1、2023-6-27第7章电视原理与接收技术第第7章电视原理与接收技章电视原理与接收技术术第7章电视原理与接收技术 7.1.1 彩色显像管 彩色显像管功能是完成电光转换和三个基色分量信号的混合，即相加混色在显像管的荧光屏实现。1、彩色显象管的结构 荫罩式彩色显像管由荧光屏、荫罩、电子枪、玻壳和管外组件构成。电子枪：发射电子，并使其加速、聚焦成为可以轰击荧光屏的电子束。荧光屏：成像，其上涂复三种基色荧光粉，三种荧光粉点按一定规律成品字状或成条状，每三个点构成一个色组，代表一个像素。7.1显像管显示显像管显示第7章电视原理与接收技术 荫罩：位于电子枪和屏幕之间的一块布满数10万个小孔的薄钢板，它具有
2、选色功能，即保证每注电子束都能准确地轰击到相应的荧光粉点上。在此过程中，首先要保证三注电子束通过一个荫罩孔、即会聚在荫罩孔。彩色显象管的三注电子束，分别受图像信号的三个基色分量信号(R、G、B)调制，然后准确地轰击荧光屏上相应的荧光粉点，产生相应颜色(R、G、B)光。由于每个色组相距非常近，人的视觉感受到由三色混合形成的色彩。管外组件：主要是色纯调整和会聚调整磁件。第7章电视原理与接收技术 2、自会聚彩色显像管 自会聚彩色显像管采用一字型一体化电子枪，并配置精密环形偏转线圈，直线排列的三注电子束通过以特定形式分布的偏转磁场后会聚于整个荧光屏。一字型一体化电子枪 一字型：是指电子枪三个阴极在水平
3、方向精密排列成一字型。彼此间的距离很小。一体化：是指电子枪的控制栅极、加速极、聚焦极都连成一体，各个电极都开有三个小孔(三个小孔排成一字型)，以便让三注电子束通过。故电子束之间的距离取决于制作栅极所用模具精度，而不受电子枪安装操作的影响。第7章电视原理与接收技术 自会聚管工作原理 由于电子枪采用一字型一体化精密结构，消除了产生垂直方向会聚误差的主要因素。1.静态会聚 静态会聚是指无偏转时的会聚，是三注电子束在荧光屏中心区域的会聚。电子枪、槽形荫罩和条状荧光粉示意如图7-1所示。图图7-17-1一字形电子枪、槽形荫罩和条状荧光粉一字形电子枪、槽形荫罩和条状荧光粉荫罩板荫罩板BGRBGR电子枪电子
4、枪荧光粉条荧光粉条第7章电视原理与接收技术 静态会聚调整采用两对环形永久磁铁安装在显像管的管颈上，一对为四极磁环，一对为六极磁环。可以对三注电子束出现的各种偏移进行校正，使它们位于同一水平面内，且两边的电子束与中心束保持等距离。第7章电视原理与接收技术（a a）产生动会聚误差的原因）产生动会聚误差的原因 （b b）失聚时光栅的特点）失聚时光栅的特点 图图7-27-2动会聚误差动会聚误差G GR RB B会聚面会聚面荫罩荫罩面面屏幕屏幕RGBRGBRGBRGBRGBRGB 2.动态会聚 动会聚是指偏转过程中的会聚，是三注电子束在荧光屏四周的会聚。产生动会聚误差如图7-2所示，由图可以看出，偏转角
5、越大，离屏幕中心越远，动会聚误差（失聚）越严重。第7章电视原理与接收技术 进行动态会聚校正所需要的垂直偏转磁场为桶形分布；水平偏转磁场为枕形分布。自会聚管采用环形精密偏转线圈、磁分路器和磁增强器来消除动会聚误差。偏转线圈：匝数分布恰好能产生电子束会聚所需要的磁场分布，从而使三条电子束就能自动在整个荫罩上良好会聚，两个边束有所散开，会聚点向屏幕方向位移。即实现三注电子束会聚到荫罩的同一槽孔中。这种偏转线圈又称为动会聚自校正型偏转线圈。利用偏转磁场的不均匀性，可以校正两条边束的会聚，但中心束扫出的光栅的水平和垂直幅度都稍小，为使三色光栅重合，在电子枪顶部设置磁分路器和增强器，如图7-3所示。第7章
6、电视原理与接收技术 磁场分路：位于电子枪顶部，与两边的电子束同心的磁环形成磁场分路，使两边的电子束的光栅尺寸有所减小，故称为磁分路器。磁增强器：位于电子枪顶部，中心束位置上、下的两个小磁环是磁增强器，使中心束光栅尺寸有所增加。第7章电视原理与接收技术图图7-37-3磁增强器和磁分路器的作用磁增强器和磁分路器的作用边束边束磁 分 路磁 分 路器器屏蔽帽屏蔽帽中心中心束水平束水平磁增强磁增强器器第7章电视原理与接收技术 7.1.2 偏转线圈 显像管偏转系统由扫描电路、偏转线圈和其它附加元件构成，偏转系统作用是实现电子束偏转，把时间轴连续变化信号转换为二维图像。工作原理：当电子束在切割磁力线方向上运
