专利名称：带智能接口的多功能数字电视机的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字电视技术，具体地说，涉及一种带智能接口可收看多种数字信号源的多功能数字电视机，更具体地说，涉及一种通过智能接口可方便地选用、升级、更换不同的数字信号源的数字电视机。
背景技术：
目前，被广泛使用的多为接收模拟信号的电视机，在数字电视到来的时代，大多是通过外部设备，如，机顶盒，DVD，DVB，在经过数字到模拟信号的换后，将数字信号接收后转成A/V或Y、U、V等低显示分辨率的信号给电视机显示，如图1所示，电视机通过A/V端口分别接驳DVD机顶盒、DVB机顶盒、IP-TV机顶盒，同时，分别需要3个遥控器，此时，人们观看到的还是模拟的、分辨率很低的图像。同时由于外部设备种类多，这些设备间有许多资源重复，如每个机器都要电源，每台设备都需一个遥控器，每个产品都有不少花花绿绿的输出端子，这样就造成了外部连线复杂，安装、使用极不方便而且占空间，使用不同设备都需重新连一次线头。同时，多个遥控器也不便保存、操作。用户增加一个新设备，必需是完整的机器，因而用户综合使用成本偏高，同时各设备输出无规范，同类产品接口、性能差异大。
另一方面，一些昂贵的高端的数字电视机，具有高分辨率(1080P、1080i、720P)的显示模式，外部设备需要通过种类繁多的接口(VGA、DIV、HDMI等)与其配接。由于电视机本身接口种类繁多，使得外部配套产品，如机顶盒的输出模式也各式各样，往往机顶盒的输出信号也无法确保将高端电视机的图像质量效果发挥至极致。
现有技术中，也有用组合有单一信号源的数字电视机，如图2所示，在该电视机的主机中预先组合有DVD或DVB或IPTV，由于没有智能接口，无法增加新的数字节目接收源，现有系统升级也比较困难，更重要的时无法适应不同地区的加密电视接收，无法满足各个地区、各个运营商之间可能不同的信息流要求。由于将某一种特定功能与主机做成整机，破坏了主机的标准化，同时，特定功能还可能不是所有客户所需要的。此类机型一般为某一类特殊客户群体定制，用于特定场合，而非大众化需求，产品不能全面推广。随着数字化技术的发展，目前，DVD、DVB，IPTV等设备内部，对于音视频信号的读出、解压缩等处理都已完全数字化，而且技术标准规范。针对数字高清电视的数字音视频标准接口HDMI很快在全球推广普及，这样，在这些设备与数字电视之间不再需要传送模拟信号，而直接传输标准的音、视频数字信号将是大势所趋。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述各种连接方式的不足，为克服生产成本高、社会资源浪费、行业及配套产品不规范、同类产品千差万别、客户选购、安装及使用复杂的诸多缺点，也为适应未来技术不断发展的趋势，提供一种带智能接口的多功能数字电视机，不仅可同时具有DVD，DVB，IPTV，TV功能，而且以后新功能的增加只需符合智能接口规范，可方便地适配和升级。
本实用新型上述技术问题这样解决，构造一种带智能接口的多功能数字电视机，包括多信道接收处理单元、分别与多信道接收处理单元的视频和音频输出端口连接的显示单元和音频单元，还包括与多信道接收处理单元连接的中央控制单元，以及与中央控制单元连接的遥控接收单元和小键盘输入单元，还包括与所述多信道接收处理单元、所述中央控制单元连接的一个或一个以上的用于与信号源装置接口的信号源接口单元，所述信号源接口单元至少包括电源信息端子、控制信息端子和声音信号/图象信号端子，用于与所述信号源装置的对应端子电连接。
