数字电视原理与接收各种显示器.ppt

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1、数字电视原理与接收数字电视原理与接收CRT、液晶、等离子、OLED投影显示的工作原理I2C总线的运用电荷泵的工作原理数字调谐器主要芯片性能比较及完整电路分析2021/9/211四种投影显示工作原理四种投影显示工作原理CRTLCD液晶PDP等离子OLED（有机发光显示器）2021/9/212CRTCRTCRT(Crystal Ray Tube），阴极射线管，俗称显像管。阴极射线管主要有五部分组成：电子枪（Electron Gun）偏转线圈（Defiection coils）荫罩(Shadow mask)高压石墨电极和荧光粉涂层(Phosphor)玻璃外壳2021/9/213CRTCRT显示器的工

2、作原理显示器的工作原理：当显像管内部的电子枪阴极发出的电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确的目标偏离，穿越荫罩的小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉时，荧光粉被激活，即可发出光来。R、G、B三色荧光点被按不同比例强度的电子流点亮，就会产生各种色彩。2021/9/214CRT基本工作原理图形显示基本工作原理图形显示2021/9/215CRTCRT优点与缺点优点与缺点主要优点：主要优点：亮度高 色彩鲜艳 灰度等级多 寿命长 容易实现活动图像显示主要缺点：主要缺点：需要两万伏的高压 体积大 笨重 功耗大CRT接口也就是15针的D形D-Sub接口，俗称为VGA接口

3、2021/9/216LCD 液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。比CRT要好的多，但是价钱较其贵。LCD液晶显示2021/9/217LCD的特点LCDLCD优点：优点：低压微功耗平板型结构被动显示型(无眩光，不刺激人眼，不会引起眼睛疲劳)显示信息量大(因为像素可以做得很小)易于彩色化(在色谱上可以非常准确的复现)无电磁辐射(对人体安全，利于信息保密)长寿命(这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶

4、背光寿命有限，不过背光部分可以更换)2021/9/218LCD的特点LCDLCD缺点：缺点：在暗的地方显示不够清楚，需要背光源；显示对比度与视线方向有关，视角受限制；响应时间受环境温度影响，环境温度在-20摄氏度以下不能工作2021/9/219LCD接口接口传统D-Sub接口是LCD上最常见的接口。自彩色显示器诞生至今，几乎所有电脑显示设备均配备了这个看似不起眼的15针接口。随着LCD的普及，D-Sub接口逐渐被新兴的DVI数字显示接口替代。现在LCD接口主要又MCU(CPU)模式和RGB模式,这两种为并行口.由于串口在性能上的优势,串口的LCD接口也开始出现,主要是高通的MDDI接口.202

5、1/9/2110在电脑卖场里的展台上，经常会有多台LCD有序地摆放一起，每台LCD显示同一个画面，带来的大屏效果非常震撼。你知道这是怎么实现的吗？事实上，这是利用了LCD的D-Sub接口，先将电脑显卡的D-Sub接口连接到同为D-Sub接口的分屏器,而后再将分屏器另一端连接多台LCD，即可实现。2021/9/2111LCD驱动驱动LCD驱动方法一般采用静态驱动或多路驱动方式。这两种方式相比较各有优缺点。静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低，但驱动电极度数必须与显示笔段数相同，因而用途不如多路驱动广。2021/9/2112液晶显示器知名品牌三星三星Samsung 三星显示器一直领跑于业界前列，

6、不仅在产品功能的质量上有绝对的保证，而且在外观设计上也拥有独特性和创新精神2优派优派ViewSonic优派集团强调的不仅是视讯与声音的传达，更是诉求ViewSonic的高科技形象服务3 LG公司努力开发环境友好型产品，同时也致力于中国社会的公益事业。来自LG的创新技术，锐比（DFC）技术率先突破液晶发展瓶颈，实现10000:1高对比度，令画面层次丰富，色彩鲜明，让您尽情享受呼之欲出的视觉盛宴；还有4:3智能屏幕显示，使用更方便。2021/9/2113液晶显示器知名品牌4 AOC冠捷冠捷为全球消费者提供PC显示器（包括CRT和LCD），液晶电视（LCDTV）等视讯产品5玛雅玛雅MAYAMAYA从

