第8章語音和圖像集成電路8.1收音機集成電路8.2語音集成電路8.3功放集成電路8.4數(shù)字電視圖像處理集成電路8.5家庭影院集成電路7/20/20231集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.1收音機集成電路8.1.1收音機的基礎(chǔ)知識8.1.2AM收音機集成電路8.1.3FM收音機集成電路8.1.4FM/AM收音機集成電路7/20/20232集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院收音機有許多種分類方式8.1.1收音機的基礎(chǔ)知識按組成元件分為：分立元件式和集成電路式。按調(diào)制方式分為：調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)、調(diào)頻立體聲、調(diào)幅/調(diào)頻(AM/FM)。收音機的主要性能指標有：靈敏度、選擇性、頻率范圍、諧波失真、不失真功率、中頻抑制、鏡像抑制、自動增益控制、頻率特性和平均聲壓等。世界上大多數(shù)國家都采用超外差式收音機。我國標準規(guī)定：調(diào)幅收音機的中頻為465kHz

調(diào)頻收音機的中頻為10.7MHz7/20/20233集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院1.調(diào)幅收音機電路的方框圖各組成部分及其作用：(1)天線：用來接收無線電廣播信號。(2)輸入調(diào)諧回路：選臺、匹配并放大接收的高頻信號。(3)本機振蕩器：簡稱本振，產(chǎn)生等幅的高頻振蕩信號。(4)混頻器：本振信號和從天線接收的高頻信號(或無線電廣播信號)在混頻器中混合，取出其差頻即調(diào)幅中頻信號465kHz。7/20/20234集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(5)中頻放大器：簡稱中放，對中頻信號進行放大。(7)低放級：放大音頻信號，驅(qū)動功率放大級。(6)檢波器：將音頻信號從調(diào)幅信號中取出。(8)功率放大級：對音頻信號進行功率放大，以驅(qū)動揚聲器(負載)發(fā)音。(9)揚聲器：將音頻電信號轉(zhuǎn)變成聲信號輻射到空間。各組成部分及其作用：7/20/20235集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院2.單聲道調(diào)頻收音機電路的方框圖調(diào)頻收音機和調(diào)幅收音機的組成方框圖許多部分是相同的，不同的是調(diào)制方式不一樣，調(diào)頻的中頻是10.7MHz，因采用的是調(diào)頻，所以中放后面要加限幅器和鑒頻器。限幅器的作用是去除干擾信號或調(diào)頻波中的尖脈沖。鑒頻器的作用是將音頻信號從調(diào)頻信號中取出。7/20/20236集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院3.調(diào)頻立體聲收音機電路的方框圖調(diào)頻立體聲收音機電路和單聲道調(diào)頻收音機電路區(qū)別是一個是兩個聲道，一個是單聲道，其中R、L聲道對信號處理是一樣。因發(fā)射調(diào)頻立體聲節(jié)目時，要對R、L信號進行編碼處理，所以在接收機中，要對R、L信號進行相應(yīng)的解碼處理。7/20/20237集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.1.2AM收音機集成電路圖8-1-4FS2204功能框圖7/20/20238集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-1-5AM收音機電路圖7/20/20239集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-1-6雙波段FM電調(diào)諧收音機的電路原理圖8.1.3FM收音機集成電路7/20/202310集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院·TDA7088和TDA2822是荷蘭飛利浦公司生產(chǎn)收音機集成芯片，TDA7088是電調(diào)諧FM接收集成電路，TDA2822是小功率雙聲道功放集成電路?！ご耸找魴C用耳機作天線，具有體積小，外圍元件少，靈敏度高，性能穩(wěn)定，噪音小，分離度高，制作和調(diào)試簡單等特點?！ご耸找魴C具有兩個調(diào)頻波段：A波段(76～88MHz)和B波段(88～108MHz)，其中A波段專用于接收學校發(fā)射機發(fā)射的節(jié)目。B波段可以接收正常的調(diào)頻節(jié)目。7/20/202311集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.1.4FM/AM收音機集成電路圖8-1-7FM/AM收音機電路7/20/202312集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院

