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雷霆430XP摩机杂记

开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了一篇雷霆430XP摩机杂记范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!

编者按:430XP是一款在国内个体接收领域应用相当广泛的接收机,但在消费者的使用过程中,该机也暴露出了许多不尽如人意的问题。Stanley Jing先生在下面的文章里,对这些不足逐一进行了细致的分析,并有针对性地为全面改进430XP 的缺陷,提升其性能制定了一整套的“打摩”方案。为此,本刊特重开“DIY”栏目,在推出Stanley Jing先生大作的同时,更希望广大读者积极投身到这一行列中来,与众多的志同道合者共同分享“缔造完美”的乐趣与成就感。本文所提供的方案几乎涉及到430XP的每一个组件,是一篇不可多得的精品摩机文章,也为430XP的生产厂家改进相关产品提供了参考。从文中可以看出,尽管令430XP存在不足的原因多种多样,但仍旧可以大体分为两类:先天设计失误和生产过程中为节约成本而造成的缺陷。如果说前一种原因尚可理解的话,那么,后一种原因则无疑是值得我们思考的。

不久前,我新购入了一台2006年生产的金色主板雷霆430xp(见题头图)。雷霆430XP是在欧洲人设计的XSAT410基础上发展出的多系统CA卡机,与XSAT410相比,雷霆430XP在操作显示控制板的MCU中增加了CA卡座转换以及系统清空、复位等控制程序,使之成为支持多系统的有条件数字卫星接收机。正是由于其具有完备的支持多CA系统能力,成为卫视接收者热捧的机型,也衍生了众多的生产厂商和众多的品牌,也使得不同厂家、时间、批次生产的4x0有着多种PCB版本。纵观所有雷霆、XSAT系列接收机,由于都是采用了XSAT410的技术,所以各种机型在菜单界面及操作程序也基本上都一样,各CA系统程序也基本通用。只是由于成本压力,它们的物理接口也随着时间的推移而逐步减少,早期的XSAT410都带有SCART(欧插)和YCbCr(色差)接口,到了430S已基本上没有这两类输出接口了;到了近期的购入的金色主板雷霆430XP又少了S/PDIF光纤输出(见图1);自从2004年以后,新出的各款雷霆、航科430S,在开关电源上也作了改进,将主板和电源部分完全分离,电源板上各路电压直接输出到主电路板上,而XSAT410以及2003年以前的各款雷霆430S和XSAT430S的电源板只输出14/18V到主电路板,再在主板上的开关稳压电路分出各路电压。

首先,我测试了新购的雷霆430XP,用一台2004年款航科430S(仅摩过电源,绿色主板) 作为参考对照机,两机使用同一组45cm锅、11300MHz本振LNB天馈系统对比接收138°E亚太5卫星信号做出比较。通过初步试收卫星频道发现,新购雷霆430XP机存在以下几点不足:

1、两组S-VIDEO输出均无彩色,无论将输出彩色制式强制设成PAL、NTSC或者AUTO均无彩色。但CVBS输出彩色正常;

2、视频图像有网纹干扰;

3、DiSEqC开关切换迟钝;

4、连续工作约四小时后,430XP图像出现马赛克,此时整机遥控失灵并自动重启。机壳及调谐器F端子温度很高,疑为温度过高死机;

5、在同一时间,同一组频点信号的条件下,雷霆430XP的信号质量值(C/N,载噪比)较2004年款航科430S低近1.0dB(编者注:4x0系列机的信号质量示数只可作定性分析使用,不可用于定量比较);

看着新机有诸多不足,我决定动手摩机,改善或解决上述缺陷。

雷霆430XP机的状况

打开这台雷霆430XP机箱,其内部布局与其它430系列机相同:整机电路由CA卡座,开关电源板,主电路板及一块操作显示控制板构成。机内结构见图2。

1、开关电源板

该机开关电源板为脉宽调制型(PWM)开关电源,采用了一块Fairchild生产的芯片KA5M0265RL作为主开关芯片。KA5M0265RL内部集成了锯齿波发生器、PWM比较器、误差放大器、基准电压源以及高反压的功率开关MOSFET管。开关电源工作频率67kHz。KA5M0265RL内部框图见图3。

其工作基本原理:交流220V输入电压经过桥式整流、滤波后变成约310V直流电压,再由KA5M0265RL内部的MOSFET的斩波、高频变压器降压,得到高频矩形波电压,最后通过高频整流滤波电路,获得雷霆430XP所需要的各组直流电压。脉宽调制器是脉宽调制型(PWM)开关电源的核心,它产生频率固定而脉冲宽度可调的驱动信号,控制功率开关管(MOSFET)的通断状态,来调节输出直流电压的高低,达到稳压的目的。KA5M0265RL内部的锯齿波发生器提供时钟信号,利用可调式并联稳压器TL431、光耦合器PC817、KA5M0265RL内部的误差放大器和PWM比较器构成开关电源的闭环调节系统。假如某种原因致使输出电压下降,脉宽调制器就改变驱动信号的脉冲宽度,亦即改变高频矩形波占空比,使高频矩形波的平均电压升高,导致输出电压升高。反之亦然。

2、操作显示控制板

操作显示控制板主要由SM8952A 单片机、键盘矩阵扫描电路、数码显示管及其驱动电路、LED发光管及其驱动电路、红外遥控接收器等组成。

SM8952A是8052内核的通用单片机,它内置有8 kB Flash Memory、256 Bytes Data RAM,其最多可提供32个I/O口,工作时钟频率最高可达25MHz。SM8952A通过其I/O口,构成键盘矩阵扫描、数码显示管及其驱动电路。在雷霆4x0系列机中,SM8952A作为SC2005中嵌入式CPU的上位机,通过与SC2005中嵌入式CPU的双向通信,完成键盘和红外遥控接收器译码并传送到SC2005执行人机对话指令,以及数码显示管、LED的显示译码、驱动。并通过其I/O输出控制雷霆430第一、第二系统的Flash Memory及CA卡座切换。

键盘和红外遥控接收器提供用户操控430XP接收机,实现人机对话功能。数码显示管和LED管则主要显示当前频道号和接收机状态。

3、CA卡座

该雷霆430XP的CA卡座取消了TDA8004 CA接口IC,并将卡座切换的模拟开关移至主电路板,使得该机三块卡座电路板极其简洁,板上只有一个卡座及少量阻容贴片元件。

4、主电路板

主电路板主要包含了主芯片、一体化数字调谐解调器、SDRAM、FLASH Memory 、主时钟以及Audio/Video输出端口、CA卡座切换模拟开关电路及卡座接口、LNB供电及极化电压变换电路等等。主电路板见图4。

(1)主芯片SC2005

主芯片采用SC2005。SC2005芯片是LSI Logic公司第二代单片数字电视源解码器芯片,SC2005中集成了一个嵌入式32位CPU(MIPS)和32位RISC系统,3个RS-232接口,1个IEEEl394链路接口,1个IEEEl284并行接口,1个10Base-T以太网接口和若干通用I/O接口。以及DRAM控制器、Smart卡接口和I2C总线接口等。SC2005内部结构见图5。

SC2005芯片的组成结构如下:

①嵌入式CPU:高性能CPU兼容于MIPS EZ4102,内部包括通用寄存器、系统控制处理器(CPO)、算术逻辑单元(ALU)和移位器。寄存器支持源操作数执行单元,并将处理结果存入旧的寄存器;CPO处理包括中断在内的例外事件;ALU完成算术与逻辑运算,以及计算地址等操作,移位器主要完成移位操作。