7、事研发配制液晶及导电玻璃、偏光片、取向材料垫托料等材质的选用，到显示器模块及电子电路设计与制造。MAYA定位在电子高端型科技上，一直为专业领域的所广泛应用。6飞利浦飞利浦Philips经营了100多项不同的业务及产品，广及消费性电子、视听、小家电、照明、通信、信息、电子零组件、半导体工业电子和医疗系统的全系列产品和整合性服务。2021/9/2114液晶显示器知名品牌7明基明基BenQ 不仅保持液晶显示器、光存储产品、键盘、扫描仪等传统电脑外设市场领导地位，更凭借笔记本电脑、数码相机、数字投影机等网络时尚新品加入，为BenQ品牌源源不断注入“快乐”因子8宏碁宏碁Acer 主要从事信息行销服务业。

8、9戴尔戴尔DELL全球领先的IT产品及服务提供商戴尔公司,致力于倾听客户需求，提供客户所信赖和注重的创新技术与服务10长城长城Greatwall 目前国内除基础运营商以外的最大宽带网络运营商2021/9/2115等离子等离子PDPPDP显示显示等离子电视，又叫PDP（plasmadisplaypanel）电视。等离子体显示器的工作原理，是在显示平面上安装数以十万计的等离子管作为发光体（象素）。每个发光管有两个玻璃电极、内部充满氦、氖等惰性气体，其中一个玻璃电极上涂有三原色荧光粉。当两个电极间加上高电压时，引发惰性气体放电，产生等离子体。等离子产生的紫外线激发涂有荧光粉的电极而发出不同分量的由三

9、原色混合的可见光。每个等离子体发光管就是我们所说的等离子体显示器的像素，我们看到的画面就是由这些等离子体发光管形成的“光点”汇集而成的。等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别，在结构和组成方面领先一步。2021/9/2116 PDP显示器的组成显示器的组成下图是PDP显示器原理方框图，主要由接口电路、存储驱动控制电路、驱动电路和DC/DC变换电路组成。接口电路能将各种信号源转换成适合于PDP使用的数字信号，如24bit(8bit3)的RGB信号，送入存贮驱动控制电路。其它控制信号如场同步(VSYNC)、行同步(HSYNC)、场消隐(BLANK)和时钟信号（CLOCK）也进入存贮控制电路。

10、接口电路内包含宽带放大电路，AD变换电路等。存储驱动控制电路是整个PDP显示器的核心部分，显示器所需要的各种控制信号都在这里产生，显示时所需的数据也在这里整理并存储，这部分电路的具体要求也受其前级接口电路和后级驱动电路制约，数据信号将根据PDP显示屏的特性整理成相应形式，控制信号则根据驱动电路的要求，在原有的控制信号的基础上进一步产生所有所需的控制波形。2021/9/2117PDP显示器原理方框图24bitRGB存储驱动控制电路接口电路HSYNCVSYNCBLANKCLOCKRAM2RAM1扫描驱动寻址驱动寻址驱动PDP显示屏1024376864路片共24片64路片共24片64路片共12片15

11、36线1536线768线DC/DC变换数据数据控制2021/9/2118存储驱动控制电路可分为两个模块，数据整理模块对来自接口电路的数据进行整理，来自接口电路的RGB数据先在缓存1中存储成便于分离子场的格式，然后进行子场分离放入缓存2中，再存入相应的RAM中，RAM要能够存放一帧的数据，共需两片RAM交替工作，即RAMl处于写状态时，RAM2处于读状态。读出的数据按照选址电极排列要求进一步进行处理，图中的选址电极由上、下两端引出，需将相邻像素数据分别送到上、下两组选址电极驱动IC的输入端，这就是数据分流技术，可以降低对驱动的速度要求。最后以12M速度(选址电极往显示屏送数据的速度)送入PDP显

