Bez tytu³u-4 - Serwis Elektroniki
Transkrypt
Bez tytu³u-4 - Serwis Elektroniki
G³owice 2 3 .c T R O N om IK .p I l G³owice w w w .s er w ki ni ro kt le is -e E LE K G³owice stosowane w nowoczesnych odbiornikach telewizyjnych pozwalaj¹ na odbiór programów nadawanych w pasmach: VHF1, VHF2, UHF, HYPERBAND oraz CATV. Pasma te pokrywaj¹ ca³y zakres czêstotliwoœci przeznaczonych dla nadawania programów telewizyjnych od 48MHz do 862MHz. Prawie wszystkie produkowane obecnie g³owice posiadaj¹ symetryczne, szerokopasmowe wyjœcie sygna³u IF, przystosowane do bezpoœredniego sterowania filtrem z fal¹ powierzchniow¹ (SAW). Impedancja wyjœciowa jest rzêdu 75÷100R. Dostrajanie g³owicy odbywa siê za pomoc¹ diod pojemnoœciowych do³¹czonych równolegle do obwodów rezonansowych, wzmacniacza w.cz., stopnia przemiany i heterodyny. Pojemnoœæ diod przestrajaj¹cych g³owicê zale¿y od doprowadzonego do nich napiêcia sta³ego - napiêcia warikapowego. Pierwsze uk³ady steruj¹ce g³owicami wyposa¿one by³y w zespo³y potencjometrów i prze³¹czników ustalaj¹cych napiêcie warikapowe i napiêcie prze³¹czaj¹ce pasmo. Uk³ady te umo¿liwia³y zaprogramowanie odbiornika na odbiór kilku kana³ów. Lata 90. to okres upowszechnienia telewizji kablowej, oferuj¹cej du¿e iloœci programów oraz pojawienia siê mo¿liwoœci bezpoœredniego odbioru programów satelitarnych. Spowodowa³o to pojawienie siê zapotrzebowania na odbiorniki telewizyjne z mo¿liwoœci¹ programowania du¿ej iloœci stacji. Rozbudowa programatorów mechanicznych ze wzglêdu na koszt i ich rozmiary nie wchodzi³a w rachubê. Zastosowane w odbiornikach rozwi¹zania polega³y najpierw na wykorzystaniu zasad syntezy napiêciowej, a nastêpnie syntezy czêstotliwoœci. 4 G³owice 2.1. System syntezy napiêciowej .c ki ni kt le er w is R -e E +33V ro LE K T R O N om IK .p I l Istotê funkcjonowania systemu syntezy napiêciowej przedstawia rysunek 2.1. G³ównymi elementami systemu s¹: • procesor steruj¹cy, • pamiêæ, • g³owica TV. Sterowanie g³owic¹ (wybór kana³ów) odbywa siê poprzez podanie na jej wyprowadzenie napiêcia warikapowego oraz napiêcia prze³¹czaj¹cego pasmo pracy g³owicy. Wartoœci napiêcia warikapowego oraz numer pasma ustala u¿ytkownik w trakcie programowania odbiornika. Wartoœci tych dwóch parametrów strojenia przechowywane s¹ w pamiêci systemu. Kontrolê nad procesem zapamiêtywania i odczytu informacji z pamiêci sprawuje mikrokontroler steruj¹cy. Steruje on prze³¹czaniem pasm g³owicy oraz generuje sygna³ PWM (sygna³ o modulowanej szerokoœci impulsu). Wartoœæ wspó³czynnika wype³nienia sygna³u PWM decyduje o wartoœci napiêcia warikapowego, niezbêdnej dla dostrojenia generatora lokalnego g³owicy do wartoœci umo¿liwiaj¹cej odbiór okreœlonej stacji telewizyjnej. Numer pasma i wartoœæ wspó³czynnika wype³nienia w chwili wywo³ania ¿¹danego programu mikrokontroler pobiera z pamiêci. Pojemnoœæ zastosowanej pamiêci decyduje o iloœci programów, któr¹ mo¿na zaprogramowaæ i przechowywaæ. W starszych rozwi¹zaniach syntez stosowano akumulatory do podtrzymywania informacji w pamiêci. Obecnie u¿ywa siê pamiêci nieulotnych typu EEPROM (deklarowany czas przechowywania, bez w³¹czania zasilania wynosi 10 lat). Napiêcie przestrajania w w w .s Uk³ad ca³kuj¹cy Odbiornik zdalnej regulacji lub klawiatura lokalna Mikrokontroler steruj¹cy 2 Szyna I C Pamiêæ Sygna³y prze³¹czania pasm Napiêcie ARCz G³owica TV IF Uk³ad p.cz. Rys.2.1. Schemat blokowy systemu syntezy napiêciowej. CVBS G³owice 5 w w w .s er w .c ki ni ro kt le is -e E LE K T R O N om IK .p I l Dok³adnoœæ dostrojenia generatora lokalnego (heterodyny) do wymaganej wartoœci zale¿y od rozdzielczoœci przetwornika C/A zastosowanego w procesorze steruj¹cym do wytwarzania sygna³u PWM (zazwyczaj jest to przetwornik 14-bitowy). Czternaœcie bitów pozwala na uzyskanie 16384 kroków przestrajania. Oznacza to rozdzielczoœæ przestrajania 2mV (33V / 16384 = 2mV). Rozdzielczoœæ przetwornika decyduje o minimalnym skoku napiêcia przestrajania im rozdzielczoœæ wiêksza, tym dostrojenie mo¿e byæ dok³adniejsze. Jednak im krótszy krok, tym czas strojenia wyd³u¿a siê. Rozwi¹zania kompromisowe polegaj¹ na modyfikowaniu d³ugoœci kroku w trakcje strojenia. Wielkoœæ niedostrojenia, która zale¿y równie¿ od nachylenia charakterystyki przestrajania g³owicy, w praktyce odpowiada zmianom napiêcia przestrajania rzêdu kilkunastu miliwoltów. Praktycznie jest to wartoœæ nie maj¹ca wp³ywu na jakoœæ odbieranego obrazu. Programowanie odbiornika polega na dostrojeniu go do stacji telewizyjnej poprzez wybór odpowiedniego pasma i ustaleniu wartoœci napiêcia warikapowego. Nastêpnie wybrany zostaje numer, pod którym zapamiêtane zostaj¹ te parametry w pamiêci nieulotnej. Numer ten jest adresem, do którego odwo³ywaæ siê bêdzie mikrokontroler przy ka¿dorazowym wyborze zapamiêtanego programu. Wys³anie wiêc przez system zdalnej regulacji lub klawiaturê lokaln¹ numeru programu powoduje pobranie przez mikrokontroler spod w³aœciwego adresu pamiêci informacji o numerze pasma i napiêciu warikapowym, przetworzeniu jej i uaktywnieniu odpowiednich wyjœæ procesora (pasmo, sygna³ PWM) celem dostrojenia g³owicy odbiornika do ¿¹danej stacji TV. Stabilnoœæ dostrojenia utrzymywana jest przez pêtlê sprzê¿enia zwrotnego. Sygna³em wejœciowym dla mikrokontrolera decyduj¹cym o zakoñczeniu procesu dostrajania siê odbiornika do stacji TV, jest okreœlona wartoœæ napiêcia ARCz wytwarzanego w uk³adach p.cz. odbiornika. Mikrokontroler œledzi wartoœæ napiêcia ARCz przez ca³y czas trwania dostrojenia i przerywa je w chwili, kiedy po zaistnieniu koincydencji sygna³ów synchronizacji i impulsów powrotu linii napiêcie ARCz osi¹ga zadan¹ wartoœæ. Stosowanie mikrokontrolerów w uk³adach syntez napiêciowych (a tak¿e czêstotliwoœciowych) daje mo¿liwoœci stosowania dowolnie skomplikowanych procedur strojeniowych. Celem ich jest oczywiœcie uzyskanie jak najwiêkszej precyzji dostrojenia odbiornika do stacji nadawczej i utrzymywanie tego stanu przez ca³y czas jej odbioru. W tym celu, miêdzy innymi, stosuje siê nastêpuj¹ce zabiegi: • zmiana wielkoœci kroku narastania napiêcia warikapowego w czasie strojenia w zale¿noœci od wyboru pasma (im wy¿sze pasmo, tym krok krótszy), • modyfikacja zmian d³ugoœci kroku w czasie trwania strojenia w obrêbie jednego pasma - w chwili zbli¿ania siê wartoœci czêstotliwoœci oscylatora g³owicy do wartoœci czêstotliwoœci stacji nadawczej, procesor zmienia krok przestrajania na coraz krótszy, • zmiana d³ugoœci kroku w zale¿noœci od typu u¿ytej g³owicy. Uk³ady syntez napiêciowych daj¹ce powy¿sze mo¿liwoœci bazuj¹ miêdzy innymi na nastêpuj¹cych procesorach firmy Philips: PCA84C640P/019(030), PCA84C641P/068. 