7、动时，其运动轨迹将发生偏移。当向一个线圈供给电流，此线圈将产生磁场，合理设计线圈结构，可形成所需磁力线方向，即通过这个磁场改变电子束方向，电子束偏转如图7-4所示。第7章电视原理与接收技术偏 转 方偏 转 方向向 (a)(a)左手定则左手定则 (b)(b)水平偏转原理水平偏转原理 (c)(c)垂直偏转原理垂直偏转原理 图图7-4 电子束磁偏转原理电子束磁偏转原理电子电子枪枪磁 场 方磁 场 方向向磁环磁环偏 转 电偏 转 电流流偏 转 电偏 转 电流流磁力磁力线线电 流 方电 流 方向向磁 场 方磁 场 方向向电子束偏转方向电子束偏转方向电 流 方电 流 方向向第7章电视原理与接收技术 显像管
8、偏转线圈有行偏转和场偏转线圈两种。行偏转线圈由两个绕组组成，它们呈马鞍型，上、下相对紧紧地贴在玻壳外壁上。它形成一个垂直方向磁场，对电子束起到水平偏转的作用。场偏转线圈位于行偏转线圈外部，它是绕在一个铁淦氧磁杯上，两个绕组同样是上、下分布，形成水平方向磁场，对电子束起到垂直方向偏转的作用。行、场偏转线圈通常是复合在一起构成一个部件。其结构如图7-5所示。第7章电视原理与接收技术 图7-5 偏转线圈组件第7章电视原理与接收技术 7.1.3 7.1.3 扫描电路扫描电路 扫描电路的基本功能是向行、场偏转线圈提供锯齿波电流。使之产生偏转磁场。控制电子束沿水平和垂直方作匀速运动，在屏幕上形成光栅。由于
9、行、场偏转线圈的工作频率差别很大，它们呈现的阻抗特性不同，所需的推动功率也不同，所以行、场同步扫描电路差异很大。行、场扫描系统基本组成如图7-6所示。第7章电视原理与接收技术 图图7-67-6行、场扫描系统基本组成方框图行、场扫描系统基本组成方框图场振荡器场振荡器锯齿波形成锯齿波形成场激励级场激励级振荡器振荡器场输出级场输出级振荡器振荡器场偏转线圈场偏转线圈AFPCAFPC电路电路行激励级行激励级行输出级行输出级行振荡器行振荡器行偏转线圈行偏转线圈场消隐场消隐行消隐行消隐枕形校正枕形校正自动亮度限制自动亮度限制高压形成高压形成X X射线保护射线保护场同步场同步行同步行同步场扫描场扫描ICIC行
10、扫描行扫描ICIC第7章电视原理与接收技术 场扫描电路 场扫描由电路场振荡器、场电压锯齿波形成电路、场激励级和场输出级等几部分组成。场偏转线圈工作频率为50Hz，表现为纯电阻性。场输出电路向其提供锯齿波电压即可。场输出级工作在线性放大状态。在场扫描集成电路中，都采用OTL(Output Transformer Less，无输出变压器)的互补对称电路。行扫描电路 由AFPC(自动频率相位控制)电路、行振荡器、行激励级、行输出级及高压形成等电路组成。第7章电视原理与接收技术 由于行偏转线圈在行频(15625Hz)时呈电感性，必须向其供给脉冲电压，才能使行偏转线圈中有锯齿电流流过。由于行激励级向行输
11、出级，行输出级向负载偏转线圈提供的都为矩形脉冲，故行激励级、行输出级实际工作在开关状态。行输出管集电极的逆程脉冲经高压变压器升压，整流形成显像管所需的高压和中压。同时行频信号被反馈到AFPC电路，与行同步信号比较。如果两者的频率和相位存在差别，则输出与误差成比例的电压来控制行振荡器的频率和相位与行同步信号同步。第7章电视原理与接收技术 扫描电路中采用专用集成电路完成行、场扫描功能。如日立公司的HA11235、东芝公司的TA7609P等扫描电路。而行激励和行输出电路由于功率较大、仍采用分立器件构成完整的同步扫描电路。这样整机可靠性提高，电路设计简化。专门的行扫描集成电路如飞利浦公司的TDA118
12、0、Motorola公司的MC1391等，专门的场扫描集成电路如飞利浦公司的TDA1170、TDA1675等。第7章电视原理与接收技术 2、行激励和行输出电路 要使行输出管充分饱和、截止，需要的基极电流相当大，用行振荡级产生的脉冲电压直接推动行输出管工作是困难的，需要加激励级进行功率放大。如果行输出管直接作为行振荡器的负载，由于行输出管饱和导通时输入阻抗较低，会影响行振荡器的工作稳定。插入行激励级以后，当行输出管饱和导通时，激励管是截止的，可减小两级之间的相互影响，使振荡频率稳定。行激励级和行输出电路如图7-7所示，图中V1是行激励管，V2是行输出管，T1是行推动变压器，VD是阻尼二极管，CS
13、是S形校正电容，LY是行偏转线圈，LT为行线性调节器，C是逆程电容，T2为行输出变压器。第7章电视原理与接收技术 行激励级对行输出级是反极性激励，激励管和输出管交替导通和截止，激励变压器初、次级电路中始终有一个电路是导通的，变压器中磁通缓慢变化，在线圈中不会感应出很高的电压。图图7-7 7-7 行激励级和行输出级电行激励级和行输出级电路路C C1 1C C3 3R R2 2V V1 1R RC CC C2 2R R3 3V V2 2E EC CL LP PL LS Si ib b2 2C CL LY YC CS ST T1 1V VD DL LT TE ET T2 2 C1、C2、R2可吸收振
