MS21机芯TDA12063H

概述：TDA12063H采用四面128封装。它是飞利浦公司继TDA93xx系列超级芯片之后开发的新一代高性能超大规模集成电路，其内部方框电路如图所示。它除保留原TDA938X系列的全部功能之外，在TV部分还增设了数字梳状滤波Y/C分离（4H/2H）和数字音频处理；在微处理控制部分增设了D-BUS接口，同时ROM内存容量增大至256kbit、RAM内存容量增大至8kbit，时钟频擎由原12MHz增高到24.576MHz，因此TDA12063H芯片的集成度比TDA93xx系列更高、存储量更大、运算速度更快，主要应用于CRT高清晰度电视。 　　TDA12063H超级芯片主要由图像/伴音处理单元、行场同步、时钟振荡、微处理控制单元和OSD显示单元五部分组成。

一、TDA12063H内部方框图

二、TDA12063H应用电路

三、TDA12063H在TCL王牌MS21机芯彩电上的应用电路

四、TDA12063H工作原理
(1)图像中频信号处理
    图像中频倍号处理单元主要由、25、31、41、43、44、48脚内外相关电路组成。其主要完成图像中频放大、PLL锁相副载波恢复、AGC检波、同步懈调、伴音中频陷波等。
　　调谐器TU101的11脚输出的中频信号由预中放Q101倒相放大，声表面波滤波器XD5滤波，分离出图像中频信号从超级芯片UD1 24、25脚平衡输入。在UD1内部，图像中频信号通过三级中频放大和同步检波解调得到CVBS全电视信号。
 　　信号由伴音中频陷波器滤除第一伴音中频，得到纯净的复合视频信号。该信号一路送到IC内视频切换开关经选通后分成三路；一路送往后级的视频／色度处理电路；一路从脚输出，再由外围QD5缓冲放大送到机后AV输出接口；另一路由中放AGC电路进行峰值检波产生IF AGC电压去控制兰级中频放大器增益，IF AGC信号还送入RF AGC电路，延迟产生射频AGC电压从UD1 31脚输出，去控制高放级调谐器增益，RF AGC电压的起控点（延迟量）由内部IIC总线来设定。经中频放大后的VIF信号通过90度移相送到内部乘法检波器，与限幅放大的38MHz参考副载波信号相乘，产生AFC电压，由CPU识别检测作为调谐是否准确的依据。
　　(2)伴音中频和音频处理
　　
　　伴音中频信号处理单元由LID129、30、33、38、39、42、46脚内外相关电路组成。
　　TU10111脚的IF信号由Q101缓冲放大和伴音中频声表面滤波器XD5A滤波。分离出第一伴音中频信号，加到UD129、30脚，通过内部伴音制式电路识别选择，由各自伴音中频电路进行相应处理。
　　如果是DVB数字电视广播伴音，则伴音中频信号经受AGC控制的放大器放大后送到QSS混频器。在乘法器中，SIF信号与从VCO中频锁相环路再生的图像副载波进行混频。得到第二伴音中频信号，经高通滤波、A／D转换、量化取样、编码调制等处理，产生数字伴音中频。再进行立体声数字解码，得到数字音频信号直接送往后续的音频切换电路。
　　倘若是FM伴音信号，则经伴音中频限幅放大送到窄带PLL解调电路。为了获得良好的选择性，在PLL伴音解调单元设置有SIFAGC电路和4.5MHz／5.5MHz／6.0MHz／6.5MHz频率校正电路。UD146脚外接滤波电容CD158，检波滤波形成的SIFAGC电压控制伴音中频放大器增益，保持恒定幅度的SIF信号进入PLL解调器。校正电路采用微处理器的时钟频率作为基准，利用敬件改变FMA控制相位的程序，使解调器的频率在4.5MHz／5.5MHz／6.0MHz／6.5MHz之间切换。UD138脚外接眦环路滤波器CD86、CD154，其上形成的直流误差电压用于控制FM解调器的频率、PLL解调得到的音频信号经去加重处理后，送到伴音切换电路。