在上述带智能接口的多功能数字电视机中，所述信号源接口单元的个数是1-3个，分别从模拟电视接收、DVB数字广播、DVD数字播放节目和双向网络视频点播的四个信号源装置中选出。
在上述带智能接口的多功能数字电视机中，为每个所述信号源装置，在电视机上分别设置一个接纳所述信号源装置的统一宽度的接插槽口，接插槽口的底部设有与信号源装置的各电源信息端子、控制信息端子和声音信号/图象信号端子接触电连接的接插件，该接插件构成所述信号接口单元的电信号连接及端子排列。
在上述带智能接口的多功能数字电视机中，所述信号源接口单元的端子包括1脚和2脚的DC12V，3脚和4脚的POWER-GND，5脚的TMDS数据2+，6脚的TMDS数据2屏蔽，7脚的TMDS数据2-，8脚的TMDS数据1+，9脚的TMDS数据1屏蔽，10脚的TMDS数据1-，11脚的TMDS数据0+，12脚的TMDS数据0屏蔽，13脚的TMDS数据0+，14脚的TMDS数据0+，15脚的TMDS时钟屏蔽，16脚的TMDS时钟-，17脚的CEC，18脚的NC，19脚的SCL，20脚的SYS-SDA，21脚的SYS-CLK，22脚的AGND，23脚的AUDIO-L，24脚的AUDIO-R，25脚的YGNDL，26脚的Y，27脚的U，28脚的V，29脚的DC12V/5A，30脚的POWER-GND和31脚的外壳地SHIELD-GND。
在上述带智能接口的多功能数字电视机中，所述声音信号端包括音频地、左声道和右声道，所述图象信号端包括视频地、Y端、U端和V端。
在上述带智能接口的多功能数字电视机中，所述信号源装置是一个带接插件的矩形匣体。
在上述带智能接口的多功能数字电视机中，所述信号源装置是一个带接插件的插件。
在上述带智能接口的多功能数字电视机中，还包括一个发送信号为所述遥控接收单元接收的遥控器，所述遥控器发射的码值序列由信号源装置的设备号+功能键值组成。
实施本实用新型提供的带智能接口的多功能数字电视机，由于充分考虑了数字信号源的多样性及发挥数字电视最佳显示效果以及系统未来扩展能力方面因素，采用了模块化设计，即以高清数字电视机设计标准化配合数字信号源的模块化，实现产品接驳方便及扩展灵活，这样，既能完全体现数字电视源显示标准，还能同时收看不同类型的数字电视源，如数字广播源、数字播放源及数字网络源等，也能完成现阶段模拟电视向数字电视的过渡。功能升级或增加新的功能，只需选购符合信号源接口的功能模块即可，以较低而灵活的成本提供了不同功能模块与数字电视的组合使用，同时支持单独使用。由于“模块化”的配置灵活的特点，也拓展延伸了产品的消费领域，新技术、新产品可通过加入新开发的模块，加入系统中从而得到应用。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是现有技术中，各类配接设备A/V输出连接至模拟电视机的示意图；图2是现有技术中含有DVD、DVB、或IPTV单一信号源的高端数字电视机的示意图；其中各信号源均包含在主机内图3是本实用新型带智能接口的多功能数字电视机的结构示意图；图4是本实用新型带智能接口的多功能数字电视机的系统原理框图；图5是本实用新型带智能接口的多功能数字电视机中信号源接口使用的接插件管脚示意图；图6是信号源装置与信号源接口单元的连接示意图；图7是本实用新型带智能接口的多功能数字电视机中信号源接口单元的连接示意图；图8-10是配合上述带智能接口的多功能数字电视机的遥控器示意图。
具体实施方式
