1.3 數(shù)碼產(chǎn)品的電路結(jié)構(gòu)

1.3.1 數(shù)碼相機(jī)的電路結(jié)構(gòu)

1．?dāng)?shù)碼相機(jī)的功能特點(diǎn)

數(shù)碼相機(jī)是光圖像變成數(shù)碼照片的設(shè)備，在拍攝時它將鏡頭拍攝的景物圖像變成數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字處理和數(shù)據(jù)壓縮后存儲到存儲卡上，同時可在LCD顯示屏上顯示出來。目前數(shù)碼相機(jī)已非常普及。但高清晰度、低成本和智能化仍是它的發(fā)展方向。

2．?dāng)?shù)碼相機(jī)的基本結(jié)構(gòu)原理

圖1-31所示是數(shù)碼相機(jī)的電路結(jié)構(gòu)方框圖，由圖可見，它主要是由鏡頭和圖像傳感器、攝像信號處理電路、數(shù)據(jù)處理電路、控制電路、音頻電路、電源供電電路及外圍電路等部分構(gòu)成的。

鏡頭是捕捉景物目標(biāo)的光學(xué)系統(tǒng)，景物圖像通過鏡頭后照射到圖像傳感器（CCD/CMOS）上，圖像傳感器是由幾萬至幾千萬像素單元構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換器件，它將光圖像變成電信號送到攝像信號處理電路（AFE）中，進(jìn)行處理，并將模擬圖像信號變成數(shù)字圖像信號。然后送到數(shù)據(jù)處理芯片中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和壓縮編碼。再將數(shù)字圖像信號送到外部存儲卡（SD/MMC、XD）中存儲，同時可在液晶顯示屏上顯示景物圖像。

由于數(shù)碼相機(jī)是一種高度精巧的機(jī)電一體化設(shè)備，鏡頭中設(shè)自動聚焦驅(qū)動結(jié)構(gòu)、電子變焦驅(qū)動結(jié)構(gòu)，因而聚焦和變焦控制需要專門的控制系統(tǒng)。

目前數(shù)碼相機(jī)不僅可拍攝靜止的數(shù)碼照片，還能拍攝視頻動態(tài)的圖像及伴音信號，還可以將圖像和伴音信號送到大屏幕顯示器上欣賞，內(nèi)設(shè)相應(yīng)的電路及輸入/輸出接口。

3．?dāng)?shù)碼相機(jī)的信號處理過程

圖1-32所示為數(shù)碼相機(jī)的整體電路信號流程圖。

數(shù)碼相機(jī)最突出的特色就是將所拍攝的景物圖像變成數(shù)碼圖像，數(shù)碼相機(jī)的圖像信號處理流程圖如圖1-33所示。外部景物光圖像經(jīng)過鏡頭投射到CCD圖像傳感器，圖像傳感器將光圖像轉(zhuǎn)換成電信號，并傳送到圖像信號處理電路進(jìn)行處理，處理得到的模擬信號再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳送到數(shù)字信號處理電路，此時，數(shù)字信號處理電路在系統(tǒng)控制電路（微處理器）的控制下對圖像信號進(jìn)行壓縮、擴(kuò)展處理，得到的數(shù)字圖片以數(shù)字文件的格式存儲在內(nèi)部存儲器或存儲卡中。數(shù)碼相機(jī)還具有D/A轉(zhuǎn)換電路，可將存儲卡上的數(shù)字圖片轉(zhuǎn)換成模擬信號，通過A/V OUT接口輸出到電視機(jī)上觀看。

4．典型數(shù)碼相機(jī)各電路之間的關(guān)系

圖1-34所示為典型數(shù)碼相機(jī)各電路之間的關(guān)系圖。

（1）數(shù)字圖像信號處理電路

數(shù)碼相機(jī)再拍攝景物時，景物的光圖像經(jīng)過鏡頭照射到CCD圖像傳感器的感光面上，CCD在驅(qū)動脈沖的作用下，經(jīng)光圖像變成電信號，并經(jīng)過軟排線送到CCD圖像信號處理電路中進(jìn)行預(yù)防、消噪和A/D轉(zhuǎn)換處理，將模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再送到數(shù)字信號處理芯片中進(jìn)行處理。經(jīng)處理后將數(shù)字圖像記錄到存儲卡中

（2）液晶顯示電路

數(shù)碼相機(jī)再進(jìn)行取景和拍攝時，鏡頭對準(zhǔn)的景物圖像在進(jìn)行處理時，同時送到液晶顯示驅(qū)動電路，使液晶顯示器上能顯示鏡頭捕捉的景物圖像。

（3）微處理器控制電路

數(shù)碼相機(jī)的設(shè)置和操作都是由微處理器進(jìn)行控制的，人工操作鍵的控制信號，如變焦控制和模式選擇。微處理器收到人工指令后，分別通過接口電路對鏡頭中的變焦電動機(jī)和聚焦電動機(jī)進(jìn)行控制。用戶覺得滿意時，便可按下拍攝鍵。

（4）電源供電電路

電池經(jīng)過接口將直流電壓送到數(shù)碼相機(jī)中，在相機(jī)中設(shè)有電源供電電路，電源供電電路經(jīng)過對電池的處理、升壓和穩(wěn)壓電路，輸出多種直流電壓。

1.3.2 DV攝錄機(jī)的電路結(jié)構(gòu)

1. DV攝錄機(jī)的功能特點(diǎn)

典型NV—DS99型攝錄機(jī)的外形如圖1-35所示。它使用微型DV帶（Mini DV Cassertte Tape），標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字記錄格式；兩種帶速，SP方式為18.83mm/s, LP方式為12.57mm/s；信號制式為625行50場PAL制彩色制式，視頻輸出電平1V,75?, S—視頻輸出電平，Y為1V, C為0.3V。音頻采用PCM數(shù)字記錄格式、16bit（48kHz/2聲道）、12bit（32kHz/4聲道）。具有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字（DV）接口（i, Link,4引腳）。

2. DV數(shù)碼攝錄機(jī)的整機(jī)電路構(gòu)成

NV—DS99型攝錄機(jī)的整機(jī)電路結(jié)構(gòu)方框圖如圖1-36所示，攝像時的信號流程如圖中箭頭所示，景物圖像經(jīng)鏡頭投射到CCD攝像元件上，在CCD攝像元件上將光圖像轉(zhuǎn)變成電信號，在同步信號的驅(qū)動下輸出，送到CDS/AGC/AD電路（CDS是CCD信號的預(yù)放電路，AGC是自動增益控制放大器，AD是A/D變換器），將圖像信號變成數(shù)字信號，送到攝像信號的數(shù)字處理電路DSP中。在DSP中對數(shù)字視頻圖像信號進(jìn)行處理。然后再送到數(shù)字視頻編碼解碼處理電路中，將數(shù)字視頻圖像按DV格式編碼，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。這種數(shù)字信號送到多個電路中進(jìn)行處理：

● 經(jīng)視頻輸出電路變成模擬視頻信號送到視頻輸出端。

● 送到音頻/視頻錄放數(shù)據(jù)處理電路，與音頻數(shù)字信號合成。然后送到磁頭放大器，經(jīng)旋轉(zhuǎn)視頻磁頭將數(shù)字音頻/視頻信號記錄到磁帶上。

● 送給尋像器和LCD顯示驅(qū)動部分：主要完成監(jiān)視用液晶顯示屏（LCD）和尋像器的驅(qū)動，將圖像顯示在顯示屏和尋像器上。

3．?dāng)z錄機(jī)各單元電路的結(jié)構(gòu)和功能

（1）攝像部分

攝像部分是攝錄機(jī)攝取圖像信號的部分，當(dāng)攝錄機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)景物的時候，景物圖像就會通過鏡頭射到CCD圖像傳感器上，CCD將光圖像變成電信號，并在驅(qū)動信號的作用下輸出圖像信號到IC203 , IC203是攝像信號處理電路，它完成對圖像信號的取樣和AGC放大。攝像部分的同步信號發(fā)生器是一個晶體振蕩器，X201是31.5MHz的晶體，IC202經(jīng)分頻后產(chǎn)生IC203所需要的取樣脈沖和IC201所需的同步脈沖，IC201產(chǎn)生CCD的驅(qū)動脈沖使CCD中的電荷在驅(qū)動脈沖的作用下進(jìn)行掃描。

