海信UOC3+GM5221液晶電視原理及故障維修

LCD2003EU/TLM1588/TLM2077
一、方案概述
??????? 本機采用LG-PHILIPS公司的20.1英寸高亮度、高對比度、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、原理說明（參照電路圖） （一）、電源部分 本機工作時有12V、5V、3.3V、1.8V、33V等多組電壓。?
? (1) 12 V部分
? 由內置電源直接供給直流12V，由于內置電源是作為一個部件采購，這里就不在詳細描述其工作原理。本機需要12V供電的部分有：伴音功放N601（解碼板TDA1517P）、耳機功放N600(解碼板TDA2822M)、逆變器（INVERTER）、升壓模塊N401(解碼板BA6161N)。
? (2) 5V 部分
? 本機由集成電路U9（主板LM2576-5.0）及其外圍電路構成了一個降壓型開關電源。通過這個開關電源，將12V直流電壓變為5V直流電壓為整機供電。在這個電路中，U9相當于一個起開關作用的功率晶體管，L10（100μH）為儲能電感，D3（1N5822）為續流二極管，由于工作于開關方式，使其輸出負載電流大（3.0A）,電源轉換效率高(77%)，發熱量小，可以采用銅箔散熱的方式。同時，本電路還具有輸出限流，及在故障狀況下提供完全保護的熱關斷功能。
2 (3) 3.3V 部分

本機3.3V是通過兩個低壓差線性電壓穩壓器U11（主板LM1117-3.3）、N400 （解碼板LM1117-3.3）、對5V直流電壓進行穩壓來得到。此外該芯片還具有內部限流和熱關斷的功能，LM1117-3.3的最大輸出電流為800毫安。 (4)1.8V部分
本機1.8V是通過兩個低壓差線性電壓穩壓器U13（主板LM1117-1.8）
對5V直流電壓進行穩壓來得到。此外該芯片還具有內部限流和熱關斷的功能。 (5)33V部分
本機33V電壓是通過升壓模塊N401（解碼板BA6161N）及其外圍電路對輸入電壓12V進行升壓轉換為33V來完成，主要給高頻頭提供調諧電壓用。（二）背光驅動部分
本機背光電源驅動板的作用就是將12V直流電壓變為頻率約為60kHz、有效值約為760VRMS（20”）的正弦交流電壓來驅動作為本機背光源的六根冷陰極射線管（CCFL）。 （三）圖像信號處理部分
本機支持射頻、視頻、S端子、YCbCr/YPbPr、VGA多種圖像輸入方式，下面針對不同的輸入方式進行說明。
?(1)射頻信號
?廣播電視射頻信號輸入頻率合成電子調諧器A400（TDQ-6FT/W124H），IF 端輸出38M中頻信號分成兩路，分別送到Z100（伴音聲表）和Z101（圖象聲表），這就是我們常說的準聲像分離方式。從Z100 和Z101 的#4、#5腳分別輸出伴音中頻（SIF）信號和圖象中頻（PIF）信號，分別進入模擬解碼芯片N100（TDA12021H即UOC3）的＃29，＃30（聲音）和＃24，＃25（圖像）。圖像信號經UOC3內部解碼，從N100的＃85，＃86。＃87腳輸出模擬RGB信號。行同步脈沖從N100的#67腳輸出，經N300（74HC123）整形后從N300的＃13腳輸出需要的行同步脈沖。場同步脈沖從N100的＃85輸出，經N301（74HC123） 整形后從N301的＃5腳輸出需要的場同步脈沖。從N100的＃31腳輸出高放AGC電壓至高頻調諧器AGC端，從而控制信號高放增益。UOC3輸出的模擬RGB信號、行場同步信號到數字板與VGA輸入的模擬RGB信號、行場同步信號均需由U5(GM5221)進行模/數轉換，故在U5之前加了兩個由CPU控制的電子切換開關U3（PI5V330）、U4（74HC4053），U4負責行場同步信號的切換，U3負責模擬RGB信號的切換。模擬RGB信號及行場同步信號在U5（GM5221）內部進行模/數轉換、隔行變逐行、圖像縮放等處理后，輸出數字RGB、行場同步、時鐘等信號來驅動液晶屏顯示圖像。
2 視頻、S端子、SCART、YCbCr/YPbPr信號

