1.1 新型彩电电路结构

进口新型彩电,有显像管显示图像的采用数码处理和总线控制技术的高清彩电、单片彩电、超级单片彩电;有液晶显示屏显示图像的液晶彩电;等离子显示屏显示图像的等离子彩电和背投彩电。前者显像管显示图像的高清彩电、单片彩电、超级单片彩电,读者比较熟悉,下面对新型液晶彩电、等离子彩电、背投彩电的电路结构做简要介绍。

1.1.1 液晶彩电整机电路构成

目前流行的数字高清液晶彩电的电路结构如图1-1所示,主要包括电源板、背光灯板、TV电视接收板(模拟电路板)、主电路板(数字电路板)和液晶显示板(LCD或LED显示板组件)构成。各个电路板的功能和作用如下:

电源板:是为整个液晶彩电供电的电路,将AC220V市电变换为整机各个电路板需要的各种直流电压,常见为12V、14V、18V、24V、28V,为各个单元电路供电。其中送到主电路板的供电,再经DC-DC变换器,变换成5V、3.3V、2.5V、1.8V等电压,供给整机小信号处理电路使用。

背光灯板:也称逆变器,将电源板送来的12V、24V、380V的直流电压变换为700~1000V以上的高频交流电压,点亮液晶显示屏背后的LCD背光灯,通常大屏幕液晶显示屏后面都有多个灯管,每个灯管都需要一组交流电压供电电路。新型LED背光灯则变换为70~200V的直流电压,将LED背光灯串点亮。小屏幕液晶彩电和新型液晶彩电,往往将电源板和背光灯板合二为一,成为IP板。

TV电视接收板:电视信号经调谐器、中频电路、视频解码和伴音处理,解出视频和伴音信号,其中YUV图像信号送到主电路板进行图像处理。多数液晶彩电还将音频处理电路和伴音功放电路安排在TV电视接收板上,TV音频信号和主板上输入的音频信号,经音效处理、功率放大,推动扬声器发出声音。

主电路板:具有多种信号接口电路,它可以直接接收来自其他视频设备的数字信号,也可以接收来自计算机显卡的VGA模拟视频图像信号(R、G、B)以及DIV、HDMI、USB的数字信号,每种信号都伴随同步信号。模拟R、G、B信号需要经模拟信号处理电路中的A-D转换器,变成数字视频信号,再进行数字图像处理。不同格式的视频信号在进行数字处

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图1-1 数字高清液晶彩电典型电路结构

理的同时要进行格式变换,与显示格式相对应。经存储器和控制器、缩放电路、色变换电路、伽玛校正(γ)电路、低压差分信号(LVDS)形成电路,变成驱动液晶显示板的控制信号(X、Y轴驱动)。微控制器电路主要包括MCU(微控制器)、存储器等,是整机的指挥中心,其中MCU用来接收按键信号、遥控信号,然后再对相关电路进行控制,以完成指定的功能操作。存储器用于存储彩电的设备数据和运行中所需的数据。图中,DDC(Display Data Channel)是显示数据通道;DDC/CI(Display Data Channel/Command Interface)是显示数据通道/指令接口;TMDS(Transition Minimized Differential Signal)是最小化传输差分信号;LVDS(Low Voltage Differential Signaling)是低压差分信号;OSD(On Screen Display)是屏上显示电路,即字符信号发生器。

液晶显示板:也称液晶显示模块,是液晶彩电的核心部件,主要包含液晶屏、LVDS接收器(可选,LVDS液晶屏有该电路)、驱动电路(包含数据驱动电路与栅极驱动电路)、时序控制器(Timing Controller,TCON)和背光源等。驱动电路和时序控制器(TCON)是附加于液晶面板上的电路,TCON负责决定像素显现的顺序与时机,并将信号传输给驱动电路,其中纵向的驱动电路(源极驱动电路)负责视频信号的写入,横向的驱动电路(栅极驱动电路)控制液晶屏上薄膜晶体管(TFT)的开/关,配合其他组件的动作,即可在液晶屏上显示出影像。

