GIAO TRINH TIVI SUA CHUA TIVI LCD

Khối nguồn (Power) Khối điều khiển (CPU) Khối cao áp (Inverter) Khối kênh và trung tần (Tuner IF) Khối giải mã và chuyển mạch tín hiệu (Video Decoder) Mạch ADC nhận tín hiệu PC (AD Converter) Khối xử lý tín hiệu Video (Video Scaler) Màn hình LCD (LCD Panel) Khối đường tiếng (Audio Processor và Audio Amply)

1

GIÁO TRÌNH TIVI LCD

I – SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT CỦA TIVI - LCD

1 Sơ đồ khối tổng quát của Tivi LCD

Hình 1 – Sơ đồ khối của Tivi LCD

Tivi LCD bao gồm các khối sau:

- Khối nguồn (Power)

- Khối điều khiển (CPU)

- Khối cao áp (Inverter)

- Khối kênh và trung tần (Tuner & IF)

- Khối giải mã và chuyển mạch tín hiệu (Video Decoder)

- Mạch ADC nhận tín hiệu PC (A/D Converter)

- Khối xử lý tín hiệu Video (Video Scaler)

- Màn hình LCD (LCD Panel)

- Khối đường tiếng (Audio Processor và Audio Amply)

2

2 Phân tích chức năng của các khối trên Tivi LCD

2.1 – Khối nguồn (Power)

* Tivi LCD sử dụng nguồn xung để hoạt động, chức năng của khối nguồn là tạo ra các điện áp một chiều bằng phẳng để cung cấp cho các khối khác của máy, điện áp đầu vào là điện áp dải rộng có thể thay đổi từ 120V đến 240V AC

* Điện áp đầu ra của khối nguồn thường bao gồm các điện áp: - Điện áp từ 24 đến 60V cung cấp cho khối cao áp

Hình 2 - Chức năng của khối nguồn cung cấp điện cho các khối khác trên máy

- Điện áp từ 9 đến 12V cung cấp cho khối đường tiếng

- Điện áp 5V cung cấp cho khối vi xử lý và các IC nhớ và màn hình

- Điện áp 3,3V và 2,5V cung cấp cho các mạch xử lý tín hiệu Video

2.2 - Khối điều khiển (CPU)

Khối điều khiển bao gồm các thành phần:

- CPU ( vi xử lý)

- Flash ROM (thường được tích hợp trong CPU)

- EPROM là IC nhớ 8 chân đứng cạnh CPU

3

- Flash ROM là bộ nhớ nhỏ thường được tích hợp bên trong CPU, bộ nhớ này lưu các chương trình để cung cấp cho CPU hoạt động trong quá trình xử lý, chương trình trong Flash ROM được nhà sản xuất nạp sẵn và nó được coi như một BIOS của Tivi LCD, điều này gây khó khăn cho chúng ta khi thay thế CPU, bởi khi thay CPU thì Flash ROM sẽ là IC trắng hoặc dữ liệu không phù hợp, để máy có thể hoạt động được chúng

ta cần nạp lại chương trình cho Flash ROM trong CPU, việc nạp chương trình cho Flash ROM tích hợp trong CPU thường phức tạp hơn khi chúng ta nạp Flash ROM ở ngoài

Hình 3 – CPU và các tín hiệu điều khiển vào ra của CPU

- CPU là thành phần chính trong khối điều khiển, CPU hoạt động theo chương trình được lập trình sẵn được nạp trong Flash ROM, quá trình hoạt động của

- CPU là quá trình nhận lệnh => xử lý lệnh => rồi đưa ra kết quả là các lệnh điều khiển máy

- CPU điều khiển các thành phần của máy thông qua các bus: SDA (Signal Data) và SCL (Signal Clock) , tại các bộ phận nhận lệnh sẽ có bộ giải mã lệnh để lấy ra các lệnh điều khiển chi tiết

- Dữ liệu đưa đến CPU gồm có các lệnh từ phím bấm do người sử dụng điều khiển và các tín hiệu xung đồng bộ như H.Sync và V.Sync được đưa đến từ các thành phần như máy tính hoặc sau bộ chuyển mạch và giải mã tín hiệu Video

- Lệnh On/Off là lệnh tắt mở khối cao áp

- Lệnh Bright đưa đến khối cao áp để thay đổi độ sáng trên màn hình

Ngoài ra các lệnh khác đưa đến các mạch khác như bộ kênh, mạch giải mã Video, mạch xử lý tín hiệu Video Scaler thì CPU thường điều khiển thông qua các đường bus SDA và SCL sau đó đến các mạch cụ thể sẽ có mạch giải mã lệnh để giải mã lấy ra các lệnh điều khiển chi tiết

Hình 4 – CPU đưa ra các lệnh điều khiển mạch Scaler thông qua hai đường Bus SDA

và SCL sau đó mạch giải mã lệnh sẽ giải mã để lấy ra các lệnh chi tiết

5

Hình 5 – CPU điều khiển các thành phần trên máy thông qua các bus SDA và SCL

Hình 6 – Các dữ liệu vào và ra của vi xử lý

- Dữ liệu vào vi xử lý gồm các lệnh từ phím bấm, các xung đồng bộ H.Sync và V.Sync được lấy từ máy tính PC tới hoặc từ mạch giải mã tín hiệu Video

6

2.3 - Khối cao áp (INVERTER)

Khối cao áp trên các máy Tivi LCD có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp DC từ 24 – 60V lên tới điện áp vài ngàn vol để cung cấp cho các bóng cao áp trên màn hình

Hình 7 – Sơ đồ khối cao áp

- Lệnh ON/OFF từ CPU đưa tới để điều khiển tắt mở khối cao áp

- Lệnh Bright điều khiển thay đổi độ sáng

- Điện áp 24 – 60V cung cấp cho mạch công suất trên khối cao áp

- Điện áp 12V cung cấp cho IC dao động trên khối cao áp

- Điện áp ra của khối cao áp là H.V khoảng vài ngàn Vol cung cấp cho các bóng cao

áp trên màn hình

Bóng cao áp có nhiệm vụ tạo ra ánh sáng nền để soi sáng lớp hiển thị trên màn hình

