I2C总线控制的TV显示处理器TDA9332H及其应用

摘要：TDA9332H是飞利浦公司生产的适合高档彩电的显示处理器，可用于单扫描（50或60Hz）和双扫描（100或120Hz）的电视信号处理。文章介绍了TDA9332H的结构原理和性能特点，同时给出了TDA9332H在高档彩电中的应用方法。 关键词：显示处理器；高档彩电；YUV/RGB；TDA9332H １　ＴＤＡ９３３２Ｈ的主要特点 ＴＤＡ９３３２Ｈ是飞利浦公司为高档彩电设计的显示处理器。它采用４４脚ＱＦＰ封装形式，图１所示是其引脚排列图。此外，该芯片还有以下特点： ●具有ＹＵＶ输入端和带快速消隐的ＲＧＢ信号输入端，它的ＯＳＤ／Ｔｅｘｔ输入端与其它视频信号输入端分开，而且既有快速消隐功能又可混合插入；同时内设ＲＧＢ控制处理器，能实施连续阴极校正（ＣＣＣ）、白点和黑电平偏移调整；可提供黑电流稳定的ＲＧＢ输出；可有效解决因使用时间过长而引起的ＣＲＴ显示图像偏色和对比度下降等缺陷。 ●能产生内部时钟的可编程偏转处理器，这些驱动信号包括行驱动、场偏转以及东西校正的抛物波，其电路既能适应４:３显像管，也适应于１６:９显像管。 ●既可用于单扫描（５０Ｈｚ或６０Ｈｚ），也可用于双扫描（１００Ｈｚ或１２０Ｈｚ）。 ●用于行、场偏转处理的内部时钟产生器可由一个１２ＭＨｚ陶瓷谐振器来同步，从而提高了行、场偏转处理电路的定时精度。 ●具有两个控制环的行同步电路，且行振荡器无需调整；行驱动脉冲能实施慢启动和慢停止；具有行、场几何失真处理能力及水平平行四边形和弓形校正功能。 ●内设的蓝延伸电路可使近白的色彩向蓝方偏移，以提高图像白场区域的艳丽程度。 ●对非标准的亮度信号也具有黑电平延伸处理功能，从而使不同信源输入的视频信号经该电路处理后具有一致的图像层次；同时，该器件内部还设有适应色差信号的可切换矩阵，能适用多制式色差信号的处理和显示； ●具有水平和垂直方向的变焦功能，以及适应于１６:９显像管的垂直卷帧功能。 ●本芯片供电电压为＋８Ｖ，总供电电流为５０ｍＡ，芯片内部的所有功能均可由Ｉ２Ｃ总线控制。 ２　引脚功能及内部结构 ＴＤＡ９３３２Ｈ具有４４个引脚，各引脚功能如表１所列。图２所示为其内部结构框图。 表1 TDA9332H的引脚功能 引脚标识 引脚号 引脚功能描述 引脚标识 引脚号 引脚功能描述 VDOA 1 经几何校正后的场锯齿波输出A VD 23 场同步输入 VDOB 2 经几何校正后的场锯齿波输出B HD 24 行同步输入 EWO 3 东西枕校抛特波输出 DACOUT 25 DAC输出 EHTIN 4 高压稳定检测信号输出 VIN 26 V信号输入 FLASH 5 快速检测输入 UIN 27 U信号输入 GND1 6 地 YIN 28 Y信号输入 DECVD 7 数字电源滤波 FBCSO 29 固定束电流关断输入 HOUT 8 行激励脉冲输出 RI1 30 红基色信号1插入 SCO 9 沙堡脉冲输出 GI1 31 绿基色信号1插入 SCL 10 I2C总线时钟线 BI1 32 蓝基色信号1插入 SDA 11 I2C总线数据线 BL1 33 快速消隐1插入 HSEL 12 行频选择控制 PWL 34 白峰限幅退耦 HFB 13 行逆程脉冲输入 RI2 35 红基色信号2插入 DPC 14 动态相位补偿 GI2 36 绿基色信号2插入 VSC 15 场锯齿波形成，外接锯齿波形成电容 BI2 37 蓝基色信号2插入 IREF 16 场锯齿波形成参考电流设置 BL2 38 快速消隐2插入 VPI 17 +8V电源（行启动） VP2 39 +8V电源 DECBG 18 电源稳压滤波器电容连接端（带隙滤波） RO 40 红基色信号输出 GND2 19 地 GO 41 绿基色信号输出 XTALI 20 12MHz晶振输入 BO 42 蓝基色信号输出 XTALO 21 12MHz晶振输出 BCL 43 束电流限制输入 LPSU 22 低压启动电路供电 BLKIN 44 黑电流检测输入 ３　ＴＤＡ９３３２Ｈ的工作原理 ３．