家维２００７杂志中的＜＜高清彩电原理与维修讲座＞＞资料《三》

高清彩电原理与维修讲座(八)

高清彩电原理与维修讲座(八)
"`#R b `.@9i e 摘自家维2007.8       赵德秀 q+}:[ k+}+_
高清CRT彩电后端控制电路原理与检修'| l C Z _2F
1、控制系统电路的分类
!A O f/p1u w z 前几期给大家介绍子高清电视图像信号处理电路和行场激励脉冲形成电路的工作原理及维修方法，本期给大家介绍高清电视控制系统电路的工作原理、特点和相关知识。
f }0s A7I(B1@ ? 高清电视的控制系统与传统电视的控制系统相比，前者提供的控制信号更加丰富，如变频、扫描格式转换的各类控制、不同节目源格式识别等等控制信号。高清CRT电视控制系统电路按电路结构划分为以下几类： _ { e h d0?
第一类与普通单片CRT电视控制系统电路组成相似，由独立的微处理器、E2ROM(存储器)、时钟振荡外电路(晶体和电容)、复位电路等组成，其组成框图如图1所示。 q?/\/W I m-v
第二类高清电视控制系统电路采用普通电视机上的超级芯片   (如TDA9370、TMPA8809、TMPA8823CPNG4N09、LA76931N等)作为主控微处理器。这类芯片在写入高清信号处理控制程序后便可实现对整机信号处理电路的控制。由于个别超级芯片因内存空间及引脚功能不能完全满足整机控制的要求，所以在超级芯片外挂了一块功能扩展块，对超级芯片引脚功能进行扩展。外挂功能扩展块又称“副CPU'’，与主控CPU通过总线进行数据信息交换。图2为此类控制系统电路的组成框图。 r r,^ V \ R
长虹CHD－7机芯(机型有CHD2995、CHD3495等)就是采用该类控制系统的代表。该机芯采用的超级芯片为TDA9370，副微处理器采用M37160，副微处理器的工作状态受超级芯片控制。
C R ~ C A @2U+c#[ 第三类控制系统由微处理器、外挂FLASH块组成。这类控制系统生产的产品通常整机功能较多、变频过程复杂、字符显示丰富、清晰，控制系统执行的程序指令多，控制系统与被控电路间指令传送速度较快。这类控制系统中微处理器的ROM空间有限，不能满足整机电路工作程序运行要求，故在微处理器外挂有程序扩展存储区，即FLASH块。FLASH块存储的数据是整机运行程序指令的一部分，工作时要求微处理器必须快速从FLASH块中读取数据，为实现这一目标，微处理器与FLASH块间通常采用多路并行总线进行数据传送。这种控制系统只有微处理器与FLASH块问程序交换正确才能正常工作。由于这种控制系统传送的地址、数据、读写控制、片选、时钟信号等指令信号，都通过设置的多路总线通道来实现，故控制系统的微处理器的引脚数量较多。多路总线控制信号的优势是传送速度快、抗干扰能力强、数据流通量大传输频率相对串行12C总线低。缺点是引脚数量多、故障排查费时，任一通道有故障，控制系统程序就不会运行，使整机无法工作。 O:] K.u!i m%L2\ \
并行总线控制系统在采用多总线控制的同时，也采用了第一、二类控制系统电路中所采用的对被控电路进行控制的式。目前多路并行总线控制系统在高清CRT电视、平板电视及背投电视上应用较为普遍，但在传统CRT电视中应用较少，对高清彩电不熟悉的同志对其工作过程的了解较少，故本期着重给大家介绍并行总线控制系统的工作原理及维修，图3为这类控制系统工作的流程框图。6h a l b/a a
2、控制系统电路的典型电路分析
`4R.~,_ i&X*y 长虹CRT高清电视CHD-3机芯控制系统工作原理图见本期62页，以下称作   “图4”(注：M30622SPGP图同M30620SPGP，另、不同机型控制系统相关引脚功能可能有变化)。  