2.4 - Khối kênh và trung tần

* Khối kênh (Tuner): có nhiệm vụ thu tín hiệu ti vi từ đài phát rồi đổi tần để lấy ra tín hiệu IF cung cấp cho khối Trung tần

* Khối Trung tần (IF): có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu IF và tách sóng để lấy ra các tín hiệu Video và Audio, tín hiệu Video sẽ được cung cấp cho khối giải mã còn tín hiệu Audio sẽ đưa đến khối xử lý âm thanh

7

Hình 8 – Sơ đồ khối Kênh và Trung tần

- CPU điều khiển khối kênh thông qua hai tín hiệu SDA và SCL, mạch giải mã lệnh trên khối kênh sẽ giải mã để lấy ra các lệnh như: lệnh chuyển kênh, lệnh dò kênh, lệnh thay đổi dải tần…

- VT (Voltage Tuning) là điện áp cung cấp cho mạch dò kênh, điện áp này khoảng 30V

- Vcc là nguồn cấp cho bộ kênh, nguồn cấp cho kênh từ 9 đến 12V

- 5V là điện áp cung cấp cho mạch giải mã lệnh

Tín hiệu ra của khối kênh và trung tần là các tín hiệu:

- Tín hiệu Video cung cấp cho khối giải mã Video Decode

- Tín hiệu Audio cung cấp cho mạch xử lý âm thanh Audio Processor

2.5 - Khối chuyển mạch và giải mã tín hiệu Video

Khối chuyển mạch và giải mã tín hiệu có nhiệm vụ nhận các tín hiệu đầu vào như:

- Tín hiệu Video từ khối trung tần đến

- Tín hiệu Video in từ cổng Video Input tới

- Tín hiệu Y/C từ cổng Video Input tới

- Tín hiệu Y/Pb/Pr từ cổng Component Input tới

Các tín hiệu trên sẽ được đưa qua chuyển mạch SW để chọn lấy một tín hiệu đưa vào mạch giải mã

Mạch giải mã sẽ giải mã các tín hiệu trên rồi lấy ra các tín hiệu:

- H.Sync: xung đồng bộ dòng

- V.Sync: xung đồng bộ mành

Các tín hiệu xung đồng bộ sẽ cung cấp đến khối điều khiển (CPU) và khối Scaler Tín hiệu Video được đưa qua mạch đổi ADC chất lượng cao rồi lấy ra các tín hiệu Video số: bao gồm 8 bit tín hiệu Y, 4 bít tín hiệu Pb và 4 bit tín hiệu Pr

8

Hình 9 - Khối chuyển mạch và giải mã tín hiệu Video 2.6 - Khối xử lý tín hiệu số Video Scaler

Hình 10 - Khối xử lý tín hiệu số Video Scaler

Khối Video Scaler là thành phần chính trong khối xử lý tín hiệu hình ảnh của Tivi LCD, khối Scaler có nhiệm vụ chia tỷ lệ hình ảnh ra đều khắp màn hình khi nguồn tín hiệu có độ phân giải thấp hơn độ phân giải của máy, giúp cho hình ảnh vẫn cân đối và phủ khắp màn hình khi xem từ các nguồn tín hiệu có độ phân giải thấp

9

Hình 11 - Một giả thiết khi Tivi LCD không có mạch Scaler và hoạt động với một

nguồn tín hiệu có độ phân giải thấp hơn độ phân giải của máy

Đầu vào của khối Scaler là các tín hiệu:

- Các tín hiệu chói Y đã được mã hoá thành dữ liệu 8 bít

- Các tín hiệu mầu Pr và Pb đã được mã hoá thành dữ liệu 4 bit

- Các xung đồng bộ sau khi đã qua xử lý

- Tín hiệu điều khiển từ CPU thông qua các bus: SDA và SCL

Ngoài ra khối Scaler có IC nhớ EPROM cung cấp tín hiệu hiển thị trên màn hình, tín hiệu này sẽ được chèn vào các tín hiệu Video số ở gần đầu ra của mạch Scaler Đầu ra của mạch Scaler bao gồm các tín hiệu hình ảnh số và các tín hiệu điều khiển cung cấp cho mạch LVDS trên màn hình Các tín hiệu hình ảnh số gồm:

- 8 bit dữ liệu mang thông tin về bức ảnh đơn sắc mầu đỏ (R_Digital)

- 8 bit dữ liệu mang thông tin về bức ảnh đơn sắc mầu xanh lá (G_Digital)

10

- 8 bit dữ liệu mang thông tin về bức ảnh đơn sắc mầu xanh lơ (B_Digital)

Hình 12 – Các tín hiệu ra của khối Video Scaler đưa tới mạch LVDS trên màn hình

Các tín hiệu điều khiển bao gồm:

- Tín hiệu Pixel Clock: là tín hiệu điều khiển cho màn hình quét sang điểm ảnh kế tiếp, thực chất đây là tín hiệu điều khiển cho mạch LVDS đóng tín hiệu vào các đường cột trên màn hình

- Tín hiệu Hs: Tín hiệu này được so pha với xung H.Sync nên chúng có tần số bằng xung H.Sync, tín hiệu Hs sẽ điều khiển cho mạch LVDS đóng điện áp điều khiển xuống dòng kế tiếp hay điều khiển cho màn hình quét theo chiều dọc

- Tín hiệu Vs: tín hiệu này có tần số bằng tần số xung V.Sync, tín hiệu này có chức năng điều khiển cho mạch LVDS quét một màn hình mới, tần số Vs sẽ xác lập số hình ảnh được hiển thị trong mỗi giây đồng hồ

- Tín hiệu D_En là tín hiệu cho phép mạch LVDS hoạt động

* Mạch AD/Converter tiếp nhận các tín hiệu R, G, B từ máy tính đưa tới rồi cho đổi sang tín hiệu số Y: 8 bit, Pr 4 bit và Pb 4 bit cung cấp cho mạch Video Scaler

Mạch LVDS thường được gắn trực tiếp với màn hình, mạch có nhiệm vụ đổi tín hiệu

video số sang tín hiệu analog (dạng điện áp DC) rồi kết hợp với các tín hiệu điều khiển