在图3示出的本实用新型带智能接口的多功能数字电视机的结构示意图中，包括机箱1和遥控器2，还包括DVD信号源装置3、DVB信号源装置4和IP-TV信号源装置5，机箱1的正面是高分辨率的显示屏，机箱的正面还设有红外遥控信号接收窗(未示出)，机箱1的背面下方设有接线板9而上方设有三个接插槽口，分别是第一接插槽口6、第二接插槽口7和第三接插槽口8，每个槽口具有相同的尺寸，上述DVD信号源装置3、DVB信号源装置4和IP-TV信号源装置5以矩形匣体或盒子或插件板方式分别插装到第一、第二和第三接插槽口中，其间并无固定的位置关系，因为本实用新型的多功能数字电视机设置了三个规格完全相同的信号源接口，这里的规格不仅指电信号的排布规定相同，而且指信号源装置与接插槽口物理尺寸上的尺寸规格相同。由于将不同的信号源装置，进行分体模块化，通过本实用新型的信号源接口规范与高端数字电视机配合，使高清数字电视机设计标准化与数字信号源设计模块化得以有机结合一起。为实现信号源装置与电视机接驳便利及扩展的灵活性，本实用新型采用了内含HDMI(“高清晰度多媒体接口”的简称，该接口由东芝等公司提出，接口规范已经公开在WWW.HDMI.ORG网站上)规范的统一的信号源接口单元，使得信号源装置与电视机之间相互可通过该接口单元连接。所谓信号源接口单元，具体就是在用HDMI标准来规范信号源装置的音视频数字输出标准的同时，规范电视机的输入接口，然后以插槽的形式连接和固定信号源装置，如上述DVD信号源装置3、DVB信号源装置4和IP-TV信号源装置5。此外，本实用新型采用的信号源接口单元由于包括了电源信息端子，还可以实现数字电视通过该信号源接口单元给各信号源装置或信号源模块提供电源，同时在各信号源装置与数字电视之间建立了控制信息联络机制以便协调统一地工作。总结本实用新型的信号源接口单元，至少包括电源信息端子、控制信息端子和声音信号和图象信号端子，用于与所述信号源装置的对应端子电连接。
在图4示出的本实用新型的带智能接口的多功能数字电视机原理框图中，包括多信道接收处理单元10、分别与多信道接收处理单元10的视频处理器11和音频处理器13，分别与视频处理器11和音频处理器13输出端口连接的显示单元12和音频单元14，还包括与多信道接收处理单元10连接的中央控制单元15，以及与中央控制单元15连接的遥控接收单元17和小键盘输入单元16，还包括与多信道接收处理单元10、中央控制单元15连接的一个或一个以上的用于与信号源装置接口的信号源接口单元18，如前所述，该信号源接口单元18至少包括电源信息端子、控制信息端子和A/V音视频信号端子，用于与所述信号源装置的对应端子电连接。在图4中，还包括信号源装置3-5，每个数字信号源装置3-5通过源信号接口单元18接口，换言之，数字信号源装置3-5通过是通过如图5所示规格的接插件19与数字电视机的源信号接口单元18接口的，在数字电视机和各类数字信号源装置之间采用的统一的智能接口的接插件后，通过接口单元18可支持各种显示的分辨率(如1080P 1080I，720P 480P 480i)等，还能支持各种用途的控制线，以完成各信号源装置之间的联动，统一遥控以及能支持各自所需的电源。这样每插入联接在数字电视上的接收机都必须适应该信号源接口单元的规范，如DVB-T、DVB-S、DVB-C、DVD、IP-TV，摸拟电视接收机等。通过遥控器2可选择不同的信号源装置，再通过操作遥控器，达到选出不同的节目的目的。这样就可以在一台电视机上能同时收看多种电视信号源的节目了。
如图4所示，本实用新型将电视机功能标准化，可使适应地域更广泛，适用厂家更多。而将DVD，DVB，IP-TV等各功能信号源装置或模块进行标准的模块化设计，功能配置自由灵活而且成本相对较低。使用的时候，只需根据自己的需要，把一个个信号源装置或模块象积木一样组合起来就可以了。这样，为未来新规格新标准的信号源产品、新技术的加入运用留有足够的发挥空间，并且将未来模块与已有模块联结无论从接口规格、软件升级等方面都已作好一切准备，能保证做到无缝联机。日后新增功能模块只需使用同样的接口规格、符合统一的协议规范就能直接加入。另外，整个系统软件可通过单一部件更新升级。