　　音频信号处理单元由UD134～37、49、50、53、54、56、57、60～64、104～109国脚内外电路组成，内部集成有ADC转换、伴音音频切换选择、SRS3D、EPS、ESS、BBE、DBB、高／低音控制、声道平衡及自动音量控制(AVL)和柔和静音、DAC转换等电路。
　　在音频处理单元输入的三路音频信号中，DVB伴音是数字音频信号，它被直接送到音频切换开关；而FM／AM解调音频信号则经A／D转换。送到音频切换电路。音频切换电路有4组音频输入，分别是UD134、35脚输入的L2IN／R21N；49、50脚输入由L1IN／R1IN：53、54脚输入的L3IN／R3IN；56、57脚输入的L4IN／R4IN。这4路外部输入信号先经SCAR个切换，再经ADC转换后进人数字信号处理电路。UD136、37脚输出主伴音音频信号L0／R0，它们由QD6和QD7缓冲放大后送到AV输出接口。根据AV接口有无音频输出，即可判断无伴音故障是出在伴音中频信号前级，还是出在伴音信号处理后级电路。
　　由音频开关切换选择的音频信号先经过数码SRS3D环绕声处理、BBE音效增强处理。然后完成单声道、立体声、伪立体声、环绕立体声的选择处理，再通过高／低音调整、声道平衡和自动音量调整、DAC转换，从UD160、61脚输出模拟LDA／RDA音频信号，从UD162脚输出模拟WDA(重低音)音频信号。三路音频信号同时送到末级音频功率放大器IC602。
　　(3)视频切换和数字梳状滤波
　　
　　UD1模拟视频切换电路有六路模拟输入接口，其中UD1由74脚输出，从73脚输入的信号用于同步信号的提取。UD156脚输入来自AV3接口的VIN视频或S端子的Y信号，59脚输入来自S2或S3端子的C2或C3信号。UD155脚输入来自AV2接口的V2IN视频或S2端子的Y2信号，51脚输入来自AV4端子的CVBS4或S端子送人的CVBS4或Y4视频信号。
　　这些信号由视频开关进行选择、钳位放大和A／D转换，产生数字视频信号送往动态梳状滤波器进行Y／C分离；而经切换选择的Y／C信号则直接送往后续亮度通道与色度通道。视频开关由总线(SDA、SCL)元件控制。
　　数字梳状滤波器全部集成在超级芯片内，它是一个适应PAL／NTSC制的4H梳状滤波器。它分离出数字亮度信号Y和数字色度信号C送往后续解码器，解码器的基准副载波频率由24.576MHz时钟锁相分频产生，该时钟还作为A／D转换视频取样时钟。
　　(4)亮度和色度信号处理
　　
　　梳状滤波器(PAL／NTSC)或钟形滤波器(SECAM)分离的Y信号进入亮度通道，通过峰化电路进行锐度校正、控制降噪和黑电平延伸来增强图像的清晰度，然后再进行水平幅度和线性补偿、对比度和亮度控制调整，送到三基色矩阵电路。
　　梳状滤波分离的色度信号(PAL／NTSC制)或钟形滤波分离的色度信号由彩色制式自动检测电路对其彩色制式进行识别切换，然后送到相应的UV解调器(PAL／NTSC制)或UV鉴频器(SECAM制)。对于PAL／NTSC制色度信号，解调所需的4.43MHz／3.58MHz色副载波由CPU主时钟(24.576MHz)锁相分频产生；SECAM制解调鉴频器的频率分别为4.406MHz和4.250MHz，由4.43MHz色副载波为参考频率进行自动校准。LID119脚接SECAM-PLL环路滤波电容CD149，滤波产生的直流误差电压用于锁定UV鉴频解调器的中心频率。解调出的(R-Y)和(B-Y)色差信号被送往1H基带延迟电路。
　　通过1H延迟的(R-Y)、(B-Y)信号一路送到色差分量视频开关，另一路从UD175、74脚输出。
