海信UOC3+GM5221液晶電視原理及故障維修

LCD2003EU/TLM1588/TLM2077
一、方案概述
??????? 本機(jī)采用LG-PHILIPS公司的20.1英寸高亮度、高對(duì)比度、寬視角電視專用液晶屏。圖像處理部分由GENESIS公司的嵌入式芯片GM5221（其中包括CPU、A/D轉(zhuǎn)換、SCALER、DEINTERLACE部分），PHILIPS的模擬解碼,圖文，麗音處理芯片UOC3，成都旭光的頻率合成式高頻頭TDQ-6FT/W124H等組成。 二、原理說(shuō)明（參照電路圖） （一）、電源部分 本機(jī)工作時(shí)有12V、5V、3.3V、1.8V、33V等多組電壓。?
? (1) 12 V部分
? 由內(nèi)置電源直接供給直流12V，由于內(nèi)置電源是作為一個(gè)部件采購(gòu)，這里就不在詳細(xì)描述其工作原理。本機(jī)需要12V供電的部分有：伴音功放N601（解碼板TDA1517P）、耳機(jī)功放N600(解碼板TDA2822M)、逆變器（INVERTER）、升壓模塊N401(解碼板BA6161N)。
? (2) 5V 部分
? 本機(jī)由集成電路U9（主板LM2576-5.0）及其外圍電路構(gòu)成了一個(gè)降壓型開關(guān)電源。通過(guò)這個(gè)開關(guān)電源，將12V直流電壓變?yōu)?V直流電壓為整機(jī)供電。在這個(gè)電路中，U9相當(dāng)于一個(gè)起開關(guān)作用的功率晶體管，L10（100μH）為儲(chǔ)能電感，D3（1N5822）為續(xù)流二極管，由于工作于開關(guān)方式，使其輸出負(fù)載電流大（3.0A）,電源轉(zhuǎn)換效率高(77%)，發(fā)熱量小，可以采用銅箔散熱的方式。同時(shí)，本電路還具有輸出限流，及在故障狀況下提供完全保護(hù)的熱關(guān)斷功能。
2 (3) 3.3V 部分