各信号源装置/模块与主机之间通过信号源接口单元连接并建立相互间的有机通讯联系，各模块之间通过标准协议进行链接。有了统一的规范，对厂家、消费者而言，自然可以以更低的价格生产或买到更好的产品，同时不用担心随着技术的发展使很昂贵的东西很快淘汰，还会因为资源的合理利用，降低了成本、提高了产品质量，在国际市场中更有竞争力。同时，因为是真正作为一个系统统一设计，会使各模块能很好地有机结合，易于实现一些较复杂特殊功能，同时操作上反而可以变得更加简单方便。
由于各信号源模块的电源都由电视机主机通过接口单元提供，因而不需要外部连接线缆，而且因为主机直接输出标准的直流电源，各分机内部不再需要复杂的交直流变换等电路，等于各分机都节省了一块电源板，综合成本降低了。
在图4本实用新型原理框图中，信号源装置包括但不限于1)有数字广播(DVB)、数字播放节目源(DVD)、双向网络视频点播(IP-TV)或DVR(数字视频刻录机)等各种标准信号源。图4中信息处理部分由电视机内一颗主芯片MCU51在数字电视机与各模块间建立联系，统一调度控制，接受遥控指令，控制电视机及各模块功能切换、电源供应开关、工作状态配合等工作。图4中的输出部分是这样的各模块通过信号源接口单元10直接输出未经压缩的数字音视频信号到数字电视机内部进行转换工作，输出至显示屏幕12及扬声器14。利用图4的逻辑框图，可使产品实现较丰富全面的功能a)可以通过DVB收看光纤DVB-C或卫星DVB-S传输来的数字广播信号；b)可以通过传统存储媒介如光盘，存储卡等播放当前流行音视频信号。
c)可以通过INTERNET进行互动或交互式信息播放。
d)为日后新增功能模块预留。
图5为本实用新型信号源接口单元的接插件示意图。在实现信号源装置模块化嵌入式设计中，采用的一种信号源接口，定义了一些电源信、控制信息和A/V音视频信息，以及一些备用信息，用于以后升级和扩展等。通过此接口，可以在信号源装置与数字电视机之间传送高清淅的数字音/视频信号。在音频方面，支持压缩及未压缩数字信号(DTS，THX，DOLBY DIGITAL等)，支持多种采样率(32K-196K)，能获得CD高音质的效果。在视频方面，可支持极高清楚度画面。有多种高清像素输出(目前最高可达1920*1080P)，容易获得优美清晰的视频效果。
在传输控制方面，接口还具有完善的传输控制信息，有非常完善且强大的协议规范。
接口支持热插拔(即插即用)。
信号源接口为混合型数字音视频接口，标准的数字音视频传输方面完全符合国际通用标准HDMI，而HDMI标准很快成为数字高清电视的强制标准配置，以后新的产品方案加入，必需首先能够符合HDMI国际标准，这样音视频输出方面就得到了规范。为方便，另增加主机与各模块化分机之间的握手信号，电源供应，为新产品的模块加入预留了部分口线备用。此接口作为分机与主机之间仅有的物理连接，采用实芯铜材镀金，外加镀镍钢材卡接，同时加装锁紧螺丝固定装置，确保接合精密准确，接触面大，具备阻抗小，抗氧化，耐腐蚀，抗老化，而且长期稳定牢靠的优良特性。具体各端子细述如下图5中，脚1~4为数字电视机提供各模块电源端子，设计能力为DC12V/5A，即60W负载能力，足够一般功能模块工作使用。各个管脚具体说明如下1+2 DC12V-主机提供给任一模块电源3+4 POWER-GND图5中5~21共19根端子为标准的HDMI接口使用，具体为5 TMDS数据2+6 TMDS数据2屏蔽7 TMDS数据2-8 TMDS数据1+9 TMDS数据1屏蔽10TMDS数据1-11TMDS数据0+