A888集成電路芯片屬于A8XX系列電路，能以數(shù)字形式在LED或LCD上顯示正在接收電臺頻率，也可以顯示時鐘信息等。此芯片集成度很高，所以收音機的外圍元件很少，電路非常簡單。此收音機電路工作原理很簡單，收音機部分工作原理與以上介紹的AM、FM類似，增加數(shù)字顯示部分的原理是：將本振頻率送入分頻器，經(jīng)處理運算和判別后，由LED或LCD將調(diào)諧器對應(yīng)的頻段與頻率顯示出來。頻率顯示范圍與間隔分別是：FM，60～140MHz，50kHz；AM，500～2000kHz，1kHz。7/20/202313集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.2語音集成電路8.2.1語音錄放集成電路8.2.2語音識別集成電路7/20/202314集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.2.1語音錄放集成電路語音錄放芯片很多，下面以CS53108、BA9902、APR9600和BA1530為例介紹語音錄放集成電路。1.語音錄放芯片CS53108具有錄音、放音、抹音、自動放音選擇和模式選擇等功能。此芯片特點是：可單段錄放及分段錄放，錄音時間是10～12s，可直接驅(qū)動揚聲器，工作電壓低(3V)，待機時間耗電少，外圍元件少，性能穩(wěn)定，價格低，兩種封裝形式。常用于消費類電子產(chǎn)品和交通工具等錄音、放音裝置中。7/20/202315集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(1)CS53108的內(nèi)部組成和管腳功能內(nèi)部主要由：話筒放大器自動增益控制電路緩沖器振蕩器低通濾波器256KB的SRAM8位D/A變換器調(diào)制的ADM算法器控制器等部分組成。7/20/202316集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院·工作電壓：2.6～5.5V，典型值3V，極限值7V?！すぷ麟娏鳎?.5mA?！ひ纛l輸出電流：1.5mA?！溆脮r間電流：5A?！た刂贫烁唠娖阶钚≈担?.8V?！さ碗娖阶畲笾担?.2V?！?nèi)部上拉電阻：50k?！すぷ鳒囟确秶海?0oC～70oC。(2)CS53108的主要指標7/20/202317集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(3)CS53108的應(yīng)用電路圖8-2-1CS53108的典型應(yīng)用電路如果要得到更大音頻功率輸出，可外接音頻功率放大電路(如常用LM386集成功放驅(qū)動外接揚聲器)，再驅(qū)動揚聲器發(fā)聲。7/20/202318集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院2.語音錄放模塊BA9902·BA9902是一種FLASH電閃模擬直接存儲語音錄放的模塊，具有錄音和放音等功能?！ご四K的特點是：音質(zhì)好，價格低，體積小，可直接用喇叭作為錄音和放音元件，可以不用話筒，可采用線錄，不怕掉電，可重復(fù)錄10萬次，功耗小，并且可以不設(shè)電源開關(guān)等?！ご四K常用于便攜式語音錄放器、語言學習裝置、工業(yè)和消費類電子產(chǎn)品中。7/20/202319集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(1)BA9902的主要性能指標?工作電壓：5V，最高7V。?錄放時間：20s。?話筒最大輸入電壓：20mV。?話筒輸入阻抗：10k。?喇叭輸出功率：12mW。?喇叭阻抗：8或16。7/20/202320集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(2)BA9902的管腳及功能1腳：LINE線錄輸入。2腳：I/O喇叭。3腳：I/O喇叭+。4腳：Vcc電源，5～6V。5腳：GND地。6腳：REC錄音開關(guān)。7腳：錄音指示LED。8腳：PLAY放音開關(guān)。7/20/202321集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(3)BA9902的應(yīng)用電路圖8-2-2用喇叭作話筒錄音的電路圖8-2-4采用線錄的電路7/20/202322集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-2-3用話筒錄音的電路7/20/202323集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院3.新型語音錄放芯片APR9600·APR9600是采用模擬語音技術(shù)的一種新型語音錄放集成電路?！ご苏Z音芯片的特點是：音質(zhì)好，噪音低，不怕斷電，可反復(fù)錄放，價格低，具有手動控制方式，多段控制時電路簡單，采樣速度及錄放音速度可調(diào)，每個單鍵均有開始、停止、循環(huán)多種功能等?！ご四K常用于便攜式語音錄放器、交通工具的錄放音裝置、工業(yè)和消費類電子產(chǎn)品中。7/20/202324集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(1)APR9600管腳及其功能如右圖所示。詳見教材P234表8-2-2。