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La CARTE MÉRE




GÉNÉRALITÉS
Dans une carte mère de téléviseur ou de moniteur, l’intégration et la miniaturisation sont poussées à leur maximum.
Ainsi les diverses fonctions permises par un appareil sont intégrées au sein de circuits spécialisés plus ou moins complexes.
L’utilisateur ne peut pas agir sur ces composants, leurs soudages ou dessoudages, requiert parfois du matériel spécifique, inaccessible pour un particulier.
 
Malgré tout, des interventions sont possibles, mesures, remplacement de composants annexes, qui peuvent être défectueux.
 
La carte mère d’un téléviseur est le cœur et le centre névralgique du téléviseur.
 
Toutes les connexions lui arrivent :
• Tuner TV,
• Prise HDMI,
• Prise péritel,
• Prise USB,
• Des entrées vidéo par cinch,
• Des entrées audio par cinch ou fibre optique,
• Prise casque,
• Port Ethernet,
• Divers connecteurs, DIV, Sub,
• La gestion des boutons et voyants disponibles sur le téléviseur,
• Le décodage des signaux issus de la télécommande,
• L’affichage sur écran de diverses informations,
• ….
 
Chaque bloc, audio, vidéo, éthernet,…, est traitée par des microcontrôleurs spécialisés ou des circuits intégrés spécialisés qui traitent, transforment, décompressent et distribuent ces signaux aux éléments ad-hoc. 
 
Les microcontrôleurs sont appuyés par des mémoires, flash, nand, eeprom, qui contiennent par exemple le programme de gestion du téléviseur ainsi que les réglages choisis par l’utilisateur. 

carte mere
Carte mère

La carte mère est reliée à d’autres cartes disponibles à l’intérieur de l’appareil, comme la carte d’alimentation et la carte « T-CON ».
 
Ces cartes sont interdépendantes les unes des autres, c’est-à-dire qu’elles s’échangent des tensions et des signaux qui permettent le fonctionnement général du téléviseur.
 
La carte mère va produire trois signaux importants :
• Une tension « PWR-ON » qui va donner l’ordre à l’alimentation du téléviseur ou moniteur de produire des tensions nécessaires au fonctionnement de l’ensemble du téléviseur, dès qu’un ordre de mise en marche est reçu,
• Le pilotage de la tension d’alimentation de la carte « T-CON », issue de l’alimentation principale,
• Un signal « LVDS » (Low Voltage Differential Signaling, transmission différentielle basse tension) qui transmet le signal vidéo sous forme numérique très haute fréquence sans perte de qualité et immunisé aux perturbations électromagnétiques.

connexions carte mère
Connexions carte mère

connexions carte mere
Connexions carte mère
Le SIGNAL LVDS

Les signaux vidéos, issus des divers prises d’entrées disponibles sur le téléviseur, sont convertis sous forme numérique et transmis par un signal appelé « LVDS ».
 
Le signal « LVDS » permet de transmettre de la « carte mère » vers la carte « T-CON », des signaux électriques de très haute fréquence, sans perte de données ou de qualité.
 
Ce signal comporte plusieurs informations :
• Les informations couleurs « RVB »,
• Un signal de synchronisation, « VSYNC » (synchronisation verticale),
• Un signal « HSYNC » (synchronisation horizontale),
• Un signal « DATA ENABLE » (validation des données),
• Un signal d’horloge,
• Une alimentation,
• La masse.
 
Afin de diminuer le nombre de fils du câble « LVDS », les valeurs numériques issues de la conversion d’un signal vidéo, sont transformées en données série avant d’être envoyées vers la carte « T-CON ».
 
Comme chaque ligne d’un transmetteur ne transmet qu’une quantité déterminée de bits, il faut adapter le nombre de fils du câble « LVDS » au nombre de données à transmettre.
 
