海信UOC3+GM5221液晶电视原理及故障维修

海信UOC3+GM5221液晶电视原理及故障维修

LCD2003EU/TLM1588/TLM2077
一、方案概述
        本机采用LG-PHILIPS公司的20.1英寸高亮度、高对比度、宽视角电视专用液晶屏。图像处理部分由GENESIS公司的嵌入式芯片GM5221（其中包括CPU、A/D转换、SCALER、DEINTERLACE部分），PHILIPS的模拟解码,图文，丽音处理芯片UOC3，成都旭光的频率合成式高频头TDQ-6FT/W124H等组成。 二、原理说明（参照电路图） （一）、电源部分 本机工作时有12V、5V、3.3V、1.8V、33V等多组电压。 
  (1) 12 V部分
  由内置电源直接供给直流12V，由于内置电源是作为一个部件采购，这里就不在详细描述其工作原理。本机需要12V供电的部分有：伴音功放N601（解码板TDA1517P）、耳机功放N600(解码板TDA2822M)、逆变器（INVERTER）、升压模块N401(解码板BA6161N)。
  (2) 5V 部分
  本机由集成电路U9（主板LM2576-5.0）及其外围电路构成了一个降压型开关电源。通过这个开关电源，将12V直流电压变为5V直流电压为整机供电。在这个电路中，U9相当于一个起开关作用的功率晶体管，L10（100μH）为储能电感，D3（1N5822）为续流二极管，由于工作于开关方式，使其输出负载电流大（3.0A）,电源转换效率高(77%)，发热量小，可以采用铜箔散热的方式。同时，本电路还具有输出限流，及在故障状况下提供完全保护的热关断功能。
2 (3) 3.3V 部分

本机3.3V是通过两个低压差线性电压稳压器U11（主板LM1117-3.3）、N400 （解码板LM1117-3.3）、对5V直流电压进行稳压来得到。此外该芯片还具有内部限流和热关断的功能，LM1117-3.3的最大输出电流为800毫安。 (4)1.8V部分
本机1.8V是通过两个低压差线性电压稳压器U13（主板LM1117-1.8）
对5V直流电压进行稳压来得到。此外该芯片还具有内部限流和热关断的功能。 (5)33V部分
本机33V电压是通过升压模块N401（解码板BA6161N）及其外围电路对输入电压12V进行升压转换为33V来完成，主要给高频头提供调谐电压用。（二）背光驱动部分
本机背光电源驱动板的作用就是将12V直流电压变为频率约为60kHz、有效值约为760VRMS（20”）的正弦交流电压来驱动作为本机背光源的六根冷阴极射线管（CCFL）。 （三）图像信号处理部分
本机支持射频、视频、S端子、YCbCr/YPbPr、VGA多种图像输入方式，下面针对不同的输入方式进行说明。
 (1)射频信号
 广播电视射频信号输入频率合成电子调谐器A400（TDQ-6FT/W124H），IF 端输出38M中频信号分成两路，分别送到Z100（伴音声表）和Z101（图象声表），这就是我们常说的准声像分离方式。从Z100 和Z101 的#4、#5脚分别输出伴音中频（SIF）信号和图象中频（PIF）信号，分别进入模拟解码芯片N100（TDA12021H即UOC3）的＃29，＃30（声音）和＃24，＃25（图像）。图像信号经UOC3内部解码，从N100的＃85，＃86。＃87脚输出模拟RGB信号。行同步脉冲从N100的#67脚输出，经N300（74HC123）整形后从N300的＃13脚输出需要的行同步脉冲。场同步脉冲从N100的＃85输出，经N301（74HC123） 整形后从N301的＃5脚输出需要的场同步脉冲。从N100的＃31脚输出高放AGC电压至高频调谐器AGC端，从而控制信号高放增益。UOC3输出的模拟RGB信号、行场同步信号到数字板与VGA输入的模拟RGB信号、行场同步信号均需由U5(GM5221)进行模/数转换，故在U5之前加了两个由CPU控制的电子切换开关U3（PI5V330）、U4（74HC4053），U4负责行场同步信号的切换，U3负责模拟RGB信号的切换。模拟RGB信号及行场同步信号在U5（GM5221）内部进行模/数转换、隔行变逐行、图像缩放等处理后，输出数字RGB、行场同步、时钟等信号来驱动液晶屏显示图像。
2 视频、S端子、SCART、YCbCr/YPbPr信号

外部视频信号输入经过射随电路输入到模拟解码芯片N100（TDA12021H即UOC3）的＃58脚，与内部视频信号在UOC3内进行选择，输出一路复合视频信号，其后的信号通路与射频信号相同，这里不再赘述。
S端子信号的Y和视频信号复用，C信号经过射随后输入到N100的#59脚，其后的信号通路与射频信号相同，这里不再赘述。
SCART端子的SCART1-VIDEO-IN经过射随输入到N100（UOC3）的＃51，SCART1的R，G，B直接输入到＃78，＃79，＃80脚。SCART1的Y信号是和SCART1-VIDEO-IN复用，C信号和SCART1的R信号复用。经N100(UOC3)内部解码后均输出模拟RGB信号及行场同步信号，其后的信号通路与射频信号相同，这里不再赘述。
YCbCR/YPbPr信号与N100（UOC3）输出的R、G、B信号经过N500(PI5V330)开关切换后进入U5（GM5221）进行处理，其后的信号通路与射频信号相同，这里不再赘述。 （3）VGA信号
外部输入的VGA信号输入U5（GM5221）进行模/数转换，其后的信号通路与射频信号相同，这里不再赘述。
（4）视频输出
     射频信号经N100(UOC3)内部解调出的视频信号，从＃48脚输出，经射随后输出到SCART端子。本机的视频输出仅为射频信号内容。 (四） 音频信号处理部分
声表Z100 的#4、#5脚输出伴音中频（SIF）信号进入模拟解码芯片
2
N100（TDA12021H即UOC3）的＃29，＃30脚，在IC总线控制下，在芯片内部进行音量、高低音、平衡，均衡等处理后输出三路，其中从#60、＃61脚输出的一路到伴音功放N601（TDA1517P），经放大后驱动扬声器。第二路从＃62、＃63输出到耳机功放N600(TDA2822M)，经放大后驱动耳机。第三路从＃36，＃37输出到SCART1端子。 （五） 控制部分
（1）微处理器部分
本机主芯片U5（GM5221）内部嵌入一个微处理器，因此 U5同时兼具微处理器的功能。
微处理器包括以下部分：
  • 中断控制器
  • 80X86 架构的CPU
  • 时钟与复位部分
  • 定时器
  • 外部存储器端口
  • 通用异步收发器（UART）
  • 遥控信号处理器（IR）

