СХЕМЫ LCD ТЕЛЕВИЗОРОВ
На сегодняшний день, основные технологии при изготовлении дисплеев LCD, это TN+film, IPS и MVA. Различаются данные технологии геометрией поверхностей, управляющей пластины и фронтального электрода. Самая дешёвая по цене матрица - TN + film. Она работает таким образом: если к субпикселам не прилагается напряжение, жидкие кристаллы поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. Так как направление поляризации фильтра на второй пластине составляет угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. И в случае если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка. Если красный, зеленый или синий субпиксель закрыт - формируется определённый цвет. Несмотря на самые плохие углы обзора, матрица - TN + film имеет самое маленькое время отклика среди всех остальных современных LCD матриц, поэтому такие телевизоры являются лидерами продаж.
Описание работы телевизора LCD
Краткое описание работы схем большинства телевизоров с ЖК экраном: Включениие LCD телевизора в сеть 220 В запускает импульсный блок питания, который начинает выдавать на аналогово-цифровой модуль SLT стабилизированные напряжения как правило таких значений: 3.3 В, 5 В, 12 В и 33 В. В модуле SLT процессор проводит самодиагностику, на предмет выявления неисправностей, и когда тест самодиагностики пройден, телевизор начинает работать в режиме STANDBY. Так о н находится режиме энергосбережения, при котором остается запитанной только минимально необходимый набор элементов схемы. При поступлении команды с пульта дистанционного управления на датчик IR, а далее с датчика IR, детектированного кода команды на вход видеопроцессора, или при поступлении команды с клавиатуры, расположенной на передней панели телевизора на вход видеопроцессора, по шине I2C с видеопроцессора поступает команда о включении.
Модуль SLT, предназначен для аналогово цифровой обработки видео и звукового сигнала, обработки сигналов с пульта дистанционного управления, управления включением и выключением вспомогательных напряжений, управления яркостью свечения ламп LCD матрицы, управления звука. Аналогово цифровой модуль содержит видео процессор, коммутатор видео сигналов, звуковой процессор, коммутатор синхросигналов, коммутатор сигналов RGB, формирователь строчных и кадровых синхроимпульсов, тюнер и фильтры на ПАВ. LCD матрица имеет цифровой вход с интерфейсом LVDS или TTL, в зависимости от её модели и лампы подсветки матрицы, от которых идут высоковольтные провода к питающему преобразователю.
Включившийся процессор начинает обмен информации с матрицей по интерфейсу LVDS или TTL, в зависимости от типа LCD матрицы. Если телевизор включен в режим TV, процессор посылает в блок Tuner по шине I2C код, соответствующий частоте нужного канала. Тюнер настраивается на требуемую частоту, на его выходе появляется сигнал промежуточной частоты выбранного канала. Затем сигнал промежуточной частоты от тюнера проходит через фильтры на ПАВ, для разделения промежуточной частоты видео и промежуточной частоты звука которые поступают на видео процессор, в котором и происходит преобразование сигнала промежуточной частоты видео в сигналы цветов RGB. В TV режиме сигналы RGB поступают через коммутатор на вход процессора. Видеопроцессор выделяет из видео промежуточной частоты строчные и кадровые синхроимпульсы, которые поступают на формирователи синхроимпульсов HF и VF - горизонтальной и вертикальной развёртки.
После формирователей синхроимпульсы поступают на коммутатор. Процессор преобразовывает входные сигналы RGB в цифровой код и передает их по интерфейсу LVDS или ТТL на матрицу LCD , которая уже отображает видео. Звуковой сигнал ПЧ поступает на вход звукового процессора, а уже с его выходов сигнал звука правого и левого каналов поступает на входы УНЧ. Аналого-цифровой модуль SLT имеет входы внешних аудио и видеосигналов. При включении телевизора в режим видео, видеосигналы переключаются коммутатором и подаются на вход CVBS/Y и вход C видеопроцессора, а звуковые сигналы правого и левого каналов, подаются на соответствующие входы звукового процессора.
При включении режима RGB, сигналы RGB поступают сразу на входы видеопроцессора. При выборе режима VGA сигналы RGB с разъема VGA коммутатором переключаются на входы RGB процессора. Горизонтальные и вертикальные синхроимпульсы с разъема VGA коммутатором переключаются на соответствующие входы процессора и происходит декодирование сигнала VGA который передается матрице. При включении видеовхода в режим DVI цифровые сигналы со входа DVI поступают прямо на соответствующие входы процессора. Он декодирует данный сигнал DVI и передает его матрице.
Здесь представлен сборник нескольких десятков схем телевизоров с ЖКИ от всех основных производителей. В почти каждом архиве несколько вариантов схем к разным моделям телевизоров. Схемы находятся в разделе КНИГИ.
Схемы
Схемы
Схемы
Схемы
Мечта о "плоских" телевизорах и мониторах, имеющих очень небольшой размер в глубину, возникла, не одно десятилетие назад. Но только в последние годы она воплотилась в реальность: появились серийные модели на плоских отображающих панелях.
Электронно-лучевые трубки (кинескопы), служащие основой любого телевизора, существуют уже многие десятилетия и постоянно совершенствуются. Однако они имеют и недостатки: наличие высокого напряжения, большие объемные габариты (особенно а глубину при больших размерах изображения) и др. Поэтому разработчики всегда стремились к новым идеям при создании отображающих устройств. Одна из них - использование жидкокристаллического вещества в качестве клапана для пропускания световых потоков. Окончательно эта идея воплотилась в виде ЖК дисплеев (панелей) - LCD (Liquid Crystal Display). Быстрый рост их производства за рубежом привел к появлению как большого числа моделей "плоских" телевизоров, так и компьютерных мониторов.
Рассмотрим принцип работы и варианты конструкции таких дисплеев . В общем известно, что ЖК вещество (материал) модулирует внешний световой поток под действием электрического поля или тока. Конкретная работа ЖК дисплеев основана на использовании эффекта вращения плоскости поляризации светового потока слоем нематического ЖК вещества (так называемого твист-эффекта).
Конструкция ЖК панели показана на рис. 1.
Панель содержит две плоскопараллельные подложки из прозрачного материала (обычно стекла толщиной около 1 мм), расположенные одна относительно другой с фиксированным зазором, в который введен ЖК материал. На внутренних сторонах подложек нанесены электроды адресации в виде определенного рисунка. В качестве прозрачного проводящего слоя электродов используют пленку оксида индия.
Слои ориентирующих покрытий, нанесенные на электроды адресации, предназначены для задания определенной ориентации ЖК молекул в рабочем материале. Зазор между подложками задают калиброванные шарообразные или цилиндрические распорные элементы (спейсеры), диаметр которых может быть в пределах 3...25 мкм. После сборки (склеивания) панель герметизируют по всему периметру, причем слой герметика также имеет спейсеры. На внешние стороны подложек наклеены поляроиды с определенной ориентацией плоскости поляризации.
Принцип работы ЖК ячейки (пиксела) панели с использованием твист-эффекта иллюстрирует рис. 2.
Молекулы ЖК материала обладают дипольным моментом. В результате взаимодействия электрических полей диполей образуется спиралеаидная структура из молекул ЖК вещества. Слои ориентирующих покрытий на верхней и нижней подложках совместно с дипольной структурой ЖК материала в отсутствие электрического поля обеспечивают поворот плоскости поляризации светового потока на 90°. Ориентированный так слой нематического ЖК вещества обладает свойством поляризации проходящего через него светового потока. Плоскости поляризации верхнего и нижнего поляризационных фильтров повернуты один относительно другого на 90°.
Как видно на рис. 2,а, световой поток сначала проходит через верхний поляризационный фильтр. При этом его половина, не имеющая азимутальной поляризации, теряется. Остальная часть уже поляризованного света, проходя через слои ЖК материала, поворачивает плоскость поляризации на 90°. В результате ориентация плоскости поляризации светового потока будет совпадать с плоскостью поляризации нижнего фильтра и поток будет проходить через него практически без потерь.
Если ЖК вещество поместить в электрическое поле, подав на электроды адресации напряжение так, как показано на рис. 2,6, спиралевидная молекулярная структура в нем разрушается. Проходящий через ЖК материал световой поток уже не изменяет плоскость поляризации и почти полностью поглощается нижним поляризационным фильтром. Следовательно, ЖК вещество имеет два оптических состояния: прозрачное и непрозрачное. Отношение коэффициентов пропускания в обоих состояниях определяет контрастность изображения.
Для обеспечения управления оптическим состоянием ячеек-пикселов (элементов изображения) панели требуется сформировать такие напряжения на электродах адресации, чтобы состояние каждого пиксела изменялось без изменения состояния других. Исходя из этого топология электродов адресации ЖК панели представляет собой матрицу, образованную системой строчных и столбцовых электродов, расположенных конструктивно на двух параллельных прозрачных подложках. Элементы (пикселы) телевизионного изображения в ЖК панели образуются на пересечении строчных и столбцовых электродов. Для реализации управления большим числом элементов изображения (а в телевизорах это практически всегда так) применяют мультиплексирование сигналов.
