显示器视频电路是把主机送来的R、G、B信号进行处理、放大,使之达到符合要求的极性、幅度和功率并送到显像管的三个阴极,控制电子束的发射情况从而在屏幕上显示出画面的电路。视频电路一般分为视频处理电路、视频输出电路、白平衡调整电路,以及亮度、对比度控制、行场消隐等几个部分。随着I\(^{2}\)C总线技术的应用和普及,在新型显示器的视频电路中越来越多地使用了总线技术,具体表现在可通过总线对视频信号的幅度进行控制,改变图像的亮度和对比度;取消了白平衡调整电位器,通过总线改变R、G、B信号的幅度和显像管阴极的电位,调节白平衡;有的还可通过总线调节G2等。总线的应用使电路更加简洁、性能更加稳定,生产和调试更加方便。
典型的总线控制型视频电路结构方框图如图1所示。

这里以三星CHB7707显示器为例,对总线在视频电路中的应用进行分析,有关电路见图2。由图可见,该机的视频电路以IC101(KA2506)和IC102(LM2407)为核心构成。其中IC101是三星公司生产的带OSD的I2C总线控制的R、G、B三通道视频处理器(前置放大处理),该IC的视频带宽可达175M,视频输出幅度为7.0V(峰值)。IC102是美国国家半导体公司生产的显示器专用的三通道、高电压显像管驱动集成电路,它将视频前置信号处理电路送来的视频信号放大后直接驱动显像管的三个阴极。
在联机的情况下开机后,CPU发出总线自检命令,自检后各电路进入正常工作状态,IC101、IC102得电工作。IC101的5、8、10脚是R、G、B视频信号输入端,由主机显卡送来的R、G、B信号由此进入IC101,经内部的视频/OSD开关、图像半灰度控制后,再进入对比度和副对比度控制,使视频信号在R、G、B驱动和截止控制电路的共同作用下,送入后级放大,从26、24、21脚输出,分别经RR05、RG05、RB05限流,再送到IC102的11、9、8脚,进行功率放大,从IC102的1、3、5脚输出,最后由相应的电阻限流、电容耦合送到显像管的三个阴极。
IC101的13脚是总线数据引脚,14脚是总线时钟引脚。在IC101内部,对视频信号的上述控制都是通过I2C总线来完成的,总线控制的主要功能如下:
1.对比度控制
和以往常规显示器不同,该机的对比度是通过改变R、G、B信号的幅度来实现的。当用户调节对比度时,改变对比度的指令和数据通过总线引脚送到IC101,内部的总线控制系统根据指令(对比度增或者减)对三个视频信号的增益进行调整,在IC101的输出端,就得到了幅度增大或者减小的视频信号,使显像管阴极发射的电子数量改变,从而改变了图像的对比度。自动对比度控制(ACL)也是通过总线进行的。当因亮度或对比度原因使显像管的束电流增大时,行输出变压器T501的8脚上的负电压变得更小(向负的方向增大),ACL控制管VT506的b极电压下降,e极电压也下降,因此送到IC101的12脚(ABL检测端)的电压也下降。12脚接内部的总线控制电路,总线系统根据检测到的电压变化,自动地根据情况减小R、G、B的信号增益,从而使信号幅度减小,束电流下降,达到了ACL自动调整的目的。从这种改变对比度的方式可以看出,在对比度变化的同时,图像的亮度也将发生一致的变化。
2.亮平衡的调整
当出现亮平衡失调时,在总线调整状态下对亮平衡进行调整,也是通过I2C总线改变IC101内的视频信号的增益,来改变信号的幅度和电子枪的激励水平而实现的。不同的是,在这种状态下,可以对R、G、B中的任何一个或者多个进行分别调整,从而达到R、G、B的平衡。例如光栅颜色偏紫,说明绿色偏弱,应该先调整G的增益。调整时,IC101内G信号的幅度会在总线的控制下发生变化,进而通过IC102放大改变R、G、B的输出比例。如不能达到最佳,再配合调整B和R,直到完成亮平衡的调整。完成后,这个数据就保存在EEPROM中。
3.暗平衡的调整
