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TCL MS901/K機芯液晶彩電新電路與新技術簡析(下)
來源:本站整理  作者:佚名  2014-07-17 08:51:52

    二、新技術簡析
    1.HDMI與MHL的識別技術
    (1)HDMI介紹
    HDMI高清數字多媒體)接口現已廣泛地用于液晶彩電、機頂盒、影碟機、播放器等設備中,它可以提供高達5Gbps的數據傳輸帶寬,傳送無壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號,同時無需在信號傳送前進行數/模或者模/數轉換,從而保證高質量的影音信號傳送。采用HDMI的好處是只需一條HDMI線便可以同時傳送影音信號,從而大大簡化家庭影院系統的安裝。常用HDMI接口插頭與插孔外形如圖20所示(體積較大,不利于微型化)。

    HDMI接口有19個管腳,其引腳功能見表2,其中①~12腳分成4個通道,主要用來傳輸視頻和音頻信號,這種方式稱為最小化傳輸差分信號TMDS;17、13腳分別傳輸DDC(display data channel,顯示器的物理數據)及CEC (Consumer ElectronicsControl,消費電子協議)信號。

    (2)MHL介紹
    MHL是Mobile High -Defini-tion Link的縮寫,表示移動終端高清影音標準接口。MHL只用了5個管腳,其中4個管腳專門用來傳輸音頻和視頻信號,一個管腳專門用來進行控制MHL傳輸。為了傳輸RGB數據,MHL把標準的HDMI連接中的三個最小化傳輸差分信號信道縮減成1個,采用C-BUS  (ChipBus,片總線)連接方式,其速度是傳統HDMI的3倍,能夠在便攜式設備上實現平均功耗只有60mW、速度達到2.2Gbs的連接。
      C -BUS是一個點到點的雙向的單線連接,工作電壓為1.8V,bit速率為1MHz。在實際應用中,這些設備通過C-BUS讀取外接的E-DID(是一種VESA標準數據格式,包含有關顯視器及其性能的參數,如供應商信息、最大圖像大小、顏色設置、廠商預設置、頻率范圍的限制以及顯示器名和序列號的字符串)信息,以便以最合適的分辨率輸出。
    通過MHL接口可播放外接設備中的音視頻信號,支持1080P高清視頻和7.1數字音頻信號,同時還可向移動設備供電并為其電池充電。MHL可以用HDMI的Type A連接器進行信號傳輸,也能夠借用移動設備中常見的5pin的microUSB接口。當用支持MHL的uUSB口連接USB設備時,系統工作在USB模式;若連接的是MHL設備,則工作在MHL模式。
    HDMI使用了4對高速TMDS差分線,1對用于傳輸高速時鐘,另外3對高速差分的數據線分別用于紅綠藍信號的傳輸。HDMI總線時鐘速率通常是信號速率的1/10,如時鐘像素速率是148.5MHz,則3對數據線上傳輸的數據速率是1.485Gb/s(HDMI1.3/1.4的標準中定義的最高數據速率是3.4Gb/s)。對于MHL,紅綠藍數據復用在一對差分信號線上,數據速率變成像素時鐘速率的30倍。受差分線最高速率的限制,MHL能夠支持的最高分辨率和色彩相對HDMI有所下降。
    目前,主流的多款智能手機均帶有MHL功能,只需通過一條HDMI轉MHL的連接線,如圖21所示,即可和該機芯彩電進行互聯共享。

    (3)HDMI與MHL控制電路
    MS901K機芯彩申:的HDMI與MHL接口控制電路如圖22所示,關鍵實測點如圖23所示。當外接HDMI信號時,+5V從接口進入到SiI9687的R3PWR5V腳,然后從CBUS_HPD3端輸出響應信號到相應HDMI端口的HP-ET腳。在MS901機芯彩電中,因為沒有安裝有SiI9687芯片,HDMI 5V輸入后接入主IC的H3 DET腳,由I/O口對上拉到5V的H3_HPD_OUT進行反相控制。