1.1.2 等离子彩电电路构成

等离子彩电由多块电路板组成,按照总体功能可分为信号处理和等离子屏显示两大部分。一般等离子屏显示部分多为等离子屏生产工厂设计制造,等离子屏显示部分的组件如图1-2所示,其配套的电源板、扫描电路板、扫描缓冲板、维持板、地址选址板、逻辑板等为等离子屏服务的组件都由等离子屏厂家生产组装;而信号处理部分多称为主板,多由电视机生产厂家设计生产,负责对TV、AV、计算机、网络信号源的图像和伴音信号进行处理。有时一个机心或机型,由于生产时货源的不同,往往采用两种以上等离子屏组件,造成相同机心、机型的等离子屏不同,负责信号处理的主板往往也需进行相应的电路改进和程序升级。各个组件的功能如下:

电源板:松下称为“P”板,三星称为“SMPS”板,LG称为“电源板”。一般由抗干扰输入电路、整流滤波电路、待机5V或3.3V电压形成电路(或称“副电源”)、功率因数校正(PFC)电路、低压供电形成电路(如5V、9V、12V、32V等)、高压供电形成电路(如VS、VA、VSET等60~200V电压)、输入/输出接口电路组成。电源板为等离子屏组件和主板电路供电,由于各个等离子屏、机心主板的供电需求不同,电源板输出电压也各不相同。

扫描电路板:松下称为“SC”板,三星称为“Y”板,LG称为“Y-SUS”板。主要由扫描控制信号缓冲驱动电路、隔离放大电路、能量恢复电路、维持驱动电路、擦除驱动电路、隔离电压形成电路组成。其作用是将逻辑板提供的扫描控制信号经缓冲、隔离、放大、MOS管或IGBT驱动后,生成扫描驱动波形,输入扫描电极。

扫描缓冲板:主要由高压驱动电路组成,多由上、下两块扫描缓冲板组成,上缓冲板松下称为“SU板”,三星称为“YB up”板,LG称为“YDRV-TOP”板;下缓冲板松下称为“SD板”,三星称为“YB low”板,LG称为“YDRV-BTM”板。如长虹PT4216分辨率为852×480的显示屏,一块扫描缓冲板上安装有4块驱动电路,两个扫描缓冲板共8块驱动电路,每个电路有64路输出,总共512路输出,对应显示屏上512个扫描电极(其中32路未用)。扫描缓冲板接收扫描板的驱动信号,通过扫描驱动电路依次向显示屏扫描电极提供扫描波形。

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图1-2 等离子彩电组件分布示意图

维持板:松下称为“SS”板,三星称为“X”板,LG称为“Z-SUS”板。维持板主要由维持控制信号缓冲电路、能量恢复电路、维持驱动电路等组成。维持板是将逻辑板提供的维持控制信号经缓冲、切换、隔离、放大、MOS管或IGBT驱动后生成维持驱动波形,并通过连接器(FPC线)向面板的维持电极提供维持驱动波形。如分辨率为852×480的显示屏一般通过两个FPC线连接至屏上480根维持电极。

寻址板:寻址板一般分为左、右两个,松下称为“C1、C2”板;三星称为“E、F”板;LG称为“XL、XR”板。主要由寻址驱动电路及其相关元器件组成。不同型号等离子显示屏的寻址板电路组成差异较大,如LG的PDP42V7屏寻址板只作为传输通路,寻址板上只有几个滤波电容;而松下MD-42M7屏的寻址板则由寻址信号驱动电路及外围相关元器件组成。寻址板对逻辑板输出的信号进行缓冲,向寻址驱动IC(COF模组)传送数据信号和控制信号。