（2）攝像信號處理電路

攝像信號處理電路主要是對攝取的圖像信號進(jìn)行數(shù)字處理、數(shù)字編碼等。來自攝像電路IC203的圖像信號，首先送到IC303中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成10bit的數(shù)字信號，再送到IC301（DSP）中進(jìn)行數(shù)字處理。經(jīng)DSP處理后將圖像信號變成亮度和色度分離的數(shù)字信號，并送到IC3001（DVIO）電路中，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字格式的信號處理。IC3001處理后的數(shù)字信號分別送到幾種電路中進(jìn)行處理。

● 將亮度和色度信號變成模擬信號送到IC3006視頻驅(qū)動電路，由IC3006分別輸出視頻信號和亮度、色度信號。

● 將視頻圖像信號變成亮度和色差信號送到攝像和LCD顯示電路，在錄像器和液晶監(jiān)視器上顯示視頻圖像。

● IC3001的數(shù)字視頻信號經(jīng)存儲器IC3002送到視頻數(shù)據(jù)壓縮處理電路IC3003中進(jìn)行壓縮編碼。

● 視頻信號經(jīng)壓縮編碼處理后將信號送到IC3201中，音頻數(shù)字信號也送到IC3201中，然后再對這兩種數(shù)字信號進(jìn)行記錄編碼處理，同時在電路中進(jìn)行自動磁跡跟蹤處理。經(jīng)編碼的數(shù)字信號由IC3201輸出送到磁頭放大器進(jìn)行放大，再送到記錄磁頭上。記錄時磁鼓旋轉(zhuǎn)，在磁帶上形成一條一條的傾斜磁跡。

（3）音頻電路

音頻電路是由話筒放大器、揚(yáng)聲器及驅(qū)動放大電路、音頻接口電路等部分構(gòu)成的。在記錄狀態(tài)時，話筒信號經(jīng)放大后送到音頻接口電路，在音頻接口電路中變成數(shù)字信號，然后送入IC3003中，與視頻數(shù)字信號一起送到IC3201進(jìn)行記錄處理。

在重放狀態(tài)時，磁頭輸出的數(shù)字信號由IC3003送到音頻接口電路，再變成模擬信號，由IC4001放大→IC4201驅(qū)動放大→揚(yáng)聲器發(fā)聲。

（4）系統(tǒng)控制和伺服電路

系統(tǒng)控制和伺服電路的主體是IC2001微處理器。攝錄機(jī)的鼓電動機(jī)和主導(dǎo)軸電動機(jī)，還有加載電動機(jī)是它的控制對象，鼓電動機(jī)與主導(dǎo)軸電動機(jī)都要求與視頻信號同步，播放時還要求使旋轉(zhuǎn)的視頻磁頭準(zhǔn)確地跟蹤磁帶上的磁跡。

攝錄機(jī)在進(jìn)行軟件調(diào)整和維修時，外部的調(diào)整裝置要與系統(tǒng)控制微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及數(shù)據(jù)更改、存儲等操作。

（5）錄像器和LCD顯示部分

NV—DS1/S5型攝錄機(jī)具有一個0.5英寸的彩色電子錄像器和一個3.8英寸的彩色液晶顯示器，來自攝像信號處理電路的亮度信號（Y）和色差信號（R-Y, B-Y），分別送到視頻信號處理電路IC601和IC602。IC601是為液晶顯示板提供信號的電路，將視頻信號處理成驅(qū)動液晶板的驅(qū)動信號。IC602是為錄像器小液晶板提供信號的電路。

1.3.3 MP3/MP4數(shù)碼機(jī)的電路結(jié)構(gòu)

1. MP3數(shù)碼機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)

MP3機(jī)主要是以播放或記錄音頻節(jié)目為主的數(shù)碼產(chǎn)品，該機(jī)所播放的音頻文件為MP3格式，圖1-37所示為MP3機(jī)的整機(jī)實(shí)物結(jié)構(gòu)圖。

MP3機(jī)的內(nèi)部主要采用了音頻處理芯片，可以播放出音質(zhì)較高的效果。視頻MP3機(jī)比音頻MP3機(jī)要多出一個1.5英寸到2.2英寸之間的LCD顯示屏，可以用來觀看一些特定格式的圖片或視頻，但還是以播放MP3音樂格式的文件為主。

圖1-38所示為MP3機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能示意圖，通過USB接口下載網(wǎng)上的音樂文件，存儲到MP3機(jī)的存儲器電路當(dāng)中，然后通過音頻信號處理芯片對數(shù)據(jù)信息處理后，再變成模擬音頻信號，就可以通過耳機(jī)收聽音樂節(jié)目。MP3機(jī)還具有多種功能，如通過話筒電路將收集到的聲音素材錄制到MP3機(jī)中進(jìn)行存儲；接收FM收音節(jié)目，經(jīng)過CPU和解碼電路的處理，由耳機(jī)電路收聽，等等。這些工作狀態(tài)都可以通過LCD顯示屏顯示出來。

MP3機(jī)的核心電路是微處理器和音頻信號處理器合二為一的集成芯片，簡稱CPU和解碼器芯片，不同的機(jī)型采用的芯片型號不同，但基本功能相同，典型的芯片如圖1-3所示。

2. MP4數(shù)碼機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)

MP4機(jī)是播放視頻文件的數(shù)碼機(jī)，同時兼容MP3的功能，因此大都帶有3.5英寸到7英寸的大屏幕LCD顯示板，其典型的整結(jié)構(gòu)外形如圖1-39所示。

MP4機(jī)的視頻信號處理能力非常強(qiáng)，是視頻MP3機(jī)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)上所流行的視頻文件格式，幾乎都能通過MP4機(jī)進(jìn)行下載和播放，因此大都帶有獨(dú)立的視頻處理芯片，而且還可以接收攝像機(jī)的視頻信號，還有些MP4機(jī)帶有攝像頭。

由于MP4機(jī)兼容MP3機(jī)的部分功能，因此在工作原理上有些相似，同樣需要通過操作按鍵輸入人工指令，并在CPU和解碼電路的控制下，使存儲器電路、接口電路、LCD顯示電路、USB電路及攝像頭電路等進(jìn)行工作，完成各種信息的處理，使MP4機(jī)正常工作。

圖1-40所示為MP4機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能示意圖，由USB接口下載網(wǎng)上的音/視頻文件，存儲到MP4機(jī)的存儲器電路當(dāng)中，然后通過數(shù)字信號處理芯片和音/視頻編解碼器變成音頻和視頻信號，送到耳機(jī)接口電路和LCD顯示屏中，來觀看視頻節(jié)目。

與MP3機(jī)一樣，MP4機(jī)也具有錄音、FM收音等功能，但又比MP3機(jī)多出攝像功能，也就是通過攝像頭將捕捉到的動態(tài)圖像以視頻文件的格式存儲到存儲器電路中，再通過LCD顯示器觀看，還可以通過存儲卡擴(kuò)展存儲器的容量。

1.3.4 藍(lán)光播放器與家庭影院的電路結(jié)構(gòu)

1．整機(jī)結(jié)構(gòu)

