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FPGA/PLD  

比較 PSoC與MCU在數位電視設計中的應用

上網時間: 2012年12月11日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:PSoC  MCU  數位電視  電視調諧器  遙控器 

作者 Ronak Desai

賽普拉斯半導體

現今數位電視廣泛運用微控制器來讓機器在特定頻率中對調諧器進行調諧、從遙控器接收紅外線輸入訊號、變更喇叭輸出音量、控制前方面板的機械式開關,以及LCD/LED顯示輸出。

本文將提供數位單板設計的另一種解決方案參考,PSoC可用來透過I2C介面調諧類比與數位調諧器的頻率、運用PSoC Creator 紅外線接收器元件從遙控器接收紅外線輸入訊號,以透過前方面板直接驅動的LCD/LED螢幕變更喇叭輸出音量。PSoC亦支援電容感測技術,能取代按鍵板上的機械式按鈕。

運用MCU建置數位電視調諧器

如圖1所示,這類別的應用通常會使用8位元或16位元的微控制器。它採用機板上的外部EEPROM來儲存像是上次觀看的頻道與最愛頻道等資訊,並透過頻率為38KHz的紅外線接收器,接收遙控器上的使用者輸入訊號。


圖1:數位電視中的微控制器。

微控制器還會在LCD模組或前方面板顯示器上顯示頻道與音量資訊,且能控制電視螢幕影像的長寬比例(4:3或16:9)、並調整電視的音訊(音量控制、等化器控制)與視訊(亮度、對比)等參數。

電視的智慧卡介面能用來對使用者的訂閱資訊進行解碼。智慧卡會透過I2C介面來和微控制器進行通訊,其前方面板的機械式按鈕則用來顯示如選擇上下頻道(CHA+、CHA-)及音量增減(VOL+、VOL-)等功能。

數位調諧器模組 (Digital Tuner Block):如圖2所示,微控制器能透過I2C(SCL、SDA)介面與電視調諧器進行通訊,並能在中頻(Intermediate frequency)頻率上調整類比與數位調諧器,歐規電視視訊標準(Phase Alternating Line)為38.9MHz。數位調諧器內含一個數位解調變器(digital demodulator),能提供直接的複合視訊廣播訊號 (Composite video broadcast signal)及左右聲道輸出。


圖2:數位調諧器模組。

使用者可利用遙控器或電視前方面板的按鈕來選取電視頻道。若使用者選擇頻道1,其頻率為48.25MHz,微控制器就會透過I2C介面對87.15MHz (48.25MHz + 38.9MHz = 87.15MHz)的區域振盪器進行調諧。因此,混頻器的輸出會是38.9MHz (區域振盪器頻率:87.15MHz –輸入頻率:48.25MHz = 中頻:38.9MHz),此頻率就是中頻。調諧器就會提供頻道1的視訊與音訊資訊的中頻。

當使用者選擇頻道搜尋功能時,微控制器會針對各別頻率對區域振盪器進行調諧。使用者可用遙控器調整區域振盪器的頻率來微調任何頻道。電視調諧器的步進間隔為31.25KHz、62.5KHz、125KHz等。微控制器可根據使用者選擇的微幅調諧資訊來調整調諧器的步進間隔,藉此提高或降低區域振盪器的頻率。

音效輸出模組 (Audio Output Block):微控制器會利用一個外部8位元/12位元數位轉類比轉換器 (Digital to Analog converter)來控制喇叭音量。它會透過外部的DAC與音效放大器來增減音量或設定靜音。

電源供應器模組 (Power Supply Block):數位電視利用交換式電源供應器 (Switch mode power supply)將輸入交流電壓轉換成直流輸出電壓,並透過內建低壓降穩壓器 (Low dropout regulators)來步進降壓直流電壓。


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