注:大多数显示屏是由寻址板(左)和寻址驱动板(右)两块组成(如LG的PDP42V7屏、松下的MD-42M7屏等),少数显示屏是由左(E)、中(F)、右(G)三块组成(如三星的S42SD-YD05屏),部分大屏幕双扫显示屏则由上/下各三块组成。

逻辑板:三星称为“LOGIC”板,松下称为“D”板,LG称为“CTRL”板。逻辑板主要由LVDS接收、缓冲、放电控制、时钟选择、同步控制、格式变换、子场处理、MCU、扫描/维持/寻址数据和控制信号输出、DC-DC变换等电路组成。逻辑板接收来自主板的LVDS后,在微处理电路的控制下生成并输出寻址驱动数据信号和扫描、维持电极所需要的扫描和维持驱动信号。逻辑板是屏的大脑,对信号板送来的信号进行处理,并分配到其他组件上,控制着其他屏上组件有序地工作。

主板:信号处理板组件是等离子彩电中信号处理的核心部分,由多个大规模集成电路组成,在系统控制电路的作用下承担着将外接输入信号转换为统一的等离子显示屏所能识别的数字信号(LVDS)的任务,负责整机的图像、伴音信号处理,主要由高、中频电路,AV/S端子/分量/PC/HDMI输入电路,A-D转换电路,切换电路,格式变换电路,画质处理电路,MCU,音效处理电路、伴音功率放大电路等组成。

等离子彩电主板电路组成框图和信号流程如图1-3所示。不同的品牌、机心和机型,其主板电路配置各不相同,掌握所修机型或机心的电路配置,可对所修机型做到心中有数,根据其电路配置准备相应的集成电路资料和维修数据,熟悉图像和伴音处理的信号流程,有的放矢地进行维修。

1.1.3 背投彩电电路结构

背投彩电并不属于平板彩电的范畴,但是相对于笨重的大屏幕CRT彩电,它又是相当“轻薄”的,而且尺寸可以做到60in以上,相对厚度薄,具有与平板彩电类似的很多特点。

目前,国产背投彩电的型号较多,屏幕尺寸也有多种,但它们的工作原理基本相同,其基本组成电路框图如图1-4所示。它主要由高、中频电路、TV/AV切换电路、数字变频电路(一般为模块,简称为DPTV-3D)、RGB电路、视频放大电路、扫描电路、会聚电路、微处理器控制电路和开关电源电路等组成。背投彩电采用了许多先进和特殊的电路,具有较高质量的画质和音质。其主要电路的工作原理可以从以下几个方面来说明。

高频调谐器电路:背投彩电一般多为高清彩电,使用的高频调谐器多为中放一体化调谐器,供电电压分为中放和调谐5V供电以及中放5V供电,采用32V选台调谐两大类。在I2C总线的控制下,调谐器输出视频全电视信号和音频信号去后级的音频处理电路与视频切换电路。对于具有副画面功能的背投彩电,其电路中一般都设置了双调谐器电路,这一点与普通画中画彩电的功能一样。

数字电路板:数字电路板又称为IPQ或FB电路板,也称为变频板。数字电路板主要用来完成模拟视频信号Y/C及YPbPr或YCbCr信号源识别切换,亮/色解码处理,然后对产生的模拟YUV信号进行扫描格式转换及图像伸缩处理。这些信号处理电路主要由数字电路板上的DPTV-3完成。

数字会聚组件电路:数字会聚组件电路的作用是产生改变投影管电子束水平及垂直方向位置发生变化的控制信号,最终使三幅不重合的单色画面重合。会聚组件产生的会聚调整信号有RV、RH、BV、BH、GV、GH六路会聚信号和会聚调整画面三基色信号。这些信号中的字母“V”表示垂直方向调整,字母“H”表示水平方向调整。会聚组件产生的会聚调整信号被送往主电路板的RGB混合处理电路,通过RGB混合处理电路控制后,在屏幕上显示会聚调整时的会聚网格画面,其形状类似于音量控制时屏幕上显示音量大小控制的“字条”。会聚网格画面的颜色可以在红、绿、蓝、青色、黄色、白色之间切换。会聚电路常见有先锋会聚组件与ST会聚组件两大类,两者不能互换。

