家維２００７雜志中的＜＜高清彩電原理與維修講座＞＞資料《三》

高清彩電原理與維修講座(八)

高清彩電原理與維修講座(八)
"`#R b `.@9i e 摘自家維2007.8       趙德秀 q+}:[ k+}+_
高清CRT彩電后端控制電路原理與檢修'| l C Z _2F
1、控制系統(tǒng)電路的分類
!A O f/p1u w z 前幾期給大家介紹子高清電視圖像信號處理電路和行場激勵脈沖形成電路的工作原理及維修方法，本期給大家介紹高清電視控制系統(tǒng)電路的工作原理、特點和相關(guān)知識。
f }0s A7I(B1@ ? 高清電視的控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)電視的控制系統(tǒng)相比，前者提供的控制信號更加豐富，如變頻、掃描格式轉(zhuǎn)換的各類控制、不同節(jié)目源格式識別等等控制信號。高清CRT電視控制系統(tǒng)電路按電路結(jié)構(gòu)劃分為以下幾類： _ { e h d0?
第一類與普通單片CRT電視控制系統(tǒng)電路組成相似，由獨立的微處理器、E2ROM(存儲器)、時鐘振蕩外電路(晶體和電容)、復(fù)位電路等組成，其組成框圖如圖1所示。 q?/\/W I m-v
第二類高清電視控制系統(tǒng)電路采用普通電視機上的超級芯片   (如TDA9370、TMPA8809、TMPA8823CPNG4N09、LA76931N等)作為主控微處理器。這類芯片在寫入高清信號處理控制程序后便可實現(xiàn)對整機信號處理電路的控制。由于個別超級芯片因內(nèi)存空間及引腳功能不能完全滿足整機控制的要求，所以在超級芯片外掛了一塊功能擴展塊，對超級芯片引腳功能進行擴展。外掛功能擴展塊又稱“副CPU'’，與主控CPU通過總線進行數(shù)據(jù)信息交換。圖2為此類控制系統(tǒng)電路的組成框圖。 r r,^ V \ R
長虹CHD－7機芯(機型有CHD2995、CHD3495等)就是采用該類控制系統(tǒng)的代表。該機芯采用的超級芯片為TDA9370，副微處理器采用M37160，副微處理器的工作狀態(tài)受超級芯片控制。
C R ~ C A @2U+c#[ 第三類控制系統(tǒng)由微處理器、外掛FLASH塊組成。這類控制系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品通常整機功能較多、變頻過程復(fù)雜、字符顯示豐富、清晰，控制系統(tǒng)執(zhí)行的程序指令多，控制系統(tǒng)與被控電路間指令傳送速度較快。這類控制系統(tǒng)中微處理器的ROM空間有限，不能滿足整機電路工作程序運行要求，故在微處理器外掛有程序擴展存儲區(qū)，即FLASH塊。FLASH塊存儲的數(shù)據(jù)是整機運行程序指令的一部分，工作時要求微處理器必須快速從FLASH塊中讀取數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)這一目標(biāo)，微處理器與FLASH塊間通常采用多路并行總線進行數(shù)據(jù)傳送。這種控制系統(tǒng)只有微處理器與FLASH塊問程序交換正確才能正常工作。由于這種控制系統(tǒng)傳送的地址、數(shù)據(jù)、讀寫控制、片選、時鐘信號等指令信號，都通過設(shè)置的多路總線通道來實現(xiàn)，故控制系統(tǒng)的微處理器的引腳數(shù)量較多。多路總線控制信號的優(yōu)勢是傳送速度快、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)流通量大傳輸頻率相對串行12C總線低。缺點是引腳數(shù)量多、故障排查費時，任一通道有故障，控制系統(tǒng)程序就不會運行，使整機無法工作。 O:] K.u!i m%L2\ \