Несколько вариантов топологии матриц, используемых в ЖК панелях, представлено на рис. 3.
Вариант на рис. 3,а - самый простой и наиболее популярный. Вариант на рис. 3,6 позволяет получить более широкий шаг выводов для подачи столбцовых управляющих сигналов. Варианты на рис. 3,в иг - разновидности архитектуры Dual Scan (или Dauble Scan), при которой обеспечивается уменьшение числа мультиплексируемых строк, что позволяет еще больше увеличить контрастность изображения. Фактически в этих случаях формируются два отдельных экранных поля, зазор между которыми незаметен. Адресация сигналов для обоих полей происходит одновременно.
Различают два способа адресации в ЖК панелях: пассивный и активный. При пассивной адресации используют временное мультиплексирование строк без применения каких-нибудь ключевых элементов. Недостатками такого способа можно назвать низкий коэффициент мультиплексирования при малой контрастности, сильное проявление кросс-эффекта и сложная система формирования управляющих сигналов.
При активной адресации для каждого пиксела на пересечении строки и столбца создают ключевой элемент по схеме, изображенной на рис. 4.
Такие элементы позволяют использовать более низкий коэффициент мультиплексирования. Контрастность изображения при этом получается значительно выше. Однако ЖК панели с активной адресацией гораздо дороже панелей с пассивной адресацией, что удорожает и построенные на них аппараты. Активными ключевыми элементами чаще всего служат тонкопленочные полевые транзисторы TFT (Thin Film Transistor). На рис. 5,а показан вариант топологии, а на рис. 5,б - принципиальная схема ключевого элемента активной адресации на таком транзисторе.
Цветные фильтры размещают на внутренней стороне ближней к зрителю подложки ЖК панели. Материалами для изготовления фильтров служат тонкие пленки различных красителей. Их наносят по различным технологиям: осаждением из растворов или из газовых сред, печатным способом и др. Варианты топологии цветных фильтров иллюстрирует рис. 6 (R - для красного цвета, G - зеленого, В - синего).
Число строк ЖК панелей определяет коэффициент мультиплексирования. Чаще всего применяют низкомультиплексированные панели со значениями коэффициента 1:2, 1:3 и 1:4. В зависимости от этого в конкретных устройствах управления создается несколько уровней постоянного напряжения, из которых формируются напряжения управления строками и столбцами необходимой формы.
На рис. 7 изображены диаграммы напряжений адресации в ЖК панелях с коэффициентом мультиплексирования 1:3. На нем ВР0-ВР2 обозначают сигналы строчных выходов; Sn-Sn+2 - сигналы столбцовых выходов; UDD - напряжение питания контроллера управления панелью; Ulcd - напряжение смещения, питающее выходные формирователи сигналов; Uoбp, равное Udd - Ulcd. - образцовое напряжение; Тк - период кадровой развертки.
Для создания светового потока в ЖК панелях применяют устройство задней подсветки, которое содержит источник излучения, светораспределители (световоды) и один или два отражателя. Источником излучения служат лампы накаливания, светодиоды, электролюминесцентные панели, чаще всего, люминесцентные лампы.
На рис. 8 представлены типовые конструкции устройств задней подсветки с фронтальным (рис. 8,а) и торцевым (рис. 8,6) расположением люминесцентной лампы.
Использование ЖК панелей рассмотрим на примере одной из популярных моделей LC-20C2E фирмы SHARP. Фирма начала изготовление "плоских" телевизоров одной из первых - еще в 1996, 1997гг., возглавив до этого список разработчиков и изготовителей ЖК панелей. Сейчас список моделей на этих панелях у фирмы SHARP превышает десяток, а размер экрана по диагонали уже перешагнул 40 дюймов (около 92 см).
TFT ЖК панель (LCD) описываемой модели имеет размер экрана по диагонали 20 дюймов и характеризуется значительным углом обозрения (160° как по горизонтали, так и по вертикали). Модель обладает существенно более низким по сравнению с обычными телевизорами энергопотреблением (не более 45 Вт).
Телевизор рассчитан на прием сигналов в радиочастотных стандартах В/G/L/D/K/l/M/N и по системам цветности PAL/SECAM/NTSC. Селектор каналов (тюнер) телевизора позволяет настроить и запомнить 197 телевизионных каналов, в том числе и в интервалах кабельного телевидения (CATV). Усилитель 3Ч телевизора обеспечивает мощность по 2,5 Вт в двух каналах воспроизведения звука.
Усовершенствованная матричная ЖК панель имеет разрешение 921x600 пикселей. Яркость свечения экрана - не хуже 430 кд/м2. Срок службы используемых для подсветки LCD люминесцентных ламп - 60000 ч.
Телевизор питается от источника постоянного напряжения 13 В Пр и пользовании специального сетевого адаптера, входящего в комплект поставки, телевизор может питаться и от сети переменного напряжения 110...240 В частотой 50/60 Гц. Габариты телевизора (ширина, высота, глубина) - 476,6x556,4x229,4 мм. Масса аппарата - 8 кг.
Для обеспечения комфортности просмотра плоскость экрана телевизора можно наклонить относительно перпендикулярной к подставке плоскости на 5° вперед или на 10° назад, а также повернуть на 40° вправо или влево относительно среднего положения. Внешний вид телевизора показан на рис. 9.
Схема соединений плат и устройств телевизора представлена на рис. 10.
В каждом соединительном разъеме указаны число контактов и условно способ их соединения с контактами разъема другого блока: "1 в 1" или "вперекрест". В основном контакты соединены первым способом контакт 1 - с контактом 1,2 - с контактом 2 и т. д. Лишь разъемы МТ и МА между платой тюнера и основной платой соединены "вперекрест". Например, контакты разъемов МТ распаяны так: контакт 1 - к контакту 20, контакт 2 -к контакту 19 и т. д. То же относится и к разъемам МА, только в них - 30 контактов. Это необходимо помнить при изучении принципиальных схем блоков и ремонте Телевизор, кроме ЖК панели, на рисунке не показанной, и двух динамических головок, содержит семь плат: тюнера (Tuner PWB), основной (Main PWB) и видео (Video PWB), звуковой выходной (S-Out PWB), переключателей (Switch PWB) и двух инверторов (Inverter A PWB и Inverter В PWB), а также устройство задней подсветки (Back Light) ЖК панели. Через разъемы LS и LG на ЖК панель с основной платы поступают исходные управляющие (Source) и стробирующие (или сканирующие) сигналы (Gate).
На плате тюнера находится непосредственно сам тюнер, а также расположены микроконтроллер управления с телетекстом и устройством OSD (On Screen Display - отображение на экране служебной или дополнительной информации), микросхемы ПЗУ, программируемого ЗУ и сброса микроконтроллера, переключатели аналоговых сигналов R, G, В (как внешних, так и сформированных микроконтроллером), стабилизаторы напряжений 5; 9 и 10,1 В, а также разъемы для подачи внешних видеосигналов и сигналов звука, в том числе разъем SCART.
На основной плате размещено большинство устройств телевизора, в том числе процессор обработки мультимедийных сигналов звука (в нем же находится канал обработки сигналов ПЧ звука), буферный усилитель, предварительный усилитель сигналов 3Ч, синхроселектор, переключатель выбора режимов TV/AV. Кроме того, она содержит микроконтроллер управления (отличающийся от установленного на плате тюнера), микросхемы ЭПЗУ и сброса микроконтроллера, видеопроцессор с АЦП, контроллер ЖК панели с устройством внешней памяти (FIFO), аналоговый мультиплексор, детектор ошибок ламп подсветки, устройства градуировки образцовых напряжений и общего управления панелью, ЦАП и импульсный источник питания, формирующий все необходимые для работы узлов телевизора напряжения: 3,3; 5; 8; - 8; 14; 28 и 31 В.
Небольшая видеоплата включает в себя элементы согласования входного гнезда J5001 (через него подают внешний полный видеосигнал AV3) и специального гнезда SC5001 (предназначено для подачи внешнего сигнала S-VHS, т. е. отдельно компонентов яркости Y и цветности С) с последующими цепями телевизора.
Звуковая выходная плата содержит усилитель мощности сигналов ЗЧ, стабилизатор напряжения питания усилителя, каскады блокировки звука, а также детекторы ошибок люминесцентных ламп подсветки.
На плате переключателей расположены кнопки клавиатуры управления, приемник ИК излучения системы ДУ гнездо подключения головных телефонов и ключ переключения напряжения дежурного режима.
Платы инверторов А и В необходимы для преобразования постоянного напряжения 13 В, подаваемого извне через разъем J3702 платы тюнера, в переменные напряжения 200...300 В частотой 400 Гц, которые через разъемы Р6751 и Р6551 поступают на люминесцентные лампы устройства задней подсветки ЖК панели.
Конкретная конструкция ЖК панели (TFT LCD) рассматриваемой модели телевизора изображена на рис. 11.
