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液晶电视机的原理浅析

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2024年7月10日发(作者:钟离暄)

科学之友 Friend of Science Amateurs 2010年10月 

液晶电视机的原理浅析 

吴红平 

(湖南理工职业技术学院,湖南湘潭411100) 

摘要:文章以长虹LP06液晶电视机为例,介绍了液晶电视的整机系统构成、视频信 

号处理、模拟RGB信号处理、数字DVI信号处理、供电回路等方面,使广大用户对液 

晶电视机有较全面的了解。 

关键词:液晶电视;视频信号;供电回路 

中图分类号:TN949.192文献标识码:A 文章编号:1000—8136(2010)30—0024—02 

液晶电视机正逐步进入家庭,各媒体上就有关液晶电视选 

购(以及维修)的话题也开始多了起来,这是一件好事,便于 

互相交流,增进电视维修人员的知识和技能,让维修人员逐步 

掌握液晶电视的维修。但是也看到一些不够准确的观点,可能 

会引起一些误解。…对这些问题的误解,来源于对液晶电视机 

的原理不甚了解,因此本文以长虹LP06液晶电视机为例,介 

绍了液晶电视机的原理。 

3模拟RGB与数字DVI信号处理 

计算机输出的符合VESA标准的模拟RGB、H/V Sync信号 

通过15芯的VGA插座送人主板,同时HDTV—Y/Pa/PR高清电 

视视频信号经过5 V转3.3 V的转换和ESD保护电路后输入到高 

速电子切换开关中进行信号选择,经选择后的信号送入A/D变换 

AD9883。AD9883采用80一pin LQFP贴片封装,其特点如下: 

①可产生20~140M的像素时钟,具有300M带宽;②通过 

VSYNC、HSYNC、COAST等信号产生PLL脉冲,来锁相控制 

R、G、B的钳位发生器,再通过A/D变换,分别变换为R、G、 

B的8位数字信号;③支持4:2:2输出格式的YUV信号;④ 

钳位的时间和电平均可以细化到128 BITS,并有偏移量控制、增 

益控制功能;⑤支持单/双像素驱动的LCD屏技术。 

由于计算机显卡处理的都是数字信息,在送入显示器之前 

必须先经过数模转换,把数字信号转换为模拟信号再传送出去, 

在这个过程中会产生信号失真和噪声,而液晶显示器是数字设 

备,模拟信号必须再一次被转换为数字信号才能正常显示,在 

这个转换过程中又会引入失真和噪声。为了减少这种不必要的 

转换损失,由Silicon Image和Intel等大公司组成的国际数字显 

示工作组(DDWG)制定了数字视频接口(DVI:Digital Visual 

Interface)标准。目前DVI的规格已经比较成熟:显卡产生的 

数字信号(包括控制信息和数据信息)由发送器按照TMDS协 

议编码后通过TMDS通道(至少要包含4条数据线:RGB三种 

信号和时钟信号)发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。 

根据DVI 1.0标准,一条TMDS通道可以达到165 MHZ的工作 

频率和10bit接口,也就是可以提供1.65 Gbps的带宽,这足以 

应l 920 X 1 080/60 HZ的显示要求。正是由于有了如此高的带 

宽优势,DVI逐渐成为了业界最前途的接口规范。 

1整机系统构成 

整个电路方案基于PW1 13芯片作为数字映像信号处理中 

心进行电路设计,分包使用VPC3230D芯片对视频进行处理, 

MSP3440进行芯片对音频进行处理,由AD9883A芯片对模拟 

RGB VGA信号进行处理,由SII161B芯片对数字DVI信号进 

行处理,经缓冲选择切换后,送入PW113进行映像处理和格 

式变换,最后通过DS90CF383A进行LVDS上屏信号格式变 

换,PW113内带MCU,程序采用外挂FLASH ROM的方式。 

Pwll3芯片作为本系统的核心进行映像处理和上屏的Scaling 

变换,采用208一pinPQFP贴片封装,其特点如下:①可输入 

的最高像素为UXGA(1 600 X 1 200),输出的最高像素为 

SXGA(1 280 X 1 024);②具有高质量的国际上获奖的扩展和 

压缩变换方式;③嵌入式的实时操作系统;④支持4:3、16: 

