创维5N10机芯原理(上)
5N10机芯是创维公司与日本松下公司近期联合开发的用于25英寸以上的单片机芯。其主要集成块解码仍为NN5199K,该集成块性能稳定,功能强大,内部集成了视/音频分离电路、各种制式的陷波器及滤波器、亮/色分离电路、亮/色度延迟线、清晰度提升电路、三基色处理电路、行/场分离处理电路等。与3N10机芯相比,本机在以下几个方面作了更改:一是采用了伴音处理IC,使普通机芯的声音更悦耳、动听;二是采用了校正处理IC,TA8859,通过编程,由总线控制,可完成各种不同的校正,使得本机的线性较以前有较大的改进。另通过更改功能参数,可对本机功能进行不同设置。
一、机内主要集成块:
IC001:MN181768 微处理器(CPU)
IC201:NN5198(5199)视/音频、色度、行/场扫描处理电路(解码)
IC301:TA8859AP 校正处理IC
IC302:TA8427 场扫描输出集成电路
IC401:TA8245 音频功率放大器
IC402:AN7396K 音频处理器
IC404:MSP3410D 丽音解码器(与IC402选用)
IC501:STV5112 视放IC(选用)NN5199引脚功能及电压
引脚序号 | 名称及功能 | 电压(V) |
1 | 测试脚 | 0.2 |
2 | I2C总线时钟线 | 4.4 |
3 | 色度APC滤波脚 | 5 |
4 | 自动亮度控制脚 | 3 |
5 | 字符消隐输入脚 | 0 |
6 | 字符红色输入脚 | 1 |
7 | 字符绿色输入脚 | 1 |
8 | 字符蓝色输入脚 | 1 |
9 | 9V供电脚 | 9 |
10 | 红色信号输出 | 3.4 |
11 | 绿色信号输出 | 3.2 |
12 | 蓝色信号输出 | 3.0 |
13 | 接地脚 | 0 |
14 | 外接4.43M晶振 | 2.8 |
15 | SECAM制PLL滤波脚 | 0 |
16 | 9V供电脚(图像/伴音中频) | 9 |
17 | SECAM制钟形滤波 | 0 |
18 | 图像中频输入 | 2.7 |
19 | 图像中频输入 | 2.7 |
20 | 接地脚 | 0 |
21 | 准分离伴音中频输入 | 2.6 |
22 | 射频AGC输出 | 3.7 |
23 | AFT输出 | 3.8 |
24 | 外部视频/色度信号输入 | 2.6 |
25 | 中频AGC滤波 | 1.4 |
26 | 图像中频APC滤波 | 3.4 |
27 | 准分离伴音中频检波输出 | 3.6 |
28 | 伴音中频输入(本机未用) | 空 |
29 | 伴音中频输入(本机未用) | 空 |
30 | 音频输出 | 4 |
31 | 黑电平检测滤波脚 | 3.9 |
32 | 去加重滤波/音频监听输出 | 4.5 |
33 | 色度处理电路供电脚 | 9 |
34 | 图像检波输出 | 3.8 |
35 | 5V供电脚 | 5 |
36 | 视频输出 | 4 |
37 | 测试(本机未用) | 空 |
38 | 亮度信号/视频信号输入脚 | 3.9 |
39 | 行同步信号输入脚 | 4 |
40 | 外接3.58M晶振 | 2.7 |
41 | 行供电脚 | 6.2 |
42 | 行脉冲信号输出脚 | 1.2 |
43 | 行AFC1滤波脚 | 3.6 |
44 | 音频去耦合滤波脚 | 2.2 |
45 | 外接场锯齿波发生电容(本机未用) | 空 |
46 | 场激励信号输出脚 | 5 |
47 | 场扫描AGC脚 | 2.4 |
48 | 5V供电脚 | 5 |
49 | 外接电阻到地 | 0.6 |
50 | VSS供电脚 | 0 |
51 | I2C总线数据线 | 1.5 |
52 | 逆程脉冲输入脚 | 0.4 |
