高效精簡型液晶電視機及其電路組成的製作方法

2023-06-09 11:52:01

專利名稱：高效精簡型液晶電視機及其電路組成的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子技術，特別涉及電視接收機的電路組成。
背景技術：
現有的電視技術分為兩類 一種是由高頻調諧，中頻放大電路， 圖像解碼，梳狀濾波器，微控制器，程序存儲器，圖像縮放與信號轉換， 音頻處理和功放等模塊，最後在液晶顯示屏上顯示圖像，每個功能模塊都 需要單獨的晶片來實現(如圖l所示)。這種液晶電視電路，每個功能單元 都要倚靠一個專門的功能晶片(IC)來實現，有的也有部分集成，當集成 度不高，這樣的電路結構太複雜，使用元件多，成本高；另外一種是近來 推出的液晶電視超級單片往往集成了絕大部分的功能模塊，並攜帶3D解 碼，3Ddeinterlace、 HDMI接口等功能，且需要外掛SDR/DDR存儲器。這 種液晶電視單晶片在功能方面可謂大而全，其引腳數往往多達兩百多個， 且在其應用中，同時需要外掛SDRAM或者DDR等存儲器件，不僅PCB布線 困難，還有可能引起電磁兼容性(EMC)問題，帶來成本的增加。而且當需 要設計不帶HDMI等接口的低成本方案時，選擇超級單片無疑帶來了系統的 設計的冗餘，應用不夠靈活
發明內容
本發明提供一種高效精簡型液晶電視及其電路組成，採用低成 本高度集成又靈活設置的專用晶片，簡化電路結構，降低成本，同時也可 以避免引起電磁兼容性問題，解決現有技術中電路結構複雜、成本高，需 要外掛存儲器以及易引起電磁兼容沖突的技術問題。進一步在圖像縮放和 信號轉換環節採用低成本高度集成又靈活設置的專用晶片，使電路結構進 一步簡單化，進一步降低成本，更加完善本發明的技術方案。
本發明解決上述技術問題的實施方案是，設計一種高效精簡型液晶電 視電路，包括高頻信號轉中頻信號的高頻頭，聲表調諧器，電視信號綜合 處理單元，視頻信號縮放和轉換單元以及功放電路；所述電視信號綜合處 理單元是高度集成化的集成塊Ui,所述電視信號通過高頻頭輸出中頻信號， 經過聲表調諧器，進入該集成塊U,,音頻信號經集成塊U,處理後輸出至功放電路；視頻信號經集成塊U處理後輸入視頻信號縮放和轉換單元，視頻 信號縮放和轉換單元進行圖像處理和縮放後輸出至液晶顯示器。所述集成 塊U內含有中頻放大解碼電路、圖像解碼電路、伴音處理電路、微控制器 及程序存儲器；高頻頭輸出的中頻信號進入集成塊仏後，經過中頻放大解 調電路進行中頻放大，然後視頻解碼，視頻混合信號或二分量視頻信號則 直接輸入到圖像解碼電路裡進行視頻解碼，視頻解碼後輸出模擬RGB信號 至^L頻信號縮^:和轉換單元。
所述視頻信號縮放和轉換單元為高度集成化的集成塊U2 ( SCALER ),所 述集成塊U2包括圖像縮放、信號轉換、菜單控制電路以及微處理器；所述 集成塊IL接收到的視頻信號，經過圖像縮放、信號轉換輸出低壓差分信號 到液晶屏的信號輸入埠顯示出圖像，所述集成塊U2還含有按鍵遙控接收 模塊。
所述集成塊Ui的微處理器與集成塊U2的微處理器之間通過內部集成電 路(rc)總線通訊，所述集成塊仏和集成塊U2中均植入控制程序，集成塊 Ui的控制程序控制解碼過程，集成塊112的控制程序控制解碼後信號處理。
所述I2C總線上，掛有集成塊仏，集成塊U2,高頻調諧器，存儲器 (E2PR0M)等多顆晶片，為了避免總線通訊過渡繁忙，集成塊U2不可以實 時檢測集成塊U"但是又要保證集成塊仏發出的命令，集成塊112都可以無 一遺漏的接收到，所以在所述集成塊冚和集成塊U!之間又用了另外三個數 據傳輸線來配合它們之間的通訊，分別為MSC—READ、 U0C—READY以及 U0C_INT線，所述集成塊比與集成塊112之間的通訊步驟如下
