HiD工作原理及电路分析.pdf
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1、更多彩电维修资料请到彩电维修资料网http:/ 查询!1HiD 工作原理及电路分析工作原理及电路分析 一、一、HiD(Home information Display)简介简介 1 HiD 的分类及功能的分类及功能 a HiDxxx.n 普通 HiD,具有电脑显示(VGA 640 x480/60Hz)、HDTV(高清晰数字电视)显示功能,支持隔行、逐行 DVD 分量信号,模拟电视部分采用频率合成高频头、数字梳状滤波器等数字化处理技术。b HiDxxx.e/HiDxxxE.e 上网 HiD,在普通 HiD 基础上增加了网络模块,内置 MODEM 及网卡,支持拨号上网及宽带上网,可收发电子邮件,上
2、网显示格式为 VGA(640 x480/60Hz)。c HiDxxx.p/HiDxxxS.p 逐行 HiD,将模拟电视信号数字倍频,变为 60Hz 逐行输出,画面细腻、稳定,无大面积闪烁及行间闪烁。同样具有电脑显示、HDTV 显示功能,其中 HiDxxxS.p 支持 SVGA(800 x600/60Hz)、VGA(640 x480 60Hz/72Hz/75Hz)d HiDxxxB.e 新一代上网 HiD,在逐行 HiD 基础上增加了网络模块,显示格式为 SVGA(800 x600),上网或做电脑显示器时可开窗口监视电视节目,且小画面位置任意可调,大小三种选择,具有单画面、四画面及九画面浏览功能
3、。2 HiD 的主要接口及信号格式的主要接口及信号格式 a 普通 TV/AV 接口(RF 天线端子、AV 输入输出端子、红外耳机等)。b 电脑显示 15 针 VGA 接口 电脑信号幅度:R G B 0.7Vp-p 同步信号 H V=2Vp-p 信号格式 行频 场频 行消隐时间 场消隐时间 VGA(640 x480)31.25KHz 60Hz 6.6us 1.44ms(45H)SVGA(800 x600)37.78KHz 60Hz 6.5us 0.74ms(28H)XGA(1024x768)48.36KHz 60Hz 5.0us 0.78ms(38H)c HDTV/DVD 分量接口 Y Pb P
4、r Y亮度信号 Pb/Pr色差信号 B-Y/R-Y,一般指 HDTV 或逐行 DVD 输出,Y 信号带有行场同步。Y Pb Pr HD VD 同上,但 Y 信号不带同步,有单独的行场同步信号。Y Cb Cr 一般指普通 DVD 分量输出,行频为 15.625KHz 或 15.734KHz。Y U V Y亮度信号 U/V有一定压缩比的色差信号 B-Y/R-Y,飞利浦 IC 输入端要求三者比例为 1:-1.33:-1.05。分量信号幅度:Y1Vp-p Pb/Cb0.7 Vp-p Pr/Cr0.7Vp-p HD/VD2Vp-p HDTV/SDTV 显示格式 格式 行频 场频 扫描方式 1920X10
5、80/50Hz(中国/欧洲)28.125KHz 50 隔行 1920X1080/60Hz(美国)33.75 KHz 60 隔行 1280X720/60Hz(美国)45 KHz 60 逐行 720X483/60Hz(美国)/SDTV 315KHz 60 逐行 更多彩电维修资料请到彩电维修资料网http:/ 查询!2 3.HiD 主要特点主要特点 a.采用多媒体显像管 HiD 所用显像管为多媒体管,偏转线圈电感量小,扫描电流大(约为普通管的两倍),可支持高行频扫描,对聚焦、会聚、几何失真的要求较高,要求扫描电路功率大,可靠性高。以东芝 29 英寸纯平显像管为例比较 行电感量 场电感量 行扫描电流
6、场扫描电流 普通管 1.0mH 18.0mH 5.88Ap-p 1.57 Ap-p 多媒体管 0.31mH 8.45mH 10.6 Ap-p 2.31 Ap-p b.多行频扫描 普通电视为单行频15.625KHz/15.734KHz隔行扫描,而HiD的行频范围从28.125KHZ37.8KHZ,需要行频自动同步,S 电容、B+电压自动跟随切换等一系列电路。c.视频宽带放大电路 普通电视视频带宽为 6MHz,而 HiD 信号源格式较多,带宽从 12MHz30MHz,模拟电视逐行理论带宽为 12MHz,而 SVGA、HDTV 信号带宽为 30MHz,所以视放带宽要足够宽,才可以显示高清晰的画面。H
