2，主要是HDMI转TTL芯片(IT6605)，而且利用一个芯片只做这个这种功能功能性太简单，意义不大，而且成本高占用PCB面积大。
3，还需要单独加一个MCU做待机功耗控制功能，而且使用一个MCU芯片只做此功能，功能性太简单，意义不大，而且成本高。
缺点：功能简单，且需要用一个MCU芯片专门编制程序来做低功耗功能，芯片数量多PCB占用面积大，成本高。
二、如图2所示，通过一个芯片实现信号处理及控制系统，再增加一个独立芯片实现投影的3D功能，电路设计比较复杂，PCB LAYOUT占用面积也比较大，整体方案需要使用两个芯片来实现同样的功能，软件开发周期长，因此成本也高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种DLP激光投影系统，解决了现有技术中激光投影机控制系统芯片数量多、布线复杂、体积大、干扰多的问题。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种DLP激光投影系统，包括中央处理单元、接口单元，其中，中央处理单元包括数据处理解码部分、音频处理部分；接口单元包括多路数字输入信号接口、多路输出接口；数据处理解码部分用于将输入的信号解码转换为LVDS信号，对输入的信号进行调节及校正，并输出至LVDS接口；音频处理部分将数字音源解码成模拟信号并输出。
还包括信号转换电路，用于将LVDS信号转换为TTL信号。
多路数字输入信号接口与数据处理解码部分之间具有光耦隔离元件。
还包括电源管理单元，电源管理单元具有多个DC-DC电路，每个DC-DC电路的输出电压通过至少两个电阻的匹配组合进行调节。
多个DC-DC电路的输出电压包括+3.3V、+1.15V、+1.8V。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、系统集成度高，使用芯片少。大大降低了电源、时钟等外围电路的设计难度。
2、Layout布线更加简捷，降低了信号干扰，提高了系统信号完整性及成像质量。
3、成本低，物料需求较少，从而降低了原材料采购难度，减少了产品量产时的供应风险。
4、PCB体积小，占用结构空间减少，符合小型化及便携式产品的发展趋势。
5、功能性强，高效率、高可靠性的DLP激光投影系统集成方案，解决PCB板小型画设计，软件开发周期也短，只需要一个芯片就能实现所以接口功能。
附图说明
图1为现有技术中激光投影机信号处理原理框图。
图2为现有技术中激光投影机多个芯片控制的原理框图。
图3为本实用新型系统组成功能框图。
图4为本实用新型中央处理单元的功能模块图。
图5为本实用新型LVDS信号转换为TTL信号的功能模块图。
图6为+3.3V输出DC-DC电路原理图。
图7为+1.8V输出DC-DC电路原理图。
图8为+1.15V输出DC-DC电路原理图。
图9为本实用新型系统开机流程图。
图10为本实用新型系统工作流程图。
图11为本实用新型系统关机流程图。
图12为本实用新型系统异常处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。
一种DLP激光投影系统，包括中央处理单元、接口单元，其中，中央处理单元包括数据处理解码部分、音频处理部分；接口单元包括HDMI，DVI接口等多路数字输入信号接口、多路输出接口；数据处理解码部分用于将输入的信号解码转换为LVDS信号，对输入的信号进行调节及校正，并输出至LVDS接口；音频处理部分将数字音源解码成模拟信号并输出。
还包括信号转换电路，用于将LVDS信号转换为TTL信号。
多路数字输入信号接口与数据处理解码部分之间具有光耦隔离元件。
还包括电源管理单元，电源管理单元具有多个DC-DC电路，每个DC-DC电路的输出电压通过至少两个电阻的匹配组合进行调节。
多个DC-DC电路的输出电压包括+3.3V、+1.15V、+1.8V。
还包括监控模块、3D控制模块、感应色轮控制模块，监控模块包括风扇监控、温度监控；感应色轮控制模块根据接收的信号启动或停止感应色轮。