a. 準備通訊集成塊112啟動讀寫前，發出請求將MSC-READ腳電平拉低；等 待集成塊仏也將U0C—READY腳拉低響應；
b. 開始通訊等集成塊Ui正確響應後，開始正常內部集成電5^總線通信，此 時，內部集成電路總線中的時鐘(SCL)線保持高電平，數據(SDA)線 從高電平向低電平切換，數據傳送開始；
6c. 通信結束SCL線保持高電平，SDA線由低電平向高點平切換，12〔通訊結 束，集成塊U2將MSC—READ腳拉高恢復正常；稍後集成塊U1也將U0C—READY 腳拉高；
d. 通訊時用到的外部中斷UOC-INT腳是作為集成塊112的一個外部中斷觸 發引腳，當集成塊IL準備向集成塊U2發送數據時，先在UOC-INT腳上產 生一個上升沿的脈沖，使集成塊U2進入中斷，啟動讀操作，然後集成塊 112開始接收集成塊U發送的數據。
採用上述電路的液晶電視機，包括液晶顯示屏、顯示驅動電路、喇叭 以及信號輸入部；所述顯示驅動電路包括電視信號綜合處理晶片仏，信號 輸入部通過高頻頭和聲表調諧器將信號輸入電視信號綜合處理晶片U"該 電視信號綜合處理晶片仏的輸出分別連接圖像縮放和轉換單元以及通過功 放電^各連4妻喇叭。
所述電視信號綜合處理晶片冚包括中頻放大解碼電路、圖像解調電路、 伴音處理電路、微控制器以及程序存儲器。
所述圖像縮放和轉換單元為集成化的晶片U2，晶片112包括圖像縮放電 路、信號轉換電路、菜單選擇電路以及微處理器。
所述電視信號綜合處理晶片仏還包括視頻切換電路；所述圖像縮放和 轉換晶片U2,還包括按鍵遙控接收模塊；所述電視信號綜合處理晶片仏為 UOC-TOP型晶片；所述圖像縮放和轉換晶片112為TS畫U18BJ-LF型或者 TS薩58BDJ型晶片。
本發明採用的UOC TOP集成了絕大部分的電視功能模塊，且僅有80 個引腳，無需外掛DDR/SDR,布線簡單，有效改善EMC問題。它與Scaler芯 片TSU固18BJ-LF的全新組合使電路結構大大簡化，電路元件減少，兼顧了 集成度和靈活性，其超低價格機芯成本，應用於中小尺寸液晶電視將帶來可觀的經濟效益。
除此以外UOCTOP配合具有不同功能的scaler晶片使用，即可滿足不 同定位液晶電視對輸出接口、所支持高清格式的不同需求，形成一種新的 液晶電視解決方案。


圖1是傳統液晶電^L機的電路原理框圖。
圖2是本發明液晶電視機的電路原理框圖。
圖3是本發明液晶電視機的立體示意圖。
圖4是本發明U0C TOP和SCALER之間通訊示意框圖。
圖5是本發明控制程序的控制框圖。
圖6a-b是本發明SCALER發送數據給U0C TOP以及SCALER從UOC TOP讀 取數據的示意圖。
具體實施方式
結合上述附圖詳細說明本發明的實施例。
如圖2所示，這種高效精簡型液晶電視電路，包括高頻信號轉中頻信 號的高頻頭，聲表調諧器，電視信號綜合處理單元，視頻信號縮放和轉換 單元、功放電路以及液晶顯示器；所述電視信號綜合處理單元是高度集成 化的集成塊仏，所述電視信號通過高頻頭輸出中頻信號，經過聲表調諧器， 進入該集成塊仏，音頻信號經集成塊仏處理後輸出至功放電路；視頻信號 經集成塊仏處理後輸入視頻信號縮放和轉換單元，視頻信號縮放和轉換單 元進行圖像處理和縮放後輸出至液晶顯示器。所述集成塊仏內含有中頻放 大解調電路、圖像解碼電路、伴音處理電路、微控制器及程序存儲器；高 頻頭輸出的中頻信號進入集成塊仏後，經過中頻放大解碼電路進行中頻放 大，然後視頻解碼，視頻混合信號UV)或二分量視頻(S-VIDEO)信號則 直接輸入到圖像解碼電路裡進行視頻解碼，視頻解碼後輸出模擬RGB信號 至視頻信號縮放和轉換單元。
8所述視頻信號縮放和轉換單元為高度集成化的集成塊U2,所述集成塊