_6p y u8H6w;v+| W y 图5为CPU与FLASH实物图。此控制系统由M30622SPGP(MCL0、FLASH闪程IC和存储器组成。M30622SPGP引脚采用翅形封装，M30622SPGP采用刷新软件方式进行程序升级，对芯片功能和输入／输出端口进行功能定义。因此，不同品牌的电视产品即使使用同型号的CPU也不能互换。当然不同品牌使用的该芯片部分关键脚功能是不会受程序而改变的，如供电、时钟振荡晶体等。该CPU外挂FLASH程序块型号为W29C040或W27E040(U22)。W29C040是一块存储量为512kB(满足控制软件和丰富的图片显示存储)，字长为8位、采用5V供电的FLASH。
C n m I"g ?G 闪程IC(可擦写上百次)，具有写入程序保存10年不丢失的特点。整机丰富的屏幕显示(如字符)以位图格式置入FLASH块中，控制系统工作后，CPU通过并行总线从闪程IC中读出这些位图信息传送给变频处理块作数字处理，然后随图像信号输往RGB混合处理电路，并在屏幕上显示出来。这样的屏幕显示方式，保证字符显示边沿无齿状，且更加清晰。,t/s s-| f
并行总线控制系统与串行I2C总线控制系统工作方式究竟有何区别?控制系统中又是微处理器，又是FLASH块，引脚数量又多，如何工作?出了故障应从何处进行故障判定?这都是大家关心的话题。1d5k g F a3S
我们将微处理器(MCU)供电、时钟振荡、复位等与普通电视CPU工作条件及过程相同的这部分电路称作控制系统的基础电路，它们是保证整个控制系统工作的前提。从图4可发现，这样的微处理器(图中的U23)供电有多只脚参与，如（14）、（60）、（96）、（97）脚都是5V－1供电脚。这些脚虽然给芯片内不同的单元电路供电，但 终的结果一样，影响控制系统工作。这个5V－1不受开／待机控制，它来自开关电源。只要电源220V交流电接通，电源工作，这个电压便送入控制系统。（10）脚外接复位信号形成电路，复位信号的产生由（11）脚外接Q3与周围元件组成的电路来完成。（11）、（13）脚外接时钟振荡电路。这些电路的工作方式与串行总线控制系统几乎相同，当UOC及相关的这些脚外接电路正常工作时，控制系统就进入正常工作状态。;X)i A9V8Z
维修提示
4C T h ]9K'} ^:H l 基础电路是整个控制系统工作的前提，故障判定的关键是测量时钟振荡晶体两脚波形，其次是检查复位电路上的元件。 ] t K)` ~"[ o9T jA
在基础电路正常工作后，即测量时钟振荡晶体有正常的波形后，MCU按时序在时钟信号控制下，开始与FLASH块进行程序交换。从U23（79）～（86）脚输出数据信号AD0~AD7去FLASH块中进行数据读写，从（63）～（70）脚、⑩、（50）～（59）脚输出地址控制信号A0-A18去FLASH块地址，从这些地址单元中读出AD0~AD7信号。地址信号及数据信号传送时序关系受FLASH块的WR(（44）脚输出)写指令、（42）脚输出RD读指令、（48）脚输出片选PS信号控制。只有微处理器与FLASH块间所有程序交换都运行正常，控制系统才能按程序规定从E2PROM中读出关机前相关数据，作好待机或一次开机状态准备，并从（23）、（26）脚输出相应开机指令灯显示控制信号和背景灯显示控制信号，实现待机状态时电源指示灯和背景灯全亮，完成程序运行交换。由此可看出，微处理器与FLASH块间程序运行采用的就是多路并行总线控制方式，，而串行12C总线控制技术只有两路信号，一路时钟信号SCL、一路数据信号SDA。在时钟信号控制下，数据总线传递地址信号、数据信号、地址识别信号、读写等指令信号按时序传递，对被控电路进行控制。相对讲，串行12C总线信号的传输速度较慢，且数量也有限。 k;V!H S x
维修提示+F0U9p @%Z!C1}8J L,e