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图1-3 等离子彩电主板组成框图和信号流程

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图1-4 背投彩电基本组成电路框图

AV电路板:AV电路板上一般设置有TV/AV视频切换电路与音效处理电路,如TA13430或NJW1137W集成电路等。TV/AV视频切换电路的作用是对TV与AV送来的视频信号进行选择;音效处理电路的作用是对伴音的音质进行改善。

RGB混合处理电路:RGB混合处理电路的作用是完成电视画面RGB信号、会聚网格画面RGB信号、字符OSD-RGB信号间的混合切换处理,在I2 C总线信号的控制下完成对比度、亮度、色饱和度控制,输出RGB信号去视放电路;同时与视放电路组成阴极电流循环控制(CCC)电路。目前,背投彩电使用的RGB混合信号处理集成电路常见型号有SID2500、TA1360AF、TDA9332等。

行、场激励脉冲产生电路:行、场激励脉冲产生电路使用的集成电路常见型号有TDA9111、TDA9112和TDA9338等。行、场激励脉冲产生电路的工作原理与普通彩电基本相同,但送往行、场激励脉冲产生电路的行与场同步信号来自数字电路板(即变频电路板)。当行、场激励脉冲产生电路接收不到数字电路板送来的行、场同步信号,或虽接收到,但信号异常时,均会导致整机不能正常工作。

数字电路板的工作电源:数字电路板的工作电源一般都是由开关电源板送来的8V电压,经主电路板上设置的稳压电路进一步稳压后得到的,一般为5V左右。该电压偏高,容易损坏数字电路板上的一个元器件,电压偏低或异常则会造成整机不能工作或“二次”开机后指示灯闪烁不停。

行扫描电路:行扫描电路通常采用双行扫描电路,即主行扫描电路和副行扫描电路。主行扫描电路为CRT提供中、低电压和整机单元电路的工作电压,如灯丝电压、视放200V电压、动态聚焦电压、场输出电路的工作电压以及副行推动电路的工作电压等。副行扫描电路,产生供投影管工作所需的阳极高压、聚焦电压等。阳极高压从行输出变压器输出,加到分压盒上,再由分压盒内分压电路分压成为三路阳极高压,由三根阳极高压线通过高压帽连接到投影管的阳极上。分压盒除了为投影管提供阳极高压,还提供动态聚焦感应控制信号。

投影管:投影管是背投彩电的重要显示器件,背投彩电中安装了三只投影管。目前,背投彩电中使用的投影管,主要有16cm(6in)、19cm(7.5in)、25cm(8in)等规格。投影管屏幕尺寸越大,画面亮度越高,画面就越清晰。

光学透镜:光学透镜又称为光学镜头,它是背投彩电实现大屏幕电视画面的关键部件,也是背投彩电主要的组成部分。背投彩电投影管发出的光需经光学透镜投射到屏幕上。

投影屏幕:投影屏幕是由一种半透明的塑料制成的。第一层,表面层,厚度约为1mm,通常由互不相同的三层或四层组成。它的表面有环状细条纹,相当于菲涅尔透镜,其作用是将反射的杂乱光转换为平行光。第二层,该层与照相机上的双凸镜类似,厚度也约为1mm,它对图像的形成起着关键作用。第三层,该层表面有垂直的细条纹,厚度约为2mm,它对提高图像的亮度、对比度及加深屏幕底色,起着关键的作用。最外层,该层采用较硬的塑料制成,具有保护屏幕的作用,它的表面还涂有反光膜,可使图像的黑色部分更加真实,并且可以防止环境反射光线,使屏幕看起来显得更黑。