112包括圖像縮放、信號轉換、0SD控制模塊以及微處理器；所述集成塊U2 接收到的視頻信號，經過圖像縮放、信號轉換輸出低壓差分(LVDS)信號 到液晶屏的信號輸入埠顯示出圖像。 所述集成塊U2還含有按鍵遙控接收模塊。
由圖2和圖3中可知， 一種上述電路的液晶電視機，包括液晶顯示屏 10、顯示驅動電if各20、喇叭30以及信號輸入部40;所述顯示驅動電路20 包括電視信號綜合處理晶片Un電視信號通過信號輸入部40中的信號輸入 接口 41、高頻頭42和聲表調諧器43將信號輸入電視信號綜合處理晶片IL， 該電視信號綜合處理晶片U,的輸出分別連接圖像縮放和轉換單元以及通過 功放電路70連接喇叭。所述電視信號綜合處理晶片U,包括中頻放大解碼 電路、圖像解碼電路、伴音處理電路、微控制器以及程序存儲器。電視信 號通過高頻頭輸出中頻，經過聲表，進入電視信號綜合處理晶片U:的中頻 放大單元進行中頻放大，然後視頻解碼，AV, S-VIDEO信號則直接輸入到電 視信號綜合處理晶片仏裡進行視頻解碼，視頻解碼後輸出模擬RGB信號。 所有與; 見頻信號匹配的音頻信號都輸入到電視信號綜合處理晶片仏的音頻 輸入口，經電視信號綜合處理晶片IL的伴音處理單元處理，然後輸出至功 放電路，經功率放大後輸出給喇叭或耳機，喇叭或耳機發出聲音。電視信 號綜合處理晶片仏內置的MCU主要實現TV搜臺，聲音制式和圖像制式的 處理等。
由圖2中可知，所述圖像縮放和轉換單元為集成化的晶片U2，晶片U2 包括圖像縮放電路、信號轉換電路、菜單選擇電路以及微處理器。所述電 視信號綜合處理晶片Ui還包括視頻切換電路；所述圖像縮放和轉換晶片U2， 還包括按鍵遙控接收模塊；所述電視信號綜合處理晶片Ui為U0C-T0P型芯 片；所述圖像縮》文和轉換晶片U2為TSUMU18BJ-LF型晶片。UOC TOP ^L頻解 碼輸出的模擬RGB信號與VGA輸入的RGB信號以及高清端子輸入的YPBPR 信號，通過視頻切換開關切換，然後輸入到TSUMU18BJ-LF晶片，進行圖像 處理、縮放輸出LVDS信號到液晶屏的信號輸入口顯示出圖像。TSUMU18BJ-LF內置的MCU則對U0C TOP及整個電路的運行進行監控，接收 遙控和按鍵的信號，及時對音頻和視頻信號進行切換、調整等等，實現各 種電視功能。
以上述型號晶片為例，結合圖5、圖6a和圖6b說明本系統軟體 實現的原理
本創新軟體方面的一大亮點就是雙MCU控制，並且兩個MCU互相通訊 除了用到傳統的It協議外，還增力口 了三線(MSC—READ, U0C-READY, U0C—INT ) 協議，使通訊更穩定，可靠。
兩顆主控晶片都有各自的內置MCU,用兩個程序分別控制。U0C T0P的 程序只控制解碼部分，SCALER的程序控制解碼後信號的縮放和轉換，0SD 顯示，開關機時序，功放等。但兩個程序並不是完全獨立的，它們還需要 《皮jt匕間^ji4ifl，
通訊功能通過i2c總線來實現，根據兩個程序的控制功能的不同，把 SCALER作為主機，U0C T0P作為從機，它們之間的通訊規則完全遵守I2C 協議。
主/人才幾通訊的過程用於U0C TOP和SCALER通訊的I2C總線上，還掛 有高頻調諧器，存儲器(E2PR0M)等多顆晶片，為了避免總線過渡繁忙， SCALER並不是實時檢測U0C T0P的，但是又要保證U0C T0P發出的命令， SCALER都可以無一遺漏的接收到，所以又用了另外三個I/O 口來配合它們 之間的通訊，分別是MSC-READ, UOC—READY, U0C—INT;正常狀態時， MSC-READ和UOC-READY都為高，通訊時都為低，通訊步驟如下，