藍(lán)光播放器與家庭影院的電路結(jié)構(gòu)方框圖如圖1-41所示，從圖可見，它是由藍(lán)光驅(qū)動器、藍(lán)光信號處理芯片、視頻信號輸出電路、多聲道音頻信號輸出電路、操作顯示電路和電源供電電路等部分構(gòu)成的。它與數(shù)字平板電視機(jī)和多聲道環(huán)繞立體聲音箱相配合可構(gòu)成家庭影院系統(tǒng)。

2．各單元電路的結(jié)構(gòu)和功能

（1）藍(lán)光光驅(qū)

藍(lán)光光驅(qū)是由藍(lán)光激光頭、激光器驅(qū)動電路、激光頭放大器、伺服驅(qū)動電路和光盤驅(qū)動機(jī)芯構(gòu)成的。它可以播放藍(lán)光DVD，同時可兼容普通DVD光盤。

（2）藍(lán)光信號處理芯片

藍(lán)光信號處理芯片是藍(lán)光DVD信息的處理電路，它在外圍存儲器的配合下完成對光盤信息的解壓縮處理，即音頻和視頻信號的解壓縮過程處理。

（3）視頻輸出電路

解壓縮處理后將數(shù)字音頻和數(shù)字視頻信號還原，然后再經(jīng)視頻編碼器和D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬視頻輸出，它可以以S-視頻（亮度、色度分離的視頻）、復(fù)合視頻和分量視頻的格式輸出。將視頻信號和音頻信號經(jīng)射頻調(diào)制器調(diào)制后，還可以輸出射頻調(diào)制信號。信號處理芯片還可以以高清數(shù)字格式的信號輸出（HDMI）。

（4）音頻輸出電路

藍(lán)光DVD可記錄多聲道環(huán)繞立體聲編碼的信號，因而在解碼芯片中可輸出多聲道環(huán)繞立體聲的數(shù)字音頻信號。該數(shù)字音頻信號經(jīng)三通道D/A轉(zhuǎn)換器輸出雙聲道音頻信號（線性輸出）和驅(qū)動立體聲耳機(jī)的信號。也可以通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏數(shù)揭纛l功效電路中。還可以通過多聲道D/A轉(zhuǎn)換器輸出多路音頻信號。該數(shù)字音頻信號經(jīng)D類調(diào)制器，將數(shù)字音頻信號變成PWM信號后經(jīng)功率放大器和低通濾波器去驅(qū)動揚(yáng)聲器。

（5）操作顯示電路

操作顯示電路是由鍵盤、能摸屏、遙控電路和液晶顯示屏構(gòu)成的。其功能是為數(shù)字處理芯片輸入人工指令，同時顯示整機(jī)的工作狀態(tài)。

1.3.5 便攜式媒體播放器的電路結(jié)構(gòu)

1．整機(jī)結(jié)構(gòu)

便攜式媒體播放器可以將外部音頻和視頻節(jié)目源的信號存入內(nèi)部存儲器（閃存）或硬盤（HDD），也可將網(wǎng)絡(luò)的音頻視頻文件下載、存儲，然后再進(jìn)行選擇和播放。因而也被稱之為音頻視頻點(diǎn)播器。圖1-42所示是便攜式媒體播放器的整機(jī)方框圖，由圖可見，它主要是由數(shù)字信號處理器（OMAP35XX）、媒體信息輸入電路、音頻/視頻輸出電路、存儲器及接口電路、電源供電電路和操作顯示電路等部分構(gòu)成的。

2．各單位電路的結(jié)構(gòu)和功能

（1）數(shù)字信號處理芯片

OMAP35XX是一種基于ARM?Cortex?—A8內(nèi)核處理器芯片。該芯片主要用來處理各種A/V信號。

（2）媒體信息輸入電路

媒體信息輸入電路包括如下幾部分。

● 媒體接口：WiFi/Zigbee是借助于短距離、低功耗通信技術(shù)與個人電腦、手機(jī)等終端設(shè)備進(jìn)行互相通信、交換信息。

藍(lán)牙模塊是一種無線通信方式，它可以與其他具有藍(lán)牙模塊的設(shè)備進(jìn)行信息交換。

低功率無線模塊是采用高頻無線電信號進(jìn)行傳輸和接收的通信技術(shù)。

以太網(wǎng)接口可以連接網(wǎng)絡(luò)。

GPS導(dǎo)航信息。

● 視頻接口：視頻信號經(jīng)視頻解碼器變成CCIR標(biāo)準(zhǔn)的格式送到芯片中進(jìn)行選擇和處理。

● 攝像頭（CCD/CMOS圖像傳感器）將拍攝的圖像信息送入OMAP35XX芯片。

（3）音頻視頻信號輸出電路

● 媒體播放輸出電路分別輸出音頻和視頻信號、音頻編/解碼電路可以將數(shù)字音頻信號變成模擬音頻信號經(jīng)放大器去驅(qū)動揚(yáng)聲器，并送到音頻信號輸出端。話筒信號或音頻輸入信號也可經(jīng)音頻編/解碼電路送入芯片中進(jìn)行存儲。

● S—Video輸出亮度/色度信號，同時可由XGA/QVGA顯示圖像。

● HS USB收發(fā)電路可與USB接口相連通過該接口與外部設(shè)備交換信息。

（4）存儲器及接口電路

媒體播放器的數(shù)字信號處理芯片具有多種格式的存儲介質(zhì)和相應(yīng)的接口電路。可以存儲很多的音頻、視頻文件和信息。

（5）操作顯示電路

媒體播放器具有鍵盤和觸摸屏，可作為人工指令的輸入電路。

（6）電源供電電路

媒體播放器可使用電池，也可使用交流220V電源，在電源部分設(shè)有交直流電轉(zhuǎn)換電路、充電電路、系統(tǒng)電路、芯片及接口電路的供電電路。

1.3.6 數(shù)字錄像機(jī)與數(shù)字視頻服務(wù)器的電路結(jié)構(gòu)

1. DVR/DVS的整機(jī)結(jié)構(gòu)

圖1-43和圖1-44所示是DVR/DVS的整機(jī)電路結(jié)構(gòu)方框圖。數(shù)字錄像機(jī)（DVR）和數(shù)字視頻服務(wù)器（DVS）多用于監(jiān)控設(shè)備。它可以將多個模擬監(jiān)控?cái)z像頭獲取的模擬視頻信號經(jīng)視頻編/解碼器轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號送到媒體數(shù)據(jù)處理器芯片TMS320DM6467中進(jìn)行格式變壓和壓縮處理，然后再存到存儲器、存儲卡或硬盤中，需要時再輸出，并可以通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)對所存的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。

由圖可見，DVR和DVS主要是由數(shù)字媒體數(shù)據(jù)處理器（TMS320DM6467）、音頻信號采集電路、音頻視頻信號存儲電路、音頻/視頻信號輸出電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、操作顯示電路和電源供電電路構(gòu)成的。

2．各單元電路的結(jié)構(gòu)和功能

（1）數(shù)字媒體處理芯片和音視頻信號采集電路

DVR和DVS中數(shù)字媒體數(shù)據(jù)處理芯片（TMS320DM6467）是主要的信號處理芯片，它具有強(qiáng)大的功能，可以對輸入的音頻、視頻信息進(jìn)行數(shù)字編碼和壓縮處理。該芯片具有很多接口，音頻視頻信號采集電路是主要的輸入信號接口電路。

● 音頻、視頻信號輸入接口用以接收音視頻信號采集電路的信號。

● 網(wǎng)絡(luò)接口（Ethernet PHY）用以連接以太網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)獲取各種音視頻信息。

● 高清串行接口（HD-SDI）用以輸入高清攝像機(jī)的視頻信號。

（2）音頻、視頻信息存儲電路

SD存儲卡和硬盤（HDD）是數(shù)字錄像機(jī)的主要存儲器件，它具有存儲容量大的特點(diǎn)可存儲長時間采集的視頻和音頻信息。此外閃存和SDRAM是芯片的程序和數(shù)據(jù)存儲器，是數(shù)據(jù)處理過程中的輔助存儲器。這些存儲器通過接口與芯片連接。