12、示屏，在其它驱动信号的共同作用下，显示出相应的图像。驱动模块有扫描驱动、选址驱动两部分，从驱动过程来分，又可分为初始化期、寻址期、维持期三段，要实现同时工作或顺序工作等要求。对于如图所示的10243768规格的PDP显示屏，需要64路的选址驱动集成电路48片、64路的扫描驱动集成电路12片。2021/9/2119驱动部分要使彩色PDP进行气体放电，必须具有耐高压性能。一般寻址驱动的输出耐压为60100V，输出电路源和漏电流都是1030mA；扫描驱动器的输出耐压为150200V，输出源和漏电流都是200400mA。输出电流主要取决于所采用的显示屏尺寸和所驱动的显示屏电极上所施加的切换脉冲。驱动器

13、耐高压输出能力是最重要也是最基本的性能，完全由彩色PDP本身的结构特性决定。因此要求PDP的制造者和半导体集成电路的制造者建立必要的紧密合作关系，共同开发彩色PDP的驱动集成电路。目前PDP制造者都是以PDP显示器的形式进行销售。2021/9/2120型号NP61C1MF01NP50C2MF01NP42B3MF01屏幕尺寸61英寸（155）50英寸（127）42英寸（106）幅型比169169169显示面积13517601106622921518像素数13657681365768853480像素间距0.990.990.810.811.081.08颜色16.77M（RGB 8bit）16.77M

14、（RGB 8bit）16.77M（RGB 8bit）峰值亮度600cd/m2（通过CCF）620cd/m2（通过CCF）700cd/m2（通过CCF）对比度1301（亮室）7001（暗室）1401（亮 室）10001（暗室）1401（亮室）15001（暗室）视频输入数字RGB 8bit数字RGB 8bit数字RGB 8或9bit外形14248345011917014898758459重量32.5kg24kg16kgNEC公司PDP显示器规格2021/9/2121型号42 Wide-H1 ALIS技术37XGA PDP32 Wide-H1屏幕尺寸922522753564716399幅型比1694

15、3169像素数1024102410247681024852像素间距0.9（0.33）0.510.7350.84（0.283）0.39颜色16.77M（RGB 8bit）16.77M（RGB 8bit）16.77M（RGB 8bit）峰值亮度700cd/m2（白峰）300cd/m2（白峰）650cd/m2（白峰）对比度5001（暗室）4001（暗室）5001（暗室）外形994585658496347076644665重量18kg16kg12.5kg富士通公司PDP显示器规格2021/9/2122型号80 706350 屏幕尺寸17101073149894013937831106622像素数192

16、010801920108013667861366786像素间距0.8910.9940.780.871.021.020.810.81颜色133M133M16M16M峰值亮度1000cd/m2（白峰）1000cd/m2（白峰）650cd/m2（白峰）650cd/m2（白峰）对比度20001（暗室）15001（暗室）7001（暗室）7001（暗室）外形14738521185701重量44kg29.8kg三星SDI公司PDP显示器的规格2021/9/2123等离子显示优点等离子显示优点优点：优点：机身轻薄，无闪烁，纯平面无失真，超宽视角，可以容纳更多的人观看。亮度均匀，由于传统的CRT技术有热晕问题，

17、即画面正中与四角边位出现亮度不均匀，而等离子显示器中每一个象素皆可独立发光，非常均匀，没有亮区和暗区，所以不会有上述的问题。此外等离子电视拥有高亮度和对比度，就算在户外强光下，也有非常清晰的画面，适合户外显示屏用。此外普通CRT电视在画面切换时，会出现视觉观察不到的画面。因此，长时间观看电视会造成视觉疲劳，会对眼睛造成负面影响。等离子电视完全消除了画面晃动现象，且清晰度高，不会造成视觉疲劳和对眼睛的损伤。2021/9/2124等离子显示缺点等离子显示缺点缺点：缺点：等离子电视的高电压、高耗电及亮度衰减是其明显的缺陷所在，此外，它的画质随时间递减，散热环境必须要求良好，原于它的种种缺陷所在，等离