7、iD 视放部分采用共射共基宽带放大电路,末级采用推挽射随输出,使视放带宽=20MHz。d.行逆程时间短,反峰脉冲电压高 普通电视逆程时间为 1112us,而 HiD 要兼容多种信号格式,逆程时间不能太大,约为 5.0us,因行逆程时间必须小于行消隐时间,否则会产生行反折现象。HiD 正常工作时行反峰电压为 14001500V,须采用高耐压行管 2sc5144(耐压 1700Vp-p)和阻尼二极管。e.高压稳定电路 因高压会随束流变化而变化,且会影响行幅.束流大,高压降低,行幅变大;束流小,高压升高,行幅变小,而HiD 对显示的要求较高,须保证高压稳定不变,所以 HiD 所用高压包内均有高压电容
8、及高压取样电阻,取样电压经误差放大器比较放大,适时调节 B+电压,保证高压稳定不变,达到行幅不因画面亮暗而变化的目的。f.动态聚焦电路 HiD 在作电脑显示器时,要求中心及边角的字符都要清楚,所以就必须增加动态聚焦电路,保证中心及边缘聚焦良好,以满足显示要求。二二HiD299S299S.p 电路结构、特点及单元电路分析电路结构、特点及单元电路分析 1 1电路结构电路结构 本机芯具体电路结构如下:a MCU:采用东芝 TMP87PS38N,外挂 OSD 处理芯片,菜单为三色半透明。b 高频头、中放及解码:采用三洋公司中放 LA7566,非标信号适应性较好,解码用TDA9143,输出为 YUV,采
9、用频率合成 PLL 高频头(ALPS)。c 画质改善部分:采用数字梳状滤波器 TDA9181,彩色、亮度瞬态改善(CTI、LTI),动态肤色校正,蓝、黑电平扩展,绿色增强等采用 TDA9178 进行处理。d 显示处理:采用飞利浦 TDA9332,功能齐全,全总线控制,暗平衡自动控制;两路 RGB输入,一路 YUV 输入,RGB 输出,内部有 YUVRGB 转换矩阵;总线调整行场幅度、中心,及平行四边形、枕形、梯形、四角、弓形失真;行频同步范围分为两段:15KHz25KHz(1fH模式),30KHz50KHz(2fH模式)。e AV 开关:采用东芝的 TA8747,可选择四路视、音频信号,其中三
10、路带 S 端子,有 AV OUT 及 Y、C OUT,且 VIDEO OUT 为 2 倍放大输出(第 28 脚),图像、伴音输出可 MUTE,隔离度较高。更多彩电维修资料请到彩电维修资料网http:/ 查询!3f 音效处理+功放:采用全球通丽音 IC TDA9875,有五种音效可选,另加 SRS 环绕声处理 IC M62438FP,TDA9875 L+R 输出低通滤波后经运放 TL084 放大叠加到左右声道,再送入功放,即重低音内置,功放采用 TDA2616Q,电路预留重低音功放 TDA2009,可扩展到 34机芯。g 电源:主电源采用西门子 TDA16850,有各种保护模式,输出功率大。h
11、行扫描:B+电压采用二次逆变方式,逆变 IC 为 PWM 控制器 UC3843,扫描部分 S 电容多路自动切换,选用高耐压行管 2SC5144,可靠性较高。i 场输出 IC:TDA8351,双电源供电、差分信号输入,效率较高。j DTV 同步分离:采用三菱公司的 M52036,可输入 Y 信号或复合同步信号,优先选择外加行、场同步信号。k 视放:采用共射共基宽带放大电路,多级高频补偿,末级采用推挽射随输出,使视放带宽=20MHz,满足 HDTV、SVGA 的带宽要求。2功能特点功能特点 a HDTV 显示:分量或 RGB 输入方式均可,支持 525p、1125i、1080i/50Hz/60Hz
12、 b 电脑显示:支持 VGA(640480/60Hz/75Hz)、SVGA(800600/60Hz)。c 模拟电视信号逐行处理,HiD(60Hz 逐行)模式/1250 模式(50Hz 逐行)可选。d 画质改善电路:双制式数字梳状滤波器,速度调制,LTI、CTI,蓝、黑电平扩展。e 多行频连续跟踪,最高行频 40KHZ。B+电压逆变方式,高压稳压、行幅补偿电路。f 行、场动态聚焦。g 视频宽带放大、自动暗平衡控制,三种色温可选。h 音响功能,全球通丽音,红外耳机接口。3单元电路分析单元电路分析(1)电源部分)电源部分 a电源工作原理 本机采用双电源供电,副电源专为 CPU 和存储器供电,输出电压