Она выполнена в виде так называемого "бутерброда". На экранирующей плате помещены одна за другой две отражающие пластины, входящие в состав устройства задней подсветки Устройство включает в себя также шесть люминесцентных ламп (на рисунке показаны только две из них). В качестве светораспределителя служа световоды имеющие дифракционную структуру призматического сечения О назначении спейсеров уже было сказано в первой статье цикла Далее расположены диффузионная и призматическая пластины
Цель применения всех перечисленных приспособлений - максимально использовать световой поток и обеспечить равномерное его распределение в рабочей зоне подсветки.
Пластина цветного фильтра о которой также раньше было рассказано находится непосредственно за панелью Сама ЖК панель имеет контакт ные разъемы для подачи исходных управляющих сигналов (LSD Source) и стробирующих (сканирующих) сигналов (LSD Gate). На рисунке показаны фрагменты ленточных кабелей, по которым направляются эти сигналы.
Весь рассмотренный "бутерброд" стянут восемью винтами два из них изображены на рисунке).
Структурная схема платы тюнера показана на рис. 12.
(нажмите для увеличения)
Схема остальных узлов телевизора "Sharp - LC-20C2E представлена на рис. 13.
(нажмите для увеличения)
Принципиальная схема платы тюнера представлена на рис. 14.
(нажмите для увеличения)
Радиочастотный сигнал RF поступает непосредственно на антенный вход самого тюнера (см. рис. 12), находящегося на плате тюнера. На его выходах формируются следующие сигналы: SSIF - сигнал ПЧ звука, который через контакт SIF разъема SC902/SC901 проходит на основную плату (см. рис. 13), а именно - на процессор обработки мультимедийных сигналов звука IC901 (1X3371 СЕ); CCVS (см. рис. 12) - полный цветовой телевизионный видеосигнал, который через контакт TV V того же разъема приходит на микросхему коммутатора видеосигналов (см. рис. 13) основной платы IC402 (NJM2235M); AUDIO MONO (см. рис. 12) - монофонический сигнал 3Ч, который через контакт MONOS того же разъема подан также на микросхему IC901 основной платы (см. рис. 13).
Кроме того, сигнал CCVS (см. рис. 12) через змиттерные повторители (на транзисторах Q33, Q13, Q14) поступает на контакт VIDEO OUTPUT разъема для подключения внешних устройств SC903 (SCART).
На плате тюнера находятся также два гнезда J902, J903, необходимых для подключения левого (L) и правого (R) внешних громкоговорителей. На эти гнезда через усилительные каскады (на транзисторах Q8, Q9, Q11, Q12) проходят сигналы SOUND L/R с соответствующих контактов (SC2 OUT L/R) разъема SC902/SC901, на который они поступают с микросхемы IC901 основной платы (см. рис. 13).
Через соответствующие контакты (см. рис. 12) разъема SC903 (SCART) на телевизор подают сигналы 34 AV SOUND L/R и изображения AV PICTURE. Эти сигналы через контакты SC2 IN L/R и V2 IN разъема SC902/SC901 приходят на основную плату (см. рис. 13), причем звуковые сигналы - на процессор IC901, а видеосигналы - на видеопроцессор IC801 (VPC3230D).
С основной платы на плату тюнера через контакты разъема SC901/SC902 поступают звуковые сигналы SC1 OUT L/R и видеосигналы V2 OUT. Причем первые - со звукового процессора IC901 через буферный усилитель IC902 (NJM4560M), а вторые - с видеопроцессора IC801 (выход VO). И те, и другие сигналы в конечном итоге попадают на выходные контакты соединителя SCART (AV SOUND OUT IVR и AV PICTURE OUT) для записи на видеомагнитофон (см. рис. 12).
Сформированные процессором обработки сигналов звука IC901 (см. рис. 13) сигналы 3Ч проступают на предварительный усилитель на микросхеме IC304 (BH3543F+), а с него через контакты разъема Р2003/Р4004 - на находящееся на плате переключателей гнездо подключения головных телефонов J4001. Принципиальная схема платы переключателей представлена на рис. 15.
(нажмите для увеличения)
Процессор обработки сигналов звука IC901 формирует также звуковые сигналы левого и правого каналов DACM L/R (см. рис. 13 в предыдущей части), которые сначала проходят ФНЧ на микросхеме IC903 (NJM4560M), а затем переключатель каналов IC303 (NJM2283F). Переключатель управляется командой L/R, подаваемой с микроконтроллера управления основной платы IC2001 (IX3565CE).
Сигналы 3Ч левого и правого каналов через контакты разъема Р3301/Р3302 попадают на звуковую выходную плату, принципиальная схема которой показана на рис. 16. Они приходят на входы усилителя мощности 3Ч на микросхеме IC3305 (L44635A+). Усиленные сигналы через контакты разъемов Р304 и Р305 поступают на динамические головки левого L и правого R каналов. Микросхема питается от источника PA VCC (см. рис. 13) напряжением 13 В. Как уже указано, оно сначала проходит с платы тюнера на основную плату, а затем на звуковую выходную плату через контакты разъема Р3301/Р3302.
(нажмите для увеличения)
Как уже было перечислено в предыдущих частях цикла, на плате тюнера (см. рис. 12) расположен микроконтроллер управления 19 (ST92R195), совмещенный с устройствами OSD, телетекста и выделения из сигнала необходимой информации. С микроконтроллером непосредственно связаны микросхемы ЭППЗУ (EEPROM) 13 (TMS27C2001 - 10), статического ОЗУ (SRAM) I6 (W24257 - AS - 35), ЗУ 12 (24C32) и сброса (RESET) И (TS831 - 4IDT).
На выходах микроконтроллера формируются сигналы основных цветов R, G, В (VPC - TEXT на принципиальной схеме), соответствующие выбранному режиму его работы: либо сигналы телетекста, либо сигналы OSD (номера программ, настройки на программы, регулировки параметров и т. п.). Эти сигналы поступают на входы выполненного на микросхеме 14 (ТЕА5114А) переключателя аналоговых сигналов R, G, В. На его другие входы приходят сигналы основных цветов R, G, В с другого подобного переключателя на микросхеме ИЗ. На нее поданы сигналы R, G, В через контакты внешнего соединителя SC903 (SCART). Переключателями управляет микроконтроллер по цепям FB.OSD (переключатель I4) и RGB CONT (переключатель I13). В результате на выходах переключателя I4 появляются сигналы основных цветов, которые через контакты разъема SC802/SC801 (см. рис. 13) проходят на микросхему видеопроцессора и АЦП IC801 основной платы.
Принципиальная схема основной платы состоит из шести частей. Три из них представлены на рис. 17.1 - 17.3.
(нажмите для увеличения)
(нажмите для увеличения)
(нажмите для увеличения)
Микроконтроллер управления платы тюнера I9 (см. рис. 12 в предыдущих частях) формирует также строчные Н и кадровые V синхронизирующие импульсы, поступающие через контакты разъема SC802/SC801 сначала (см. рис. 13 в предыдущих частях) на видеопроцессор IC801 и контроллер управления ЖК панелью IС 1201 (IX3378CE), а с последнего - на микроконтроллер управления основной платы IC2001. Между микроконтроллерами платы тюнера и основной платы происходит обмен информацией посредством показанных на рис. 12 и 13 синхронизирующих и управляющих сигналов SUB CLK, SUB IN, SUB OUT, M/S IN, M/S OUT, H (HSY) и V (VSY).
На плате тюнера (см. рис. 12) находятся также входное гнездо J3702 для подключения источника постоянного напряжения 13 В и окружающие его предохранители. Это напряжение через контакты разъема Р904/Р901 подано на основную плату, а через контакты разъемов Р702/Р6555 и Р703/Р6755 - на платы инверторов В и А соответственно.
На видеопроцессор IC801 (см. рис. 13) поступают следующие аналоговые видеосигналы: AV1 - с коммутатора видеосигналов TV/AV (с микросхемы IC402 по команде с микроконтроллера управления IC2001); AV2 - с разъема SCART платы тюнера; AV3 - через контакт разъема Р903/Р5001, на который приходит внешний видеосигнал V3 IN с одного из гнезд разъема J5001 видеоплаты, и сигнал цветности V1 SC - через контакт того же разъема Р903/Р5001, на который с гнезда разъема SC5001 видеоплаты проходит сигнал цветности SC (S-VHS). Принципиальная схема видеоплаты изображена на рис. 18.
Через контакты разъема Р903/Р5001 (см. рис. 13) поданы также звуковые сигналы V3 IN L и V3 IN R (с двух других гнезд разъема J5001 видеоплаты), которые поступают на процессор обработки сигналов звука IC901. Сигнал яркости V1 SY (S-VHS) с гнезда разъема SC5001 видеоплаты попадает на коммутатор видеосигналов TV/AV (микросхема IC402).
