В этой статье подробно рассматривается схемотехника современных ЖК телевизоров одного из лидеров мирового производства бытовой электроники Haier, имеющих светодиодную (LED) подсветку панели и разрешение Full HD.
Основные параметры и возможности телевизоров
В рассматриваемых телевизорах используется LED-технология задней подсветки и технология увеличения контрастности "Мега-контраст", которые обеспечивают гораздо лучшее и более естественное изображение, чем традиционные плоские экраны. Телевизоры имеют физическое разрешение панелей Full HD (1920x1080 пикселов), а наличие интерфейсов HDMI и USB позволяет просматривать мультимедийный контент высокого разрешения с DVD-плейера, цифровой камеры, компьютера и т.д. Приведем основные характеристики телевизоров.
- Размер панели по диагонали: 39" (99 см) (в модели LE39M600SF); 46" (117 см) (LE46M600SF); 50" (127 см) (LE50M600SF).
- Физическое разрешение панелей: 1920x1080 пикселов.
- ТВ стандарты: PAL-B/G, I, D/K; SECAM-B/G, D/K, L.
- Стандарты цифрового тюнера: DVB-T/C/S2.
- Виды модуляции: 16/32/64/128/256 QAM.
- Стандарты сжатия: MPEG-2, MPEG-4, H.264.
- Количество запоминаемых каналов: 5000 (DVB-S2), 510 (DTV), 100 (ATV).
- Система стереозвука: NICAM.
- УМЗЧ: 2x10 Вт.
- Антенный вход: несимметричный, импеданс 75 Ом.
- НЧ входы: RGB+аудио (вход PC); HDMIx2; YPbPrx1; SCARTx1, CIx1.
- Напряжение питания: переменное 100...240 В частотой 50/60 Гц.
- Потребляемая мощность в рабочем режиме, Вт:
78 (LE39M600SF);
100 (LE46M600SF);
120 (LE50M600SF).
- Потребляемая мощность в дежурном режиме, Вт: не более 0,5.
Конструкция и схемы телевизоров
Конструкция всех рассматриваемых моделей ТВ представляет собой пластмассовый корпус на подставке, в нем размещено металлическое основание (шасси), на котором установлены ЖК панель со встроенной LED-подсветкой, главная плата и платы блока питания, инвертора и панели управления. На главной плате установлены все интерфейсные разъемы (HDMI, SCART, CI и т.д.).
Схема, приведенная на рис. 1, демонстрирует способы подсоединения различных устройств к гнездам и разъемам телевизоров. Здесь же видно месторасположение линеек разъемов на задней стороне корпуса ТВ.
Рис. 1. Схема подсоединения различных устройств к гнездам и разъемам телевизоров
На рис. 2 приведена упрощенная структурная схема соединений основных узлов телевизоров с главным процессором U100типа MSD309B фирмы MStar Semiconductor.
Рис. 2. Упрощенная структурная схема соединений основных узлов телевизоров с процессором MSD309B
Телевизоры содержат два гибридных тюнера. Первый из них построен на ИМС TDA18273 фирмы NXP и способен принимать эфирные и кабельные каналы мировых аналоговых, а также цифровых стандартов вещания, в том числе, новейших стандартов DVB-T2 и DVB-C2. Второй тюнер построен на ИМС AV2012 фирмы AIROHA TECHNOLOGY CORP. и AVL6211 фирмы AVALINK и предназначен для приема сигналов стандартов ISDB-Т (японский стандарт наземного (эфирного) цифрового телевидения) и DMBTH (Digital Multimedia Broadcast Terrestrial Handheld - цифровое мультимедийное эфирное вещание для переносных устройств).
Каждый из тюнеров имеет выходы аналогового (AIF) и цифрового (DIF) сигналов ПЧ, которые подаются на процессор.
На рис. 2 в качестве опции показан интерфейс подключения (слот расширения) CI (Common Interface, CI-модуль), позволяющий после установки CAM-модуля с декодирующей картой (картой доступа, смарт-картой) просматривать закрытые (закодированные) каналы. Карта хранит в себе индивидуальные данные абонента (список оплаченных каналов, сроки подписки и пр.). От CAM-модуля через интерфейс на процессор поступает телевизионный поток TS STREAM, а с процессора через интерфейс на модуль - шифрованный поток ENCRYPT TS STREAM.
