机型SVAHDRTV5008基本原理-家电-数据之家

HDRTV5008高清晰数字光学反射式背投影电视机基本原理一，综述 HDRTV5008高清晰数字光学反射式背投影电视机是国内率先集数字微镜显示技术(DMD)、高速数字图像处理、高分辨率光学解像、高机械精度等技术为一体融于背投领域的高科技产品，具有国际领先水平。该机具有无X-射线、高分辨率、高对比度、高亮度、长寿命、超宽视角等特点的绿色环保家电，独特的视频增强电路使其图像色彩鲜艳亮丽、自然逼真无闪烁。高分辨率（1600X1200@60P）的计算机接口电路，兼容国内高清晰度电视标准（1920X1080@50I）和国际高清晰度电视标准（1920X1080@60I），友好的用户操作界面且中英文菜单显示，提供各种类型的视音频信号输入。它的诞生代表了世界上大屏幕视频显示技术领域的一场革命性创新。 1，专业名词解释 CRT 阴极射线管(Cathode Ray Tube) DLP 数字光线处理(Digital Light Processing) DMD 数字微镜器件(Digital Micromirror Device) LCD 液晶显示(Liquid Crystal Display) LCOS 反射式硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon) PDP 等离子显示屏（Plasma Display Panel） TMDS 传输损失最小化差分信号（Transmisison Minimized Differential Signaling） LVDS 低压差分信号（Low Voltage Differential Signaling） TI 美国德洲仪器公司(Texas Instruments Incorporated) TFT 非晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶板(Thin Film Transistor) Infocus Three-Five System Samsung Philips Aurora IBM Epson SONY Microdisplay Displaytech Spatialight JVC D-ILA(Direct-Drive Image Light Amplifier) 2，背投影电视机的发展趋势 1993年-1996年，主要用于军事、航天、电力、电信等领域。 1996年开始用于多媒体网络、教育、体育、公共场所、集体企业等领域。 2000年，逐步开始进入家庭。据有关方面统计和预测： 2000年已生产14万台背投影电视机，销售约13万台。预计到2005年销售70万台背投影电视机和30万台投影机已是保守数字。原因如下：随着我国经济建设飞速发展，人民生活水平不断提高，家庭住房的不断改善。模拟电视走向高清晰度数字电视，估计到2005年全面作好开播的准备工作。多媒体信息网络的家庭化。公众信息显示的不断完善。多媒体网络远程教育和医疗会症等不断推广。 2008年申奥成功和世贸组织（WTO）的加入。 2010年上海申博成功 3，背投影电视机的分类背投影电视机阴极射线管CRT 隔行扫描逐行扫描或倍场（100Hz）DRC 液晶显示LCD 透射式LCD 单片三片反射式LCD（LCOS）单片三片数字光线处理DLP 单片三片 4，背投影电视机的性能价格比较 2001年统计逐行扫描或倍场CRT 透射式液晶显示LCD 反射式液晶显示LCOS单片反射式液晶显示LCOS三片数字光线处理DLP单片清晰度 640*480 800*600 1024* 768；1280* 1024 1280* 1024； 1920* 1080 1280* 1024； 1920* 1080 1024* 768； 1280* 720 亮度nit 200-300 300-400 400-500 600 600-700 光能利用效率% 4 8 10 亮度均匀性% 40-50 70-80 70-80 70-80 80-85 对比度 150:1 200:1 200:1 250:1 300:1 色还原好好中中好会聚差好好中好视角（度） 80 120 120 120 120 使用寿命（小时） 6000-8000 4000-6000 8000-10000 X-射线有无无无无闪烁有无无无无售价格（RMB） 10000-20000 20000-25000 估计18000-20000 估计20000-25000 25000-30000 发展趋势 √ √ 二，HDRTV5008背投影电视机基本原理 1，概述高清晰数字光学反射式背投影电视机（High Definition Digital Light Processing Rear Projection Television）集：现代电子技术；通信技术；信息加工技术；高速数字图像处理技术；微显示技术；精密光学成像；精密的光学机械技术各方面发展成就于一身。