1021t2c что за микросхема

WorkBlog об электронных устройствах, электронных компонентах, электронных устройствах, ремонте техники и электроники, решении задач разработчика. Рекламный доход блога (коли таковой образуется!) будет передан пострадавшим в ДТП мотоциклистам, мотоДТП это больно и страшно.

Берегите себя

5 сент. 2016 г.

Автоэлектрика T-1021 зарядное устройство, ремонт и доработки

Пусть меня упрекают в некропостерстве, но сегодня я поведаю про фабричные зарядники Автоэлектрика T-1021, которые горят как спички. Несколько лет назад такой же подох и у меня, был починен. Похоже, что я был первопроходец.

Тогда пришлось попереписываться с разработчиками, «навтыкать им hujyov» за такое вот схемо-порно, починить аппарат второй раз, но зато у меня есть теперь чем зарядить свинцовый аккумулятор авто. Ну и мотобатарейки заодно.
Вот этот калоприемник, знакомьтесь:

Пришел в гараж, включил его, внутри что-то хлопнуло и он затих навсегда. Разобрал и решил попросить схему у девелоперов. Удачно.

Переписка с разрабами

Второй ремонт
Снова затихло и перестало включаться
Думал, опять все по списку выше. Прозвонил R31, R32 — живы, VT4, VT5 — живы.
Все оказалось просто.
Предохранитель отвалился. Девайс работает!
На плате очень гадкий флюс, буквально жрет пайку. Промыл.

вот еще небольшой FAQ

25 комментариев:

Перечень элементов зарядного устройства Автоэлектроника T1021

Транзисторы:
TD1, TD2 – 1FW (BC847B)
VT1,VT3 – 1FW (BC847B)
VT2, VT6 – 3BW (BC856B)
VT4, VT5 – IRF740AS
VT7, VT8, VT10 – 6CW (BC817-40W, корпус sot23)
VT11 – IRFZ44ZC
VT9 – FR3418
Диоды:
DS1, DS2 – A7W (BAV99W переключающие диоды) – не сходится с нумерацией на схеме
DS3, DS4 – A4t (BAV70W – два вч диода с общим катодом 75V, 450 мА, корпус SOT 323) – не сходится с нумерацией на схеме. Можно ставить c маркировкой A4W
VD1, VD2,VD3,VD4 – RS1J (быстрый диод 1А, 600 В DO-214AC)
VD5 – S6 63A (диод шоттки BA40H)
Мост выпрямительный – RS206

Регулируемый стабилиторон
AZ1- 431c
Оптрон:
OP1-PC817C
Операционный усилитель:
A1 – LM324

При ремонте заменено:

Детали на п\п очень плохо менять. Отверстия по диаметру просверлены без запаса. Элементы после выпайки обратно вставлять трудно. Металлизация в отверстиях разрушается при пайке. Заводская пайка произведена без свинцовым припоем, плавится плохо.

Источник

Модули защиты и контроллеры заряд/разряд для Li-ion аккумуляторов

Для начала нужно определиться с терминологией.

При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.

Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:

И вот тоже они:

Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).

Контроллеры заряда-разряда

Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).

DW01-Plus

Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.

Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.

Вся схема выглядит примерно вот так:

S-8241 Series

Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.

Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.

AAT8660 Series

Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).

FS326 Series

LV51140T

Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.

R5421N Series

Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:

SA57608

Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.

Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:

LC05111CMT

Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.

Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет

Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.

Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.

По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.

Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (

4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.

Источник

Микросхема для зарядного устройства Li-Ion аккумулятора.

Понравились мне мелкие микросхемы для простых зарядных устройств. покупал я их у нас в местном оффлайн магазине, но как назло они там закончились, их долго везли откуда то. Глядя на эту ситуацию, я решил заказать себе их небольшим оптом, так как микросхемы довольно неплохие, и в работе понравились.
Описание и сравнение под катом.

Я не зря написал в заголовке про сравнение, так как за время пути собачка могла подрасти микрухи появились в магазине, я купил несколько штук и решил их сравнить.
В обзоре будет не очень много текста, но довольно много фотографий.

Но начну как всегда с того, как мне это пришло.
Пришло в комплекте с другими разными детальками, сами микрухи были упакованы в пакетик с защелкой, и наклейкой с названием.

Данная микросхема представляет собой микросхему зарядного устройства для литиевых аккумуляторов с напряжением окончания заряда 4.2 Вольта.
Она умеет заряжать аккумуляторы током до 800мА.
Значение тока устанавливается изменением номинала внешнего резистора.
Так же она поддерживает функцию заряда небольшим током, если аккумулятор сильно разряжен (напряжение ниже чем 2.9 Вольта).
При заряде до напряжения 4.2 Вольта и падении зарядного тока ниже чем 1/10 от установленного, микросхема отключает заряд. Если напряжение упадет до 4.05 Вольта, то она опять перейдет в режим заряда.
Так же имеется выход для подключения светодиода индикации.
Больше информации можно найти в даташите, у данной микросхемы существует гораздо более дешевый аналог.
Причем он более дешевый у нас, на Али все наоборот.
Собственно для сравнения я и купил аналог.

Но каково же было мое удивление когда микросхемы LTC и STC оказались на вид полностью одинаковыми, по маркировке обе — LTC4054.

Ну может так даже интереснее.
Как все понимают, микросхему так просто не проверить, к ней надо еще обвязку из других радиокомпонетов, желательно плату и т.п.
А тут как раз товарищ попросил починить (хотя в данном контексте скорее переделать) зарядное устройство для 18650 аккумуляторов.
Родное сгорело, да и ток заряда был маловат.

