Меню
Реальная практика ремонта электроники

Устройство DVB-T2 приставки

Не так давно, со стартом внедрения цифрового эфирного вещания в России, на прилавках магазинов появились приставки – цифровые эфирные ресиверы DVB-T2. На зарубежный манер их называют Set-Top Box (STB) или "коробка на аппарате".

Давайте рассмотрим устройство подобных DVB-T2 приставок. В первую очередь нас интересует электронная начинка.

В качестве примера возьмём модель Rolsen RDB-502N, которая работает у меня уже несколько лет.

Цифровая DVB-T2 приставка Rolsen RDB-502N

Более старые модели приставок, как, например, эта, имели добротный металлический корпус и встроенный блок питания.

Электронная начинка цифровой DVB-T2 приставки

Внешний вид основной платы (main board) показан на фото.

Внешний вид основной платы (main board) DVB-T2 приставки Rolsen RDB-502N

Вид печатной платы с нижней стороны.

Внешний вид платы main board приставки Rolsen RDB-502N с нижней стороны

Для наглядности приложу типовую блок-схему рядовой телевизионной DVB-T2 приставки.

Типовая блок-схема цифровой телевизионной приставки

В неё входят:

Все остальные узлы частично или же полностью входят в состав приведённых блоков. О них мы также поговорим.

Блок управления и индикации

Элементы управления и индикации вынесены на отдельную плату, что не свойственно для современных компактных DVB-T2 приставок, у которых все эти элементы смонтированы на основной плате, а кнопки могут и вовсе отсутствовать.

Плата с элементами управления и индикации от DVB-T2 ресивера

В приставке Rolsen RDB-502N элементы управления и индикации размещены на отдельной плате.

На ней установлены: кнопки управления (Power, Menu, OK, CH+, CH-, Vol+, Vol-), семисегментный светодиодный индикатор на четыре разряда, ИК-приёмник, индикатор режима работы (двухцветный светодиод), USB-разъём.

Элементы на передней панели управления приставкой

Микросхема HBS588 (Winrise) опрашивает кнопки управления, а также отвечает за отображение информации на светодиодном индикаторе (номер канала, время).

Типовая схема включения микросхемы HBS588 (Winrise)

USB-разъём подключается к процессору, размещённому на основной плате через переходник.

В более современных и компактных приставках, все элементы управления, а также контроллер семисегментного индикатора, как правило, размещается на основной плате.

Так как в системе цифрового телевидения DVB-T2 используется синхронизация по GPS, то в режиме ожидания на светодиодном индикаторе отображается текущее время.

Некоторые модели приставок (например, Telefunken TF-DVBT207) не имеют кнопок и семисегментного индикатора, а всё управление осуществляется с помощью пульта дистанционного управления (ДУ).

Тюнер

Радиочастотный преобразователь ресивера реализован на интегральной микросхеме MxL603 (корпус QFN-24). С помощью данной микросхемы наш ресивер настраивается на частоту определённого телевизионного канала (ТВК).

Отмечу, что несущая частота ТВК модулирована сложным сигналом, в котором передаётся сразу несколько, так называемых, сервисов (телеканалов, радиовещательных программ, телетекст и субтитры). Такой пакет телеканалов называют мультиплексом. На данный момент, в России работает два мультиплекса (РТРС-1, РТРС-2). На телевизионных вышках каждый из мультиплексов передаётся на отдельном ТВК (например, ТВК 28 (РТРС-1) – на частоте 530 МГц и ТВК 53 (РТРС-2) – на частоте 730 МГц). Найти ближайшую к вам вышку, узнать частоты ТВК, а также зону вещания можно на специальной карте РТРС. Она может понадобится при ручной настройке.

То есть используется одна несущая частота для трансляции сразу нескольких телеканалов. Достигается это благодаря цифровой обработке сигналов.

Сигнал с антенного входа поступает на усилитель высокой частоты (УВЧ). Он выполнен на биполярном малошумящем СВЧ-транзисторе BFP196 (BFP196W, Infineon) структуры NPN. Маркировка на корпусе транзистора RIs. В качестве СВЧ-транзистора также может применяться BFG540 (BFG540W, NXP Semiconductors). Далее сигнал поступает на так называемый, balun.

