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數位電視設計
林柏勛
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數位電視設計
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探討PSoC(可編程系統單晶片)在數位電視應
用上的設計，以 PSoC 架構有效地執行。現
今數位電視廣泛運用微控制器來讓機器在
特定頻率中對調諧器進行調諧、從遙控器
接收紅外線輸入訊號、變更喇叭輸出音量、
控制前方面板的機械式開關，以及LCD/LED
顯示輸出。
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可用來透過I2C介面調諧類比與數位調諧器
的頻率、運用PSoC Creator 紅外線接收器
元件從遙控器接收紅外線輸入訊號，以透
過前方面板直接驅動的LCD/LED螢幕變更喇
叭輸出音量。PSoC亦支援電容感測技術，
能取代按鍵板上的機械式按鈕。
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運用PSoC設計數位電視
嵌入式開發人員藉由結合微控制器與可編程邏輯元件，高效能
的類比至數位轉換器，以及各種常用固定功能週邊元件的PSoC，
來在重新設計數位電視。市面上產品包括8位元、16位元、以
及32位元版本的MCU，並搭載64 KB快閃記憶體、8KB SRAM、
以及2KB的EEPROM。
PSoC特別適用於設計數位電視，其內含8至20位元解析度可設
定的delta-sigma ADC轉換器、8位元DAC、4個16位元可設定計
時器、4個16位元脈衝調變器、時脈元件、多工器、比較器、
及I2C。此外，由於PSoC在超低功耗模式下運作時消耗電流，
能讓使用者易於操作處於待機模式的數位電視。
PSoC內建PGA、比較器、及解析度為8至20位元的可組態deltasigma ADC，其取樣率可達192ksps，並能用來量測各種不同的
類比輸入訊號(如光線感測、溫度感測、溼度感測等)。例如，
電視中的光線感測介面可根據周圍室內光照，自動調整電視螢
幕的亮度與對比。
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PSoC支援電容感測技術，能取代面板按鈕組上的機械式按鈕，
能藉滑桿調升/調降音量。此外，PSoC也支援前方面板的近接
感測功能，當使用者的手接近前方面板時，面板就會自動啟動
(例如，電視會對手部動作做出反應，使用者就可藉以切換頻
道)。
PSoC內建8位元DAC，能用來控制喇叭的音量或設定成靜音，也
能藉由變更視訊放大器的增益，來控制影像輸出的亮度與色彩
品質。設計射頻(RF)與微控制器型的混合訊號機板，須要能符
合音效與影片效能的需求。
PSoC結合了微控制器、可編程邏輯元件，以及各種高效能ADC
功能。如圖4所示，在設計專案中，PSoC藉由內部可編程類比
及數位周邊元件有助於改進機板效能。此外，使用PSoC建置濾
波器，也能改進訊號品質並協助消除系統雜訊。
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圖四 PSoC在數位電視中的應用
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改善現今數位電視設計
PSoC能支援電容感測技術，透過電容式按鍵取代機械
式按鈕，減少因機械式按鈕產生的故障，並提供更好
的產品可靠性。前方面板採用觸控螢幕的設計來取代
液晶螢幕與按鍵，以提供更好的使用者介面與彈性。
PSoC支援PSoC Creator內的SPDIF (數位介面)與MIDI (樂
器數位介面)， 能協助使用者連結其他外部音效裝置與
樂器。
目前的電視採用單一調諧器。透過雙調諧器的設計(有
線電視與衛星調諧器)，使用者可在子母畫面模式中同
時觀看兩個影像畫面。透過連結像iPod/iPhone等外部
裝置的介面，系統可透過UART或USB埠來與各種媒體
裝置進行通訊。使用者可連結iPod/iPhone裝置來使用
各種音效與影片應用。
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參考資料:
http://www.eettaiwan.com/STATIC/PDF/201
211/20121102_Cypress_AN02.pdf?SOURC
ES=DOWNLOAD
http://www.eettaiwan.com/ART_88006774
41_681521_AN_f766e9fd.HTM
http://www.digitimes.com.tw/tw/rpt/rpt_sho
w.asp?cat=DHM&v=IW0845