Микросхема IC801 преобразует приходящие на нее аналоговые видеосигналы в цифровые: восьмибитовые сигналы яркости VPYO-VPY7 и цветности UVO-UV7, а также строчные HSY, кадровые VSY и другие (LLC1, LLC2, FIELD) сигналы синхронизации и управления. С выхода микросхемы IC801 аналоговый полный видеосигнал VO, помимо разъема SC901/SC902, приходит на синхроселектор на микросхеме IC401 (BA7046F). Выделенные ей синхроимпульсы CSYNC проходят на микроконтроллер управления IC2001, а импульсы HD - на аналоговый переключатель, выполненный на микросхеме IC2007 (TC4W53U). На последний поданы и синхронизирующие импульсы HSYc видеопроцессора IC801. В зависимости от состояния этого переключателя, управляемого сигналом HSYNC SW, поступающим с микроконтроллера управления 19 платы тюнеpa, на его выходе формируется сигнал OSD HD высокого или низкого уровня. Он попадает на тот же микроконтроллер 19 платы тюнера и управляет в нем работой устройств OSD и телетекста.
На микроконтроллер управления основной платы IC2001 с платы переключателей через контакты разъема Р4004/Р2003 проходят управляющие сигналы с клавиатуры передней панели SW4002-SW4004, SW4006-SW4008 и приемника ИК излучения RMC4002 (см. рис. 15 в предыдущих частях).
С микроконтроллером управления IC2001 (см. рис. 13) связаны микросхемы ЭППЗУ (EEPROM) IC2004 (BR24C08F) и сброса (RESET) IC2002 (PST529DM).
Сформированные видеопроцессором IC801 цифровые сигналы яркости, цветности и синхронизации поступают на большую (160 выводов) микросхему-контроллер IC1201 (IX3378CE), которой в основном и формируются цифровые сигналы управления ЖК панелью: R0- R5 - красного, GO-G5 - зеленого, ВО В5 - синего цвета и СК - синхронизации. Все они проходят на панель через контакты разъема SC1201 (LCD Source). Совместно с контроллером IC1201 работают микросхемы внешней памяти (FIFO) IC1202 (PD485505) и аналогового мультиплексора 1С 1205 (TC4052BF) Мультиплексированные сигналы GCK приходят на ЖК панель через контакт разъема SC1202 (LCD Gate).
Образцовое напряжение REV с контроллера IC1201 подано на устройство градуировки образцовых напряжений ЖК панели, выполненное на микросхемах IC1102-IC1104 (NJM4565V), 1С 1106- IC1108 (NJM4580V) и IC1105, IC1110 (BU4053V). На выходе устройства формируется пять постоянных образцовых напряжении (V0 V16 V32 V48 V64) по ступающих на ЖК панель через контакты разъема SC1201 и используемых для формирования уровней напряжений строк и столбцов панели.
Микросхема ЦАП IC1101 (MB8346BV) создает десять постоянных уровней А01-А08, А010, А012, управляющих устройством градуировки образцовых напряжений, а сама микросхема IC1101, в свою очередь, управляется цифровыми сигналами DAC1 SC, MPDA и MPCLK, подаваемыми на нее с микроконтроллера IC2001. Последний формирует также сигнал CONTROL, управляющий контроллером ЖК панели IC1201.
На микросхеме 1С 1109 (NJM353M) выполнено устройство общего управления строками и столбцами ЖК панели. Оно создает управляющие сигналы VCOM, CS СОМ и CS СОМ1, подаваемые через контакты разъемов SC1201 и SC1202 на панель. Постоянное напряжение А011 на одном из выходов ЦАП IC1101 обеспечивает режим по постоянному току (BIAS) устройства общего управления ЖК панелью.
Для получения переменных напряжений питания люминесцентных ламп устройства задней подсветки в ЖК панели телевизор имеет две одинаковые платы инверторов А и В. На них собраны преобразователи постоянного напряжения в переменное по схеме, показанной на рис. 19 для инвертора А (обозначения элементов инвертора В отличаются только второй цифрой) Они представ ляют собой автогенераторы, работающие на частотах 30.. .65 кГц. Автогенераторы включают в себя по три (с параллельно соединенными первичными обмотками) импульсных трансформатора Т6751-Т6753 в инверторе А и Т6555- Т6557 в инверторе В (по числу используемых ламп) и по два высокочастотных транзистора Q6751, Q6752 на плате А и Q6551, Q6552 на плате В.
(нажмите для увеличения)
В момент подачи напряжения питания 13 В на повышающих (вторичных) обмотках всех трансформаторов появляются высоковольтные (свыше 1 кВ) импульсы, что обеспечивает начальную ионизацию разрядных промежутков ламп и лавинный пробой в них. После перехода автогенераторов в рабочий режим на вторичных обмотках трансформаторов создается переменное напряжение амплитудой не менее 300 В, которое поступает на так называемые "горячие" (LIGHT НОТ) выводы всех ламп через контакты LH1 -LH3 разъемов Р6751 и Р6551. "Холодные" (LIGHT COLD) выводы ламп (контакты LC1-LC3) подключены к звуковой плате (см. рис. 16 в предыдущем номере). На ней имеются детекторы ошибок ламп, выполненные на сборках полевых транзисторов Q3600-G3602. Упрощенная схема подключения трех люминесцентных ламп HL1- HL3 к инвертору А и цепей на звуковой выходной плате изображена на рис. 20. Сигнал ошибки L ERR через контакт разъема Р3302/Р3301 (см. рис. 13) попадает на микроконтроллер управления IC2001, что обеспечивает кратковременный перевод телевизора в дежурный режим STBY. После пяти циклов включения/выключения ламп, если ошибка не устранилась, телевизор выключается.
Постоянное (DC) напряжение питания 13 В через контакты разъема Р904/Р901 (см. рис. 12 и 13) с платы тюнера проходит на основную плату, где находится источник питания - преобразователь постоянного напряжения в другие постоянные (DC/DC преобразователь), выполненный на ключевом полевом транзисторе Q702 (К2503), импульсном трансформаторе Т701 и микросхеме ШИМ-контроллера IC702 (NJM2377M)
Источник питания формирует хорошо стабилизированные напряжения 3,3 В - микросхемой-стабилизатором IC752 (BA033FP), 5 В - микросхемой-стабилизатором IC751 (AN8005M) и транзисторами Q751, Q753, 31 В - транзистором Q204 с ОУ микросхемы IC201, 28 В - транзисторами Q201, Q202 со вторым ОУ микросхемы IC201 и 8 В - сдвоенными транзисторами разной структуры Q203, а также стабилизированные только за счет обратной связи на ШИМ-контроллер IC702 напряжения 5 и -8 В. Для выключения источника питания в дежурном режиме на DC/DC преобразователь приходит команда STBYc микроконтроллера управления IC2001.
Управление большинством устройств телевизора обеспечивается микроконтроллером управления IC2001 по цифровой шине I2С (сигналы данных SDA и синхронизации SCL).
Остальные три части принципиальной схемы основной платы представлены на рис. 21.
(нажмите для увеличения)
(нажмите для увеличения)
(нажмите для увеличения)
В телевизоре "Sharp - LC-20C2E" возможны три способа вхождения в режим регулировки микроконтроллера основной платы. Для их пояснения на рис. 22 и 23 изображены вид панели управления телевизора, расположенной под ЖК дисплеем, и вид ПДУ соответственно, а также указано назначение кнопок и других элементов.
В первом способе включают питание телевизора и нажимают на кнопку М ПДУ.
Во втором способе предусмотрено сначала одновременное нажатие на кнопки MENU и TV/VIDEO на панели управления телевизора и включение питания, а затем - одновременное нажатие на кнопки уменьшения громкости (-) и номера канала (CHv).
Третий способ связан с соединением вывода 81 или 82 микроконтроллера управления IC2001 основной платы (контрольные точки ТР2001 или ТР2002 соответственно) с общим проводом и дальнейшим включением питания аппарата. В этом случае будет инициализирована память, т. е. такой способ применим при замене микросхем IC2004 или IC2001 в процессе ремонта.
После вхождения в режим, перемещая курсор вверх или вниз кнопками Δ и Δ ПДУ, выбирают необходимый параметр регулировки:
- напряжение питания +B5V (5,00+0,05 В);
- установка модели (С2Е);
- установка размера экрана по диагонали (20 дюймов);
- регулировка общего режима (напряжения смещения COM BIAS) ЖК панели (до получения наилучшей контрастности);
- установка уровня черного в каналах сигналов R и В (до получения оптимального баланса белого).
В каждом случае, нажимая на кнопки VOLUME+ и VOLUME- на ПДУ, устанавливают необходимое значение.
Для вхождения в режим регулировки микроконтроллера платы тюнера сначала нажимают на кнопку MENU на панели управления телевизора. Затем, нажимая на кнопку Δ ПДУ, добиваются изображения, показанного на рис. 24, и в течение 1 с нажимают на кнопку М ПДУ. Далее, перемещая курсор вверх или вниз кнопками Д и V ПДУ, выбирают необходимый параметр регулировки.
- установка размера по горизонтали;
- установка значений параметров видеотракта (задержка сигнала яркости, контрастность, насыщенность, цветовой тон, задержка АРУ) в соответствии с указанными в таблице.
