TCL高清晰度数字电视接收机DTV2000

严方红　熊立扉

　　TCL集团开发的高清晰度数字电视接收机DTV2000在1999年10月1日用作中央电视台国庆50周年数字电视节目试播的监视器，取得了良好的效果。DTV2000是真正意义上的高清晰度数字电视接收机，它与普通模拟电视相比主要不同是：它从接收到信号处理等全过程均采用数字技术，而普通模拟电视机仅在信号处理和扩展功能等方面采用数字技术。DTV2000除了在接收、图声质量与功能上有着普通模拟彩电无法比拟的优点之外，它还能兼容接收模拟彩电信号。
　　数字电视的技术关键是电视信号数字化。此外，经过数字化后的彩色电视信号因其传输速率将达到264Mbps，必须加以有效压缩后进行传输。80年代以来，随着集成电路技术的发展（主要表现在集成度的快速提高）和MPEG－2数码压缩技术的成熟及实用化，数字电视得到了迅速的发展。
　　数字压缩技术在数字电视技术方面主要应用是图像数据压缩编码技术。图像数据压缩机理来自两个方面：一是图像信号中存在大量冗余度可供压缩，并且这种冗余度在解码后还可无失真地恢复；二是利用人的视觉特性，在不被主观视觉察觉的容限内，通过减少表示信号的精度，以一定的客观失真换取数据压缩。
　　采用MPEG－2数字压缩技术之后，原来传输一套模拟电视的频道可传送4～6套标准清晰度（SD）或一套高清晰度（HD）电视节目。这就大幅度节省了频谱资源。全都采用数字传输之后，在现有的电视频道上可以传送200套以上标准清晰度或数十套高清晰度电视节目。如利用节约出的频谱资源实现视频点播、数据广播、数据交互（宽带国际互联网接入）、通讯（三网合一）等增值服务，可以大幅度提高电视传输网络的经济效益，满足未来信息化社会中广大用户的信息需求。

性能特点

　　DTV2000集多种高新数字技术、新功能于一体，并集模拟电视接收、电脑VGA显示、HDTV显示于一体，在产品性能和技术上与国际最新产品完全同步，但价格只有它们的一半，其性能价格比很高。
　　DTV2000具有如下性能特点：（1）全面兼容美国ATSC和欧洲DVB－T以及将来中国的数字HDTV制式。（2）可支持多种数字高清晰度电视（HDTV）和数字标准清晰度电视（DSTV）画面显示格式。（3）是国内唯一采用高清晰度显像管的彩电，从而确保了彩电的清晰度达到并超越HDTV的要求。（4）在模拟电视接收状态下可接收的制式为PAL、D/K、I的射频制式以及PAL/NTSC3.58/NTSC4.43的视频制式。（5）在VGA显示状态下可接收640×480、640×400等VGA格式。（6）在HDTV状态下可支持1920×1080I（50/60Hz）、704×480P（60Hz）等格式。输入接口为Y、Pb、Pr、HD、VD或15－Pin VGA输入端子。