该机采用数字微镜DMD（Digital Micromirror Device）的微显示技术,具有：无X-射线辐射的绿色环保家电；高分辨率显示1024*768@60P，高亮度600nit，高对比度300:1，多种信号格式输入，高分辩率的计算机接口，支持HDTV1920*1080*50I/60I格式和UXGA1600*1200*60P格式，长寿命灯光源，逐行(逐点)显示无闪烁等特点，红外线遥控，开放式功能菜单，中英文界面。数字调谐电路FS ，存储200套节目四路AV输入，其中两路为S-VHS输入。一路AV输出分量视频 YCrCb输入 I2C总线控制、数字电路处理、无调节器件格式选择：16：9和4：3切换，活动/冻结规格 1．彩色制式射频 PAL/DK 视频 PAL, NTSC, SECAM 2．接收范围 VHF 1～12CH UHF 13～57CH Z1～Z42 3．射频 RF输入阻抗 75Ω 4．视频输入阻抗 75Ω 输入电压 1VP-P±3dB 5．音频输入阻抗 >47KΩ 输入电压 0.2-2Vrms 6．伴音输出功率 2×10w(不失真功率) 7．尺寸 8．重量 50kg 9．电源电压: 154V～-242V～ 50Hz-60Hz 10.功率消耗: 240W(Max.) 3W(Max.) 11．工作环境: 温度 0-40 ℃ 湿度 45-90% 气压 86-106kPa 该机是世界领先水平的一种新技术，代表了世界大屏幕视频显示技术发展潮流，国内首创，中国第一台50”DLP背投影电视机，是视频显示技术的一种创新性跃变。 2，整机组成整个系统分为: 光学, 电子, 机械三大部分. 1）电子系统端子板: 射频接收和解调，视频信号接收和切换. 音频信号接收,切换和控制。增强板: 视频信号模数转换,解码和控制，隔行信号变逐行信号, 图像增强, 运动补偿等。主基板: 计算机信号的模数转换和格式转换, 视频信号的格式转换, OSD(On Screen Display)用户操作界面, 遥控和键盘接收, 整机微处理控制, 数据存储器. 电源板三块: 主电源板---提供+300V到灯, +5V, +12V, +15V, -9V. 待机板---待机功能, 故障保护(风扇, 高温), 开机限时等. 电源转换板---提供-9V, +3.3V, +5V, +12V到光机驱动板. 方框图高频调谐器FI1256MK2（Philips Component）：射频接收和解调， PAL D/K制， FS（Frequency Synthesize）, IIC控制，接收C1-C57，Z1-Z42, 内置图像中频解调，输出全电视信号Video和伴音信号Audio。视频数字解码器VPC3230D(Micronas Intermetall): 高性能4H 亮色Y/C分离，多种彩色制式PAL/NTSC/SCEAM，多种同步处理， 4路视频CVBS，1路超级视频S-VHS输入，1路视频CVBS输出， 2路分量视频RGB/YCrCb，高质量的模数转换电路ADC，自适应钳位和自动增益控制AGC，水平线性和非线性缩放，行时钟，4：2：2 16-bit YUV数据，行场同步，或656数字信号输出，显示和扫描控制，对比度，亮度，色饱和度，色调控制， PIP功能，4种尺寸显示， IIC控制接口，单一晶体振荡，外围器件少， 80脚PQFP封装。图像增强和逐行扫描NV320（NDSP Corporation）: 高度集成化的视频处理器, 内有三个10位数模转换器DAC（CRT专用）, 内含支持SDRAM或SGRAM的存储控制器, 支持多种视频输入模式, 支持多种视频输入数据格式,数字16位YUV（4:2:2）或12位YUV（4:1:1）, 数字8位YUV（ITU-R 656）, 数字24位YUV（4:4:4）, 以专利技术实现多因素综合判断自适应降噪滤波器, 非线性内插技术，内含色差转换、输出信号可选YUV或RGB, 数字16位YUV（4:2:2）或12位YUV（4:1:1）, 数字8位YUV（ITU-R 656）数字24位YUV（4:4:4）, 多种运动检测和运动补偿的隔行-逐行变换，非线性视频增强处理方式, 黑电平扩展和防闪烁电路, 白电平切割，数字动态色度增强DCTI（Digital Color Transient Improvement）和色饱和控制， I2C总线控制方式支持多制式帧频转换, PAL 从50到75Hz, NTSC 从60到90Hz, 208脚PQFP封装，计算机信号的模数转换电路AD9884A（Analog Device Corporation）: 140Msps最大数据传送速率，具有500MHz模拟带宽，显示分辨率达到1280x1024@75Hz(SXGA)，提供0.5V到1.0V的模拟输入范围，提供节能模式，内置锁相环回路，达到小于400 ps p-p 锁相环时钟抖动，三态CMOS输出数据、时钟和帧、行同步信号，支持高分辨率的交替像素取样， 128脚MQFP封装。