Элементы радиочастотной части и внешней обвязки микросхемы MxL603

Balun (balun transformer) – это симметрирующий ВЧ трансформатор, выполненный на ферритовом магнитопроводе. Странность названия объясняется жаргоном. Так называют симметрирующие устройства (от, balanced-unbalanced).

Маркировка симметрирующего трансформатора ATB2012-75011 (производство TDK).

Симметрирующий SMD трансформатор, Balun

После симметрирующего трансформатора сигнал поступает на вход малошумящего усилителя (МШУ, он же LNA, Low-noise amplifier), который встроен в микросхему MxL603. Также внутри неё сигнал подаётся на усилитель, и, далее на транзитный выход (Loop throuth out, LTOUT).

На корпусе устройства этот выход расположен рядом с антенным входом (RF) и имеет надпись RF OUT, Loop OUT, ВЧ Выход, ANT OUT и т.п.

Выход RF Out, он же LT Out, он же транзитный выход РЧ.

Транзитный выход RF Loop Throuth обеспечивает возможность подключения к одной антенне ещё одного приёмника или устройства, например, такой же приставки.

Данный выход пригодится, если вы захотите помимо телеканалов, передающихся в "цифре", просматривать на своём телевизоре ещё и аналоговые телеканалы, например, региональные. Они ещё могут транслироваться в вашем регионе.

Для этого нужно через кабель-переходник подключить транзитный выход RF OUT к антенному входу телевизора. Единственным неудобством останется необходимость переключения между режимами работы телевизора (AV и TV).

Также стоит иметь ввиду то, что цепи RF Loop Throuth являются частью микросхемы MxL603, и, если вы выключите приставку, то питание с микросхемы будет снято и сигнал с антенны на выход RF OUT подаваться не будет. То есть, в такой конфигурации даже при просмотре аналоговых телеканалов приставка должна быть включена.

Вернёмся к нашей микросхеме.

РЧ блок DVB-T2 приставки на базе микросхемы MxL603

MxL603 – это полупроводниковый селектор каналов. Такие микросхемы ещё называют кремниевыми тюнерами (Silicon tuners). Тюнер MxL603 разработан фирмой MAXLINEAR.Inc для приёма наземных цифровых эфирных и кабельных телеканалов, поддерживает множество глобальных стандартов цифрового эфирного вещания, в том числе таких, как DVB-T & DVB-T2 (Nordig 2.2, DTG 6.2.1).

Имеет малые размеры и минимальную "обвязку" – количество внешних компонентов. На зарубежный манер это называется low BOM cost (Bill Of Materials), т.е. в вольном прочтении – низкий счёт за материалы – ту самую "обвязку".

Для работы MxL603 необходимо два питающих напряжения: +1,8V и +3,3V. Микросхема способна принимать сигналы в диапазоне от 44 MHz до 1002 MHz.

Блок-схема микросхемы MxL603 показана на рисунке.

Блок-схема микросхемы-тюнера MxL603

В документации на MxL603 указано, что в ней используется фирменная архитектура с применением многоступенчатой фильтрации каналов. Но, скорее всего, это разновидность приёмника прямого преобразования, а, скорее всего, приёмник с низкой ПЧ (Low-IF receiver, LIF).

Такая архитектура позволяет выполнить селектор каналов на полупроводниковом кристалле, а также избавиться от внешних фильтров на ПАВ (поверхностных акустических волнах, external SAW filter).

Вне зависимости от архитектуры, в состав интегральных тюнеров входят такие узлы и блоки, как:

  • Опорный генератор с кварцевой стабилизацией (Crystal reference oscillator). Его частота задаётся кварцевым резонатором. Он установлен неподалёку от микросхемы (16 МГц). В более современных приставках используется принцип "Crystal sharing" или "Single crystal application", когда опорная частота поступает от одного генератора с кварцевой стабилизацией, но используется для тактирования сразу нескольких микросхем (узлов).

  • Синтезатор частоты. Состоит из генератора, управляемого напряжением (ГУН, он же VCO) с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ или PLL). Как видим, на блок-схеме микросхемы MxL603 указаны два синтезатора: несущей (RF Synth, RF Synthesizer) и промежуточной частоты (IF Synth, IF Synthesizer).

  • Схема автоматической регулировки усиления (AGC, Automatic Gain Control или Gain Control). Ею охвачен весь тракт прохождения сигнала.