整机框图与原理概述

　　整机由模拟电视信号处理电路、HDTV信号处理部分、公共信号通道，行、场扫描及电源部分，CPU等组成。其整机框图如附图所示。
　　传统模拟电视信号经接收解调并解码后，送往电视与PC切换电路，与HDTV或VGA信号进行切换，然后将输出的R、G、B信号经CRT板放大后推动CRT显像管；将输出的行、场同步信号经行、场振荡板与行、场扫描电路后送CRT显像管。
　　这里的HDTV分量信号先由HDTV信号处理电路转换为R、G、B信号，然后与VGA信号进行切换，最后同模拟电视信号进行切换后送后面相应电路。
　　行、场振荡板完成行、场振荡，行、场频同步，几何失真校正，行振荡频率切换等功能。 行、场扫描电路产生驱动行、场偏转线圈的锯齿波电流以及CRT所需的高压、聚焦电压、加速极电压等。由于该机有15.625、31.5、33.7kHz三组行频，其转换电路要精心设计，以保证在不同行频下的正常工作。
　　电源为CPU小信号处理、行供电、视放、伴音、速度调制等各单元电路供电。
　　CPU则完成整机需要的各种控制功能，如开关机、搜台、模拟量调节、状态切换等。另外，该机还具备双重高压稳压、动态聚焦等用以改善图像质量的功能。
1.模拟电视接收部分
　　模拟电视信号经天线接收后进入高频头。该机选用频率合成高频头，以提高搜台速度及保证选台的准确度。高频头输出的中频信号送LA7577进行中放解调。LA7577的伴音部分为准分离式，这种方式大大提高了伴音灵敏度，改善了蜂音以及声色差拍等指标。
　　LA7577解调出来的视频信号送往下一级进行彩色解码。解码出来的R、G、B三基色信号经电视与PC切换开关切换后去CRT板作显像管驱动，而行、场推动脉冲则须先整形成为标准的行、场同步脉冲后才能送去行、场振荡板。
2.HDTV信号转换电路
　　由于来自数字电视机顶盒的信号形式为Y/Pb/Pr/HD/VD信号，故需先将Y/Pb/Pr信号转换为R、G、B信号后才能送CRT板去推动显像管。经色矩阵变换得到的RGB信号送往CXA1779P，进行R、G、B信号的箝位处理、亮度控制、对比度控制等。然后再送到下一个CXA1779P进行预视放，以获得一定的直流电平及推动幅度等。
　　HDTV同步信号则经开关切换后送去行、场振荡板。
3.VGA信号处理电路
　　VGA信号电路相对简单，因为送往电视机的已经是R、G、B、H、V信号，故经开关切换后可直接送往下一级电路处理。
4.行、场振荡电路
　　该机行、场振荡采用了显示器用IC，行自由振荡频率可随外设时间常数大小而定，故该机在15.625kHz与31.5kHz之间的切换采用改变电阻的方法。另外，行场振荡板还产生枕形、梯形、平行四边形等校正波形。
5.行、场扫描电路
　　该机行、场扫描电路较为复杂，场频需支持50～70Hz，行频则为15.625kHz、31.5～33.7kHz。该机选用TDA8351为场输出IC，该IC功率大、效率高、外围元件简洁、线路简单、性能可靠。
　　行扫描电路中，采用切换行供电电压的方法来适应行频不同引起的行幅变化，并同时对于不同行频也相应切换了行逆程电容，及与行频对应的S校正电容、行线性校正电感等。
　　该机高压包的高压输出脚中内置了一个6000pF电容，用以滤除高压纹波，提高高压稳定性。同时内置高压分压电阻，作为高压稳压电路的取样电压用。
6.电源部分
　　电源对整机可靠性影响极大。该机选用UC3842作为电源振荡、脉宽调整。该IC外围电路简单，同时可被行脉冲外同步，以减少VGA状态下的字符蠕动。主电源可为行、场输出及小信号、灯丝等电路供电。
　　该机还专门设置了伴音功放电源，以减少对主电源的影响。CPU供电则采用待机变压器方式，以减少待机功耗。待机时主电源和伴音功放电源均不工作。
7.CPU
　　该机CPU完成模拟电视的搜台及各种状态下的模拟量调整、状态变换，工厂设置各功能的存储、OSD等，软件工作量大。选用了以80C51为核心的电视专用CPU，外加4K容量的E2PROM，可良好地完成整机所需的各项控制功能。

收视效果

　　DTV2000与现行电视接收机相比，给人的直观效果如下：(1)DTV2000宽高比不是现行的4 ∶3，而是16 ∶9，与电影屏幕宽高比相当，使观众可以获得更佳的观看视角；(2) 分辨率是现行电视系统分辨率的两倍以上，DTV2000主要显示格式的分辨率有1080×1920、480×704，如第一种在垂直方向有1080扫描线，每线有1920个像素（或者说共有2百多万个像素），可与35mm彩色电影媲美；(3) DTV2000的伴音质量接近CD数字光盘的放音质量，具有多声道与环绕声功能。高清晰的彩色图像再配以左、中、右、后左、后右及超低音声道，可使观众陶醉在身临其境的艺术享受之中；(4) HDTV是以数字形式传输信号的，这样就解除了过去30多年来我们所面对的困惑：雪花（弱信号）、重影（鬼影）及图像闪火花（脉冲噪音）等。因此无论您离传输器是1公里还是55公里，DTV2000显示的图像均是完美的。
　　数字电视（DTV）的兴起，不仅给IC产业带来了生机，也促进许多相关设备产品和消费性民用电子产品（如数字录影机、视频光盘机）的需求增长，交互式双向数字电视（ITV）的发展，必然会刺激电脑多媒体网络通讯市场的需求。从中国现时国情分析，发展我国的互联网产业仅仅靠电脑（目前我国只有2.45％的家庭拥有计算机）上网是非常困难的，而利用电视机上网将具有广阔的市场前景。此外，许多相关服务，如咨询服务、电视购物、视频电话、AV系统（即音响与电视的组合）等也会竞相开发。而在这一场DTV数字电视大战中，那些能提供优秀软件节目的，必定稳操胜券。未来的电视将是数字高清晰度电视。