并行總線控制系統(tǒng)在采用多總線控制的同時，也采用了第一、二類控制系統(tǒng)電路中所采用的對被控電路進行控制的式。目前多路并行總線控制系統(tǒng)在高清CRT電視、平板電視及背投電視上應(yīng)用較為普遍，但在傳統(tǒng)CRT電視中應(yīng)用較少，對高清彩電不熟悉的同志對其工作過程的了解較少，故本期著重給大家介紹并行總線控制系統(tǒng)的工作原理及維修，圖3為這類控制系統(tǒng)工作的流程框圖。6h a l b/a a
2、控制系統(tǒng)電路的典型電路分析
`4R.~,_ i&X*y 長虹CRT高清電視CHD-3機芯控制系統(tǒng)工作原理圖見本期62頁，以下稱作   “圖4”(注：M30622SPGP圖同M30620SPGP，另、不同機型控制系統(tǒng)相關(guān)引腳功能可能有變化)。  
_6p y u8H6w;v+| W y 圖5為CPU與FLASH實物圖。此控制系統(tǒng)由M30622SPGP(MCL0、FLASH閃程IC和存儲器組成。M30622SPGP引腳采用翅形封裝，M30622SPGP采用刷新軟件方式進行程序升級，對芯片功能和輸入／輸出端口進行功能定義。因此，不同品牌的電視產(chǎn)品即使使用同型號的CPU也不能互換。當(dāng)然不同品牌使用的該芯片部分關(guān)鍵腳功能是不會受程序而改變的，如供電、時鐘振蕩晶體等。該CPU外掛FLASH程序塊型號為W29C040或W27E040(U22)。W29C040是一塊存儲量為512kB(滿足控制軟件和豐富的圖片顯示存儲)，字長為8位、采用5V供電的FLASH。
C n m I"g ?G 閃程IC(可擦寫上百次)，具有寫入程序保存10年不丟失的特點。整機豐富的屏幕顯示(如字符)以位圖格式置入FLASH塊中，控制系統(tǒng)工作后，CPU通過并行總線從閃程IC中讀出這些位圖信息傳送給變頻處理塊作數(shù)字處理，然后隨圖像信號輸往RGB混合處理電路，并在屏幕上顯示出來。這樣的屏幕顯示方式，保證字符顯示邊沿?zé)o齒狀，且更加清晰。,t/s s-| f
并行總線控制系統(tǒng)與串行I2C總線控制系統(tǒng)工作方式究竟有何區(qū)別?控制系統(tǒng)中又是微處理器，又是FLASH塊，引腳數(shù)量又多，如何工作?出了故障應(yīng)從何處進行故障判定?這都是大家關(guān)心的話題。1d5k g F a3S
我們將微處理器(MCU)供電、時鐘振蕩、復(fù)位等與普通電視CPU工作條件及過程相同的這部分電路稱作控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)電路，它們是保證整個控制系統(tǒng)工作的前提。從圖4可發(fā)現(xiàn)，這樣的微處理器(圖中的U23)供電有多只腳參與，如（14）、（60）、（96）、（97）腳都是5V－1供電腳。這些腳雖然給芯片內(nèi)不同的單元電路供電，但 終的結(jié)果一樣，影響控制系統(tǒng)工作。這個5V－1不受開／待機控制，它來自開關(guān)電源。只要電源220V交流電接通，電源工作，這個電壓便送入控制系統(tǒng)。（10）腳外接復(fù)位信號形成電路，復(fù)位信號的產(chǎn)生由（11）腳外接Q3與周圍元件組成的電路來完成。（11）、（13）腳外接時鐘振蕩電路。這些電路的工作方式與串行總線控制系統(tǒng)幾乎相同，當(dāng)UOC及相關(guān)的這些腳外接電路正常工作時，控制系統(tǒng)就進入正常工作狀態(tài)。;X)i A9V8Z
維修提示