a. 準備通訊SCALER啟動讀寫前，發出請求將MSC-READ拉低；並且等待 UOC T0P將U0C—READY4立4氐響應；
b. 開始通訊等UOCTOP正確響應後，開始正常I2C通信，SCL線保持高電平，SDA線從高電平向低電平切換，數據傳送開始；如果U0C T0P沒響應，那 麼此次通信宣布失敗，等待下一次通訊請求。
c. 通信結束SCL線保持高電平，SDA線由低電平向高點平切換，12(:通訊結 束，SCALER將MSC—READ拉高恢復正常；稍後U0C T0P也將U0C—READY拉高；
d. 通訊時用到的外部中斷當SCALER要發送數據給UOC TOP (即進行寫操作) 時，它可以直接發出寫請求，但是SCALER的讀操作請求，要在UOC TOP有 數據要傳給它時才進行的，但是SCALER不是實時檢測UOC TOP的，此時就 需要用到UOC-INT了。 UOC—INT是作為SCALER的一個外部中斷觸發引腳， 當UOC TOP要向SCALER發送數據時，在UOC-INT上產生一個上升沿的脈衝， 使SCALER進入中斷，啟動讀操作，返回步驟a操作。
UOC TOP是MP新推出應用於傳統CRT電視的單晶片解決方案，而 TSUMU18BJ-LF是MStar應用於LCD moni tor領域的低成本scaler晶片。 本發明將UOC TOP與TSUMU18BJ-LF組合在一起，形成一種全新的低成本 LCD液晶電視系統解決方案。
UOC TOP將中頻放大解調電路、圖像解碼電路、伴音處理電路、微控 制器，程序存儲器等集成在一個晶片裡；將圖像縮放與信號轉換、OSD、微 控制器等集成到Scaler晶片TS麗U18BJ-LF裡，UOC TOP內置的MCU主要 實現TV搜臺的控制，TS麗U18BJ-LF內置的MCU則對UOC TOP及整個電路 的運行進行監控，接收遙控和按鍵的信號，及時對音頻和視頻信號進行切 換、調整等等，實現各種電視功能。兩顆晶片均外掛一顆獨立的EEPROM， 再配合筒單的外圍電路，這樣就可構成一個電視系統，在保證功能接口的 前提下，大大降低了產品的成本，提高了產品的可靠性。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
li
權利要求
1. 一種高效精簡型液晶電視電路，包括高頻信號轉中頻信號的高頻頭，用於處理音頻信號的聲表調諧器以及功放電路；其特徵在於還包括電視信號綜合處理單元，視頻信號縮放和轉換單元；所述電視信號綜合處理單元是高度集成化的集成塊U1，所述視頻信號縮放和轉換單元也為高度集成化的集成塊U2；所述電視信號通過高頻頭輸出中頻信號，經過聲表調諧器，進入該集成塊U1，音頻信號經集成塊U1處理後輸出至功放電路；視頻信號經集成塊U1處理後輸入視頻信號縮放和轉換單元，視頻信號縮放和轉換單元進行圖像處理和縮放後輸出。
2. 根據權利要求1所述高效精簡型液晶電視電路，其特徵在於所述集成塊仏內含有中頻放大解調電路、圖像解碼電路、伴音處理電路、微控制器及程序存儲器；高頻頭輸出的中頻信號進入集成塊U,後，經過中頻放大解碼電路進行中頻放大，然後視頻解碼，視頻混合信號或二分量視頻信號則直接輸入到圖像解碼電路裡進行視頻解碼，視頻解碼後輸出模擬RGB信號至視頻信號縮放和轉換單元。
3. 才艮據權利要求1或2所述高效精簡型液晶電視電路，其特徵在於所述集成塊112包括圖像縮放、信號轉換、菜單控制電路以及微處理器；所述集成塊U2接收到的視頻信號，經過圖像縮放、信號轉換輸出低壓差分信號到液晶屏的信號輸入埠顯示出圖像；所述集成塊112還含有按鍵遙控接收模塊。
4. 根據權利要求3所述高效精筒型液晶電視電路，其特徵在於所述集成塊Ui的微處理器與集成塊U2的微處理器之間通過內部集成電路總線通訊，所述集成塊巳和集成塊U2中均植入控制程序，集成塊仏的控制程序控制解碼過程，集成塊112的控制程序控制解碼後信號處理。