12 TMDS数据0屏蔽13 TMDS数据0-14 TMDS时钟+15 TMDS时钟屏蔽16 TMDS时钟-17 CEC-电子消费控制18 保留(NC on device)19 SCL-HDMI收发芯片串行通讯时钟20 SYS-SDA收发芯片串行通讯数据21 SYS-CLK收发芯片串通讯用时钟据22 AGND音频地23 Audio_L模拟音频左或模块模拟音输出至电视机(可选)24 AUDIO-R音频右路信号25 VGND模拟视频地26 Y-分量视频亮度27 U-分量视频色差128 V-分量视频色差229 DC12V/5A电源30 POWER-GND电源地31 SHIELD_GND外壳地本发明的上述信号源接口单元可以支持的数字视频标准包括24-bit RGB，4:4:4；2)24-bit YCbCr，4:4:4；以及3)16/20/24-bit YCbCr，4:2:2。本发明的上述信号源接口单元可以支持的数字音频标准包括1)压缩数字音频(杜比数码，THX，DTS等)，以及任何能通过S/PDIF传输的音频格式；2)未压缩的数字音频，包括2/6/8声道，32-192kHz采样率●所支持的DVD音频(HDMI1.1版)，●所支持的SACD(HDMI1.2版)，以及●正在接受评估的DTS-HD，Dolby Digital+，MLP等。
在图6示出的信号源装置与信号源接口单元的连接示意图中，信号源接口的1-19脚用于连接TMDS(“Transition Minimized Differential Signalling”的简称)、DDC(“显示数据信道”的简称)和CEC(“消费电子控制”的缩写)；其中，TMDS有3个信道(分别用于音频、视频的辅助信号)和一个时钟信号，信号源接口的20、21脚用于连接SYS-SDA和SYS-CLK；信号源接口的22-24脚分别用于连接音频部分的AGND、AUDIO-L和AUDIO-R；信号源接口的25-28脚用于连接视频部分的YGND、Y、U、V；信号源接口的29脚用于连接DC12V/5A；信号源接口的30用于连接POWER-GND；信号源接口的31用于连接外壳地SHIELD-GND。
在图7示出的本实用新型带智能接口的多功能数字电视机中信号源接口单元的连接示意图中，同样，信号源接口的30用于连接信号源接口的1-19脚用于连接TMDS、DDC和CEC(可选)；信号源接口的20、21脚用于连接SYS-SDA和SYS-CLK；信号源接口的22-24脚分别用于连接音频部分的AGND、AUDIO-L和AUDIO-R；信号源接口的25-28脚用于连接视频信号部分的YGND、Y、U、V；信号源接口的29脚用于连接DC12V/5A；信号源接口的30用于连接POWER-GND；信号源接口的31用于连接外壳SHIELD-GND。
图8-10为本带智能接口的多功能数字电视机使用的遥控器的示意图。遥控器为压感式触摸屏，使用附送的触笔选择菜单操作(简称灵巧遥控器)。整个系统单一遥控器操作简单。传统使用方式为主机和各功能分机各自配遥控器，使用不方便。模块积木式由于整合并统一协调主机与各模块为一个共同体，各模块与主机的关系不再似分离连线式那样松散，其内在的联系是建立在一个统一的专利接口下，受统一的协议规范控制，相互间已不仅仅是物理连线那么简单。主机与模块间，各模块间均建立通讯后，使用单一的遥控器控制整个系统成为一件非常轻松的事了。该遥控器有一个(SOURCE)按键，可选择TV-》DVD-》DVB-》IP-TV不同的数字信号源。因应各功能模块各自特点，遥控器显示屏随需要操控的具体模块自动变换功能菜单显示内容.