14、荡。C3作用是消除高频干扰，加速V2截止，降低行输出级能耗。行输出管导通时电流构成扫描电流正程后半段；阻尼二极管导通时电流构成扫描电流正程前半段，电子束从荧光屏左边向中心作水平扫描。第7章电视原理与接收技术 4.行输出变压器 行输出变压器也叫逆程变压器，它的初级线圈为行输出管提供集电极直流电源通路，次级线圈将行输出级产生的逆程脉冲进行电压变换，整流后提供显像管2028k的第二阳极高压以及聚焦极电压、灯丝电压、视放电路直流电压和中放、解码、伴音电路的12V低压。逆程变压器提供行扫描电路中的AFC脉冲信号、PAL开关双稳电路的触发脉冲、自动亮度限制电路(ABL)电压和开关稳压电源行频开关脉冲。一体
15、化一次升压逆程变压器是把高压整流管、逆程变压器以及部分电阻、电容紧凑地装在一起，用环氧树脂灌封形成一个整体。第7章电视原理与接收技术 液晶显示器(LCD)是基于液晶电光效应的显示器件。扭曲向列型(TN)LCD。显示器如图7-9(a)所示。TN LCD在涂有透明导电层的两片玻璃基板间填充10m厚的液晶，液晶分子在基板间排列成多层，在同一层内，液晶分子长轴取向平行于基板；不同层间，液晶分子长轴沿基板平行平面连续扭转90；然后上下各加一片偏振片，入射光侧的偏振片称为起偏振器，出射光侧的偏振片称为检偏器。起偏器的偏光方向与该侧表面的液晶分子轴方向一致，检偏器的偏光方向与起偏器的偏光方向相互垂直。7.2
16、 液晶显示液晶显示7.2.1 液晶显示器原理液晶显示器原理入射入射光光出射出射光光(a)(a)检偏检偏器器第7章电视原理与接收技术起偏起偏器器入射入射光光(b)(b)(c)(c)(d)(d)图图7-97-9扭曲向列型显示器的工作原扭曲向列型显示器的工作原理理(a)(a)常亮模式透光常亮模式透光(b)(b)常亮模式遮光常亮模式遮光(c)(c)常暗模式遮光常暗模式遮光(d)(d)常暗模式透光常暗模式透光入射入射光光入射入射光光出射出射光光起偏起偏器器起偏起偏器器检偏检偏器器检偏检偏器器入射入射光光出射出射光光(a)(a)检偏检偏器器第7章电视原理与接收技术 （1）液晶材料 在常温下即处于液晶状态。
17、当液晶两端的外加电压升高时，电场强度E随之升高，使液晶分子排列方向与电场垂直改变为与电场平行时的电压称为阀值电压VTH。一般扭曲向列型液晶的VTH约为23V。（2）透明导电玻璃基板 为表面极其平整的薄玻璃片，表面涂有ITO(掺入锡氧化铟)膜，ITO膜常温下具有良好的导电性和透光率，并经光刻加工成透明电极图形，这些图形由像素图形和外引线图形组成，因此外引线不能用传统的锡焊，必须通过导电橡胶带进行连接。第7章电视原理与接收技术 3、液晶显示器分类 按电光效应的机理可分为：扭曲向列型(TN)、宾主型(GH)、电控双折射型(ECB)、相变型(PC)、动态散射型(DS)、热光型(TO)、电热光型(ETO
18、)。按显示光的类型可分为：(1)透射型显示：光源位于液晶显示板之后，用信号电压改变液晶显示板的光学传递特性来调制光源透过液晶发出的光强度来显示信号电压的信息。液晶电视机多采用透射式显示方式。(2)反射型显示：光源位于液晶板之前，在液晶层的底面基板上设有反光板。当信号电压调制液晶的光学传递特性时，由反射光的强弱显示信号电压的信息。第7章电视原理与接收技术 (3)投影型显示：将液晶屏看作幻灯片，透过此幻灯片的光被图像信号调制，再经光学透镜放大后，投射到屏幕上。观众可以在投射侧的投影屏幕上观看到放大的图像，也可以在投射面之后的投影屏幕上观看放大的图像。第7章电视原理与接收技术 4、液晶显示器的特点
19、液晶显示利用液晶电光效应，用信号电压改变液晶光学特性，造成对入射光调制。液晶显示器具有的特点：(1)液晶显示器件本身不发光，它必须有外来光源。这种光源可以是高照度的荧光灯、太阳光、环境光等。(2)液晶材料的电阻率高，流过液晶的电流很微小，所以液晶显示器电源电压低，一般为35V左右。驱动功率小，一般为Wcm2级，能用MOS集成电路驱动。(3)液晶光学特性对信号电压响应速度慢(TN型液晶的响应时间为80ms，薄膜晶体管有源矩阵的响应时间为50ms)，但最新出品的大屏幕液晶显示模块的响应时间已达到825ms第7章电视原理与接收技术 (4)直流电压驱动液晶屏会引起液晶分子电化学反应，故必须使用交流电压