Значения устанавливают теми же кнопками VOLUME+ и VOLUME- на ПДУ.
При ремонте таких телевизоров необходимо соблюдать не меньшую осторожность, чем при ремонте обычных телевизоров. Весьма желательно работать в антистатическом браслете и на электропроводящем коврике, так как все панели "боятся" электростатических зарядов.
Прежде чем приступить к ремонту, необходимо убедиться в правильности установки параметров так, как это описано выше. Для ориентирования при ремонте на рис. 25 представлено размещение плат и других устройств в телевизоре, а также расположение разъемов. Широкими черными стрелками на нем показаны направления поиска разъемов для облегчения снятия и установки плат.
Рассмотрим возможные неисправности телевизора на конкретных примерах.
1. Нет изображения и звука.
Прежде всего проверяют целостность предохранителей F2-F4 на плате тюнера (см. рис. 14). Если какой-нибудь из них (или несколько) имеет обрыв, то проверяют цепи нагрузки на отсутствие короткого замыкания. При его обнаружении прежде всего проверяют исправность трансформатора T701 источника питания и транзисторов Q702, Q751, Q753 и ключевого элемента Q752 основной платы (см. рис. 21, часть 6).
Если короткого замыкания нет, проверяют наличие постоянных напряжений на выходах выпрямителей и стабилизаторов источника питания. При отсутствии всех напряжений питания проверяют исправность микросхемы IC702, транзисторов Q702, Q703, а также отсутствие обрыва предохранителей FB701, FB708, FB709 и первичных обмоток трансформатора Т701.
При отсутствии какого-нибудь одного питающего напряжения проверяют исправность соответствующего выпрямителя во вторичных цепях трансформатора Т701 и стабилизатора напряжения.
2. Нет изображения.
Проверяют наличие цифровых видеосигналов на соответствующих выводах микросхем IC801 (см. рис. 17, часть 3) и IC1201 (см. рис. 21, часть 4) основной платы. Если обнаружено их отсутствие на выходах той или иной микросхемы, то прежде, чем их заменять (это делают в самую последнюю очередь), проверяют режим микросхемы по постоянному току. Он не должен отличаться от указанного на принципиальной схеме более чем на ±10 %. Лишь после этого принимают решение о замене микросхемы или какого-нибудь из окружающих ее элементов.
Если же на выходах микросхемы IC1201 присутствуют необходимые видеосигналы и они поступают на ЖК панель, то вначале проверяют поступление сигналов и напряжений на микросхему IC1205, а затем - исправность ее самой, а также поступление мультиплексированных сигналов на панель.
Проверяют также поступление образцового напряжения REF с микросхемы IC1201 (см. рис. 21, часть 4) на устройство градуированных напряжений (см. рис. 21, часть 5), исправность входящих в него микросхем IC1102- IC1108, IC1110 и наличие градуированных напряжений на контактах разъемов панели (см. рис. 21, часть 4).
В заключение обследования делают вывод о неисправности самой панели.
3. Нет изображения при подаче сигнала на антенный вход.
Сначала проверяют наличие напряжений 5, 9, 12 и 31 В на соответствующих контактах разъемов тюнера (см. рис. 14). Необходимо иметь в виду, что если напряжения 5,12 и 31 В поступают с источника питания, находящегося на основной плате, то напряжение 9 В стабилизируется микросхемой 15 платы тюнера, которая может выйти из строя. Проверяют также другие стабилизаторы - микросхемы НО, И1 и транзисторы Q18 и Q28, находящиеся на плате тюнера.
Затем проверяют наличие видеосигнала CCVS на выходе тюнера. Его отсутствие указывает на неисправность тюнера. Если сигнал имеется, необходимо проследить (цепь TV V), поступает ли он на вход (вывод 3) микросхемы IC402 (см. рис. 17, части 1 и 3) и на ее выход (вывод 7). Если на выходе микросхемы сигнала нет, то либо микросхема неисправна, либо на ее управляющие входы (выводы 2 и 4) не приходят соответствующие сигналы команд (TV/AV и AV/IR) с микроконтроллера управления IC2001 (см. рис. 17, части 2 и 3).
Если сигнал на выходе микросхемы IC402 есть, проверяют исправность транзистора Q420 основной платы (см. рис. 17, часть 3) и поступление сигнала на вывод 73 микросхемы IC801. Если сигнал имеется, то микросхема вышла из строя.
4. Нет изображения при подаче сигнала на один из видеовходов.
При такой неисправности возможны три случая.
Если нет изображения при подаче сигнала S-VHS (первый случай) на гнездо SC5001 видеоплаты (см. рис. 18), проверяют прохождение сигнала яркости V1 SY - V1 V через видеоплату, контакты разъема Р5001/Р903, микросхему IC402 (выводы 1 и 7) и транзистор Q420 основной платы (см. рис. 17, части 1 и 3) на вывод 73 микросхемы IC801 при соответствующих командах с микроконтроллера управления IC2001 (см. выше). Как и в предыдущей неисправности, если сигнал имеется, микросхема дефектна.
Возможно отсутствие изображения при подаче видеосигнала на контакт 20 разъема SCART (второй случай). Проверяют прохождение сигнала V2 V через плату тюнера (см. рис. 14), контакты разъемов SC902/SC901, транзистор Q421 основной платы (см. рис. 17, часть 3) на вывод 74 микросхемы IC801. Если сигнал приходит, микросхема неисправна.
И наконец, если нет изображения при подаче видеосигнала на гнездо J5001 (третий случай) видеоплаты (см. рис. 18), проверяют прохождение сигнала V3 IN - SY OUT через видеоплату, контакты разъема Р5001/Р903 (см. рис. 17, часть 1), транзистор Q820 основной платы (см. рис. 17, часть 3) на вывод 75 микросхемы IC801. Если сигнал присутствует, микросхема также неисправна.
5. Нет звука в динамических головках.
Проверяют наличие сигналов 34 на выходах (выводы 12 и 8) микросхемы IC3305 звуковой выходной платы (см. рис. 16) и их поступление через контакты разъемов Р304 и Р305 на динамические головки. Если сигналов нет, проверяют режим микросхемы по постоянному току и, прежде всего, наличие напряжения питания 13 В на ее выводе 7. Если режим соответствует указанному на схеме, проверяют поступление на микросхему входных сигналов 3Ч через контакты 8 и 9 разъемов Р3302/Р3301 с основной платы (см. рис. 21, часть 6). На ней проверяют исправность микросхем IC303, IC903 (см. рис. 17, часть 1) и окружающих их элементов а также поступление на них сиг налов DACM R и DACM L с процессора IC901 (выводы 27 и 28 соответственно).
И наконец, проверяют исправность самого процессора IC901, окружающих его элементов и поступление на его входы звуковых сигналов MONOS (на вывод 60) и SIF (на вывод 67) с платы тюнера (см. рис. 14). Может быть, конечно, неисправен и сам тюнер, если оба эти сигнала отсутствуют.
Дополнительно проверяют уровень напряжения блокировки на выводе 53 микросхемыIC2001 (см рис 17,часть2) который должен быть низким. В ином случае звук будет блокирован
6. Нет звука в головных телефонах.
Поиск причины неисправности начинают с проверки наличия звуковых сигналов на выводах 24 и 25 процессора IC901 на основной плате (см. рис. 17, часть 1). Если их нет, проверяют исправность процессора и окружающих его элементов.
Если сигналы присутствуют, сначала проверяют исправность ми кросхемы IC304 и окружающих ее элементов, а затем прохождение сигналов HR и HL (см. рис. 17, части 1 и 2) через контакты разъема Р2003/Р4004 на гнездо подключения головных телефонов J4001. Оно находится на плате переключателей (см. рис. 15).
7. Нет звуковых сигналов на линейном выходе.
Проверяют наличие сигналов 3Ч на выводах 36 и 37 процессора IC901 (см. рис. 17, часть 1). Если их нет, обследуют процессор и окружающие его элементы.
Если сигналы есть, проверяют исправность микросхемы IC902 и, если она и окружающие ее элементы исправны, дальнейшее прохождение сигналов V2R0, V2LO через контакты разъема SC901/SC902 на разъем SCART платы тюнера (см. рис. 14).
8. Нет баланса белого цвета.
В зависимости от цветового оттенка изображения проверяют размахи сигналов RO-R5 на контактах 18-23 разъема SC1201 (см. рис. 21, часть 4) ЖК панели, сигналов GO-G5 на контактах 25-30 и сигналов ВО-В5 на контактах 32-37. Если отсутствуют сигналы R или их размах значительно уменьшен, проверяют исправность резисторов в сборках R1202, R1203, если сигналы G - в сборках R1204, R1205, а если сигналы В - в сборках R1206, R1207.
В случае, когда все резисторы исправны, но каких-нибудь из названных сигналов нет или они малы, обращают внимание на режим контроллера IC1201 и затем принимают решение о его неисправности.
9. Не светятся лампы устройства задней подсветки.