điều khiển các điểm ảnh trên màn hình

11

Ở cạnh tấm LCD Panel là các IC - H.Drive và V.Drive , đây là các IC điều khiển trực tiếp các đường mạch hàng ngang và hàng dọc của màn hình

- Mỗi IC – V.Drive sẽ điều khiển khoảng 256 đường mạch ngang màn hình

- Mỗi IC- H.Drive điều khiển khoảng 384 đường mạch dọc màn hình

- Tại mỗi điểm giao nhau của đường mạch hàng ngang với đường mạch hàng dọc có một điểm mầu ở đó, và cứ 3 điểm mầu kế tiếp xếp theo chiều ngang lại tạo lên một điểm ảnh (1 pixel) cho màn hình, nếu màn hình có độ phân giải là 1024 x 768 thì sẽ có

1024 điểm ảnh theo chiều ngang tương đương với 3072 điểm mầu và có 768 điểm ảnh xếp theo chiều dọc

2.8 - Khối đường tiếng

Hình 14 – Sơ đồ khối đường tiếng của Tivi LCD

Khối đường tiếng có hai phần chính là mạch Audio Processor (xử lý âm thanh) Audio Amply (khuếch đại công suất âm thanh)

- Mạch xử lý âm thanh Audio Processor có nhiệm vụ khuếch đại và tách sóng tín trung tần tiếng được đưa tới từ khối kênh để lấy ra tín hiệu âm tần Audio, đồng thời chuyển mạch tiếng từ hai nguồn tín hiệu là tín hiệu từ Tivi và tín hiệu từ cổng AV In

- Mạch công suất âm thanh có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu âm tần rồi cung cấp cho các loa ở hai vế L và R

- CPU điều khiển mạch Audio Processor thông qua các đường bus: SDA và SCL để điều khiển các chức năng như: chuyển mạch tiếng giữa tivi và AV In, điều chỉnh âm lượng, chỉnh trầm bổng và cân bằng giữa hai vế

3 – Các thông số kỹ thuật của Tivi LCD

Chất lượng của hình ảnh thường phụ thuộc vào các thông số kỹ thuật của màn hình, sau đây là các thông số kỹ thuật của màn hình LCD mà chúng ta cần quan tâm:

Thông số kỹ thuật:

- Loại màn hình TFT LCD

- Kích thước màn hình 17"

- Hổ trợ màu 16 triệu mầu

- Các kiểu kết nối hỗ trợ : AV in, Component, PC, S – Video, HDMI

Sau đây là ý nghĩa của các thông số kỹ thuật trên:

3.1 - Loại màn hình TFT LCD

TFT là từ viết tắt của Thin Film Transistor đây là loại màn hình sử dụng công nghệ Transistor màng mỏng, với công nghệ này thì độ sáng của các điểnm mầu tăng lên, các Transistor điều khiển các điểm mầu đã được rát mỏng giúp cho ánh sáng xuyên qua dễ dàng và Transistor không còn cản trở phần ánh sáng xuyên qua, mầu sắc trở lên trung thực hơn và góc nhìn của màn hình cũng tăng lên LCD viết tắt bởi

Lyquied Crystal Display tức là hiển thị tinh thể lỏng, mối điểm ảnh của màn hình được cấu tạo nên từ các điểm mầu và mỗi điểm mầu lại sử dụng tinh thể lỏng để điều khiển cường độ ánh sáng xuyên qua

3.2 Kích thước màn hình

(Active Screen Size): Kích thước màn hình thường được tính theo chiều dài của đường chéo màn hình và tính theo đơn vị chiều dài của Anh là “inch”, mỗi “inch” tương đương với 2,54cm Kích thước màn hình 17 inch nghĩa là chiều dài của đường chéo màn hình là 17 inch (17”), tuy nhiên có hai loại màn hình là màn hình có tỷ lệ ngang:dọc là 4:3 và 16:9 Nếu hai màn hình có cùng số inch (ví dụ cùng 17”) thì màn hình có tỷ lệ 4:3 sẽ có diện tích rộng hơn, điều này đồng nghĩa với số điểm ảnh sẽ nhiều hơn và giá thành sẽ cao hơn

Hình 15 – Hai màn hình A và B có cùng kích thước là 17 inch, màn hình A có tỷ lệ 4:3

nên có diện tích rộng hơn màn hình B có tỷ lệ là 16:9 màn hình 4:3 có diện tích gấp

khoảng 1,125 lần màn hình 16:9

13

* Kích thước màn hình càng lớn thì càng cho màn ảnh rộng nhưng độ nét lại phụ thuộc vào độ phân giải

3.3 – Kích thước điẻm ảnh (Pixel Pitch): đơn vị là mm Kích thước điểm ảnh là thông

số cho biết một chi tiết của hình ảnh có thể nhỏ như thế nào, kích thước điểm ảnh càng nhỏ thì màn hình có thể hiển thị được các chi tiết ảnh càng bé và hình ảnh sẽ càng sắc nét, tuy nhiên để đạt được kích thước điểm ảnh nhỏ thì độ phân giải của màn hình phải tăng lên trong khi kích thước của màn hình không tăng Ví dụ hai màn hình có cùng kích thước là 17 inch thì màn hình nào có độ phân giải cao hơn sẽ có kích thước điểm ảnh nhỏ hơn * Kích thước điểm ảnh càng nhỏ thì càng tốt

3.4 - Cường độ sáng (Brightness) đơn vị là Candela / m2, viết tắt là cd/m2 C ường độ

sáng thể hiện cường độ chiếu sáng của ánh sáng nền đặt phía sau lớp hiển thị LCD, cường độ sáng của màn hình phụ thuộc vào một số yếu tố như: mạch cao áp, bóng cao

áp, phần dẫn sáng và tán xạ ánh sáng nằm ở phía sau lớp hiển thị LCD C ường độ sáng càng cao thì màn hình càng sáng và mầu sắc càng rực rỡ, trung thực, tuy nhiện công suất tiêu thụ của máy sẽ tăng lên

3.5 - Độ tương phản (Contrast Ratio)