  • Индикатор оценки полной мощности принимаемого сигнала (RSSI, Received Signal Strength Indicator). В цифровых системах передачи данных это очень важно, так как уровень сигнал/шум влияет на количество ошибок в цифровом потоке данных (BER, Bit Error Rate).

  • Контроллер шины I2C. Настройка параметров приёма тюнера происходит программным способом. Микросхема управляется по интерфейсу I2C. Микросхема MxL603 получает команды от центрального процессора, но, совместно с ней работает и демодулятор OFDM, о котором мы ещё поговорим. В составе демодулятора имеется репитер шины I2C, который и подключается к MxL603.

В общих чертах работу микросхемы MxL603 можно описать так. Входной сигнал подаётся на малошумящий усилитель (LNA), а затем на смеситель. Также на смеситель подаётся сигнал от гетеродина (LO, Local Oscillator), который настроен на частоту телевизионного канала (ТВК). В приёмниках с низкой ПЧ частота гетеродина сдвинута на несколько каналов. То есть на выходе получается сигнал с шириной полосы 40 МГц.

С выхода первого смесителя сигнал промежуточной частоты (IF, Intermediate frequency) подаётся на канальный фильтр (Channel filtering), а далее на перестраиваемый фильтр ПЧ, где происходит выбор рабочего канала (Channel select filter). Полоса его пропускания задаётся программно и может быть 6/7/8 МГц.

Напомню, что согласно стандарту DVB-T2, полоса частот сигнала может быть 1,7/5/6/7/8/10 МГц (полоса 1,7 МГц отведена под мобильное телевидение).

Сведения о ширине канала в блоке информации о программе.

Далее полученный сигнал подаётся на усилитель ПЧ (УПЧ) и сглаживающий ФНЧ (Anti-aliasing filter), который необходим для повышения качества последующей оцифровки сигнала и исключения эффекта наложения спектров.

После ФНЧ сигнал подаётся на выход микросхемы тюнера (IF Out), а затем на АЦП, который уже встроен в другую микросхему – демодулятор OFDM.

Также в приставках можно обнаружить более новую версию данной микросхемы – MxL608. На самом деле она является упрощённой версией MxL603, так как поддерживает меньше стандартов, имеет иной диапазон принимаемых частот (52,5 MHz до 886 MHz), но обладает лучшей защищённостью от помех, вызываемых сетями 4G/LTE и WiFi, а, следовательно, имеет лучшую чувствительность.

Кроме микросхем серии MxL60x в составе DVB-T2 приставок можно встретить интегральный тюнер Rafael Micro R836.

Кремниевый тюнер Rafael Micro R836 на плате DVB-T2 приставки

Блок-схема Rafael Micro R836 показана на рисунке.

Блок-схема микросхемы Rafael Micro R836

Rafael Micro R836 отличается от микросхемы MxL603 своими характеристиками, например, она не требует наличия внешнего симметрирующего ВЧ трансформатора (balun'а).

Демодулятор OFDM

Для передачи цифровых данных в DVB-T2 используется модуляция OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, – Ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием. Промежуточная частота (IF) представляет собой поток цифровых данных, модулированных OFDM, а затем преобразованных в единый сигнал с помощью обратного преобразования Фурье. Чтобы извлечь транспортный поток (TS), который содержит все телеканалы мультиплекса, необходим OFDM-демодулятор.

В рассматриваемой приставке OFDM-демодулятор является отдельной микросхемой NT78820TLMFG (Novatek), выполненной в корпусе LQFP-64. В более новых приставках демодулятор, обычно, встроен в центральный процессор.

OFDM-демодулятор NT78820TLMFG (Novatek) на печатной плате DVB-T/T2 ресивера

Сигнал промежуточной частоты полосой 6/7/8 МГц c микросхемы MxL603 поступает на OFDM-демодулятор NT78820TLMFG. Далее он преобразуется в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП, он же ADC, Analog-to-Digital Converter). Затем все операции над ним производятся аппаратно-программным способом.

Технология OFDM активно применяется в современной беспроводной передаче цифровых данных. Описать её суть в двух словах довольно сложно. Подробно о ней можно узнать из публикаций, ссылки на которые можно найти в списке литературы. Просто отмечу, что в DVB-T/T2 как раз таки используется OFDM-модуляция, а вернее, её разновидность – COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), так как в каналах используется помехоустойчивое кодирование (FEC, Forward Error Correction, – прямая коррекция ошибок).