Если не светятся все лампы, го, скорее всего, на контакты 2 разъемов R703/P6755 и R702/P6555 плат инверторов (см. рис. 14 платы тюнера) подана команда блокировки OFLO через разъемы SC902/SC901 с вывода 34 контроллера IC1201 (см. рис. 17, часть 1 и рис. 21, часть 4), останавливающая работу обоих преобразователей. В нормальном рабочем режиме на указанном выводе контроллера должен быть высокий уровень напряжения. Неисправным в этом случае может быть и ключевой элемент Q3603, расположенный на основной плате.
Но наиболее вероятна неисправность, при которой не светятся три лампы подсветки. В таком случае сначала проверяют целостность предохранителей F1 и F5 на плате тюнера (см. рис. 14), через которые проходит напряжение питания 13 В на платы инверторов. Если предохранители целы, проверяют работоспособность соответствующего преобразователя напряжения (см. рис. 19), т. е. исправность его элементов, в первую очередь - транзисторов и трансформаторов.
Если же не светится только одна лампа, то либо она неисправна, либо оборвана одна из обмоток соответствующего трансформатора в преобразователях.
Литература
- Самарин А. В. Жидкокристаллические дисплеи. Библиотека инженера. - М.: Солон-Р, 2002.
- Крылов Е. Подсветка LCD-дисплеев. - Компоненты и технологии, 2001, № 6, с. 18-20.
Смотрите другие статьи раздела .
Вся техника периодически может выходить из строя, и телевизор, который имеется практически в каждом доме, тому не исключение. Для возможности своевременной его починки собственными силами необходимо разбираться в схеме работы каскадов, их предназначении и взаимодействии друг с другом, а также представлять основы работы ТВ-приемника.
Основной принцип (технология) работы телевизора
Одним из главных устройств любого телевизора, обеспечивающим прием сигнала, является телевизионная антенна (ТА), причем главным параметром ее работы является правильное согласование выходного R активного вибратора с сопротивлением, присущим кабелю снижения (КС). Он необходим для того, чтобы передавать входящий импульс, принятый ТА и является коаксиальным кабелем высокой частоты, имеющим достаточный КПД (фидер).
Согласование необходимо для достижения более высокого КБВ (коэффициента бегущей волны) в самом кабеле снижения. Устройство согласования предназначено для преобразования R в величину, близкую по значению сопротивлению, которым обладает фидер.
Также ТА обязана иметь определенные значения по полосе пропускания, это является важным параметром, так как ее ширина напрямую определяет равномерность ее амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).
Структурную схему обычного, черно-белого телевизора можно представить:
Сигнал, поступающий с антенны, попадает на входное избирательное устройство (ВИУ), которое выделяет тот телевизионный сигнал, требующийся в определенный момент. С учетом того, что его U достаточно мало, далее следует его усиление посредством высокочастотного усилителя (УВЧ).
После усиления он идет на частотный преобразователь (ПЧ), представляющий собой смеситель с гетеродином, точность настройки которого необходима для получения высококачественного изображения (четкости, отсутствия любых искажений по фазе и качеству звука). Плюс, правильная и четкая подстройка способствует сглаживанию имеющихся помех, поступающих от других ТВ-каналов.
По количеству колебательных контуров гетеродин полностью аналогичен ВИУ. После настройки сигнала в гетеродине, он идет на смеситель, куда также приходит и параметр от ВИУ.
Согласно принципу работы смесителя, который переносит принимаемую частоту на промежуточную, в нем происходит умножение частоты имеющегося изображения и частоты звука на частотную составляющую гетеродина.
В результате этого на выходе получаются колебания частоты изображения i, а также звука f (все они - промежуточные).
f ПР = f Г – f С
Таким образом, на выходе ПЧ имеются промежуточная i изображения и звука, при этом первая должна быть на 6,5 МГц выше второй.
Независимо от того, какой канал настраивается, эти значения являются постоянной величиной и имеют следующие значения:
- i изображения = 38 МГц.
- f звука = 31,5 МгЦ.
Данные колебания хотя и являются высокочастотными, однако содержат меньшие f принятых сигналов. Если требуется точно его подстроить, в подобных ситуациях параметры гетеродина возможно регулировать посредством изменения С (емкости) в цепи колебательного контура.
Как правило, в современных моделях имеется блок АПЧГ, который автоматически подстраивает гетеродин.
Проходя через СК (селектор каналов телевизора), промежуточные частоты попадают в БУ, преобразующего промежуточную частоту получаемой картинки (УПЧИЗ).
После него усиленный импульс идет на детектор (ВД).
ВД осуществляет два основных предназначения:
- Выделение видеосигнала.
- Получение новой, 2-ой промежуточной частоты звуковой составляющей, которая представляет собой разницу между промежуточными частотными составляющими картинки и звуковой составляющей и равна 6,5 МГц.
Таким образом, ВД является ничем иным, как ПЧ.
После ВД сигнал видео идет на усилитель (УВС), а после - на модулятор самого кинескопа (МК).
Полученное значение(6,5 МГц) идет на УПЧЗ, после чего она передается на детектор (ЧД), выделяющий непосредственно сам звук, после чего отправляет его на УЧЗ и впоследствии – на громкоговоритель (ГР).
Синхронизирующий сигнал выделяется из УВС посредством блока синхронизации (БС) и, не претерпевая видоизменений, проходит все имеющиеся блоки.
В БС происходит его разделение на строчные и также кадровые импульсы при помощи блоков, осуществляющих развертку (БКР, БСР), после чего они идут на ОС.
После БС все импульсы, получаемые посредством БКР и БСР идут на выпрямитель высокого U (ВВ), необходимый для запитки одного из анодов кинескопа (К). Изначально напряжение на схему U подается из блока питания (БП).
Как уже было сказано, после УВС строчные, а также кадровые импульсы составляют полный готовый видеосигнал. Благодаря этому на экране К электронный луч двигается синхронно и с той же фазой, что и луч, который передается с трубки телецентра.
Видеосигнал содержит импульсы, гасящие луч в К, требуемые на обратный код указанных разверток (кадровых, строчных).
Чтобы выделить непосредственно синхроимпульсы, имеется селектор (ССИ), который находится всегда в запертом состоянии и переходит в открытое состояние из-за импульсов синхронизации. Так как амплитуда синхроимпульсов всегда выше амплитуды сигнала изображения для самых черных элементов, и происходит их выделение. При этом их значение будет соответствовать понятию «чернее черного».
Также ССИ обладает функцией разделения на строчные и кадровые синхроимпульсы посредством измерения разницы по длительности между строчными и кадровыми импульсами (длительность последних выше).
Таким образом, посредством процедуры дифференцирования получают строчные синхроимпульсы, а при помощи интегрирования – кадровые синхроимпульсы.
После ССИ кадровые синхроимпульсы идут на ГКР (генератор кадровой развертки), где на выходном каскаде из отклоняющих катушек получается напряжение пилообразной формы, что и продуцирует линейный ток I пилообразной формы.
Отклоняющие катушки ОС, обеспечивающие кадровку, соединяются с ГКР при помощи выходного кадрового трансформатора (ВТК), обеспечивающего полное согласование R каскада (лампового) с R отклоняющих катушек. Как вариант, подсоединение может быть выполнено полупроводниками ГКР, так как их R значительно меньше.
Посредством ОС, установленной на горловину трубки кинескопа (К), происходит управление электронным лучом, при этом воздействие на него осуществляется с помощью магнитного поля соленоидов ОС.
Строчные синхроимпульсы проходят на устройство, обеспечивающее автоматическую частотную и фазовую подстройку самой строчной развертки (АПЧиФ). Там же происходит сравнение по длительности строчных синхроимпульсов и импульсов обратного хода самой строчной развертки, которые приходят с ГСР.
Если длительность строчных синхроимпульсов и импульсов обратного хода с ГСР совпадает, на выходе АПЧиФ U будет равняться нулю.
Если по длительности наблюдаются отклонения в ту или иную сторону, на выходе получается U, пропорциональное величине данного отклонения. При этом, полярность напряжения будет зависеть от времени поступления импульсов с ССИ и ГСР.
За счет имеющейся инерционности АПЧиФ, импульсные помехи, также попадающие вместе с входящим сигналом, не оказывают никакого влияния на его работу.
Выходное напряжение с АПЧиФ идет на ГСР, который в свою очередь меняет частотную составляющую напряжения развертки.
Упрощенная электрическая принципиальная (структурная) схема телевизора
Согласно представленной в предыдущем подпункте структурной схеме, становится понятным расположение и взаимодействие отдельных блоков между собой.
С учетом развития технологий, принципы построения схем и работы значительно видоизменились, так как с течением времени телевизоры с черно-белым экраном сменились вначале цветными, а затем и ЖК и плазменными.
В связи с этим, в классическую структурную схему в связи с переходом на цветное вещание были добавлены новые элементы, такие как:
- БЦ – блок цветности.
- БДУ – блок, обеспечивающий управление на расстоянии.
- БКВУ – блок, обеспечивающий коммутацию всех внешних устройств.
Что касается современных, ЖК и плазменных панелей, количество различных блоков в них значительно больше.