9的显示格式;⑤智能化输入信号模式自动识别;⑥内藏 

80186MCU;⑦支持ITu—R656/R601ⅥIV格式输入;⑧可实 

现Ypbpr/YCbCr/YUV—TO—RGB的色度空间转换;⑨位图方 

式OSD,具有16色控制;⑩对图像可进行自动捕获,可调整 

图像增益、位置、尺寸,具有PLL锁相功能,并适应标准、 

非标准同步信号。 

2视频信号处理 

射频信号通过调谐器组件解调后,输出的视频信号TV— 

CBVS经过阻抗变换后输入到视频处理ICVPC3230D。同时来 

自其他视频设备输出的VIDEO,S—VIDEOY/C分离信号,AV 

视频信号经过交流耦合也送到VPC3230D。VPC3230D采用80 

pin POFP贴片封装,其特点如下:①具有4路CVBS、2路 

Y/C、2路YUv输入;②高质量的A/D变换器;③静态增益控 

制、可编程AGC控制、动态嵌位控制;④高性能的自适应性 

4H Y/C梳状滤波器;⑤可解码PAL/NTSC/SECAM制式;⑥具 

有可编程清晰度控制;⑦具有两路8位A/D变换后的数字信号 

输出。VPC3230D解码输出的满足ITu—R656格式的8bitYUV 

信号、时钟clock信号、行场同步信号H/V Sync、隔行扫描的 

帧信号及使能信号送入PW1230。 

4供电回路 

由于高频数字电路工作频率达到上百兆赫兹,因此电源盒 

地的布线对图像质量影响较大,本机采用分支供电方式,由效 

率高的开关稳压器提供+5 v电压,为了保证电源的干净,隔 

离开关干扰,其它芯片上的各组电源都采用线性稳压器供给, 

线性稳压器具有低噪声输出、快速动态响应、尺寸小、价格低 

的优势。 本机主要集成块的电源分布如下所示:+12 v:电 

源适配器输出电源;vT12V:显示器整机供电电源及逆变器工 

作电源;5 V:MCU8051工作电源;5V一1:PACvGA1O0o(136)、 

24LC21(U5)工作电源;VCCPANEL:液晶屏行列驱动电路 

工作电源;PVDD:AD9884A工作电源;AVDD:AD9884A工 

作电源。 

24— 

科学之友 Friend of Science Amateurs 2010年10月 

全寿命周期管理理念在变电站设计中的应用 

黄少雄 

(茂名市粤能电力股份有限公司,广东茂名525000) 