Thể hiện khả năng thể hiện mức độ sáng tối (trắng đen) của mỗi điểm ảnh của LCD, lấy mức sáng làm chuẩn Ví dụ giá trị 10.000:1 sẽ có nghĩa là, khi thể hiện giá trị cực sáng (sáng nhất có thể), điểm ảnh đó sẽ sáng gấp 10.000 lần bản thân nó khi nó thể hiện giá trị cực tối (tối nhất có thể) Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng của độ tương phản (hạy chính xác hơn là khả năng thể hiện độ tương phản) của một LCD đối với người dùng phụ thuộc vào mức sáng của môi trường Ví dụ nếu để dưới ánh sáng mặt trời thì LCD nào cũng bị tối đi Vì vậy bạn đừng quá quan tâm nhiều đến con số kia Điều quan trọng là với ánh sáng tự nhiên như trong phòng làm việc của bạn (hoặc sáng hơn một chút) thì LCD đó "thân thiện" tới mức nào với mắt của bạn * Độ tương phản càng cao thì cho hình ảnh càng sâu

3.6 – Góc nhìn (Viewing angle):

Khả năng thể hiện hình ảnh khi bạn nhìn vào màn hình từ các góc khác nhau Bạn bật

mà hình nên, thể hiên một bức ảnh nào đó rồi di chuyển tới các góc khác nhau về 2 phía của màn hình Nếu góc nhìn càng rộng mà hình ảnh vẫn rõ, không bị lóa hoặc biến đổi quá nhiều thì tốt

Hình 16 – Góc nhìn càng rộng thì càng tốt, góc nhìn tối thiểu cho một màn hình tiêu

chuẩn là 120o

14

* Góc nhìn càng lớn thì càng tốt, nếu góc nhìn hẹp thì bạn nhìn hình ảnh ở các góc của màn hình sẽ không thật mầu do bạn thường để mắt ở khu vực giữa màn hình

3.7 - Thời gian đáp ứng (Response time):

Là thời gian mà điểm ảnh cần để thay đổi giá trị sáng tối Điều này rất quan trọng vì nếu điểm ảnh mất quá lâu để thay đổi, bạn sẽ có thể nhìn thấy quá trình thay đổi đó và

vì thế sẽ thấy hiện tượng "bóng ma" (hình ảnh chuyển động kéo dài có đuôi) trên màn hình Nói chung giá trị này càng thấp càng tốt và thấp hơn 20ms là có có thể chấp nhận được rồi * Thời gian đáp ứng càng nhỏ thì càng tốt vì nó thể hiện tốc độ biến đổi hình ảnh, các màn hình tiêu chuẩn chất lượng lượng cao thường có thời gian đáp ứng

khoảng 5ms

3.8 - Độ phân giải tối đa (Max Resolution):

Độ phân giải tối đa của màn hình được đo bằng số lượng điểm ảnh theo chiều ngang nhân với số lượng điểm ảnh theo chiều dọc Ví dụ màn hình có độ phân giải tối đa là

1360 x 768 nghĩa là chiều ngang màn hình có 1360 điểm ảnh, chiều dọc màn hình có

768 điểm ảnh

- Khi độ phân giải tối đa của màn hình càng cao thì kích thước điểm ảnh càng nhỏ và hình ảnh càng nét - Một màn hình có độ phân giải cao thì nó chạy được độ phân giải thấp hơn nhưng màn hình có độ phân giải thấp lại không chạy được ở độ phân giải cao hơn nó, ví dụ nếu bạn chỉnh độ phân giải trên máy tính là 1600 x 1200 mà bạn cắm vào màn hình có độ phân giải tối đa là 1360 x 768 thì nó sẽ tắt ngóm hoặc chuyển về chế độ chờ * Độ phân giải tối đa càng cao thì càng tốt

- Chuẩn HD thường có độ phân giải cao từ 1280 x 720 trở lên

- Chuẩn Full HD là chuẩn đạt đến độ phân giải 1920x1080

Chú thích:

SD (Simple Definition) - Độ phân giải chuẩn

HD (High Definition) - Độ phân giải cao

15

Hình 17 - Độ phân giải của các chuẩn màn hình

3.10 - Độ sâu mầu

Độ sâu của mầu cành cao thì mầu sắc càng rực rỡ, thông thường một màn hình

sử dụng từ 24 bít mầu trở lên là có thể cho 16,7 triệu mầu

- Mỗi điểm ảnh chỉ có 3 mầu cơ bản là R (Red), G (Green) và B (Blue) thế nhưng nó

có thể hiển thị ra hàng triệu mầu là do người ta thay đổi cường độ sáng của các điểm mầu trên rồi pha trộn chúng vào nhau, nếu mỗi điểm mầu sử dụng một byte hay 8 bít

để lưu thông tin về ánh sáng thì nó có thể thay đổi được 28 = 256 mức sáng

- Một điểm ảnh có 3 điểm mầu nên cần đến 24 bít và nó có thể hiển thị được số mầu sắc bằng tích các mức sáng của các điểm mầu tức là bằng 256 x 256 x 256 =

16.777.216 mầu ( ta thường làm tròn khoảng 16 triệu mầu)

3.11 – Các kiểu kết nối hỗ trợ

Mành hình càng hỗ trợ nhiều kiểu kết nối thì ta càng sử dụng được nhiều thiết bị

- Màn hình hỗ trợ cổng AV in cho phép ta sử dụng các thiết bị như đầu DVD, đầu Kỹ thuật số…

- Màn hình hỗ trợ cổng PC cho phép ta sử dụng được máy tính

- Màn hình hỗ trợ cổng Component cho phép ta sử dụng được các thiết bị có tín hiệu S-Video tách riêng đường chói và các tín hiệu mầu, giúp cho mầu sắc của hình ảnh trung thực hơn

- Màn hình hỗ trợ cổng HDMI (High Definition Muntimedia Interface) – Đây là chuẩn giao tiếp cho độ phân giải cao, cho phép màn hình có thể kết nối với các đầu đọc có chuẩn HDMI và xem được các đĩa HD-DVD hoặc đĩa DVD-9

4 Phân tích sơ đồ khối của Tivi LCD - LG

16

4.1 - Sơ đồ khối của Tivi LCD – LG

Hình 18 – Sơ đồ tổng thể các bản mạch chính và màn hình của máy

18

- Khối điều khiển (CPU)