从高频头IF脚输出的中频信号,经C111耦合,Q103放大(对信号进行20dB的增益,补偿声表面的插入损耗),从Q103的集电极输出。采用准分离输入方式,分两路经C112,C113耦合,送到视频声表SAW101,K6266;伴音声表SAW102,K9352。对于视频声表SAW101,通过外围元件,控制信号对其输入脚个数,来实现PAL/NTSC的宽/窄带传输。其实现的原理为:首先由CPU的7脚输出控制信号,经Q004的反相,送到Q102的基极。当为PAL制时,Q102导通,D102的正极为低电平,D102截止,从Q103的集电极传输过来的信号只能从1脚送进SAW101,达到宽带传输。当为NTSC制时,Q102截止,D102的正极为高电平,D102导通,从Q103的集电极传输过来的信号可从1、10脚送进SAW101,实现窄带传输。
经过SAW101和SAW102选频滤波后分别送到解码NN5199的18、19、21脚。
1、音频处理电路
从21脚输入NN5199的伴音中频信号,在解码内部经放大,检波后,由带通滤波器取出相应制式的伴音中频,再经限幅放大,PLL同步检波器检出音频信号。PLL同步检波器,其所用VCO电路的频率由I2C控制,保持与输入的伴音中频频率一致。去加重后,从27、30脚输出。
此机芯的音频处理有两种搭配。第一种为丽音机,其采用MSP3410D作音频处理器;另一种为非丽音机,采用CD4052、AN7396作音频处理器。
当采用丽音解码MSP3410D时,从NN5199的27脚输出经解调后准分离伴音中频信号,送至MSP3410D的58脚;AV伴音信号则通过丽音解码旁的排插CN402A,从排插的2、3脚(丽音解码52、53脚)输入AV1的伴音,4、5脚(丽音解码49、50脚)输入AV2的伴音,6、7脚(丽音解码46、47脚)输入AV3的伴音,9、10脚作AV输出,经解码后从MSP3410D的28、29脚输出左右声道信号,31脚输出超重低音信号,一起送至伴音功放TA8245,经放大后,推动喇叭还原声音。
当无接收丽音功能时,采用AN7396K作音频处理器时,从NN5199的30脚输出伴音,经C401耦合,送至CD4052。CD4052作内外伴音切换IC,TV和3路AV伴音信号在此经切换后,由CD4052的3、13脚输出,送至音频处理器AN7396K的6、25脚。经AN7396K处理后,从15、18脚输出左右声道信号,从23脚输出超重低音信号,再一起送至伴音功放。
CD4052内外音频控制原理:
输出音频信号 | 9脚电压 | 10脚电压 | 输出音频信号 | 9脚电压 | 10脚电压 |
TV | 0 | 0 | AV3 | 9 | 9 |
AV1 | 0 | 9 | S端子 | 9 | 0 |
AV2 | 9 | 0 |
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2、图像处理电路
从SAW101,K6266的4、5脚输出视频信号,从18、19脚送进解码NN5199,经过内部中频放大、APC控制、视频检波,得到全电视信号,再经噪声倒相处理视频转换开关切换后,从36脚输出。中放级采用平均值型AGC放大器,RF-AGC为延迟型反向控制式,从22脚输出到高频头,视频检波为PLL同步检波方式,其基准频率的产生电路(VCO)采用带有
APC控制的电路。 VCO38M基准频率由内置晶振产生,该基准频率除送到视频检波电路外,还送到AFT电路,产生CPU需要的AFT电压,供VT调谐电压用,由23脚输出。PLL检波电路、AFT电压及视频信号的输出电平均由I2C总线进行调整。内外视频的切换是在NN5199内部通过总线控制视频开关来完成的,外部视频信号从24脚输入,切换后的信号从36脚输出。此机芯有三路外部视频信号及一个S端子输入,由LA7954完成三路AV信号切换;由IC202,IC203:TEA2014完成S端子Y/C信号切换。其实现的过程为:三路AV信号送至LA7954,经控制切换后,从1脚输出,至IC202的3脚,从6脚输出送回解码24脚。当要看S端子信号时,先切换到S端子状态下,由CPU的28脚输出一个低电平(TV时为高电平),经Q002反相后,一个高电平送至IC202和IC203的5脚。此时IC202和IC203将其8脚输入的Y、C信号输出而不输出3脚的视频信号,输出的色度信号送回解码的24脚,输出的亮度信号送回解码的38脚。
LA7954内外视频信号切换原理:
输出视频信号 | 9脚电压 | 10脚电压 | 输出视频信号 | 9脚电压 | 10脚电压 |
TV | 0 | 0 | AV3 | 9 | 9 |