FLASH块与MCU间传递信号全是数据脉冲信号，FLASH块除接地脚、供电脚外，程序块正常运行时，均能测出波形。要说明的是测量电压会导致程序运行中断，出现死机现象，影响故障正确判定。若出现测某脚无波形，整机将无法开机，出现控制系统仍处于待机状态，且背景灯显示不全亮或不亮等故障现象。J形引脚排列在FLASH下部四边，且贴焊在印制板上，故不能强制撬动引脚，要用热风枪吹并待焊锡融化后才能取下IC。引脚虚焊可用烙铁进行拖锡补焊。
t;H$V Q*U 在图4中，CPU(17)脚INT：此脚输出的是中断控制信号去变频块SVP-EX。变频电路内有许多自动检测识别电路，这些检测电路按程序规定顺序地对相关信号电路进行检测，且在一定时序后给出中断信号，重新开始工作。如果没有中断指令出现，这些自动检测电路将处于一种死循环状态，会使电路状态发生变化，检测失控的情况。故软件规定，当程序运行几个周期后，控制系统将送出一个中断指令，程序又重新运行。此指令是在整机变频电路进入正常工作状态后送出的指令信号，故此脚对控制系统程序运行没有明显影响。 F-t M q s
(6)脚BYTE：它的作用是设置外部存储器数据总线通道宽度。如果采用16位数据输出通道时，此脚将处于低电平。采用8位输出数据总线与外挂存储器进行数据交换时，此脚为高电平。长虹CHD-3机芯此脚外接电阻R324接在5V-1上，工作在4．9V，故CPU输往FLASH块的数据线采用AD0-AD7共8位。(6)脚外接电阻R324或通道电路出故障，将导致程序运行异常，不能二次开机。
&u7v H#I.B j.F (15)脚NlM：通过R233(4．7kn)接5V电源上，中断信号输入脚，未用。其功能与(17)脚相同，对整机工作影响不明显。 s ]0J j:S j
(7)脚CNVSS或BYTE：芯片工作模式选择。CPU无需外挂FLASH块时，(7)脚接地。(7)脚接5V-1时，电路采用FLASH块组成微控处理模式。长虹CHD-3机芯MCU的(7)脚通过电阻R323(4．7kB)接5V工作电压，这表明控制系统采取外接FLASH块形成控制系统。
q'f#k8O j (37)脚RDY：微处理器工作状态控制(外部输入)。此脚电平处于低电平时，MCU处于等待状态。实际电路中此脚通过电阻R234接在5V上，该电阻变质会引起电视机启动后又返回到待机状态，并且死机。
Q M o A h e8I m r (45)、(47)脚CS3、CS1：片选信号。显然该机芯微处理器输出控制信号还可能对多个IC进行总线控制。这两个脚未用时，为保证微处理器对外部电路正常控制，两脚通过电阻R236、R237接5V电源。
g-Z o4l Y9Y T4A j(H a 从上面介绍的一些特殊引脚功能可以看出，有的引脚直接影响控制系统程序工作，显然这是普通控制系统中看不到的。 g2T,b7J M V&z ` M3f
维修提示
z F3U*y D,_ 控制系统正常工作的标志是能进行二次开机，即测量（71）脚电压有变化。如果没有这个特征，表明控制系统程序运行或基础电路有故障。测量FLASH块所有并行总线控制脚都没有波形，控制系统的基础电路是检查的重点。如果有些脚能测出图6所示的波形，表明控制系统的基础电路已工作，程序不能完全运行的原因是MCU与FLASH块或上述特殊功能脚有故障。FLASH块与MCU间数据通道故障的检查建议使用示波器测量波形，如果测量电压很容易导致数据信号波形及幅度改变，导致运行中断而死机。另外也可以采用开／短路法判定IC引脚间信息传输是否畅通。