В общем для тестирования надо сначала собрать то, на чем будем тестировать.

Плату я чертил по даташиту, даже без схемы, но схему здесь приведу для удобства.

Ну и собственно печатная плата. На плате нет диодов VD1 и VD2, они были добавлены уже после всего.

Все это было распечатано, перенесено на обрезок текстолита.
Для экономии я сделал на обрезке еще одну плату, обзор с ее участием будет позже.

Ну и собственно изготовлена печатная плата и подобраны необходимые детали.

А переделывать я буду такое зарядное, наверняка оно очень известно читателям.

Внутри него очень сложная схема, состоящая из разъема, светодиода, резистора и специально обученных проводов, которые позволяют выравнивать заряд на аккумуляторах.
Шучу, зарядное находится в блочке, включаемом в розетку, а здесь просто 2 аккумулятора, соединенные параллельно и светодиод, постоянно подключенный к аккумуляторам.
К родному зарядному вернемся позже.

Спаял платку, выковырял родную плату с контактами, сами контакты с пружинами выпаял, они еще пригодятся.

Просверлил пару новых отверстий, в среднем будет светодиод, отображающий включение устройства, в боковых — процесс заряда.

Впаял в новую плату контакты с пружинками, а так же светодиоды.
Светодиоды удобно сначала вставить в плату, потом аккуратно установить плату на родное место, и только после этого запаять, тогда они будут стоять ровно и одинаково.

Плата установлена на место, припаян кабель питания.
Собственно печатная плата разрабатывалась под три варианта запитки.
2 варианта с разъемом MiniUSB, но в вариантах установки с разных сторон платы и под кабель.
В данном случае я сначала не знал, какбель какой длины понадобится, потому запаял короткий.
Так же припаял провода, идущие к плюсовым контактам аккумуляторов.
Теперь они идут по раздельным проводам, для каждого аккумулятора свой.

Вот как получилось сверху.

Слева на плате я установил купленную на Али микруху, справа купленную в оффлайне.
Соответственно сверху они будут расположены зеркально.

Сначала микруха с Али.
Ток заряда.

Теперь купленная в оффлайне.

Ток КЗ.
Аналогично, сначала с Али.

Теперь из оффлайна.

Налицо полная идентичность микросхем, что ну никак не может не радовать 🙂

Было замечено, что при 4.8 Вольта ток заряда 600мА, при 5 Вольт падает до 500, но это проверялось уже после прогрева, может так работает защита от перегрева, я еще не разобрался, но ведут себя микросхемы примерно одинаково.

Ну а теперь немного о процессе зарядки и доработке переделки (да, даже так бывает).
С самого начала я думал просто установить светодиод на индикацию включенного состояния.
Вроде все просто и очевидно.
Но как всегда захотелось большего.
Решил, что будет лучше, если во время процесса заряда он будет погашен.
Допаял пару диодов (vd1 и vd2 на схеме), но получил небольшой облом, светодиод показывающий режим заряда светит и тогда, когда нет аккумулятора.
Вернее не светит, а быстро мерцает, добавил параллельно клеммам аккумулятора конденсатор на 47мкФ, после этого он стал очень коротко вспыхивать, почти незаметно.
Это как раз тот гистерезис включения повторной зарядки, если напряжение упало ниже 4.05 Вольта.
В общем после этой доработки стало все отлично.
Заряд аккумулятора, светит красный, не светит зеленый и не светит светодиод там, где нет аккумулятора.

Аккумулятор полностью заряжен.

В выключенном состоянии микросхема не пропускает напряжение на разъем питания, и не боится закоротки этого разъема, соответственно не разряжает аккумулятор на свой светодиод.

Не обошлось и без измерения температуры.
У меня получилось чуть более 62 градусов после 15 минут заряда.

Ну а вот так выглядит полностью готовое устройство.
Внешние изменения минимальны, в отличие от внутренних. Блок питания на 5 /Вольт 2 Ампера у товарища был, и довольно неплохой.
Устройство обеспечивает тока заряда 600мА на канал, каналы независимые.

Ну а так выглядело родное зарядное. Товарищ хотел попросить меня поднять в нем зарядный ток. Оно и родного то не выдержало, куда еще поднимать, шлак.

Резюме.
На мой взгляд, для микросхемы за 7 центов очень неплохо.
Микросхемы полностью функциональны и ничем не отличаются от купленных в оффлайне.
Я очень доволен, теперь есть запас микрух и не надо ждать, когда они будут в магазине (недавно опять пропали из продажи).

Из минусов — Это не готовое устройство, потому придется травить, паять и т.п., но при этом есть плюс, можно сделать плату под конкретное применение, а не использовать то, что есть.

Ну и в тоге получить рабочее изделие, изготовленное своими руками, дешевле чем готовые платы, да еще и под свои конкретные условия.
Чуть не забыл, даташит, схема и трассировка — скачать.

Надеюсь, что мой обзор был полезен и интересен. 🙂

Источник

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.

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

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

Вид печатной платы с нижней стороны.

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

Блок управления и индикации (MCU, RF remote control, human interface and signalling);

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.

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.

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

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.

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).

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, LT_OUT).

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.

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.

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.

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 I 2 C. Настройка параметров приёма тюнера происходит программным способом. Микросхема управляется по интерфейсу I 2 C. 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 I 2 C, 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).

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.

Блок-схема Rafael Micro R836 показана на рисунке.

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.

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.

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».

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:

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).

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).

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.

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

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.

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.

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.

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

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

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.

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

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.

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.

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.

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

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.

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

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.

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).

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.

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».

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).

Источник