數(shù)字平板電視技術(shù) 教學(xué)課件 ppt 作者 朱勝泉第五章 平板電的接口與格式變換

1、第五章平板電視的接口與格式變換,2,本章要點(diǎn),TTL、LVDS、RSDS三種接口信號的格式和區(qū)別。AV、YPrPb、VGA、DVI、HDMI、USB等接口所傳輸信號的特點(diǎn)。電視機(jī)內(nèi)I2C總線的連接方法和電平轉(zhuǎn)換原理存儲器容量的計(jì)算和擴(kuò)展方法。電視圖像格式變換的種類及其變換的方法。彩色空間變換的原理和作用縮放處理的原理和作用,3,5.1 平板電視機(jī)驅(qū)動(dòng)板的輸出接口,一、輸出接口1.TTL接口2.LVDS接口3.RS

2、DS接口4.mini-LVDS二、輸入接口1.模擬信號接口2.數(shù)字信號接口,4,一、輸出接口1.TTL接口TTL電路是晶體管-晶體管邏輯電路的英文縮寫（Transister-Transister-Logic ） TTL電平：高電平一般要比電源電壓低0.5V以上, 低電平<0.4V。 R G B三基色若是6位,則要24根信號線。 兩個(gè)HS VS 行場同步信號，一根使能信號DE，一根時(shí)鐘信號CLK，地和電源各1根

3、，其中R G B的每一基色為6根,5,2.LVDS接口①定義:LVDS--Low Voltage Differential Signaling，低電壓差分信號 ②組成: 差分信號發(fā)送器，差分信號互聯(lián)器，差分信號接收器，差分信號發(fā)送器：將非平衡傳輸?shù)腡TL信號轉(zhuǎn)換成平衡傳輸?shù)腖VDS信號。通常由一個(gè)IC來完成，如：DS90C0383。差分信號接收器：將平衡傳輸?shù)腖VDS信號轉(zhuǎn)換成非平衡傳輸?shù)腡TL信號。通常由一個(gè)IC來完

4、成，如：DS90C0384。差分信號互聯(lián)器：包括聯(lián)接線（電纜或者PCB走線），終端匹配電阻。按照IEEE規(guī)定，電阻為100歐。我們通常選擇為100或120歐。,6,③號電平特性 使用1.2V偏置電壓作為基準(zhǔn)，LVDS驅(qū)動(dòng)器一個(gè)電流為3.5mA電流源組成，接收終端電阻在100―120歐姆之間產(chǎn)生350mV～ 420mV 的電壓。,④驅(qū)動(dòng)電路是差分對電流源,對線路噪聲干擾不敏感，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),7,⑤LVDS信號的像素組成格式 （

5、1）VESA格式 (標(biāo)準(zhǔn)格式),8,(2)JEIDA格式(日本相機(jī)格式),9,⑥LVDS信號的芯片簡介發(fā)送器DS90C383接收器DS90C384,10,3. RSDS接口RSDS-低擺幅差分信號RSDS接口與LVDS的區(qū)別是每對線中只傳輸一種基色信號，不像LVDSK中每對線中傳輸?shù)挠袃煞N基色信號。應(yīng)用:一是電視主板與屏之間的連接， 二是邏輯板和列驅(qū)動(dòng)板間的連接，,4. mini-LVDS接口

6、 袖珍-LVDS,為美國德州儀器公司制定的接口,與RSDS相似, 只是AC時(shí)序有所不同.mini-LVDS采用了中心對齊的輸出時(shí)鐘,11,5.2 平板電視機(jī)驅(qū)動(dòng)板的輸入接口,5.2.1模擬信號接口1．射頻接口（RF）2．AV接口3．Y/C--S端子,12,4. YPbPr--高清色差信號接口5．VGA接口6、SCART接口SCART接口是一種專用的音視頻接口,13,5.1.2 數(shù)字信號接口,1．DVI接口,14,