6 G³owice 2.2. G³owice sterowane napiêciem .c ki ni ro kt le w w .s er w is -e E LE K T R O N om IK .p I l G³owice telewizyjne stosowane w systemach syntez napiêciowych nie ró¿ni¹ siê w zasadzie od stosowanych w odbiornikach z programatorami mechanicznymi. Posiadaj¹ tak¹ sam¹ iloœæ wejœæ steruj¹cych i napiêæ zasilaj¹cych. G³owice starszego typu obejmuj¹ pasma VHF i UHF, nieco m³odsze - pasma VHF, CATV oraz UHF. Tunery telewizyjne stosowane w nowoczesnych odbiornikach posiadaj¹ zwykle mo¿liwoœæ odbioru kana³ów w pe³nym zakresie telewizyjnym. Niektóre typy g³owic wykonane s¹ z wydzielonym pasmem HYPERBAND. Posiadaj¹ one wówczas cztery wyprowadzenia do prze³¹czania pasm: VHF1, VHF2, HYPERDAND oraz UHF (np. g³owica UV615 Philips: wyprowadzenie 6, patrz rysunek 2.2, odpowiedzialne jest za za³¹czanie pasma HYPERBAND). Na rynku polskim mo¿na spotkaæ odbiorniki telewizyjne z syntez¹ napiêciow¹, które wyposa¿one s¹ w g³owice standardu D/K produkowane przez takich producentów, jak: Philips, Telefunken, Salcomp, Thomson, OTF-S³owacja, Selteka-Litwa, Mitsumi, Alps, Daewoo. Parametry g³owic poszczególnych producentów ró¿ni¹ siê nieznacznie, dlatego z wyj¹tkiem problemów zwi¹zanych z wymiarami mechanicznymi (obudowa), g³owice te s¹ praktycznie zamienialne. W rozwi¹zaniach mechanicznych europejskich producentów dominowa³y dwa typy obudów: o rozstawie 80.2mm oraz 62.2mm (jest to wymiar rozstawu skrajnych wyprowadzeñ). Rozk³ad wyprowadzeñ g³owic z syntez¹ napiêciow¹ uleg³ równie¿ pewnej standaryzacji. Na rysunku 2.2 przedstawiono wymiary mechaniczne i wyprowadzenia najczêœciej stosowanych g³owic. 1 w 1 »15 M M 0.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14×4.445 62.2 80.2 » 98 M Rys.2.2. Najczêœciej spotykany rozk³ad wyprowadzeñ i wymiary mechaniczne g³owic produkowanych w Europie, przeznaczonych do uk³adów syntezy napiêciowej. G³owice 7 .c ki ni K T R O N om IK .p I l Funkcje poszczególnych wyprowadzeñ s¹ nastêpuj¹ce: 1. RF - wejœcie w.cz. typu IEC 9.5mm lub SNIR 9mm, 2. AGC - napiêcie ARW (0.8÷9.2V), 3. B+ - napiêcie zasilania (+12V), 4. LVHF - napiêcie za³¹czania pasma VHF1 (+12V), 5. HVHF - napiêcie za³¹czania pasma VHF2 (+12V), 6. N.C. - (nie pod³¹czone) lub napiêcie za³¹czania pasma HYPERBAND, 7. UHF - napiêcie prze³¹czania pasma UHF (+12V), 8. VT - napiêcie przestrajania UVAR (0.5÷33V), 9. N.C. - nie pod³¹czone, 10. N.C. - nie pod³¹czone, 11. N.C. - nie pod³¹czone, 12. N.C. - nie pod³¹czone, 13. IF - wyjœcie symetryczne sygna³u IF, 14. IF - wyjœcie symetryczne sygna³u IF, M. - GROUND (pod³¹czenie masy). W tablicy 2.1 przedstawiono typy g³owic producentów europejskich, stosowanych w systemach syntez napiêciowych. ro kt E LE 2.3. System syntezy czêstotliwoœci w w w .s er w is -e le Synteza napiêciowa, mimo ¿e rozwi¹za³a podstawowe problemy programowania odbiorników telewizyjnych przystosowuj¹c je do zaprogramowania nawet kilkudziesiêciu programów, ma jednak istotn¹ wadê: stabilnoœæ dostrojenia uzale¿niona jest silnie od czynników zewnêtrznych, takich jak temperatura czy procesy starzeniowe elementów pêtli sprzê¿enia zwrotnego. Aby pozbyæ siê tej dolegliwoœci zaprojektowano i skonstruowano system strojenia g³owic TV oparty na zasadach syntezy czêstotliwoœci. Stabilnoœæ dostrojenia w tym systemie zale¿na jest praktycznie tylko od stabilnoœci oscylatora kwarcowego (stabilnoœæ drgañ rezonatora kwarcowego mierzy siê z dok³adnoœci¹ 10-6 ppm). W rozwi¹zaniu tym nie jest konieczne stosowanie uk³adu ARCz. System syntezy czêstotliwoœciowej wykorzystuje zasadê dzia³ania fazowej pêtli sprzê¿enia zwrotnego PLL (Phase-Locked Loop). Podstawê systemu wyjaœnia rysunek 2.3. W zamkniêtej pêtli PLL czêstotliwoœæ wyjœciowa generatora sterowanego napiêciem fosc, czyli heterodyny, w której obwodach znajduj¹ siê diody warikapowe, jest dzielona przez dzielnik wstêpny (prescaler) o sta³ym wspó³czynniku podzia³u P, a nastêpnie przez dzielnik programowany o wspó³czynniku podzia³u N, do czêstotliwoœci fdiv.. Czêstotliwoœæ odniesienia fref jest wytwarzana przez podzielenie czêstotliwoœci oscylatora kwarcowego przez sta³y (lub programowany - w niektórych nowoczesnych rozwi¹zaniach uk³adów PLL) wspó³czynnik M. Czêstotliwoœci fdiv i fref s¹ porównywane w cyfrowym komparatorze fazy. Je¿eli oba sygna³y maj¹ ró¿n¹ fazê, detektor fazy wytwarza napiêcie, które jest proporcjonalne do b³êdu fazy i koryguje napiêcie dostrojenia oscylatora lokalnego do Odbiornik zdalnej regulacji IR Mikrokontroler steruj¹cy Pamiêæ Szyna danych 4MHz fosc 2 LE E fazy p.cz. ARCz z obwodów K le 3-bitowy Blok prze³¹czania ktADC T ro R portów ni O ki N Uk³ad wyboru . c adresu om IK .p I p7 p3 l -e is w Cyfrowy komparator fref fdiv p0 var Uk³ad prze³¹czania pasm U Wybór adresu p2 p1 +33V Rys.2.3. Schemat blokowy systemu syntezy czêstotliwoœci. (SDA,SCL:I C) N Dzielnik sta³y M (=512) er szyny danych Uk³ad nadawczoodbiorczy Oscylator w w .s w f q Prescaler P (=8) 15-bit. dzielnik programowany UK£AD PLL 3-pasmowy tuner w.cz./p.cz. (heterodyna) fosc 8 G³owice G³owice 9 chwili, gdy fref i fdiv zrównaj¹ siê w fazie. Napiêcie strojenia podawane jest