CPU总线接口用于CPU与其单元交换数据,它通过内部总线分别与CPO、存储器管理单元(MMU)和总线接口单元(BIU)实现紧耦合连接,从而增强了CPU的通用计算功能。柔性链接口用来与复用/分开单元相接,以增强DSP命令和应用的能力。由于FJAl02不是哈佛结构,它只提供单个存储器接口代替指令和数据存储的接口。

②解复用器:SC2005芯片内的解复用器包括传输流解复用器和频道流解复用器。解复用器由信道接口、信道FIFO、PID处理器、PID后处理器内部音/视频接口和频道时钟提取电路等组成。其中信道接口提供自动传输包同步字节检测,及实现同步锁定/未锁定的具有可编程延迟时间的滞后机构。一旦建立同步,信道接口就通过信道FIFO将完整的传输包传输到PID处理器。信道接口还检查传输包的完整性,指示传输错误等。

PID处理器内包含32个寄存器和一个有32个入口(0-29)的PID表,入口0-29定义了通用PID表寄存器,入口30和31指示音频、视频PES包PID。PID处理器还包含PID滤波器和解扰器。PID处理器将每个传输包中的PID值与编程在P1D表中的PID值进行比较,得到所选频道的音、视频PES,将音、视频码流分解出来。解扰器用来对按DVB标准加扰的传输包、PES包和传输数据进行解扰。

DVB解扰器将解扰的传输包送到PID后处理器,在那里进行传输包头滤波、PES包头滤波、数据滤波和ECM滤波等处理。

③音频/视频接口在传输流解复用器和音频/视频解码器之间提供了一个内部接口。

④MPEG-2解码器:SC2005芯片内的MPEG-2解码器包括I2C总线接口、DMA控制器、MPEG-2音频/视频解码器接口、音频解码器、视频解码器和音频D/A转换器等电路。视频解码器和音频解码器都使用外部存储器作为缓冲器。

⑤在屏图形:SC2005芯片内集成了一个在屏图形(OSG)子系统。该子系统能将产生的图文与解码视频相叠加,还能产生光标、OSD和静止平面。光标平面是一个透明的平面,支持16色、32×32像素光标,可位于显示区域的任何一处。OSD平面用于显示复用的OSD区域,如链表之类。该平面支持RGB和YCbCr两种视频格式,能在每种颜色或每个像素与其它平面混合。静止平面支持YCbCr 4∶2∶0和4∶2∶2静止图像,还能运载4∶2∶2场消隐插入(VBl)数据。

SC2005芯片内的OSD控制器允许在解码的视频顶部叠加文本和图形,这些叠加的文本和图形可在输出前与解码的视频在数字上混合。叠加数据总是以相同的尺寸显示,而不管分辨率或视频数据的方式。视频数据的摄像和扫描也不影响叠加数据的位置。

视频解码器产生解码的YCbCr 4∶2∶2视频平面,并将其直接送到混合器/编码器,在那里进行混合编码。

⑥视频编码器:SC2005芯片内集成了一个视频编码器,可将8位或16位YCbCr数字视频流编码产生复合视频、S视频或RGB视频信号,支持包括PAL、NTSC和SECAM制式。它由数据控制单元、编码器、输出接口、RGB处理器和D/A转换器等部分组成。

⑦音频D/A转换器:SC2005芯片内还集成了一个音频D/A转换器,与其它音频D/A转换器一样,它也是一种具有可编程锁相环(PLL)的立体声数模转换器,其作用是将由音视解码器输出的PCM音 频数据转换成具有左、右声道的模拟立体声音频信号。

⑧10Base-T以太网接口:SC2005芯片内包含了一个10Base-T以太网控制器,为系统提供了一个以太网接口,使系统能以高速方式与PC机进行通信。

(2)数字调谐解调器

一体化数字调谐解调器型号为EDS-ST27SHP,是广州易而达科技发展有限公司生产的。它的调谐器部分由集成变频器SL1925E、锁相环频率合成器SP5769、带通放大器、中频放大器、AGC和移相器组成;QPSK解调采用的是STV0299,两部分组成的解调器封装在一个屏蔽壳内构成的一体化高频头。易而达公司是数字电视机顶盒调谐器专业制造商,自主研发了DVB-S/T/C全系列、多品种的数字调谐器产品。EDS-ST27SHP一体化数字调谐解调器见图6。

EDS-ST27SHP一体化数字调谐解调器工作基本原理:

SL1925E中的前置放大器接收来自天线LNB的RF信号,进行低噪声前置放大和滤波,然后在变频器中与来自PLL电路的本振信号混频,产生第二中频信号。本振信号由本机振荡器和PLL电路产生。调谐时,主CPU读出预置在存贮器中的频道信号参数,通过I2C总线控制PLL电路,使之输出的本振信号频率随频道信号参数改变,变频器输出的第二中频信号经过带通放大器后就可选择出预置频道的第二中频信号。

中频放大器采用宽带放大形式,并设有自动增益控制(AGC)电路,使第二中频信号能达到QPSK解调器A/D所需的信号电平。带通放大器还用于消除邻频干扰、抑制镜像噪声,提高载噪比。在调谐器输出端有一个90°移相器,将中频信号放大器输出的信号分成两个相位相差90°的中频信号,即同相位的I信号和正交相位的Q信号。

STV0299 QPSK解调器主要包括双6bit ADC、时钟产生电路、QPSK(四相相移键控)解调器、前向纠错(FEC)单元和输出控制电路等部分。

在相移键控(PSK)技术中,通过改变载波信号的相位来表示二进制数0、1,而相位改变的同时,最大振幅和频率则保持不变。例如,可以用两种不同相位的正弦信号分别表示0和1,用0°相位表示0,用180°相位表示1,这种PSK技术称为二相位PSK或2-PSK,信号之间的相位差为180°。同样,可以用4种不同相位的正弦信号分别表示00、01、10和11,例如,用0°相位表示00,用90°相位表示01,用180°相位表示10,用270°相位表示11。这样每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息,信号之间的相位差为90°,这种PSK技术称为四相位PSK或QPSK,由于4个相位与四进制的4个符号相对应,也称四进制PSK调制。因每种相位的正弦信号可以表示两位二进制信息,与2-PSK相比,其编码效率提高了1倍。

STV0299的时钟产生电路为PLL频率合成器,首先由外部晶体振荡产生基准时钟,再由集成在芯片内的VCO分频产生解调和FEC所需的各种时钟。QPSK解调器由奈奎斯特滤波器、数字振荡器、定时时钟恢复环路、载波恢复环路、自动增益控制(AGC)电路等组成。来自调谐器的模拟I、Q基带信号由STV0299片内双ADC转换成两路6位数字信号,再由滚降值为0.35或0.2的奈奎斯特滤波器对其进行数字滤波,再由数字载波环路等进行解调,由Viterbi解码器、卷积去交织器和里德-索罗门解码器等完成向前纠错。

QPSK解调芯片内有两个嵌入的数字自动增益控制(AGC)电路,I、Q输入信号的模数与一个可编程阈值进行比较,其差值经积分后,该信号变换成一个脉冲密度调制信号去驱动AGC输出,经简单模拟滤波器滤波后控制调谐器中放大器增益;第二个AGC与第一个ADC一样,I、Q输入信号的模数与一个可编程阈值进行比较,把积分误差分别加到I积Q信道的复用器上,完成数字信号带宽的功率分配最优化。