具体实施例，
如图3所示，一种DLP激光投影系统，包括中央处理单元、接口单元，其中，中央处理单元包括数据处理解码部分、音频处理部分；数据处理解码部分输出的LVDS信号通过信号转换单元转换为TTL信号，然后传输至监控模块，监控模块具有色轮驱动部分，风扇温度按键监控部分，并具有DMD数据显示，中央处理器与监控模块之间，中央处理器与外部通讯均通过I2C总线连接；接口单元包括多路数字输入信号接口和多路输出接口；例如：HDMI、DVI、VGA接口、显示端口、视频输入/输出端口串口、SPDIF同轴端口、电源指示灯接口等；音频处理部分将数字音源解码成模拟信号，进行功放后并通过喇叭等播放设备输出。
该实施例采用MST9U13Q1芯片作为中央处理器，具体功能模块如图4所示，包括信号输入引擎、多路开关转换单元、内存控制单元、画中画显示处理单元、校正单元、信号转换单元、音频转换单元、电源管理单元、OSD菜单、GPIO USB接口等，多路开关转换单元将信号输入引擎输入的信号进行切换管理。
该实施例的信号转换电路采用THC63LVD1024芯片作为处理器，用于将LVDS信号转换为TTL信号，具体功能框图如图5所示，包括多路控制端口，两路LVDS输入端口以及与其对应的两路TTL输出端口、同步信号接口，内部具有串并转换及数据处理单元，时钟转换单元将8～135MHz的时钟信号转换为8～150MHz的时钟输出。
多路数字输入信号接口与数据处理解码部分之间具有光耦隔离元件。
系统还包括监控模块、3D控制模块、感应色轮控制模块，监控模块包括风扇监控、温度监控；3D控制模块用于打开、关闭3D功能；感应色轮控制模块根据接收的信号启动或停止感应色轮。监控模块、3D控制模块、感应色轮控制模块处理结果输出到DDP4422芯片实现功能，具体输出端功能定义如下：
温度异常指示灯功能2：当环境温度超过35度时，对应的GPIO 49至高，关闭图像显示、对应的TMP_LED(温度异常指示灯)指示灯显示橙色顺序为“亮-暗-亮-暗”：表示风扇异常；
风扇异常指示灯功能2：当系统中任何一个风扇不转，对应的GPIO 50至高，关闭图像显示、对应的FAN_LED(风扇异常指示灯))指示灯显示蓝色顺序为“亮-暗-亮-暗”：表示风扇异常；
3D功能：控制相应的输出端口实现3D功能的打开或关闭控制。
感应色轮1控制功能：开机后，当色轮1转动在120HZ频率时系统才能正常显示；
感应色轮2控制功能；开机后，当色轮2转动在120HZ频率时系统才能正常显示；
背光占空比调节：明亮100％，标准80％，环保50％。
DDP4422程序烧入：只有USB才可以烧入，而且还要进入boot loader模式，因此，当系统要做外部烧入程序时，需要外加一个miniUSB，和一个KEY(要加再机器外壳可以按到的)。
电源管理单元具有多个DC-DC电路，每个DC-DC电路均具有独立的DC-DC芯片，输出电压通过至少两个电阻的匹配组合进行调节。
多个DC-DC电路的输出电压包括+3.3V、+1.15V、+1.8V。
其中，输出电压为+3.3V的电源转换电路如图6所示，采用AP1084-ADJ芯片将+5V标准电压转换为+3.3V输出的电压，该芯片标准输出电流为5A，输入端和输出端均采用电容电感续流电容滤波，输出电压Vout采用如下公式计算：
其中，该实施例中，Vref＝1.25V，Iadj＝55uA，Rn＝300Ω，Rm＝180Ω，可根据需求调节电阻的阻值范围。
输出电压为+1.8V的电源转换电路如图7所示，采用SYS8088芯片将+5V标准电压转换为+1.8V输出的电压，该芯片标准输出电流为1A，输入电压范围2.5V～5.5V，反馈电压VFB＝0.6V，输入端和输出端均采用电感续流电容滤波，使能端通过电阻后与+5V连接置高电平，输出电压Vout采用如下公式计算：
其中，该实施例中，R1为至少两个电阻串联组成，为了获取最高精度的输出电压，可根据需求调节电阻的阻值范围，采用不同的电阻达到精确微调的效果，该实施例的R1采用RM20和RM21两个阻值均为100K、精度1％的电阻串联组成。