tak¿e do warikapów wchodz¹cych w sk³ad przestrajanych filtrów obwodów wejœciowych g³owicy. Czêstotliwoœæ oscylatora w stanie ustalonym, tzn. gdy fdiv = fref, wynosi: fosc = (P × N × fq )/M (2.1) gdzie: P - sta³y wspó³czynnik podzia³u czêstotliwoœci generatora przestrajanego napiêciem (heterodyny), N - programowany wspó³czynnik podzia³u czêstotliwoœci heterodyny, M - sta³y (lub programowany) wspó³czynnik podzia³u czêstotliwoœci generatora kwarcowego fq, fq - czêstotliwoœæ drgañ generatora kwarcowego. .c UHF ki VHF2 T VHF1 R Producent Napiêcie ARW Napiêcie warikapowe Uvar Rozstaw Salcomp Telefunken Telefunken E2-S10 E5-S41 E21-E69 R1-S6 S7-S41 E21-E69 E2-S6 S7-S41 E21-E69 0.85 ÷ 9.2V 0.85 ÷ 9.2V 0.85 ÷ 9.2V 0.5 ÷ 33V 0.5 ÷ 30V 0 ÷ 30V 62.2mm 62.2mm HTV 221S Thomson Orega E2-S10 E5-S41 E21-E69 0.85 ÷ 9.2V 0 ÷ 30V 62.2mm 0.85 ÷ 8V 0.5 ÷ 28V 80.2mm E2-S10 E5-S41 E21-E69 0.85 ÷ 9.2V 0.7 ÷ 28V 80.2mm E2-S1 S2-S20 E21-E69 0.85 ÷ 9.2V 0.7 ÷ 28V 62.2mm E2-S10 E5-S41 S40-E69 0.85 ÷ 9.2V 0.7 ÷ 28V 62.2mm R1-S9 E5-S39 S40-E69 0.8 ÷ 8.5V 0.5 ÷ 28V 80.2mm R1-S9 E5-S39 S40-E69 0.8 ÷ 8.5V 0.5 ÷ 28V 80.2mm R1-S9 E5-S39 S40-E69 0.8 ÷ 8.5V 0.5 ÷ 28V 80.2mm E2-S1 E2-S10 E2-S10 E2-S10 E2-R5 0.85 ÷ 9.2V 0.85 ÷ 9.2V 0.85 ÷ 9.2V 0.8 ÷ 28V 0.7 ÷ 28V 0.3 ÷ 28V 0.5 ÷ 28V 0.3 ÷ 28V 80.2mm 80.2mm 62.2mm ni ro le kt LE E is w er w w .s E2-S1 S2-S20 E21-E69 w SeltekaLitwa SeltekaKS-H-61 Litwa SeltekaKS-K-91 Litwa SeltekaKS-H-93 Litwa OTF6PN 387 145 S³owacja OTF6PN 387 225 S³owacja OTF6PN 387 273 S³owacja UV617 Philips UV816 Philips UV915E Philips UV917 Philips UV953 Philips KS-V-65 K SK 1090 O 2010 KYC 2000 KHC -e Typ g³owicy O N Zakres odbioru om IK .p I l Tablica 2.1. Typy g³owic producentów europejskich stosowanych w systemach syntez napiêciowych E5-S20 E5-S39 E5-S39 E5-S20 R6-R12 E21-E69 S40-E69 S40-E69 E21-E69 E21-E69 0.85 ÷ 9.2V 62.2mm 10 G³owice Z zale¿noœci tej wynika, ¿e czêstotliwoœæ drgañ oscylatora lokalnego fosc, mo¿e byæ zmieniana (przy uwzglêdnieniu sta³oœci wspó³czynników P i M oraz czêstotliwoœci fq) przez zmianê stopnia podzia³u N dzielnika programowanego. Wartoœæ podzia³u N przekazywana jest do dzielnika (dzielnik programowany jest czêœci¹ uk³adu PLL) przez mikrokontroler steruj¹cy za pomoc¹ szyny danych. Dla starszych opracowañ systemów syntez czêstotliwoœci wartoœci wspó³czynników M i P oraz czêstotliwoœæ fq by³y nastêpuj¹ce: P = 64, M = 1536, fq = 3MHz. Uwzglêdniaj¹c zale¿noœæ (2.1), otrzymujemy: fosc = 125kHz × N (2.2) .c ni K T N = 214.15MHz /125kHz =1713.2 ki R O N om IK .p I l Poniewa¿ N mo¿e przyjmowaæ tylko wartoœci ca³kowite, czêstotliwoœæ heterodyny mo¿e zmieniaæ siê skokowo z krokiem 125kHz. Jest to tzw. krok syntezy, który decyduje o dok³adnoœci dostrojenia g³owicy do kana³u TV - im krok jest mniejszy, tym dostrojenie mo¿e byæ precyzyjniejsze. Dla kroku 125kHz (przy uwzglêdnieniu wartoœci P, M i fq jak wy¿ej), np. dla kana³u 5 standardu B (wg CCIR), którego czêstotliwoœæ wizji wynosi 175.25MHz, czêstotliwoœæ heterodyny powinna byæ równa: fosc = 214.15MHz (fosc = fPC+ fIF, gdzie IF = 38.9MHz, standard B), wiêc N przyjmuje wartoœæ: w w w .s er w ro kt le is -e E LE Poniewa¿ N mo¿e byæ tylko liczb¹ ca³kowit¹, wiêc przyjmuje siê N = 1713. Oznacza to, ¿e odstrojenie heterodyny od wartoœci optymalnej wynosi 25kHz (1713×125kHz = 214.125MHz). Taka wartoœæ odstrojenia nie ma praktycznie wiêkszego wp³ywu na jakoœæ odbioru. Wartoœci wspó³czynników P i M oraz wartoœæ fq dobierane s¹ przy uwzglêdnieniu wielu kryteriów, miêdzy innymi, szybkoœci pracy pêtli PLL oraz dok³adnoœci dostrojenia. W nowszych rozwi¹zaniach systemów syntez czêstotliwoœci, na przyk³ad z wykorzystaniem uk³adów PLL firm: Siemens serii: SDA3302, SDA3402, SDA3412, Philips serii: TSA5511, TSA5512, TSA5514, TSA5515, Telefunken serii: U6202B, U6204B, U6316B, U6358B, U6359B i Motorola MC44818, wspó³czynniki P, M oraz fq przyjmuj¹ nastêpuj¹ce wartoœci: P = 8, fq = 4MHz (lub 3.2MHz), M = 512. W niektórych rozwi¹zaniach wspó³czynnik M jest programowalny i mo¿e przyjmowaæ wartoœci: M = 1024 (np. dla MC44818) lub M = 640. Uwzglêdniaj¹c zale¿noœæ (2.1) oraz wartoœci wspó³czynnika M, otrzymujemy ró¿ne wartoœci kroku syntezy: M = 512: fosc = 62.5kHz × N, M = 640: fosc = 50kHz × N, M = 1024: fosc = 31.25kHz × N. G³owice 11 .c ki ni ro kt le er w is -e E LE K T R O N om IK .p I l Programowanie odbiornika wyposa¿onego w system syntezy czêstotliwoœci odbywa siê w sposób bardzo podobny jak odbiornika z systemem syntezy napiêciowej. W pamiêci systemu pod okreœlonym adresem (numer programu) zostaje zapisany wspó³czynnik podzia³u N oraz informacja o numerze pasma. W rozwi¹zaniach praktycznych zapisywany jest numer kana³u i informacja o standardzie TV, albo bezwzglêdna wartoœæ czêstotliwoœci odpowiadaj¹ca kana³owi TV. Na podstawie tych danych w czasie odczytu (wywo³anie numeru programu), mikrokontroler pobiera z tablicy kana³ów z w³asnej pamiêci ROM wartoœæ wspó³czynnika N oraz numer pasma. Dane te poprzez dwukierunkowy uk³ad interfejsu mikrokontrolera wysy³ane s¹ do interfejsu uk³adu PLL. Numer pasma uaktywnia odpowiedni port uk³adu PLL za³¹czaj¹c w³aœciwe pasmo g³owicy, natomiast wspó³czynnik N powoduje wytworzenie napiêcia koryguj¹cego dla uk³adu heterodyny i dostrojenie g³owicy do ¿¹danej stacji TV. Wspó³czesny system syntezy czêstotliwoœciowej pracuje pod nadzorem mikrokontrolera steruj¹cego. Jest to, podobnie jak w przypadku nowoczesnych syntez napiêciowych, specjalizowany 8-bitowy jednouk³adowy mikrokontroler (np.: 8048, 8051). Mikrokontroler komunikuje siê z otoczeniem (pamiêci¹, uk³adem PLL oraz z wieloma innymi obwodami odbiornika) poprzez szeregowy interfejs pracuj¹cy w oparciu o protokó³ szyny I2C. Z punktu widzenia systemu syntezy czêstotliwoœci, interesuj¹c¹ jest przede wszystkim komunikacja pomiêdzy mikrokontrolerem a uk³adem PLL. W rozwi¹zaniach z zastosowaniem interfejsu