4C T h ]9K'} ^:H l 基礎(chǔ)電路是整個控制系統(tǒng)工作的前提，故障判定的關(guān)鍵是測量時鐘振蕩晶體兩腳波形，其次是檢查復(fù)位電路上的元件。 ] t K)` ~"[ o9T jA
在基礎(chǔ)電路正常工作后，即測量時鐘振蕩晶體有正常的波形后，MCU按時序在時鐘信號控制下，開始與FLASH塊進行程序交換。從U23（79）～（86）腳輸出數(shù)據(jù)信號AD0~AD7去FLASH塊中進行數(shù)據(jù)讀寫，從（63）～（70）腳、⑩、（50）～（59）腳輸出地址控制信號A0-A18去FLASH塊地址，從這些地址單元中讀出AD0~AD7信號。地址信號及數(shù)據(jù)信號傳送時序關(guān)系受FLASH塊的WR(（44）腳輸出)寫指令、（42）腳輸出RD讀指令、（48）腳輸出片選PS信號控制。只有微處理器與FLASH塊間所有程序交換都運行正常，控制系統(tǒng)才能按程序規(guī)定從E2PROM中讀出關(guān)機前相關(guān)數(shù)據(jù)，作好待機或一次開機狀態(tài)準備，并從（23）、（26）腳輸出相應(yīng)開機指令燈顯示控制信號和背景燈顯示控制信號，實現(xiàn)待機狀態(tài)時電源指示燈和背景燈全亮，完成程序運行交換。由此可看出，微處理器與FLASH塊間程序運行采用的就是多路并行總線控制方式，，而串行12C總線控制技術(shù)只有兩路信號，一路時鐘信號SCL、一路數(shù)據(jù)信號SDA。在時鐘信號控制下，數(shù)據(jù)總線傳遞地址信號、數(shù)據(jù)信號、地址識別信號、讀寫等指令信號按時序傳遞，對被控電路進行控制。相對講，串行12C總線信號的傳輸速度較慢，且數(shù)量也有限。 k;V!H S x
維修提示+F0U9p @%Z!C1}8J L,e
FLASH塊與MCU間傳遞信號全是數(shù)據(jù)脈沖信號，F(xiàn)LASH塊除接地腳、供電腳外，程序塊正常運行時，均能測出波形。要說明的是測量電壓會導(dǎo)致程序運行中斷，出現(xiàn)死機現(xiàn)象，影響故障正確判定。若出現(xiàn)測某腳無波形，整機將無法開機，出現(xiàn)控制系統(tǒng)仍處于待機狀態(tài)，且背景燈顯示不全亮或不亮等故障現(xiàn)象。J形引腳排列在FLASH下部四邊，且貼焊在印制板上，故不能強制撬動引腳，要用熱風(fēng)槍吹并待焊錫融化后才能取下IC。引腳虛焊可用烙鐵進行拖錫補焊。
t;H$V Q*U 在圖4中，CPU(17)腳INT：此腳輸出的是中斷控制信號去變頻塊SVP-EX。變頻電路內(nèi)有許多自動檢測識別電路，這些檢測電路按程序規(guī)定順序地對相關(guān)信號電路進行檢測，且在一定時序后給出中斷信號，重新開始工作。如果沒有中斷指令出現(xiàn)，這些自動檢測電路將處于一種死循環(huán)狀態(tài)，會使電路狀態(tài)發(fā)生變化，檢測失控的情況。故軟件規(guī)定，當(dāng)程序運行幾個周期后，控制系統(tǒng)將送出一個中斷指令，程序又重新運行。此指令是在整機變頻電路進入正常工作狀態(tài)后送出的指令信號，故此腳對控制系統(tǒng)程序運行沒有明顯影響。 F-t M q s
(6)腳BYTE：它的作用是設(shè)置外部存儲器數(shù)據(jù)總線通道寬度。如果采用16位數(shù)據(jù)輸出通道時，此腳將處于低電平。采用8位輸出數(shù)據(jù)總線與外掛存儲器進行數(shù)據(jù)交換時，此腳為高電平。長虹CHD-3機芯此腳外接電阻R324接在5V-1上，工作在4．9V，故CPU輸往FLASH塊的數(shù)據(jù)線采用AD0-AD7共8位。(6)腳外接電阻R324或通道電路出故障，將導(dǎo)致程序運行異常，不能二次開機。