7、2.HDMI接口 HDMI的全稱是High-Definition Multimedia Interface，中文意思是高清晰多媒體接口,15,A類HDMI連接器 引腳功能表,16,DDC（顯示數(shù)據(jù)通道）負(fù)責(zé)把接收設(shè)備的配置和能力等信息報(bào)告給發(fā)送設(shè)備CEC（消費(fèi)電子控制）用來控制用戶可能使用的各種視聽設(shè)備。,3 .寬帶數(shù)字內(nèi)容保護(hù)HDCPHDCP技術(shù)是由好萊塢與Intel公司合作開發(fā)，它可以實(shí)際運(yùn)用在顯卡、DVD播放機(jī)等

8、傳輸端，以及顯示器、電視機(jī)、投影機(jī)的接收端之間。是高清電影、電視節(jié)目的重要反盜版技術(shù)，不支持HDCP協(xié)議的顯示器和電視機(jī)無法正常播放有版權(quán)的高清節(jié)目。,17,4.USB接口USB是英文Universal Serial Bus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”,18,5.數(shù)字音頻（SPDIF） 接口主要特點(diǎn)是采用了雙相標(biāo)記編碼技術(shù)，內(nèi)部只使用一條傳輸導(dǎo)線，傳輸信號中融合了時(shí)鐘信號和音軌開始標(biāo)記、資料辨認(rèn)信息和時(shí)間等數(shù)據(jù)信號。目前，通過

9、SPDIF接口傳輸數(shù)碼聲音信號已經(jīng)成為了新一代數(shù)碼產(chǎn)品普遍擁有的特點(diǎn)之一。我國生產(chǎn)出口美國的模數(shù)一體電視機(jī)都安裝有這種接口。常見的SPDIF接口一般有兩種:一種是RCA同軸接口，上面標(biāo)識為 “COAXIAL”的字樣，是非標(biāo)的，它的優(yōu)點(diǎn)是阻抗恒定、有較寬的傳輸帶寬。另一種TOSLINK光纜接口。是日本東芝公司開發(fā)的技術(shù)。我們在許多DVD影碟機(jī)及音響等產(chǎn)品后背上的一個(gè)方型端子，上面還有一個(gè)方型的堵頭（又稱為防塵帽）。其上部標(biāo)有OPTI

10、CAL字樣，這就是光纖輸出端子。雖然Toslink光纖端子的標(biāo)準(zhǔn)和同軸RCA端子是一樣的，只有一條線，傳輸碼流均為SPDIF數(shù)字音頻格式，但是數(shù)據(jù)傳輸是通過脈動(dòng)的光波，采用特殊的光纖維作介質(zhì)。當(dāng)有數(shù)據(jù)輸出時(shí)，從Toslink的輸出端口，可看到紅色的光線，這不是激光，不用的時(shí)候也要把防塵帽套到端口上,19,5.3 I2C總線原理及存儲器的使用,內(nèi)容:IC上的接口協(xié)議和兩根連接線。作用:多個(gè)IC的互連 5.3.1 I2C總線工作原理

11、 1. I2C總線與IC的連接,20,2. 總線控制-起始和停止條件,起始信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。  停止信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)，。,21,3. 數(shù)據(jù)傳輸主設(shè)備首先發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)Start信號，主設(shè)備再發(fā)出它要通信的從設(shè)備地址。從設(shè)備將收到的地址和它自己的地址比較,若相同，給主設(shè)備發(fā)出應(yīng)答Acknowledge信號。當(dāng)主設(shè)備就開始向發(fā)

12、出應(yīng)答信號的從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù),從設(shè)備接收數(shù)據(jù)。當(dāng)操作完畢時(shí)，主設(shè)備發(fā)出一個(gè)Stop信號，通信完畢，釋放I2C總線；然后所有的從設(shè)備都等待下一次Start信號的到來。,22,5.3.2 平板電視機(jī)內(nèi)的I2C總線,1. 電視機(jī)電路中的總線,,23,2．EEPROM的應(yīng)用電路,下圖4是24C16的應(yīng)用電路，用來存儲用戶數(shù)據(jù)，如接收的頻道號，聲音大小，亮度和對比度的數(shù)值等。它的A0、A1、A2三引腳是地址，當(dāng)總線上接了多個(gè)EEPROM時(shí)要用

