硬件制造 绝对现场之电视卡/盒篇

硬件视点

说到个人电脑(PC)的多媒体娱乐功能,就不能不提到电视卡(盒)。这类产品的功能不仅仅是让我们在电脑上收看电视这么简单,它们相当于一个“电视机+数字录像机”的组合体,可以实现包括录像、视频采集与压缩以及收听广播在内的许多功能。此外,人们还可以通过电脑对电视卡(盒)采集的视频进行后期编辑处理,并刻录成VCD或DVD进行保存……电视卡(盒)的这些功能是如何实现的呢?请随小编一同到深圳天敏科技的生产工厂去探个究竟吧!

产品研发

虽然电视卡(盒)看似简单,但前期的研发设计同样很重要,这是决定它们性能高低的关键环节。对于一款电视卡产品来说,其前期研发工作包括PCB线路设计、驱动软件开发、应用软件开发等几个方面(电视盒还有外观设计),其中软件(包括驱动和应用程序)对电视卡(盒)性能的影响更大、更明显,而且电视卡(盒)的许多功能也主要依靠软件来实现,比如时光平移、电视墙、预约录像、录像暂停等等。因此,是否能独立开发软件及软件的功能强弱也成为了衡量电视卡厂商实力强弱的一个重要指标。

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天敏科技的产品研发部
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设计人员正在设计PCB电路

产品制造

生产流程:刷锡膏→SMT贴片→过IR炉→拉锡→补焊→插件→波峰焊→剪脚→补焊→清洗→目视总检→功能测试→产品组装和包装→最终检验

第一道工序:刷锡膏

由于控制电路板是电视卡(盒)的重要组成部分,因此电视卡(盒)的制造过程也主要围绕这部分结构进行。首先是给PCB板印刷锡膏。不过,在上锡膏之前,必须将PCB板烘烤8~12小时,烘烤的温度为105℃~120℃。

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工人正在给PCB板上锡膏

第二道工序:SMT贴片

锡膏刷完后,经检查没有问题,PCB板就进入SMT机接受各种贴片元件的安装,如视频采集芯片SAA7134就是在这里“贴”上去的。

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SMT机在为PCB板“贴”元件
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“粘”好贴片元件的PCB板

第三道工序:过IR炉

刚才“贴”装了元件的PCB板必须过IR炉,即进行回流焊,这样贴片元件才能固定在PCB板上。

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回流焊炉通过控制炉内气流的温度来熔化和固化锡膏,气流温度最高可达235℃

第四道工序:拉锡、补焊

从回流焊炉中出来的PCB板待冷却后,还要接受检测,工人对有空焊、连焊、少锡、堆锡等问题的电路板会进行补焊。

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工人在对PCB板进行检测和补焊

第五道工序:插件

在控制电路板的制造过程中,还有一些元器件必须通过手工插件的方式进行安装,比如高频头、音/视频接口、USB接口等。

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工人正在安装接口部件
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高频头上的金属弹片起紧压、固定作用,为波峰焊做准备

第六道工序:波峰焊

带着各种插件的PCB板进入波峰焊炉。与回流焊不同的是,波峰焊是在炉内给焊点加锡,并使插件焊在PCB板上。

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波峰焊炉内沸腾的锡水

第七道工序:剪脚、补焊

经过波峰焊的PCB板必须再次接受QC检测,如果元件的引脚过长,工人会根据标准进行修剪。此外,焊接效果不好的PCB板也要接受补焊处理。

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工人在一丝不苟地进行补焊

第八道工序:清洗、目视总检

为保证PCB板面的清洁度,工人还要清除板上的锡珠、锡渣、松香、水纹等杂物,并检查各个元件的安装是否正常、焊接是否良好等。

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工人在擦拭接口部件,确保板面清洁
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工人在检查整个控制面板

第九道工序:功能测试

经过上述处理的控制电路板已接近成品了,接下来它们进入重要的功能测试环节。工人会对产品进行程序写码操作及图像、声音测试。

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将控制电路板接上闭路电视、测试画面是否清晰、声音有无杂音或单音