13、 12V,待机功耗小于 3W。主电源提供视放、B+、伴音功放、场 IC、灯丝、信号处理板等多路电压。待机时主电源断开,开机时 CPU 12脚(POWER)输出高电平,Q802 饱和导通,继电器 RL801 接通,主电源上电开始工作。主电源 IC 为 TDA16850,其 1 脚为软启动脚,外接电容可控制启动时间;2 脚为开机供电及待机模式反馈脚,电源振荡起来之前由整流滤波出来的 300V 直流电压通过 R806、R803 向 IC 供电,2 脚电压大于 11V 时,输出开关脉冲宽度取决于光藕上的电流,小于 11V 时,输出固定频率、脉宽的开关脉冲;3脚为电流采样输入脚,当开关管流过电流太大或输
14、出短路,3 脚上的电压会超过 1.7V,IC 即关闭开关脉冲;4 脚为同步输入脚,接从高压包上感应的回扫脉冲,使开关电源工作频率与行扫描频率同步,以减小电脑字符的抖晃率;5 脚接地;6 脚为开关脉冲输出,可直接驱动 MOSFET 管;7 脚为 VCC;8 脚接光藕,根据反馈电流调整脉宽,稳定输出电压,本机以+16V 电压为基准采样反馈。b开机延时电路 因本机小信号处理部分电源全由+16V 提供,所以此路电流很大,约为 1.5A,开机瞬间电流太大,TDA16850 容易保护致使行振荡电路不能起振,产生有声无像现象,故增加了延时电路,原理如下:刚开机时 C824 上电压为零,Q810 截止,Q80
15、9 也截止,16V 电压通过 R830 向 C824 充电,当电容上电压超过 7.5V 时 Q810 饱和导通,Q809 此时才接通向主板供电,而这时电源已稳定工作,所以 TDA9332 也可以正常工作,产生行激励脉冲。D826 作用为关机时迅速放掉 C824 上电压,保证下次开机正常延时工作。d 欠压检测电路 16V 为小信号处理部分供电,包括 TDA9143、TDA9332 等一系列 IC,若 16V 电压太低会导致电路不能正常工作,所以设置了欠压检测电路:正常工作时 Q811 处于饱和状态,Q812、Q813 截止,电更多彩电维修资料请到彩电维修资料网http:/ 查询!4流通过 R82
16、7、R829 产生压降,当 16V 电压低于 15V 时,Q811 截止,Q812 饱和导通,Q813 即饱和导通,电流几乎不经过 R827、R829,以确保主板供电正常。(2)扫描部分)扫描部分 当输入信号行频变化时,如果原电路参数不做任何变动,则行幅、行中心、高压、S 校正都会发生变化,以行频从低到高变化为例,则行幅变小、高压降低、S 失真明显,方格信号中间偏小,行中心偏移,要解决这些问题,就需要提高 B+电压,S 电容随行频自动切换,稳定高压,以下分析这些电路:a B+电压逆变及高压稳定电路 电源逆变原理与开关电源基本相同,逆变的目的是把固定输入的直流电压变为输出可随取样电压变化的开关脉
17、冲,经滤波整流后变为可调输出的直流电压。其核心为开关场效应管、PWM 控制器和逆变电感。具体工作原理为:IC402(UC3843)PWM 脉冲控制器 6 脚输出开关脉冲,当其为高电平时,Q412 D、S 极导通,电流经逆变电感 L404、R448 到地,并在电感上存储能量,此时 D404 截止,当 6 脚输出低电平时,Q412 截止,L404 上产生较高感应电压,D404 导通,输出端加上高电压,因开关脉冲不断进行开关动作,则输出端就产生了脉冲电压,对此脉冲滤波整流,就得到了稳定的直流输出电压。电路中,D404、C428、C429 为整流滤波元件,C438、R451、C439、R452、C42
18、4 的作用是吸收高频脉冲,降低干扰。C446、R499是为了防止 Q412 截止时产生自激。R448 为电流取样电阻,经 R493、C475 滤波后送入 IC402 第 3 脚(电流感应输入),当 3 脚电压超过 1V 时,过流保护开关会自动关闭 PWM 输出。IC402 第 4 脚为同步输入,从行反峰脉冲取出的行反馈信号经整形、射随输出到 4 脚,使 PWM 脉冲频率与行扫描频率相同。IC402第 2 脚为输出电压反馈输入脚,用于同基准电压比较产生误差电压,误差电压与 3 脚电压比较后输出不同脉宽的开关脉冲。1 脚为误差放大器的输出脚,C479、R492、C473 为负反馈补偿网络,提高了电
19、路的稳定度并改善频响,具有更大的增益带宽积。为了使显象管阳极在显示不同频率的信号时高压稳定不变,就必须改变行供电电压,这就要求有一个反馈回路体现高压的变化,本机高压包 12 脚为高压取样输出脚,取样电压经 R446、R462、R447分压,R486、C470 滤波送入运放 IC401(LM358)5 脚,经 6、7 脚跟随输出,送入 IC402 的 2 脚,调整脉宽,改变行供电电压,稳定高压。例如,当信号从低行频转换到高行频时,行幅缩小、高压降低,取样电压也随之降低,即 2 脚电压降低,误差放大器输出电压使脉冲占空比提高,则电感上储能增加,感应电压升高,整流滤波后行供电电压升高,故行幅增大,高