- Khối cao áp (Inverter)

- Khối kênh và trung tần (Tuner & IF)

- Khối giải mã Video và chuyển mạch tín hiệu (Video Decode)

- Khối xử lý tín hiệu Video Scaler

- Màn hình LCD

- Khối đường tiếng (Audio Processor & Amply)

4.2 - Phân tích các tín hiệu vào ra của các khối:

1) Khối nguồn: Máy không sử dụng nguồn bên trong máy mà sử dụng nguồn Adapter,

điện áp đầu vào là 12V DC - Áp 12V đi cấp trực tiếp cho khối cao áp Inverter

- Áp 12V đi qua các mạch ổn áp tuyến tính để lấy ra các điện áp: 9V đi cấp cho khối Kênh và Trung tần 8V cấp cho khối xử lý tiếng

- Áp 12V đi qua mạch ổn áp xung để lấy ra các điện áp: 5V cấp cho CPU, các IC nhớ

và màn hình LCD, bộ kênh 3,3V cấp cho các mạch xử lý tín hiệu Video

2) Khối vi xử lý – CPU

- Thành phần chính là CPU có tích hợp Flash ROM

- Khối có chức năng điều khiển chung các hoạt động của máy như điều khiển thay đổi

độ phân giải, kích thước màn hình, thay đổi độ sáng, mầu sắc, độ tương phản, âm thanh…

- CPU nhận dữ liệu nhập từ các phím bấm rồi đưa ra lệnh điều khiển các khối thông qua hai đường bus – Data và Clock

- CPU điều khiển khối kênh và trung tần để thực hiện các chức năng dò kênh, chuyển kênh, các cài đặt chương trình

- Điều khiển khối cao áp để tắt mở cao áp, thay đổi độ sáng màn hình

- Điều khiển khối Scaler để thay đổi kích thước màn hình, thay đổi mầu sắc, độ tương phản…

- Điều khiển khối đường tiếng để thay đổi âm lượng, điều chỉnh các chức năng về âm thanh

- Điều khiển khối nguồn để tắt máy về chế độ chờ

* Biều hiện khi hỏng khối điều khiển là:

- Bấm công tắc mở nguồn hay các phím chức năng thấy không có tác dụng, đèn báo

nguồn sáng mầu vàng như ở chế độ Stanby

19

Hình 20

3) Khối cao áp (Inverter)

- Khối cao áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp DC 12 - 60V lên thành điện áp AC từ 1000 – 300V cấp cho các bóng cao áp trên màn hình

- Màn hình 14” , 15” sử dụng điện áp là 12V - Màn hình 17”- 19” sử dụng điện áp 18V

- Màn hình 24” – 29” sử dụng điện áp 24V – 40V - Màn hình > 30” sử dụng điện áp > 50V

- Màn hình LCD được chiếu sáng bởi từ 2 đến 6 bóng cao áp được đặt ở hai mép, mép trên và mép dưới của màn hình

- Khối cao áp được điều khiển bởi hai lệnh: lệnh ON/OFF để tắt mở khối cao áp và lệnh Bright để thay đổi độ sáng

4) Khối Kênh và Trung tần (Tuner & IF)

- Khối kênh có nhiệm vụ thu sóng từ đài phát rồi thực hiện đổi tần để lấy ra tín hiệu trung tần IF

- Mạch trung tần có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu IF rồi cho tách sóng (giải điều chế)

để lấy ra tín hiệu Video và FM (Audio) cung cấp cho khối xử lý tín hiệu Video và khối

âm thanh

- Điện áp cung cấp cho khối kênh bao gồm: 5V cấp cho mạch giải mã lệnh, 9V cung cấp cho mạch tín hiệu, 32V cấp cho mạch dò kênh VT

- CPU điều khiển khối kênh thông qua các tín hiệu Data và Clock

5) Khối chuyển mạch và giải mã tín hiệu:

- Khối nhận các tín hiệu đầu vào như Tivi, AV1, AV2, Component rồi cho qua chuyển mạch để chọn lấy một tín hiệu, sau đó đưa sang mạch giải mã

- Mạch giải mã sẽ giải mã để lấy ra các tín hiệu Y, Cr, Cb đồng thời tách xung đồng bộ

để lấy ra tín hiệu H.Sync và V.Sync Tín hiệu Y, Cr và Cb sau đó được đổi sang tín

20

hiệu số để cung cấp cho mạch Scaler, tín hiệu H.Syn và V.Syn cấp cho khối vi xử lý

để điều khiển mạch hiển thị, đồng thời cấp sang mạch Scaler để tạo ra các tín hiệu điều khiển như Bit clock, Hs và Vs

* Đầu vào của mạch Scaler là các tín hiệu:

- Nguồn tín hiệu lấy từ mạch giải mã hoặc mạch ADC (nhận tín hiệu của máy tính), các tín hiệu này là các tín hiệu chói Y và tín hiệu mầu U, V đã được mã hoá thành dữ liệu số

- Các xung đồng bộ Hs và Vs cung cấp cho mạch Scaler để tạo tín hiệu điều khiển màn hình

- Dữ liệu cung cấp từ EPROM để tạo hiển thị trên màn hình

- Tín hiệu điều khiển từ CPU tới thông qua các bus Data và Clock

* Đầu ra của mạch Video Scaler là các tín hiệu:

- Tín hiệu R, G, B là các dữ liêu số 8 bit mang thông tin về mức sáng, mầu sắc của các điểm ảnh trên màn hình

- En là tín hiệu cho phép mạch LVDS hoạt động

- Dot Clock là tín hiệu điều khiển quét qua các điểm ảnh hay quét ngang màn hình, Dot Clock sẽ xác định số điểm ảnh mà màn hình quét được trong mỗi giây, thông thường nó có tần số khoảng 60MHz, tức là mỗi giây nó quét được khoảng 60 triệu điểm ảnh

- Hs – Là tín hiệu điều khiển quét màn hình từ trên xuống dưới (quét dọc), tần số Hs bằng tấn số xung H.Syn và nó xác định só dòng quét mà màn hình thực hiện được trong mỗi giây