De plus la transmission d’une ligne s’effectue de manière symétrique c’est-à-dire avec deux fils, pour éviter les perturbations électromagnétiques extérieures qui peuvent altérer la qualité du signal transmis.
Le signal à transmettre est véhiculé simultanément sur chaque fil, mais sur l’un des deux il l’est en opposition de phase pour supprimer les interférences.
 
Les signaux issus d’un signal vidéo sont convertis et disponibles sous forme numérique et parallèle en sortie du circuit intégré de traitement du signal.
 
Le signal disponible en sortie du circuit de traitement est un signal parallèle contenant sous forme numérique, la tension qu’il faut appliquer à chaque sous-pixel de la dalle pour former une image.
Les signaux « HSYNC » et « VSYNC » permettent le balayage et l’accès à chaque sous-pixel.
 
Le signal est décomposé en valeur numérique et appliqué à l’entrée d’un circuit dits, transmetteur « Tx ».
 
Le transmetteur va transformer les données parallèles présentent en entrée du transmetteur en données série qui seront ensuite transmis au récepteur « Rx » de la carte « T-CON » qui transformera à son tour les données séries en données sous forme parallèle destinée au « DATA » de chaque sous-pixel.

transmission des data sous forme serie
Transmission des "DATA" sous forme série

Les données transmisses sont réparties en trois groupes, correspondant aux trois couleurs primaires « RVB ».
 
Ces trois couleurs sont codées sur plusieurs bits. Le nombre de bits détermine le nombre de combinaisons possibles.
 
Exemple avec :
• 6 bits : 64 combinaisons possibles par couleurs,
• 7 bits : 128 combinaisons possibles par couleurs,
• 8 bits : 256 combinaisons possibles par couleurs,
• 10 bits : 1024 combinaisons possibles par couleurs.
 
De la même manière la transmission série peut se faire, par paquets de 7 bits ou plus et en utilisant plusieurs canaux.
 
Quel que soit la solution retenue le principe reste le même.
 
Si l’on prend la norme « VESA » et un codage de la couleur sur 24 bits et la transmission des paquets série par 7, il faut :
• 24 informations pour les couleurs (8 * 3 = 24),
• La transmission des signaux « HSYNC » et « VSYNC »,
• La transmission du signal, « Data Enable » (DE).

Cela représente 27 données à transmettre.
Chaque paquet véhiculant 7 valeurs, il faut : 27/7 = 3.85, soit 4 paires de fils.
 
Le signal « LVDS » contiendra 8 fils.
A cela il faut rajouter le signal d’horloge, une alimentation, la masse.
 
Il y aura sur le câble « LVDS » au minimum 11 fils. Les câbles d’alimentation et de masse peuvent se trouver en plusieurs exemplaires.

nappe lvds
Nappe LVDS

TRANSMISSION du SIGNAL LVDS
La transmission du signal s’effectue de manière symétrique c’est-à-dire avec deux fils, pour éviter les perturbations électromagnétiques extérieures qui peuvent altérer la qualité du signal transmis.
 
Le signal à transmettre est véhiculé simultanément sur chaque fil, avec une tension nominale de 1,2 volts.
 
Un signal est envoyé au-dessus de la tension nominale, avec un niveau électrique supérieur de 150mV, et le même signal en opposition de phase est envoyé à un niveau électrique inférieur de 150mV.
 
Les deux signaux sont en opposition de phase pour supprimer les interférences.
 
Le signal « LVDS » est bouclé sur une résistance de 100 Ω au niveau du récepteur « Rx ».


signal d'horloge
Signal d'horloge

signal à 1.35 volt
Signal à 1,35 volt

signal à 1.05 volt
Signal à 1,05 volt

les deux signaux superposés
Les deux signaux superposés

l'horloge et les deux signaux superposés
L’Horloge et les deux signaux superposés

transmission du signal LVDS
Transmission du signal «LVDS»

Les couleurs de chaque pixel sont ensuite envoyées sous forme série en respectant un ordre de transmission propre à la norme utilisée.

répartition des DATA norme VESA
Répartition des « DATA » pour la transmission « LVDS » norme « VESA »