&u7v H#I.B j.F (15)腳NlM：通過R233(4．7kn)接5V電源上，中斷信號輸入腳，未用。其功能與(17)腳相同，對整機工作影響不明顯。 s ]0J j:S j
(7)腳CNVSS或BYTE：芯片工作模式選擇。CPU無需外掛FLASH塊時，(7)腳接地。(7)腳接5V-1時，電路采用FLASH塊組成微控處理模式。長虹CHD-3機芯MCU的(7)腳通過電阻R323(4．7kB)接5V工作電壓，這表明控制系統(tǒng)采取外接FLASH塊形成控制系統(tǒng)。
q'f#k8O j (37)腳RDY：微處理器工作狀態(tài)控制(外部輸入)。此腳電平處于低電平時，MCU處于等待狀態(tài)。實際電路中此腳通過電阻R234接在5V上，該電阻變質(zhì)會引起電視機啟動后又返回到待機狀態(tài)，并且死機。
Q M o A h e8I m r (45)、(47)腳CS3、CS1：片選信號。顯然該機芯微處理器輸出控制信號還可能對多個IC進行總線控制。這兩個腳未用時，為保證微處理器對外部電路正常控制，兩腳通過電阻R236、R237接5V電源。
g-Z o4l Y9Y T4A j(H a 從上面介紹的一些特殊引腳功能可以看出，有的引腳直接影響控制系統(tǒng)程序工作，顯然這是普通控制系統(tǒng)中看不到的。 g2T,b7J M V&z ` M3f
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z F3U*y D,_ 控制系統(tǒng)正常工作的標(biāo)志是能進行二次開機，即測量（71）腳電壓有變化。如果沒有這個特征，表明控制系統(tǒng)程序運行或基礎(chǔ)電路有故障。測量FLASH塊所有并行總線控制腳都沒有波形，控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)電路是檢查的重點。如果有些腳能測出圖6所示的波形，表明控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)電路已工作，程序不能完全運行的原因是MCU與FLASH塊或上述特殊功能腳有故障。FLASH塊與MCU間數(shù)據(jù)通道故障的檢查建議使用示波器測量波形，如果測量電壓很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號波形及幅度改變，導(dǎo)致運行中斷而死機。另外也可以采用開／短路法判定IC引腳間信息傳輸是否暢通。
e7Q/C q&P E 使用遙控器或本機按鍵開機，電源指示燈開始閃爍工作，表明控制系統(tǒng)已能進入正常工作狀態(tài)，且能對開機指令進行譯碼、并執(zhí)行此命令。在開機幾秒種內(nèi)，指示燈在連續(xù)閃爍期間微處理器將從（35）腳輸出RST復(fù)位信號去變頻電路，如SVPEX－11作程序初始操作，隨后（63）～（70）腳輸出8路數(shù)據(jù)流控制信號。注：這8路信號與去FLASH塊的地址信號A0～A7是共用8路通道，這充分表明MCU與FLASH塊是一個整體，它們共同組成了對被控電路的控制，雖然引腳相同，但傳遞的控制指令信號因時序和命令的不同，相互間不會發(fā)生錯誤。在8路數(shù)據(jù)信號輸出的同時，伴隨的RD、WR等指令也將輸出。RD信號從（42）腳輸出，CS片選信號(控制系統(tǒng)控制多個芯片時將有芯片識別控制信號的輸出)從（46）腳輸出，讀指令RD、片選CS信號經(jīng)U22(74HC02)延時整形，再從U22輸出RD、CS信號去變頻電路。同時（38）腳輸出ALE地址鎖存信號去變頻電路。8路數(shù)字信號與SVP－EX11交換識別都是在這4路信號的控制下完成。12路數(shù)字信號交換成功后，（35）腳送往SVP－EX11的RST信號便完成復(fù)位過程。這時電源指令閃爍便停止，與此同時微處理器從（33）、（34）腳輸出I2C總線去調(diào)諧器、中放處理電路、行場脈沖形成塊、RGB混合處理電路、音頻信號處理塊等進行識別控制，這時電視機便啟動正常工作，屏幕上便有圖像出現(xiàn)。