5. 根據權利要求4所述高效精簡型液晶電視電路，其特徵在於所述內部集成電路總線上還連接有兩個存儲器， 一個存儲器用於存儲頻道相關信息，另外一個存儲器用於存儲用戶菜單中調節的各種參數值，所述集成塊Ui和集成塊U2之間還設有三個數據傳輸線，分別為MSC—READ 、 U0C-READY以及U0C-INT線，所述集成塊Ui與集成塊仏之間的通訊步驟如 下a. 準備通訊集成塊U2啟動讀寫前，發出請求將MSC—READ腳電平拉低； 等待集成塊仏也將UOC-READY腳拉低響應；b. 開始通訊等集成塊U,正確響應後，開始正常內部集成電^^總線通信， 此時，內部集成電路總線中的時鐘線保持高電平，數據線從高電平 向低電平切換，數據傳送開始；c. 通信結束時鐘線保持高電平，數據線由低電平向高電平切換，內 部集成電路總線通訊結束，集成塊U2將MSC-READ腳拉高恢復正常；稍 後集成塊U1也將U0C—READY腳拉高；d. 通訊時用到的外部中斷UOC-INT腳是作為集成塊U2的一個外部中 斷觸發引腳，當集成塊U2處於間歇期，如果集成塊仏準備向集成塊 112發送數據，那麼首先要在U0C-INT腳上產生一個上升沿的脈沖， 使集成塊U2進入中斷，啟動讀操作，然後集成塊112接收集成塊仏 發送的數據。
6. —種使用權利要求l所述電路的液晶電視機，包括液晶顯示屏UO)、 顯示驅動電路(20)、喇叭(30)以及信號輸入部M0);其特徵在於 所述顯示驅動電路(20)包括電視信號綜合處理晶片Ul,所述圖像縮 放和轉換單元為集成化的晶片U2;電視信號通過信號輸入部(40)中 的信號輸入接口 (41)、高頻頭(42)和聲表調諧器(")將信號輸入 電視信號綜合處理晶片Ul,該電視信號綜合處理晶片Ul的輸出分別連 接圖像縮放和轉換單元以及通過功放電路(70)連接喇叭。
7. 根據權利要求6所述的液晶電視機，其特徵在於所述電視信號綜合處 理晶片Ul包括中頻放大解調電路、圖像解碼電路、伴音處理電路、微控制器以及程序存儲器。
8. 根據權利要求6或7所述的液晶電視機，其特徵在於所述圖像縮放和 轉換單元晶片U2包括圖像縮放電路、信號轉換電路、0SD處理模塊以 及微處理器。
9. 根據權利要求6或7所述的液晶電視機，其特徵在於所述電視信號綜 合處理晶片Ul還包括視頻切換電路。
10. 所述圖像縮放和轉換晶片U2,還包括按鍵遙控接收模塊；所述電視信 號綜合處理晶片Ul為U0C-T0P型晶片；所述圖像縮放和轉換晶片U2 為TSUMU18BJ-LF型或者TS國58BDJ型晶片。
全文摘要
一種高效精簡型液晶電視機，包括液晶顯示屏(10)、顯示驅動電路(20)、喇叭(30)以及信號輸入部(40)；所述顯示驅動電路(20)包括電視信號綜合處理晶片U1，信號輸入部(40)通過高頻頭(42)和聲表調諧器(43)將信號輸入電視信號綜合處理晶片U1，該電視信號綜合處理晶片U1的輸出分別連接圖像縮放和轉換單元以及通過功放電路(70)連接喇叭(30)。所述圖像縮放和轉換單元為集成化的晶片U2。電視信號綜合處理晶片UOC TOP集成了絕大部分的電視功能模塊，且僅有80個引腳，無需外掛DDR/SDR，布線簡單，有效改善EMC問題。它與圖像縮放Scaler晶片TSUMU18BJ-LF的全新組合使電路結構大大簡化，兼顧了集成度和靈活性。
文檔編號H04N5/44GK101465978SQ200710125309
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者何廣舉, 波 周, 孔令枝, 鎏 曹, 超 李, 林蓋科, 宇 王, 浩 陳 申請人:康佳集團股份有限公司