На соответствующие выводы процессора U100 поступают следующие сигналы:
- цифровые видеоданные высокого разрешения HDMI1/2/3;
- компонентные сигналы Y, Pb и Pr, видеосигнал Rear CVBS и сигнал звука Rear audio;
- с ПК сигналы изображения PC RGB и звука PC audio;
- с разъема SCART сигналы SCART RGB, SCART CVBS и SCART audio;
- с процессора на другой разъем SCART - сигналы SCART CVBS и SCART audio.
На интерфейс внешнего устройства USB с процессора подаются сигналы шины DM_P0 (A2) и DM_P0 (В2). Сигнал звука подается на отдельный коаксиальный разъем.
Выбор соответствующих источников входных сигналов производится в меню телевизоров после набора команды SOURCE.
С соответствующих выводов процессора сигналы звука AUDIO_L и AUDIO_R подаются на выходной стереоусилитель, выполненный на ИМС TDA1517EN фирмы PHILIPS или TDA3113D2 фирмы Texas Instruments, и далее на динамические громкоговорители. На стереоусилитель с процессора подается также команда блокировки звука MUTE.
На ЖК панель с процессора подаются сигналы управления ON_PANEL, ON_PBACK, PANEL_ADJ_PWM, сигналы синхронизации SCI_FS, а также по цифровой шине -сигналы изображения LVDS.
Цифровыми шинами процессор связан с динамической памятью DDR3 SDRAM (синхронное запоминающее устройство третьего поколения с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) и с флеш-памятью (FLASH) - разновидностью полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM).
Телевизоры питаются от источника POWER, который из сетевого напряжения AC INPUT формирует постоянные напряжения 5 В (+5V), 12 В (+12V) и дежурное напряжение 5 В (+5VSTB).
Принципиальная схема части телевизоров, которая относится к тюнеру на ИМС U701 типа TDA18273, приведена в архиве (см. в конце статьи).
Радиосигнал с антенного входа J701 через корректирующие и защитные цепи поступает на выв. 2 ИМС U701. Сигнал выбранного радиоканала преобразуется в микросхеме в противофазные сигналы ПЧ IF_IN- и IF_IN+, которые снимаются с ее выв. 25, 24. Затем эти сигналы проходят через фильтр DIF IN и подаются на упомянутый процессор U100F.
Управление работой тюнера, в том числе выбором принимаемого канала, производится через выв. 11, 12 ИМС по линиям TU_SDA, TU_SCL цифровой шины, которые связаны через согласующие резисторы с линиями TUNER_SDA, TUNER_SCL. Для автоматической регулировки усиления тюнера на выв. 28 ИМС подается сигнал T IF_AGC (TU_AGC и TAGC до согласующего резистора).
Устройство, выполненное на транзисторах Q12-Q15, на которое подается управляющий сигнал IF_AGC_SEL4 с процессора, предназначено для переключения режимов регулировки в зависимости от использования внутреннего или внешнего демодулятора.
Частота внутреннего тактового генератора ИМС стабилизируется кварцевым резонатором Y701, подключенным между ее выв. 14 и 15.
Тюнер питается через выв. 1 и 35 ИМС от источника напряжения 3.3V_Tun через фильтр (до него это напряжение обозначено как 3.3V_Normal).
В архиве (см. в конце статьи) показана принципиальная схема части телевизоров, которая относится к тюнеру на ИМС AV2012 и AVL6211.
Радиосигнал с антенного входа PL1 через корректирующие цепи поступает на выв. 3 ИМС U1 типа AV2012, выполняющей функции РЧ-преобразователя и селектора каналов. Здесь обеспечивается настройка тюнера на несущую частоту требуемого канала и преобразование входного сигнала, из которого выделяются квадратурные составляющие I и Q. На выходах ИМС (выв. 8, 9, 12, 13) формируются сигналы QOUT± и IOUT± соответственно.
Для стабилизации частоты внутреннего тактового генератора ИМС к ее выв. 18, 19 подключен кварцевый резонатор TY1.
ИМС связана с процессором U100F по цифровой шине TUNER SCL, TUNER SDA, подключенной к ее выв. 15, 16. Сигнал АРУ РЧ RFAGC подается на выв. 6 ИМС. Ее питание производится напряжением T3.3V через выв. 23, 28.