（3）音頻、視頻輸出電路

存在于存儲卡或存儲設(shè)備（HDD）中的音頻視頻信號，可根據(jù)需要進(jìn)行播放，這些信息再從存儲設(shè)備中調(diào)出經(jīng)過解壓縮處理和D/A轉(zhuǎn)換由音頻和視頻輸出接口輸出。視頻信號經(jīng)視頻放大器可輸出復(fù)合視頻（PAL/NTSC）信號、S-視頻信號和分量視頻信號（YCrCb）。音頻信號經(jīng)接口與聲碼器（變/解碼電路）與話筒和音箱相連。可播放伴音，也可通過話筒錄入音頻信號。

信號處理芯片還可通過高清數(shù)字接口（HDMI）輸出高清信號，通過數(shù)字平板電視機(jī)顯示圖像。

（4）操作電路

操作電路有兩個接口，錄像機(jī)的錄、放、快速搜索鍵經(jīng)鍵控微處理器（MCO）與數(shù)字芯片相連為DVR輸入人工指令。還有一個接口是鍵盤接口，標(biāo)準(zhǔn)鍵盤經(jīng)USB接口與主芯片相連，用以輸入人工指令。

（5）電源電路

電源電路是由交流電源適配器、系統(tǒng)供電電路和芯片/接口供電電路構(gòu)成的。為DVR提供各種直流電壓。

3. DVR和DVS的中端解決方案

圖1-45所示是一種記錄標(biāo)準(zhǔn)分辨率的DVR和DVS的中端解決方案，同前述的高端方案相比，該電路不能記錄和存儲高清晰度視頻圖像信號。因而，視頻信號采集電路（視頻解碼器）、數(shù)字信號處理電路（DM648/7）及視頻信號的輸出電路（DM6446）的選擇，都應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)清晰度的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.7 高清晰度激光視盤機(jī)的電路結(jié)構(gòu)

1．高清晰度激光視盤機(jī)的功能特點(diǎn)

高清晰度激光視盤機(jī)（DVD）是采用激光來讀取光盤的方式，具有高精度激光頭、光盤驅(qū)動機(jī)構(gòu)及數(shù)據(jù)處理電路。DVD視盤機(jī)通常都能兼容CD/VCD光盤。由于數(shù)據(jù)處理芯片的開發(fā)，其電路結(jié)構(gòu)有很大簡化，性能有很大提高。

圖1-46所示為萬利達(dá)DVP—801型DVD機(jī)中的部分電路，電源電路板為整機(jī)提供工作所需的電壓；數(shù)字信號處理電路集伺服預(yù)放、數(shù)字信號處理、系統(tǒng)控制、A/V解碼、伺服驅(qū)動、音頻、視頻輸出接口等于一體，接收、處理、傳遞各種數(shù)字信號，控制整機(jī)工作；操作顯示電路則為人工指令的輸入提供操作平臺，接收和傳遞遙控信號，并通過多功能顯示屏顯示DVD機(jī)的工作狀態(tài)；接口電路主要用于輸出和輸入音頻/視頻信號，如輸出音頻/視頻信號，輸入VGA顯卡信號等。卡拉OK電路則由回響信號產(chǎn)生電路和話筒信號放大器構(gòu)成，該電路是DVD機(jī)接收和處理話筒信號的通道。

2. DVD機(jī)的各部件關(guān)系

各種品牌和型號的DVD機(jī)的工作原理基本類似，從結(jié)構(gòu)上來說基本上都包含了機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、激光頭組件、電源電路、數(shù)字信號處理電路、操作顯示電路和接口電路等部分，它們之間通過連接插件及引線進(jìn)行信號的傳輸，圖1-47所示為萬利達(dá)DVP—801型DVD機(jī)中各部分電路之間的連接關(guān)系圖。

圖1-48所示為萬利達(dá)DVP—801型DVD機(jī)的整機(jī)電路結(jié)構(gòu)方框圖。

由圖可知，電源電路是DVD機(jī)正常工作的動力源，只有電源電路正常，其他電路和部件才可能正常工作，該電路是將市電交流220V進(jìn)行濾波整流、開關(guān)振蕩和穩(wěn)壓后輸出其他電路所需的各種電壓的工作過程。它通過一組線纜與數(shù)字信號處理電路相連（圖1-47中[1]號線纜）。

卡拉OK電路用于將從話筒插口輸入的話筒信號進(jìn)行放大處理和回響處理，圖1-47中通過[2]號屏蔽線將信號送入數(shù)字信號處理電路中。

操作顯示電路與開關(guān)按鍵也由數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接，該電路接收的各種人工指令信號通過[4]號數(shù)據(jù)線傳遞給數(shù)字信號處理電路板，由其內(nèi)部的微處理器（CPU）進(jìn)行控制，并輸出相應(yīng)的控制信號。

圖1-47和圖1-48中的[8]號線纜為連接激光頭的軟排線，激光頭通過該軟排線輸出激光頭信號和激光二極管功率檢測信號送入數(shù)字板中進(jìn)行處理，同時，數(shù)字信號處理電路也通過該軟排線為激光二極管、聚焦線圈、循跡線圈供電。

[6]號、[7]號線纜分別連接加載電動機(jī)和主軸電動機(jī)及進(jìn)給電動機(jī)，主要是為電動機(jī)提供工作電壓，同時，加載電動機(jī)通過[6]號線纜將開關(guān)信號傳送到數(shù)字板中，由微處理器（CPU）進(jìn)行控制。

3. DVD機(jī)的信號流程

DVD影碟機(jī)是播放DVD光盤的激光視聽設(shè)備，它也能兼容CD、VCD光盤。典型DVD機(jī)的電路結(jié)構(gòu)方框圖如圖1-49所示。

（1）DVD機(jī)的控制過程

當(dāng)播放DVD光盤時，用戶操作遙控器或DVD前面板上的按鍵，人工指令通過操作電路送到數(shù)字處理芯片中的CPU中，CPU收到控制指令后根據(jù)程序分別給機(jī)芯和電路發(fā)送控制指令，使DVD機(jī)進(jìn)入播放狀態(tài)。主要過程是CPU輸出主軸電動機(jī)啟動信號，激光二極管供電驅(qū)動信號和進(jìn)給電動機(jī)驅(qū)動信號，使光盤旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)動作，激光頭中聚焦線圈和循跡線圈啟動，搜索光盤，讀取目錄信號，開始播放。

（2）DVD機(jī)的信號處理過程

激光頭讀取光盤的方法是由激光頭內(nèi)的激光二極管發(fā)出激光束并經(jīng)物鏡照射到DVD光盤盤面上，經(jīng)光盤反射回來的光束經(jīng)反射鏡照射到光敏二極管組件上。激光二極管發(fā)射的激光束是恒定的光束，而從光盤上反射回來的光束則受到光盤信息紋坑槽的調(diào)制，這樣由光盤反射回來的光束就受到了光盤信息的調(diào)制，因而就包含了光盤上的信息。只要將光盤信息解讀出來就能恢復(fù)出光盤的數(shù)字信號內(nèi)容。其工作過程如下：

激光頭的輸出信號經(jīng)軟排線送到主電路板，然后送入數(shù)字處理芯片。數(shù)字處理芯片是一種超大規(guī)模集成電路，它往往集成了DVD主要的信號處理和控制電路，其中主要包括伺服預(yù)放處理電路、數(shù)字信號處理電路、數(shù)據(jù)分離電路、視頻解壓縮電路（視頻解碼）、音頻解壓縮電路（音頻解碼）、視頻（PAL/NTSC）編碼電路、視頻D/A轉(zhuǎn)換電路、AC-3杜比環(huán)繞立體聲解碼電路。數(shù)字處理芯片中還包含伺服處理電路，它將激光頭讀取數(shù)據(jù)時的聚焦誤差信號、循跡誤差信號和光盤旋轉(zhuǎn)誤差信號轉(zhuǎn)換成聚焦線圈、循跡線圈、進(jìn)給電動機(jī)和主軸電動機(jī)的驅(qū)動信號輸出。