18、子电视不适合精细显示购买理由：传统CRT电视和背投电视体积过大，显得笨重，而液晶电视虽然具有独特的优点，但在要求的尺寸上还不够大，不能符合客厅的摆设，而等离子电视的出现完全可以解决这一问题。此外，无论在色彩饱和度的显示还是亮度的要求上，等离子电视都可以得到人们的满足，从各个角度观赏，也可以看到清晰的画面。2021/9/2125OLED显示显示OLED（有机发光显示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。其原理是利用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阴极和阳极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子

19、和空穴传输层移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起到了反射层作用。根据这种发光原理而制成显示器被称为有机发光显示器，也叫做OLED显示器。2021/9/2126OLED分类分类 (1)按分子结构，OLED可分为小分子型OLED、高分子型OLED和镧系金属OLED。高分子OLED又称POLED，可采用旋涂、印刷(含打印喷涂)等方法制备，其制备工艺简单、成本低、不经过薄膜制备过程，适合于大生产和大屏幕化生产。POLED的驱动电压35V，反应速度快(几乎为即时反应)，符合动态影像的显示需求，是OLEDTV的首选显示器件。

20、镧系金属有机化合物属于稀土类发光材料，所以镧系金属OLED也称为稀土OLED。在稀土OLED中，发光分子由一个金属核心和外围的有机壳层组成，其发光机制与前两类OLED不同，加电之后，首先在外围有机壳层中形成激发态，然后将其能量传递给金属核心，金属核心去激时辐射出颜色比较纯正的光，光谱非常窄。2021/9/2127(2)按驱动方式分，OLED可分为无源OLED(基板需要外接驱动电路)和有源OLED(驱动电路和显示阵列集成在同一基板上)两种。有源OLED又称TFT-OLED，它是一种静态的驱动方式。有源矩阵亮度高、分辨率高、效率高、集成度高、功耗低，易于彩色化和实现大面积显示。(3)按显示方式分，

21、OLED可分为被动矩阵显示和主动矩阵显示两种方式。在被动矩阵OLED(简称PMOLED)中，ITO和金属电极都是平行的电极条，二者相互正交，在交叉处形成LED，LED逐行点亮形成一帧可视图像。由于每一行的显示时间都非常短，要达到正常的图像亮度，每一行的LED的亮度都要足够高。2021/9/2128OLED的彩色化的彩色化OLED可通过有机材料化学结构的变化很方便地选择发光色，比较容易解决蓝色发光问题，实现全彩色显示，常用的OLED彩色化技术有：RGB三色发光法：它是分别采用三色发光材料各自独立发光后混色，是最为普及的彩色化技术。色变换法：它是采用蓝光材料，配合红、绿荧光体来产生各种颜色的。是将

22、蓝色材料所发出来的蓝光转换成红、绿光以实现彩色显示的方法。该方法发光效率低。白光法：它是以白色发光层搭配彩色滤光片的“RGB三色发光法”，是目前大多厂商采用的一种技术。该技术发光效率高，但材料的使用效率低、工艺复杂。其最大优点是可以直接应用LCD的彩色滤光片。特殊材料法：使用特殊材料，在不同的驱动电压下显示不同的颜色。2021/9/2129常用常用OLED OLED 驱动芯片驱动芯片CLARE MICRONIX 公司研究出一系列 OLED 驱动芯片，常用的有MXED102A型240路列驱动和MXED202型128路行驱动。下图是用2片MXED102A和一片MXED202驱动1603128OLE

23、D器件的简化电路图。2021/9/2130用2片MXED102A和一片MXED202驱动1603128 OLED器件VCCVDDAVDDBVDDC15V 0.13.3V 1000Master InDIRTKNRSTBRSTBLTKNBLTKNBCLKSHCLKSHLELEDC5,0DC5,0DB5,0DA5,0DB5,0DA5,0CLKEXCLKEXCLKSERCLKSERSDATASDATASRINROWRSTBPRECHAPRECHBPRECHC53RTKNBCLKROWPCBROWIOUT239,0MXED102MXED102IOUT239,0VCCVMAXVOH15V 0.13.3V