圖8-2-5(2)APR9600全功能使用電路7/20/202325集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院4.雙向模擬I/O語音錄放模塊BA1530·BA1530是一可錄放20s高質(zhì)量單片語音錄放模塊。·主要特點是：采用了雙向模擬I/O語音轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以用話筒錄音、用線錄，也可以用喇叭作話筒錄音，外圍元件很少，音質(zhì)好，失真小，有掉電保護，可反復(fù)錄制10萬次，功耗低，制作簡單，使用方便?！?yīng)用于語言學習機、留言器、語言告警提示、留言電話、防盜報警器和消費類電子產(chǎn)品等方面。7/20/202326集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(1)BA1530的管腳及其功能BA1530采用10腳DIP封裝。BA1530的管腳及其功能，如教材P237表8-2-3(BA1530管腳及其功能)所示。其中MODE腳的接法不同，其功能也不同，兩者的關(guān)系，見教材P237表8-2-4(MODE腳的功能與接法的關(guān)系)所示。AIN與AOUT的接法有三種，與錄入的方法有關(guān)，其關(guān)系如教材P237表8-2-5(AIN與AOUT的接法與錄入方法的關(guān)系)所示。7/20/202327集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(2)BA1530全功能應(yīng)用電路(3)

BA1530的防盜報警電路7/20/202328集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院(4)BA1530由微處理器控制的電路圖8-2-8由微處理器控制的錄放電路7/20/202329集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.2.2語音識別集成電路語音識別芯片很多，下面以TSG410為例介紹。TSG410語音識別芯片能識別40個字段，并產(chǎn)生40個不同的控制信號(以二進制的形式出現(xiàn))?？梢詽M足大部分語音控制的需要。此芯片廣泛應(yīng)用于聲音的自動控制、多媒體技術(shù)應(yīng)用和電腦的語音指令輸入等方面。7/20/202330集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院1.TSG410語音識別芯片的特點2.TSG410的引腳及其功能兩種封裝形式：雙列直插式封裝(DIP)貼片式封裝(QFP)TSG410語音識別芯片內(nèi)部由CPU、A/D轉(zhuǎn)換、ROM、語音放大電路、壓縮電路、濾波電路、振蕩器和接口界面等部分組成。TSG410語音識別芯片的特點是：采用單片結(jié)構(gòu)，外圍元件少，識別容量大，保密性強，響應(yīng)時間短，操作方式多樣和分段方式靈活等。7/20/202331集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院3.TSG410的應(yīng)用電路圖8-2-9TSG410人工控制的電路原理圖工作過程分兩步：(1)建立樣本(2)識別樣本7/20/202332集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.3功放集成電路8.3.1小功率音頻功放集成電路8.3.2雙聲道功放集成電路8.3.3新型“傻瓜”功放模塊7/20/202333集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.3.1小功率音頻功放集成電路1.通用型音頻功放電路圖8-3-1通用型音頻功放電路原理圖不同的外接形式7/20/202334集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院當1腳和8腳之間接Cs=10F電容和Rs的

電阻時，其放大倍數(shù)在20～200倍。LM386通常采用6～9V電源；LM386-1/-3通常采用4～12V電源；LM386-4通常采用5～18V電源。一般LM386的最大輸出功率為1W；實際應(yīng)用時，其輸出功率通常取0.5W以下。放大倍數(shù)可由內(nèi)部電阻和1腳、8腳外接元件確定。當1腳和8腳之間不接元件時，其放大倍數(shù)是20倍。7/20/202335集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院其放大倍數(shù)計算公式為：式中，R是LM386集成塊內(nèi)部電阻，一般為15k。R和C2組成補償網(wǎng)絡(luò)，提高穩(wěn)定性，防止自激。放大倍數(shù)較高時，紋波影響增大，C1是濾波電容。7/20/202336集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院SPY0030集成運放也是常用的音頻功放它可以工作在2.4～6.0V范圍內(nèi)；最大輸出功率可達700mW；與LM386芯片功能相似，比LM386音質(zhì)好。7/20/202337集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院2.高性能小功率音頻功放電路圖8-3-2高性能小功率音頻功放電路電路由兩級組成：放大倍數(shù)為：