输出控制电路包括I2C总线重复器和DiSEqC接口。I2C总线重复器主要作用是在低符号率应用时,防止I2C总线的SDA和SCL对调谐器的相位噪声产生损坏;DiSEqC接口简化了CPU对LNB实时处理,CPU通过I2C总线即可控制输出22kHz脉冲或DiSEqC脉冲编码。EDS-ST27SHP工作原理框图见图7。

(3)存储器

DRAM是动态存储器(Dynamic RAM)的缩写SDRAM是英文Synchronous DRAM的缩写,译成中文就是同步动态存储器的意思。从技术角度上讲,同步动态存储器(SDRAM)是在现有的标准动态存储器中加入同步控制逻辑(一个状态机),利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。使用SDRAM不但能提高系统表现,还能简化设计、提供高速的数据传输。在功能上,它类似常规的DRAM,且也需时钟进行刷新。可以说,SDRAM是一种改善了结构的增强型DRAM。雷霆430XP采用的SDRAM型号是HY57V161610ET-7。HY57V161610E是16Mbit的同步动态RAM(SDRAM),其结构为512kb×16×2BANK。该器件完全同步于时钟的上升沿(前沿),HY57V161610E主要有两个DRAM内核(BANK0、BANK1)及其控制电路组成,包括时钟缓冲器、命令译码器、地址译码器、数据缓冲寄存器、控制信号锁存器、方式寄存器和列地址计数器等。本机使用两片HY57V161610ET-7,一片用作加扰和解扰后的TS码流数据存储器,另一片用作解码器的数据缓冲存储器和帧图像数据存储器。

FLASH Memory是一种固态、非易失性、可复写的存储器,其运作方式就像随机存储器与硬盘(HARD DISC)的混合体。具有持久,能够在低电压状态下工作运行,以及能够在电源关闭后保存数据资料。其特点:断电情况下仍能保持所存储的数据信息;数据的写入或删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块(Block)为单位(区块大小一般 由256kB到20MB);FLASH这个词最初由东芝因为该芯片的瞬间清除能力而提出,源于EPROM。正在成为EPROM的替代品。该雷霆430XP采用的Flash Memory型号是AM29LV160DB,它的存储容量为16Mbit。它有16根数据线直接与CPU的16位外部数据总线相接;它有19根地址线,与CPU的外部地址总线和高位地址译码器相接。它的读/写控制线接在CPU的外部控制总线上,可由CPU直接对其进行读、写操作。它只用3V单电源工作,可在内部产生编程和擦除所需要的电压。29LV160内部整个存储区分成34个扇区,这34个扇区由1个16kbyte、2个8kbyte、1个32kbyte和30个64kbyte组成。29LV160DB的引导扇区放在底部。本机使用两片AM29LV160BB,两片Flash Memory分别用来存储该机第一和第二系统的控制程序、操作系统、CA系统和预存频道参数。

(4)时钟发生电路

时钟发生电路由27MHz晶体谐振器和一块74HC04中的一个非门构成钟振荡器,另一个非门构成时钟振荡器的缓冲输出级,送至SC2005,由SC2005片中的PLL产生供系统所需要的各频率的时钟信号。

(5)LNB供电及极化电压变换电路

LNB供电及极化电压变换电路由三端稳压器LM317T及其控制电路构成。控制电路包括14/18V切换控制、LNB电源开/关控制和22KHz输出控制。

雷霆430XP摩机的方案确定

“摩机”需要有扎实的电子知识技术和一定的动手。“摩机”要由浅至深,对症下药,否则可能会越“摩”越差甚至于使器材失效或报废。

没有一个清晰的思路,对于摩机来说是最大的障碍。对于此我在这里需要明确一下430XP摩机的思路,希望对您有所帮助!首先我们得剖析一下手上的雷霆430XP,了解它的一些相关电路,才能找出合适的下手之处和方案(下面说得有一点烦琐,其目的主要是为了使对电子电路方面了解薄弱的朋友尽量能看得明白。其实,在这次改造试验中我最高兴的还是能对雷霆430XP部分机型电路进行了较详细的剖析,让我对DVB-S有了进一步的了解)。雷霆430XP的硬件框图见图8。

卫星转发的QPSK调制的MPEG-2数据流下行信号,被抛物面天线接收后聚焦在焦点上,处于焦点上的馈源便得到增强的电信号送入高频头LNB。LNB对这个电信号进行低噪声放大和下变频处理,把950~2150MHz带宽的第一中频信号经75Ω同轴电缆引入EDS-ST27SHP一体化数字调谐解调器。经其变频产生第二中频,放大等处理后,输出I、Q信号,送入QPSK(四相相移键控解调)电路中,完成QPSK解调、RS解码和解交织(纠错处理)。信号经过QPSK解调和信道解码后,将以MPEG-2传送流(TS流)的形式输出。

经过一体化调谐解调器解调后输出的TS码流是一种包含视频、音频和数据信息的多路频道数据流,按MPEG-2标准复接而成。TS流送到SC2005进行解复用及所要接收频道的包识别符(PID))提取出相应的视频、音频和数据,恢复符合MPEG-2标准的打包频道基本流(PES),然后进行MPEG-2解码。

解复用:对数据进行解复用后,形成音频PES数据和视频PES数据,并将音频和视频数据直接送给MPEG-2解码器进行解码。MPEG-2传送流数据通过系统解码接口进入主芯片后,利用主芯片内部PID(频道标识)处理单元对输入数据进行分析,用户通过微处理器控制来提取相应的音频PES数据和视频PEC数据、程序特殊信息、服务信息等。音频PES数据和视频数据通过集成块的V/A接口输出,而程序特殊信息和服务信息则被存储在本机的随机存储器(DRAM)中,通过微处理器控制,对这些数据直接进行存取操作。

MPEG-2解码:解复用模块送出的数据是压缩的视频PEC数据和音频PEC数据,必须由MPEG-2解码器对PEC数据进行解压缩。它输出两组信号,一组生成符合CCIR601格式的视频数据流送给数字视频编码器的数字视频信号,另一组为送给音频数模变换的PCM格式的数字音频信号。

视频编码:视频编码器的功能是将已解码的数字信号转换为模拟电视信号(PAL或NTSC),这些信号经过一个低通滤波器和缓冲器送到电视机的视频输入插口上进行播放。

音频DAC:音频DAC的功能是将已解码的数字PCM数据转换成立体声模拟信号。经过一个低通滤波缓冲器送到电视机的音频输入插口或者是音响功放的输入口。

用户接口:主要由机内操作显示控制板上的单片机控制电路、键盘、显示电路、遥控接收器以及SC2005中的嵌入式CPU组成。用户可通过遥控器或面板按键来操作,将由控制中心发送的频道信息以频道菜单的形式在电视机上显示,并做选择,在TS流中选取自己所需要的频道收看。

DVB信号接收有这样一个特点:当接收的信号达到或超过某一电平时,频道就可顺利解调出来,且图象质量并不随信号电平的提高而有明显变化;当接收的信号低于这一电平时,解调出来的图像会出现马赛克现象(误码率增高),随着电平的进一步下降,接收机将不能正常解调。我们称这种现象为数字信号解调的门限效应。通常用一个称为MER(载波误码率)来表述,MER指标是衡量数字载波信号品质的一项重要指标,本质上与模拟信号的载噪比相当,可通过专门的仪器对它进行检测。

系统是一条长长的信号链路环,每一个变换、处理电路,都构成了其中的一个小小的基本链路环级。各个环级头尾相串,把信号从始端传输到AV设备的末端。在这些基本环级中,信号一般都要经过4个单元电路,即信号源、变换处理电路、耦合电源和负载。前一环级的负载,即为后一环级的信号源,因此,单元电路、电源、负载这3个功能单元,组成了这一条长长的信号传输链路环。

由此可见,信号每经过一级电路变换,总是需要通过电源进行一次链接(耦合)。

在整个信号接收、数据处理转换过程中,主芯片时钟速度、数据运算处理能力等等全都是固定的大规模集成电路硬体,要在芯片内部对它们做手脚来提高性能是绝对不可能的了。

那么,我们能够做点什么呢?