　　TDA12063H亮色差分切换电路设有两组分量视频(或基色)信号接口，其中UD170～72脚可接外部送人YPbPr或RGB信号；78～80脚输入信号来自机后分量视频端子的DVD-YCbCr接口，它们与内部的TV-YCbcr视频信号进行切换，选通的UV信号再进行延迟，色调、肤色和饱和度控制调整，送往色差矩阵电路，解调出(G-Y)色差信号。
　　(5)RGB基色矩阵
　　
　　RGB基色矩阵单元由UD182～87脚内外电路组成，外围除UD182脚的5VA1供电端外，83～87引脚为5个信号输入／输出端。
　　(R-Y)、(B-Y)、(G-Y)三路色差信号进入相应的基色矩阵，与Y信号进行矢量叠加，还原出RGB三基色信号。然后通过蓝色延伸、黑色延伸和伽玛校正，进入RGB切换开关，与来自内部屏显处理和图文解码器的OSD／图文基色信号进行切换选择，再经色饱和度、亮度控制和暗亮平衡调整，从UD156～87脚输出RGB三基色信号，送往逐行扫描变换电路UD7。
　　取自行输出级反映束流大小的ABL电平，从UD183脚输入，其中一路送往自动亮度控制BCL电路，用于自动束流控制(自动亮度／对比度控制)；另一路送到蓝色延伸电路，经积分和比较放大后送到CRT控制栅极G1，使红枪的栅-阴极电压降低、蓝枪的栅-阳极电压升高。这样蓝束流增大，蓝色光栅增强，以消除画面中的灰暗阴影，校正灰度失真。
　　为了获得显像管精确的栅偏电压，芯片内设置了自动连续阴极校正(CCC)电路。反映CRT管KR、KG、KB阴极电流的反馈信号从UD1 84脚输入，通过内部黑电流稳定系统(黑电平稳定环和阴极驱动稳定环)补偿校正三枪截止电平的误差，以达到最佳暗平衡。
　　(6)行、场扫描小信号处理
　　
　　行、场扫描小信号处理系统由UD1 16、17、21～23、26、27、32、66、67脚内外电路组成，主要包括行、场同步分离、行振荡器(HVCO)、HPLL1、HPLL2、行分频器、行驱动级、场分频器、斜波发生器、场驱动级、E-W形成电路以及光栅几何失真校正电路等。
　　UD1内设置有振荡频率为25MHz的HVCO，行振荡信号经分频得到fH脉冲送到HPLL1；同时从UD1 73脚输入的Y信号送到同步分离电路。分离出复合同步信号，一路送CPU接口。用于预置选台；另一路同步信号送HPLL1，与fH信号在HPLL1进行相位比较。产生误差电梳由UD1 17脚外接RD97、CD150、CD135组成的低通滤滤转换成直流误差电压，去锁定HVCO的频率，使fH脉冲与行同步脉冲同频同相。
　　fH脉冲一路送到分频电路；并_路送到rHPLL2，与从UDl⑩脚输入的行逆程脉冲进行相位比辘，产墼误差电流由UDl⑩脚低通滤波器平滑滤波，转换威聋流i嚣差电压去调整fH移相角，实现水平中心位置调整。经hnl镧PLL2两路锁相的fH脉冲再通过行驱动放大，从UDl@脚糖出脚j堂蓟行捧动电路。
　　同步分离的复合同步脉冲送封勒倜步分离龟路，进行频率分离产生场同步脉冲作为复位脉冲控制辑分频并爵，。对fH脉冲进行计数分频，得到与场同步脉冲产撩伺步的场颇脉冲。在场频脉冲触发控制下，通过对uDl④脚羚蝌电容cD~33充电和放电，形成场频锯齿波脉冲送到场驱动级，经傲太×缭性校正和高压补偿后，从UDl②、②脚输出正、负极性橱2曙I帮齿坡激励赚冲口另一路锯齿波送到场抛物波形成电路。逶斌燃繁形得到E—w脉冲，再由UDl@脚输入EHT取样蓿号进行高压补偿从UDl⑨脚输出。E—W脉冲送到行输出级，用手光栅水平枕形失真校正和高压稳定。    0 0．  在TDAl2063内行、场扫描处理单元，还提供以下几何参量调整，即；水平位置和水平幅度，垂直位置翻垂直幅度，s校正。东西(E—w)抛物波幅度校正，E-W。上市荫角抛物波投正，E—W梯形校正，平行四边形校正和弓形校正。由于MS21机芯在逐行扫描变换之后采用了TDA9332H。因此TDAl2063H的行、场扫描小信号处理单元没有接入整机电路，检修光栅故障可不查该单元。   