摘要 :全寿命周期管理即对工程项目全寿命周期内各阶段各项活动进行全局、全过程 

的管理。变电站作为电力资源实现优化配置的重要载体,是电网的重要组成部分之一, 

其高质量的建设和安全稳定的运行将决定电网安全,因此用全寿命周期管理进行变电站 

的设计非常重要。文章主要针对变电站设计中全寿命周期管理理念的应用进行初步探讨。 

关键词:全寿命周期管理理念;变电站设计;可靠性;应用 

中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1O00—8136(2010)30—0025—02 

1 变电站全寿命周期设计 

1.1变电站设计的安全可靠性 

变电站对电网的正常运行影响非常重要,它的可靠性和安 

全性是设计时应该考虑的首要问题。 

(1)主接线应重点考虑可靠、灵活、节约和便于扩建的要求。 

(2)严格执行有关结构设计规范,重点考虑大风、覆冰、 

(3)主变压器消防采用安全可靠且施工周期短的方式。 

高温、低温、安装、检修、短路、地震等各种情况下建筑物基 

(4)变电站通风采用分体空调,安装简便,施工周期短, 

础、结构、连接的受力性能。 

安装成本低。 

(3)接地设计应保证变电站内发生接地故障时人身安全不 

1.4扩建的可能性设计 

受威胁;事故照明应满足全站停电时人员的行动安全的要求。 

随着社会经济的快速发展,地区的用电量必将增加,必须 

(4)计算机监控采用分层分布结构,充分保证当地监视操 

考虑到变电站建设规模的扩展。 

作和远传可靠性。 

(1)进行所区规划和总平面布置时,预留远景扩建的场地, 

1.2运行维护检修设置 

不堵死扩建的可能。配电装置皆留出备用间隔,各电压等级的 

设计阶段应考虑运行时维护检修所面临的各种问题,设计 

配电装置均留出扩建端,以备将来进行超规模破围墙扩建。 

方案要使变电站运行时易于维护检修,以保证运行的可靠性。 

(2)建筑物预留远景屏柜等电气设备的房间,预设留孔埋件。 

(1)总平面布置应充分考虑运行维护的需求,配电装置四 

(3)设备导体参数选择时考虑扩建裕速度,同时不明显增 

周设置环形道路,内部设置检修道路和巡视小道,保证车辆、 

”加额外的成本。 

机械设备、人员在运行检修时,可以在电气设备附近进行操作。 

(4)由于变电站的接地网很难更换,在一期工程设计时严 

(2)高压配电装置的设计考虑必要的运行维护要求,在满 

格按照远景系统最大短路电流进行接地体截面选择计算,以保 

足电气设备正常运行的前提下,设备彼此间距的设定要满足单 

证在远景年也能满足设计要求。 

台设备检修和就地试验,以及与其他设备的距离要求。 

2全寿命周期设计的一些措施 

‘(3)匍 威殳置操作平台,力侄 i维护^员登高揉舴。 

(4)尽可能选择成熟定型的电气设备产品,减少维护工作量。 

根据全寿命周期成本最优化设计理念: 

Lcc:C1+Co+CM+CF 

1.3满足施工设计 

变电站项目的可施工性设计尽可能使用预制构件,以满足 式中:Lcc:全寿命周期成本; 

“建筑工业化”的要求,同时还要考虑材料、设备的可供性和 

施工的便捷性。 ’ 

(1)设计时分析所需物资的可供性,对当地的建筑材料、 

土源、水源、运距等进行调查,提高设计对自然环境的适应性。 

(2)采用通用的典型设计方案,执行两型一化变电站设计 

要求。将专业内容和专业协作要求最大程度的标准化。 

5结束语 

综上所述,液晶电视机具有轻薄便携、清晰度高、色彩丰 

富、无辐射、耗电量低、不伤眼睛、使用寿命长等优点而受到 

人们的喜欢。随着制造成本的降低,液晶电视的普及率也越来 

越高,已成为电视生产的主流品种。 

参考文献 

1虎永存.消除液晶电视中的几种误解[J].实用影音技术,2006 

(11):25~29 

2刘志东.长虹LP01液晶电视机芯原理分析[J].家庭电子(维 

修版),2005(2):9~11 

The Principle of the LCD TV 

Wu Hongping 

Abstract:This paper Char ̄ghong LP06 LCD TV,for example,describes the whole system constitutes a LCD TV,video signal processing

comprehensive understanding. 

Key words:LCD Tv:video sinal;power supplgy circuit 

, 

analog RGB signal processing,digital DVI sinalg processing,power supply circuits,etc.,so that customers have on LCD TV a more 

25— 

2024年7月10日发(作者:钟离暄)

科学之友 Friend of Science Amateurs 2010年10月 

液晶电视机的原理浅析 

吴红平 

(湖南理工职业技术学院,湖南湘潭411100) 

摘要:文章以长虹LP06液晶电视机为例,介绍了液晶电视的整机系统构成、视频信 

号处理、模拟RGB信号处理、数字DVI信号处理、供电回路等方面,使广大用户对液 

晶电视机有较全面的了解。 

关键词:液晶电视;视频信号;供电回路 

中图分类号:TN949.192文献标识码:A 文章编号:1000—8136(2010)30—0024—02 

液晶电视机正逐步进入家庭,各媒体上就有关液晶电视选 

购(以及维修)的话题也开始多了起来,这是一件好事,便于 

互相交流,增进电视维修人员的知识和技能,让维修人员逐步 

掌握液晶电视的维修。但是也看到一些不够准确的观点,可能 

会引起一些误解。…对这些问题的误解,来源于对液晶电视机 

的原理不甚了解,因此本文以长虹LP06液晶电视机为例,介 

绍了液晶电视机的原理。 

3模拟RGB与数字DVI信号处理 

计算机输出的符合VESA标准的模拟RGB、H/V Sync信号 

通过15芯的VGA插座送人主板,同时HDTV—Y/Pa/PR高清电 

视视频信号经过5 V转3.3 V的转换和ESD保护电路后输入到高 

速电子切换开关中进行信号选择,经选择后的信号送入A/D变换 

AD9883。AD9883采用80一pin LQFP贴片封装,其特点如下: 