Устройство, принципы работы черно-белых моделей (аналоговых)
Все черно-белые телевизоры, относящиеся как к ламповым, так и полупроводниковым моделям, имеют схожую структурную компоновку.
Как видно из представленного рисунка, добавлены следующие устройства:
- Метровый селектор каналов (СКМ).
- Дециметровый селектор каналов (СКД).
- Усилитель промежуточной f изображения (УПЧИ).
Сигналы звука и картинки, усиленные и преобразованные в блоке, переключающем каналы телевизора (ПТК), поступают в УПЧИ.
С учетом того, что частота колебаний гетеродина отличается по значению от f поступающего импульса (выше), как уже указывалось, разница между промежуточной i картинки и звука составляет 6, 5 МГц.
Для получения изображения самого высшего качества, требуется точно настроить гетеродин на входе на нужную частоту, которая обеспечивает четкость видеоизображения и чистоту звукового сигнала, а также отсутствие искажений по фазе.
Все подобные телевизоры имеют функцию как ручной, так и автоматической подстройки
Ручная настройка помогает обеспечить правильную подстройку при приеме тестовой таблицы.
Автоматическая настройка крайне необходимо при различных коммутациях, таких как включение и прогрев самого устройства (меняется частотная составляющая гетеродина), скачка напряжения в электросети, внешних помехах или переключении требуемых каналов.
АПЧГ (автоматическая частотная подстройка гетеродина)
АПЧГ выполняется с ОС и содержит в себе различитель и элемент управления.
Различитель представляет собой не что иное, как дискриминатор фаз, где на вход идет U промежуточной частоты. Таким образом, если телевизор подстроен точно, U на выходе будет равняться нулю.
При имеющемся отклонении частоты гетеродина (от 38 МГц, номинальной), на выходе появляется управляющее U расстройки.
U расстройки идет на устройство, называемое варикапом, который соединено с контуром гетеродина в ПТК. Таким образом, данное U меняет f гетеродина ту сторону, которая противоположна расстройке.
Но полностью устранить имеющуюся расстройку АПЧГ не в состоянии, потому в наличии всегда имеется ее остаточные значения. При этом, чем выше коэффициент автоподстройки, тем меньше будет значение остаточной расстройки.
Зачастую, стандартным решением в устройствах подобного типа является использование АПЧГ по промежуточной f и УПТ (усилителем постоянного I). При такой схеме остаточная расстройка составляет порядка 50 кГц (изначально присутствует в 1,2 МГЦ).
Также многие модели первого поколения комплектуются следующими блоками:
- Автоматической регулировкой усиления (АРУ), обеспечивающим постоянное поддержание каких-либо значений.
- Автоматической постройкой по f и фазе (АПЧиФ).
В данных моделях за счет АПЧиФ в ГСР предусмотрена частотная и фазовая автосинхронизация с подобными параметрами синхроимпульсов от телецентра. Также обеспечивается надежная синхронизация строчной развертки сигнала на входе, если он ослаблен или присутствуют импульсные помехи, что актуально для моделей с большой диагональю экрана.
Далее, на выходе ФД (фазового детектора), который в обязательном порядке имеется в подобных моделях, будет присутствовать постоянное U, при этом его полярность и значение будут находиться в прямо пропорциональной зависимости от угла сдвига фаз импульсов.
Если данный угол будет нулевым, напряжение на выходе ФД также будет иметь нулевое значение. При других его величинах, данное U идет на управляющую сетку ЗРГ (задающий релаксационный генератор) через фильтр низких частот (НЧФ).
Если напряжение начинает меняться, происходят изменения также и в частоте собственных колебаний ЗРГ. Таким образом, данные колебаний затухнут лишь тогда, когда их расхождение с углом сдвига фаз и f синхроимпульсов также сведется к нулю.
В зависимости от схемы построения, АПЧиФ не всегда способен компенсировать все возможные отклонения f ЗРГ. Во избежание подобной проблемы в таких телевизорах с простой схемой АПЧиФ устанавливается ручная регулировка.
Что касается моделей первого класса, за счет правильного выбора схемы АПЧиФ с широким диапазоном полосы, захватывающей f ЗРГ, отпадает необходимость в установке возможности ручной подстройки. Это достигается за счет контроллера, фазового дискриминатора, который запоминает последнюю величину пикового U разностной f.
Устройство, принципы работы цветных телевизоров (аналоговых)
Данные модели являются аналоговыми и выполнены на полупроводниках.
В отличие от предыдущего изображения, в составе цветного телевизора на полупроводниках добавлены такие новые составляющие:
- Плата дистанционного управления (ДУ).
- Видеопроцессор, укомплектованный декодером цветности.
- Декодер, обеспечивающий телетекст.
- Плеер DVD.Плеер-USB.
Схема, устройство, принципы работы ЖК и плазменных панелей
В данных моделях схема значительно изменена, так как в отличие от аналогового, сигнал обрабатывается цифровым способом.
Основные блоки, присущие подобным устройствам, следующие:
- Инвертор. Благодаря ему обеспечивается напряжение, необходимое для запитки светодиодов или ламп подсветки.
- Память, в которой хранятся данные о настройках – ПЗУ.
- Оперативная память, которая принимает непосредственное участие в их обработке – ОЗУ.
Таким образом, принцип действия телевизора во всех моделях остается одним и тем же, однако за счет развития современных технологий составляющие элементы претерпели значительные изменения.
Телевизионный приемник - устройство для приема телевизионных сигналов и их преобразования в визуально-звуковые образы.
Телевизор состоит из устройства отображения визуальной информации (кинескопа, жидкокристаллической или плазменной панели); шасси - платы, которая содержит основные электронные блоки телевизора (телетюнер, декодер с усилителем аудио- и видеосигналов и др.), корпуса с расположенными на нем разъемами, кнопками управления и громкоговорителями.
Телевизионные радиосигналы, принятые антенной, подаются на радиочастотный (антенный) вход телевизора. Далее они поступают в радиочастотный модуль, называемый также тюнером, где из них выделяется и усиливается сигнал именно того канала, на который в этот момент настроен телевизор. В тюнере также происходит преобразование радиочастотного сигнала в низкочастотные видео- и аудиосигналы.
Видеосигнал после усиления подается в модуль цветности (только в телевизорах цветного изображения), содержащий декодер цветности, а затем на устройство отображения визуальной информации. Декодер цветности предназначен для декодирования сигналов цветности той или иной системы (PAL, SEC AM, NTSC).
Аудиосоставляющая подается в канал звукового сопровождения, где происходит выделение звукового сигнала и его необходимое усиление. После усиления аудиосигнал подается на громкоговоритель (динамик), преобразующий электрический сигнал в слышимый звук. Если телевизор рассчитан на воспроизведение стерео или многоканального звука, в составе его канала звукового сопровождения имеется соответствующий декодер многоканального звука, который разделяет звуковую составляющую на каналы.
Кинескопы бывают черно-белого изображения и цветного изображения, отличаются они по конструкции.
Экран кинескопа черно-белого изображения изнутри покрыт сплошным слоем люминофора, обладающего свойством светиться белым цветом под воздействием потока электронов. Тонкий электронный луч формируется электронным прожектором, размещенным в горловине кинескопа. Управление электронным лучом осуществляется электромагнитным способом, в результате чего он последовательно в ходе развертки сканирует экран по строкам, вызывая свечение люминофора. Интенсивность (яркость) свечения люминофора в ходе сканирования изменяется в соответствии с электрическим сигналом (видеосигналом), несущим информацию об изображении.
Экран кинескопа цветного изображения изнутри покрыт дискретным слоем люминофоров (в форме кружков или штрихов), светящихся красным, зеленым и синим цветом под действием трех электронных пучков, формируемых тремя электронными прожекторами. Все кинескопы цветного изображения перед экраном имеют цветоделительную теневую маску. Она служит для того, чтобы каждый из трех электронных лучей, одновременно проходящих через многочисленные отверстия маски в ходе сканирования, точно попадал на "свой" люминофор (первый - на зерна люминофора, светящиеся красным цветом, второй - на зерна люминофора, светящиеся зеленым цветом, третий - на зерна люминофора, светящиеся синим цветом).
Каждый электронный луч модулируется "своим" видеосигналом, что соответствует трем составляющим цветного изображения. Поступая на кинескоп, видеосигналы управляют интенсивностью электронных пучков и, следовательно, яркостью свечения люминофоров (красного, зеленого и синего). В результате на экране цветного кинескопа воспроизводятся одновременно 3 одноцветных изображения, создающих в совокупности цветное изображение.
К современным средствам отображения визуальной информации относят жидкокристаллические экраны, проекционные системы, плазменные панели.
В жидкокристаллических телевизорах LCD (Liquid Crystal Display) изображение формируется системой из жидких кристаллов и поляризационых фильтров. С тыльной стороны жидкокристаллическая панель равномерно освещается источником света. Управление ячейками (пикселями) жидких кристаллов осуществляется матрицей электродов, на которую подается управляющее напряжение. Под действием напряжения жидкие кристаллы разворачиваются, образуя активный поляризатор. При изменении степени поляризации светового потока, изменяется его яркость. Если плоскости поляризации жидкокристаллического пикселя и пассивного поляризационного фильтра отличаются на 90°, то через такую систему свет не проходит.
