平板电视发展趋势及设计挑战

与传统CRT电视相比,平板电视具有图像清晰、色彩丰富、轻薄美观、低功耗和低辐射的优点,因此受到消费者的热捧。

与传统的CRT电视相比,在电路设计方面由于平板电视需要多种元器件来进行声音、文字及图像处理与系统控制,其设计就相对复杂。当前是模拟电视系统和数字电视系统共存的时期,我们可以称之为“过渡时期”,尤其在中国这个过渡期将更长。从结构特点来看有三种类型电视机:1)传统模拟电视机；2)近代数字化彩色电视机；3)过渡期之后的数字电视机。近代数字化彩色电视机有CRT型或者是平面型,而且由于价格因素CRT型电视机在未来几年内还将占很大的比重。平板电视以先天所具有的优点使得它成为市场的新宠,尤其是LCD TV在平板电视中居于主流,预计今年LCD TV的需求量将大幅增加。

由于除了高频调谐器、中频解调电路、视频输出级、扫描输出电路外,基本上均实现了数字化处理,所以这使得数字化彩色电视机接收的图像及声音质量大为改善,而功能也相对丰富许多。通过数字化处理后,还很容易把全电视信号中的文字广播信息解码和存储供用户选择,并通过数字图像的帧缓冲(Frame Buffer)技术实现双画面、多画面、静止画面、输出打印等功能。目前市面上大部分的平板电视属于第二种类型(近代数字化彩色电视机),是一种过渡期的产品,不过仍有很大的市场潜力。

图:未来的平板电视可通
过USB连接PMP、PDA和数码相机。

设计挑战及平板电视发展趋势

在平板电视时代,主要是以同质化竞争方式存在,因此整机厂商怎样去发挥自己的20%内容就显得特别重要,也决定了市场对其产品的认可度。LCD TV是一个复杂的系统,在软硬件设计时,可能会遇到的一些设计挑战,例如:

① 电源:电源噪声会直接影响图像质量,因此对电源的要求也较高。

② IC驱动:为保证系统的稳定性需要花较多的时间去调整。

③ IR Remote(遥控器)控制:配合OSD程序的执行,是软件设计的难点之一。

④ 微调(Fine tune):在色彩调整方面,经验丰富的工程师的价值会体现得淋漓尽致。

在未来数字家庭里,TV功能也会丰富很多,代替PC执行部分操作(见图)。资讯化、无线化都将是平板电视的发展趋势。在面板接口技术方面,LVDS/RSDS界面也将成为市场标准。相对于DVI技术来说,HDMI(高清晰度多媒体接口)可谓是“青出于蓝胜于蓝”,它是首个也是业界唯一支持的不压缩全数字音频/视频接口。IT与消费电子(CE)的融合以及版权保护意识的不断提高正在促使HDMI成为家用多媒体PC、TV以及其它消费电子产品之间互联的一种方式。

随着整合技术的快速发展以及新一代影像品质的增强演算法被发掘出来,3D梳状滤波也同样适用于NTSC/PAL/SECAM的各种系统。目前,各厂商运用自己独特的、对增加画面清晰度有明显改善作用的演算法的产品可以普遍在市面上见到,相信这也是消费者对高画质的平板电视所期待的品质之一。

平板电视正朝着高集成度方向发展,飞利浦公司则是高集成度解决方案的典型代表。尤其是在LCD TV方面,飞利浦的发展目标是单芯片解决方案,也应该会把高频调谐器(把铁壳调谐器换成硅调谐器)以及其它周边IC整合进去,实现真正的单芯片电视解决方案。而其它厂商的集成策略也非常积极,例如后端的IC将集成LVDS/RSDS功能,以及逐步向前端功能整合等,以此来降低系统成本。通过采用更先进的工艺技术,影像处理IC正朝着系统级封装(SiP)发展,届时更多高集成度的平板电视解决方案将会面市。

以分立式元件构建的方案

世平集团基于凌阳(Sunplus)的SPV301A自行设计了以分立式元件构建的LCD TV系统解?Q方案"WPG-301A LCD-TV",另针对不同市场和客户需求,分别开发了支持PAL、NTSC制式的LCD TV系统。SPV301A集成了3D自适应去交错、图像缩放(Scaler)、屏幕菜单(OSD)、数字像框(DPF)、CPU,另外还支持DVI(TMDS)输入、MP3处理器接口、3D自适应噪声抑制以及内置JPEG和ADPCM编解码器引擎等功能。

该方案采用SPV301A为主芯片,选用飞利浦、TI、凌阳的视频解码器；ADI的ADC；Silicon Image的DVI；Micronas的音频处理器；飞利浦的音频放大器；TI的LVDS发射器等,另外高频调谐器(Tuner)以及VBI信息处理方面选用飞利浦的IC。在ADC和数字视频接口(DVI)方面,也可改选用ADI的集成这两项功能的IC以降低成本、简化电路板设计。总之,在该方案(WPG-301A LCD-TV)中的部分功能可以根据客户需要和成本控制选择不同厂商的IC来支持。

WPG-301A LCD-TV方案的主要特点有:

①支持480p/576p and 480i/576i(SDTV),1080i/720p(HDTV)；

②支持PC输入从VGA to WXGA和DVI(数字视频接口)输入；

③支持子母画面(PIP)和分割画面(POP)功能；

④支持基于字体或基于位图的OSD；

⑤具有“数字像框”功能,支持MMC/SMC/SD/MS/CF卡。

其它特性还包括3D梳状滤波器、3D噪声抑制功能、3D倍频循序扫描、3:2/2:2 (pull down)真实再现电影画面、4:3/16:9 画面切换、DCTI (数字色彩改善功能)、DLTI(数字亮度改善功能)等等,这些对于增加画面清晰度有明显的作用。这个方案中最具有特色的就是“数字像框”功能。通过集成JPEG 引擎支持数字像框的功能,可以直接在电视上观看存储卡中的图片。

基于分立式元件构建的LCD TV系统的优点是具有灵活性,调试也相对容易一些,针对客户的不同需求可以在系统中添加和删除部分功能。例如,可以去除“子母画面(PIP)和分割画面(POP)功能”以降低成本。而单芯片解决方案则在成本上较有优势、系统简洁,可以简化电路板设计。不管是采用分立式元件还是单芯片方式构建LCD TV系统,客户真正所关心的是在满足所需功能的基础上尽量降低系统成本。

本文由世平集团供稿。