厂家在设计和生产产品时受制成本和售价,面对市场竞争的残酷现实,有些厂家甚至不惜降低质量水准,往往使用一些廉价、低质的元器件和相对简化的设计,我们以较小的代价,通过更换一些关键的高性能元器件或简单改进一些原电路设计,就能使产品提高性能来获得更好的性能和性价比,因此对于我们来说,“摩机”就不失为是一条获取较高性价比的捷径了。

我们首先需要考滤的是电源以及电源退耦这一部分。电源是整个接收机的公用部件,它的性能优劣,极大影响着接收机的工作状态。我们知道,在卫视器材乃至所有电子设备中,电源部分是基础,好比大楼的地基部分。如果一个大楼的地基有了问题,那么这个大楼很难盖好,即使盖好了,在建设中间也需要大量的补救工作,而且这个补救工作还不见得效果好。目前国内的厂商恰恰做反了,就拿卫视器材厂商来说,他们在成本压力下,砍成本的快刀第一刀就砍向电源部分。改善电源的性能,降低电源内阻,降低纹波噪声,提高抗干扰能力,为接收机系统提供最好的工作环境,对接收机综合性能的改善是会有很大帮助的。

我们再看看时钟发生器。我们知道数字系统的运行,都是紧紧依赖于时钟的。如何使时钟的频率稳定是值得认真对待的。在雷霆430XP中采用的是普通的HC-49S晶体谐振器和74HC04构成的时钟振荡器,再通过SC2005内部PLL倍频方式,产生系统所需的各种时钟,即将27MHz倍频到108MHz、81MHz等。其负面效应是极易造成时钟抖动失真(JITTER)。比如说从8M到16M等于放大了一倍,此刻抖动系数亦相应增加放大,由此直接影响到解码芯片内部也相应的不稳。同时由于时钟发生器的频率误差相对较大,也会造成系统时钟的误差变大。解码芯片需要的是一个稳定的时钟频率,通常其内部时钟频率是固定的,由于它不能确保外部时钟与内部时序电路始终之吻合,故极易造成时间的延迟,其模拟输出的音、视频信号失真度会有增无减,甚至会造成视频图像失色,严重的还会导致接收机不启动。雷霆430XP的厂商由于成本压力而采用了普通的HC-49S晶体谐振器,其频率误差、稳定度及抖动系数等都令人担心。

上面所说的内容,都和一个高精度高稳定性的时钟发生器有关,所以一个高精度高稳定的时钟是一个相对优质的卫视数字接收器材必需品。试想你有什么样的技术都好,但时钟源不稳定又有极大的误差是神仙都没法搭救的。在处理数码时钟误差中,如果使用超稳定度的压控石英振荡(VCXO)来获得极低的时钟信号误差,降低时钟抖动失真(JITTER),对接收机的性能改善应该是有很大帮助的。

压控晶体振荡器(VCXO)是通过外加控制电压使振荡效率可变或是可以调制的石英晶体振荡器。VCXO用石英晶体作频率控制元件,其振荡频率在工作温度内是稳定的。VCXO主要由石英谐振器、变容二极管和振荡电路组成,其工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容,从而“牵引”石英谐振器的频率,以达到频率调制的目的。VCXO允许频率控制的范围比较宽,牵引度一般为(±35~±50)×10-6,实际可达±200×10-6。

我们大家知道,卫星电视接收机输出接口有音频接口和视频接口,视频接口又分CVBS(复合视频)、S-VIDEO(Y/C)、色差分量(Y、Cb、Cr)等视频接口。

色差分量信号(Y、Cb、Cr)

色差分量信号是直接将图像信号以分量格式(Cb、Cr)经色差分量端子送入彩电。这时彩电中仅需经过矩阵电路(宽带的电阻相加减网络)后,经末级视放送到显像管阴极去显示。这种接法信号传输路径短,信号处理环节少,电路带宽在10MHz以上,超过亮度和色度信号的带宽(6MHz),既无彩色制式差别,也没有高频副色度载波干扰辐射存在,故图像质量最好;

S-VIDEO视频信号(Y/C)

卫星电视接收机将分量数字视频信号经编码电路及色副载波进行复合调制,将三路色差信号变为亮度信号Y和复合色度信号C,经S-端子送入彩电,在彩电中Y信号经视放电路送入矩阵,而C信号需要经彩色解码电路,将4.43MHz或3.58MHz的色度信号进行U/V分离,再解码而得出R-Y、B-Y两个色差信号,再送入矩阵电路处理、显示。显然这种接法信号传输路径长,处理环节多,信号损失和失真都会比色差分量方式大,图像质量不如前者,存在色度副载波干扰。

复合视频信号(CVBS)

卫星电视接收机机若将S-VIDEO视频中的Y和C信号再进行混合调幅,则成为单一的复合视频信号(CVBS),它是将色度信号的带宽限制后调幅在Y信号上,显然将此信号接入彩电视频图像(Video)端子后,在彩电中还要经过亮色分离、色度解调、矩阵处理才能显示,不仅传输路径长且重复地混合、编码、解码,重复加工过多,图像质量比前二者更差,不仅有色度副载波网纹干扰,也存在亮度、色度之间相互干扰,使彩色界面出现斑点干扰,色度波形前后沿也有失真,形成色彩界面混染等。

综合几种视频信号的显示特性,以及雷霆430XP仅有S-VIDEO和CVBS视频信号输出的现状,因此,改造雷霆430XP的S-VIDEO通道,使之能够正常地输出彩信号也是极有意义的。

发热是电子设备工作时必然产物,过高的温度,使得电子系统稳定性大受影响。强化散热,对卫星电视接收机的长期、稳定地工作是十分必要的。

综上所述,确定对雷霆430XP进行以下几项打摩:

1、开关电源打摩;

2、主电路板电源强化退耦;

3、系统时钟发生器改造;

4、S-VIDEO Y、C两通道改造;

5、整机强化散热。

摩机的准备工作及元器件选用

确定了摩机方案,就要开始准备动手了。首先要备齐基本的常用工具,如图9、图10所示:数字万用表、直径3mm十字起、直径4mm十字起、镊子、简易吸锡电烙铁、恒温快速电烙铁、文具小刀、电源接线板。另外,还要准备一些直径1mm含助焊剂的焊锡丝,斜口钳用于剪断元件多余的引线,最好准备一些直径0.6mm的漆包铜丝。

摩机主要用到一些电容,如图11、如图12所示:红色的是ELNA高速补品电解电容、黑色的是红宝石电解电容、黄色的是聚苯薄膜电容。

有时候摩机还会用贴片元件,如贴片电阻、贴片电容、贴片三极管、贴片IC等。有时我们需要另外增加一些电路板,通常会用万能板(俗称洞洞板),也需准备几块。做好了这些准备工作后,就可以开始摩机了。