13、，接一個(gè)就不用，都接地。7腳WP是寫保護(hù)，此腳接低電平時(shí)（如圖所示）能正常讀/寫。當(dāng)為高電平時(shí)為寫保護(hù)，只能讀而不能寫。型號中的16是表示它的存儲容量是16Kb=1024×16bit 。,24,3. 不同邏輯電平IC連接到總線,三種狀態(tài)電平轉(zhuǎn)換原理:1）圖中左邊輸入高電平：TR1和TR2管它的VGS 低于閥值電壓,管不導(dǎo)通。這就允許右邊“高電壓”部分的總線線路通過它的上拉電阻Rp 拉到5V， 此時(shí)兩部分的總線線路都

14、是高電平，只是電壓電平不同。2）圖中左邊輸入低電平： TR1和TR2管它的VGS 高于閥值電壓,而導(dǎo)通。 源極(右邊)也變成低電平，使兩部分電平相同。3）圖中右邊輸入低電平： TR1和TR2管的基底二極管被下拉而導(dǎo)通，使兩邊都是低電平，而且電壓電平相同,25,5.3.3 存儲器的容量及擴(kuò)展,1、ROM容量的擴(kuò)展（1)ROM位擴(kuò)展位擴(kuò)展是指數(shù)據(jù)位的增加，通過片選信號CS控制使輸出數(shù)據(jù)位增加,如圖相連后，地址線根數(shù)不變，輸出數(shù)據(jù)由

15、2位變?yōu)?位，總存儲容量擴(kuò)大了4倍。,,26,（2)ROM字?jǐn)U展圖中用輸出為4位的譯碼器。使原來單片的容量是210×8=1024×8，擴(kuò)展后是212×8=4096×8。容量擴(kuò)大了4倍,27,2.RAM容量的擴(kuò)展 隨機(jī)存取存儲器一般由存儲矩陣、 地址譯碼器、 片選控制讀/寫控制電路等組成。 其容量也為字線×位線，同樣可以利用I/O（輸入/輸出）線、 R/W（讀/寫）線及 (片選

16、)線來實(shí)現(xiàn)容量的擴(kuò)展，圖中為256×8 RAM擴(kuò)展成1024×8 RAM， 其連接方法與ROM的相同，只是多了讀/寫控制端（R/W）。,28,5.3.4 平板電視機(jī)中的存儲器,1．閃存的應(yīng)用圖是某電視機(jī)中程序存儲器(Flash)與微控器(MPU)連接圖,該閃存型號是AM29LV800D，48只引腳，其中專用的地址線是A0-A18，數(shù)據(jù)線D1-D15，有一根45腳是兩用，即可作地址線也可作數(shù)據(jù)線。當(dāng)作為8位數(shù)據(jù)輸

17、出時(shí)，45腳步作地址線，此時(shí)地址線是20根，存儲容量是220×8bit=8Mb。當(dāng)作為16位數(shù)據(jù)輸出時(shí)，45腳作數(shù)據(jù)線，此時(shí)地址線是19根，存儲容量是219×16bit=8Mb。45腳（BYTE#）是上述8位/16位數(shù)據(jù)輸出切換控制，低電平時(shí)輸出是8位數(shù)據(jù)。26腳（CE#）低電平芯片使能。28腳（OE#）低電平輸出使能。11腳（WE#）低電平寫允許。12腳（RESET#）低電平是硬件復(fù)位，圖中接的是3.3V待機(jī)電源

18、，這時(shí)因?yàn)槌绦虼鎯ζ鞔龣C(jī)時(shí)是要工作的。15腳（RY/BY#）該腳低電平輸出忙，高電平可輸出。以上這些引腳通過排阻接到微控器(μp)對應(yīng)的地址引腳和數(shù)據(jù)引腳。,29,電視機(jī)中程序存儲器(Flash)與微控器(MPU)連接圖,30,2. DDR-幀存儲器,圖是K4D2632381幀存儲器連接圖，它用在幀頻為120HZ的液晶電視上，和普通60HZ相比須要存儲容量較大。它有144只引腳，BGA封裝，電源電壓是2.5V。行線和列線分時(shí)使用，行線1