szyny I2C komunikat wysy³any do uk³adu PLL sk³ada siê z piêciu bajtów (osiem bitów informacyjnych plus jeden bit potwierdzenia). Poni¿ej opisany zostanie sposób komunikacji pomiêdzy uk³adem steruj¹cym a g³owic¹ na przyk³adzie g³owicy Selteka KS-H-64. W tablicy 2.2 podano jako przyk³ad format danych interfejsu szyny I2C dla transmisji dla tej g³owicy (tryb zapisu). w w w .s Bajt pierwszy trybu zapisu - jest to bajt adresowy. Uk³ad PLL g³owicy podobnie, jak ka¿dy inny uk³ad-odbiornik szyny I2C posiada swój adres (siedem bitów). Poniewa¿ odbiornik TV mo¿e byæ wyposa¿ony w dwie, a nawet trzy g³owice, uk³ad PLL posiada mo¿liwoœæ modyfikowania swojego adresu. Wyprowadzenie 12 g³owicy maj¹ce bezpoœrednie po³¹czenie z portem adresowym uk³adu PLL jest odpowiedzialne za ustawienie indywidualnego adresu g³owicy. Tablica 2.2. Format danych interfejsu szyny I 2C dla transmisji do g³owicy Selteka KS-H-64 (tryb zapisu) MSB bajt 1 bajt 2 bajt 3 bajt 4 bajt 5 *) **) 1 0 n7 1 X *) LSB 1 0 0 n14 n13 n12 n6 n5 n4 T14 0 0 X X X MSB - bit najbardziej znacz¹cy LSB - bit najmniej znacz¹cy 0 n11 n3 T11 P3 MA1 n10 n2 T10 P2 MA0 n9 n1 1 P1 0 n8 n0 0 P0 **) A A A A A Adres Progr. dzielnik bajt 2 Progr. dzielnik bajt 1 Bajt kontrolny 1 (testy) Bajt kontrolny 2 (porty I/O) 12 G³owice W tablicy 2.3 podano przyporz¹dkowanie bitów MA1 i MA0 pierwszego bajtu do napiêæ na wyprowadzeniu 12 g³owicy Selteka KS-H-64. Podaj¹c wiêc do wyprowadzenia 12 g³owicy odpowiedni¹ wartoœæ napiêcia mo¿na ustawiæ adres g³owicy zgodnie z przewidzianym przez program steruj¹cy mikrokontrolera. Ósmy bit, najmniej znacz¹cy - LSB, w bajcie adresowym odpowiedzialny jest za ustawienie kierunku transmisji: • LSB=0 dla transmisji do g³owicy - zapis do g³owicy, • LSB=1 dla transmisji z g³owicy do uk³adu steruj¹cego - odczyt z g³owicy. Bajt drugi oraz bajt trzeci trybu zapisu - dwa bajty okreœlaj¹ce wartoœæ wspó³czynnika N podzia³u czêstotliwoœci heterodyny. Dzielnik N zapisany jest na 15 bitach (bajt trzeci jest bajtem m³odszym). W czasie odbioru 69 kana³u TV (ostatni kana³ telewizyjny), czêstotliwoœæ heterodyny przyjmuje wartoœæ: fosc=894.15MHz (855.25MHz + 38.9MHz), a wiêc wspó³czynnik N dla najni¿szej wartoœci kroku syntezy 31.25kHz wynosi: N = 894.15MHz / 31.25kHz = 28612.8 om IK .p I l Dla zapisania tej liczby potrzebnych jest 15 bitów (215=32768) .c ki ni ro LE K T R O N Bajt czwarty trybu zapisu - pierwszy bajt kontrolny zawiera miêdzy innymi informacje zwi¹zane z popraw¹ szybkoœci dzia³ania pêtli fazowej oraz ze wspó³czynnikiem podzia³u czêstotliwoœci generatora odniesienia. w kt le is -e E Tablica 2.3. Przyporz¹dkowanie bitów MA1, MA0 pierwszego bajtu do napiêæ na wyprowadzeniu 12 g³owicy Selteka KS-H-64 w w .s w MA0 0 1 0 1 er Bity bajtu adresowego MA1 0 0 1 1 Napiêcie wejœcia adresowego AS, n.12 (port P 3) (0 ÷ 0.1) × VPLL open (nie pod³¹czony) (0.4 ÷ 0.6) × VPLL (0.9 ÷ 1) × VPLL Tablica 2.4. Ustawienia wspó³czynnika podzia³u dokonywane przy pomocy bitów T11, T10 bajtu czwartego dla g³owicy KS-H-64 T11 T10 Stosunek podzia³u czêstotliwoœci generatora odniesienia Krok syntezy X 0 1 0 1 1 640 1024 512 50kHz 31.25kHz 62.5kHz G³owice 13 Powy¿ej pewnego kana³u, dla ka¿dego pasma oddzielnie, w³¹cza siê dodatkowe Ÿród³o pr¹dowe, poprawiaj¹ce szybkoœæ dzia³ania komparatora fazy w uk³adzie pêtli fazowej, a tym samym skraca siê czas ustalania napiêcia. Bit T14 bajtu 4 g³owicy KS-H-64 ustala nastêpuj¹co wydajnoœæ Ÿróde³ pr¹dowych: • T14 = 0 ustawia wydajnoœæ 15mA, • T14 = 1 ustawia wydajnoœæ 50mA. W niektórych rozwi¹zaniach uk³adów PLL (np. MC44818) sta³y wspó³czynnik M podzia³u czêstotliwoœci odniesienia fq jest równie¿ programowalny. Na dwóch bitach bajtu czwartego zapisana jest wówczas informacja o jego wartoœci (np. dla MC44818 M=512 lub M=1024). W tablicy 2.4 przedstawiono ustawienia wspó³czynnika podzia³u dokonywane przy pomocy bitów T11 i T10 bajtu czwartego dla g³owicy KS-H-64. .c ki ni ro kt le w w w .s er w is -e E LE K T R O N om IK .p I l Bajt pi¹ty trybu zapisu - drugi bajt kontrolny. Bajt ten zawiera miêdzy innymi informacjê dotycz¹c¹ za³¹czanego pasma g³owicy (trzy bity). Uk³ady PLL posiadaj¹ zwykle 7 lub 8 portów typu I/O, które mog¹ byæ wykorzystywane do prze³¹czania pasm. Od producenta g³owic zale¿y, które z nich wykorzysta i czy aktywnym bêdzie stan 0, czy stan 1. W tablicy 2.5 przedstawiono mo¿liwe ustawienia bitów bajtu pi¹tego dla g³owicy KS-H-64. Prawie ze wszystkimi uk³adami PLL mo¿liwa jest równie¿ transmisja w kierunku z g³owicy do mikrokontrolera (w bajcie adresowym LSB=1). Z tego rodzaju transmisji korzystaj¹ programy steruj¹ce mikrokontrolerów w odbiornikach, w których napiêcie ARCz wykorzystuje siê do wspomagania procesu programowania odbiornika. Jest ona szczególnie u¿yteczna, jeœli mikrokontroler steruje g³owic¹ w oparciu o tzw. tablicê kana³ów, czyli wartoœci czêstotliwoœci odpowiadaj¹ce kana³om TV zapisane w pamiêci ROM procesora. Podczas programowania odbiornika, po wybraniu kana³u TV, mo¿e okazaæ siê, ¿e stacja nadawcza pracuje poza rastrem (noœna wizji kana³u usytuowana jest wy¿ej lub ni¿ej w stosunku do wymaganej wartoœci). W typowych odbiornikach TV u¿ytkownik, w takiej sytuacji musi pos³u¿yæ siê funkcj¹ precyzyjnego dostrojenia (fine tuning), natomiast w odbiornikach z mo¿liwoœci¹ transmisji w kierunku od g³owicy do mikrokontrolera proces precyzyjnego dostrojenia odbywa siê automatycznie. Napiêcie ARCz doprowadzone do Tablica 2.5. Mo¿liwe ustawienia bitów bajtu pi¹tego dla g³owicy KS-H-64 Pasmo VHF-L VHF-H UHF Bajt kontrolny 2 (porty wyjœciowe) P7 X X X P6 X X X P5 X X X P4 X X X P3 0 0 0 P2 0 1 0 P1 1 0 0 P0 0 0 1 - X - stan logiczny bitów bajtu kontrolnego 2 mo¿e mieæ dowoln¹ wartoœæ (jest bez znaczenia). 