• 通用I/O 口（GPIO） （2）GM5221 存储器部分
本机使用了一片2Mb闪存U7（SST39SF020-90-4C-NH）存储本机程序。U7的#24，#31脚分别与U5的#5，＃6脚相连，进行程序的读写控制。寻址和数据传输则分别通过18位的地址线和8位的数据线来完成。系统开始工作时，主芯片U5通过8位数据线将闪存中的程序读到U5中的RAM中运行。由于闪存是可擦写的，所以本机芯片无需掩膜，只需在生产前用烧码器将程序烧入闪存U7。另外，还可以由计算机通过U5（GM5221）的通用异步收发器（UART），直接将程序写入闪存U7内，实现软件的升级。
本机还使用一片E2 PROM U8（24LC16B）用来存储亮度、对比度、音量等用户数据。 （3）GM5221 I/O 口部分 下面将对GM5221的I/O口做一下介绍。 MCSCL（＃92），MCSDA（＃93）脚是GM5221的I2C总线的时钟线和数据线。INPUT SW(＃88)用于控制解码板上的电子开关N500(PI5V330)实现UOC3输出的模拟RGB与高清信号之间的切换。MUTE(#89)用于控制解码板上的伴音功放N601（TDA1517P）的静音脚。IR(#90)是遥控信号的输入脚。LED1(#91)是待机指示灯的控制输出脚。ADC IN1（＃173）是按键信号的ADC输入脚。SCART-SWITCH（＃175）是SCART1的慢切换输入脚，用于用于AV/TV信号切换。PWM0（＃98）
用于控制背光灯的亮度。SEL_RGB（＃99）用于控制主板上的U3（PI5V330）和U4（74HC4053）来切换解码板传过来的RGB,行场同步和VGA端子的RGB,行场同步之间的切换。DPWR（＃69）来控制主板上的U12(IRF7314)实现控制给解码板的5V，12V的通断。PPWR_PANEL_POWER（＃67）是控制U14实现给液晶屏供电的通断。PBIAS_ON/OFF（＃68）用于控制背光灯的通断。
由于本机所用的模拟解码芯片UOC3有自己的CPU，因此就涉及到GM5221和UOC3之间的双机通信问题。本机通过5个I/O来实现：ReqReadEvent（＃83） 请求读事件，ReqComm（＃84）请求通信，ReadyComm(＃85) 通信准备好，SCL(＃82) 虚拟I2C总线时钟线，SDA(＃81) 虚拟I2C总线数据线。具体软件如何实现，这里不再赘述。 （4）UOC3 I/O口部分
下面介绍UOC3的I/O口。
SAW1(#123)控制声表K6257,实现彩色制式的选择。SAW2(#128)控制声表K9453实现声音制式的选择。SCART1-FB-IN（＃77）接收SCART1的快切换信号，用于RGB信号FB使能信号输入。IR（＃97）是UOC3的遥控信号输入端，只有在图文状态下，才起作用，其余状态下是屏蔽状态。用于双机通信的5个I/O口ReqReadEvent（＃107），ReqComm（＃106），ReadyComm(＃105)，SCL(＃108)， SDA(＃109)同GM5221。
 （5）电源管理
 本机待机时除主芯片U5（GM5221）及其外围部分电路保持工作状态外，其他部分电路的电源均需切断以降低功耗，本机是通过两个双P沟道的MOS管集成电路来进行电源控制的。DPWR（＃69）来控制主板上的U12(IRF7314)，待机时DPWR（＃69）为低电平，从而将给解码板的5V，12V的切断。PPWR_PANEL_POWER（＃67）是控制U14，待机时为低电平，将给液晶屏供电的12V电压切断。通过上述控制，可以极大地降低功耗。
2 背光电源控制

本机背光驱动部分的开关是由U5(GM5221)的PBIAS_ON/OFF（＃68）来控制的。，当PBIAS_ON/OFF为高电平时，背光驱动部分处于工作状态，当信号变为低电平时，背光驱动部分将停止工作。
本机背光亮度调节电压是由U5(GM5221)的PWM0（＃98）输出的PWM信号来控制的。通过调节这个电压的大小，可以改变背光灯的发光强度。 （六）液晶屏
本机采用LG－PHILIPS 的电视专用液晶屏，左右视角176 度，上下视角176度，典型响应时间为25ms，背光源采用六根CCFL（冷阴极射线管）， 最大亮度可达450cd/㎡，最大对比度可达400:1。
三、机芯调试 （一）工厂调试 先按本机遥控器MUTE键，然后按压工厂遥控器M键，即可进入工厂菜单。各个调整的选项和其参考值见下表：

M 键进入工厂菜单
（二）指标要求 下表列出各电源输出端电压及对地电阻，供维修时参考：

下表列出一些GPIO口典型值：

四、方框流程图（一）