20、驱动液晶屏，交流驱动电压波形应无平均直流成份。(5)电视台广播的电视信号针对显像管的非线性作了非线性预先校正，而液晶显示屏的电光转换特性近似线性。为此，应将接收到的电视信号经过非线性校正，即液晶电视机视频放大级应有一个 2.2的非线性校正电路，然后再送到液晶屏上显示。(6)液晶显示器件是由两层透明电极板之间夹一层液晶组成，与电容器的结构相似。对于驱动信号源来说，液晶器件是容性负载。第7章电视原理与接收技术 液晶电视接收机均采用矩阵驱动方式。矩阵驱动方式分为简单矩阵方式和有源矩阵方式，目前多采用有源矩阵驱动方式。有源矩阵液晶屏在扫描电极和信号电极的交叉处，安装透明的薄膜晶体管(TFT)开关图图7
21、-107-10薄膜场效应晶体管驱动薄膜场效应晶体管驱动的有源矩阵液晶的一个像素的有源矩阵液晶的一个像素x xi iy yi iD DG GS ST Ti ij jR Ri ij jC Ci ij jBKBK与液晶像素串联，使液晶电极之间的交叉效应减少，使液晶像素的阈值特性变陡。薄膜场效应晶体管驱动的有源矩阵液晶一个像素示意图如图7-10所示。7.2.2液晶显示驱动液晶显示驱动第7章电视原理与接收技术 在图7-10中，xi为第i个扫描电极，yj为第j个信号电极，BK为背电极，Tij为xi和yj交叉处的开关晶体管。Ci为液晶像素电容，用来储存模拟信号的一个像素。Ri为液晶像素的绝缘电阻，其阻值很大
22、，可以视为开路。图图7-107-10薄膜场效应晶体管驱动薄膜场效应晶体管驱动的有源矩阵液晶的一个像素的有源矩阵液晶的一个像素x xi iy yi iD DG GS ST Ti ij jR Ri ij jC Ci ij jBKBK第7章电视原理与接收技术 1、彩色液晶显示屏的结构 彩色液晶显示屏通过着色工艺将R、G、B三种色素沉积在玻璃基板内表面，形成纵向排列三基色滤色片或嵌镶式三角形排列三基色滤色片如图7-11所示。图图7-117-11三基色滤色片三基色滤色片（a a）（b b）R RR RR RR RG GG GG GG GB BB BB BB BR RR RR RR RR RG GB BR
23、 RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GG GB BB B7.2.3 LCD组件组件第7章电视原理与接收技术 彩色液晶显示屏的横剖面示意图如图7-12所示。当Y电极与X电极之间不加电场时，液晶分子与上、下基片表面平行，但TN液晶分子在上、下基片之间连续扭转90，使入射液晶的直线偏振光沿液晶分子扭转90，使出射光偏振方向垂直于检偏振片的偏振方向，结果出射光被遮断。2、彩色液晶显示屏工作原理图图7-127-12彩色液晶显示屏的横剖面示意图彩色液晶显示屏的横剖面示意图R RG GG GG GB BB BB BR RR R玻璃玻璃基片基片Y Y 电电极极X X 电电极极R RB
24、 BG GB B紫紫绿绿蓝蓝玻璃玻璃基片基片白光白光第7章电视原理与接收技术 当Y电极与X电极之间所加电压大于液晶阀值电压VTH时，外加电场改变TN液晶分子的排列方向，液晶分子轴与电场方向平行，液晶的90旋光性消失，结果使出射光偏振方向平行于检偏振片的偏振方向，出射光能经检偏振片输出。当一组R、G、B三基色滤色单元之中有13个滤色单元能使入射白光被其滤色而透过检偏振片时，在出射端就能看到13种基色光的相加混色。起偏器起偏器检偏检偏器器图图7-127-12彩色液晶显示屏的横剖面示意图彩色液晶显示屏的横剖面示意图R RG GG GG GB BB BB BR RR R玻璃玻璃基片基片Y Y 电电极极
25、X X 电电极极R RB BG GB B紫紫绿绿蓝蓝玻璃玻璃基片基片白光白光第7章电视原理与接收技术 3、彩色液晶显示器的规格 按照计算机显示器的分辨率标准，分为SVGA、XGA、SXGA、UXGA等几种规格。(1)SVGA：超级视频图形阵列（Super Video Graphics Array），其最小分辨率为800600个像素，适用于15英寸的显示屏。随着屏幕尺寸加大，必须要求增多扫描线，扩展每条线上的像素才能保证高质量的图像。(2)XGA：扩展图形阵列（Extended Graphics Array），它分辨率为1024 768个像素，特别适用于17英寸和19英寸显示屏。(3)SXGA：