①可产生20~140M的像素时钟,具有300M带宽;②通过 

VSYNC、HSYNC、COAST等信号产生PLL脉冲,来锁相控制 

R、G、B的钳位发生器,再通过A/D变换,分别变换为R、G、 

B的8位数字信号;③支持4:2:2输出格式的YUV信号;④ 

钳位的时间和电平均可以细化到128 BITS,并有偏移量控制、增 

益控制功能;⑤支持单/双像素驱动的LCD屏技术。 

由于计算机显卡处理的都是数字信息,在送入显示器之前 

必须先经过数模转换,把数字信号转换为模拟信号再传送出去, 

在这个过程中会产生信号失真和噪声,而液晶显示器是数字设 

备,模拟信号必须再一次被转换为数字信号才能正常显示,在 

这个转换过程中又会引入失真和噪声。为了减少这种不必要的 

转换损失,由Silicon Image和Intel等大公司组成的国际数字显 

示工作组(DDWG)制定了数字视频接口(DVI:Digital Visual 

Interface)标准。目前DVI的规格已经比较成熟:显卡产生的 

数字信号(包括控制信息和数据信息)由发送器按照TMDS协 

议编码后通过TMDS通道(至少要包含4条数据线:RGB三种 

信号和时钟信号)发送给接收器,经过解码送给数字显示设备。 

根据DVI 1.0标准,一条TMDS通道可以达到165 MHZ的工作 

频率和10bit接口,也就是可以提供1.65 Gbps的带宽,这足以 

应l 920 X 1 080/60 HZ的显示要求。正是由于有了如此高的带 

宽优势,DVI逐渐成为了业界最前途的接口规范。 

1整机系统构成 

整个电路方案基于PW1 13芯片作为数字映像信号处理中 

心进行电路设计,分包使用VPC3230D芯片对视频进行处理, 

MSP3440进行芯片对音频进行处理,由AD9883A芯片对模拟 

RGB VGA信号进行处理,由SII161B芯片对数字DVI信号进 

行处理,经缓冲选择切换后,送入PW113进行映像处理和格 

式变换,最后通过DS90CF383A进行LVDS上屏信号格式变 

换,PW113内带MCU,程序采用外挂FLASH ROM的方式。 

Pwll3芯片作为本系统的核心进行映像处理和上屏的Scaling 

变换,采用208一pinPQFP贴片封装,其特点如下:①可输入 

的最高像素为UXGA(1 600 X 1 200),输出的最高像素为 

SXGA(1 280 X 1 024);②具有高质量的国际上获奖的扩展和 

压缩变换方式;③嵌入式的实时操作系统;④支持4:3、16: 

9的显示格式;⑤智能化输入信号模式自动识别;⑥内藏 

80186MCU;⑦支持ITu—R656/R601ⅥIV格式输入;⑧可实 

现Ypbpr/YCbCr/YUV—TO—RGB的色度空间转换;⑨位图方 

式OSD,具有16色控制;⑩对图像可进行自动捕获,可调整 

图像增益、位置、尺寸,具有PLL锁相功能,并适应标准、 

非标准同步信号。 

2视频信号处理 

射频信号通过调谐器组件解调后,输出的视频信号TV— 

CBVS经过阻抗变换后输入到视频处理ICVPC3230D。同时来 

自其他视频设备输出的VIDEO,S—VIDEOY/C分离信号,AV 

视频信号经过交流耦合也送到VPC3230D。VPC3230D采用80 

pin POFP贴片封装,其特点如下:①具有4路CVBS、2路 

Y/C、2路YUv输入;②高质量的A/D变换器;③静态增益控 

制、可编程AGC控制、动态嵌位控制;④高性能的自适应性 

4H Y/C梳状滤波器;⑤可解码PAL/NTSC/SECAM制式;⑥具 

有可编程清晰度控制;⑦具有两路8位A/D变换后的数字信号 

输出。VPC3230D解码输出的满足ITu—R656格式的8bitYUV 

信号、时钟clock信号、行场同步信号H/V Sync、隔行扫描的 

帧信号及使能信号送入PW1230。 

4供电回路 

由于高频数字电路工作频率达到上百兆赫兹,因此电源盒 

地的布线对图像质量影响较大,本机采用分支供电方式,由效 

率高的开关稳压器提供+5 v电压,为了保证电源的干净,隔 

离开关干扰,其它芯片上的各组电源都采用线性稳压器供给, 

线性稳压器具有低噪声输出、快速动态响应、尺寸小、价格低 

的优势。 本机主要集成块的电源分布如下所示:+12 v:电 

源适配器输出电源;vT12V:显示器整机供电电源及逆变器工 

作电源;5 V:MCU8051工作电源;5V一1:PACvGA1O0o(136)、 

24LC21(U5)工作电源;VCCPANEL:液晶屏行列驱动电路 

工作电源;PVDD:AD9884A工作电源;AVDD:AD9884A工 

作电源。 

24— 

科学之友 Friend of Science Amateurs 2010年10月 

全寿命周期管理理念在变电站设计中的应用 

黄少雄 

(茂名市粤能电力股份有限公司,广东茂名525000) 

