數字平板電視技術 教學課件 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,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。電視機內I2C總線的連接方法和電平轉換原理存儲器容量的計算和擴展方法。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 平板電視機驅動板的輸出接口,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HS VS 行場同步信號，一根使能信號DE，一根時鐘信號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，差分信號互聯器，差分信號接收器，差分信號發(fā)送器：將非平衡傳輸的TTL信號轉換成平衡傳輸的LVDS信號。通常由一個IC來完成，如：DS90C0383。差分信號接收器：將平衡傳輸的LVDS信號轉換成非平衡傳輸的TTL信號。通常由一個IC來完

4、成，如：DS90C0384。差分信號互聯器：包括聯接線（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，LVDS驅動器一個電流為3.5mA電流源組成，接收終端電阻在100―120歐姆之間產生350mV～ 420mV 的電壓。,④驅動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,7,⑤LVDS信號的像素組成格式 （

5、1）VESA格式 (標準格式),8,(2)JEIDA格式(日本相機格式),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中每對線中傳輸的有兩種基色信號。應用:一是電視主板與屏之間的連接， 二是邏輯板和列驅動板間的連接，,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時序有所不同.mini-LVDS采用了中心對齊的輸出時鐘,11,5.2 平板電視機驅動板的輸入接口,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（顯示數據通道）負責把接收設備的配置和能力等信息報告給發(fā)送設備CEC（消費電子控制）用來控制用戶可能使用的各種視聽設備。,3 .寬帶數字內容保護HDCPHDCP技術是由好萊塢與Intel公司合作開發(fā)，它可以實際運用在顯卡、DVD播放機等

8、傳輸端，以及顯示器、電視機、投影機的接收端之間。是高清電影、電視節(jié)目的重要反盜版技術，不支持HDCP協議的顯示器和電視機無法正常播放有版權的高清節(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.數字音頻（SPDIF） 接口主要特點是采用了雙相標記編碼技術，內部只使用一條傳輸導線，傳輸信號中融合了時鐘信號和音軌開始標記、資料辨認信息和時間等數據信號。目前，通過

9、SPDIF接口傳輸數碼聲音信號已經成為了新一代數碼產品普遍擁有的特點之一。我國生產出口美國的模數一體電視機都安裝有這種接口。常見的SPDIF接口一般有兩種:一種是RCA同軸接口，上面標識為 “COAXIAL”的字樣，是非標的，它的優(yōu)點是阻抗恒定、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。我們在許多DVD影碟機及音響等產品后背上的一個方型端子，上面還有一個方型的堵頭（又稱為防塵帽）。其上部標有OPTI

10、CAL字樣，這就是光纖輸出端子。雖然Toslink光纖端子的標準和同軸RCA端子是一樣的，只有一條線，傳輸碼流均為SPDIF數字音頻格式，但是數據傳輸是通過脈動的光波，采用特殊的光纖維作介質。當有數據輸出時，從Toslink的輸出端口，可看到紅色的光線，這不是激光，不用的時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,內容:IC上的接口協議和兩根連接線。作用:多個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，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。  停止信號：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據，。,21,3. 數據傳輸主設備首先發(fā)出一個啟動Start信號，主設備再發(fā)出它要通信的從設備地址。從設備將收到的地址和它自己的地址比較,若相同，給主設備發(fā)出應答Acknowledge信號。當主設備就開始向發(fā)

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

13、，接一個就不用，都接地。7腳WP是寫保護，此腳接低電平時（如圖所示）能正常讀/寫。當為高電平時為寫保護，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 存儲器的容量及擴展,1、ROM容量的擴展（1)ROM位擴展位擴展是指數據位的增加，通過片選信號CS控制使輸出數據位增加,如圖相連后，地址線根數不變，輸出數據由

15、2位變?yōu)?位，總存儲容量擴大了4倍。,,26,（2)ROM字擴展圖中用輸出為4位的譯碼器。使原來單片的容量是210×8=1024×8，擴展后是212×8=4096×8。容量擴大了4倍,27,2.RAM容量的擴展 隨機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、)線來實現容量的擴展，圖中為256×8 RAM擴展成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 平板電視機中的存儲器,1．閃存的應用圖是某電視機中程序存儲器(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，數據線D1-D15，有一根45腳是兩用，即可作地址線也可作數據線。當作為8位數據輸

17、出時，45腳步作地址線，此時地址線是20根，存儲容量是220×8bit=8Mb。當作為16位數據輸出時，45腳作數據線，此時地址線是19根，存儲容量是219×16bit=8Mb。45腳（BYTE#）是上述8位/16位數據輸出切換控制，低電平時輸出是8位數據。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#）低電平是硬件復位，圖中接的是3.3V待機電源

18、，這時因為程序存儲器待機時是要工作的。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)對應的地址引腳和數據引腳。,29,電視機中程序存儲器(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。行線和列線分時使用，行線1

19、2根，列線8根，4個存儲塊，數據輸出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幅畫面的電影轉換為每秒

22、60場的NTSC制電視信號時，要進行3：2下拉變換。把電影轉換為每秒50場的PAL電視信號時，要進行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)的調整都是轉

23、換到 YUV 的空間進行的，在RGB空間不方便;而終端顯示應是 RGB。方法:用矩陣運算方法,37,5.3.4 縮放處理(Scale),方法：用軟件實現,38,5.3.5 3:2/2:2下拉變換(電影模式處理),以把電影信號源進行3：2折疊轉換和逐行處理為例。將每秒24幀電影圖像的奇數幀復制三次，偶數幀復制兩次，變?yōu)?0幀。再利用隔行取樣技術，從奇數幀中抽去偶數行信號變?yōu)槠鏀祱龅囊曨l信號，從偶數幀中抽去奇數行信號變?yōu)榕紨祱龅囊曨l信

24、號，經過這樣的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)缺點和用途。7.平

25、板電視的數字接口有哪些？試比較其用途。8.什么是HDMI接口？它的架構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？在平板電視中的用途是什么？,40,11.什么是SPDIF接口？它有哪兩種結構？其用途是什么？12.在電視機中為什么要用I2C總線?13.I2C總線包括哪些內容?14.簡述I2C總線中不同邏輯電平轉換電路的工作原理?15．一個容量為1K×8的存儲器有多少