外部視頻信號輸入經過射隨電路輸入到模擬解碼芯片N100（TDA12021H即UOC3）的＃58腳，與內部視頻信號在UOC3內進行選擇，輸出一路復合視頻信號，其后的信號通路與射頻信號相同，這里不再贅述。
S端子信號的Y和視頻信號復用，C信號經過射隨后輸入到N100的#59腳，其后的信號通路與射頻信號相同，這里不再贅述。
SCART端子的SCART1-VIDEO-IN經過射隨輸入到N100（UOC3）的＃51，SCART1的R，G，B直接輸入到＃78，＃79，＃80腳。SCART1的Y信號是和SCART1-VIDEO-IN復用，C信號和SCART1的R信號復用。經N100(UOC3)內部解碼后均輸出模擬RGB信號及行場同步信號，其后的信號通路與射頻信號相同，這里不再贅述。
YCbCR/YPbPr信號與N100（UOC3）輸出的R、G、B信號經過N500(PI5V330)開關切換后進入U5（GM5221）進行處理，其后的信號通路與射頻信號相同，這里不再贅述。 （3）VGA信號
外部輸入的VGA信號輸入U5（GM5221）進行模/數轉換，其后的信號通路與射頻信號相同，這里不再贅述。
（4）視頻輸出
???? 射頻信號經N100(UOC3)內部解調出的視頻信號，從＃48腳輸出，經射隨后輸出到SCART端子。本機的視頻輸出僅為射頻信號內容。 (四） 音頻信號處理部分
聲表Z100 的#4、#5腳輸出伴音中頻（SIF）信號進入模擬解碼芯片
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N100（TDA12021H即UOC3）的＃29，＃30腳，在IC總線控制下，在芯片內部進行音量、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），經放大后驅動揚聲器。第二路從＃62、＃63輸出到耳機功放N600(TDA2822M)，經放大后驅動耳機。第三路從＃36，＃37輸出到SCART1端子。 （五） 控制部分
（1）微處理器部分
本機主芯片U5（GM5221）內部嵌入一個微處理器，因此 U5同時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 架構的CPU
? ? 時鐘與復位部分
? ? 定時器
? ? 外部存儲器端口
? ? 通用異步收發器（UART）
? ? 遙控信號處理器（IR）

? 通用I/O 口（GPIO） （2）GM5221 存儲器部分
本機使用了一片2Mb閃存U7（SST39SF020-90-4C-NH）存儲本機程序。U7的#24，#31腳分別與U5的#5，＃6腳相連，進行程序的讀寫控制。尋址和數據傳輸則分別通過18位的地址線和8位的數據線來完成。系統開始工作時，主芯片U5通過8位數據線將閃存中的程序讀到U5中的RAM中運行。由于閃存是可擦寫的，所以本機芯片無需掩膜，只需在生產前用燒碼器將程序燒入閃存U7。另外，還可以由計算機通過U5（GM5221）的通用異步收發器（UART），直接將程序寫入閃存U7內，實現軟件的升級。
本機還使用一片E2 PROM U8（24LC16B）用來存儲亮度、對比度、音量等用戶數據。 （3）GM5221 I/O 口部分 下面將對GM5221的I/O口做一下介紹。 MCSCL（＃92），MCSDA（＃93）腳是GM5221的I2C總線的時鐘線和數據線。INPUT SW(＃88)用于控制解碼板上的電子開關N500(PI5V330)實現UOC3輸出的模擬RGB與高清信號之間的切換。MUTE(#89)用于控制解碼板上的伴音功放N601（TDA1517P）的靜音腳。IR(#90)是遙控信號的輸入腳。LED1(#91)是待機指示燈的控制輸出腳。ADC IN1（＃173）是按鍵信號的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）來切換解碼板傳過來的RGB,行場同步和VGA端子的RGB,行場同步之間的切換。DPWR（＃69）來控制主板上的U12(IRF7314)實現控制給解碼板的5V，12V的通斷。PPWR_PANEL_POWER（＃67）是控制U14實現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之間的雙機通信問題。本機通過5個I/O來實現：ReqReadEvent（＃83） 請求讀事件，ReqComm（＃84）請求通信，ReadyComm(＃85) 通信準備好，SCL(＃82) 虛擬I2C總線時鐘線，SDA(＃81) 虛擬I2C總線數據線。具體軟件如何實現，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,實現彩色制式的選擇。SAW2(#128)控制聲表K9453實現聲音制式的選擇。SCART1-FB-IN（＃77）接收SCART1的快切換信號，用于RGB信號FB使能信號輸入。IR（＃97）是UOC3的遙控信號輸入端，只有在圖文狀態下，才起作用，其余狀態下是屏蔽狀態。用于雙機通信的5個I/O口ReqReadEvent（＃107），ReqComm（＃106），ReadyComm(＃105)，SCL(＃108)， SDA(＃109)同GM5221。
?（5）電源管理
?本機待機時除主芯片U5（GM5221）及其外圍部分電路保持工作狀態外，其他部分電路的電源均需切斷以降低功耗，本機是通過兩個雙P溝道的MOS管集成電路來進行電源控制的。DPWR（＃69）來控制主板上的U12(IRF7314)，待機時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，待機時為低電平，將給液晶屏供電的12V電壓切斷。通過上述控制，可以極大地降低功耗。
2 背光電源控制

本機背光驅動部分的開關是由U5(GM5221)的PBIAS_ON/OFF（＃68）來控制的。，當PBIAS_ON/OFF為高電平時，背光驅動部分處于工作狀態，當信號變為低電平時，背光驅動部分將停止工作。
本機背光亮度調節電壓是由U5(GM5221)的PWM0（＃98）輸出的PWM信號來控制的。通過調節這個電壓的大小，可以改變背光燈的發光強度。 （六）液晶屏
本機采用LG－PHILIPS 的電視專用液晶屏，左右視角176 度，上下視角176度，典型響應時間為25ms，背光源采用六根CCFL（冷陰極射線管）， 最大亮度可達450cd/㎡，最大對比度可達400:1。
三、機芯調試 （一）工廠調試 先按本機遙控器MUTE鍵，然后按壓工廠遙控器M鍵，即可進入工廠菜單。各個調整的選項和其參考值見下表：

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

下表列出一些GPIO口典型值：

四、方框流程圖（一）