24、10000.10.1ROWS239,0RGB79,0ROWS479,240RGB159,80ROWCATHODES127,0S128SHRROWRSTBSRINCLKROWPCBROWDUALMONOMODMXED202HREFRRVINV ROWS127,0RTN GNDLREF2200160128 OLED矩阵RTKNBLTKNB控制器2021/9/2131 SOLOMON公司的OLED 驱动芯片将显示RAM、列驱动、行驱动集成在一起，图5-47是SOLOMON公司SSD系列OLED 驱动芯片的功能方框图，表5-10是SSD系列OLED 驱动芯片的主要性能。SSD系列OLED 驱动芯片的功

25、能方框图显示控制列驱动段驱动电流参考、亮度控制DC/DC控制CPU接口显示RAM振荡直流转换OLED矩阵段驱动VDSVCC列驱动OLED矩阵2021/9/2132型号SSD1332SSD1335SSD1338 像素数963641323881323132显示RAM966416bit1328818 bit13213218 bit颜色65K 262K 262K行电流200A200A200A列电流50mA50mA80mA逻辑电压2.43.5V2.43.5V2.43.5V高压818V818V818V表5-10 SSD系列OLED 驱动芯片的主要性能2021/9/2133OLED市场前景OLED具有超轻薄

26、、全固化、自发光、回应速度快、温度特性好、可实现柔软显示等特性，在各种领域有着广泛的应用。OLED主要应用领域包括：新型携带型装置如手机、数码相机、PDA等的显示终端，携带型电脑、壁挂式电视机的显示终端，电子书籍等新型柔软显示幕。2021/9/2134显示器电压特性亮度发光效率寿命重量厚度响应速度视角彩色度CRT差良良优差差优优优LCD优良良良优优中中良PDP差良中中良良良优良OLED优优优良优优优优优几种显示器的性能比较2021/9/2135I2C总线简介I2C(InterIntegratedCircuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备I2

27、C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。2021/9/2136I2C总线特点I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimaster

28、ing)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。2021/9/2137I2C总线的应用总线的应用I2C总线，由于连线少，结构简单，与并行总线相比，大大地简化了仪表系统的硬件设计，提高了可靠性。这是一种高性能的串行总线，正在获得广泛的工程应用。与此同时，基于串行用户接口I2C总线的新型电子器件的出现，也在推动着I2C总线的应用。对于不带I2C总线接口的MCS-51系列单片微处理器，只要采用两根通用I/O，并且严格按照I2C总线规程来模拟I2C总线，同样可以使用带I2C总线接口的器件来作为外扩I/O口的接口电路。

29、I2C总线控制的TV显示处理器TDA9332H所有功能均由总线控制，且应用简单、外围元件少，功耗低、性价比高。因此，该芯片在各种高档电视如逐行扫描彩色电视和数字高清晰度电视中得到了越来越广泛的应用。2021/9/2138数字式I2C总线温度传感器在温度检测中有所应用ds1624是dallas公司生产的一种功能较强的数字式温度传感器,它比同系列的ds1620控制更为简单,比ds1621分辨率更高,可以使用一片控制器控制多达8片传感器,支持i2c总线协议,测温范围宽,读数稳定,分辨率高,无须外接电路,与单片机接口简单,可以广泛用于温度检测、温度控制,温度报警等领域。以I2C應用為主的電壓轉換器FX

30、M2IC102，在寬泛的電壓範圍（1.65V到5.5V）內工作，以適應I2C和低電壓應基于I2C总线的16位AD转换器ADS1110索尼G3F机芯彩电I2C电路分析及其应用I2C总线技术在彩色电视机中应用、是电视机数字化的关键一步,索尼公司在这技术上一路领跑、颇具创意2021/9/2139I2C技术在测振仪中的应用测振仪表中应用了I2C技术，单片微处理器采用AT89C2051单片机。该测振仪表完全以单片机为主，完成振动数据的处理，可实时测量、存储振动的速度均方根值及振动的位移值。振动传感器使用磁电式速度传感器。振动信号前置处理电路完成振动信号的调理、零位漂移的修正、自动量程切换、低通滤波等处理