e7Q/C q&P E 使用遥控器或本机按键开机，电源指示灯开始闪烁工作，表明控制系统已能进入正常工作状态，且能对开机指令进行译码、并执行此命令。在开机几秒种内，指示灯在连续闪烁期间微处理器将从（35）脚输出RST复位信号去变频电路，如SVPEX－11作程序初始操作，随后（63）～（70）脚输出8路数据流控制信号。注：这8路信号与去FLASH块的地址信号A0～A7是共用8路通道，这充分表明MCU与FLASH块是一个整体，它们共同组成了对被控电路的控制，虽然引脚相同，但传递的控制指令信号因时序和命令的不同，相互间不会发生错误。在8路数据信号输出的同时，伴随的RD、WR等指令也将输出。RD信号从（42）脚输出，CS片选信号(控制系统控制多个芯片时将有芯片识别控制信号的输出)从（46）脚输出，读指令RD、片选CS信号经U22(74HC02)延时整形，再从U22输出RD、CS信号去变频电路。同时（38）脚输出ALE地址锁存信号去变频电路。8路数字信号与SVP－EX11交换识别都是在这4路信号的控制下完成。12路数字信号交换成功后，（35）脚送往SVP－EX11的RST信号便完成复位过程。这时电源指令闪烁便停止，与此同时微处理器从（33）、（34）脚输出I2C总线去调谐器、中放处理电路、行场脉冲形成块、RGB混合处理电路、音频信号处理块等进行识别控制，这时电视机便启动正常工作，屏幕上便有图像出现。
!Q,o1\ s3{ c m o b 由此可见，并行总线控制系统工作有自己严格的时序关系。控制系统输出的并行总线主要是对变频块进行控制。对传统的单元电路的控制仍采用串行I2C总线。SVP－EX11直接接收TV、AV、VGA、HDTV各种格式的信号，并要作相应处理，故要求控制系统与之相关的控制信号传送速度要快，因为SVP－EX11要同时执行对不同格式信号进行识别、判定、切换，且作亮色解码、ADC转换及扫描格式归一处理(变频)等。
p0N1\+I;J$H U&X%X d y7M 维修提示   判定控制系统对被控电路控制成功的关键是测量（35）脚电压，如果测量（35）脚输出RST复位信号能从0V跳变到4V，再回到1．8V，且不波动变化，表明控制系统已对被控电路作正常控制，用示波器测量波形，其波形可参考图6。如果（35）脚电压在反复变化，表明SVP－EX11与微处理器间复位不成功，这时需要检查13路数据信号通道，括U22、SVP－EX11引脚是否虚焊、时钟振荡、供电、（156）、（157）脚等是否正常才能排除故障。这时不必检查I2C总线。因为I2C总线的控制是滞后于并行总线的。如果（35）脚电压稳定，测量13路信号波形正常，而屏幕上无光栅，这时需要检查I2C总线和行扫描相关电路。7N'u G"g Z s D {
下面再介绍一下图4中的其他几个特殊功能控制脚。
5J L I S |"Q    图4中MCU的（1）、（2）脚标有MUSIC－R／L，是开／关机音乐信号，这是高档高清电视产品才有的功能。此音频信号经相关电路切换后去伴音功放，在扬声器中发出开／关机音乐。
~ u @ w { （3）脚CARD－PWR为读卡控制输出。电视机具有读卡功能时，此脚输出读卡电路板电源启动开关控制信号。 z l _ ` l!C'{ o
（98）脚AV、SW为S端子使用识别控制信号。MCU识别（98）脚电压即可判定S端子使用状态。S端子使用时，此脚被短接到地，工作电压维持在0V。未使用S端子时，S端子接触片与地断开，（98）脚通过上拉电阻保持在高电平状态。控制系统通过识别（98）脚电压，启动AV切换电路接通AV1通道或S端子通道信号去后续电路处理。
.s B'U9z d!^ （71）脚STB，开／待机控制脚。用于对开关电源工作状态进行控制。待机为高电平5V，二次开机后为低电平2.4V。
*m O7Z L6f K L z Y M 维修提示 （71）脚在开机过程中，其电平是否变化是判定控制系统是否工作的分水岭。（71）脚在二次开机后电压能从高电平变到低电平，表明MCU和FLASH组成的控制系统基本工作正常，整机不开机故障在控制系统外的电路上，如控制系统输．出的数据流通道、I2C总线被控电路、行扫描电路等。