26、超级扩展图形阵列（Super Extended Graphics Array），其分辨率为12801024个像素，适用于21英寸和25英寸显示屏，符合高清晰度电视的要求。第7章电视原理与接收技术 (4)UXGA：特级扩展图形阵列（Ultra Extended Graphics Array），其分辨率为16001200个像素，是目前PC机显示器最新和最高标准，一般适用于30英寸或以上的显示屏。前缀W（Wide）常用来表示加宽格式，如WUXGA是加宽UXGA格式。第7章电视原理与接收技术 4、LCD组件简介 LCD组件组成如图7-13所示。它是采用压框和导电橡胶条将LCD固定在PCB板上，再加上背
27、光源就构成彩色液晶显示屏组件，又称为LCD组件。此时外部只需输入显示数据和电源，LCD组件就能显示。PCB板上包含了数据接口电路、控制电路、驱动电路和电源。图图7-137-13彩色液晶显示屏组件方框图彩色液晶显示屏组件方框图接接口口电电路路控控制制电电路路驱驱动动电电路路TFT TFT LCDLCD显示屏显示屏 逆变器逆变器驱动电路驱动电路背光源背光源显显示示数数据据直直流流电电源源第7章电视原理与接收技术 （1）显示数据接口 该接口有CMOS和LVDS(Low Voltage Differential Signaling低电压差分信号)两种信号接口方式。CMOS信号接口:多用于早期低分辨率液
28、晶显示组件；LVDS信号接口:普遍用于高分辨率液晶显示组件。组件若每一种基色R、G、B都是8位数据，有28种分档排列的强弱变化，即从00000000到11111111，00000000表示该基色光无输出，11111111表示该基色光输出最大。三种基色光均有28种排列，其组合后可得到224种色彩。第7章电视原理与接收技术 （2）背光源 TFT-LCD组件是采用背光来发亮的，常采用CCFL(cold cathode fluorescent lamp，冷阴极荧光灯)和LED背光源。CCFL背光源：寿命5万小时，交流供电，其发光效率低、放电电压高、低温下放电特性差、加热达到稳定辉度时间长等缺点。LED
29、背光源：寿命10万小时，有色纯度高、色再现率高、亮度高、不怕低温、适应性强、可靠性好、无汞污染等优点。第7章电视原理与接收技术 1、LVDS技术 LVDS是一种低摆幅差分信号技术，驱动器有一个差分对管驱动的输出为3.5mA的电流源。接收端直流输入阻抗很高，驱动电流通过100终接电阻在接收器输入端产生约350mV的电压。当驱动部分切换时，通过电阻的电流方向改变，从而改变逻辑状态。LVDS驱动和接收如图7-14所示。图图7-14 LVDS7-14 LVDS驱动和接收器示意图驱动和接收器示意图电流源电流源3.5mA3.5mA350mV350mV 100 100接收接收7.2.4 Open LDI 接
30、口接口第7章电视原理与接收技术 线驱动器电源电压3.3V，最大输出阻抗为100，输出共模电压为1.125V1.375V，输出差分信号幅度为250mV450mV，当驱动器具有100负载且在2080峰值间测量，上升和下降时间小于T/7，上升与下降时间差不超过T/20，T为时钟周期。线接收器输入阻抗90132，最大输入信号2.0Vp-p，最小输入信号100mVp-p。差分传输有共模抑制功能，电流驱动不易产生振铃现象和切换尖峰信号，降低了噪声，为用低的信号电压摆幅，可以提高数据传输率和降低功耗。LVDS允许数据以每秒数百兆位的速率传输，DVB的SPI(Synchronous Parallel Inte
31、rface同步并行口)接口也采用LVDS。第7章电视原理与接收技术 2、Open LDI接口标准 美国国家半导体公司推出的Open LDI（LVDS Display Interface，LVDS显示接口）标准，它具有高效率、低功耗、高速、低成本、低杂波干扰、可支持较高分辨率等优点，LCD组件接口采用Open LDI标准。LCD组件接口支持2通道传送数据，其中第1通道有4对数据A0、A1、A2、A3和一对时钟CLK1；第2通道有4对数据A4、A5、A6、A7和一对时钟CLK2。LDI接口LVDS信号与显示数据的映射关系如图7-15所示。其中HS为水平同步，VS为垂直同步，DE为数据允许，RES（