    19腳(HP_ET)作為外接設備熱拔插端,當該端為高電平時,芯片的源端接收帶有接收端設備信息的EDID心Enhanced Extended DisplayIdentification Data)數據,此時源端則開始通過DDC (Display DataChannel)接收E-EDID信息。至此,源端和接收端之間的初始化完畢,并在二者之間建立了一條數據通道。設備是否能夠自動跳轉到HD-MI發送/接收狀態,則需要由設備本身的軟件來進行控制,“熱插拔”只能夠起到建立物理連接的作用。
    在MHL模式下,HDMI的18腳是沒有+5V電壓輸入的,接入的MHL連接線在HDMI的15腳及②腳間接入33kΩ電阻,上拉CD _sence腳,源極端通過CD _sense的下拉300kΩ電阻檢測到接收端Sink(接收端設備)的插人,CD_sense同時連接U301(RT9711 /A, Power Switch)的使能端③腳(高電平有效),如圖24所示,然后源極端會通過Sink設備的19腳C-BUS讀取Sink設備的EDID信息以確認合適的分辨率輸出。

    雖然SiI9687的各組差分信號輸入都可以作為MHL信號輸入使用,但在本機芯電路中,固定使用D0-/D0+作為MHL-/MHL+信號傳輸。另外,MS901K機芯只有HDMI2才支持MHL輸入,MS901機芯只有HDMI1才支持MHL輸入。
    HDMI的14腳(H -ARC)是音頻返回通道,作用是將解碼后的數字音頻通過HDMI端口返回到信號源端進行運放處理。
    另外,在MS901機芯主板上,對MHL供電控制與圖24有些不一樣,具體電路如圖25所示,關鍵實測點如圖26所示。在主IC I/O口不起控的情況下,一直有5V電壓輸出,MHL VBUS EN默認置低。只有MHL CD_SENSE有輸入置高并被主IC識別后,MHLes BUS EN才會置高,U301才會輸出5V到MHL VBUS。在使用中發現,在外接HDMI時(接入H2_5V)時,HD-MI產生的漏電流會導致RT9711的EN端電壓異常,從而影響5V電壓的輸出,因此在后期部分產品中,U301改用RT9721,并去掉了上拉電阻R102,改為直接由I/O口控制(在采用V005版軟件的機型中,軟件對I/O口進行控制)。



    SiI9687外接復位電路,如圖27所示,低電平復位。SiI9687_RESET是由主IC I/O口直接控制的,需要復位時,系統拉高即可將SiI_RST拉低,復位結束后將Si-19687_RESET置低即可。實測該電路的復位波形如圖28所示,復位時間為21s。



    2. MEMC技術
    MEMC是Motion EstimateandMotion Compensation的縮寫,即運動估計和運動補償,是高端液晶電視常用的運動畫質補償技術,其原理是采用動態映像技術,在傳統的兩幀圖像之間加插一幀運動補償幀,如圖29所示,這樣就可清除上一幀圖像的殘影,從而提高動態清晰度的效果,并將影像拖尾降至人眼難以感知的程度,使運動畫面更加清晰流暢。

    比如原來的一副活動畫面的幀順序是1、2、3、4、5、6、 MEMC技術通過分區塊,在水平和垂直兩個方向上對圖像的運動趨勢加以分析,然后在原來各幀之間插人一個中間幀,插幀后的幀序列變為1、1C、2、2C3、3C、4、4C5、5C、6,這樣原來的場頻就不足以顯現現在所有的幀,這時就需要將場頻提高一倍,刷新頻率會從普通的50/60Hz提升至100/ 120Hz,可見MEMC技術和倍頻技術是分不開的。
    (1)超分辨率算法介紹
    對于超高分辨率的機型,由于LVDS傳輸的信號有限,所以MEMC就需要利用有限的畫面信息擴展出適合超高清屏使用的數據,使畫面更加清晰流暢。這部分信號處理和倍頻轉換既可由屏組件電路完成,也可由主板處理,或由外接PCB板處理,其工作原理均是相似的。圖30是一個FHD高清信號擴展成4K2K信號的示意圖,通過對2×2的LR圖像信息的計算與估計,最終得到4×4的HR顯示圖像。運動估計算法是整個MEMC的重要部分,決定了最終圖像顯示效果的好壞,不同的算法適用不同畫面,相關優缺點見表3。


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關鍵詞:TCL彩電

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