- Vs là tín hiệu điều khiển quét một màn hình mới, nó có tần số bằng xung V.Syn, tần

số Vs sẽ xác định số hình ảnh mà màn hình quét được trong mỗi giây

- Mạch công suất sẽ khuếch đại tín hiệu Audio rồi cung cấp cho các loa

5 – Phân tích sơ đồ khối của Tivi LCD Samsung NK 17N

5.1 – Sơ đồ khối của Tivi LCD Samsung NK17N

Hình 21 – Sơ đồ khối của Tivi LCD Samsung NK17N

Tivi LCD Samsung NK17N gồn các thành phần:

- Các mạch ổn áp nguồn

- Khối điều khiển (CPU)

- Khối cao áp (Inverter)

- Khối kênh và trung tần (Tuner & IF)

- Khối giải mã và xử lý tín hiệu Video

- Mạch LVDS và màn hình LCD Panel

- Khối đường tiếng

5.2 – Phân tích nguyên lý hoạt động của các khối

22

- IC 7812 là mạch ổn áp cố định để lấy ra điện áp 12V cấp cho mạch công suất tiếng

- IC 7808 ổn áp để lấy ra điện áp 8V cấp cho khối kênh và trung tần

Hình 22 – Sơ đồ khối cấp nguồn trên máy Samsung NK17N

- IC – LM 2596S là mạch ổn áp xung hạ áp từ 14V xuống điện áp 5V và đáp ứng dòng tải lên tới 3A, điện áp 5V sẽ cung cấp cho IC vi xử lý

23

Hình 24 - Khối điều khiển sử dụng họ IC – SDA55xx

Khối điều khiển với thành phần chính là CPU sử dụng IC họ SDA55xx và các

IC nhớ Flash ROM và EPROM

- Flash ROM được tích hợp trong CPU và được nạp sẵn chương trình cung cấp cho CPU hoạt động, vì vậy khi thay thế CPU ta cần nạp lại chương trình cho Flash ROM thì máy mới có thể hoạt động

- EPROM là IC nhớ tự động ghi lại các thông tin mà người sử dụng điều chỉnh và ghi lại các thông số khi cài đặt kênh, nếu hỏng IC này thì các thông số như mức sáng, mầu sắc hay thiết lập kênh sẽ trả về một giá trị mặc định nào đó mỗi khi ta tắt máy và rút nguồn điện

- CPU là thành phần xử lý chính điều khiển chung các hoạt động của máy, điều khiển bật tắt khối cao áp và thay đổi độ sáng, điều khiển các chức năng khác thông qua các giao tiếp với khối Scaler như chức năng thay đổi độ tương phản, mầu sắc, kích thước hình ảnh, độ phân giải của màn hình…ngoài ra CPU còn thực hiện chức năng tạo ra hiển thị trên màn hình để chèn vào tín hiệu Video ở phần cuối của khối Scaler Tín hiệu đầu vào của khối Scaler là các tín hiệu xung đồng bộ như H.Syn, V.Syn và các thông tin nhập từ dãy phím bấm

- IC- KIA7029 là IC tạo tín hiệu Reset để khởi động CPU

24

Hình 25 – KIA70xx tạo tín hiệu Reset để khởi động CPU

Nguồn cấp cho CPU là 3,3V và 2,5V IC nhớ EPROM sử dụng 3,3V

Để CPU hoạt động được cần có các điều kiện: - Có nguồn 3,3V và 2,5V cấp cho CPU

- Có thạch anh tạo dao động - Có tín hiệu Reset khởi động - Các phím bấm không bị chập - Có chương trình trong Flash ROM (tích hợp trong CPU)

Hình 26 – Các điều kiện đầu vào của CPU

- Biểu hiện khi CPU không hoạt động là: Máy có đèn báo chờ, bật công tắc và các phím điều khiển không có tác dụng, máy không lên màn sáng

3, Khối cao áp (INVERTER)

- Khối cao áp có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp 14V DC lên tới điện áp khoảng 1200 - 1500V cung cấp cho các bóng cao áp trên màn hình, các bóng cao áp này sẽ tạo ra ánh sáng nền để soi sáng lớp hiển thị LCD

Điều khiển cao áp là các lệnh từ CPU:

- Lệnh ON/OFF điều khiển tắt mở khối cao áp

- Lệnh Bright để thay đổi độ sáng trên màn hình

25

- HV (High Voltage) điện áp cao thế cấp cho bóng cao áp - FB (Feed Back) điện áp hồi tiếp - CCFL (Cold Cathode Fluorescence Lamp) đèn huỳnh quang Catot lạnh

Hình 27 - Khối cao áp (INVERTER) và các bóng cao áp trên màn hình

4, Khối kênh và trung tần (Tuner & IF)

- Khối kênh có nhiệm vụ thu sóng cao tần từ đài phát rồi cho đổi tần để lấy ra tín hiệu trung tần IF

- Mạch trung tần sẽ khuếch đại tín hiệu trung tần rồi tách sóng để lấy ra tín hiệu Video

và SF Audio, tín hiệu Video được đưa tới IC chuyển mạch và giải mã, tín hiệu SF Audio sẽ được chuyển sang khối xử lý đường tiếng

- Điện áp cấp cho khối kênh và trung tần gồm: 5V cấp nguồn nuôi cho khối 33V do mạch tăng áp kích từ nguồn 5V lên để cung cấp cho mạch dò sóng VT (Voltage

26

Hình 28 - Khối kênh và trung tần và các khối liên quan

5, Khối xử lý tín hiệu Video

Khối xử lý tín hiệu Video của máy sử dụng IC- DPTV-3D-6730 tích hợp nhiều chức năng:

- Scaler xử lý độ phân giải điều chỉnh kích thước hình ảnh - ADC & DAC là mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và ngược lại

- Switch là chuyển mạch để chuyển đổi giữa các nguồn tín hiệu khác nhau

- Decoder - mạch giải mã tín hiệu Video - OSD

- mạch tạo tín hiệu hiển thị để hiển thị các thông số hỗ trợ người sử dụng khi điều chỉnh máy CPU điều khiển khối Video thông qua các đường bus SDA và SCL để điều khiển các chức năng như: Điều chỉnh độ tương phản, mầu sắc, kích thước hình ảnh…