32、Reserved）为保留。第7章电视原理与接收技术 图图7-15 LDI7-15 LDI接口接口LVDSLVDS信号与显示数据的映射关系信号与显示数据的映射关系R R11-111-1A A0 0A A1 1A A2 2A A4 4A A3 3A A5 5A A6 6A A7 7R R10-110-1G G12-112-1G G11-111-1B B13-113-1B B12-112-1R R17-117-1R R16-116-1R R20-120-1R R21-121-1G G22-122-1G G21-121-1B B23-123-1B B22-122-1R R27-127-1R R26-1
33、26-1R R1010G G1111B B1212R R1616R R2020G G2121B B2222R R2626R R1111G G1212B B1313R R1717R R2121G G2222B B2323R R2727R R1212R R1313R R1414R R1515G G1010G G1515G G1414G G1313B B1111B B1010B B1414B B1515H HS SV VS SDEDEG G1616G G1717B B1616B B1717B B1717R R2222R R2323R R2424R R2525G G2020G G2525G G2424
34、G G2323B B2121B B2020B B2424B B2525RESRESDEDEG G2626G G2727B B2626B B2727B B2727RESRES前一周期前一周期现周期现周期CLKCLK1/21/2第7章电视原理与接收技术 1、DVI接口 DVI数字显示接口是由Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成的数字显示工作组（DDWG）推出的标准，它采用TMDS（瞬变最少化差分信号）作为基本电气连接，这里瞬变是指信号从“0”变成“1”或从“1”变成“0”。瞬变最少使得电磁干扰最少。7.2.5 DVI7.2.5 D
35、VI接口和接口和HDCPHDCP第7章电视原理与接收技术 （1）DVI接口主要在主机与显示器之间传送显示信息，是显示器的主要输入接口。（2）DVI接口中包括3个数据信道（DATA0DATA2）一个同步信道，信道中数据以差分信号方式传输，传输电缆长度对信号影响较小，可以实现较远距离的数据传输。（3）电源电压VDD=3.3V，输出差分电压为1501560mV，输出共模电压为VDD-0.3VVDD-0.037V，输出电压的上升和下降时间为1.9ns。第7章电视原理与接收技术 （4）DVI标准采用D型24针连接器，引脚定义如表7-2所示。（5）DDC(显示数据通道)1.视频电子标准协会（VESA）定义
36、的显示器与图形主机通讯通道，主机利用DDC通道从液晶显示器只读存储器中获取分辨率参数，根据参数调整其输出信号。2.DDC通道遵循VESA制定的EDID（扩展显示识别数据）规范，它是低速双向通讯I2C总线，此I2C总线接口称为I2C从接口；I2C主接口为芯片与存储密码的EEPROM之间的通信接口。3.TMDS通道传送的像素数据映射如表7-3所示，在DE=1的有效显示时间内3个通道传送像素数据；在DE=0的消隐期间3个通道传送HS、VS和自定义信号CTL03。第7章电视原理与接收技术1 1TMDS DATA2-TMDS DATA2-9 9TMDS DATA1-TMDS DATA1-1717TMDS
37、 DATA0-TMDS DATA0-2 2TMDS DATA2+TMDS DATA2+1010TMDS DATA1+TMDS DATA1+1818TMDS DATA0+TMDS DATA0+3 3地地1111地地1919地地4 4未定义未定义1212未定义未定义2020未定义未定义5 5未定义未定义1313未定义未定义2121未定义未定义6 6DDC CLOCKDDC CLOCK1414+5V DC+5V DC2222地地7 7DDC DATADDC DATA1515地地2323TMDS CLOCK-TMDS CLOCK-8 8未定义未定义1616未定义未定义2424TMDS CLOCK+TM