在摩机焊接的时候,要注意电路板上的覆铜导线不要长时间处于过高的温度下,特别是不能在焊锡没有冷却下来的时候用力搬动或改变元件的安放位置,这样很容易导致覆铜导线焊盘脱落;所以在准备安装元件之前,一定要用吸锡烙铁清除焊孔里面堵塞的焊锡、或用直径0.6mm的漆包铜丝配合恒温快速电烙铁穿空焊孔。在焊接CMOS电路器件时,要注意电烙铁要接上地线,或者电烙铁断电后再焊接,防止电烙铁漏电击穿CMOS器件。

开关电源板的打摩

接收机里这么一大堆东西,我们首先要从公共部分着手:改电源。简单描述一下大家对电源的共同认识:

所有的信号都要流过电源,对交流信号来说,电源输出端和地线是短路的;

理想电源应该是一个内阻为零的恒压源,实际情况却不是如此,各种电源都有或大或小的内阻,而且在电路设计计算时已经不能忽略不计,由于存在内阻或是等效电阻,所以电源并不能够吸收整个系统产生的和外部串入的干扰信号;

?流经电源的信号都会受到包含所有电源污染信号的干扰,可以这样简单理解:干扰信号和有用的信号流入了一个加法电路,并且执行加法操作后输出。

我们知道,电源就像个垃圾回收站,所有机内设备所产生的垃圾信号都扔在那儿,然后,又经电源传输给所有的机内设备,使其共同“享受”这些垃圾。

电源噪声对数字信号也是有影响的。数字电路并不需要像模拟放大器所需的低噪电源(在模拟放大器中,电源噪声直接成为信号噪声)。但是,电源噪声窜入数字信号将会产生显著的定时误差(Jitter),使系统最终的模拟信号输出发生畸变。要克服这些,归根到底必须要用合适的电源,它在性能上要与最好的模拟系统所用的电源等效。由于普及型DVB-S接收机在设计、生产时厂家在成本压力下,电源品质相对落后于接收机主电路,至使电源在信号环路系统中的影响作用更显得举足轻重。

所以强化电源本身降低输出纹波有助于提高接收机视、音频系统的保真度,降低接收“门限”。

那么我们来看一看如何处理一下我们接收机的电源系统。

雷霆430XP开关电源板共输出3.3V、5V、12V、22V和30V五组电压。其中3.3V用来向SC2005、解调器、Flash及SDRAM等电路供电;5V电压作为调谐器的5V模拟电源;12V用来为音频低通缓冲放大电路等供电;22V电压经过可调三端稳压器LM317T二次稳压后,在CPU控制下输出14/18V电压,用来向LNB供电;30V电压是用来向调谐器供电。

随着电子技术的发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,对电源的要求更加灵活多样。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。传统的晶体管串联调整稳压电源,是连续控制的线性稳压电源,这种传统稳压电源技术比较成熟。并且已有大量集成化的线性稳压电源模块,具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等特点。但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器和隔离之用,滤波器的体积和重量也很大。而调整管工作在线性放大状态,为了保证输出电压稳定,其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差,导致调整管功耗较大,电源效率很低,一般只有45%左右,另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器,于是它很难满足电子设备发展的要求。从而促成了高效率、体积小、重量轻的开关电源的迅速发展。

开关型稳压电源就是采用功率半导体器件作为开关,通过控制开关的占空比调整输出电压。以MOSFET为例,当开关管饱和导通时,源极和漏极两端的压降接近零,在开关管截止时,其漏极电流为零,所以其功耗小,效率可高达70%~95%。而功耗小,散热器也随之减小,同时开关型稳压电源直接对电网电压进行整流滤波调整,然后由开关调整管进行稳压,不需要电源变压器;此外,开关工作频率在几十千赫,滤波电容器、电感器数值较工频电源滤波电容器、电感器数值小。因此开关电源具有重量轻,体积小等特点。另外,由于功耗小,机内温升低,从而提高了整机的稳定性和可靠性。而且其对电网的适应能力也有较大的提高,一般工频串联稳压电源允许电网波动范围为220V+10%,而开关型稳压电源在电网电压从110V~260V范围内变化时,都可获得稳定的输出电压。 但是由于电路工作在开关状态,所以输出纹波噪声比较大。

1、整流滤波电路的打摩

整流滤波电路主要由全桥整流器、滤波电容组成。经共模滤波器净化后无干扰的220V市电经过全波整流,高压滤波电容滤波后,在高压滤波电容上形成约300V(空载时)的直流电压,给电源开关功率管供电。

电源最大的圆柱状元件就是高压滤波电容。一般厂家根据电源的负载量和档次确定使用电容的容量。高压大容量电容价格比较贵,厂家出于量产成本考虑,一般都不愿意使用成本高的器件。廉价的接收机电源多使用47μF甚至更小容量的电容,品牌接收机电源电容多采用68μF电容,只有少数优质品牌机电源,才使用100μF或以上的大容量电容。在出售电子元件的商店,化几块钱就可以买到450V 耐压68μF或100μF的电容器。雷霆430XP开关电源板用的是47μF/400V的电解电容,所以要升级一下。换上了一只100μF/450V电解电容,见图13。原电路板上高压滤波电容安装焊接脚孔间距不够,用Φ1的钻头在电路板上重新打了一个孔,刮干净新孔边上的印刷电路板覆铜导线上的阻焊层,焊好新换上的电解电容。购买电容器有两个主要参数,一个是电容的容量,另一个是电容耐压,两个参数一般都在电容器外壳上有标注。滤波电容一般购买大容量的铝电解电容(也被统称为电解电容),耐压值参考原线路中滤波电容的耐压数值,实际购买时数值大一些更好。容量按照预定的升级标准购买,68μF到100μF都可以。电容器还有一个温度参数,开关电源中常用的多是85℃产品,一般购买85℃电容足够了,如果有105℃的电容更好。一般来说同一系列的电容器随着容量和耐压值的上升,体积也会增加,由于开关电源电路板平面空间有限,所以对选用的电容体积也有一定的要求。同样容量的电容,耐压参数按照不同系列规格,其体积大小有所不同,建议购买细长型的电容器便于安装。替换时先用烙铁焊下原线路板上的电容,在动手之前要记住原电容的极性位置,焊接时也要注意极性,千万不能焊错。

2、开关电源主变换电路的打摩

电源的额定功率是在一定的散热条件下达到的,电源芯片内部的功率开关管是热量大户,它的高发热会对其自身及周围元件的正常工作状态产生很大的影响,因此在电源芯片上需要安装散热片。散热片的质量直接决定了功率管的散热效果。但普通接收机电源为节省成本,使用的散热片较小较薄,且都是采用银白色的铝散热片。可换用一相同安装尺寸的经过发黑处理的散热片,以提高散热效率,降低与环境的热梯度。原来的功率管是和散热片固定在一起的,可一起焊下,在新换的散热片上涂上少量的导热硅脂用螺丝把功率管固定好,再一同安装到电路板上。有些功率开关管与散热片间装有云母绝缘片,也应照原功率管装配方式将云母绝缘片装好。先在电路板上焊接或用螺丝固定好散热片,再焊接功率开关管。