數(shù)字處理芯片外圍設(shè)有暫存圖像數(shù)據(jù)的存儲器和程序存儲器，這些電路通過接口與芯片相連。

（3）音頻/視頻輸出電路

音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)字信號在光盤上是合成在一起的，在數(shù)據(jù)處理芯片中經(jīng)數(shù)字處理和數(shù)據(jù)分離后才將兩者分離，分別進(jìn)行解壓縮和D/A轉(zhuǎn)換等處理。視頻信號的處理大都在數(shù)字處理芯片內(nèi)完成，并由視頻接口直接輸出模擬視頻信號（亮度信號Y、色度信號C、復(fù)合視頻信號V）。

數(shù)字處理芯片的音頻接口輸出的信號仍然是數(shù)字信號，它主要是由串行數(shù)字信號（DATA）、數(shù)據(jù)時鐘信號（CLK）和左右分離時鐘信號（LRCK）組成的。因此在音頻輸出電路中還設(shè)有音頻D/A轉(zhuǎn)換器和音頻放大器。DVD機(jī)具有杜比AC-3多聲道（5.1聲道）環(huán)繞立體聲的解碼和輸出功能。對普通DVD光盤的伴音輸出雙聲道立體聲信號，對杜比數(shù)字環(huán)繞立體聲光盤可輸出多路音頻信號，即5.1聲道音頻信號。

（4）伺服信號處理電路

伺服誤差的檢測是在數(shù)字處理芯片的內(nèi)部，芯片內(nèi)的伺服處理電路通過對誤差信號的處理轉(zhuǎn)換成伺服驅(qū)動信號送到伺服驅(qū)動的電路中，經(jīng)驅(qū)動放大，將驅(qū)動控制信號放大到足夠的功率，然后分別去驅(qū)動聚焦線圈、循跡線圈、進(jìn)給電動機(jī)和主軸電動機(jī)。在DVD光盤的播放過程中使這些數(shù)字信號處理控制電路實(shí)時的檢測光盤與激光頭之間的偏離誤差，根據(jù)誤差的方向和大小再反饋到驅(qū)動控制器件進(jìn)行糾正，保證系統(tǒng)的誤差在允許的范圍內(nèi)。使激光頭能準(zhǔn)確的跟蹤光盤，完成信息的讀取。

進(jìn)給機(jī)構(gòu)在播放之初受微處理器（CPU）控制，進(jìn)行光盤搜索，當(dāng)進(jìn)入播放狀態(tài)后作為循跡伺服的粗調(diào)，循跡線圈的動作是循跡（跟蹤信息紋）細(xì)調(diào)。

加載電動機(jī)是驅(qū)動光盤裝卸的部分，它直接受CPU的控制。

1.3.8 DVD錄像機(jī)和播放器的電路結(jié)構(gòu)

1. DVD錄像機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)

DVD錄像機(jī)和播放器既可記錄電視節(jié)目也可以播放DVD光盤，普通DVD只能播放DVD光盤。DVD錄像機(jī)中的信號處理器是按照MPEG2的壓縮標(biāo)準(zhǔn)對輸入的音頻視頻信號進(jìn)行數(shù)字編碼和壓縮的過程。圖1-50所示是DVD錄像機(jī)的整機(jī)電路結(jié)構(gòu)方框圖。由圖可見，它主要是由音頻視頻輸入電路、DVD編碼/解碼芯片、網(wǎng)絡(luò)接口電路、音頻/視頻輸出電路、操作顯示電路、電源供電電路、DVD激光頭和機(jī)芯等部分構(gòu)成的。

2．各單元電路的結(jié)構(gòu)和功能

（1）DVD編碼/解碼芯片

DVD編碼/解碼處理芯片是一個較大規(guī)模的集成電路。它是處理音頻和視頻信息的主要電路。當(dāng)錄像時，它對輸入的音頻、視頻信號進(jìn)行數(shù)字編碼和壓縮處理，然后將壓縮后的數(shù)字信號通過激光頭記錄到空白光盤上，當(dāng)播放光盤時，又可將光盤上的信號進(jìn)行解壓縮處理、還原出原來的音頻、視頻信息送到輸出接口。該芯片具有很大接口以便與輸入和輸出電路相連。

（2）音頻/視頻輸入電路

DVD錄像機(jī)具有多種格式的視頻輸入接口，可以接收復(fù)合視頻信號（CVBS）、S-視頻信號及分量視頻信號（YCrCb/YPrPb）。還具有調(diào)制器電路，通過天線接收電視節(jié)目信號。這些信號經(jīng)輸入信號切換電路切換后再經(jīng)解碼器處理，然后送到DVD編碼/解碼芯片中進(jìn)行處理。

（3）網(wǎng)絡(luò)接口與USB接口和IEEE1394接口

網(wǎng)絡(luò)接口（LAN）、USB接口和IEEE1394接口（攝像機(jī)接口）可以與相應(yīng)的設(shè)備相連，可以互傳音頻/視頻信息。

（4）音頻/視頻輸出電路

DVD編碼/解碼芯片輸出的音頻和視頻信息可以以多種格式輸出。

● 視頻信號既可以經(jīng)視頻編碼器形成表針PAL/NTSC視頻信號送到視頻輸出接口，也可以調(diào)制到射頻信號上輸出RF信號。

● 數(shù)字音頻信號經(jīng)音頻D/A轉(zhuǎn)換器輸出音頻信號，并設(shè)有音頻編碼器（聲碼器）。在錄像時輸入音頻信號，在播放時輸出音頻信號。

● 數(shù)字視頻經(jīng)三路D/A轉(zhuǎn)換器輸出分量視頻信號。

● 數(shù)字視頻經(jīng)DVI/HDMI輸出接口輸出高清晰度視頻信號。

（5）操作顯示電路（用戶界面）

操作顯示單元設(shè)有人工指令輸入鍵和遙控電路，以及顯示器件（液晶顯示器和發(fā)光二極管顯示器）進(jìn)行人機(jī)交互。

（6）電源電路

（7）DVD可刻機(jī)芯

DVD可刻機(jī)芯是一個具有記錄功能的光驅(qū)，它是由DVD激光頭、主軸電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和激光信息預(yù)放電路組成的。

1.3.9 電子書閱讀器的電路結(jié)構(gòu)

1．電子書閱讀器的基本結(jié)構(gòu)

電子書閱讀器（electronic book reader）簡稱eBook Reader，是專為查看和閱讀數(shù)字媒體而設(shè)計(jì)的手持電子設(shè)備。圖1-51所示是電子書閱讀器的電路結(jié)構(gòu)方框圖。

由圖可見，數(shù)據(jù)處理電路QAMP36X系列芯片是它的核心控制電路，顯示子系統(tǒng)和音頻子系統(tǒng)是顯示電子書圖文和伴音的系統(tǒng)。電源供電（含電池充電電路）、操作電路（鍵盤）是電子產(chǎn)品不可缺少的部分。

2．各單元電路的結(jié)構(gòu)和功能

（1）數(shù)據(jù)處理器

電子書閱讀器的核心電路是數(shù)據(jù)處理器。QMAP36X系列的處理器是常用的芯片，它是專門針對低功耗操作進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。整個閱讀器的控制運(yùn)行都由該芯片控制，例如電子文本的調(diào)用、視屏顯示屏的顯示和音頻信號的播放。它的使用操作系統(tǒng)為Linux和Android。