38、DS CLOCK+像素数据像素数据(DE=1)(DE=1)TMDSTMDS通道通道平板显示器数据平板显示器数据R(7R(70)0)2 2QE(23QE(2316),QO(2316),QO(2316)16)G(7G(70)0)1 1QE(15QE(158),QO(158),QO(158)8)B(7B(70)0)0 0QE(7QE(70),QO(70),QO(70)0)控制数据控制数据(DE=0)(DE=0)TMDSTMDS通道通道平板显示器信号平板显示器信号CTL(3CTL(32)2)2 2CTL(3CTL(32)2)CTL(1CTL(10)0)1 1CTL(1CTL(10)0)H HS S,V
39、,VS S0 0H HS S,V,VS S表表7-2 DVI标准连接器引脚定义标准连接器引脚定义 表表7-3 TMDS7-3 TMDS通道传送的像素数据映射表通道传送的像素数据映射表第7章电视原理与接收技术 4.像素显示数据超过38位或最高像素频率超过单通道DVI接口传输能力（165MHz）时可采用双通道DVI接口。双通道DVI接口增加3个数据信道（DATA3DATA5），仍采用D型24针连接器，引脚定义如表7-4中17，924所示。1 1TMDS DATA2-TMDS DATA2-9 9TMDS DATA1-TMDS DATA1-1717TMDS DATA0-TMDS DATA0-C1C1R
40、 R2 2TMDS DATA2+TMDS DATA2+1010TMDS DATA1+TMDS DATA1+1818TMDS DATA0+TMDS DATA0+C2C2G G3 3信道信道2/42/4屏蔽屏蔽1111信道信道1/31/3屏蔽屏蔽1919信道信道0/50/5屏蔽屏蔽C3C3B B4 4TMDS DATA4-TMDS DATA4-1212TMDS DATA3-TMDS DATA3-2020TMDS DATA5-TMDS DATA5-C4C4H HS S5 5TMDS DATA4+TMDS DATA4+1313TMDS DATA3+TMDS DATA3+2121TMDS DATA5+T
41、MDS DATA5+C5C5地地6 6DDC CLOCKDDC CLOCK1414+5V DC+5V DC2222CLOCKCLOCK屏蔽屏蔽7 7DDC DATADDC DATA1515地地2323TMDS CLOCK-TMDS CLOCK-8 8模拟模拟V VS S1616热插拔检测热插拔检测2424TMDS CLOCK+TMDS CLOCK+表表7-4 DVI-I7-4 DVI-I连接器引脚定义连接器引脚定义第7章电视原理与接收技术 2、HDCP DVI支持宽带数字内容保护（HDCP）。HDCP对DVI接口传送的内容进行加密，防止DVI接口传送的内容被复制或非法使用。数据的加密在DVI发
42、送的输入端进行，数据的解密在DVI接收的输出端进行，如图7-17所示。DVI链路的带宽不受HDCP影响。图图7-17 HDCP7-17 HDCP与与DVIDVI链路链路接接收收像素数据像素数据 解解密密DEDE时钟时钟输输出出接接口口层层输输出出格格式式CH0CH0CH1CH1CH2CH2CH2CH2时钟时钟加加密密发发送送DEDE像素数据像素数据 时钟时钟输输入入接接口口层层输输入入格格式式DVIDVI链路链路主机主机显示器显示器PROMPROMPROMPROM控制控制EDIDEDIDB B密码密码A A密码密码BKSVBKSVAKSVAKSVI I2 2C C第7章电视原理与接收技术 平板
43、显示(FPD)控制处理芯片，将去隔行处理、帧频变换、图像缩放、彩色空间变换和OSD(On Screen Display)显示等信号处理功能都集成在一起，成为一种单片式FPD控制芯片，这类芯片和LCD组件构成一个LCD显示器。Gm1601型显示处理器芯片支持最高WUXGA(特级扩展图形阵列)的LCD组件，视频输入和图形可进行PIP（Picture In Picture，画中画）显示，具有运动自适应去隔行、反拉片处理、图像缩放、运动自适应降噪滤波、SDRAM控制、彩色校正、彩色控制、视频查找表等功能，可以直接配接LCD组件。图7-19是gm1601显示处理器内部结构方框图。7.2.7 与与LCD组
44、件相配的控制芯片组件相配的控制芯片第7章电视原理与接收技术图图7-19 gm16017-19 gm1601显示处理器内部结构方框图显示处理器内部结构方框图DVIDVI接收接收HDCPHDCP图 形 管图 形 管道道DVIDVI兼容兼容输入输入ADCADC模拟模拟RGBRGB输输入入8 8位位ITU656ITU656输入输入YUVYUV2424位输入口位输入口/16/16位位YUVYUV多多路路选选择择晶晶体体统统一一存存储储控控制制DDRDDR存存储储接接口口输输出出处处理理双双路路LVDLVDS S/TT/TTL L发发送送去去LCDLCD组件组件视 频 管视 频 管道道振 荡振 荡器器时