输出电压为+1.15V的电源转换电路如图8所示，采用AOZ1036芯片将+12V标准电压转换为+1.15V输出的电压，输入端采用电容滤波，输出端均采用电感续流电容滤波，比较端COMP与地之间连接电阻Rc和电容Cc的串联电路，反馈端FB分别与电容Cf、电阻Ra、电阻Rb连接，电容Cf和电阻Ra组成并联电路后通过0欧电阻与输出端连接，输出电压Vout采用如下公式计算：
其中，该实施例中，Ra＝2.15KΩ，精度为1％，Rb为至少两个电阻串联组成，为了获取最高精度的输出电压，可根据需求调节电阻的阻值范围，采用不同的电阻达到精确微调的效果，该实施例的Rb采用RM19和RM23两个电阻串联，其中RM19的阻值为4.3K、精度为1％，RM23的阻值为240Ω。
该实施例中，根据需求不同可选择不同的转换芯片，芯片的输出电流不同，选择规则如下表1：
表1
不同的输出电压需要选择不同阻值的Rb，Rb的选择与输出电压的对应关系如表2，
表1
Rb Vout(V)
6.2K 1.05
5.1K 1.1
4.3K+240Ω 1.15
3.9K 1.2
本系统的相应模块工作流程、软件控制要求及详细流程如下：
控制方式：I2C，写地址0X34，读0X35，通讯内容根据具体需求设定；
投影相关菜单添加内容：投影方式，显示模式，梯形校正，使用时间，高海拔模式，节能模式，图像缩放，3D设置。
如果需要实现远程控制，首先我们要做一个PC版本的网络控制APP安装软件，通过APP工具发送指令给系统，然后转换成串口控制DDP4422；
开机/关机：通过RJ45转I2C，先给MST9U13Q1发送开机指令，MST9U13Q1开始工作，同时MST9U13Q1转出I2C控制DDP4422开机。
开机流程如图9所示，首先接入电源，5V标准电源工作，系统判断是否收到开机指令、如果收到，进入工作流程，否则，进入待机模式。
系统工作流程如图10所示，如果开机流程中，系统进入工作流程，启动DDP4422供电电路，检测是否有DLP准备好信号，如果检测到DLP准备好信号，输出图像信号，然后执行数据刷新指令，循环至播放结束；否则，继续等待DLP准备好信号。
系统关机流程如图11所示，系统处于正常工作状态，检测是否有外部关机指令，如果有，发出关机指令，控制DDP4422供电电路关闭，主系统进入关机流程，否则继续维持系统正常工作状态，等待关机指令；
主系统进入关机流程后，检测是否有DLP关闭状态指令，如果有，对DLP系统断电，主系统进入待机状态，否则，等待DLP关闭状态指令。
系统异常处理流程如图12所示，系统处理正常工作状态，检测是否有异常指令信号，该异常指令信号由DDP4422给出，如果有，发出屏幕提示信息，等待预先设定的时间后，进入关机流程，否则，维持系统正常工作状态。
该实施例发出屏幕提示信，等待30秒后进入关机流程，该时间可根据不同的系统配置或使用环境自行设定。

Claims (5)

1.一种DLP激光投影系统，其特征在于：包括中央处理单元、接口单元，其中，中央处理单元包括数据处理解码部分、音频处理部分；接口单元包括多路数字输入信号接口、多路输出接口；数据处理解码部分用于将输入的信号解码转换为LVDS信号，对输入的信号进行调节及校正，并输出至LVDS接口；音频处理部分将数字音源解码成模拟信号并输出。
2.根据权利要求1所述的DLP激光投影系统，其特征在于：还包括信号转换电路，用于将LVDS信号转换为TTL信号。
3.根据权利要求1所述的DLP激光投影系统，其特征在于：多路数字输入信号接口与数据处理解码部分之间具有光耦隔离元件。
4.根据权利要求1所述的DLP激光投影系统，其特征在于：还包括电源管理单元，电源管理单元具有多个DC-DC电路，每个DC-DC电路的输出电压通过至少两个电阻的匹配组合进行调节。
5.根据权利要求3所述的DLP激光投影系统，其特征在于：多个DC-DC电路的输出电压包括+3.3V、+1.15V、+1.8V。
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