FEC необходима для предотвращения потери передаваемых данных, так как в любой, системе передачи цифровых данных, а, уж тем более, беспроводной, присутствуют помехи и искажения. Так в стандарте DVB-T применяются корректирующие (т.е. исправляющие ошибки) коды Витерби и код Рида-Соломона, а в DVB-T2 применяется код с малой плотностью проверок на чётность (LDPC code, Low-Density Parity-Check code) и кодирование BCH (Боуза-Чоудхури-Хоквингхема, БЧХ).

На выходе демодулятора формируется, так называемый, транспортный поток, он же TS (TS, Transport Stream) или MPEG-TS (MPEG-2 transport stream — транспортный поток MPEG).

MPEG-TS является медиаконтейнером, который используется в том числе и для цифрового эфирного телевидения стандарта DVB-T2. Данный медиаконтейнер состоит из нескольких видео- и аудиопотоков, а также содержит расписание телепрограмм (Electronic Program Guide). Подробнее о нём, мы ещё поговорим.

Центральный процессор (микропроцессор).

В ресивере Rolsen RDB-502N установлен микропроцессор NT78316M (Novatek). На его корпус (LQFP128) с помощью теплопроводящего клея установлен Ш-образный алюминиевый радиатор, так как в процессе работы он ощутимо нагревается.

Центральный микропроцессор DVB-T2 приставки

Цифровой DVB-T2 ресивер по-сути является специализированным компьютером. Кроме радиочастотной части (тюнера), он имеет все основные узлы присущие вычислительным устройствам: центральный процессор (ЦП), постоянную память (ПЗУ), оперативную память (ОЗУ).

С распиновкой процессора NT78316M, а также назначением его выводов можно ознакомиться, скачав схему DVB-T2 приставки на NT78316M (тюнер R820T).

В составе процессора NT78316 имеется довольно много узлов и блоков. Во-первых, это 32-разрядный микроконтроллер (RISC MIPS), который управляет работой ресивера. На блок-схемах и в документации его обозначают аббревиатурой STBC (Set Top Box Controller, – контроллер "коробки на аппарате").

К нему подключена микросхема ПЗУ (SPI Flash) Winbond 25Q32FVSIG на 4 Мбайта (32 Мбит). В ней записана управляющая программа, которою в народе называют дамп или "прошивка".

Микросхема SPI Flash, в которой записана управляющая программа ресивера

Оперативная память (ОЗУ)

Кроме этого в микропроцессор NT78316 встроена оперативная память (SDRAM) типа DDR2 на 64 Мбайта (512 Мбит). В некоторых моделях DVB-T2 ресиверов можно встретить отдельную микросхему SDRAM, установленную на плате рядом с процессором. Это указывает на то, что в ресивере применён процессор без встроенной памяти. Так, например, процессор Ali M3821 не имеет встроенной памяти, а в его модификацию Ali M3821P она уже встроена.

Стоит отметить, что подавляющее большинство DVB-T2 приставок, если не все, имеют память объёмом 512 Мбит (64 Мбайта), неважно, встроенная она или выполнена в виде отдельной микросхемы на печатной плате. Насколько я понимаю, объём ОЗУ в первую очередь определяется требованиями декодера (MPEG-декодера, DENC-кодера). То есть, для декодирования того, что нам передают достаточно и 64 Мбайт.

Кроме управляющего контроллера (STBC) и памяти в процессоре имеется большое количество узлов, отвечающих за обработку цифровых сигналов и взаимодействия с периферийными устройствами. Вот основные из них:

  • Демультиплексор транспортного потока (TS – Transport Stream);

  • MPEG-декодер видео и аудио;

  • DENC-видеокодер. Преобразует видеосигнал в стандартный аналоговый ПЦТС стандартов PAL или NTSC, который подаётся на аналоговые видеоразъёмы (RCA, SCART). Без него вы бы не смогли подключить приставку к старым кинескопным телевизорам;

  • JPEG-декодер (JPEG Decoder). Необходим для декодирования файлов изображений и фотографий;

  • Хост-контроллер шины USB 2.0 EHCI. Необходим для работы с внешними USB-устройствами (USB-флэшкой, внешним диском HDD/SSD);

  • Трансмиттер HDMI 1.3. Передаёт в цифровом виде сигнал на внешнее устройство с поддержкой интерфейса HDMI (ЖК-телевизор или монитор);

  • UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, он же УАПП – Универсальный асинхронный приёмопередатчик). Позволяет подключаться к процессору по протоколу RS-232. С помощью адаптера USB-UART и программы-терминала позволяет просматривать логи процессора и тем самым, диагностировать приставку на предмет наличия неисправностей.