Цветное изображение получается в результате использования матрицы цветных фильтров, которые выделяют из излучения источника белого цвета три основных цвета, комбинация которых дает возможность воспроизвести любой цвет. Жидкокристаллические телевизоры отличаются компактностью, отсутствием геометрических искажений, вредных электромагнитных излучений, малой массой и потребляемой мощностью, но в то же время имеют малый угол обзора изображения.
В проекционных телевизорах изображение получается в результате оптической проекции на просветный или отражающий экран телевизора яркого светового изображения, создаваемого проектором. Проекторы, используемые в проекционных телевизорах, могут быть построены на электроннолучевых кинескопах, жидкокристаллических матричных полупроводниковых элементах, а также лазерных проекционных трубках.
Основными недостатками проекционных телевизоров являются их громоздкость, высокая потребляемая мощность, низкая четкость увеличенного изображения и узкая зона размещения зрителей перед экраном телевизора.
В основу работы плазменного телевизора положен принцип управления разрядом инертного газа, находящегося в ионизированном состоянии между двумя расположенными на небольшом расстоянии друг от друга плоскопараллельными стеклами ячеистой структуры. Рабочим элементом (пикселем), формирующим отдельную точку изображения, является группа из трех пикселей, ответственных, соответственно, за три основных цвета. Каждый пиксель представляет собой отдельную микрокамеру, на стенках которой находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов. Пиксели находятся в точках пересечения прозрачных управляющих электродов, образующих прямоугольную сетку. При разряде в толще инертного газа возбуждается ультрафиолетовое излучение, которое, воздействуя на люминофоры первичных цветов, вызывает их свечение. Изображение последовательно, точка за точкой, по строкам и кадрам развертывается на экране.
Яркость каждого элемента изображения на панели определяется временем его свечения. Если на экране обычного кинескопа свечение каждого люминофорного пятна непрерывно пульсирует с частотой 25 раз в секунду, то на плазменных панелях самые яркие элементы светятся постоянно ровным светом, не мерцая. Плазменные панели выпускается форматом изображения 16:9. Толщина панели размером экрана в 1 м не превышает 10-15 см, что позволяет использовать их в настенном варианте. Надежность плазменных панелей превышает надежность традиционных кинескопов.
На сегодняшний день, когда вопрос заходит о выборе нового телевизора, многие покупатели не знают, какой ТВ приобрести: плазму или LCD. Особенно важен этот вопрос для тех, кто хочет купить телевизор с большой диагональю и использовать его в дальнейшем в качестве домашнего кинотеатра. Но чтобы разобраться в том, какой же из данных ТВ лучше, следует знать о том, что из себя представляет каждая из технологий и сравнить их характеристики.
В LCD ТВ используются жидкие кристаллы, которые располагаются между прозрачными панелями с электродами. При действии на них электричества, которое проходит через электроды, молекулы данных кристаллов могут свободно изменять свое положение, пропуская сквозь себя свет. Благодаря такой технологии можно создать переключатель света, который будет работать от электричества, если кристаллы будут расположены за лампой подсветки.
От того, как будет проходить свет и плоскости его поляризации, на экране будут видны темные и светлые пиксели, которых довольно много в матрице телевизора. После того, как свет проникает сквозь кристаллы, он попадает на световой фильтр, который состоит из субпикслей зеленого, красного и синего цвета. При этом для одного пикселя используется сразу три субпикселя. Их цвета являются основными и образуют другие оттенки, создающие цветную картинку на экране.
Технология плазменных экранов
Плазменный ТВ также состоит из прозрачных панелей с электродами, между которыми располагаются микролампы, заполнение ионизирующим газом. Каждая из таких ламп-колбочек наполнена газом, который начинает излучать ультрафиолетовый свет, когда через него проходит электричество. Каждая из колбочек покрыта люминофором определенного цвета. Когда ультрафиолетовое излучение проходит через люминофор, мы видим определенный свет. При этом каждый из пикселей состоит из 3 микроламп основного цвета, которые и позволяют при своем сочетании, создавать дополнительные оттенки и цвета. От уровня напряжения будет зависеть и яркость излучаемого свечения.
Сравнение характеристик
|
Характеристика |
Плазма |
LCD |
| Размер экрана | Может выбрать модель с диагональю до 100 дюймов и более. | На сегодняшний день, производство больших LCD мониторов наладилось, и разницы с плазмой нет. |
| Контраст | Плазменные панели лучше передают контраст, так как могут самостоятельно излучать свет. | В жидкокристаллических ТВ, контрастность зависит от интенсивности свечения и кристаллов, а это не позволяет добиться такого же уровня контрастности. |
| Яркость | Яркость в таких телевизорах большая, но имеет ограничения. | В обычных LCD дисплеях яркость довольно небольшая. А вот ЖК модели с подсветкой типа LED превосходят плазму. |
| Глубина черного цвета | Обладают лучшей глубиной черного цвета, так как уровень пиксели могут светиться в разной яркостью. | В LCD телевизорах при довольно темном изображении некоторые его части будут исчезать. |
| Угол обзора | У таких экранов он не менее 170 градусов по всем направлениям. | У старых моделей угол обзора 45 градусов, а на сегодняшний день достигает таких же углов обзора, как и у плазмы. Однако все равно при определенном ракурсе контрастность уменьшается. |
| Разрешение | Плазменных телевизоров с большим разрешением пока не существует. | Обладает лучшим разрешением, так как уменьшить пиксель проще, чем ячейку с газом. |
| Быстрота отклика | Через газ электричество проходит с максимальной скоростью, что позволяет увеличить скорость отклика. | Жидкие кристаллы передают электричество не так быстро, но благодаря использованию транзисторов, получилось достигнуть такой же быстроты отклика. |
| Равномерность освещения | Каждая из ячеек является отдельным источником света. В связи с этим экран освещается равномерно. | В LCD моделях равномерность освещения зависит от того, насколько качественна лампа подсветки и других характеристик. |
| Функциональность | Обладают большим выбором различных функций. | Количество интерфейсов, функций и разъемов ничем не отличается от плазменных моделей. |
| Энергоэффективность | Потребляет намного больше электричества, так как нуждается в постоянной работе вентиляторов для охлаждения. | Потребляет небольшое количество электроэнергии. |
| Долговечность | Плазменные ТВ работают не более 30 000 часов. Однако от перегрева может прослужить и меньше. | Срок службы – до 100 000 часов. Когда перегорит лампа подсветки, ее можно будет заменить, но после этого есть вероятность появления «битых» пикселей. |
| Стоимость | Телевизоры с большой диагональю стоят не так уж дорого. | Большой жидкокристаллический экран довольно сложен в своем изготовлении, поэтому телевизор с такой же диагональю, как у плазмы, будет стоить заметно дороже. |
Достоинства и недостатки плазмы
Если сказать все это более коротко, то у плазмы имеются следующие достоинства:
- Обладает равномерным освещением экрана;
- Лучшая контрастность и глубина черного цвета;
- Лучшая яркость, насыщенность и цветопередача;
- Цена, особенно для ТВ с большой диагональю.
- Хороший угол обзора.
При этом плазма обладает и определенными недостатками:
- Потребляет много электроэнергии;
- Довольно много весит, в связи с чем, сложно повесить ее на стену;
- Со временем каждый пиксель начинает светиться слабее;
- Вентиляторы охлаждения со временем начинают излучать шум.
Плюсы и минусы LCD телевизоров
Теперь следует разобраться с тем, какие достоинства есть у LCD дисплеев:
- Большое разрешение экрана;
- Легкость и компактность ТВ;
- Большой выбор размеров экрана;
- Лучшая энергоэффективность.
Также определимся и с тем, какие недостатки у телевизоров LCD:
- Недостаточно глубокий черный цвет;
- Уровень цветопередачи и контрастность;
- Снижение яркости со временем;
- Стоимость телевизоров с большой диагональю.
Так что лучше: ЖК или плазма?
На самом деле, сидя возле ТВ, вы не заметите какой-то особой разницы в данных двух технологиях. Но если взглянуть на характеристики и послушать отзывы, становится понятно, что плазма все-таки лучше по многим характеристикам. Однако, несмотря на это, плазменные телевизоры довольно сильно греются. Из-за этого вам может мешать шум от вентиляторов. Кроме того, плазма весит довольно много, а это также создает определенные проблемы, особенно при установке ТВ на стене. Поэтому плазма подойдет только для тех людей, у которых довольно большая комната обладающая вентиляцией, и у вас есть деньги не только на телевизор, но и набор источников сигнала HD. Но купить LCD ТВ более практично. Он поддерживает любые видеосигналы и варианты сигнала цифрового телевиденья. Кроме того он подойдет для небольших комнат да и прослужит вам намного дольше.