本機(jī)3.3V是通過(guò)兩個(gè)低壓差線性電壓穩(wěn)壓器U11（主板LM1117-3.3）、N400 （解碼板LM1117-3.3）、對(duì)5V直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓來(lái)得到。此外該芯片還具有內(nèi)部限流和熱關(guān)斷的功能，LM1117-3.3的最大輸出電流為800毫安。 (4)1.8V部分
本機(jī)1.8V是通過(guò)兩個(gè)低壓差線性電壓穩(wěn)壓器U13（主板LM1117-1.8）
對(duì)5V直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓來(lái)得到。此外該芯片還具有內(nèi)部限流和熱關(guān)斷的功能。 (5)33V部分
本機(jī)33V電壓是通過(guò)升壓模塊N401（解碼板BA6161N）及其外圍電路對(duì)輸入電壓12V進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換為33V來(lái)完成，主要給高頻頭提供調(diào)諧電壓用。（二）背光驅(qū)動(dòng)部分
本機(jī)背光電源驅(qū)動(dòng)板的作用就是將12V直流電壓變?yōu)轭l率約為60kHz、有效值約為760VRMS（20”）的正弦交流電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)作為本機(jī)背光源的六根冷陰極射線管（CCFL）。 （三）圖像信號(hào)處理部分
本機(jī)支持射頻、視頻、S端子、YCbCr/YPbPr、VGA多種圖像輸入方式，下面針對(duì)不同的輸入方式進(jìn)行說(shuō)明。
?(1)射頻信號(hào)
?廣播電視射頻信號(hào)輸入頻率合成電子調(diào)諧器A400（TDQ-6FT/W124H），IF 端輸出38M中頻信號(hào)分成兩路，分別送到Z100（伴音聲表）和Z101（圖象聲表），這就是我們常說(shuō)的準(zhǔn)聲像分離方式。從Z100 和Z101 的#4、#5腳分別輸出伴音中頻（SIF）信號(hào)和圖象中頻（PIF）信號(hào)，分別進(jìn)入模擬解碼芯片N100（TDA12021H即UOC3）的＃29，＃30（聲音）和＃24，＃25（圖像）。圖像信號(hào)經(jīng)UOC3內(nèi)部解碼，從N100的＃85，＃86。＃87腳輸出模擬RGB信號(hào)。行同步脈沖從N100的#67腳輸出，經(jīng)N300（74HC123）整形后從N300的＃13腳輸出需要的行同步脈沖。場(chǎng)同步脈沖從N100的＃85輸出，經(jīng)N301（74HC123） 整形后從N301的＃5腳輸出需要的場(chǎng)同步脈沖。從N100的＃31腳輸出高放AGC電壓至高頻調(diào)諧器AGC端，從而控制信號(hào)高放增益。UOC3輸出的模擬RGB信號(hào)、行場(chǎng)同步信號(hào)到數(shù)字板與VGA輸入的模擬RGB信號(hào)、行場(chǎng)同步信號(hào)均需由U5(GM5221)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，故在U5之前加了兩個(gè)由CPU控制的電子切換開關(guān)U3（PI5V330）、U4（74HC4053），U4負(fù)責(zé)行場(chǎng)同步信號(hào)的切換，U3負(fù)責(zé)模擬RGB信號(hào)的切換。模擬RGB信號(hào)及行場(chǎng)同步信號(hào)在U5（GM5221）內(nèi)部進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換、隔行變逐行、圖像縮放等處理后，輸出數(shù)字RGB、行場(chǎng)同步、時(shí)鐘等信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶屏顯示圖像。
2 視頻、S端子、SCART、YCbCr/YPbPr信號(hào)

外部視頻信號(hào)輸入經(jīng)過(guò)射隨電路輸入到模擬解碼芯片N100（TDA12021H即UOC3）的＃58腳，與內(nèi)部視頻信號(hào)在UOC3內(nèi)進(jìn)行選擇，輸出一路復(fù)合視頻信號(hào)，其后的信號(hào)通路與射頻信號(hào)相同，這里不再贅述。
S端子信號(hào)的Y和視頻信號(hào)復(fù)用，C信號(hào)經(jīng)過(guò)射隨后輸入到N100的#59腳，其后的信號(hào)通路與射頻信號(hào)相同，這里不再贅述。
SCART端子的SCART1-VIDEO-IN經(jīng)過(guò)射隨輸入到N100（UOC3）的＃51，SCART1的R，G，B直接輸入到＃78，＃79，＃80腳。SCART1的Y信號(hào)是和SCART1-VIDEO-IN復(fù)用，C信號(hào)和SCART1的R信號(hào)復(fù)用。經(jīng)N100(UOC3)內(nèi)部解碼后均輸出模擬RGB信號(hào)及行場(chǎng)同步信號(hào)，其后的信號(hào)通路與射頻信號(hào)相同，這里不再贅述。
YCbCR/YPbPr信號(hào)與N100（UOC3）輸出的R、G、B信號(hào)經(jīng)過(guò)N500(PI5V330)開關(guān)切換后進(jìn)入U(xiǎn)5（GM5221）進(jìn)行處理，其后的信號(hào)通路與射頻信號(hào)相同，這里不再贅述。 （3）VGA信號(hào)
外部輸入的VGA信號(hào)輸入U(xiǎn)5（GM5221）進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，其后的信號(hào)通路與射頻信號(hào)相同，這里不再贅述。
（4）視頻輸出
???? 射頻信號(hào)經(jīng)N100(UOC3)內(nèi)部解調(diào)出的視頻信號(hào)，從＃48腳輸出，經(jīng)射隨后輸出到SCART端子。本機(jī)的視頻輸出僅為射頻信號(hào)內(nèi)容。 (四） 音頻信號(hào)處理部分
聲表Z100 的#4、#5腳輸出伴音中頻（SIF）信號(hào)進(jìn)入模擬解碼芯片
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N100（TDA12021H即UOC3）的＃29，＃30腳，在IC總線控制下，在芯片內(nèi)部進(jìn)行音量、高低音、平衡，均衡等處理后輸出三路，其中從#60、＃61腳輸出的一路到伴音功放N601（TDA1517P），經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。第二路從＃62、＃63輸出到耳機(jī)功放N600(TDA2822M)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)耳機(jī)。第三路從＃36，＃37輸出到SCART1端子。 （五） 控制部分
（1）微處理器部分
本機(jī)主芯片U5（GM5221）內(nèi)部嵌入一個(gè)微處理器，因此 U5同時(shí)兼具微處理器的功能。
微處理器包括以下部分：
? ? 中斷控制器
? ? 80X86 架構(gòu)的CPU
? ? 時(shí)鐘與復(fù)位部分
? ? 定時(shí)器
? ? 外部存儲(chǔ)器端口
? ? 通用異步收發(fā)器（UART）
? ? 遙控信號(hào)處理器（IR）