例如，选取DVD模块功能时，图8起作用，轻触位于图8最左侧上角位置的“power”键，系统将仅打开DVD信号源装置的电源进行操作，数字电视机此时仅接收DVD播放机的数字音视频信号输入，其它模块电源保持关闭状态。为实现上述功能，遥控器码值序列为设备号+功能键值；当遥器切入不同的操作模式时，其发射遥控码的系统码值不一样，代表不同的操控对象，如0×55AA0001表示DVD的电源键 0×55AA表示设备为DVD0×35280001表示DVB的电源键 0×3528表示设备为DVB0×28390001表示IP-TV的电源键 0×2839表示设备为DVB当电视机内红外光头接收到智能遥控码，MCU解码后得至设备号及功能键值，MCU会根据整个系统状态条件，执行必要的准备工作后，如第一次开DVD时将TV正常收视状态切换成AV-IN状态，打开DVD电源继电器开关，切换相关模拟输入电子开关列为DVD组，通过SYS-CLK，SYS-DAT向DVD模块发送开机命令，等待DVD就绪。
权利要求1.一种带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，包括多信道接收处理单元、分别与多信道接收处理单元的视频和音频输出端口连接的显示单元和音频单元，还包括与多信道接收处理单元连接的中央控制单元，以及与中央控制单元连接的遥控接收单元和小键盘输入单元，还包括与所述多信道接收处理单元、所述中央控制单元连接的一个或一个以上的用于与信号源装置接口的信号源接口单元，所述信号源接口单元至少包括电源信息端子、控制信息端子和声音信号/图象信号端子，用于与所述信号源装置的对应端子电连接。
2.根据权利要求1所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，所述信号源接口单元的个数是1-3个，分别属于用于DVB数字广播、DVD数字播放节目和双向网络视频点播及模拟电视接收的四个信号源装置中的1个，2个或3个。
3.根据权利要求1或2所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，为每个所述信号源装置，在电视机上分别设置一个接纳所述信号源装置的统一宽度的接插槽口，接插槽口的底部设有与信号源装置的各电源信息端子、控制信息端子和声音信号/图象信号端子接触电连接的接插件，该接插件构成所述信号接口单元的电信号连接及端子排列。
4.根据权利要求3所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，所述信号源接口单元的端子包括TMDS端、DDC端、CEC端、串行收发及时钟端、声音信号端、图象信号端、电源端和外壳屏蔽端。
5.根据权利要求3所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，所述信号源接口单元的端子包括1脚和2脚的DC12V，3脚和4脚的POWER-GND，5脚的TMDS数据2+，6脚的TMDS数据2屏蔽，7脚的TMDS数据2-，8脚的TMDS数据1+，9脚的TMDS数据1屏蔽，10脚的TMDS数据1-，11脚的TMDS数据0+，12脚的TMDS数据0屏蔽，13脚的TMDS数据0+，14脚的TMDS数据0+，15脚的TMDS时钟屏蔽，16脚的TMDS时钟-，17脚的CEC，18脚的NC，19脚的SCL，20脚的SYS-SDA，21脚的SYS-CLK，22脚的AGND，23脚的AUDIO-L，24脚的AUDIO-R，25脚的YGNDL，26脚的Y，27脚的U，28脚的V，29脚的DC12V/5A，30脚的POWER-GND和31脚的外壳地SHIELD-GND。
6.根据权利要求4所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，所述声音信号端包括音频地、左声道和右声道，所述图象信号端包括视频地、Y端、U端和V端。
7.根据权利要求3-6中任何一项所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，所述信号源装置是一个带接插件的矩形匣体。
8.根据权利要求3-6中任何一项所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，所述信号源装置是一个带接插件的插件。
9.根据权利要求3-6中任何一项所述的带智能接口的多功能数字电视机，其特征在于，还包括一个发送信号为所述遥控接收单元接收的遥控器，所述遥控器发射的码值序列由信号源装置的设备号+功能键值组成。
专利摘要一种带智能接口的多功能数字电视机，包括多信道接收处理单元、分别与多信道接收处理单元连接的显示单元和音频单元，还包括与多信道接收处理单元连接的中央控制单元及与其连接的遥控接收单元和小键盘输入单元，还包括与多信道接收处理单元、中央控制单元连接的一个或一个以上的用于与信号源装置接口的信号源接口单元，该信号源接口单元至少包括电源信息端子、控制信息端子和A/V音视频信号端子，用于与信号源装置的对应端子电连接。本实用新型由于采用模块化设计，以高清数字电视机标准化配合数字信号源的模块化，实现产品接驳方便及扩展灵活，既可体现数字电视源显示效果，又能同时收看不同类型的数字电视源，如数字广播源、数字播放源及数字网络源等。
文档编号H04N5/44GK2859953SQ20052006216
公开日2007年1月17日 申请日期2005年8月2日 优先权日2005年8月2日
发明者幸琳 申请人:幸琳