第十道工序:产品组装和包装

如果电视卡(盒)的控制电路板没有问题,那它们就要安装好挡片(电视卡)或外壳(电视盒)了。最后还要贴上QC检验贴、激光防伪标志、产品条形码等,并和说明书、光盘、配件一起装盒。

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工人在给电视盒安装外壳螺丝
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贴上了激光防伪标志的电视盒

第十一道工序:最终检验

包装好的产品还要接受最后一道检验,主要是检查整机性能是否符合要求、配件是否齐全以及各配件的规格是否相符,确认无误后才能出货。

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小知识

影响电视卡收视效果的因素

1.信号线

信号线是电视卡与电视信号的联系的纽带,其质量优劣会直接影响电视信号的强度。目前我国有线电视主要采用射频同轴电缆来传输信号。影响射频同轴电缆性能的有特征阻抗、衰减常数、驻波系数、反射损耗、屏蔽系数、屏蔽衰减以及温度特性等很多因素。其中对信号影响较大的是阻抗值。一般有线电视系统同轴电缆的标准特征阻抗值为75Ω。

优质的电缆加上低阻抗的信号头会更好地保证电视信号的强度。当然,信号线过长也会导致射频信号衰减,同样也会影响电视节目的收看效果。

2.高频头

由于同轴电缆中同时传送了数十个频道的电视节目,因此高频头的作用非常重要。它一方面要对不同频道进行筛选,另一方面还会对收到的信号进行放大和变频。由于目前的电视信号是容易受到干扰的模拟信号,所以高频头很容易被其他电波干扰而造成信号损失,因此大多数高频头都采用了金属罩屏蔽。高频头分为两类:传统高频头和硅高频头(Silicon Tuner)。常见的传统高频头品牌有Philips、LG、TCL、特纳等。

3.解码芯片

视频解码芯片是影响电视信号输出效果的关键部分。通过高频头筛选后的信号将在解码芯片中进行解码、ADC(模数转换)、亮度对比度调节以及梳状滤波(Comb Filter)等处理,经过处理的信号将转换成数字信号,并传送给显卡输出。

输出画面的质量在很大程度上是由解码芯片的品质来决定的,常见的解码芯片有Philips SAA713X和SAA711X系列、Conexant BT878和CX2388X系列等。由于通常的电视信号是模拟信号,而电视卡的解码芯片在对视频信号进行处理前需要进行采样,然后进行模数转换,这个转换步骤直接关系到影像的品质。

Conexant BT878芯片是8bits采样的,Conexant CX2388X系列芯片是10bits采样的,PHILIPS SAA713X和SAA711X系列则是9bits采样的。理论上采样越多,效果越理想,但由于人眼所能分辨的画面差异有限,采样过多并不会带来很大影响。一般情况下,在画面的真实度和清晰度方面,9bits的采样比8bits的有较明显的提高,但从肉眼的分辨能力来看,10bits和9bits的采样就没有太大的差别了,而此时采样技术的高低就成了影响画质的关键因素。一般来说,Philips的ADC(模数转换)技术要比Conexant的稍好,因此在实际中虽然Conexant CX2388X是10bits采样的,但它与Philips 9bits采样的解码芯片最终效果相差不大。

4.梳状滤波电路

彩色电视信号中,“主管”色彩的R-Y及B-Y(或称“Chroma”色度信号)信号是以3.58MHz的频率并入Y信号(亮度信号)中,我们称之为复合信号(Composite Video)。当信号进行转换时,需要通过一个滤波器将3.58MHz的Chroma信号从复合信号中分离出来,成为Y.C信号。而这个滤波器由于内部的形状像两个面对面的梳子,因此被称为梳状滤波器(Comb Filter)。

电视卡解码芯片中的梳状滤波电路越精细,梳状滤波器将复合信号中的Y信号及C信号(B-Y,R-Y)分离得就越好,最终电视画面的色彩也越纯正,画面的效果也就越好。