27

Hình 29 - Khối xử lý tín hiệu Video và các tín hiệu vào ra

Các tín hiệu đầu vào của khối Video gồm các nguồn:

- Khối kênh và trung tần cung cấp tín hiệu Vin và Y/C

- DVD là ngõ vào từ các thiết bị có hỗ trợ cổng thành phần Component bao gồm các tín hiệu Y (tín hiệu chói) và Pb, Pr là hai tín hiệu mầu đã được mã hoá, cổng này hỗ trợ

độ phân giải tối đa là 480pixel (tính theo chiều dọc)

- DTV là cổng thành phần nhưng hỗ trợ độ phân giải lên tới 1080pixel tính theo chiều dọc

- PC (Personal Computer) là cổng nhận tín hiệu của máy tính, cổng này có các tín hiệu R,G,B mang thông tin của các bức ảnh đơn sắc: Đỏ, xanh lá và xanh lơ và các tín hiệu H.Syn, V.Syn là hai xung đồng bộ dòng và đòng bộ mành

Các IC chuyển mạch và đổi ADC:

- CXA2151 là IC chuyển mạch giữa hai nguồn tín hiệu DVD và DTV

- BA7657 là IC chuyển mạch giữa nguồn tín hiệu máy tính với hai nguồn tín hiệu ở trên

- AD9883A là IC đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

IC – DPTV-3D-6730 thực hiện các chức năng: Scaler (chia tỷ lệ hình ảnh để tiếp nhận các nguồn tín hiệu có độ phân giải khác nhau), chuyển mạch giữa các nguồn tín hiệu Tivi, Video và máy tinh Cho giải mã tín hiệu Video và tạm thời đưa ra các tín hiệu chung R,G,B và tín hiệu Y, Pr, Pb

28

IC- MN82860 thực hiện chuyển đổi các tín hiệu R,G,B dạng tương tự sang tín hiệu số, xác lập các ma trận tín hiệu cho các điểm mầu trên màn hình và tạo ra các tín hiệu điều khiển cung cấp cho mạch LVDS

6, Mạch LVDS và màn hình LCD

Hình 30 - Mạch LVDS và màn hình LCD

Dữ liệu đầu ra của khối xử lý Video cung cấp cho mạch LVDS là các tín hiệu:

- Dữ liệu số 24 bit gồm 8 bit dữ liệu R (mang thông tin về hình ảnh mầu đỏ), 8 bit G (mang thông tin về hình ảnh mầu xanh lá), 8 bit B (mang thông tin về hình ảnh mầu xanh lơ

- En (Enable) là tín hiệu cho phép mạch LVDS hoạt động

- Pixel Clock là xung điều khiển quét qua các điểm ảnh theo chiều ngang màn hình

- Hs là xung điều khiển dịch chuyển quét dòng kế tiếp từ trên xuống dưới

- Vs là xung điều khiển quét một màn hình mới

Mạch LVDS nhận các tín hiệu điều khiển và các dữ liệu hình ảnh rồi thực hiện điều khiển trực tiếp điểm ảnh trên màn hình nhắm tái tạo lại hình ảnh ban đầu

Màn hình LCD thực hiện tái tạo lại hình ảnh mầu, trên màn hình gồm các điểm mầu R, G, B xếp xen kẽ các điểm mầu R sẽ tạo nên bức ảnh đơn sắc mầu đỏ, các điểm mầu G sẽ tạo nên bức ảnh đơn sắc mầu xanh lá, các điểm B sẽ tạo nên bức ảnh đơn sắc

có mầu xanh lơ, ba bức ảnh cùng hiển trị trên một màn hình và các mầu sắc đã được tổng hợp lại theo nguyên lý trộn mầu trong tự nhiên để tạo ra vô số mầu sắc như bức ảnh ban đầu

7, Khối đường tiếng

29

Hình 31 – Sơ đồ khối tiếng của Tivi LCD Samsung

Khối đường tiếng gồm hai mạch chính:

 Mạch Audio Processor thực hiện các chức năng:

- Khuếch đại tín hiệu SF Audio từ kênh tới và giải điều chế FM để lấy ra tín hiệu Audio

- Chuyển mạch giữa các nguồn tín hiệu để lấy ra tín hiệu ở ngõ ra

- Xử lý tín hiệu Audio Stereo

- Thay đổi âm lượng và âm sắc

Mạch Sound Amply là mạch khuếch đại công suất âm thanh, mạch khuếch đại tín hiệu Audio lên biên độ đủ lớn rồi cung cấp cho các loa ở hai vế L, R CPU điều khiển khối đường tiếng thông qua các tín hiệu SDA (Signal Data) và SCL (Signal Clock)

6 Phân tích sơ đồ khối Tivi LCD PANASONIC TX32LE

30

Hình 32 – Các bản mạch chính trên Tivi LCD Panasonic TX 32LE

6.1 - Sơ đồ tổng quát về các khối

1) Khối chuyển mạch tín hiệu và xử lý đường tiếng:

- IC3300 (Audio Matrix) thực hiện chuyển mạch tín hiệu Audio từ ba đường tiếng vào AV1, AV2 và AV3 rồi cho tín hiệu ra đưa sang IC1501 (VCT69XYP)

- IC1501 (VCT69XYP) thực hiện xử lý tín hiệu và chuyển mạch với tín hiệu sau khi

xử lý ở ngõ vào HDMI sau đó cung cấp tín hiệu cho mạch công suất âm tần

- IC1501 đồng thời thực hiện chuyển mạch tín hiệu Video ở các ngõ vào như AV1, AV2, AV3 và HDMI sau đó cung cấp tín hiệu sang bvie mạch chính thông qua các bus tới LCD Panel

- IC5003 thu nhận tín hiệu từ cổng HDMI rồi cho xử thành dữ liệu 24 bit trước khi đưa sang IC1501

- Hai IC - IC251 và IC252 thực hiện khuếch đại âm thanh ra loa

31

Hình 33 – Khối chuyển mạch tín hiệu 2) Khối cấp nguồn và sơ đồ cấp nguồn cho các phụ tải