31、。峰值提取与保持电路将振动的位移峰-峰最大值检出，并转换为直流量送入串行A/D转换器，送单片机处理。存储芯片采用具有I2C总线结构的非易失型存储器E2PROM X24C16，被测的振动数据由单片微处理器计算转换工程量，输出串行数据以字符的形式显示在LCD液晶上，也可以通过标准RS-232C通讯接口将存储的数据传送至PC机，按测量的时间进行查询处理。本测振仪表为电池供电，LCD液晶显示、数据存储器、通讯接口、A/D转换器均以串行方式与单片微处理器交换数据，有效地利用了接口资源。2021/9/2140电荷泵的定义电荷泵的定义:也称为开关电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”(flying)或“

32、泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC(变换器).它们能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压。其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数(0.5,2或3)倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。这种特别的调制过程可以保证高达80的效率，而且只需外接陶瓷电容。由于电路是开关工作的，电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)。电荷泵的分类：电荷泵的分类：电荷泵可分为：开关式调整器升压泵 无调整电容式电荷泵 可调整电容式电荷泵2021/9/2141电荷泵的工作过程：电荷泵的工作过程：3种电荷泵的工作过程均为：首先贮存能量，然后以受控方

33、式释放能量，以获得所需的输出电压。开关式调整器升压泵采用电感器来贮存能量，而电容式电荷泵采用电容器来贮存能量。电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升，采用电容器来贮存能量。电荷泵是无须电感的，但需要外部电容器。由于工作于较高的频率，因此可使用小型陶瓷电容(1mF)，使空间占用小，使用成本低。电荷泵仅用外部电容即可提供2倍的输出电压。其损耗主要来自电容器的ESR(等效串联电阻)和内部开关晶体管的RDS(ON)。电荷泵转换器不使用电感，因此其辐射EMI可以忽略。输入端噪声可用一只小型电容滤除。它的输出电压是工厂生产精密预置的,调整能力是通过后端片上线性调整器实现的，因此

34、电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数，以便为后端调整器提供足够的活动空间。2021/9/2142如何选择电荷泵如何选择电荷泵？1、效率优先，兼顾尺寸如果需要兼顾效率和占用的PCB面积大小时，可考虑选用电荷泵。例如电池供电的应用中，效率的提高将直接转变为工作时间的有效延长。通常电荷泵可实现90%的峰值效率，更重要的是外围只需少数几个电容器，而不需要功率电感器、续流二极管及MOSFET。这一点对于降低自身功耗，减少尺寸、BOM材料清单和成本等至关重要。2、输出电流的局限性电荷泵转换器所能达到的输出负载电流一般低于300mA，输出电压低于6V。多用于体积受限、效率要求较高，且具有低成本的场合。

35、换言之，对于300mA以下的输出电流和90%左右的转换效率，无电感型电荷泵DC/DC转换器可视为一种成本经济且空间利用率较高的方式。然而，如果要求输出负载电流、输出电压较大，那么应使用电感开关转换器，同步整流等DC/DC转换拓扑。2021/9/21433、较低的输出纹波和噪声大多数的电荷泵转换器通过使用一对集成电荷泵环路，工作在相位差为180度的情形，这样的好处是最大限度地降低输出电压纹波，从而有效避免因在输出端增加滤波处理而导致的成本增加。而且，与具有相同输出电流的等效电感开关转换器相比，电荷泵产生的噪声更低些。对于RF或其它低噪声应用，这一点使其无疑更具竞争优势。新型电荷泵变换器的特点新型

36、电荷泵变换器的特点？90年代以后，随着半导体工艺技术的进步与便携式电子产品的迅猛发展，各半导体器件公司开发出各种新型电荷泵变换器，它们在器件封装、功能和性能方面都有较大改进，并开发出一些专用的电荷泵变换器。它们的特点可归纳为：1.提高输出电流及降低输出电阻4.减少占印板的面积2.减小功耗5.输出负电压可设定（调整）3.扩大输入电压范围6.两种新型的四倍压器件2021/9/2144电荷泵选用要点电荷泵选用要点:考虑以下几个要素：转换效率要高无调整电容式电荷泵90%可调整电容式电荷泵85%开关式调整器83%静态电流要小，可以更省电；输入电压要低，尽可能利用电池的潜能；噪音要小，对手机的整体电路无干