AV1 | 0 | 9 | S端子 | 9 | 0 |
AV2 | 9 | 0 |
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3、亮度、色度信号处理电路(如图3):
由36输出的已检波视频信号,经IC203切换,从6脚输出,送回NN5199的38脚。38脚送入的视频信号在解码内又分亮度信号通道和色度信号通道处理。
亮度信号通道:视频信号先经过箝位、色度陷波器,滤除色度信号,剩下的亮度信号再经亮度延迟线、清晰度控制,黑电平延伸等画质改善电路处理后,送到R/G/B矩阵电路。
色度信号通道:视频信号先经过带通滤波器,取出色度信号,经ACC放大后,一路送到R-Y、B-Y解调器内;另一路送到PAL、NTSC制式识别电路,其中PAL制识别电路输出的PAL制信号要对R-Y信号每隔一行倒一次相,再送到R-Y、B-Y解调器。同时NN5199的14脚和40脚外接的4.43M、3.58M晶振,为同步检波提供两个色副载波,也加至R-Y、B-Y解调器。R-Y、B-Y解调器解出的R-Y、B-Y信号,经1H延迟,送到色饱和度控制电路,分出G-Y信号,与Y信号一起在R/G/B矩阵中解出R、G、B信号,再与6、7、8脚外部R/G/B信号(屏幕显示字符)一起送到内外切换开关电路,在5脚输入的开关信号控制下(消隐信号),选择内部或外部R/G/B信号输出。再经箝位电路恢复直流成分,暗平衡调整后,从10、11、12脚输出,送视放电路。
4、行扫描电路(如图4):
行扫描小信号处理电路也是在NN5199内部完成。主要有行同步分离电路,行振荡(H.VCO)电路,行、场分频电路,AFC1和AFC2环路,行频信号输出电路等组成。
当41 脚加有6.3V时,H.VCO开始振荡,振荡脉冲信号经分频得到行频信号,与由同步分离电路分离出来的行同步信号一起加到AFC1环路。AFC1环路是一个PLL锁相环路,它将行频信号与行同步信号进行频率及相位的比较,产生误差控制电压去控制H.VCO的频率,当AFC1环路锁定后,行频脉冲与行同步信号同步。AFC2环路将与52脚输入的行逆程脉冲与由AFC1环路送来的行频脉冲进行相位比较,产生误差电流,去修正行激励脉冲的相位,使画面在屏幕上处于中心的位置。
5、场扫描电路:
在NN5199内,场分频器对行频脉冲进行分频,得到场频脉冲信号,场同步分离电路分离出的场同步信号对场分频器进行复位,并与52脚送回的反馈信号进行比较,保证场激励脉冲与场同步信号同步。从解码46脚输出的场频触发脉冲,送至校正IC,TA8859的13脚。
TA8859的功能为补偿各种水平与垂直失真,由总线控制,可具体完成如下功能:
1、垂直线性校正 2、垂直S校正
3、东西抛物波校正 4、东西四角校正
5、梯形失真校正
其内部框图为(图5):
工作原理:从13脚输入TA8859的场频触发脉冲,在内部先经过触发器、脉冲发生器,产生标准的场频脉冲,再依靠15脚外围的电容,将场频调制在锯齿波上。场锯齿波再分两路传输:一路经积分校正、线性校正、S校正后,送至极高压校正;另一路抛物波校正,送至另一极高压校正。TA8859的1脚为极高压校正输入,该电压是从高压包的ABL电路取出,用以校正因亮度变化而引起图象行、场幅变化。极高压校正从1脚输入后,送到两个极高压校正电路,分别控制东西枕校及场激励输出。从2脚输出的东西枕校抛物波经Q304、Q305缓冲、倒相后,在Q303上调制行扫描电流,以完成枕形校正。
TA8859引脚功能及电压:
引脚 | 名称及功能 | 电压 |
1 | 极高压校正输入 | 2.8 |
2 | 东西枕校激励输出 | 7 |
3 | 电源 | 12 |
4 | 东西枕校反馈输入 | 7 |
5 | 地 | 0 |
6 | 场反馈输入 | 4 |
7 | 空 | 0 |
8 | 场激励输出 | 1 |
9 | 数据线 | 1.6 |
10 | 时钟线 | 4.4 |
11 | 空 | 0 |
12 | 地 | 0 |
13 | 场频触发脉冲输入 | 1.8 |
14 | 脉冲发生器外接RC端子 | 3.9 |
15 | 锯齿波形成 | 6.2 |
16 | AGC滤波 | 0.4 |