!Q,o1\ s3{ c m o b 由此可見，并行總線控制系統(tǒng)工作有自己嚴格的時序關(guān)系。控制系統(tǒng)輸出的并行總線主要是對變頻塊進行控制。對傳統(tǒng)的單元電路的控制仍采用串行I2C總線。SVP－EX11直接接收TV、AV、VGA、HDTV各種格式的信號，并要作相應(yīng)處理，故要求控制系統(tǒng)與之相關(guān)的控制信號傳送速度要快，因為SVP－EX11要同時執(zhí)行對不同格式信號進行識別、判定、切換，且作亮色解碼、ADC轉(zhuǎn)換及掃描格式歸一處理(變頻)等。
p0N1\+I;J$H U&X%X d y7M 維修提示   判定控制系統(tǒng)對被控電路控制成功的關(guān)鍵是測量（35）腳電壓，如果測量（35）腳輸出RST復(fù)位信號能從0V跳變到4V，再回到1．8V，且不波動變化，表明控制系統(tǒng)已對被控電路作正常控制，用示波器測量波形，其波形可參考圖6。如果（35）腳電壓在反復(fù)變化，表明SVP－EX11與微處理器間復(fù)位不成功，這時需要檢查13路數(shù)據(jù)信號通道，括U22、SVP－EX11引腳是否虛焊、時鐘振蕩、供電、（156）、（157）腳等是否正常才能排除故障。這時不必檢查I2C總線。因為I2C總線的控制是滯后于并行總線的。如果（35）腳電壓穩(wěn)定，測量13路信號波形正常，而屏幕上無光柵，這時需要檢查I2C總線和行掃描相關(guān)電路。7N'u G"g Z s D {
下面再介紹一下圖4中的其他幾個特殊功能控制腳。
5J L I S |"Q    圖4中MCU的（1）、（2）腳標(biāo)有MUSIC－R／L，是開／關(guān)機音樂信號，這是高檔高清電視產(chǎn)品才有的功能。此音頻信號經(jīng)相關(guān)電路切換后去伴音功放，在揚聲器中發(fā)出開／關(guān)機音樂。
~ u @ w { （3）腳CARD－PWR為讀卡控制輸出。電視機具有讀卡功能時，此腳輸出讀卡電路板電源啟動開關(guān)控制信號。 z l _ ` l!C'{ o
（98）腳AV、SW為S端子使用識別控制信號。MCU識別（98）腳電壓即可判定S端子使用狀態(tài)。S端子使用時，此腳被短接到地，工作電壓維持在0V。未使用S端子時，S端子接觸片與地斷開，（98）腳通過上拉電阻保持在高電平狀態(tài)。控制系統(tǒng)通過識別（98）腳電壓，啟動AV切換電路接通AV1通道或S端子通道信號去后續(xù)電路處理。
.s B'U9z d!^ （71）腳STB，開／待機控制腳。用于對開關(guān)電源工作狀態(tài)進行控制。待機為高電平5V，二次開機后為低電平2.4V。
*m O7Z L6f K L z Y M 維修提示 （71）腳在開機過程中，其電平是否變化是判定控制系統(tǒng)是否工作的分水嶺。（71）腳在二次開機后電壓能從高電平變到低電平，表明MCU和FLASH組成的控制系統(tǒng)基本工作正常，整機不開機故障在控制系統(tǒng)外的電路上，如控制系統(tǒng)輸．出的數(shù)據(jù)流通道、I2C總線被控電路、行掃描電路等。
e&^3A,p7m Q （76）腳Buzzer：蜂嗚器工作控制聲音輸出，二次開機后，按本機按鍵或遙控任何按鍵，（76）腳均會輸出信號經(jīng)電阻R193(100Ω)去控制蜂鳴器工作
x)c N D0@ \ B7H#H    注：此腳只有在部分產(chǎn)品上有此功能，無蜂嗚功能的電視，通過指示燈顯示效果實現(xiàn)控制與感應(yīng)的一致。