图像格式处理器Scaling、帧频的转换Frame Rates Conversion、微处理器MCU、屏幕显示OSD、存储器Memory电路等PW364（Pixelworks Inc.）：高分辨率，图像捕捉和显示输出从VGA640*480到UXGA1600*1200，图像输入端口，达到210M像素/秒，24/48位RGB，输入时钟频率为105MHz，视频输入端口，达到30M像素/秒，24/16位RGB或YUV，输入时钟频率为30MHz，输出端口，达到125M像素/秒，24/48位RGB，输出时钟频率为100MHz，定时功能可编程，帧频转换，独立的输入和输出帧频，均为50~100Hz，具有内置32M存储器DRAM，图像缩放和自动图像优化，具有高质量、水平和垂直独立的数字信号处理缩放器，支持非线形缩放，对取样时钟频率和相位、黑白电平、图像位置和色平衡自动进行优化，支持画中画（PIP）和屏幕显示功能OSD， γ校正，对比度、亮度、色饱和度、色调和色温控制，内置微处理器x86系列，兼容外部设备如：UART、定时器、24位I/O口、红外遥控接收机及外部ROM和RAM接口存储器——EEPROM、FLASH ROM和RAM 16Kbyte EEPROM，8MBit FLASHROM用于数字图像处理时的数据交换和数据存储，为实现图像的数字特技奠定了基础。数据传输Sil140/141ct64(Silicon Image Inc.)： Sil140/141ct64发射器/接收器对，数据传输，最高达到VGA-SXGA分辨率。发射器将24位的CMOS/TTL数据、同步信号、时钟以一定的方式编码成4对TMDS（TMDS 传输损失最小化差分信号Transmisison Minimized Differential Signaling）的数据流通过双绞线传输，TMDS数据传输速度可达到860Mbps。接收器是一个解码过程，将4对TMDS信号恢复成原来的信号，从而实现高速/低功耗数据传输。其优点是抗干扰能力强和传输距离长。 RS-232接口——MAX232ECS 目前最常用的一种串行通信接口。用于修改、设置整机内部各个IC中寄存器的参数，及软件版本的升级。 DLP-DMD 显示原理 2）光学系统光路组成图：投影物镜 Lens 棱镜组Prism 下面 DMD 色轮Color wheel 透镜组灯源准直镜 Lamp 反射镜 Lamp Power Supply 隔热片透镜组灯源Lamp： Philips PAR23 Ф95 EUC100（120）C/00 UHP高压汞灯，椭圆型，Arc=1.3mm，稳定时间：5秒，输出亮度：5800（7000）lm typ. 5500（6700）lm min, 色温：8500K，工作电压：70-100V，触发电压：25KV，灯电源：输入电压：220-410VDC，输入功率：132W，输出功率：120W，工作频率：70-132Hz, 自由振荡频率90Hz，触发高压：25kVmax, 隔热片: 滤除红外线，色轮时分分色， 7200转/分， B W 30% R G 准直镜(Conlimiter)：通过光在光棒内壁不断反射，将点光源变成平行光，透镜组：将光线形成一定大小的光斑，棱镜组(Prism)：偏振光束分离器，P光和S光，光路的单向传送，投影物镜(Lens)：图像放大，放大率=74倍， F=2.8，分辩率=60lp/mm, 反射镜(Mirror)：改变光路的方向，反射率大于95%，无几何失真，显示屏(Screen)：增益5.8倍，双层结构，菲昵尔透镜Fresnel lens和黑条纹Black stripe柱面镜Lenticular lens, 菲昵尔透镜作用是将投影光变成平行光以增加视角，柱面镜完成投影光在水平方向和垂直方向上的光能分布，黑条纹提高屏幕显示的对比度， 3）机械系统超轻超薄设计，时尚的外型，光路的精密固定,图像的几何尺寸调整, 整机冷却系统。三，本机的保护电路 1，冷却系统的风扇停转保护 2，整机的温度异常保护 3，开机间隔时间控制 4，DMD自保护四、本机之不足 1，射频接收的制式单一原因是受到频率合成、内置图像中频解调调谐器的限制，目前国际和国内无此器件。 2，开机时间较长大约30秒原因是：1）灯有起辉时间， 2）色轮、DMD、和灯之间须严格同步。 3，近距离观看时，背景图像噪声比较大原因有二：1）DMD固有的噪声， 2）由于大量采用数字电路其ADC精度不够 8Bit量化（目前国际上也只有这种精度），会存在量化失真，和数字干扰。 4，声音噪声来源于冷却系统的风扇和分色系统的色轮，这是该技术无法避免的。 5，本系统技术的先进性、复杂性和器件的昂贵，DMD驱动电路中设置有许多保护电路，一但判断有误会自保护，因此需要重新复位（即关机重新启动本机）。

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