14 G³owice wyprowadzenia 7 g³owicy przetwarzane jest w przetworniku A/C uk³adu PLL do postaci cyfrowej, a nastêpnie poprzez szynê I2C odczytywane jest przez mikrokontroler, który modyfikuj¹c wspó³czynnik N doprowadza do w³aœciwego dostrojenia. Informacje odczytywane przez mikrokontroler z uk³adu PLL g³owicy sk³adaj¹ siê z dwóch bajtów. W tablicy 2.6 przedstawiono przyk³ad bajtów odczytywanych przez mikrokontroler z g³owicy. Bajt pierwszy trybu odczytu - zawiera adres uk³adu PLL (taki sam, jak dla kierunku zapis do g³owicy). Najmniej znacz¹cy bit tego bajtu przyjmuje wartoœæ 1. Bit ten okreœla, ¿e nastêpuje odczyt danych z uk³adu PLL. .c ki ni ro kt E LE K T R O N om IK .p I l Bajt drugi trybu odczytu - bajt statusu. Trzy bity tego bajtu (A2, A1, A0) zawieraj¹ kod konwersji dla poziomów napiêcia na wyprowadzeniu 7 g³owicy. Napiêcie ARCz doprowadzone do tego wyprowadzenia podawane jest do 3-bitowego konwertera A/C wewn¹trz uk³adu PLL. Rozró¿nianych jest piêæ poziomów napiêciowych. W tablicy 2.7 podano przyk³ad przyporz¹dkowania bitów A2, A1, A0 do poziomów napiêæ na wejœciu 7 g³owicy. Dodatkow¹ informacj¹ odczytywan¹ z g³owicy w bajcie drugim w podanym przyk³adzie jest stan portów P7, P5 i P4. MSB 1 FL 0 P7 0 P5 0 P4 MA1 A2 w w .s 1 POR w bajt1 bajt2 er w is -e le Tablica 2.6. Przyk³ad bajtów odczytywanych z g³owicy przez mikrokontroler MA0 A1 LSB 1 A0 A A adres bajt statusu Tablica 2.7. Przyk³ad przyporz¹dkowania bitów A2, A1, A0 do poziomów napiêæ na wejœciu 7 g³owicy A2 A1 A0 Napiêcie wejœciowe przetwornika A/C, wyprowadzenie 7 g³owicy 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0.6 × VPLL - VPLL 0.45 × VPLL -0.6 × VPLL 0.3 × VPLL -0.45 × VPLL 0.15 × VPLL -0.3 × VPLL 0.0 × VPLL -0.15 × VPLL G³owice 15 2.4. G³owice TV - czêstotliwoœciowe w w w .s er w .c ki ni ro kt le is -e E LE K T R O N om IK .p I l G³owice telewizyjne stosowane w systemach syntez czêstotliwoœci w parametrach elektrycznych na ogó³ nie ró¿ni¹ siê od tych stosowanych w systemach syntez napiêciowych. Wynika to z faktu, ¿e g³owica do syntezy czêstotliwoœciowej to w zasadzie g³owica napiêciowa z uk³adem PLL lub samym preskalerem, pozosta³e obwody s¹ identyczne. Nie ma równie¿ ró¿nic w wymiarach mechanicznych (dla g³owicy z syntez¹ czêstotliwoœci obowi¹zuj¹ wymiary podane na rysunku 2.2). Wyprowadzenia dla g³owic z syntez¹ czêstotliwoœci maj¹ nastêpuj¹ce znaczenie: 1. RF - wejœcie w.cz. typu IEC 9.5mm lub SNIR 9mm, 2. AGC - napiêcie ARW (0.8÷9.2V), 3. B+ - napiêcie zasilania (+12V), 4. N.C. - nie pod³¹czone, 5. N.C. - nie pod³¹czone, 6. N.C. - nie pod³¹czone, 7. ADC - nie pod³¹czone lub wejœcie konwertera A/C, 8. VT - napiêcie przestrajania (+33V bezpoœrednio lub przez szeregowy rezystor 22k), 9. VPLL - napiêcie zasilania uk³adu PLL (+5V), 10. SCL - szyna sygna³u taktuj¹cego, 11. SDA - szyna danych, 12. AS - wejœcie wyboru adresu, 13. IF - wyjœcie symetrycznego sygna³u IF, 14. IF - wyjœcie symetrycznego sygna³u IF, M. - GROUND (pod³¹czenie masy). Na polskim rynku spotykane s¹ g³owice przeznaczone do systemów syntezy czêstotliwoœci praktycznie wszystkich producentów europejskich oraz dalekowschodnich. Nie jest jednak spraw¹ prost¹ zamiana tych g³owic. Oprócz spraw tak oczywistych jak budowa mechaniczna czy rozk³ad wyprowadzeñ, trzeba bardzo uwa¿nie przeœledziæ uk³ad aplikacyjny danej g³owicy. Nale¿y zawsze sprawdziæ: • czy wykorzystywane jest wejœcie napiêcia ARCz, • jak¹ wartoœæ napiêcia przyjmuje wejœcie adresowe, • czy wystêpuj¹ ró¿nice w specyfikacji bajtów kontrolnych g³owicy - bajt czwarty i pi¹ty trybu zapisu. Poza tym bardzo wiele zale¿y od programu steruj¹cego mikrokontrolera. Uk³ady PLL ró¿nych producentów maj¹ ró¿ne cechy indywidualne, równie¿ ró¿ne cechy indywidualne posiadaj¹ g³owice wykorzystuj¹ce nawet te same uk³ady PLL (np. mog¹ mieæ inny podzia³ kana³ów w obrêbie pasm). Dobry program steruj¹cy przewiduje te fakty, ale nie wszystkie musz¹ byæ dobre. W tablicy 2.8 umieszczono przyk³adowe typy g³owic producentów europejskich, stosowanych w systemach syntez czêstotliwoœci. Wszystkie wymienione g³owice posiadaj¹ interfejs szyny I2C. Kolumna „Napiêcie Uvar” podaje wartoœæ napiêcia, któr¹ nale¿y doprowadziæ do uk³adu PLL g³owicy, aby uzyskaæ pe³ny zakres jej przestrajania oraz 16 G³owice sposób, w jaki nale¿y to uczyniæ. Niektóre typy g³owic wymagaj¹ w³¹czenia szeregowego rezystora o wartoœci 22k±5% pomiêdzy Ÿród³o napiêcia +33V i wyprowadzenie 8 g³owicy (dopuszczalnym jest te¿ zasilanie tego wyprowadzenia tego typu g³owic ze Ÿród³a pr¹dowego o wydajnoœci 1÷1.5mA). Tablica 2.8. Przyk³adowe typy g³owic producentów europejskich stosowanych w systemach syntez czêstotliwoœci Typ g³owicy Producent Zakres odbioru VHF1 VHF2 UHF Przetwornik A/C Napiêcie Uvar Rozstaw Telefunken E2-S6 SR5-S41 E21-E69 - +33V±5% 62.2mm 2002 PHC Telefunken E2-S6 S7-S41 E21-E69 - +30V±5 62.2mm 2201 PHC Telefunken E2-S10 E5-S39 S40-E70 - +30V±5 62.2mm 3412 PYC TFK Temic R1-S6 SR5-S41 E21-E69 + +33V 62.2mm SK0103 Salcomp E2-S10 E5-S41 E21-E69 - +33V±1.5V 80mm SK1001 O Salcomp E2-S10 E5-S41 E21-E69 - +33V±1.5V 62.2mm HTP 221 S Thomson E2-S10 E5-S41 E21-E69 - +33V / 22k 62.6mm KS-H-64 SeltekaLitwa E2-S10 E5-S41 E21-E69 KS-H-62 SeltekaLitwa E2-S10 E5-S41 E21-E69 KS-H-92 SeltekaLitwa E2-S10 E5-S41 6PN 387 224 OTF S³owacja R1-S9 R6-S39 6PN 387 144 OTF S³owacja R1-S9 R6-S39 6PN 387 147 OTF S³owacja R1-S9 6PN 387 227 OTF S³owacja 6PN 387 272 O N om IK .p I l 2012 PYC - +33V / 22k 80mm - +33V / 22k 62.2mm - +30V±10% 80mm S40-E69 - +30V±10% 80mm R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm OTF S³owacja R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm 6PN 387 274 OTF S³owacja R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm UV816 Philips E2-S10 E5-S39 S40-E69 - +33V / 22k 80mm UV916M(E) Philips E2-S10 E5-S39 S40-E69 - +33V / 22k 62.2mm UV916MA(H) Philips E2-S10 E5-S39 S40-E69 + +33V / 22k 62.2mm UV954 E2-R5 E21-E69 - +33V / 22k 62.2mm Philips ki ni T ro K kt LE E is -e le .c 80mm R +33V / 22k E21-E69 - w w w .s er w S40-E69 R6-E12 G³owice 17 2.5. Uk³ady scalone w obwodach mieszacz-oscylator g³owicy 2.5.1. Uk³ad TDA5030A/AT Uk³ad ten umo¿liwia budowê obwodu mieszacz - oscylator obejmuj¹cego zakres czêstotliwoœci od 45MHz do 470MHz, czyli pasma: VHF1, VHF2, CATV i HYPERBAND. Uk³ad TDA5030A wystêpuje w obudowie DIL18, natomiast uk³ad TDA5030AT w obudowie SO20 (SOT163A), przeznaczonej do monta¿u powierzchniowego. Na rysunku 2.4 przedstawiono schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5030A/AT. Obwód mieszacz-oscylator dla pasma UHF zbudowany jest w oparciu o elementy dyskretne. W tablicy 2.9 przedstawiono opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5030A, a w tablicy 2.10 opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5030AT. 2.5.2. Uk³ady TDA5330T i TDA5331T .c ki ni ro LE K T R O N om IK .p I l Uk³ady TDA5330T, TDA5331T przeznaczone s¹ do stosowania w g³owicach trójpasmowych, pe³nozakresowych. Pokrywaj¹ one ca³y zakres czêstotliwoœci od 45MHz do 860MHz. Uk³ady te w obudowach SO28 (SOT136-1) przeznaczone s¹ do monta¿u powierzchniowego. Omawiane uk³ady s¹ identyczne pod wzglêdem elektrycznym, ró¿ni¹ kt le E Tablica 2.9. Opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5030A Nazwa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 VHF DECOUP VHF IN GND UHF IF DECOUP UHF IF IN MIX OUT MIX OUT IF IN IF IN IF OUT IF OUT BS LO OUT GND Vp VHF OSC RF GND VHF OSC w w w .s er w is -e Nr wyprowadzenia Przeznaczenie Odsprzê¿enie stopnia wej. VHF Wejœcie pasma VHF Masa (0V) Odsprzê¿enie przedwzmacniacza p.cz. UHF Wejœcie p.cz. dla pasma UHF Wyjœcie mieszacza Wyjœcie mieszacza Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Elektroniczny prze³¹cznik pasm Wyjœcie wzmacniacza oscylatora lokal. VHF Masa (0V) Napiêcie zasilania (dodatnie) Obwód rezonansowy oscylatora VHF Masa dla sygna³ów wejœciowych VHF Obwód rezonansowy oscylatora VHF Vb VHF I/III filtr wejœciowy ANTENA BA483 BB901 Vb - napiêcie prze³¹czaj¹ce pasma Vt N O BB901 UHF oscylator BF569N BF970N BA481 UHF mieszacz om IK .p I l .c ki R T K ni ro k UHF - filtr pasmowy t le -e LE E Vt BB405B 4 5 n.c. 6 n.c. 15 19 17 1 2 16 14 12 13 15 17 12 9 8 10 11 10 8 6 7 14 13 20 16 18 filtr p.cz. BA482 wyjœcie p.cz. (IF) do PLL/prescaler Vt VHF I/III obwód rezonansowy oscylatora Vb - numeracja nó¿ek dlaTDA5030AT wejœcie prze³¹czania pasm VHF/UHF 3 wzmacniacz p.cz. UHF przedwzm. p.cz. wzmacniacz buforowany VHF oscylator VHF mieszacz TDA5030A/AT Rys.2.4. Schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5030A/AT. Vt - napiêcie przestrajania dla filtrów i obwodów rezonansowych oscylatorów lokalnych BB405B ARW(AGC) wzmacniacz BB405B Vt is w er w w .s BB405B UHF- filtr wejœciowy BB901 w BB909A Vt BA483 Vb BB909A BF990A BF996S BF992 BF994S BA483 Vb VHFI/III - filtr pasmowy BB909A Vt BB909A Vt wzmacniacz 18 G³owice G³owice 19 Tablica 2.10. Opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5030AT Przeznaczenie N .c O ki ro le kt LE w .s er w is -e E om IK .p I l Odsprzê¿enie stopnia wej. VHF Wejœcie pasma VHF Masa (0V) Odsprzê¿enie przedwzmacniacza p.cz. UHF Wejœcie p.cz. dla pasma UHF Nie pod³¹czone Wyjœcie mieszacza Wyjœcie mieszacza Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Elektroniczny prze³¹cznik pasm Wyjœcie wzmacniacza oscylatora lokalnego VHF Masa (0V) Nie pod³¹czone Masa (0V) Napiêcie zasilania (dodatnie) Obwód rezonansowy oscylatora VHF Masa dla sygna³ów wejœciowych VHF Obwód rezonansowy oscylatora VHF R VHF DECOUP VHF IN GND UHF IF DECOUP UHF IF IN N.C. MIX OUT MIX OUT IF IN IF IN IF OUT IF OUT BS LO OUT GND N.C. GND Vp VHF OSC RF GND VHF OSC ni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 15 16 17 18 19 20 T Nazwa K Nr wyprowadzenia w w siê jedynie rozmieszczeniem wyprowadzeñ. Wyprowadzenia uk³adu TDA5331T s¹ lustrzanym odbiciem wyprowadzeñ uk³adu TDA5330T. Na rysunku 2.5 przedstawiono schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5330T, a w tablicy 2.11 zamieszczono opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5330T. 2.5.3. Uk³ady TDA5630T i TDA5630M Uk³ady TDA5630T, TDA5630M pe³ni¹ te same funkcje jak uk³ady TDA5330T i TDA5331T. Przeznaczone s¹ one do bardzo ma³ych g³owic pe³nozakresowych. Zasadnicz¹ cech¹ ró¿nic¹ je od uk³adów TDA5330T, TDA5331T jest mniejsza moc strat i ni¿sze napiêcie zasilania +9V (zamiast 12V). Uk³ady te nie wymagaj¹ stosowania zewnêtrznego filtru dla sygna³ów p.cz. przez co zmniejsza siê iloœæ elementów dyskretnych w aplikacjach tych uk³adów. Uk³ad TDA5630T wystêpuje w obudowie SO20 (SOT163-1), natomiast uk³ad TDA5630M w obudowie SSOP20 (SOT266-1). Na rysunku 2.6 przedstawiono schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5630T/M, a w tablicy 2.12 zamieszczono opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5630T/M. ARW(AGC) BF990A BF998 wzmacniacz Vt O 12 pasmo "B" stopieñ wejœciowy mieszacz pasmo "A" stopieñ wejœciowy mieszacz 2 +Vp 19 pasmo "C" oscylator wzmacniacz p.cz. pasmo"B" oscylator wzmacniacz buforowany pasmo"A" oscylator prze³¹czanie pasm dolne A/œrodkowe B/górne C 20 16 15 18 17 23 22 26 25 24 TDA5330T pasmo"C" stopieñ i.c NI wejœciowy om 21K mieszacz .p I l ik R filtr IF BB901 T K on tr Vt filtr pasmowy ek el Vt E is LE - er Vt w BB405B BB405B Rys.2.5. Schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5330T. Vt - napiêcie przestrajania dla filtrów i obwodów rezonansowych oscylatorów lokalnych Vt BB405B filtr wejœciowy BF990A BF998 w w .s w Vt filtr pasmowy BB910 pasmo górne "C" BB901 wzmacniacz Vt BB910 Vt BB910 filtr wejœciowy BB901 filtr pasmowy BB911 pasmo œrodkowe "B" BF992 BF994S wzmacniacz BB911 Vt BB901 pasmo dolne "A" BB911 filtr wejœciowy ANTENA Vt BB911 8 9 10 11 14 13 4 5 6 7 28 Vt BB405B WYJŒCIE P.CZ. (IF) Vt BB910 DO UK£ADU PLL/PRESCALER 27 1 3 obwody rezonansowe oscylatorów lokalnych 20 G³owice ARW(AGC) BF990A BF998 wzmacniacz Vt Vt Vt filtr pasmowy Vt 5 3 6 pasmo“B” stopieñ wejœciowy mieszacz 1 2 13 +Vp 7 pasmo “C” oscylator wzmacniacz p.cz. pasmo “B” oscylator wzmacniacz buforowany pasmo “A” oscylator prze³¹czanie pasm pasmo A/pasmo B/pasmo C 10 pasmo“C” stopieñ wejœciowy mieszacz om IK .p I l .c TDA5630T/M pasmo“A” stopieñ wejœciowy mieszacz N O T4 R ki ni ro kt K LE BB901 E le -e is w BB405B BB405B Rys.2.6. Schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5630T/M. Vt - napiêcie przestrajania filtrów i obwodów rezonansowych oscylatorów lokalnych Vt BB405B filtr wejœciowy BF990A BF998 er w .s Vt filtr pasmowy BB910 pasmo górne"C" BB901 wzmacniacz w w Vt BB910 Vt BB910 filtr wejœciowy BF992 BF994S filtr pasmowy BB911 pasmo œrodkowe"B" BB901 wzmacniacz BB911 Vt BB911 filtrwejsciowy ANTENA pasmo dolne "A" Vt BB911 VHF-L 15 19 17 11 12 14 16 8 Vt Vt BB910 UHF WYJŒCIE P.CZ.