但可惜时是我没找到合适的发黑散热片,只好留待以后再换了。

3、高频开关整流管的打摩

开关电源中,+5V、+3.3V、+12V的整流管采用的是肖特基管,普及产品常常分别采用2A/20V、1 A/40V。因此考虑到功率因素要有一定的余量,+5V和+3.3V所用的整流管参数远远不足。为了保险起见,建议换用5A/40V肖特基二极管,安装时也要注意散热问题,安装焊接时肖特基二极管引脚要适当长些,焊接后与PCB板要存有空隙,以利于散热。+22V和+30V的整流管采用的是快恢复整流管,电流较小,可不做更换。

4、输出滤波电容的打摩

纹波是一个直流电压中的交流成分。直流电源的电压应该是一个固定的值,但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的,由于滤波不干净,就会有剩余的交流成分,同时由于负载的变化,通过电源的内阻也会在直流上迭加纹波。故此,就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。

开关变压器工作在较高的频率下,输出的交变谐波成分特别丰富,因此在电源中设置了LC滤波器对其过滤,在电源板输出的地方使用了很多电解电容。

我们先确认一下,什么是电容?电容就是两块导体中间夹着一块绝缘体(介质)构成的电子元件,就像三明治一样。电容的种类首先要按照介质种类来分。这当中可分为无机介质电容器、有机介质电容器和电解电容器三大类。不同介质的电容,在结构、成本、特性、用途方面都大不相同。实际的电容与“理想”电容器不同,“实际”电容器用附加的“寄生”元件或“非理想”性能来表征,其表现形式为电阻元件和电感元件,非线性和介电存储性能。最重要的参数有四种:电容器泄漏电阻(等效并联电阻EPR)、等效串联电阻(ESR)、等效串联电感(ESL)和介电存储(吸收)。

因为电容器的泄漏电阻、等效串联电阻和等效串联电感,这三项指标几乎总是很难分开,所以许多电容器制造厂家将它们合并成一项指标,称作损耗因数(dissipation factor),或DF,主要用来描述电容器的无效程度。损耗因数定义为电容器每周期损耗能量与储存能量之比。

理想电容的阻抗是随着频率的升高降低,而实际电容的阻抗:在频率较低的时候,呈现电容特性,即阻抗随频率的增加而降低,在某一点发生谐振,在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR。在谐振点以上,由于ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性。在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。

电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差。

电解电容由于容量大,通常使用多层卷绕的方式制作(动手拆过铝电解电容应该会很有体会,没拆过的也可以拿几种不同的电容拆来看看,不过要注意安全,别弄伤手),这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。所以,电解电容的高频性能并不好。许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解。电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好,但是由于电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开始随频率的升高而增加,因此对高频噪声的旁路效果变差。这也就是单纯加大开关电源输出滤波电容容量而效果并无改善的原因。

而一些小容量瓷介、聚乙烯塑料介质(CBB)等电容则与电解电容恰恰相反,它们使用平板电容的结构,这样的电容就有很小的ESL,就具有了很好的高频性能。所以,如果我们为了让开关电源输出的直流中的低频、高频纹波都可以很好的滤除,就采用一个大电解电容再并上一个小电容的方式。这样两种电容器相并联不但在低频去滤波能很好,而且在频率很高的情况下仍保持优良的性能。常使用的小电容为0.1μF的瓷片电容或CBB电容。

分析一下开关电源板线路,我们可以找到开关电源几个主要供电输出端,在开关电源直流低压输出端,我们可以看到有很多电容,适当的增加末端输出处的滤波电容容量,有利于增强低压直流输出的稳定性(电流瞬间提升导致的电压短暂的跌落)。430XP电源中的低压滤波电容容量一般较小(470μF和1000μF),大多存在偷工减料的问题,使用了普通的、低价的高频特性极差的电解电容。因此在摩这一部分时我们采用将几个大的滤波电容全部换成1000μF耐压为35V和470μF耐压为35V的开关电源专用的高频电解电容,这种高频电解电容的体积比同耐压、容量的普通电解电容要大一倍。见图14和图15。同时把电路中省却的未装滤波电容也用同容量的电容补上。并在每个滤波电容上各并联一只0.1μF、耐压63V左右的CBB电容。不过由于原电源设计和布局没有这些部件的位置,所以增加的电容需要在PCB反面也就是焊接面安装,可直接焊到滤波电解电容的引脚上。

由于普通铝电解电容的高频特性不好,有条件的最好采用大容量OS-CON电容直接替换普通铝电解滤波电容。OS-CON电容是阴极使用TCNQ的铝电解电容,TCNQ是一种有机半导体,是一种络合盐,因此使用TCNQ的电容也叫做有机半导体电容,见图16。OS-CON电容工作频率由以前的普通铝电解电容的20kHz上升到了1MHz。这种OS-CON电容售价很高,当然它的高频性能也是非常的不错,其性能非常稳定,可以大大减小电源系统的高频内阻。

对于开关电源的各组输出,需增加的滤波电容容量要根据各组电源的负载电流和负载特性来决定。其中3.3V用来向SC2005、解调器、Flash及SDRAM等电路供电,其总负载电流近2A,滤波电容容量要大于3300μF;5V电压作为调谐器的5V模拟电源、RS232串口及操作显示控制板电源,其总负载电流近1A,滤波电容容量要大于2200μF;12V用来为音频低通缓冲放大电路等供电,负载电流不大,滤波电容容量要大于1000μF即可;22V电压经过可调三端稳压器LM317T二次稳压后,在CPU控制下输出14/18V电压,用来向LNB供电,负载电流约400mA,但由于电源高频纹波会干扰调制的22kHz脉冲,造成中频开关控制不灵敏,所以滤波电容容量在2200μF即可,但要多并几只0.1μF电容;30V电压是用来向调谐器供电,电流极小,可不做改动。当然如果你愿意,只要安装空间允许,电解电容容量可适当增大,是不会带来任何的问题的。

摩好后的开关电源板见图17和1图18。

主电路板的打摩

好了,有了一个干净、充沛的能源系统,我们接下来要处理的就是主板--这个雷霆430XP接收机里的大家伙。再次明确一点,在改装了电源之后,必须经过检验合格之后,才能上机使用。由于开关电源是以+5V和+3.3V输出电压作为检测基准电压的,在空载的情况下,各输出电压可能会超出其额定值,因此,必须要在+5V端加接功率足够大的负载电阻才能通电。此时,测各路输出电压符合标准,经过打摩的电源才可连接接收机主板。

对于主电路板,我处理的方式和框架如下:

1、主电路板电源的再摩机。

滤波电容简单增补:

某些电路对电源总是比较敏感。如:数字滤波、D/A转换、模拟输出、PLL、D/A转换参考电源、Tuner电源和LNB前级电源,这些电源或退耦处的原电解电容容量一般都不大,可在其旁酌情并接1/4~1/2容量的聚丙烯或聚苯乙烯薄膜电容来改善其电源品质。

强化退耦:

在电路主板上所需的其它电源电压,例如2.5V,常常由三端集成稳压LDO担纲,稳压电源的速率不够充分,中高频内阻大,并且信号耦合时,通过其内部的复杂电路,线性也不好。因此在其退耦电容(原电路中一般用10μF电解)旁简单并接1~2枚聚丙烯或聚苯乙烯薄膜电容,强化滤除高频纹波。

但要注意,在LNB的13/18V切换电路,是由来自电源板的22V电压经过可调三端稳压器LM317T二次稳压后,在CPU控制下输出14/18V电压,同时它还将22kHz脉冲调制在输出的14/18V电压上。所以我们只能在22V输入处并接电容,不可在切换电路的电压输出处并接电容。否则会将输出切换电压中的22kHz脉冲旁路,造成22kHz中频切换开关及 DiSEqC中频切换开关控制功能丧失。