　　(7)CPU控制电路
　　
　　整机控制系统由UDl内的嵌入式CPU(主控微处理器)、行扫描变换器UD7、内嵌入式MCU(副控微处理器)、E’PRoM存储器UD3、实时时钟电路UDl2、红外前置放大器IIM301及相关电路组成。UDl内微处理控制单元则由LrDl⑩、⑨、⑤～@脚内外电路构成，它主要通过内外12C总线、MCU总线、D-BUS总线以及I／O端口，完成对整机数字信号处理．用户遥控操作。工厂调试和维修调整等功能。
　　UDl⑩、@脚I。c总线(SCL-EEP、SDA—EEP)挂接E~KOM存储器UD3，CPU从其内调用设置数据。
　　UDl@、@脚PC总线挂接有Fs调谐器TUl01和实时时钟电路UDl2，主要完成预置选台、存储记忆，实时时钟显示。
　　UDl⑩、③国脚为4bit DDR总线(D-BUS0~BUS3)，其上挂接有逐行扫描变换电路UD3，UDl①脚为地址控制线AI甩，①脚为读出控制线[LD2，⑩脚为写入控制线WIZ，UD3在札E、RDZ和WDZ三个信号控制下，通过D—BUS线传送指令．完成对帧存储器UD4、UD5的数据写入和读出。即逐行扫描变换处理。UDl⑩、@、@脚12C总线未接入。
　　UDl①脚输出STBY信号，用于机芯ON／OFF控制。高电平接通受控电源．机芯进人工作方式，低电平进入待机方式。
　　UDl⑤脚输入IR信号。执行红外遥控操作。
　　UDl◎脚输人KEY信号．执行本机键控操作。
　　UDl①脚输出P／N信号．用于中频频率特性校正，高电平对应接收PAL／SECAM制信号，低电平接收NTSC-3．58制信号(控制声表面滤波器XD5A和QD4组成的IF特性频率校正电路)。
　　UDl@脚输出WMUTE控制信号，UDl@脚输出MUTE’控制信号．用于音频静音处理。高电平执行静音功能。
　　UDl⑩、⑩脚外接晶体XD4，振荡产生24．576MHz时钟作为CPU运行主时钟，分频作为数字信号处理工作时钟。
　　UDl①脚为复位信号输入，低电平有效。UD1 100、117、118、124脚输入1．8v供电，@脚输入3．3V供电。
　　1．8v、3．3V供电、KST复位信号及24．576MHz主时钟，是内嵌入式CPU工作必要条件

五、TDA12063H故障检修要领
　TDA12063H超级芯片常见故障有：不能二次开机、无图像、无伴音、无彩色、无光栅、同步不良、不能预置节目、遥控或本机键控功能失效、无实时时钟显示。
　　(1)不能二次开机
　　
　　故障现象表现为开机，待机红色指示灯亮，按“POWER”键红灯不熄，绿灯不亮，检测UD1115脚电阻RD147上电压为0V；查该脚上偏置电阻R131为标称值，且ST-5V电压正常，表明UD1内嵌式CPU没有进入工作。
 　　前面原理分析提到，CPU正常工作必须得到电源电压、复位信号和主时钟支持，因此应重点检查UD1100、117、118、124脚的1.8V、110脚的3.3V电压，114脚PWRST开机复位信号和⑩、11脚的24.576MHz主时钟是否正常。
　　若上述条件满足，还要对UD1104、105脚IIC总线和119脚写保护WP电压进行检查。WP电压不正常时。通常是由于其上拉电阻和保护电阻开路引起。另外，EEPROM存储器UD3失效，也会引起二次不开机。
　　(2)无图像、无伴音
　　