第1級是高保真運放OPA604；第2級是高速緩沖器BUF634。負反饋電阻R3的作用是使電路工作穩(wěn)定。電路的放大倍數(shù)由R2和R3來確定。7/20/202338集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院OPA604集成運放的特點①失真率極低：1kHz時為0.0003％；②頻率特性好：其增益帶寬積約為20MHz；③工作穩(wěn)定性好；④噪聲低；⑤帶載能力強；⑥電源電壓適用范圍寬：±(4.5～24)V。可以應(yīng)用于專業(yè)音響設(shè)備。7/20/202339集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院高速緩沖器BUF634的特點①輸出電流大：可達±250mA；②電壓擺率高：約為2000V/s；③具有兩種帶寬：30MHz/180MHz，通過1腳的不同接法選定；當1腳懸空時，為30MHz，當1腳與負電源端短接時，為180MHz；④電源電壓適用范圍寬：±(2.5～18)V；⑤靜態(tài)功耗小；⑥集成塊內(nèi)具有過流、過熱保護電路。7/20/202340集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.3.2雙聲道功放集成電路圖8-3-3TDA1521A雙聲道音頻功放電路1.TDA1521A雙聲道集成功放集成度高，外圍元件少，音質(zhì)好，失真小，內(nèi)有兩個15W功放電路，兩個聲道參數(shù)一致性很好，具有完善的防開機、關(guān)機沖擊和過熱、過載短路保護功能，不接輸出耦和電容，可單電源供電，也可雙電源供電。常用于調(diào)諧器、錄音機、組合音響等電聲設(shè)備中。7/20/202341集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院2.LM4766雙聲道大功率集成功放特點：集成度高，外圍元件少，音質(zhì)好，內(nèi)部集成了兩路輸出功率為40W的高品質(zhì)功放電路，性能相當優(yōu)越，內(nèi)部具有過壓、過載、過溫等多種完善的保護電路和平滑變靜音電路，也具有防開機、關(guān)機沖擊功能等。一般應(yīng)用于電聲設(shè)備中。LM4766采用15腳塑封結(jié)構(gòu)。如其它的應(yīng)用電路輸出功率可達100W。典型應(yīng)用電路如下：7/20/202342集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-3-4LM4766的應(yīng)用電路7/20/202343集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院3.TDA2822雙聲道小功率集成功放圖8-3-5TDA2822用于立體聲功放的應(yīng)用電路特點：工作電壓低，低于1.8V時仍能正常工作，集成度高，外圍元件少，音質(zhì)好。應(yīng)用：收音機、隨身聽、耳機放大器等小功率電路中。7/20/202344集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-3-6TDA2822用于立體聲耳機的應(yīng)用電路7/20/202345集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.3.3新型“傻瓜”功放模塊功放電路的模塊化，即新型“傻瓜”功放模塊，極大地方便了功放電路的設(shè)計、安裝和調(diào)試，一般不用調(diào)試，一調(diào)即響。特點：集成度很高，外圍元件極少，失真小，品質(zhì)好，內(nèi)部功能很多，如其內(nèi)部具有過壓、過流、過熱、過溫和過載等許多功能。此模塊是單聲道音頻功率放大模塊，帶散熱鋁板。在±33V與8負載下，其不失真輸出功率是45W，最大輸出功率是75W。1.新型“傻瓜”185功放模塊7/20/202346集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院單聲道時，電流容量要大于3A；圖8-3-7“傻瓜185”功放模塊的接線雙聲道時，電流容量要加倍。當此模塊的音源來自CD、VCD等的音頻輸出時，最大電壓要小于300mV；若大于300mV時，可串接電位器分壓。7/20/202347集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院2.高增益“傻瓜”1006功放模塊