37、扰；功能集成度要高，提高单位面积的使用效率，使手机设计更小巧；足够的输出调整能力，电荷泵不会因工作在满负荷状态而发烫；封装尺寸小是手持产品的普遍要求；安装成本低，包括周边电路占PCB板面积小，走线少而简单；具有关闭控制端，可在长时间待机状态下关闭电荷泵，使供电电流消耗近乎为0。2021/9/2145电荷泵变换器的基本工作原理电荷泵变换器的基本工作原理如图所示。由振荡器、反相器及四个模拟开关组成，外接两个电容C1、C2构成电荷泵电压反转电路。振荡器输出的脉冲直接控制模拟开关S1及S2；此脉冲经反相器反相后控制S3及S4。当S1、S2闭合时，S3、S4断开；S3、S4闭合时，S1、S2断开。当S1

38、、S2闭合时，S3、S4断开时，输入的正电压V+向C1充电（上正下负），C1上的电压为v+；当S3、S4闭合时，S1、S2断开时，C1向C2放电（上正下负），C2上充的电压为-VIN，即VOUT=-VIN。当震荡器以较高的频率不断控制S1、S2、S3、S4的闭合及断开时，输出端可输出变换后的负电压（电压转换率可达99%左右）2021/9/2146数字调谐器数字调谐器电视调谐器是电视接收终端中的重要器件，俗称高频头。普通电视调谐器是以模拟的方式完成接收放大、选通、变频、图声解调的过程，若其中有畸变和失真，会使接收的图像和伴音质量变差。数字电视将模拟电视信号改变为数字信号，进行压缩、传输、接收、处

39、理、存储、记录和控制，数字电视接收终端首先要经数字电视调谐器进行高频放大、比较处理、信道解码和解调，再经数字电视接收机、机顶盒或PC数字视频卡进行信源解码等处理后还原原始图像和声音，若其中这一过程发生畸变就会造成误码出错，若超出调谐器可调控的范围，就无法接收到图像和伴音。数字式调谐器不仅包含原来彩电的重要指标，在相位噪声、非线性指标及锁定时间等检测方法上差异也很大。模拟电视调谐器接收模拟电视信号时，将许多不同频率的高频电视信号变换成一个固定的中频输出，完成频谱的搬移。数字电视调谐器接收数字广播电视信号时，不仅要完成模拟调谐器所要完成的频谱搬移功能，而且还要完成解调和信道解码，作为数字电视接收机

40、、机顶盒及PC数字视频卡的前端，数字电视调谐器采用数字器件，使其在生产过程中比模拟调谐器易于装配和调整，可靠性和稳定性也大幅度提高。因此，数字电视调谐器在技术和工艺上有许多不同于模拟电视调谐器的特点，其性能大大优于模拟电视调谐器。2021/9/2147数字电视调谐电路数字电视调谐电路整个数字电视调谐器由两部分功能电路组成，如图1所示，前端的调谐电路，负责射频接收、变频、滤波以及自动增益控制等功能，该部分电路除了要实现信号接收的基本功能，还要处理好信号干扰问题，常见的如镜像信号干扰、频道干扰等问题，模拟电视中干扰会带来多条图线，而数字电视中干扰严重时可直接导致信号的丢失。后端的解调电路，负责A/

41、D转换、解调以及纠错解码等功能。2021/9/2148数字调谐器分类数字调谐器分类目前,数字电视调谐器可分为三大类：第一类是单变频结构,直接把接收到的射频电视信号下变频到中频信号,单变频结构又分为两种结构：两波段(VHF和UHF)单变频结构和三波段(VHFL、VHFH和UHF)单变频结构;第二类是双变频结构,首先把接收到的射频电视信号上变频到某一固定频率,然后再降至中频信号;第三类是最近推出的低中频结构。相应的调谐芯片也分为三大类：单变频数字电视调谐芯片、双变频数字电视调谐芯片和低中频数字电视调谐器芯片2021/9/2149芯片芯片ZL10036 ZARLINK半导体公司的数字卫星调谐芯片ZL