　　在电路中，由于采用图像/伴音准分离方式，因此无图像、无伴音故障一般出在高频电路。应重点检查UD1108、109脚IIC总线电压。电压异常时，检测与ST-5V相连的上拉电阻及保护电阻；接下来查UD131脚电容CD159上的RFAGC电压。必要时重新调整高放AGC起控点，因为31脚电压过高或过低，会导致高放级阻塞或增益大幅下降。
　　在UD1内图像中频处理单元，PLL锁相恢复的38MHz信号既用于图像中频同步检波，解调出CVBS信号；又用于产生第二伴音中频信号。因此，38MHz不能恢复或频率偏移，也会诱发无图像、无伴音故障，此时应重点检查UD145脚VCC8V和47脚VP2-5VA1供电。UD141脚PLLIF环外接RD57和CD160，若供电正常且滤波元件良好，须更换超级芯片TDA12063H。
　　(3)无图像
　　
　　由于TDA12063H的功能强大，因此无图像故障涉及的范围很广，包括UD1内图像中频、视频解码、CPU控制部分的D-USB总线、逐行扫描变换及RGB显示处理(TDA9332H)等。但利用TDA12063H丰富的输入接口，借助外部视频源可以迅速确认故障大致部位。
　　从AV接口输入：DVD-Video信号，屏幕出现图像。说明故障出在UD124、25脚内外图像中频处理单元。用示波器检测XD5①、②脚VIF信号，若无，查XD5、QD4以及相关偏置元件；若有，则是UD1内部图像中频处理电路失效，因为这部分电路只有UD131、41脚(伴音正常→31、41脚电路正常)。
　　若输入DVD-Video仍无图像，从S端子输入Y/C信号。
　　屏幕出现图像，故障在UD1数字梳状滤波单元，检查UD169脚5VA供电和68脚接地是否良好，若正常则更换TDA12063H。S端子输入不见图像，再输人DVD-Y/CrCb信号出现图像，说明故障在RGB/YPbPr之前的Y/C信号通道，这种情况须更换超级芯片，亮色通道同时出问题可能性较小。
　　若输入DVD-Y/CrCb仍无图像，用示波器检测UD185～87脚R、G、B三基色信号；若无，故障在后续R．GB矩阵电路。
　　测量UD182脚5VA1和88、90脚3.3VA供电，若正常，更换UD1芯片；UD185～87脚R、G、B信号正常，检测UD1107、126～128脚D—BUS线上的电压，111～113脚ALE、RDZ、WRZ线上的电压，99脚输出的HWRST复位信号(使UD7数字芯片复位)和98脚的INT1中断信号。总线上电压不正常时，查与3.3VA相接的上拉电阻及保护电阻；HWRST和INT1信号不正常，查UD1引脚焊点接触是否良好；未发现异常，则故障在逐行扫描、RGB显示视频通道。
　　(4)无伴音
　　
　　首先区别故障是在UD1内的伴音中频/音频信号处理单元。还是后续音频功放电路。手持金属改锥轻触音频功放模块IC601①、⑤、⑥脚中任一引脚，扬声器无“喀喀”声，查IC601供电、MUTE、静音端以及开/关机消噪电路；若出现“喀喀”声响。则故障在UD1部分。
　　在机后AV端口输入DVD-Audio音频信号，出现声音，故障在音频信号切换之前的伴音中频处理；然后接收DVB音频信号，伴音恢复，故障在音频PLL解调电路。这时检查UD146脚AGC2SIF滤波电容CD158和38脚FM解调滤波电容CD68、CD154。若接收DVB数字伴音也无声音，说明故障在伴音中频电路，这时检查UD142脚AGC、SIF/DVB伴音中频检波滤波电容CD157，UD129、30脚外接伴音中频声表面滤波器XDSA及SIF输入引脚焊点。
　　FM伴音正常，接收DVB数字电视无伴音，故障在UD1内数字立体声解码器，由于外围无引脚，因此要更换TDA12063H。
　　输入DVD-Audio信号听不到声音，故障在UD1内部数字音频处理单元。检测QD6、QD7发射极有无音频信号，可以确认故障在音频切换电路，还是切换后续电路。检查UD1④、⑤脚3.3VA数字音频供电正常，一般需更换TDAl2063H芯片。