（2）LPDDR/eMMC的存儲器

MDDR即為Mobile DDR、SDRAM，是內(nèi)存的一種。也可稱為LPDDR（Low Power DDR）。特點(diǎn)為功耗低、體積小。

eMMC（Embedded MultiMediaCard）為MMC協(xié)會所訂立的內(nèi)嵌式存儲器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，主要是針對便攜式手機(jī)產(chǎn)品為主。eMMC的一個明顯優(yōu)勢是在封裝中集成了一個控制器，它提供標(biāo)準(zhǔn)接口并管理閃存。

（3）無線連接接口

Ti的WiLink?是一款單芯片WiFi、藍(lán)牙和FM解決方案WiLink6.0，它可以滿足電子書對低功耗、小尺寸和低成本的要求。

（4）顯示屏（顯示子系統(tǒng)）

與傳統(tǒng)顯示屏（例如LCD）相比，新型電子顯示屏（EPD）具有雙穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。雙穩(wěn)定性可在顯示文本時實(shí)現(xiàn)零功耗，它僅在刷新顯示屏（即翻到下一頁）時消耗功率，從而使系統(tǒng)具有極低功耗。TI的觸摸屏控制器解決方案可提供低功耗、高ESD保護(hù)和小尺寸封裝選項(xiàng)。它們可以消除振動和顯示噪聲。TPS65180可提供完整的EPD偏置解決方案。

（5）音頻子系統(tǒng)

TLV320AIC3100/10/11是低功耗音頻編/解碼器，它們集成了立體聲耳機(jī)放大器和D類揚(yáng)聲器放大器，可延長電池壽命。它們具有高級音頻處理功能，可對增強(qiáng)的語音和音樂進(jìn)行處理。它們還具有引腳和軟件兼容性，可實(shí)現(xiàn)快捷簡便的產(chǎn)品開發(fā)。同時提供適用于OMAP的軟件。通過使用TPA6141A2G類DirectPath立體聲耳機(jī)放大器，可以進(jìn)一步節(jié)省電源。

（6）電源管理系統(tǒng)

TI為電子書設(shè)計(jì)提供了完整的電源管理解決方案，其中包括專為EPD（TPS65180）設(shè)計(jì)的電源管理單元（PMU）給系統(tǒng)供電的其他PMU和3G調(diào)制解調(diào)器模塊電源。出眾的電源轉(zhuǎn)換效率可延長電池工作時間，并且可以最大程度地降低散熱量。

（7）電池管理系統(tǒng)

精確的電量監(jiān)測可以最大化的提高電池的使用率并可確保依次關(guān)斷。系統(tǒng)端和封裝端電池電量監(jiān)測選擇為客戶提供了設(shè)計(jì)的靈活性。TI推出廣泛的線性和開關(guān)充電器集成電路。如果使用了高電壓充電器，則不需要充電器前端保護(hù)集成電路。但是，如果充電器集成在低電壓PMU或芯片組中，則前端集成電路對于防止系統(tǒng)免受過壓和過流損壞至關(guān)重要。

1.3.10 數(shù)碼收音機(jī)的電路結(jié)構(gòu)

1．?dāng)?shù)碼收音機(jī)的功能特點(diǎn)

數(shù)碼收音機(jī)是采用數(shù)字電路接收AM和FM廣播節(jié)目的收音機(jī)。由于數(shù)字處理器芯片的采用，大大地?cái)U(kuò)展了收音機(jī)的功能，是收音機(jī)不僅能接收無線電廣播節(jié)目，還能通過網(wǎng)絡(luò)傳輸或接收音頻信息。此外它還具有多種格式的存儲卡（多媒體卡）接口，以播放卡中的節(jié)目。收音機(jī)中設(shè)有聲碼器（音頻編碼/解碼器），可借助該電路輸入靜止信號進(jìn)行錄音。

2．?dāng)?shù)碼收音機(jī)的電路結(jié)構(gòu)

圖1-52所示是數(shù)碼收音機(jī)的電路結(jié)構(gòu)控制方框圖。由圖可見，它主要是由廣播信號接收電路、A/D與D/A轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號處理電路（含微處理器）、外圍電路和音頻信號輸出電路組成的。

在接收無線電信號時，天線接收的射頻信號經(jīng)RF濾波器（BPF）提取出交頻信號，然后經(jīng)低噪聲高頻放大器（LNA）送到混頻電路。外差信號產(chǎn)生電路是有數(shù)字式頻率合成器和壓控報(bào)端器（VCO）組成的，它輸出的外差信號也送到混頻電路，經(jīng)混頻器后輸出差頻信號（中頻信號）再經(jīng)中頻濾波器和放大檢波電路檢出音頻信號。音頻信號自經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，送到數(shù)字信號處理電路中進(jìn)行處理，處理后的音頻信號再送到聲碼器中進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)音頻功放去驅(qū)動揚(yáng)聲器或耳機(jī)。收音的節(jié)目也可以存入多媒體存儲器中，同時將附加信息顯示在數(shù)碼顯示器上。

1.3.11 GPS個人導(dǎo)航設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)

1. GPS個人導(dǎo)航設(shè)備的功能特點(diǎn)

GPS（Globak Positioning System）是全球定位系統(tǒng)的簡稱，它是利用圍繞在地球外圍的每顆衛(wèi)星進(jìn)行車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。GPS個人導(dǎo)航設(shè)備是一種便攜式導(dǎo)航設(shè)備，由于高性能數(shù)據(jù)處理芯片的開發(fā)，不僅可提供精確的定位，而且還集成了很多附加的功能，為人們提供了很大的方便。

2. GPS個人導(dǎo)航設(shè)備的電路原理

圖1-53所示是GPS個人導(dǎo)航設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)方框圖，由圖可見，該系統(tǒng)包括無線信息接口電路、多種環(huán)境信息檢測傳感器、數(shù)據(jù)信息處理器、音頻/視頻信號輸出電路及外圍存儲器等部分。

GPS信號接收電路是通過無線的方式接收的，此外GPS設(shè)備還設(shè)有藍(lán)牙接收器、FM收/發(fā)電路及WiFi無線互聯(lián)的接口電路，這些電路為數(shù)據(jù)處理芯片提供各種導(dǎo)航信息和相關(guān)數(shù)據(jù)。

GPS設(shè)備還設(shè)有高度表用以檢測高度，濕度傳感器用以檢測環(huán)境濕度，陀螺用以檢測車輛的運(yùn)動姿態(tài)，此外還設(shè)有檢測壓力和加速度的傳感器。這些傳感器分別將檢測的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號送給數(shù)字信號處理器。

數(shù)字信號處理芯片對GPS信號處理后，會將車輛的運(yùn)動徑跡和行駛路線顯示在液晶屏幕上，同時還通過音頻輸出電路輸出聲音信號。

1.3.12 數(shù)碼家庭影院系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)

1．?dāng)?shù)碼家庭影院系統(tǒng)（A/V）的構(gòu)成

數(shù)碼家庭影院是處理音頻視頻信號的數(shù)碼影音設(shè)備，又稱A/V功放，它以處理音頻信號為主，也對視頻信號進(jìn)行處理。它是由輸入信號切換電路、數(shù)字信號處理（含系統(tǒng)及控制電路）和音頻多聲道功放電路三個主要部分構(gòu)成的，如圖1-54所示。

其中，多聲道音頻功放作為該類數(shù)碼產(chǎn)品中處理音頻信號的重要電路，根據(jù)其構(gòu)成部件的不同可將其分為模擬功放和數(shù)字功放兩大類。模擬音頻功放電路主要是指由晶體管、集成電路或電子管等構(gòu)成的音頻信號功率放大器；數(shù)字功放則指進(jìn)行功率放大的器件由數(shù)字芯片構(gòu)成，它將模擬音頻信號變成數(shù)字信號進(jìn)行功率放大，放大后再變成模擬信號去驅(qū)動揚(yáng)聲器。