  • S/PDIF интерфейс. Используется для передачи звука в цифровом виде по коаксиальному или оптическому кабелю. В рассматриваемой приставке сигнал подаётся на RCA-разъём ("тюльпан") под коаксиальный кабель напрямую с процессора NT78316M (выв. 108).

    Разъём S/PDIF (Coaxial) на плате приставки и схема подключения

    В дешёвых приставках выход S/PDIF отсутствует. Да, и, особого смысла в нём нет, так как их процессор, как правило, не поддерживает декодирование многоканального звука Dolby Digital (AC-3).

  • Видео и аудио ЦАП (Цифро-аналоговый преобразователь, он же DAC, Digital-to-Analog Converter).

    ЦАП'ы необходимы для работы приставки совместно со старыми кинескопными телевизорами, которые не оснащены современным цифровым интерфейсом HDMI (High Definition Multimedia Interface).

    Они преобразуют цифровой сигнал в аналоговую форму для его последующей подачи на аналоговые видео/аудио разъёмы RCA, SCART.

    Видеосигнал поступает на DENC-видеокодер, который преобразует сигнал в формат телевидения стандартной чёткости (SD, Standard Definition) и далее подаёт его на видео ЦАП, а уже с него аналоговый сигнал поступает на разъёмы или буферные усилители.

    Аудиопоток в цифровом виде приходит с цифрового сигнального аудиопроцессора (Audio DSP) на 2-ух канальный аудио ЦАП.

    В данной приставке, сигнал с выхода аудио ЦАП, который встроен в процессор, поступает на специальный 2-ух канальный буферный усилитель на микросхеме DIO2112H (2-Vrms Audio Driver with Adjustable Gain).

    Двухканальный ФНЧ второго порядка на микросхеме DIO2112H

    Микросхема DIO2112H имеет в своём составе два операционных усилителя. За счёт них также реализован фильтр нижних частот 2-го порядка, который необходим для фильтрации частот, возникающих из-за шумов квантования. То есть ФНЧ убирает все частоты выше 20 кГц и оставляет только то, что необходимо усилить.

    В более современных приставках буферные элементы, как правило, отсутствуют, так как они встроены в сам микропроцессор.

Что такое транспортный поток. Что делает TS-демультиплексор?

В транспортном потоке (TS) содержится вся информация (телеканалы, радиовещательные программы, а также сервисная информация: телетекст и субтитры). На самом деле там много чего ещё, но не будем так глубоко копать.

TS поступает на микропроцессор с OFDM-демодулятора. TS-демультиплексор извлекает из транспортного потока необходимый телеканал, радиовещательную передачу или сервисную информацию (телетекст, субтитры), которую выбрал пользователь.

Затем, встроенный аппаратный MPEG-декодер видео и аудиосигналов производит декодирование, так как данные передаваемых программ сжаты с помощью кодеков MPEG2 или MPEG4.

Вообще, медиаконтейнер транспортного потока MPEG-TS вещь довольно универсальная, и позволяет передавать видеоконтент с разным разрешением и разным качеством, который определяется профилем и уровнем.

Профиль является частью стандарта MPEG. Он определяет набор возможностей, ориентированных на какой-то класс приложений (например, видеоконференции, цифровое TV, Blu-Ray диски, потоковое видео). А уровнем задаются требования к декодеру, например, максимально возможное разрешение, частота кадров и т.д.

То есть стандарт описывает всевозможные требования и ограничения к устройствам, которые будут декодировать цифровые данные, а их может быть огромное множество, от мобильных телефонов до портативных DVD-плееров.

Для некоторого представления, приведу здесь сведения о профилях и уровнях кодеков MPEG-2/4, которые могут быть использованы в цифровом эфирном телевидении стандарта DVB-T2.