根据附表我们得知,EDS-ST27SHP调谐器的10和13两脚是调谐器的模拟放大器及PLL的电源输入脚,参见图19、附表。如若其退耦不良或电源上高频纹波过高,将导致接收机“门限”上升。所以要在上述两脚也并上小电容。

具体的做法是:在SC2005的退耦电容C176、C184、C150、C153、C171、C145、C165、C160上分别并联0.1μF CBB电容;在12V电源滤波电解电容C114上并联0.1μF CBB电容;在Tuner 30V滤波电解电容C30和C32上并联0.1μF CBB电容;在Tuner的10、12两脚的3.3V和5V电源输入脚上并联0.1μF CBB电容。

再次强调,不可在Tuner的4、5脚上并接电容,否则会将输出切换电压中的22K脉冲旁路,造成22kHz中频切换开关及 DiSEqC中频切换开关控制功能丧失。

摩过的主板见图20。

2、时钟发生器的打摩

前面我们谈过时钟的抖动和误差对接收机的影响。早期生产的4x0接收机都是采用VCXO作为时钟发生器,但近期生产厂商都将其换成普通的HC-49S晶体谐振器和74HC04构成的时钟振荡器,见图21。这大大地降低了系统的稳定性。通过仔细观察,发现主电路板还保留VCXO的焊盘位置,所以决心换上27MHz VCXO,见图22。

雷霆430XP的时钟振荡器中的74HC04芯片在这里起两个作用,它其中的两个非门与晶体谐振器构成时钟振荡器,另外两个非门构成逻辑反相器, SC2005的CPU GPIO通过这个逻辑反相器控制两片Flash Memory的片选。在这里我走过一段弯路,刚开始,我忽略了两个非门构成逻辑反相器的作用,拆除了晶体谐振器和74HC04,在保留的VCXO的焊盘位置焊上27MHz的VCXO,并将R140和R148拆除,短路R147(原此处空缺,不短路则整机无时钟信号,不工作),电阻位置参见图21。此时接收机第一系统正常工作,但不能切换到第二系统。且不能通过MaestroFlash进行430系统更新操作(刷机器系统),见图23。

后经反复详查,发现两个74HC04非门构成逻辑反相器的作用,万般无奈之下,只好重新焊回74HC04,但由于主板上VCXO 的时钟输出焊盘与74HC04的晶体谐振器缓冲输出门输出脚相连,如果74HC04和VCXO同时焊在原焊盘上,会造成时钟信号的输出竞争,会致使时钟失常及VCXO器件损坏。只好另辟出路,用一块小电路板将VCXO装上,VCXO的压控信号线取自主板VCXO焊盘Pin1,电源及GND引自主板VCXO焊盘Pin7和Pin114,并用0.1μF电容退耦。Vcxo时钟输出用插针焊在原晶体谐振器的焊盘上,接在原74HC04(13脚)的晶体谐振器非门输入脚,利用其原时钟振荡器中的两个非门做VCXO晶体振荡器的两级缓冲器。见图24。

3、雷霆430XP S-VIDEO的改造

在本文开始的部分我们谈到雷霆430XP的两路S-VIDEO输出图像无彩色,经过检查发现在SC2005的Y、C输出信号至两组S-VIDEO输出端子通道上没有设计输出缓冲器,仅有一些阻容元件构成简单的低通滤波器。

根据数字视频设备的设计规范,数字视频编码器,其模拟信号输出应采用一阶低通滤波和输出缓冲,以保证其在整个模拟视频信号带宽内有均衡的幅频特性。

雷霆430XP接收机的视频编码为SC2005主芯片内置的视频编码器。其视频编码器的各路输出也应采用一阶低通滤波和输出缓冲器进行滤波缓冲输出。我们知道,SC2005主芯片内置的视频编码器输出驱动能力有限,仅有简单的RC滤波,而直接输出驱动电视机等显示设备,是不能保证其Y/C视频信号幅度符合视频信号标准的,导致了视频显示的色彩失真,甚至是图像同步的失步。同时发现雷霆430XP两路CVBS输出均设有三极管缓冲器,这也是雷霆430XP的复合视频(CVBS)彩色正常而S-VIDEO彩色失真的原因了。

为了使雷霆430XP的S-VIDEO输出端子能够正常使用,决定在S-VIDEO的Y、C两通道分别加入一个简单的缓冲器。缓冲器电原理图见图25。这是一个极简单的缓冲器,一个PNP三极管构成射极跟随器,是一种共集接法的电路,它从基极输入信号,从射极输出信号。具有高输入阻抗、低输出阻抗、输入信号与输出信号相位相同的特点。并且利用前级的75欧姆负载电阻,作为射随器PNP 管的静态偏置,进一步简化了电路。图中元件值并无严格规定,只要全部阻容元件值在图示值的±20%之内,均可正常工作。该缓冲器装好后,核对元件、连线无误后,无须调试,即可正常工作。

根据设计好的缓冲器原理图,准备好图中的元器件及若干细导线,注意需要两套元器件,Y和C两通道各需要一个缓冲器。利用万能焊接板(多孔板)制作好的缓冲器见图26。

安装缓冲器是利用雷霆430XP主板上空置的TV RF调制器位置,从其空置焊盘上取得+5V及GND,并利用原RF调制器屏蔽壳焊脚焊盘固定自制的缓冲器电路板,见图27。用刻刀划断S-VIDEO输出插座的Y、C铜线,将两缓冲器的输入、输出分别接到划断铜线的两端,见图28。注意,缓冲器的输出线要焊到两S-VIDEO输出插座,如果接反则无Y/C视频信号输出。

完成后的主板见图29。上部AV插座旁边的电路板为自制的S-VIDEO缓冲器板。下部为VCXO电路板。SC2005已粘上散热器。

散热应用篇

炎炎夏日,你的爱机在热浪中挣扎。随着电子技术的进步,主芯片的硬件规模越来越大,系统的工作频率越来越高,相应所产生的热量也越来越大,使得系统稳定性大受影响。死机对于大多数用户而言,并不少见。在机箱内,热源几乎无处不在,它并非一些朋友所想象的仅一两处而已。从主芯片、Tuner、电源、内存一直到各种CA卡座,处于工作状态的电子元件都会产生热量,只是它们的发热量不一样罢了。然而,只要发热的地方都需要散热吗?答案是否定的。尽管热量会对接收机的稳定性和寿命造成影响,但这一情况发生的前提则为温度过高。在各大部件允许的正常温度范围内,它们仍能够顺利工作,并保证较长的使用寿命。那么,哪些地方是需要我们主动进行散热呢?主芯片及Tuner是需要主动散热的。如何使接收机的温度降下来,让接收机正常工作,是每一个用户所关心的。

