由于第五代、第六代 液晶 屏生产企业的高生产能力，液晶 电视 的成本和价格都有望大幅度降低。液晶电视(LCD TV)在全球范围内年销售增长率接近100%，正在成为新的热门家电产品。传统的电脑公司如DELL和传统的DVD厂商如新科也纷纷宣布挤进这个市场领域， 与传统的电视机厂商一争高低， 可见新一轮洗牌已经开始。产品开发的领先将有助于在市场开拓上抢占先机。
液晶显示屏技术的发展已使典型TV屏的亮度高于450cd/m2, 对比度大于500:1，屏的响应时间小于25ms，分辨率达到WXGA(1280×768)， 因此液晶显示屏不仅能在视频图像的显示上与CRT媲美， 同时由于其较高的分辨率而同样适合应用于计算机信息显示。
图1 LCD-TV 整机电路原理框图
这里介绍的液晶电视支持包括RF、AV、S-VIDEO、YCrCb、YPrPb、VGA、D VI等多种常用射频、视频和计算机接口端子的 信号 输入，分别经过处理后，接入数字显示处理器，进行信号格式变换， 最终归一为LCD屏的分辨率输出显示。
整机电路原理框图如图1。
RF/CABLE射频输入的模拟电视信号通过含中频解调的一体化高频头后， 输出的视频信号与两组AV端子接入的视频信号，以及S-VIDEO端子接入的视频信号可以同时接入彩色解码器VPC3230D。MICRONAS公司的VPC3230D具有全制式(PAL/NTSC/SECAM)彩色解码功能，对非标信号和弱信号的适应性较强。它内部有4行(2D)数字梳状滤波器，有亮度、对比度、色饱和度和色调调整。它允许4组复合视频信号(CVBS)和一个S-VHS接入其内置的视频开关，然后选通一组。
输入的模拟信号都经过数字化处理和矩阵变换成为数字视频分量信号, 再进一步进行图像参数调整和格式变换,输出为16 bit的ITU-R BT601或者8 bit的ITU-R 656数字视频，送入去隔行变换器(De-interlacer)FLI2310。
FLI2310是GENESIS公司的一款隔行转逐行变换器。它具有基于单个像素的运动预测的去隔行变换算法，小角度斜线平滑算法， 二维串色消除处理和自适应降噪等功能,外加高度弹性的缩放比例。值得一提的是它采用Faroudja公司的DCDi技术：通常标准的隔行扫描视频信号转变为逐行扫描显示时，图像边缘会产生明显锯齿变形，而DCDi技术能够消除这种变形，获得更光滑自然流畅的视频图像效果。FLI2310接受包括480i/576i/480p/576p/720p/1080i和VGA到SXGA的等各种标准与非标准的视频输入，以及点频135MHz以下的计算机显示格式输入。视频信号在FLI2310中的流程大致为：8bit 656输入后，首先经过自动同步和自动调整的输入处理器，再进行弱化噪声、消除隔行扫描、帧频变换处理，再进入垂直和水平缩放，之后进行垂直和水平图形增强器，最后进入带同步产生的输出处理器，以16/20/24bit RGB/YCrCb数字分量信号输出。经过逐行转换的ITU-R BT601再接入GENESIS公司的JAG-ASM数字显示处理器(Digital Display Processor)的数字视频输入端口。
JAG-ASM性价比优良， 它同时允许模拟和数字信号从不同的端口接入。它有两组内置三个8 bit ADC的接入端口，采样时钟频率高达135MHz。另有一组24 bit(单像素)/48 bit(双像素)的数字RGB接入端口和一组ITU-R BT601 或 ITU-R BT656数字视频接入端口。视频与图像可以在芯片中合成互为PIP(画中画)或PBP(双视窗)。
以上描述的信号处理流程覆盖了传统的电视信号 接收 和隔行扫描的视频信号(VIDEO、S-VIDEO、YCrCb)的接收及变换为逐行的处理过程。
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计算机和部分DVD影碟机输出的带分立的水平同步和垂直同步的模拟RGB 信号 可以从VGA接口(15针D-SUB)接入。各个信号经过ESD静电保护。RGB应有75Ω的阻抗匹配，后送入JAG-ASM的内嵌模数转换ADC。JAG-ASM利用14. 318MHz晶振来供其内置ADC使用。同步信号经缓冲后送入JAG-ASM的同步输入端口。由于JAG-ASM的ADC允许输入的像素率(PIXEL RATE)高达135MSPS, 故从D-SUB接口输入的计算机信号最高分辨率可达到1280×1024/75Hz 或1024×768/85Hz。
DVI接口是为计算机的数字显示输出和部分HDTV 接收 机顶盒的DVI输出数字信号提供的。HDTV机顶盒的DVI输出往往带有HDCP(高清数字内容保护)。从DVI端口接入的信号要经过DVI(TMDS)接收器， 可以选用SILICON IMAGE 公司的Sil161(不带HDCP)或Sil169(带HDCP)。DVI接收器的输出为24bit的数字RGB， 再接入JAG-ASM的图像输入端口。 该端口允许的最高像素率为200MSPS， 故从DVI接口输入的信号分辨率可以高达1600×1200/ 75Hz 或1280×1024/ 85Hz。当需要进行帧频变换的时候， JAG-ASM需要外接帧存储器， 存储器的大小由需要支持的输入最高分辨率决定。
逐行模拟视频分量信号YPrPb由三个RCA端子输入， 经过ADC--ADI公司的AD9883， 转化为24 bit数字RGB， 切入JAG-ASM的图像输入端口。AD9883分离的同步信号从JAG-ASM的相应端口输入。隔行和逐行模拟视频分量可以共用同一组RCA端子, 由CPU通过检测其同步信号的频率来判断是隔行(<20kHz)还是逐行信号(>30kHz)。若是隔行信号，则选通到FLI2310去做处理。
JAG-ASM的输出为24 bit(单像素)或48 bit(双像素)数字RGB及4个控制信号， 将这些信号接入LCD屏的驱动器(通常为LVDS低压差分编码驱动器)，如NS公司的DS90C385, 然后其输出与LCD屏直接连接。
声音的处理采用MICRONAS公司的MSP3440，MSP34xx是一个引脚兼容的声音处理器系列， 针对不同的市场可选用系列中不同的芯片， 其输出再接到D类功放， 以减小功耗和散热片体积。
CPU80C251负责系统的控制， 包括OSD菜单，红外遥控， 键盘扫描， 电源管理等。软件设计是核心， 一般可从主芯片供应商获得工具软件及演示版本，并得到其指导与支持。
与上述设计相应的常用芯片组还有Pixelworks公司的PW1230(de-interlacer)和PW171/PW181(scaler)，PW171功能类似JAG-ASM， 但内嵌CPU， PW181支持双高频头输入的TV/video on TV/video 的PIP和POP显示模式。
GENESIS公司最近又开发了一颗集成度更高的平板 电视 数字处理芯片gm1601。支持数字视频输入， 模拟RGB输入和DVI输入，内含隔行扫描转逐行处理， 帧频变换， 格式变换及CPU。 因而使得 液晶 电视的电路设计更为简化。
以上介绍的电路方案适用于20英寸以上的液晶电视或等离子电视。DELL新近推出的30英寸液晶电视的电路设计就与上述方案类似。
参考文献：
1. 刘萍、谭海峰、吴然、沙斐，‘液晶显示器的EMC分析与设计’.电视技术,2003,3
2. Genesis MicroChip Inc.， ‘FLI2310 Digital Video Format Converter Product Brief’, March 2003， http://www.genesis-microchip.com
本文关键字：液晶电视 DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术