此模塊是一種OTL音頻功放電路，額定輸出功率為6W。這種模塊的體積很小，所以也稱之為“小傻瓜”功放模塊。圖8-3-81006功放模塊的接線圖7/20/202348集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院“傻瓜”1006功放模塊特點①音質(zhì)好，能滿足一般小房間放音的要求；②采用直流單電源供電；③頻響很寬，能達到40Hz～90kHz，可以改善音樂高頻段的清晰透明度；④增益很高，達45dB，放大能力為普通功放5～6倍；⑤體積小，安裝方便；⑥內(nèi)部具有過熱、過壓及輸出短路保護功能。7/20/202349集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.4數(shù)字電視圖像處理集成電路8.4.1FPD電視接收機的組成LCD模塊和PDP模塊的顯示原理不同，但顯示模塊的信號接口基本相同。用戶只要根據(jù)LCD模塊和PDP模塊的接口信號說明，正確地施加電源，輸入適當?shù)男?、場同步脈沖及顯示數(shù)據(jù)、時鐘和模式控制信號即可顯示圖象。7/20/202350集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院FPD電視接收機的原理框圖如圖8-4-1所示。圖中虛線框內(nèi)的部分稱為圖像數(shù)字處理及顯示控制板。本節(jié)主要介紹FPD電視接收機的輸入、輸出信號接口的連接和應(yīng)用。7/20/202351集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-4-1FPD電視接收機的原理方框圖三通道A/D轉(zhuǎn)換視頻解碼器TMDS接收器圖像顯示處理器SDRAMI2CI2CFPD圖像顯示控制板RGBYUVPCAVS-端子Y/CDVIHDMI伴音處理器調(diào)諧、中放與檢波音頻功放LVDSMCU圖像顯示處理器按鍵或遙控控制7/20/202352集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院由圖8-4-1可見，F(xiàn)PD電視接收機具有如下多種功能：（1）模擬電視接收功能射頻TV信號經(jīng)天線或有線電視電纜輸入解諧器，經(jīng)中放、檢波和視放后，獲得彩色全電視信號，輸入視頻解碼器，經(jīng)解碼和一系列數(shù)字處理后，以低壓差分（LVDS）方式傳輸?shù)紽PD模塊顯示。（2）模擬視頻監(jiān)視器功能通常，數(shù)字電視機頂盒、攝像機、VTR錄像機、DVD播放機等設(shè)備輸出的復(fù)合視頻經(jīng)相應(yīng)的端口輸入顯示控制板，經(jīng)解碼、數(shù)字視頻處理后，經(jīng)LVDS發(fā)送到FPD模塊顯示。7/20/202353集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（3）模擬信號接口端子一般有以下幾種①RF射頻端子。RF射頻端子連接的電視機的圖像效果很差。在將機頂盒、錄像機、VCD機與電視機連接時，盡量不要用RF接口，要用A/V接口或其他更高檔的接口。②A/V端子。它是由6個獨立的RCA插頭（又叫蓮花插頭）組成的。其中的V接口連接復(fù)合視頻信號CABS(CompositeVideoBurstSync)，為黃色插口；L接口連接左聲道聲音信號，為白色插口；R接口連接右聲道聲音信號，為紅色插口。以上均為雙路輸出（即2L、2R、2V）。7/20/202354集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院

③S端子（S-Video）。即Y/C亮色分離信號接口。S端子使用專用的五芯連接線及結(jié)構(gòu)獨特的4針插頭MINIDIN。由于S端子傳輸?shù)囊曨l信號保真度比V端子的更高，因此用S端子連接到的視頻設(shè)備，其水平清晰度最高可達400-480線。④分量色差端子（Y、Pb、Pr）。分量色差端子使用三條電纜（3個獨立的RCA插頭），分別連接亮度信號Y（綠色）、分量色差信號Pr（表示紅差信號R-Y，紅色插口）和Pb（表示藍差信號B-Y，藍色插口）。通過分量色差端子還原的圖像水平清晰度比S端子更高，是用戶首選的接口端子。商場給顧客展示效果大多也是這樣連接的。高檔平板顯示電視機均有該端子，可直接相連使用。7/20/202355集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（4）PC顯示器功能由PC機顯卡輸出的模擬R、G、B信號經(jīng)三通道A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字R、G、B，再經(jīng)顯示格式轉(zhuǎn)換，然后送FPD顯示。①三基色RGB端子。三基色RGB端子比分量色差端子更好。在視頻播放機中將圖像信號轉(zhuǎn)化為獨立的RGB三種基色，直接通過RGB端子輸入電視機或顯示器中作為顯像管的激勵信號。由于省去了許多轉(zhuǎn)換和處理電路而直接連接，因此可以得到比分量色差端子更高的保真度。②VGA端子、SVGA端子。VGA是計算機系統(tǒng)中顯示器的一種常用顯示類型，其分辨率為640×480；SVGA端子的分辨率可以達到1024×768。二者都使用標準的15針專用插口，只是傳輸?shù)男盘栆?guī)格不一樣。7/20/202356集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院