e&^3A,p7m Q （76）脚Buzzer：蜂呜器工作控制声音输出，二次开机后，按本机按键或遥控任何按键，（76）脚均会输出信号经电阻R193(100Ω)去控制蜂鸣器工作
x)c N D0@ \ B7H#H    注：此脚只有在部分产品上有此功能，无蜂呜功能的电视，通过指示灯显示效果实现控制与感应的一致。
s6@(|+\;m,g+R*` { b （23）、（26）脚LED、LED2：指示灯控制输出。现在的电视机指示灯显示较丰富，指示灯显示分本机指示灯和本机键控背景指示灯。有的程序规定，电源指示不管开待机均可常亮，背景灯在待机时全亮，二次开机后全熄，只有在进行本机功能操作时，背景指示灯才会亮，且闪烁。（26）脚定义为按键背景指示灯控制脚，进行按键操作时，此脚输出变化脉冲，从而实现指示灯闪烁显示，同时（76）脚蜂呜控制信号也输出，故耳朵也能听到控制声音了。要说明的是，不同的产品指示灯显示方式会因程序改变显示有所不同。这就是我们前面讲的，有些输入／输出脚的功能会因软件而改变，就是这个道理。 G)s k tw ` b o
（99）脚TML，（20）脚ROTATE：这两路控制信号组成地磁校正控制信号。#G C y q @0I:o
（92）、（93）脚标的KEY2、KEY1，为本机电压输入端。0k9Q H j M)S W
维修提示   宾际维修电视机过程中会遇到，没有按AV键，电视机会自动执行AV功能，原因是KEY2脚电路上元件有变质，只要满足KEY2脚电压为0V，便会执行AV功能，这就是按键错位的原因。
6x;d0r;o"G6a 3、并行总线控制系统典型故障分析
` ] c5H/F e |"[ 以长虹CHD-3机芯为例。
x4a,v M.m V'x A }+k){ 例1：电源指示灯、背景灯全亮，二次开机，指示灯闪烁，且停下，能听到机内继电器吸合声，听不到机内高压建立。
} ],F ? fL$K n 分析检修：指示灯闪烁并停下，说明开关电源输出+B、输往IPQ板的5V－1、5V－3和12V电压都正常，控制系统已经工作，（71）脚输出的开／待机电压正常。测行推动管Q401b极电压为0.65V(行推动基极正常电压在0.56V左右)，明显不正常。行推动管b极电压不正常，一是行输出电路不正常，二是MCU输出的总线信号或挂接在总线接口上的模块电路不正常(长虹CHD-3机芯行振荡电路采用TDA9332，行振荡分频受总线控制，总线不正常时，行振荡也不会正常。正常时SCL：4.2V左右变化，SDA：4.6V左右变化。(H+d&^ _ j0?
测量主板调谐器总线电压不正常，说明MCU输出的总线信号或挂接在总线接口上的模块电路确实存在故障。由于MCU供电正常，并且能进人工作状态，所以，不必对MCU的供电电路和时钟振荡电路进行检查，将检查重点放在影响总线信号的关键脚上。MCU（35）脚RST电压对总线电压影响较大，测量MCU（35）脚电压，发现MCU（35）脚电压不稳定，后查出系SVP－EX11（156）脚外接电阻R156断裂引起。更换R156后，故障排除。
[5L1z*X:v L s4c#u 例2：开机只有TV灯(电源指示灯)亮，二次开机，指示灯不闪烁。
d%r p,_ b)[-d C#} 分析检修：TV灯亮，说明开关电源为MCU提供的工作电压正常。二次开机，测量MCU（71）脚电平没有变化，测量FLASH块各脚电压均异常，表明控制系统没有进入正常工作状态，控制系统基础电路或与FLASH块间的通道电路有故障。检查基础电路MCU复位电压、MCU与FLASH块间的信息通道正常，用示波器测量FLASH块波形和时钟振荡波形，发现FLASH块各脚没有波形，晶体两脚波形异常，替换时钟振荡晶体后故障排除。9} H-O$z o!g0C q

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