? 通用I/O 口（GPIO） （2）GM5221 存儲(chǔ)器部分
本機(jī)使用了一片2Mb閃存U7（SST39SF020-90-4C-NH）存儲(chǔ)本機(jī)程序。U7的#24，#31腳分別與U5的#5，＃6腳相連，進(jìn)行程序的讀寫控制。尋址和數(shù)據(jù)傳輸則分別通過(guò)18位的地址線和8位的數(shù)據(jù)線來(lái)完成。系統(tǒng)開始工作時(shí)，主芯片U5通過(guò)8位數(shù)據(jù)線將閃存中的程序讀到U5中的RAM中運(yùn)行。由于閃存是可擦寫的，所以本機(jī)芯片無(wú)需掩膜，只需在生產(chǎn)前用燒碼器將程序燒入閃存U7。另外，還可以由計(jì)算機(jī)通過(guò)U5（GM5221）的通用異步收發(fā)器（UART），直接將程序?qū)懭腴W存U7內(nèi)，實(shí)現(xiàn)軟件的升級(jí)。
本機(jī)還使用一片E2 PROM U8（24LC16B）用來(lái)存儲(chǔ)亮度、對(duì)比度、音量等用戶數(shù)據(jù)。 （3）GM5221 I/O 口部分 下面將對(duì)GM5221的I/O口做一下介紹。 MCSCL（＃92），MCSDA（＃93）腳是GM5221的I2C總線的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線。INPUT SW(＃88)用于控制解碼板上的電子開關(guān)N500(PI5V330)實(shí)現(xiàn)UOC3輸出的模擬RGB與高清信號(hào)之間的切換。MUTE(#89)用于控制解碼板上的伴音功放N601（TDA1517P）的靜音腳。IR(#90)是遙控信號(hào)的輸入腳。LED1(#91)是待機(jī)指示燈的控制輸出腳。ADC IN1（＃173）是按鍵信號(hào)的ADC輸入腳。SCART-SWITCH（＃175）是SCART1的慢切換輸入腳，用于用于AV/TV信號(hào)切換。PWM0（＃98）
用于控制背光燈的亮度。SEL_RGB（＃99）用于控制主板上的U3（PI5V330）和U4（74HC4053）來(lái)切換解碼板傳過(guò)來(lái)的RGB,行場(chǎng)同步和VGA端子的RGB,行場(chǎng)同步之間的切換。DPWR（＃69）來(lái)控制主板上的U12(IRF7314)實(shí)現(xiàn)控制給解碼板的5V，12V的通斷。PPWR_PANEL_POWER（＃67）是控制U14實(shí)現(xiàn)給液晶屏供電的通斷。PBIAS_ON/OFF（＃68）用于控制背光燈的通斷。
由于本機(jī)所用的模擬解碼芯片UOC3有自己的CPU，因此就涉及到GM5221和UOC3之間的雙機(jī)通信問(wèn)題。本機(jī)通過(guò)5個(gè)I/O來(lái)實(shí)現(xiàn)：ReqReadEvent（＃83） 請(qǐng)求讀事件，ReqComm（＃84）請(qǐng)求通信，ReadyComm(＃85) 通信準(zhǔn)備好，SCL(＃82) 虛擬I2C總線時(shí)鐘線，SDA(＃81) 虛擬I2C總線數(shù)據(jù)線。具體軟件如何實(shí)現(xiàn)，這里不再贅述。 （4）UOC3 I/O口部分
下面介紹UOC3的I/O口。
SAW1(#123)控制聲表K6257,實(shí)現(xiàn)彩色制式的選擇。SAW2(#128)控制聲表K9453實(shí)現(xiàn)聲音制式的選擇。SCART1-FB-IN（＃77）接收SCART1的快切換信號(hào)，用于RGB信號(hào)FB使能信號(hào)輸入。IR（＃97）是UOC3的遙控信號(hào)輸入端，只有在圖文狀態(tài)下，才起作用，其余狀態(tài)下是屏蔽狀態(tài)。用于雙機(jī)通信的5個(gè)I/O口ReqReadEvent（＃107），ReqComm（＃106），ReadyComm(＃105)，SCL(＃108)， SDA(＃109)同GM5221。
?（5）電源管理
?本機(jī)待機(jī)時(shí)除主芯片U5（GM5221）及其外圍部分電路保持工作狀態(tài)外，其他部分電路的電源均需切斷以降低功耗，本機(jī)是通過(guò)兩個(gè)雙P溝道的MOS管集成電路來(lái)進(jìn)行電源控制的。DPWR（＃69）來(lái)控制主板上的U12(IRF7314)，待機(jī)時(shí)DPWR（＃69）為低電平，從而將給解碼板的5V，12V的切斷。PPWR_PANEL_POWER（＃67）是控制U14，待機(jī)時(shí)為低電平，將給液晶屏供電的12V電壓切斷。通過(guò)上述控制，可以極大地降低功耗。
2 背光電源控制