另外，在A/V功放中，模擬式的音頻功放電路中采用晶體管和集成電路較多；由電子管構(gòu)成的音頻功放通常制作為獨(dú)立的功放設(shè)備稱為音頻功放機(jī)，當(dāng)然晶體管和集成電路式的也可構(gòu)成獨(dú)立的音頻功放機(jī)使用。

家庭影院設(shè)備中主要是處理音頻（Audio）和視頻（Video）信號的電路，因而這種設(shè)備又稱為A/V處理器或A/V功放。A/V功放是處理音頻/視頻信號的數(shù)碼產(chǎn)品，A/V功放的后面板上設(shè)置了很多音頻和視頻信號的輸入端口，組合音響、數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)、數(shù)碼影碟機(jī)（VCD/DVD/EVD/藍(lán)光等）、攝像機(jī)、錄放像機(jī)等都可將音頻信號和視頻信號送到A/V功放的輸入電路中，在A/V功放內(nèi)部進(jìn)行切換。圖1-55所示為其整機(jī)信號流程圖。

由圖可以看到，A/V功放機(jī)的主要功能主要可分成三個：一是完成對眾多視、音頻輸入信號的選擇作用，對同一套信號源的輸入音頻和視頻信號進(jìn)行同步切換，不能發(fā)生失步或時間延遲等現(xiàn)象；二是完成對編碼的聲音信號進(jìn)行解碼，對聲音信號進(jìn)行DSP處理，完成數(shù)字聲場模式的變換，這是一項(xiàng)十分重要和復(fù)雜的信號處理過程，通過利用大規(guī)模集成電路和微處理器來完成復(fù)雜的處理和控制任務(wù)；第三是完成對解碼輸出的多聲道信號分別進(jìn)行功率放大，去推動各路揚(yáng)聲器（音箱）系統(tǒng)，最后可重放出具有環(huán)繞聲的聲場效果。

另外，A/V功放需要通過操作按鍵輸入人工指令，并由輸入選擇A/V信號切換開關(guān)，使電源電路、控制電路、接口電路及選擇電路、數(shù)字音頻信號處理電路、遙控發(fā)射器電路、液晶顯示驅(qū)動電路等進(jìn)行工作，完成各種信息處理，使功放正常工作。

2．典型A/V功放的電路結(jié)構(gòu)和信號流程

一臺A/V功放中，最基本的電路單元主要包括電源電路、控制電路、數(shù)字音頻信號處理電路、音頻控制電路、遙控發(fā)射器電路、液晶顯示驅(qū)動電路和一些其他電路等。

下面我們以典型A/V功放機(jī)（雅馬哈王妃級A/V功放RX—V750型）中的實(shí)際電路為例，介紹其電路原理和分析過程。

（1）數(shù)字音頻信號處理電路的結(jié)構(gòu)和信號流程

圖1-56所示為該A/V功放機(jī)中的數(shù)字音頻信號處理電路。由圖可知，該電路主要是由數(shù)字音頻接口電路IC2（LC89057W）、數(shù)字信號處理器（主解碼芯片）IC5（YSS948）、數(shù)字信號處理芯片IC7（YSS930）、切換電路IC14（74VHC157M7CX）、D/A轉(zhuǎn)換器IC15（AK4382A）、編碼器IC16（AK4628）及1M存儲器IC6（CY62128BLL）、4M存儲器IC8（MSM514260E）等部分構(gòu)成的。

該電路中，由數(shù)字信號輸入接口輸入的各種數(shù)字音頻信號，首先經(jīng)數(shù)字音頻接口電路后，由其[21]腳輸出，并分成兩路：一路經(jīng)數(shù)字信號處理器IC5的[29]腳輸入，經(jīng)其內(nèi)部進(jìn)行選擇、解碼及輸出后由其[39]腳、[40]腳和[43]腳、[44]腳輸出四路數(shù)據(jù)音頻信號，再經(jīng)數(shù)字信號處理芯片IC7處理后由其[27]腳輸出一路送往切換電路IC14，由其[28]～[31]腳輸出送往后級音頻編碼器IC16中；另一路則直接送往切換電路IC14，與來自數(shù)字信號處理芯片IC7的音頻信號進(jìn)行切換后輸出，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器IC15轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號后，再經(jīng)IC17放大，輸出主聲道音頻信號。

同時，由數(shù)字信號處理芯片處理后輸出的音頻信號經(jīng)編碼器IC16（AK4628）處理，輸出多路模擬音頻信號，這些信號經(jīng)后級放大電路放大后輸出中置聲道、重低音、環(huán)繞聲音頻信號送往后級電路。

另外，來自話筒接口的話筒信號，經(jīng)話筒接口、衰減器IC18后，再經(jīng)編碼器IC16送入數(shù)字信號處理器（主解碼器）中進(jìn)行處理，與來自接口輸入的音頻信號在IC16中進(jìn)行選擇、處理、譯碼后輸出送往后級電路中。

（2）音頻信號控制電路的結(jié)構(gòu)和信號流程

圖1-57所示為該A/V功放機(jī)中的音頻信號控制電路。由圖可知，該電路主要是由輸入信號選擇開關(guān)IC304，音量控制電路IC301（YAC523）、IC302（YAC520），切換開關(guān)IC303、IC305，主聲道功放、環(huán)繞聲功放、后環(huán)繞聲功放、中聲道功放及耳機(jī)放大器等部分構(gòu)成的。

由圖可知，來自數(shù)字音頻信號處理電路輸出的主聲道音頻信號、單頻信號、中聲道信號、環(huán)繞聲音頻信號、后環(huán)繞聲音頻信號、重低音音頻信號等送入輸入信號選擇電路，與來自模擬輸入接口的多聲道音頻信號進(jìn)行選擇后，送入音量控制電路，再經(jīng)切換電路進(jìn)行切換后，分別送往后級的各個功放中進(jìn)行功率放大，最后輸出去驅(qū)動揚(yáng)聲器（音箱）發(fā)聲。

在該電路中，模擬音頻信號輸入端是來自FM收音電路、錄音機(jī)及多聲道輸入接口送來的音頻信號。

（3）視頻信號接口及選擇電路的結(jié)構(gòu)和信號流程

圖1-58所示為A/V功放機(jī)中的音頻/視頻接口和切換控制電路。視頻設(shè)備（錄像機(jī)、影碟機(jī)）輸入的視頻信號經(jīng)切換后輸出送往電視機(jī)中顯示圖像。伴音由功放處理并驅(qū)動立體聲音箱。聲音和圖像應(yīng)保持同步關(guān)系。

（4）控制電路

圖1-59所示為A/V功放機(jī)中的控制電路。該電路是接收操作按鍵和遙控發(fā)射器的工作指令，然后對機(jī)內(nèi)電源部分、數(shù)字信號處理、音頻信號控制電路、消音電路、收音調(diào)諧器、音量選擇和控制電路、頻道選擇電路等進(jìn)行控制。同時，它還通過顯示驅(qū)動芯片IC801控制多功能顯示屏，顯示各種信息。

由圖可知，該機(jī)控制電路部分以微處理器IC502（M30622）為核心，其[75]腳為紅外遙控信號接收端，[74]腳為開機(jī)控制端，[86]～[89]腳為音量調(diào)整控制端，[84]、[85]腳為輸入信號選擇控制端、[94] 、[95]腳為鍵控信號輸入端，[12]腳為復(fù)位端，微處理器將這些引腳輸入的相關(guān)指令進(jìn)行識別、處理后輸出相應(yīng)的控制信息，如控制收音電路，輸出音量控制信號，輸出開機(jī)信號及消音信號等。