19、2根，列線8根，4個(gè)存儲塊，數(shù)據(jù)輸出32位。這樣，它的容量是220×4×32bit=128Mb。它是與美國泰鼎公司生產(chǎn)高檔圖像處理芯片SVP-LX66相連，該芯片是BGA封裝,有336只引腳.。,31,K4D2632381幀存儲器連接圖,32,,,33,5.4 電視信號的格式變換,5.4.1 圖像格式1. 圖像的分辯率圖像的分辨率有時(shí)又稱圖像格式，它有VGA：640×480；SVGA：800×

20、;600；XGA：1024×768；WGA+ ：1440×900；WXGA：1280×768；SXGA：1280×1024；SXGA+：1400×1050 ；UXGA：1600×1200；HDTV：1920×1080；WUXGA：1900×1200；QXGA：2048×1536等十一種格式,34,2、常用的電視圖像顯示格式下表中P為逐行,I 隔行

21、,35,5.4.2 格式變換,1. 幀頻變換 方法是以原的幀頻寫入存儲器，而以目標(biāo)幀頻率讀出。常用的有50周與60周之間的變換，60周到120周的變換。2. 隔行掃描到逐行掃描變換3. 寬高比的變換和圖像縮放常用寬高比4:3與16:9之間的變換，手提電腦用是16:10。由于4:3的圖像變?yōu)?6:9是非線性變換,使圖像壓縮,人變胖。若要不失真，屏幕兩邊有黑邊。4. 3：2／2：2下拉變換把每秒24幅畫面的電影轉(zhuǎn)換為每秒

22、60場的NTSC制電視信號時(shí)，要進(jìn)行3：2下拉變換。把電影轉(zhuǎn)換為每秒50場的PAL電視信號時(shí)，要進(jìn)行2：2下拉變換。5．彩色空間變換是用來在RGB三基色空間和YCbCr色差空間互換。6．視頻查找表視頻查找表用來進(jìn)行γ校正7．縮放處理（Scale）輸入信號的分辨率的放大或縮小,以適應(yīng)不同分辨率的顯示屏,36,5.4.3、彩色空間變換（CSC）,1.變換原理原因:在亮度、對比度、灰度、白 平衡、飽和度等圖像狀態(tài)的調(diào)整都是轉(zhuǎn)

23、換到 YUV 的空間進(jìn)行的，在RGB空間不方便;而終端顯示應(yīng)是 RGB。方法:用矩陣運(yùn)算方法,37,5.3.4 縮放處理(Scale),方法：用軟件實(shí)現(xiàn),38,5.3.5 3:2/2:2下拉變換(電影模式處理),以把電影信號源進(jìn)行3：2折疊轉(zhuǎn)換和逐行處理為例。將每秒24幀電影圖像的奇數(shù)幀復(fù)制三次，偶數(shù)幀復(fù)制兩次，變?yōu)?0幀。再利用隔行取樣技術(shù)，從奇數(shù)幀中抽去偶數(shù)行信號變?yōu)槠鏀?shù)場的視頻信號，從偶數(shù)幀中抽去奇數(shù)行信號變?yōu)榕紨?shù)場的視頻信

24、號，經(jīng)過這樣的3：2折疊變換后成為NTSC制廣播電視格式信號。,39,作業(yè),1.平板電視為什么要用LVDS接口,而不用TTL接口?2.LVDS信號的擺幅是多少?6位LVDS信號能顯示多少種顏色?8位又能顯示多少種顏色?3. LVDS信號的傳輸系統(tǒng)有哪幾部分組成?各部分作用是什么?4. LVDS信號的像素格式有哪兩種?其區(qū)別是什么?5.RSDS接口與LVDS接口有何異同?6.模擬視頻信號接口有哪些?試比較其優(yōu)缺點(diǎn)和用途。7.平

25、板電視的數(shù)字接口有哪些？試比較其用途。8.什么是HDMI接口？它的架構(gòu)是由哪幾部分組成的？9.什么是HDCP？它的作用是什么？10.什么是USB接口？它由哪些優(yōu)點(diǎn)？在平板電視中的用途是什么？,40,11.什么是SPDIF接口？它有哪兩種結(jié)構(gòu)？其用途是什么？12.在電視機(jī)中為什么要用I2C總線?13.I2C總線包括哪些內(nèi)容?14.簡述I2C總線中不同邏輯電平轉(zhuǎn)換電路的工作原理?15．一個(gè)容量為1K×8的存儲器有多少