20、压升高,这种调整不断进行,直到高压升到预定值时为止,从而达到高压稳定的目的。R462 为电位器,用来调整预定高压。(见调试说明)R492 与R491 的比值决定低频增益,C479 的取值决定反应速度。Q428、R496、C480 组成高压缓启动电路,开机时 C480 上电压从零慢慢升高,则开关脉冲宽度从零逐渐增大,行供电电压从 96V 逐渐升高,高压也逐渐升高到预定值。R496 与 C480 的乘积决定缓启动的时间。D423 为过压保护稳压管,当行供电电压超过200V 时,UC3842 即关闭脉宽输出。b 自动 S 校正电路 HiD 输入信号的行频变化范围很宽,而信号的行频越高,所需的 S 校
21、正量越大,需要 S电容的值就越小,如果行偏转电路仍串联固定不变的 S 校正电容,就无法保证不同行频时光栅不同程度的 S 失真都满足要求。因此,本机增加了行频识别电路,根据信号行频自动分段切换 S 电容。CPU 第 13 脚为行频检测输入脚,各路输入的行同步信号经切换后一路送入 TDA9332 产生行振荡脉冲,另一路经 Q008 反向后送入 CPU 第 13 脚,CPU 对同步信号计数,多次确认后读出行频并判断其属于哪一个行频段,再控制相应的 S 电容,使其接通或断开。PC、HDTV 模式下 S电容根据行频分三段控制,其中 27Kf132K、32Kf236K、36Kf340K,其中,f3 段的
22、S 电容为 C444,此电容始终接通,当输入信号行频在此范围内,其他的 S 电容全部断开。f2 段的 S电容由 CPU 第 6 脚控制,低电平时接通 C406,高电平断开。当输入信号行频为 f1 段时,CPU 第6 脚、第 5 脚都为低电平,C405、C406 同时接通。TV/AV/YUV 模式因为重显率的要求与 PC 不同,S 电容(C404)单独由 CPU 第 20 脚(S1)控制,TV/AV/YUV 模式下导通,PC、DTV 模式更多彩电维修资料请到彩电维修资料网http:/ 查询!5下断开。各种模式下的 S 电容列表如下:TV/AV/YUV 31.5KHz C444 C404 PC/D
23、TV f3 C444 PC/DTV f2 C444 C406 PC/DTV f1 C444 C405 C406 S 电容的控制是通过场效应管来完成的,其工作原理说明如下(以 C406 控制为例):当 CPU 识别到信号行频处于 f2 段时,S3 为低电平,Q404 截止,在行扫描正程期间 12V 电源通过 R405、R405A、D401 向电容 C401 充电,逆程期间 D401 截止,电容 C401 通过 R402 放电,但充电速度很快且时间长,放电时间慢、时间短,电容上维持一 定电压,经过几个周期后 C401 上的电压稳定为 12V,且在行周期内保持不变,Q404 栅极和源极之间加上固定压
24、差,场效应管导通,C406 则接通。R405A 的作用是衰 减干扰信号,保证场效应管不会误导通。若某种模式 S 电容切换错误,则会出现方 格信号两边大、中间小,或相反情况。判断 S 电容是否接通,可用万用表 250V 交 流档 直接测量电容两端电压,有几十伏电压则说明接通,无电压则表明断开。C动态聚焦电路 HiD 在做显示器使用时,对四角的聚焦性能要求较高,因 Windows 桌面显示时,字符主要集中在左半边及右下脚,若四角聚焦性能不好,对视觉会有很大影响。因 此,为做到中心及边角聚焦良好,就必须将一动态电压加到聚焦极,动态调整显像 管电子透镜到荧光屏不同点的焦距,这样的电路为动态聚焦电路。因
25、本机要支持 SVGA 模式,所以在行场方向均采用了动态聚焦。若电容上流过线性锯齿波电流,则电容上电压为抛物波,只要将这一抛物波反相并放大到所要求的幅度,即可实现 最佳聚焦。本机从 S 电容两端取出抛物波电压,经 R414、C416 耦合输入到升压变 压器 T403 反相放大,另外,将放大后的场抛物波从 C410 上取出,经 Q414 共基放 大加到 T403 次级,则输出为行场叠加的抛物波,将此电压通过 R416 送入高压包 14 脚动态聚焦输入端,即可实现行场方向的良好聚焦。在变压器一定的情况下,调节 电容 C416 的大小,可改变行抛物波的输出幅度,电容越大,输出电压越高。Q414 供电由
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