自然对流风冷依旧是最为现实的也是最常用的散热方案。雷霆430XP接收机主芯片SC2005没有加装散热片,这使得主芯片工作时温度很高。在大中城市的电脑城一般都能买到十分便宜的电脑显卡专用散热片。每一种金属都可以导热,只是不同金属的导热效果不一样。导热率越大的金属,其导热能力也就越强,换句话说也就是散热效能越好。在各种导热材料中导热能力最好的是银,其次是铜、金、铝。虽然银和金的导热能力好,但是由于它们是贵重金属,并且质地过于柔软,不便于加工,所以在通常情况下是不会采用这两种材料制造散热器的。而铜的导热能力介于银和金之间,并且铜价格比金、银便宜,质地较为坚硬便于加工成型,因而成为铸造高品质散热器的良好材料之一。但是并不是铜材就没有缺点,金属铜密度较大,在相同体积的情况下,质量较大,同时制造加工难度较高,这就导致了铜制散热器造价也就相对较贵,其价格并非我们一般消费者愿意承受的。因此铝制散热器是我们在市场上能够见到的最为普遍的散热器。因为铝材密度小,质量轻,易于成型,并且价格便宜,铝材在这四种材料中各方面因素相对平衡。但由于纯铝的硬度不够,所以难以加工为散热片,于是制造者在铝中加入了其他金属,利用铝合金材料来制作散热片。市场上我们常见的散热器的主要有铝合金材质、铜质,就导热率而言,铜吸收热量的速度比铝快很多,但把热散发出去的速度却比铝慢,所以铜质散热片都配上一个强劲的风扇。除此之外,还需要注意的是散热片底部的厚度问题。经过实践证明,底部越厚的散热片,其散热效果相对要好。因此,在选购散热器时,建议选择底部厚度不低于0.8cm的产品。除去材质上的差异后,要判断一块散热片的好坏,还有一个相当重要的判断依据,就是看有效散热面积的大小。为了保证主芯片能与散热片紧密结合,我们必须涂上导热硅胶。当然,在涂抹导热硅胶时也不能太贪心,只要做到均匀涂抹并保证赶走散热片与CPU之间的空气即可。这类显存散热片一般为铝材制作,价格大约为5~8元一片。当然,动手能力出色的朋友也可以自己使用铝合金材料来制作散热片,然后使用具有粘性的导热硅胶来粘合。但要注意,不能使用双面胶来粘合散热片,那样会使主芯片热阻更大。

风扇风冷也是一些人热衷的散热方案。通过风扇使空气对流把热散发至空气中,使得散热效率大大提高。一款风扇的主要性能从以下几个方面体现:转速、扇叶形状、扇叶角度和轴承系统。一般情况下,在散热器的说明书上都标明风扇的转速。一般来说散热器的散热效果有30%要取决于风扇的转速。风扇并不是转速越高越好。相对而言,风量才是直接影响散热器性能的重要因素。在转速一定的情况下,风扇的排风量取决于扇叶翻转的角度,如果角度太大,阻力也就太大;如果角度太小,则根本就没有空气在流通。购买时我们可以看到的是标称的转速和功率,建议大家最好仅仅作为参考。切不可只看外观,最好实测对比,试着通电让它转转看,用手感觉一下风力,再用眼睛观察一下,转速高的风扇旋转起来,看上去叶片是静止不动的。见图30。

现在市场上使用的散热风扇主要有含油轴承式和滚珠轴承式两种。推荐购买滚珠轴承的风扇,这不光是为了延长风扇使用寿命,而且还使大家能有一个安静环境。谈到风扇散热器就不能不提噪音和震动。对噪音敏感的朋友们最好选择风扇扇叶大,转速相对较慢的静音型风扇。在电脑城可选购一只适用的带风扇的显卡散热片,涂上导热硅胶,风扇接上机内12V电源即可。但其缺点是易造成机内积尘。

我选购一只37mm×37mm×25mm的散热器,它的优点是有效散热面积大,能提高主芯片的散热效率,见图31。

将少量的导热硅胶涂在主芯片表面并使之均匀,将散热片放于主芯片上,稍加压力,使两者结合处紧密,待24小时后导热硅胶即可固化。导热硅胶见图32。

对于风扇,我考虑如果采用普通的电脑散热风扇并固定在散热器上,则只对主芯片散热有利,对Tuner的散热帮肋不大。原打算将电脑散热风扇固定于机壳内合适位置,同时对主芯片和Tuner进行风冷散热,但由于小尺寸散热风扇远程风量不足,且机壳内固定不太方便而放弃。我看中了一款涡轮式散热风扇,它的出风口小,风量大,并且体积小,易于安装固定,可兼顾主芯片和Tuner的散热。见图33、图34。

如果没有选用散热风扇的话,建议将430XP的后卡座拆下,这样有利于扩大主芯片上部空间,提高自然空气对流散热效率。

利用430XP机箱底部固定开关电源板的螺丝柱,旋入一个8mm高的螺柱,并利用430XP机壳前部的一带孔金属窄条,固定涡轮式散热风扇,使其风口对准主芯片散热器及Tuner。见图35和图36。涡轮式散热风扇有三条引线,分别为+12V、地,另一条线是霍尔元件转速输出,是供风扇转速调节器测量转速用的。将涡轮式散热风扇的+12V和地分别焊到开关电源板的LM7812第3脚和地,霍尔元件转速输出线空置即可。

总之,大家一定要切记一点,合理选择散热器和散热方式能为你的爱机带来更加优越的工作环境,既能保护好设备,又能延长其寿命;而劣质的散热器材非但不能起到保护的作用,反而会成为卫视接收机的致命杀手。

结语

经过一番改造后,开机测试,感觉接收机有以下几点变化:图像网纹消失;DiSEqC中频开关切换速度有很大提高;整机温升明显下降,长时间工作的马赛克和死机现象已消失;接收门限已低于2004年款的航科430S机。改造后的S-VIDEO输出正常,换用多台电视试看,均有正常鲜艳的彩色,而且主观的图像通透感较2004年款的航科430S机为好。通过几个小时试收,感觉这款打摩后的雷霆430XP表现还是不错的,整体稳定性提高了很多,图像亮丽,伴音细致。与原来未摩机的雷霆430XP比较,感觉视、音质量提高了不少。尤其是用其收听134星上的音频广播频道,配合家用功放,广播段立体声频道声场扩大了,音乐细节也多了不少。可以这么说,此次的摩机基本达到了预期的效果。

卫视“摩机”是一种提高卫星接收系统中接收机等设备视、音频质量和工作稳定性的技术。这里所讲的提高接收系统视、音频质量是一个质变或系统升级的技术吗?不!我们的答案是否定的。我们只能说这是一个量变,充其量只是一种把一套卫视系统的性能更好、更充分、更协调地表现出来的技术,而且这项技术更是针对中低档次的设备而言。一套高档次的卫视系统动不动就要几万元,甚至是需要更多的金钱来支持,一分钱就是一分货,需要多好的视、音频质量就需要多少的金钱。

虽然大多数卫视产品都是厂商精心设计和严格制作的产物,但是其中大多数产品还是有或多或少的不尽人意之处,主要表现在设计不够合理,制作工艺比较粗糙,元器件的搭配不合理。一些厂商为了降低成本,往往把外壳做得很漂亮,但是内部的元器件却用低质廉价的元器件,导致整机性能或多或少存在不足之处,因此我们只有通过摩机来进一步完善这些器材。依我个人的摩机经验看,绝大多数国产器材通过摩机都可以获得明显的效果。

摩机是一个激动人心的过程,也是花费不多就能切实提升整机性能的手段,但是,目前进行摩机的朋友还是少数,主要还是因为很多朋友不知道该怎么摩机,我初试摩机时,并没有人指点,只能靠自己摸索,因此付出了一定的代价。为了让朋友们少走弯路,在这里,本人结合自己的摩机过程,谈了一些摩机的经验和体会,在这里只是和朋友们交流,如有错误之处,敬请朋友们提出,以利于共同提高。

在此文撰写过程中,得到梁兴光先生的大力协助,在此特别表示感谢!