s6@(|+\;m,g+R*` { b （23）、（26）腳LED、LED2：指示燈控制輸出。現(xiàn)在的電視機指示燈顯示較豐富，指示燈顯示分本機指示燈和本機鍵控背景指示燈。有的程序規(guī)定，電源指示不管開待機均可常亮，背景燈在待機時全亮，二次開機后全熄，只有在進行本機功能操作時，背景指示燈才會亮，且閃爍。（26）腳定義為按鍵背景指示燈控制腳，進行按鍵操作時，此腳輸出變化脈沖，從而實現(xiàn)指示燈閃爍顯示，同時（76）腳蜂嗚控制信號也輸出，故耳朵也能聽到控制聲音了。要說明的是，不同的產(chǎn)品指示燈顯示方式會因程序改變顯示有所不同。這就是我們前面講的，有些輸入／輸出腳的功能會因軟件而改變，就是這個道理。 G)s k tw ` b o
（99）腳TML，（20）腳ROTATE：這兩路控制信號組成地磁校正控制信號。#G C y q @0I:o
（92）、（93）腳標(biāo)的KEY2、KEY1，為本機電壓輸入端。0k9Q H j M)S W
維修提示   賓際維修電視機過程中會遇到，沒有按AV鍵，電視機會自動執(zhí)行AV功能，原因是KEY2腳電路上元件有變質(zhì)，只要滿足KEY2腳電壓為0V，便會執(zhí)行AV功能，這就是按鍵錯位的原因。
6x;d0r;o"G6a 3、并行總線控制系統(tǒng)典型故障分析
` ] c5H/F e |"[ 以長虹CHD-3機芯為例。
x4a,v M.m V'x A }+k){ 例1：電源指示燈、背景燈全亮，二次開機，指示燈閃爍，且停下，能聽到機內(nèi)繼電器吸合聲，聽不到機內(nèi)高壓建立。
} ],F ? fL$K n 分析檢修：指示燈閃爍并停下，說明開關(guān)電源輸出+B、輸往IPQ板的5V－1、5V－3和12V電壓都正常，控制系統(tǒng)已經(jīng)工作，（71）腳輸出的開／待機電壓正常。測行推動管Q401b極電壓為0.65V(行推動基極正常電壓在0.56V左右)，明顯不正常。行推動管b極電壓不正常，一是行輸出電路不正常，二是MCU輸出的總線信號或掛接在總線接口上的模塊電路不正常(長虹CHD-3機芯行振蕩電路采用TDA9332，行振蕩分頻受總線控制，總線不正常時，行振蕩也不會正常。正常時SCL：4.2V左右變化，SDA：4.6V左右變化。(H+d&^ _ j0?
測量主板調(diào)諧器總線電壓不正常，說明MCU輸出的總線信號或掛接在總線接口上的模塊電路確實存在故障。由于MCU供電正常，并且能進人工作狀態(tài)，所以，不必對MCU的供電電路和時鐘振蕩電路進行檢查，將檢查重點放在影響總線信號的關(guān)鍵腳上。MCU（35）腳RST電壓對總線電壓影響較大，測量MCU（35）腳電壓，發(fā)現(xiàn)MCU（35）腳電壓不穩(wěn)定，后查出系SVP－EX11（156）腳外接電阻R156斷裂引起。更換R156后，故障排除。
[5L1z*X:v L s4c#u 例2：開機只有TV燈(電源指示燈)亮，二次開機，指示燈不閃爍。
d%r p,_ b)[-d C#} 分析檢修：TV燈亮，說明開關(guān)電源為MCU提供的工作電壓正常。二次開機，測量MCU（71）腳電平?jīng)]有變化，測量FLASH塊各腳電壓均異常，表明控制系統(tǒng)沒有進入正常工作狀態(tài)，控制系統(tǒng)基礎(chǔ)電路或與FLASH塊間的通道電路有故障。檢查基礎(chǔ)電路MCU復(fù)位電壓、MCU與FLASH塊間的信息通道正常，用示波器測量FLASH塊波形和時鐘振蕩波形，發(fā)現(xiàn)FLASH塊各腳沒有波形，晶體兩腳波形異常，替換時鐘振蕩晶體后故障排除。9} H-O$z o!g0C q

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