　　(5)无彩色
　　
　　PAL/NTSC/SECAM制式无彩色，则故障在UD1内三制式色度信号公共电路，可用频率计检测UD1⑩、11脚的24.576MHz时钟是否偏移。因三制式解调都要用锁相分频的CPU时钟。PAL/NTSC制无彩色要更换UD1；仅SECAM制无彩色，检查UD119脚SECPLL滤波电容CD149。这里三制式画面均不着色的前提是在分量输入Y/CbCr信号彩色正常，后级矩阵、逐行变换RGB显示功能正常。
　　(6)无光栅/同步不良
　　
　　TDA12063H内行场扫_描信号处理单元与TDA938x系列超级芯片内行场扫描单元相同，因此无光栅、一条水平亮线等故障可以参考相关资料介绍方法进行检查。同步不良要更换UD1芯片，因为UD1 14脚输出Y信号在外部丢失，CPU检测不到SYNC信号，会执行音频静音和定时自动关机。不过TCL-MS21机芯未启用UD1内行场扫描单元，因此该机型TDA12063H不会引起上述故障。
　　(7)不能预置节目  
　　
　　
　　不能预置节目故障特征是每次开机需手动调出一个个频道，搜索时有一闪而过的图像。故障实质是CPU未从内部检测到合格的SYNC或AFC信号，接收电视信号若出现无伴音和定时关机．则检查UD1 74、73脚耦合元件RD219、CD2，若这两只元件良好。则是内部SYNC或AFC信号丢失引起。必须更换UD1。
　　(8)遥控/键控功能失效 
　　
　　 所有遥控功能失效，换一个同类型遥控器来排除发射电路嫌疑。这时再查UD1 97脚IR输入端RD2、CD1、接插件P1301⑤脚，若上述元件正常，更换红外接收管或译码器。所有本机键功能失效，查UD1 120脚KEY输入端上拉电阻RD66、保护电阻RD15和滤波电容CD10以及接插件D1101的12脚。单键失效查网络电阻与相关按键。
　　(9)实时时钟无显示实时时钟电路UD12与FS高频头TU101都挂在UD1 112、113脚IIC总线上，图声正常，说明这组IIC总线畅通，重点检查UD1 28脚+5V供电，②、③脚晶体XD3、电容C022和⑥、⑦脚IIC总线接口电阻R011、R010。时钟不准，检查BAT电池电路。

六、TDA12063H检修注意事项
(1)TDA12063H是采用CMOS工艺制造的大规模数字信号处理芯片，很容易静电击穿，检测仪表要良好接地，拆焊须用尖头防静电电烙铁。
(2)QFP封装的TDA12063H引脚密集、间距小，测试表笔不要直接搭在IC引脚上，以免短路。可用放大镜找到引脚外围件进行测量。
(3)更换TDA12063H或24C32，要进行维修调整。
　　进入维修模式方法：在工厂调整模式关闭状态下。按本机“VOL-”键至音量为“0”不释放，在2s内连续按数字“0”键三次即可；在工厂调整模式开启状态下，按遥控器右下角的“工厂设定”键，机芯进入维修模式。
　　进入维修模式后，按“7”、“1”、“2”、“3”和“显示”，依次进入“FAC ADJ”、“VADJ、“H ADJ、“白平衡”和“DISPLAYMENU”菜单：按“CH+”、“CH-”键选择菜单中的子项目；按“VOL+”、“VOL-”键调整数据(电平)；调试完毕，按“菜单”键退出维修模式。

七、TDA12063H在TCL彩电中的测试数据

八、TDA12063H在海信TLM2077上的实测数据

实测电压V0、V1、Vs分别是无信号、有信号及待机状态时各引脚对地的直流电压值，而在路电阻值RR为红表笔测量，黑表笔接地；在路电阻值RH为黑表笔测量，红表笔接地。测量中，由于充放电路的作用，个别引脚的数值出现摆动，用“*”号加注在摆动的中间值。数据表中的“-”号，标示空脚（不连接）。