本機(jī)背光驅(qū)動(dòng)部分的開關(guān)是由U5(GM5221)的PBIAS_ON/OFF（＃68）來(lái)控制的。，當(dāng)PBIAS_ON/OFF為高電平時(shí)，背光驅(qū)動(dòng)部分處于工作狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，背光驅(qū)動(dòng)部分將停止工作。
本機(jī)背光亮度調(diào)節(jié)電壓是由U5(GM5221)的PWM0（＃98）輸出的PWM信號(hào)來(lái)控制的。通過(guò)調(diào)節(jié)這個(gè)電壓的大小，可以改變背光燈的發(fā)光強(qiáng)度。 （六）液晶屏
本機(jī)采用LG－PHILIPS 的電視專用液晶屏，左右視角176 度，上下視角176度，典型響應(yīng)時(shí)間為25ms，背光源采用六根CCFL（冷陰極射線管）， 最大亮度可達(dá)450cd/㎡，最大對(duì)比度可達(dá)400:1。
三、機(jī)芯調(diào)試 （一）工廠調(diào)試 先按本機(jī)遙控器MUTE鍵，然后按壓工廠遙控器M鍵，即可進(jìn)入工廠菜單。各個(gè)調(diào)整的選項(xiàng)和其參考值見下表：

M 鍵進(jìn)入工廠菜單
（二）指標(biāo)要求 下表列出各電源輸出端電壓及對(duì)地電阻，供維修時(shí)參考：

下表列出一些GPIO口典型值：

四、方框流程圖（一）