Профиль @ уровень Разрешение (пиксели) Частота кадров, Гц Семплинг Битрейт, Мбит/с Где применяется?
MP@ML 720 x 480 30 4:2:0 15 (9,8 в DVD) DVD, SD-DVB (SDTV)
720 x 576 25
MP@HL 1920 x 1080 (Full HD) 30 4:2:0 80 ATSC (1080i), 720p 60, HD-DVB (HDTV)
1280 x 720 (HD) 60

Профили и уровни MPEG-4 (он же AVC/H.264).

Профиль @ уровень Примеры разрешений (пиксели) Частота кадров, Гц Семплинг Битрейт, Мбит/с Где применяется?
HP@L4 1280 х 720 68,3 4:2:0 25 Blu-Ray видеодиски, DVB HDTV
1920 х 1080 30,1
2018 х 1024 30
Main@L3 352 х 480 61,4 4:2:0 10 DVB SDTV
352 х 576 51,1
720 х 480 30
720 х 576 25

Мне стало интересно, какой кодек используется для сжатия видео при трансляции в первом (РТРС-1) и втором мультиплексе (РТРС-2). На официальном сайте РТРС указывалось, что телеканалы транслируются в формате SDTV (Standard-definition television) с разрешением 720 * 576 пикселей, а сжатие применяется MPEG-4.

Как известно, любая DVB-T2 приставка имеет функцию PVR – то есть запись с эфира. Навряд ли для записи в файл процессор будет использовать иной кодек, ведь это лишние затраты на перекодировку.

Я записал на флэшку отрывки телепередач на трёх разных приставках. Все они записывают контент в файл с форматом контейнера .ts, .mts (он же .m2ts). При проверке файлов программой MediaInfo удалось узнать кодек (профиль и уровень). Им оказался MPEG4: (AVC, Main@L3), скорость видеопотока в районе 3 Мбит/с. Аудиопоток в формате MPEG Audio (Version 1) (Layer 2) передаётся со скоростью 192 Кбит/сек.

Сведения о кодеке, применяемом в цифровом эфирном телевидении DVB-T2

Запись радиопередач также ведётся в файл .ts (формат MPEG Audio (Version 1) (Layer 2), 192 Кбит/сек.), но без видеопотока.

Таким образом, на момент написания данного материала в первом и втором мультиплексе (Россия) телепрограммы передаются с качеством SDTV (телевидение стандартной чёткости, разрешение 720 * 576 пикселей (25 кадров/сек.), профиль Main Profile, уровень L3 (Main@L3), а сжатие применяется MPEG-4 (AVC, Advanced Video Codec).

В современных ЖК-телевизорах со встроенным приёмником DVB-T2 информация о качестве может указывается в информере, там же, где и название телеканала или радиопередачи.

Сведения о стандарте телевизионного вещания на экране ЖК-телевизора с поддержкой DVB-T2

Концепция SoC. Система на кристалле.

Все современные процессоры разрабатываются согласно концепции SoC (System on a Chip, – "Система на кристалле"). Естественно, данный подход не обошёл стороной и процессоры для DVB-T2 приставок. Как мы уже убедились, в одном процессоре объединяется огромное число узлов и блоков, которые и формируют богатый функционал устройства.

Если вскрыть современную DVB-T2 приставку, то на печатной плате можно обнаружить один единственный процессор в корпусе типа "паук", на кристалле которого уже размещена память и демодулятор OFDM.

На фото показан main board приставки Digifors HD71. Основа устройства – процессор MSTAR MSD7T01 со встроенным демодулятором и памятью DDR2.

Main board приставки Digifors HD 71 с процессором MSD7T01 (встроен демодулятор и память)

Для сравнения приведу таблицу с наиболее распространёнными процессорами, которые легко обнаружить в приставках DVB-T2.

Производитель Процессор Память Демодулятор
Novatek Microelectronics corp. NT78336 (+ поддержка кодека AC3) - +
NT78306 - +
NT78316M + -
MStar Semiconductor, Inc. MSD7T01 + +
MSD7819 - -
MSD7816 - -
MSD7802 - -
ALi Corporation M3821P + +
M3821 - +
M3812 - -
M3601E - -
Sunplus Technology Co., Ltd. SPHE1509A + +
SPHE1505A - -
SPHE1502A - -

Блок питания

Питание приставки Rolsen RDB-502N осуществляется встроенным импульсным блоком питания. Все блоки питания для ресиверов, как выносные (адаптер), так и встроенные, выполнены по схеме импульсного обратноходового преобразователя. Основой служит ШИМ-контроллер на интегральной микросхеме.