另外，微處理器外接16MHz晶體，與微處理器芯片內(nèi)的振蕩電路構(gòu)成晶體振蕩器，為其提供時鐘信號，作為芯片能夠正常工作的基本條件之一。

（5）遙控發(fā)射器電路

圖1-60所示為A/V功放機(jī)中的遙控發(fā)射器電路。由圖可知，該電路主要是由遙控編碼微處理器IC1、4MHz晶體X1、鍵盤矩陣電路、紅外發(fā)光二極管D2～D4等部分構(gòu)成的。該發(fā)射器由四節(jié)7號電池供電，電壓為6V。

該遙控發(fā)射器中，晶體X1，電容器C3、C4和遙控編碼微處理器[33]腳、[40]腳組成4MHz的高頻主振蕩器，振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)分頻后產(chǎn)生38kHz的載頻脈沖。

在鍵矩陣掃描電路中，微處理器的15個引腳組成矩陣，滿足系統(tǒng)的控制要求。微處理器的[1]～[7]腳是掃描脈沖發(fā)生器的7個輸出端，高電平有效；[45]～[52]腳是鍵控信號編碼器的8個輸入端，低電平有效。7個輸出端和8個輸入端構(gòu)成7×8鍵矩陣，可以有56個功能鍵位，實(shí)際上只使用了55個功能鍵位。

遙控器工作時，操作按鍵后，IC1的[41] ～[43]腳輸出遙控指令信號，經(jīng)限流電阻器R18、R34、R7后輸出去驅(qū)動紅外發(fā)光二極管D2～D4，發(fā)射出紅外光遙控信號。

電路中，四節(jié)電池輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓器IC5穩(wěn)壓后，加到遙控編碼微處理器芯片IC1的[10]腳、[20]腳為其提供工作電壓，另外，電池輸出電壓經(jīng)復(fù)位電路（Q3、D5）后將復(fù)位信號加到IC1的[28]腳；IC5的[14] ～[19]腳輸出液晶顯示屏驅(qū)動數(shù)字信號。

1.3.13 音頻數(shù)碼功放的電路結(jié)構(gòu)

1．?dāng)?shù)碼功放的功能特點(diǎn)

在普通的由電子管、晶體管和集成電路類型的功放中，大都采用模擬功率放大器、功率大、失真小、頻帶寬是這種功放的重要指標(biāo)。很多大功率功放采用分立元件，為了減少失真，對晶體管的要求很高，挑選和調(diào)試要求也很高，批量生產(chǎn)的難度較大。目前開發(fā)了數(shù)字功放集成電路，使這個問題得以解決，特別是失真的問題。

下面我們以松下DT100型數(shù)碼環(huán)繞功放為例，介紹其電路結(jié)構(gòu)和工作原理。圖1-61所示是具有5.1聲道輸出的環(huán)繞數(shù)碼功放的電路結(jié)構(gòu)方框圖。

IC601是具有輸入信號選擇功能的數(shù)字信號處理電路，它可以輸入多路音頻信號，在其中先變成數(shù)字信號，再進(jìn)行數(shù)碼聲場處理，然后再變成多路環(huán)繞聲數(shù)字信號，在集成電路內(nèi)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器后輸出，并送到音量調(diào)整電路IC501中，進(jìn)行調(diào)整。多路環(huán)繞聲信號經(jīng)調(diào)整后，分成三組分別送到三路A/D轉(zhuǎn)換器中，L/R信號送到24位（bit）A/D轉(zhuǎn)換器中，C和SUB（中聲道和重低音信號）送到16位（bit）A/D轉(zhuǎn)換器中。A/D轉(zhuǎn)換器將雙路模擬信號變成串行數(shù)字信號（串行數(shù)據(jù)、串行時鐘、LR分離時鐘）。串行數(shù)字信號再送到PWM處理器，將串行數(shù)字音頻信號變成脈寬調(diào)制的信號，即脈沖的寬度表示音頻信號的幅度，脈沖的幅度是恒定的。最后由6個數(shù)字功放集成電路放大6路脈寬調(diào)制信號。由于數(shù)字功放所放大的脈沖信號的幅度是恒定的，功放的輸出工作在開關(guān)狀態(tài)（截止或飽和），數(shù)字功放輸出的信號即為PWM信號，這種信號經(jīng)RC組成的低通濾波器后，即可變成模擬信號直接去驅(qū)動揚(yáng)聲器。數(shù)字功放避開了在模擬功放中的交越失真和非線性失真。因而其性能很好，而且調(diào)試簡化。

2．?dāng)?shù)碼功放的電路結(jié)構(gòu)

（1）數(shù)碼音場處理電路（DSP）

圖1-62所示是數(shù)碼音場處理電路，這種電路是對數(shù)字音頻信號進(jìn)行數(shù)字處理，用這種方法可以使音頻信號具有多種音響效果，用數(shù)字仿真的方法在微處理器的控制下，可以進(jìn)行數(shù)碼合成，增強(qiáng)低音的深度和范圍，進(jìn)行延遲和混響處理，進(jìn)行均衡控制等，使輸出的多聲道信號具有音樂廳、體育場、歌劇院等效果（可以選擇）。延遲電路采用數(shù)字存儲器RAM。

[65] 、[69] 、[66] 、[70]、[67]、[71]、[68] 、[72] 均為模擬音頻信號的輸入端，內(nèi)設(shè)開關(guān)切換電路，從輸入中選擇2路立體聲信號，經(jīng)運(yùn)算放大器（OP AMP）和A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）變成數(shù)字信號送入DSP電路中，經(jīng)處理后輸出4路信號，再分別經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器（∑△ DAC），然后再經(jīng)衰減控制（ATT）輸出模擬信號。[11] 、[14]腳輸出主聲道信號（L、R）,[27]腳輸出中聲道信號，[30]腳輸出環(huán)繞聲信號。環(huán)繞聲信號再由開關(guān)電路變成兩路（SL、SR）。重低音信號單獨(dú)處理，外部設(shè)備可以直接送入重低音信號（SUB），也可以利用主聲道（LR）合成出重低音信號。

（2）A/D轉(zhuǎn)換器

圖1-63所示是A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)處理后的6路音頻信號（5.1聲道）分成3組分別經(jīng)過3個A/D轉(zhuǎn)換集成電路，將模擬音頻信號變成數(shù)字音頻信號，這種數(shù)字音頻信號被稱為串行數(shù)字信號。每一組是由三個信號構(gòu)成的，同時傳輸。其中Dout為串行數(shù)字信號，也稱Date; BCK為串行時鐘信號，LRCK為左右（L/R）分離時鐘信號。

在三個A/D轉(zhuǎn)換器中，主聲道（L、R）采用24bitA/D轉(zhuǎn)換器，主要是保證主聲道的頻帶寬，失真小、動態(tài)范圍大的特性。環(huán)繞聲（SL.SR）A/D轉(zhuǎn)換器和中聲道、重低音的A/D轉(zhuǎn)換器均采用16bit的量化值。

（3）PWM處理和數(shù)字功放

圖1-64所示是音頻PWM處理電路和數(shù)字功放的電路方框圖，由于A/D轉(zhuǎn)換器輸出的信號不能直接與數(shù)字功放接口，因而先由PWM處理電路將串行數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換成脈寬調(diào)制的信號（簡稱PWM），這是為了便于進(jìn)行功率放大而開發(fā)的一種新型數(shù)字處理方式，這樣就把結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多路數(shù)字信號，變成了一路簡單的脈沖信號，數(shù)字功放實(shí)際上是一種脈沖功率放大器。在集成電路中的輸出級采用雙場效應(yīng)晶體管的方式，脈沖的高電平期間上面的場效應(yīng)晶體管道導(dǎo)通，下面的場效應(yīng)晶體管截止，脈沖的低電平期間，上面的場效應(yīng)晶體管截止、下面的場效應(yīng)晶體管導(dǎo)通。輸出的脈寬調(diào)制信號經(jīng)RC低通濾波器，即可變成模擬信號直送揚(yáng)聲器，功放幾乎無失真。