（5）數(shù)字電視顯示器功能許多高端FPD電視接收機中設(shè)計有數(shù)字視頻接口DVI（DigitalVisualInterface）和高清晰度多媒體接口HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface），通過該端口輸入高速數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)FPD顯示格式轉(zhuǎn)換控制器后，送FPD模塊顯示。7/20/202357集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（6）數(shù)字視頻信號接口①Y、CB、CR數(shù)字分量信號接口。需要使用三條電纜連接。②串行數(shù)字接口SDI（SerialDigitalInterface）：將Y和時分復(fù)用的CB、CR處理成20bit字的復(fù)用組合傳送方式。用一條單芯同軸電纜傳輸。③數(shù)字視頻接口DVI(DigitalVideoInterface)：分為純數(shù)字接口DVI-D和模擬數(shù)字組合接口DVI-I（除數(shù)字信號外，還有模擬視頻和同步信號）。它使用標準的D型24針連接器。主要用于與具有數(shù)字顯示輸出功能的計算機顯卡連接，顯示計算機的RGB信號。比標準VGA端子的信號要好。7/20/202358集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院④高分辨率多媒體接口HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface）：除具有DVI接口功能外，還有傳送多聲道壓縮或非壓縮的數(shù)字音頻信號的功能，并可在設(shè)備間傳送基本的控制信號。HDMI接口兼容DVI接口，與DVI相似，都是輸入的TMDS信號。除支持DVI接口支持的高清晰度電視格式外，還支持更多的高清晰度數(shù)字圖象格式，并具有節(jié)目內(nèi)容加密傳輸能力。HDMI采用比DVI更小的連接器，使用標準的19引腳TypeA接口，見圖8-4-2HDMI連接器外形與尺寸。目前，HDMI接口廣泛應(yīng)用于與高清機頂盒的直接配套連接。7/20/202359集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-4-2HDMI連接器外形與尺寸12181914.5mm4.45mm7/20/202360集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.4.2數(shù)字信號接收處理集成電路Sil9021-HDMI

HDMI和DVI信號都需要經(jīng)過數(shù)字信號接收處理器的接收處理，然后再送往FPD液晶電視顯示處理器的數(shù)字通道進行圖像及顯示格式處理。SiI9021給接收HDMI數(shù)字音頻和視頻信號的設(shè)備提供了非常完美的解決方案，可以在消費電子設(shè)備如數(shù)字電視、等離子體電視、LCD電視和背投影電視等產(chǎn)品中加入高清晰度多媒體接口功能。下面介紹Sil9021的特點和主要功能。7/20/202361集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院Sil9021芯片特點（1）適用于雙輸入格式接收：HDCP1.1和DVI1.0規(guī)格的標準信號。（2）集成PanelLink技術(shù)支持：DTV(480i/576i/480p/576p/720p/1080i/1080p)。PC(VGA,SVGA,XGA,SXGA,UXGA)。

7/20/202362集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（3）數(shù)字視頻接口支持視頻處理器：24bit的RGB/YCBCR4:4:4信號輸入。16/20/24bit的YCBCR4:2:2信號輸入。8/10/12bit的YCBCR4:2:2信號輸入。12bit的DMO(DigitalMultimedieOutput數(shù)字多媒體信號輸出)RGB/YCBCR4:4:4信號輸出。具有RGB到Y(jié)CBCR和YCBCR到RGB（601和709）的色彩空間轉(zhuǎn)化功能。具有自動檢測視頻信號模式的功能。7/20/202363集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（4）模擬RGB和YPBPR輸出：具有10bit的數(shù)模轉(zhuǎn)化功能。具有對同步信號的分離或復(fù)合功能。（5）數(shù)字音頻接口支持高端音頻系統(tǒng)：低損耗2通道的可編程I2S(串行口)輸出。采樣頻率可達192KHZ。具有可編程控制的靜音和自動音頻錯誤檢測。7/20/202364集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（6）集成HDCP(High-bandwidthDigitalContentProtection,高帶寬數(shù)據(jù)內(nèi)容保護)解密引擎，可保護音頻和視頻內(nèi)容。（7）HDCP解密存儲器提供高級解密電路，簡化了設(shè)計和生產(chǎn)。（8）軟件和SiI9030（HDMI發(fā)送芯片）及SiI9031（HDMI接收芯片）兼容。（9）采用144腳的TQFP封裝。7/20/202365集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院2.Sil9021內(nèi)部框圖數(shù)字信號接收處理器SiI9021內(nèi)部框圖，見圖8-4-4。其中HDMI信號，分為1對時鐘信號和3對數(shù)據(jù)信號，即輸入的R0XC+/R0XC-時鐘對信號，R0X0+/R0X0-、R0X1+/R0X1-和R0X2+/R0X2-數(shù)據(jù)對信號送往SiI9021進行處理。7/20/202366集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院