Квадратурные сигналы QOUT± и IOUT± с выв. 8, 9, 12, 13 ИМС U1 подаются на входы (выв. 8, 7, 4, 3 соответственно) ИМС U3 типа AVL6211, выполняющей функции QPSK/8PSK-демодулятора стандартов DVB-S/DVB-S2.
На выв. 39, 38, 34, 33, 32, 29, 28, 27 ИМС формируется 8-битовый цифровой сигнал, который по параллельной шине TSI подается на процессор. Одновременно с выв.
45, 44, 40 передаются сигналы синхронизации, подтверждения MPEG и тактовые сигналы TSI SYNH, TSI VLD, TSI CLK.
Сигнал АРУ РЧ RFAGC подается на выв. 16 ИМС. Она питается через выв. 1, 6, 9, 17, 30, 35, 36, 41, 43, 48, 56, 57 от источников напряжений VADC_1V2DE, VPLL_1V2DE, VDDC_1V2DE и VDDIO_3V3DE.
В архиве приведена также схема формирователя напряжения VCC_LNBA (18 В), предназначенного для питания блока LNB спутникового ресивера. Формирователь построен на базе контроллера питания U4 типа RT5006QFN фирмы RICHTEK с управлением по цифровой шине I2C.
На этом же рисунке показаны фильтры в цепях питания и синхронный понижающий преобразователь на ИМС U2 типа SY8008B фирмы SILERGY, который формирует напряжение VCC1.2V_PD из напряжения +5V_Normal.
В архиве приведены фрагменты схемы телевизоров, демонстрирующие подключение различных сигналов и питающих напряжений к соответствующим выводам процессора U100.
На рисунке показано подключение к процессору U100:
- сигналов RGB, CVBS, VGA, USB и YPrPb (слева вверху под названием RGB & CVBS & USB);
- сигналов Front End (RF, IF, AGC), TS (цифровые сигналы транспортного потока) и CI PCMCIA (вверху в центре под названием CI & TS & Front End);
- кварцевого резонатора (схема резонатора приведена справа внизу), сигналов сброса RESET (схема сброса приведена внизу), HDMI, звука, фотоприемника IR (схема фотоприемника сигналов ДУ и кнопок клавиатуры приведена внизу) (слева под названием HDMI & Audio);
- сигналов изображения LVDS для ЖК панели и других сигналов GPIO (порты ввода/вывода) (в центре под названием GPIO & LVDS);
- источников питающих напряжений, а также приведены схемы источников напряжения дежурного режима Standby Power 3.3V, VDDC 1V, 2.5V и DDR3 1.5V (справа под названием Power interface);
- ИМС Flash-памяти U6 типа EN25Q64-104HIP фирмы Eon Silicon Solution Inc.
Совместно с процессором U100 работает ИМС синхронной динамической памяти с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных DDR3 (Double Data Rate Sinchronous Dynamic Random) U300 типа K4B1G1646G фирмы SAMSUNG. Для подключения к процессору в последнем имеется интерфейс блока памяти MIU (Memory Interface Unit).
Принципиальная схема подключения сигналов и напряжения питания 1.5V-MIU0 к устройству памяти приведена в архиве ниже.
Так же в архиве приведена принципиальная схема канала звука с использованием ИМС U9 типа TPA3113D2, выполняющей функции 6-ваттного стереоусилителя мощности класса D с защитой выхода. Как уже было сказано, в ряде моделей в канале звука может использоваться ИМС TDA1517EN.
Входные сигналы звука EARPHONE-OUTL и EARPHONE-OUTR с соответствующих выводов процессора подаются на выв. 3 (канал L) и 12 (канал R) ИМС U9. Одновременно эти сигналы через корректирующие цепи подаются на контакты гнезда J9, к которому могут подключаться головные телефоны.
Выходные сигналы звука ROUT± и LOUT± снимаются с выв. 18, 20 (канал R) и 23, 25 (канал L) и далее поступают на динамические громкоговорители. На выходах применяются помехоподавляющие фильтры в виде ферритовых бусинок.
ИМС U9 питается напряжением VCC_AMP через ее выв. 7, 15, 16, 27, 28 (отдельно показана схема получения этого напряжения из напряжения 12VA).
Команда блокировки звука, подаваемая на выв. 1 ИМС, формируется транзистором Q25 по поступающему от процессора сигналу AMP-MUTE. Схема на транзисторах Q23, Q24 реализует отключение звука при пропадании напряжения +5V_NORMAL.