Блок питания приставки цифрового эфирного телевидения на микросхеме SW2604

В нашем случае, блок питания выполнен на ШИМ-контроллере SW2604 (Samwin), схема типовая и показана на рисунке (по клику откроется в новом окне).

Схема блока питания на SW2604 (5V 2A)

Микросхема имеет встроенный ключ на биполярном транзисторе и рассчитана на широкий диапазон входного сетевого напряжения от 90 до 250V (согласно даташиту ~85...264VAC). Типовая мощность SW2604 – 12 Вт. Аналог микросхемы – THX203H.

На выходе импульсного блока питания напряжение составляет +5V, ток нагрузки 1,5...2А. Напряжение питания 5V является типовым для DVB-T2 приставок. Если приставка имеет выносной блок питания, то его выходное напряжение также составляет 5V, а потребляемый ток лежит в пределах 1...1,5А.

Из напряжения +5V формируются все остальные, необходимые для питания процессора, памяти, тюнера и других схем и узлов аппарата.

Цепи формирования питающих напряжений.

На печатной плате рассматриваемого нами ресивера установлено два линейных интегральных стабилизатора (LDO, Low Drop Output) серии 1117 (AMS1117), а также три понижающих DC/DC-преобразователя. Один из них SSY1920 и два TD6811.

Для питания процессора, тюнера, демодулятора требуется сразу несколько питающих напряжений:

  • Тюнер (MxL603): +1,8V и +3,3V;

  • Демодулятор (NT78820TLMFG): +1,27V и +3,3V;

  • Процессор (NT78316M): +1,1V (Core); +2,5V (HDMI, ADC); +3,3V (STBC, USB); +1,8V (SDRAM).

Маломощные узлы и блоки, которые встроены в основные микросхемы и процессор, как правило, запитываются от маломощных LDO стабилизаторов. Например, SDRAM память DDR2, которая встроена в процессор, запитывается от линейного стабилизатора AMS1117-1.8 напряжением +1,8V.

LDO стабилизатор AMS1117-1.8 питающий память DDR2 внутри процессора

Трансмиттер HDMI и АЦП (ADC), встроенные в процессор, питаются от LDO AMS1117-2.5 напряжением +2,5V. В рабочем режиме на вход AMS1117-2.5 поступает напряжение +5V от основного блока питания через ключ на транзисторе.

Стабилизатор AMS1117-2.5 на плате DVB-T2 ресивера

Наиболее важным и нагруженным элементом является DC/DC-преобразователь SSY1920 (аналог MT2482). Он понижает 5-ти вольтовое напряжение от основного блока питания до уровня +3,3V. На этом преобразователе реализовано питание приставки в дежурном режиме, поэтому он работает постоянно.

DC/DC преобразователь SSY1920 на плате приставки DVB-T2

Схема преобразователя на микросхеме SSY1920 (MT2482) показана на рисунке.

Схема DC/DC преобразователя на микросхеме SSY1920 (MT2482)

Надо отметить, что микросхема SSY1920 имеет 8-ми выводной корпус типа SOP-8. Преобразователи с таким корпусом редко встретишь в более современных приставках, в них сплошь используются "пятиножки" и "шестиножки".

Полученное напряжение +3,3V непосредственно используется для питания электронных узлов приставки, например, микросхемы ПЗУ (SPI Flash) Winbond 25Q32FVSIG, а также блоков STBC и USB-хоста в процессоре. Из этого же напряжения формируются и другие напряжения с помощью LDO стабилизатора AMS1117-1,8V и DC/DC-преобразователей TD6811.

DC/DC-преобразователи TD6811 в корпусе TSOT23-6 ("шестиножка") являются управляемыми. Микросхемы могут быть выполнены в корпусе TSOT23-5 ("пятиножка"), так как шестой вывод не используется.

DC/DC преобразователь TD6811

Типовая схема для TD6811 показана на рисунке. На вывод 1 (RUN) подаётся сигнал для включения/выключения преобразователя.

Цоколёвка, внешний вид и типовая схема включения микросхемы TD6811

В дежурном режиме преобразователи TD6811 отключены, и напряжение на их выходе отсутствует. Входное напряжение +3,3V поступает на них с микросхемы SSY1920, которая, как уже говорилось, работает постоянно, даже когда аппарат находится в дежурном режиме.