45、钟 发时 钟 发生生Host Host IFIF80186RAM80186RAM和和ROMROM并行并行flashflashROM IFROM IF并行并行ROM ROM IFIF红红外外控控制制PWMPWMGPIOGPIO第7章电视原理与接收技术 Gm1601的主要输入接口是DVI接口，还有模拟RGB输入、ITU656输入和16位YUV接口。1.模拟RGB输入 模拟视频R、G、B信号幅度为0.7VP-P，特性阻抗75；独立同步信号HS、VS，TTL电平；或复合同步信号CS（Composite Sync），TTL电平。计算机显示适配器输出的视频R、G、B信号幅度为1VP-P，可以是独立同步信号
46、、复合同步信号或绿同步信号SOG（Sync On Green），同步信号在绿信号上，TTL电平。第7章电视原理与接收技术 2、ITU656输入 接收8位的422格式Y、U、V信号。Y、U、V信号分时输入，VCLK上升沿读取8位数据。定时基准码SAV代表有效视频开始，EAV代表有效视频结束。两者都是4个字节，前3个字节是0FF0000H，第4个字节是奇偶标志、场正程、逆程标志和校验位。对于422方式，525行60、625行50场扫描标准的有效行样点数是一样，亮度信号为720个，色差信号为360个，每行共计1440，编号为01439；但消隐期间样点数目不同，前者为276个，编号为14401715，
47、后者为288个，编号为14401727，格式如图7-32所示。图图7-20 ITU6567-20 ITU656格式格式Y Y、U U、V V信号示意图信号示意图1711711 1消消隐隐1711712 21711713 31711714 41431437 70 01 12 23 31711715 51431438 81431439 91441440 01441441 11441442 21441443 31441444 4消消隐隐00000 00 0F FF F F FF F 0 00 00 00 0XXXXXXXXU U0 0Y Y0 0V V0 0Y Y1 1Y Y719719Y Y718
48、718V V718718SAVSAVEAVEAVYUVYUV8 8线线VCLKVCLK第7章电视原理与接收技术 3、16位输入口/24位YUV 16位YUV是指422格式的8位Y信号数据，U、V信号分时输入8位数据；其格式如图7-21所示。24输入是指444格式Y、U、V信号各8位数据或者R、G、B信号各8位数据。图图7-21 167-21 16位位422422格式格式Y Y、U U、V V信号示意图信号示意图Y Y0 0Y Y1 1Y Y719719Y Y718718Y Y信号信号8 8线线VCLKVCLKUVUV信号信号8 8线线U U0 0V V718718Y Y717717U U718
49、718V V716716Y Y2 2Y Y3 3V V0 0V V2 2U U2 2第7章电视原理与接收技术 彩色等离子体显示（PDP）是利用惰性气体放电产生紫外线(Ultraviolet)激发三基色荧光粉发出基色光而实现彩色显示的。具有图像无闪烁、厚度薄、重量轻、色彩鲜艳、图像逼真、无辐射，健康环保等优点。PDP各个发光单元的结构完全相同，屏幕亮度非常均匀，没有几何变形。高亮度（700 cd/m2），高对比度，可以在明亮的环境之下使用(对比度1401)。视角高达160，视野开阔，可用于飞机场、火车站、展示会、监视系统和远程会议等公共场所的信息显示。7.3 等离子体显示等离子体显示第7章电视原
50、理与接收技术 PDP按电极间驱动电压可分为交流PDP（ACPDP）和直流PDP（DCPDP）两大类。ACPDP在电极上涂敷介质层，电极和气体不直接接触；DCPDP电极和气体直接接触。1、ACPDP 根据电极结构的不同又可分为双基板型和单基板型。双基板型：维持电极呈正交分布在上下两个基板上，放电发生在两基板之间，故又称为对向放电式ACPDP。单基板型：维持电极位于同一基板，放电发生在维持电极所在基板的表面，荧光粉则位于另一基板表面。因此，又称为表面放电式ACPDP。三种基本类型彩色PDP如图7-22所示。7.3.1 PDP7.3.1 PDP的分的分类类 第7章电视原理与接收技术图图7-227-2