密碼存儲器寄存器結(jié)構(gòu)邏輯模塊輔助數(shù)據(jù)模塊控制器I2C控制器音頻數(shù)據(jù)解碼視頻信號數(shù)模轉(zhuǎn)換自動音頻控制I2C控制器端口轉(zhuǎn)換視頻色彩空間轉(zhuǎn)換向上/向下采樣RESET#INTCSDACSCLI2CAMCLKINMCLKOUTXTALINXTALOUTSCKWSSD0MUTEOUT30bitAnRPRAnBPBCOMPRSET24bitdataDEHSYNCVSYNCODCKQ[23:0]CLK45BSCDT信號解密24bitdata24bitdata接收端口檢測24bitdata24bitdata控制信號高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護解密引擎數(shù)字信號數(shù)據(jù)接收(1)接收信號多路轉(zhuǎn)換數(shù)字信號數(shù)據(jù)接收(2)AnGYDSDA0DSCL0DSDA1DSCL1R1XCR1X0R1X1R1X2R0XCR0X0R0X1R0PWR5VR0X2R1PWR5V時鐘發(fā)生器SPDIF圖8-4-4數(shù)字信號接收處理器SiI9021內(nèi)部框圖7/20/202367集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院DSCLO\DSDAO為端口0的DDCI2C時鐘線和數(shù)據(jù)線。DSCL1\DSDA1為端口1的DDCI2C時鐘線和數(shù)據(jù)線。DDC是顯示器與電腦主機進行通信的一個總線標準，其全稱是DisplayDataChannel?；竟δ苁翘峁╋@示器的電子檔案資料信息，如顯示模式、基本參數(shù)、版本信息等。7/20/202368集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院3.Sil9021功能說明（1）TMDS（TransitionMinimizedDifferentialSignaling，最小化傳輸差分信號）信號接收器。2個接收端口接收到的音頻或視頻的10到8bit的TMDS信號分別進行解碼。接收器可以由感應(yīng)到時鐘或視頻的停止信號，使接收器進行待機狀態(tài)。TMDS信號接收器可支持時鐘頻率達165MHZ的信號輸入，包括DTV的720P/1080i/1080P和PC的XGA、SXGA、UXGA等模式。7/20/202369集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（2）連接端口的檢測和選擇在連接設(shè)備控制下，同一時間只能激活一個接收端口。連接的TMDS信號都可以到達2個接收端口，但是只有一個端口的時鐘信號被確認。同時，允許該端口的內(nèi)部電路進行工作。這一協(xié)定是在軟件設(shè)置寄存器的控制下進行的。7/20/202370集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院在HDMI接收端口的TMDS及其控制信號、+5V的工作電壓信號都可以被檢測到，控制處理器通過輪詢訪問寄存器來檢測哪一端口連接有信號。也可以通過連接E-DDC（EnhancedDisplayDataChannel，增強型視頻數(shù)據(jù)通道）總線來控制端口的信號連接情況，接通一個端口的同時禁止另一個端口，被連接的信號端口和HDMI器件的導通情況也是通過輪詢訪問連接到器件的E-DDC總線來實現(xiàn)的。7/20/202371集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（3）HDCP解密引擎和信號解密。HDCP解密引擎控制所有的邏輯信號將接受到的音頻和視頻信號數(shù)據(jù)進行解密，解密的密碼已經(jīng)存放在芯片的EEPROM里（該密碼由生產(chǎn)廠家設(shè)置）。解密計算的結(jié)果在每個時鐘周期送到異或運算XOR，用于對音頻/視頻進行解密。7/20/202372集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院（4）模式控制邏輯。模式控制邏輯可確認解密的數(shù)據(jù)是視頻信號、音頻信號還是輔助信息，從而提供相對應(yīng)的邏輯時鐘。（5）視頻數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換和視頻輸出。SiI9021可以輸出各種不同的視頻格式信號，接收器可以在輸出之前處理視頻數(shù)據(jù)，各個處理模塊由軟件在專用的寄存器里進行設(shè)定。