С выхода первого преобразователя TD6811 снимается напряжение +1,1V. Он обеспечивает питание ядра процессора NT78316M (Core). Второй преобразователь выдаёт напряжение +1,27V для работы демодулятора NT78820TLMFG.

Для питания внешних устройств, таких, как USB-флэшки и HDD/SSD-диски, напряжение +5V от блока питания через транзисторный ключ Q11 на MOSFET-транзисторе Si2301 (A1SHB) подаётся на контакты USB-разъёма (через переходник), который установлен на фронтальной плате с элементами управления и индикатором. В дежурном режиме напряжение +5V с разъёма USB снимается.

Транзисторный ключ коммутирующий напряжение 5V на USB-разъёме.

Стоит иметь ввиду, что в некоторых DVB-T2 приставках напряжение на USB-разъём подаётся постоянно, даже в дежурном режиме. Например, у приставки Selenga HD950D напряжение +5V подаётся на USB-разъёмы постоянно, пока приставка подключена к электросети 220V.

Не будет лишним знать, что напряжение +5V также подаётся и на разъём HDMI (18 контакт).

Схема подачи питающего напряжения +5V на разъём HDMI

Благодаря этому мы можем подключать к HDMI-выходу всевозможные конвертеры HDMI-VGA, например, при сборке ЖК-телевизора на основе старого ЖК-монитора. Как видим, согласно пояснению (Note), источник питания по линии +5V должен обеспечивать ток от 55 до 500 mA, чтобы соответствовать спецификации HDMI. При этом, запитывать конвертер от отдельного источника питания не нужно, так как по HDMI-кабелю уже подаётся необходимое напряжение 5V.

Я был удивлён, когда узнал, что приставка может инжектировать в антенный кабель напряжение для питания активных антенн с усилителем.

Пункт вкл./откл. питания антенны в настройках приёмника DVB-T2

Если вы используете обычную антенну, то в настройках надо отключить пункт питание антенны, так как скорее всего возникнет перегрузка, а на экране появится сообщение "Перезагр. антенны".

Сообщение при перегрузке по току шины питания активной антенны

Сигнал о перегрузке цепи питания антенны поступает на 82 вывод процессора NT78316M.

До того момента, как я начал изучение устройства рядового DVB-T2 ресивера и того, что он делает, для меня это была заурядная "коробка на ящике", с которой телевизор показывает лучше, чем при приёме аналогового ТВ. Но, теперь, я понимаю, сколько всего делает эта маленькая коробочка. Надеюсь, после того, как вы ознакомитесь с данным материалом, то станете относится к ней с гораздо большим уважением.

Для тех, кому интересна тема цифрового телевидения и устройства аппаратуры для приёма цифрового ТВ, привожу...

Список литературы и источников:

  • Устройство и ремонт цифрового эфирного ресивера "Rolsen RDB-507N" стандартов DVB-T/T2. В. Федоров. Журнал "Ремонт и Сервис", 2016 г., №1 (стр. 22). (Большое спасибо автору!);

  • ИНСТРУКЦИЯ! Как отремонтировать ресивер. Читать всем, у кого проблемы с ресивером DVB-T2! (Более полного мануала по ремонту цифровых DVB-T2 приёмников я не видел. Респект авторам);

  • Просто о сложном: OFDM-модуляция (Самое доступное пояснение об OFDM, что я нашёл);

  • Модуляция OFDM в радиосвязи. Владимир Лебедев. Журнал "Радиолюбитель", 2008 г., №8 (стр. 51), №9 (стр. 36) (Подробно об OFDM. Для пытливых умов);

  • Система DVB-T и особенности цифрового телевизора. Б. Хохлов. Журнал "Радио", 2001 г., №4 (стр. 9) (Содержательное и краткое описание основ DVB-T, а также устройства приёмника);

  • ТВВЧ: От аналогового к цифровому. Стандарты MPEG-2. К. Филатов, С. Чечелев. Журнал "Радио", 2000 г., №6 (стр. 6);

  • Архитектура тракта приема РЧ блоков. С. И. Дингес. (из книги "Мобильная связь. Технология DECT", приводится описание принципа работы и блок-схемы приёмников Zero-IF receivers и Low-IF receivers, архитектура которых применяется в полупроводниковых тюнерах для DVB-T2).

Главная » Мастерская » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Copyright © Go-Radio.ru