摘要 :全寿命周期管理即对工程项目全寿命周期内各阶段各项活动进行全局、全过程 

的管理。变电站作为电力资源实现优化配置的重要载体,是电网的重要组成部分之一, 

其高质量的建设和安全稳定的运行将决定电网安全,因此用全寿命周期管理进行变电站 

的设计非常重要。文章主要针对变电站设计中全寿命周期管理理念的应用进行初步探讨。 

关键词:全寿命周期管理理念;变电站设计;可靠性;应用 

中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1O00—8136(2010)30—0025—02 

1 变电站全寿命周期设计 

1.1变电站设计的安全可靠性 

变电站对电网的正常运行影响非常重要,它的可靠性和安 

全性是设计时应该考虑的首要问题。 

(1)主接线应重点考虑可靠、灵活、节约和便于扩建的要求。 

(2)严格执行有关结构设计规范,重点考虑大风、覆冰、 

(3)主变压器消防采用安全可靠且施工周期短的方式。 

高温、低温、安装、检修、短路、地震等各种情况下建筑物基 

(4)变电站通风采用分体空调,安装简便,施工周期短, 

础、结构、连接的受力性能。 

安装成本低。 

(3)接地设计应保证变电站内发生接地故障时人身安全不 

1.4扩建的可能性设计 

受威胁;事故照明应满足全站停电时人员的行动安全的要求。 

随着社会经济的快速发展,地区的用电量必将增加,必须 

(4)计算机监控采用分层分布结构,充分保证当地监视操 

考虑到变电站建设规模的扩展。 

作和远传可靠性。 

(1)进行所区规划和总平面布置时,预留远景扩建的场地, 

1.2运行维护检修设置 

不堵死扩建的可能。配电装置皆留出备用间隔,各电压等级的 

设计阶段应考虑运行时维护检修所面临的各种问题,设计 

配电装置均留出扩建端,以备将来进行超规模破围墙扩建。 

方案要使变电站运行时易于维护检修,以保证运行的可靠性。 

(2)建筑物预留远景屏柜等电气设备的房间,预设留孔埋件。 

(1)总平面布置应充分考虑运行维护的需求,配电装置四 

(3)设备导体参数选择时考虑扩建裕速度,同时不明显增 

周设置环形道路,内部设置检修道路和巡视小道,保证车辆、 

”加额外的成本。 

机械设备、人员在运行检修时,可以在电气设备附近进行操作。 

(4)由于变电站的接地网很难更换,在一期工程设计时严 

(2)高压配电装置的设计考虑必要的运行维护要求,在满 

格按照远景系统最大短路电流进行接地体截面选择计算,以保 

足电气设备正常运行的前提下,设备彼此间距的设定要满足单 

证在远景年也能满足设计要求。 

台设备检修和就地试验,以及与其他设备的距离要求。 

2全寿命周期设计的一些措施 

‘(3)匍 威殳置操作平台,力侄 i维护^员登高揉舴。 

(4)尽可能选择成熟定型的电气设备产品,减少维护工作量。 

根据全寿命周期成本最优化设计理念: 

Lcc:C1+Co+CM+CF 

1.3满足施工设计 

变电站项目的可施工性设计尽可能使用预制构件,以满足 式中:Lcc:全寿命周期成本; 

“建筑工业化”的要求,同时还要考虑材料、设备的可供性和 

施工的便捷性。 ’ 

(1)设计时分析所需物资的可供性,对当地的建筑材料、 

土源、水源、运距等进行调查,提高设计对自然环境的适应性。 

(2)采用通用的典型设计方案,执行两型一化变电站设计 

要求。将专业内容和专业协作要求最大程度的标准化。 

5结束语 

综上所述,液晶电视机具有轻薄便携、清晰度高、色彩丰 

富、无辐射、耗电量低、不伤眼睛、使用寿命长等优点而受到 

人们的喜欢。随着制造成本的降低,液晶电视的普及率也越来 

越高,已成为电视生产的主流品种。 

参考文献 

1虎永存.消除液晶电视中的几种误解[J].实用影音技术,2006 

(11):25~29 

2刘志东.长虹LP01液晶电视机芯原理分析[J].家庭电子(维 

修版),2005(2):9~11 

The Principle of the LCD TV 

Wu Hongping 

Abstract:This paper Char ̄ghong LP06 LCD TV,for example,describes the whole system constitutes a LCD TV,video signal processing

comprehensive understanding. 

Key words:LCD Tv:video sinal;power supplgy circuit 

, 

analog RGB signal processing,digital DVI sinalg processing,power supply circuits,etc.,so that customers have on LCD TV a more 

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