7/20/202373集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.5家庭影院集成電路8.5.1家庭影院的基礎(chǔ)知識8.5.2高品質(zhì)音調(diào)均衡集成電路8.5.3虛擬杜比環(huán)繞聲解碼集成電路8.5.4高保真BBE音質(zhì)增強集成電路7/20/202374集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.5.1家庭影院的基礎(chǔ)知識圖8-5-1家庭影院的組成方框圖家庭影院是指在家庭環(huán)境中，通過合理配置音頻、視頻設(shè)備，使影院的音響效果完美逼真地再現(xiàn)的音像系統(tǒng)。7/20/202375集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院家庭影院AV系統(tǒng)的組成1.調(diào)諧器：是用來接收立體聲廣播節(jié)目。2.錄音座：相當于錄音機的功能。3.唱機或激光視盤機：即LD、CD、VCD、DVD等，也是AV系統(tǒng)的音頻、視頻節(jié)目來源。4.均衡器：是將整個放音頻域分成幾個頻段（一般分為10頻段），采用分段調(diào)節(jié)的方式來達到頻率均衡的目的，可以根據(jù)自己的聽音愛好來分別調(diào)節(jié)節(jié)目中各種信號頻率成分的大小比例，以達到最佳享受的目的。7/20/202376集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院5.AV功放：是高保真功率放大器，包括視頻選擇放大、分配器音頻前置放大和杜比定向邏輯環(huán)繞聲處理器等，具有5～6個聲道功率輸出。6.彩色電視機：家庭影院必須配備大屏幕彩電。7.揚聲器音箱系統(tǒng)：家庭影院必須是多聲道放音系統(tǒng)，揚聲器音箱系統(tǒng)有：左主音箱、右主音箱、左、右環(huán)繞音箱、中置音箱和超低音音箱等。8.其它設(shè)備：家庭影院還可以配置音質(zhì)控制設(shè)備，如：數(shù)字混響器、卡拉OK等，以修飾和美化音質(zhì)，提高放音質(zhì)量。7/20/202377集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.5.2高品質(zhì)音調(diào)均衡集成電路介紹由LM4610N構(gòu)成高品質(zhì)音調(diào)均衡集成電路。LM4610N是用直流電壓控制音調(diào)、音量和聲道平衡的立體聲集成電路，具有3D音場處理功能和等響度補償功能。LM4610N廣泛應(yīng)用于家庭影院和組合音響等的均衡電路中。主要特點：集成度很高，外圍元件少，功能完善，音質(zhì)流暢，高頻清晰，解析力佳，控制平滑，具有很好的立體感、環(huán)繞感和三維空間感等。1.LM4610N的特點和性能7/20/202378集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院3D聲場處理功能和響度；信噪比高，可達80dB；失真度小，為0.03％；頻帶寬，可達250kHz；音量調(diào)節(jié)范圍大，為±15dB；電壓范圍較寬，為9～16V；輸入阻抗高，為30k；輸出阻抗低，為20等。2.LM4610N的主要優(yōu)點7/20/202379集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-5-2LM4610N的應(yīng)用電路7/20/202380集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院8.5.3虛擬杜比環(huán)繞聲解碼集成電路虛擬杜比環(huán)繞聲技術(shù)是在標準杜比和3D技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來一種新技術(shù)，它使用了標準杜比解碼技術(shù)，又結(jié)合人類頭部聲音傳遞函數(shù)信號處理技術(shù)，根據(jù)人類心理聲學和生理聲學等原理，再現(xiàn)聲音定位感和聲場的運動感。它除了具有很好立體感、環(huán)繞感外，其突出特點是具有聲場擴展性，有好似小居室變成了大廳堂的音響效果。目前世界上有十多種虛擬杜比方案，這類集成電路也較多。以QS7779PM為例介紹虛擬杜比環(huán)繞聲解碼集成塊。7/20/202381集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院QS7779PM采用24腳雙列直插式塑封結(jié)構(gòu)圖8-5-3QS7779PM的引腳排列

7/20/202382集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院圖8-5-4QS7779PM的應(yīng)用電路7/20/202383集成電路原理及應(yīng)用山東理工大學電氣與電子工程學院此電路可以用集成穩(wěn)壓器作電源，也可以外加9V直流電源。圖中SW2A是電源開關(guān)；SW1B是直通模式；SW1C是立體聲增強和虛擬環(huán)繞聲低增強電平；SW1D是立體聲增強和開掘環(huán)繞聲高增強電平；RP1是中置水平調(diào)整；U1是9V集成電池?？梢院芊奖愕貙S7779PM的應(yīng)用電路作成成品電路板，將LD、VCD、DVD等的音頻輸出接口與此電路相連，即可正常工作。將此電路板接在立體聲功放機、有源音箱或組合套機的后面即可使用。7/20/202384集成電路原理及應(yīng)