１ 图像信号的选择和显示处理 ＴＤＡ９３３２Ｈ中图像信号的选择和显示处理包括将ＲＧＢ信号转换成ＹＵＶ信号、ＹＵＶ选择、黑电平延伸及色度控制、基色矩阵、对比度控制、基色信号选择、白峰和亮度控制、峰值限幅和束电流控制、暗平衡自动调节、蓝电平延伸及输出放大等。ＴＤＡ９３３２Ｈ有三个信号输入口，即一个ＹＵＶ和两个ＲＧＢ输入口。其中ＹＵＶ输入口供倍场／逐行处理部分输出ＹＵＶ信号。 在上述三个输入口中，第一个ＲＧＢ输入口用于外部视频ＲＧＢ信号的输入，第二个ＲＧＢ输入口用于ＯＳＤ和图文电视的ＲＧＢ信号输入。三个输入口的信号转换都是由微处理器通过Ｉ２Ｃ总线来控制的。 ＲＧＢ输出信号的处理包括白峰限幅、束电流限制、阴极束电流连续校准、蓝电平延伸等电路。 ３．２ 同步、偏转小信号处理及几何失真校正 图2 （１）时钟发生器和第一锁相环 ＴＤＡ９３３２Ｈ中的时钟发生器由一个压控振荡器和第一锁相环共同产生同步、偏转处理所需的时钟信号，压控振荡器的自由振荡频率为输入信号行频的８８０倍（１ｆＨ模式）或４４０倍（２ｆＨ模式）。内部的压控振荡器频率由输入的行同步信号和模式选择端的控制电位来共同确定。 （２）第二锁相环及水平移相工作原理 压控振荡器经８８０或４４０分频后，将得到的１ｆＨ或２ｆＨ行激励信号送到第二锁相环，以与行逆程脉冲进行鉴相。其误差信号经内部滤波后用于控制行激励脉冲的相位，同时也可用于对因束电流变化而引起的图像水平相位偏移进行校正。 为了校正因束电流变化引起的行幅变化，ＴＤＡ９３３２Ｈ还设置了动态行幅微调功能。从行输出变压器高压绕组的某一端经电阻引入动态行幅微调的取样电压至ＴＤＡ９３３２Ｈ的１４脚后，束电流变化就会引起该脚的电位变化，内部校正电路根据该点的电位变化可自动调节第二鉴相环的逆程脉冲相位。当束电流增大时，第二鉴相环的输出会使行幅减小，反之则行幅增大，从而实现了行幅随束电流大小自动微调的目的。 在ＴＤＡ９３３２Ｈ内部，可以通过Ｉ２Ｃ总线数据来改变第二锁相环输出的误差控制电压，以实现对图像水平方向的特技调节；该特技调节是以垂直偏转中心为参考点，采用分别对上、下两半边的扫描行逐行增加相移的方法来实现的。 （３）几何失真校正 ＴＤＡ９３３２Ｈ 内设的场几何校正电路可实施场幅调整、Ｓ形校正、场斜率校正、场偏移和场变焦、场卷帧（即当场扫描扩展时，可在垂直方向移动图形）、场等待（即场扫描起始点可调延时）等功能。 ＴＤＡ９３３２Ｈ 的东西几何校正包括根据变焦性能给出行宽增加范围、东西上角和抛物波比、东西下角和抛物波比以及东西梯形失真等。 ＴＤＡ９３３２Ｈ 还有一个ＥＨＴ补偿输入信号，可用于控制场和Ｅ－Ｗ输出信号，同时也可以经Ｉ２Ｃ总线来调节二者的相对控制效果。 ４　ＴＤＡ９３３２Ｈ在高档彩电中的应用 图３所示为ＴＤＡ９３３２Ｈ在高档电视中的典型应用框图。普通电视信号经扫描率转换器后转换成倍频或逐行Ｙ、Ｕ、Ｖ信号，该信号加到ＴＤＡ９３３２Ｈ的２６、２７、２８脚后，再将高清晰度数字电视机顶盒输出的Ｒ、Ｇ、Ｂ信号或ＰＣ机输出的Ｒ、Ｇ、Ｂ信号加到ＴＤＡ９３３２Ｈ的３０、３１、３２脚，然后将此信号经内部ＲＧＢ－ＹＵＶ矩阵以及视频分量信号的切换开关进行处理，并由此选择一种电视信号进行传送。ＯＳＤ的Ｒ、Ｇ、Ｂ信号和消隐信号从３５、３６、３７和３８脚输入后，与进入的主电视信号混合，再进行白点和亮度控制以及输出缓冲，然后再由４０、４１、４２脚输出并分三路各自传送到３２ＭＨｚ带宽的末级视放ＴＤＡ６１２０Ｑ进行功率放大，最终加到显像管阴极。 为了改善图像质量，ＴＤＡ９３３２Ｈ中还加进了黑电平延伸电路、蓝电平延伸电路、白峰限幅及自动亮度控制电路。由行逆程变压器高压绕组检测的ＡＢＬ电压经三极管放大后加于４３脚；而末级视放检测出的反应ＣＲＴ阴极电流变化的黑电流校准电压则加于４４脚以对ＣＲＴ的亮度进行自动校准。 ５　结束语 由于ＴＤＡ９３３２Ｈ的所有功能均由Ｉ２Ｃ总线控制，且应用简单、外围元件少，功耗低、性价比高。因此，该芯片在各种高档电视如逐行扫描彩色电视和数字高清晰度电视中得到了越来越广泛的应用。