42、10036是一个单片宽带直接变频调谐器，它提供高度集成的卫星调谐器功能。内部集成有I2C串行总线接口控制器，低相位噪声PLL频率合成器，正交相位分离调谐器，全集成的本地振荡器和可调带宽的基带低通滤波器。包括PLL频率合成器，芯片增益和基带带宽在内的所有芯片功能都通过I2C串行总线接口实现控制。此外，ZL10036对相邻信道有良好的隔离度，提供了一个可供选择的射频旁路，总线接口可与3.3V的逻辑电平兼容，具有降功耗模式等特点。2021/9/2150卫星数字电视调谐器芯片卫星数字电视调谐器芯片M88TS2100 M88TS2100是一款高性能、零中频、直接下变频卫星数字调谐单芯片。该芯片为卫星电视

43、接收产品的前端提供了一个噪音低、动态范围广的高集成度方案，可与DVB-S的信道解调器一起使用。M88TS2100接收从300MHz到1000MHz的QPSK信号，并将信号直接下变频至基带，以供进一步解调。该芯片是目前业界集成度最高的卫星调谐器方案，由于芯片集成了众多功能，M88TS2100的引脚数目及所需的外围器件都是最少的。同时，由于采用了快速锁定的锁相环(PLL)和快速DC偏移补偿机制，该芯片还拥有业内同类产品的最小时延。该芯片可通过两线串行总线接口进行配置；采用3.3V单电源供电，正常工作时，功耗仅330mW。2021/9/2151ZL10036Zl10036是ZARLINK公司2004

44、年3月推出的零中频调谐和频率合成电路，与DVB格式兼容，符号率145MS/s，完全集成不用调整的本地振荡器，集成的宽带滤波器频宽440MHZ可调，RF的环路输出可做级联调谐用。下图为ZL10036的组成方框图。2021/9/2152ZL10312卫星电视QPSK解调和信道解码芯片ZL10312接收ZL10036输出的模拟I、Q进行A/D变换、数字解调、前向纠错，并输出MPEG2TS流。下图是其组成方框图。2021/9/2153新型低成本低功耗数字电视调谐器专用芯片新型低成本低功耗数字电视调谐器专用芯片一种新型的单变频结构数字电视调谐器专用芯片，该芯片在继承TUA6020芯片方案的基础上，首次采

45、用CMOS工艺把两块芯片集成在一起，既可以简化系统设计，又可以降低系统成本。2021/9/2154此芯片包括三个波段的混频器(MIXER)和振荡器(OSCILATOR)，其中VHFL波段混频采用单端输入，VHFH和UHF波段混频器采用双端输入，三个波段的振荡器均只需要两个管脚，振荡器采用外部分离的LC振荡回路。混频器的中频输出信号在送至声表面波滤波器驱动电路(SAWDRIVER)的同时输出给芯片外部中频滤波器，通过此中频滤波器，可以抑制混频器产生的谐波干扰信号，提高调谐器的整体选择性。中频信号通过外置中频声表面波滤波器(SAW)再输入到芯片中的中频可变增益放大器(VGA)，实现中频可变增益放大

46、，最终输出中频电视信号，送至解调电路进行信道解调解码。该专用芯片除了集成上述信号链路中的混频器、SAW驱动电路和中频可变增益放大器外，还集成了锁相环(PLL)电路：可编程分频器(PROG.DIVIDER)、鉴频鉴相器(PHASE/FREQCOMP)、电荷泵(CHARGEPUMP)、晶振驱动电路(XTALOSCILLATOR)和参考分频器(REFERENCEDIVIDER)。整个芯片采用I2C接口实现通信，主要配置各电路模块的控制字以及进行波段选择，芯片中的三波段选择通过并口(PORTS)实现，并口信号在切换内部波段电路时，也输出给芯片外相应的波段电路，如前置放大器和跟踪滤波器等。2021/9/2155谢 谢！*_*2021/9/2156