32

Hình 34 – Sơ đồ khối nguồn và khối xử lý tín hiệu Video

33

Hình 35 – Sơ đồ khối - Khối nguồn

Điện áp vào của khối nguồn là: 220V AC Điện áp ra gồm các điện áp DC: AUD24V, SIG24V, STBY12V

Các thành phần của khối nguồn bao gồm:

- F800 và SW800 là cầu chì và công tắc

- Line Filter là bộ lọc cao tần

- D801 là cầu đi ốt chỉnh lưu điện áp AC thành DC

- IC800 là IC dao động và công suất

- T800 là biến áp xung

34

- PC800 và PC801 là các IC so quang

- D831 và D832 là các đi ốt chỉnh lưu điện áp ra LCD PANEL là màn hình

Hình 36 – Các mạch ổn áp thứ cấp và các IC tải

Các điện áp thứ cấp của máy và các tải tiêu thụ:

- Điện áp AUD24V cấp cho mạch khuếch đại công suất tiếng Audio Amply

- Điện áp SIG24V được hạ áp qua IC3800 để tạo ra điện áp STBY3.3V cấp trực tiếp cho các IC- IC1500 tạo tín hiệu Reset, IC1120 là IC nhớ EPROM, IC1220 là IC

chuyển mạch

- Điện áp STBY3.3V cho đi qua các mắt lọc LC (LCF’S) để tạo ra các điện áp

VSUP 3.3V và giảm áp xuống thành điện áp STBY1.8V thông qua IC3801 Các điện

áp trên đi cấp nguồn cho IC1501- đây là IC xử lý các tín hiệu Audio và Video

- Từ điện áp STBY3.3V được điều khiển qua đèn Q3803 để tạo ra điện áp 3.3V HDMI

và từ điện áp 3.3V HDMI trên cho đi qua các mắt lọc để lấy ra các điện áp 3V3HD,

3) Khối xử lý tín hiệu

36

Hình 37 – Sơ đồ khối xử lý tín hiệu Video và Audio

37

Hình 38 – Sơ đồ giao tiếp giữa các bản mạch

- Bản mạch B-BOARD bao gồm bộ kênh (Tuner)

- Bản mạch V-BOARD gồm có các đèn báo và mắt nhận điều khiển từ xa

- KEY CONTROL là các phím điều khiển

- P-BOARD là bản mạch của khối nguồn

- LCD PANEL là màn hình LCD

- A-BOARD là vỉ điều khiển và xử lý các tín hiệu Audio và Video

- HDMI1 là cổng nhận tín hiệu HDMI

38

Hình 39 – Sơ đồ khối - khối điều khiển và xử lý tín hiệu

IC1501 là IC tích hợp các chức năng:

- Tích hợp CPU để thực hiện xử lý các hoạt động của máy

- Thực hiện xử lý tín hiệu Video

- Thực hiện xử lý tín hiệu Audio

IC5003 là IC xử lý tín hiệu HDMI PROTECTION là mạch bảo vệ HDMI Mute là mạch xử lý ngắt tín hiệu HDMI

IC5001 và IC1120 là các IC nhớ EPROM HDMI1 là cổng nhận tín hiệu HDMI Definition Multimedia Interface) đây là chuẩn giao tiếp đa phương tiện với độ phân giải cao

(High-39

AV1 và AV2 là các cỏng nhận tín hiệu Video và Audio

IC1380 là IC đổi tín hiệu DAC cho tín hiệu HDMI

IC1220 là IC chuyển mạch tín hiệu

IC3300 là IC xử lý ma trận Audio

Các IC - IC251 và IC252 là IC khuếch đại công suất âm thanh

AMP Mute là mạch xử lý ngắt tín hiệu âm thanh

II – LCD PANEL (MÀN HÌNH LCD)

1 – Màn hình TFT là gì ? TFT (Thin Film Transistor) là màn hình tinh thể lỏng

sử dụng công nghệ Transistor màng mỏng

- Trên màn hình được cấu tạo nên từ các điểm mầu R, G và B

- Cứ ba điểm mầu RGB đứng cạnh nhau tạo nên một điểm ảnh (1 pixel)

- Trên mỗi điểm mầu người ta sử dụng một Transistor để điều khiển các tinh thể lỏng sao cho cường độ ánh sáng xuyên qua có thể thay đổi được

- Với Transistor thông thường nó chiếm mất diện tích của điểm mầu, vì vậy phần trong suốt cho phép ánh sáng xuyên qua bị thu hẹp lại, cường độ ánh sáng

bị giảm

- Hiện nay người ta sử dụng các Transistor màng mỏng, các cực của Transistor trở nên trong suốt và cho phép ánh sáng xuyên qua, khi đó các Transistor vẫn điều khiển được các điểm mầu nhưng chúng không che khuất ánh sáng, vì vậy diện tích ánh sáng hiệu dụng tăng lên, chi tiết ảnh có thể thu nhỏ hơn trước, với công nghệ này người ta có thể sản xuất được các màn hình có độ sáng tốt hơn và nét hơn

40

Hình 1 – Màn hình TFT sử dụng các Transistor có điện cực trong suốt

2 Cấu tạo của các điểm ảnh trên màn hình

- Nếu độ phân giải của màn hình tối đa là 1024 x 768 thì có nghĩa là màn hình

đó có 1024 điểm ảnh xếp theo chiều ngang và 768 điểm ảnh xếp theo chiều dọc

- Các chi tiết nhỏ nhất trên màn hình bao giờ cũng sử dụng ít nhất là một điểm ảnh: Ví dụ một dấu chấm ( ) này sử dụng một điểm ảnh

- Mỗi điểm ảnh có độ rộng khoảng 250 đến 300 micro mét (khoảng 0,25 đến 0,3mm), kích thước nhỏ như vậy nhưng chúng lại được cấu tạo nên từ 3 điểm mầu R, G, B (đỏ, xanh lá cây và xanh lơ)

- Trong mỗi điểm mầu có một Transistor điều khiển, dữ liệu được đưa vào cực S còn lệnh bật tắt transistor được đưa vào cực G

- Các điểm mầu có cấu tạo giống nhau và chỉ khác nhau ở tấm lọc mầu đặt trên cùng để tạo ra mầu đỏ hay mầu xanh lá cây hoặc mầu xanh lơ