虽然该机的暗平衡调整也是通过总线的,但与亮平衡调整不同。它是在总线的控制下,利用IC101的功能扩展(15、16、17脚),通过专门的白平衡调整电路,改变阴极直流电压,使三个电子束的截止点移到同一个位置上。由图可见,暗平衡调整电路是由VTR01、VTR02、VTG01、VTG02、VTB01、VTB02以及相关元件组成。R、G、B三个通道的暗平衡电路完全相同,以R通道为例。当需要降低R极电位时(如红色弱),CPU通过I2C总线使IC101的17脚输出的PWM占空比减小,这个变小的电压通过RR10限流、VTR01共基极放大后,再经CR07滤波送到VTR02进行倒相放大,使得VTR02的发射极电压降低,进而使显像管的R极电位下降,从而R电子束发射能力增强。当需要加大R极电位时,控制过程相反。通过总线调整,可使三个电子枪的截止点一致,调整完毕后,EEPROM保存数据。目前,这种总线控制的暗平衡调整方式代表了新型显示器的主流。
和普通显示器的视放电路一样,该机的视放电路也必须要有行、场消隐电路,以抑制逆程期间的回扫线。行消隐信号取自AFC脉冲,经R119、C128、R118、C122限流耦合后,由VT102倒相放大,在VT102的C极获得H-BLK信号,送到IC101的19脚。19脚内接消隐脉冲通道,在总线的控制下,使21、24、26三脚在行逆程期间没有输出,因此避免了行回扫线的产生。场消隐脉冲取自场输出集成电路IC301(TDA9302H)3脚输出的V-BLK脉冲,经C304、R307、C306、R331限流耦合送到场消隐管VT331的b极。同时,CPU的37脚输出的场同步信号(VS-OUT)经D331限幅、R332限流也送到VT331的b极。这两个信号经过VT331倒相放大,从c极输出场消隐脉冲,经C332耦合至显像管G1极,达到了在场逆程期间抑制场回扫线的目的。
在视频前置放大处理电路中,对视频信号的控制还有两个关键点。一个是IC101的4脚,该脚是视频/OSD信号输出切换端,受控于屏显集成电路IC104(LSC4520P2)的12脚(字符消隐信号控制端),负责对屏显区域内的视频信号进行消隐。当有屏显信号输出时,该脚为高电平,使IC101的4脚也为高电平,IC101内部电路切断视频信号输出,指定的区域内只显示屏显字符。当没有屏显信号时,该脚为低电平,IC101的4脚也为低电平,内部电路正常接通视频信号,对整个屏幕的显示无影响。第二个是IC101的18脚,该脚是视频钳位脉冲输入端,受CPU的36脚输出的行同步信号(H.SYNC OUT)控制。当18脚有行同步信号输入时,IC101的20、25、27脚外接的钳位电容CB04、CG04、CR04被充电,从而使视频脉冲钳位电路处于工作状态,21、24、26正常输出R、G、B信号;当18脚没有行同步信号输入时,视频钳位电路不工作,整机呈现黑屏状态。
由于以LM2407组成的的视频输出电路和一般显示器相同,本文不再赘述。
检修中的关键数据
表1、表2分别给出了KA2506、LM2407在800×600分辨率下的正常电压值,是判断电路是否正常工作的重要依据。

故障检修实例分析
例:三星CHB7707彩显,光栅颜色偏紫,其他都正常。
分析与检修:
根据故障现象,结合检修经验,判断故障出在显像管或者视放电路中。本着先易后难的原则,先测量显像管的三个阴极电压,发现G阴极电压比R、B明显偏高。接着测量IC102的三个输出端R(1脚)、G(2脚)、B(3脚)分别为:38.1V、42V、41.1V,对照表2,很明显G枪电压偏高。先后又测量IC102的R、G、B的输入端电压,发现G偏低。由于IC102的信号输入来自IC101的信号输出脚,故测量IC101的G输出(24脚),为2.2V,也偏低。常规检查IC101的24、25脚和IC102的9脚之间的元件,没发现异常,故怀疑IC101损坏,经代换KA2506后故障依旧。因为G信号在视放通道中的电压和R、B存在差异,可排除显像管老化现象,同时认为暗平衡调整电路正常,故障应该是亮平衡失调。
考虑到本机的白平衡调整电路采用了总线控制方式,因此只能进入总线调整或者重写数据。因为没有三星显示器维修的工装设备,无法进入总线状态进行调整,故重写数据,装机后一切正常,故障排除。
文/华雷广