В телевизорах имеется слот карт памяти PCMCIA (Personal Computer Card International Association - Международная Ассоциация компьютерных карт памяти). Такие устройства еще называют CAM-модулями (Conditional Access Module), т.е. модулями доступа - декодерами с использованием стандартного интерфейсного подключения. В этот декодер в качестве ключа вставляется смарт-карта (карта авторизации), и таким образом обеспечивается доступ к пакету закрытых каналов, т.е. CAM-модуль предназначен для просмотра кодированных программ на телевизоре со встроенным цифровым тюнером. CAM-модуль размерами 100x58x5 мм вставляется в слот PCMCIA телевизора, а в модуль затем вставляется пластиковая карта авторизации.
В архиве ниже приведена принципиальная схема подключения слота с помощью разъема CON4. А так же схемы подключения различных интерфейсов: SCART, VGA, USB, CVBS, AV, YPbPr, SPDIF.
В верхней части рисунка показаны цепи подключения сигналов изображения, звука и коммутации разъема SCART CN500, а именно: AV-LOUT, AV-ROUT, AV1-L, AV1-R, Pb, Pr, Y, SC1_FSO, SC1_FB, VOUT и AV1-V. Выходной видеосигнал VOUT перед подачей на контакт 19 разъема CN500 усиливается транзисторами Q11, Q10, а выходные сигналы звука AV-LOUT и AV-ROUT - транзисторами Q8 и Q9 соответственно. Следует обратить внимание, что подаваемый на контакт 8 разъема CN500 управляющий сигнал SC1_FSO может принимать три значения в зависимости от режима применения:
- 0...2 В - в обычном телевизионном режиме;
- 5...8 В - в режиме AV и формате 16:9;
- 9,5...12 В - в режиме AV и формате 4:3.
К разъему USB-101B подключаются внешние цифровые устройства по универсальной последовательной шине. Назначение контактов следующее: 1 - напряжение питания 5VUSB1; 2 - линия данных USB1_DM0; 3 - линия данных USB1_DP0; 4 - общий провод. Обычно к контактам 2 и 3 подключена "витая пара", а цвета проводов следующие: красный, белый, зеленый, черный. Провода витой пары в дифференциальном включении используются для приема и передачи данных, а два других провода - для питания подключаемого периферийного устройства.
Разъем CN503 (VGA) - компонентный видеоинтерфейс,предназначенный, в частности, для подключения аналоговых мониторов. Через его контакты 1, 2, 3 выводятся сигналы основных цветов R, G, B соответственно, контакты 12 и 13 предназначены для передачи данных и синхронизации цифровой шины, а контакты 13 и 14 - для передачи импульсов строчной (HSYNC) и кадровой (VSYNC) синхронизации соответственно.
Гнездо J10 предназначено для подачи по отдельному кабелю внешнего стереофонического звукового сигнала, а контакты гнезда J4 - для подачи входных компонентных сигналов Y, PR, PB и сигналов звука SIDE_AULIN и SIDE_AURIN.
SPDIF Output - это цепи цифрового выхода для оборудованных цифровым входом профессиональных акустических устройств.
В телевизорах имеется три интерфейса подключения кабеля HDMI (HDMI1-HDMI3), предназначенных для подсоединения источников данных к устройствам отображения и звуковоспроизведения. Они и соответствующие им разъемы CON3, CON1 и CON2 показаны на рисунках в архиве.
Напомним, что HDMI - это стандарт передачи несжатых цифровых аудио- и видеоданных по специальному кабелю. При передаче эти данные кодируются методом TMDS (Transition Minimized Differential Signaling), основанным на применении алгоритма кодирования, конвертирующего 8-битовые сигналы в минимизированный 10-битовый код, что увеличивает скорость и качество передачи. Вместо передачи по дорогим коаксиальным кабелям метод TMDS позволяет передавать сигналы по витым парам.
Выбор соответствующего интерфейса производится в меню телевизоров в подразделе SOURSE.
В интерфейсе HDMI2 для преобразования сигналов HDMI перед их подачей на процессор применяется управляемая по цифровой шине I2C ИМС MU3 типа MSG1201 фирмы Shenzhen Kimxm Electronics.
Продолжение следует
Схемы, упомянутые в статье, находятся здесь.
Автор: Геннадий Романов (г. Москва)
Источник: Ремонт и сервис