(IF) VHF-H DO UK£ADU PLL/PRESCALER 9 18 20 obwody rezonansowe oscylatorów lokalnych G³owice 21 BB405B 22 G³owice 2.5.4. Uk³ady TDA5332T i TDA5333T Uk³ady TDA5332T i TDA5333T s¹ dwuzakresowymi wersjami uk³adów TDA5330T i TDA5331T. Podstawowa ró¿nica polega na tym, ¿e nie mog¹ byæ stosowane do g³owic z uk³adami PLL, poniewa¿ nie posiadaj¹ wyjœcia dla sygna³ów oscylatorów lokalnych. Stosowane s¹ w g³owicach, w których pasmo podzielone jest na nastêpuj¹ce zakresy: • pasmo dolne od 45MHz do 470MHz, • pasmo górne od 160MHz do 860MHz. Na rysunku 2.7 przedstawiono schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5332T, a w tablicy 2.13 zamieszczono opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5332T. Tablica 2.11. Opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5330T Przeznaczenie w om IK .p I l N .c O ki R ni T ro K le kt LE LO OUT -e 28 E LO OUT is 27 Wejœcie oscylatora pasma A Masa (0V) Wyjœcie oscylatora pasma A Wejœcie oscylatora pasma B Wyjœcie oscylatora pasma B Wyjœcie oscylatora pasma B Wejœcie oscylatora pasma B Wejœcie oscylatora pasma C Wyjœcie oscylatora pasma C Wyjœcie oscylatora pasma C Wejœcie oscylatora pasma C Elektroniczny prze³¹cznik pasm Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie mieszacza Wyjœcie mieszacza Napiêcie zasilania (dodatnie) Wejœcie pasma C Wejœcie pasma C Wejœcie pasma B Wejœcie pasma B Wejœcie pasma A Wejœcie pasma A Masa sygna³ów wejœciowych RF Wyjœcie wzmacniacza oscylatorów lokalnych Wyjœcie wzmacniacza oscylatorów lokalnych w A OSC GND A OSC B OSC B OSC B OSC B OSC C OSC C OSC C OSC C OSC BS IF OUT IF OUT IF IN IF IN MIX OUT MIX OUT Vp C IN C IN B IN B IN A IN A IN RF GND er Nazwa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 w w .s Nr wyprowadzenia G³owice 23 2.5.5. Uk³ady scalone w obwodach PLL g³owic - TSA6611, TSA5512, TSA5514, TSA5515 Uk³ady mog¹ wystêpowaæ w ró¿nych obudowach: TSA5511, TSA5512, TSA5514 - obudowa DIL18, TSA5511T, TSA5512T, TSA5514T - obudowa SO16, TSA5511AT, TSA5512AT, TSA5514AT - obudowa SO20, TSA5512M - obudowa SSOP20, TSA5515T - SO14. Na rysunku 2.8 przedstawiono schemat blokowy uk³adów TSA5511, TSA5512, na rysunku 2.9 schemat blokowy uk³adu TSA5514, natomiast na rysunku 2.10 przedstawiono schemat blokowy uk³adu TSA5515T. Uk³ady te sterowane s¹ szyn¹ I2C. Ró¿nice pomiêdzy uk³adami polegaj¹ na sposobie konfiguracji portów, rozwi¹zaniu wejœcia adresowego AS i iloœci konfigurowalnych adresów oraz posiadaniu przetwornika analogowo-cyfrowego. W tablicy 2.14 wyszczególniono ró¿nice pomiêdzy tymi uk³adami, gdzie: • OK oznacza port typu otwarty kolektor, • Wy oznacza port wyjœciowy, .c ki T R O N om IK .p I l • • • • • -e is w er w .s w w ni ro C IN1 C IN2 RF GND B IN1 B IN2 A IN Vp LO OUT1 LO OUT2 BS IF OUT1 IF OUT2 GND B OSC OC C OSC OC1 B OSC IB C OSC OC2 A OSC OC C OSC IB A OSC IB Przeznaczenie Wejœcie 1 pasma C Wejœcie 2 pasma C Masa dla sygna³ów RF Wejœcie 1 pasma B Wejœcie 2 pasma B Wejœcie pasma A Napiêcie zasilania Wyjœcie 1 wzmacniacza oscylatorów lokalnych Wyjœcie 2 wzmacniacza oscylatorów lokalnych Elektroniczny prze³¹cznik pasm Wyjœcie 1 wzmacniacza p.cz. Wyjœcie 2 wzmacniacza p.cz. Masa (0V) Kolektor wyj. oscylatora pasma B Kolektor wyj. 1 oscylatora pasma C Baza wejœcia oscylatora pasma B Kolektor wyj. 2 oscylatora pasma C Kolektor wyj. oscylatora pasma A Baza wejœcia oscylatora pasma C Baza wejœcia oscylatora pasma A le Nazwa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 E Nr wyprowadzenia kt LE K Tablica 2.12. Opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5630T/M napiêcie prze³¹czaj¹ce DC filtr p.cz. N O 14 stopieñ wejœciowy stabilizator .c 13 I o12m K . I 11 p l ki R T 15 16 17 pasmo B stopieñ wejœciowy pasmo A mieszacz pasmo A oscylator pasmo B oscylator Rys.2.7. Schemat blokowy g³owicy z uk³adem TDA5332T. ARW (AGC) ni ro kt Vp K LE E le -e is w er w w .s filtr 18 19 20 prze³¹cznik pasm Vt pasmo B (UHF) wzmacniacz filtr filtr TDA5332T mieszacz w wzmacniacz filtr pasmo A (VHF) ANTENA 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 WYJŒCIE P.CZ.(IF) VHF/UHF prze³¹czanie pasm 24 G³owice obwody rezonansowe oscylatorów lokalnych wzmacniacz p.cz. G³owice 25 .c ki T R O N om IK .p I l • We oznacza port wejœciowy, • We-wy oznacza port z mo¿liwoœci¹ konfiguracji jako wejœciowy lub wyjœciowy. Na rysunku 2.11. przedstawiono schemat aplikacyjny uk³adu TSA5511. Schematy aplikacyjne pozosta³ych uk³adów s¹ podobne. Ró¿nice wynikaj¹ jedynie z ró¿nic w konfiguracji portów. W tablicy 2.15 podano format danych interfejsu szyny I2C w trybie zapisu dla uk³adów TSA5511, TSA5512. W tablicy 2.16 podano format danych interfejsu szyny I2C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5514, a w tablicy 2.17 format danych interfejsu szyny I2C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5515. Zale¿noœæ pomiêdzy bitami adresowymi MA0, MA1 uk³adów: TSA5511, TSA5512, TSA5514, TSA5515 a napiêciem portu P3 dla uk³adów TSA5511, TSA5512 lub wejœciem AS dla uk³adów TSA5514, TSA5515 podano w tablicy 2.18. Uk³ady TSA5511, TSA5512 maj¹ jeden adres sta³y (MA1, MA0 =01) i trzy adresy programowalne, natomiast uk³ady TSA5514, TSA5515 maj¹ cztery adresy programowalne. Bity N0÷N14 to bity programowalnego dzielnika. Krok syntezy uk³adów: TSA5511, TSA5512, TSA5514, TSA5515 jest równy 62.5kHz. -e is w er w .s w w ni ro A OSC GND A OSC B OSC B OSC B OSC B OSC BS IF OUT IF OUT IF IN IF IN MIX OUT MIX OUT Vp B IN B IN A IN A IN RF GND Przeznaczenie Wejœcie oscylatora pasma A Masa (0V) Wyjœcie oscylatora pasma A Wejœcie oscylatora pasma B Wyjœcie oscylatora pasma B Wyjœcie oscylatora pasma B Wejœcie oscylatora pasma B Elektroniczny prze³¹cznik pasm Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie wzmacniacza p.cz. Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wejœcie wzmacniacza p.cz. Wyjœcie mieszacza Wyjœcie mieszacza Napiêcie zasilania (dodatnie) Wejœcie pasma B Wejœcie pasma B Wejœcie pasma A Wejœcie pasma A Masa dla sygna³ów wejœciowych RF le Nazwa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 E Nr wyprowadzenia kt LE K Tablica 2.13. Opis wyprowadzeñ uk³adu TDA5332T SDA OSCILLATOR 4 MHz ADDRESS SELECTION + _ 3-BIT ADC TTL LEVEL COMPARATORS f REF f DIV P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 LATCH ro 8-BIT R PORT niINFORMATION O ki N .c om IK .p I l T 15-BIT LATCH DIVIDER RATIO K LE kt le -e E 7.8125 kHz is w er w w .s w DIVIDER N=512 15-BIT PROGRAMMABLE DIVIDER GATE f DIV > f REF T1 FL LATCH 3 CONTRAL DATA IN-LOCK DETECTOR f DIV < f REF OS LOGIC TSA5512/T/AT/M TSA5511/T/AT CP CHARGE PUMP TO Rys.2.8. Schemat blokowy uk³adów TSA5511 i TSA5512. RTANSCEIVER IIC-BUS POR POWER DOWN DETECTOR PRESCALER :8 DIGITAL PHASE COMPARATOR SCL Q2 Q1 RF IN2 RF IN1 V CC V EE UD PD 26 G³owice SDA AS PRESCALER :8 3-BIT ADC ki ni P4 P5 P6 P7 T1 FL TO CP CHARGE PUMP LATCH 3 CONTRAL DATA Rys.2.9. Schemat blokowy uk³adu TSA5514. P0 P1 P2 GATE f DIV > f REF IN-LOCK DETECTOR f DIV < f REF om IK 7-BIT LATCH .p I PORT INFORMATION l .c N O f REF 15-BIT f DIV PROGRAMMABLE DIVIDER E15-BIT LATCH is DIVIDER L RATIO -e E le K kt T ro R w 7.8125 kHz er w .s w w DIVIDER N=512 TTL LEVEL COMPARATORS RTANSCEIVER IIC-BUS POR POWER DOWN DETECTOR OSCILLATOR 4 MHz ADDRESS SELECTION + _ DIGITAL PHASE COMPARATOR SCL Q2 Q1 RFIN1 RFIN2 TSA5514/T/AT OS LOGIC VCC VEE UD PD G³owice 27 3 2 SDA 4 + _ OSCILLATOR 4 MHz 7 AS ADDRESS SELECTION O R I f REF f DIV P7 P2 P1 GATE f DIV > f REF T1 FL TO CP CHARGE PUMP LATCH 3 CONTROL DATA IN-LOCK DETECTOR f DIV < f REF Rys.2.10. Schemat blokowy uk³adu TSA5515T. 6 8 9 l .p IK N om .c ki ni ro 3-BIT LATCH PORT INFORMATION T 15-BIT LATCH DIVIDER RATIO K LE kt le -e E 7.8125 kHz is w er DIVIDER N=512 w w .s w RTANSCEIVER IIC-BUS POR POWER DOWN DETECTOR PRESCALER :8 15-BIT PROGRAMMABLE DIVIDER DIGITALPHASE COMPARATOR SCL 5 Q2 Q1 RF IN2 12 RFIN1 11 TSA 5515T OS LOGIC 10 VCC 13 V EE 14 UD 1 PD 28 G³owice G³owice 29 +33V 39n 22k 22k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 TSA5511 180n PD Q1 Q2 27p SDA mikrokontroler SCL P7 P6 P5 P4 4MHz VIDEO w.cz. wej. warikap. wyj. heterod. UD 18 Vee 17 RF 1n 16 RF 1n 15 Vcc 14 P0 100n 13 P1 12 P2 11 10 P3 adres 22k wej. pasm IF IF 3-pasmowy tuner w.cz. 22k 22k +12V AFC +5V tor p.cz. ARCz om IK .p I l +12V .c ki K T R O N Rys.2.11. Schemat aplikacyjny uk³adu TSA5511. TSA5511AT TSA5512 TSA5512T TSA5512AT, M TSA5514 TSA5514T TSA5514AT TSA5515T ni ro kt le -e - P3 P2 P1 We. PrzeP0 AS/iloœæ twornik adresów A/D we-wy we we we -/3 we-wy - - - -/3 we-wy we we we -/3 we-wy wy wy OK OK OK we-wy wy OK OK we-wy wy wy OK OK OK wy wy OK OK wy OK wy wy OK OK wy wy OK OK wy OK -/3 - -/3 is wy OK P4 we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK - - w we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK we-wy OK er we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK. we-wy OK P5 w .s TSA5511T P6 w TSA5511 P7 w Uk³ad E LE Tablica 2.14. Ró¿nice pomiêdzy wymienionymi uk³adami wy OK wy OK -/3 jest/4 - jest/4 wy OK jest/4 - jest/4 jest (we P6) jest (we P6) jest (we P6) jest (we P6) jest (we P6) jest (we P6) jest (we P6) jest (we P6) jest (we P6) - 30 G³owice Bit CP ustawia wydajnoœæ Ÿród³a pr¹dowego. • CP = 0 ustawia 50µA, • CP = 1 ustawia 220µA. Bity: T0, T1, OS przeznaczone s¹ do celów kontrolno-pomiarowych, a T0, T1, OS=0 ustawiaj¹ normaln¹ pracê uk³adu PLL. Gdy T1=1, to wymuszone jest w uk³adach TSA5511, TSA5512 i TSA5514 przesy³anie do portu P6 sygna³u fref, a do portu P7 sygna³u fdiv, natomiast w uk³adzie TSA5515 nastêpuje przesy³anie do portu P2 sygna³u fref, a do portu P7 sygna³u fdiv. T0=1 wyjœcie PD Ÿróde³ pr¹dowych ustawione jest w stan wysokiej impedancji. OS=1 wyjœcie UD steruj¹ce napiêciem przestrajania g³owicy jest wy³¹czone. Bity P7÷P0 to bity ustawiaj¹ce porty. Dla uk³adów TSA5511, TSA5512, TSA5514: Tablica 2.15. Format danych interfejsu szyny I 2C w trybie zapisu dla uk³adów TSA5511 i TSA5512 0 N8 N0 OS P0 A A A A A .c O N MA0 N9 N1 1 P1 ki MA1 N10 N2 1 P2 R 0 N11 N3 1 P3 Adres Dzielnik 2/2 Dzielnik 1/2 Test Porty I/O ni 0 N12 N4 T0 P4 T 0 N13 N5 T1 P5 ro 1 N14 N6 CP P6 K 1 0 N7 1 P7 LE Bajt 1 bajt 2 bajt 3 bajt 4 bajt 5 LSB om IK .p I l MSB 0 N13 N5 T1 P5 0 N12 N4 T0 P4 0 N11 N3 x x MA1 N10 N2 x P2 w w .s 1 N14 N6 CP P6 w 1 0 N7 1 P7 er MSB bajt 1 bajt 2 bajt 3 bajt 4 bajt 5 w kt le is -e E Tablica 2.16. Format danych interfejsu szyny I 2C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5514 LSB MA0 N9 N1 x P1 0 N8 N0 OS P0 A A A A A Adres Dzielnik 2/2 Dzielnik 1/2 Test Porty I/O Tablica 2.17. Format danych interfejsu szyny I 2C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5515 MSB bajt 1 bajt 2 bajt 3 bajt 4 bajt 5 1 0 N7 1 P7 LSB 1 N14 N6 CP x 0 N13 N5 T1 x 0 N12 N4 T0 x 0 N11 N3 x x MA1 N10 N2 x P2 MA0 N9 N1 x P1 0 N8 N0 OS x A A A A A Adres Dzielnik 2/2 Dzielnik 1/2 Test Porty I/O G³owice 31 • P3, P2, P1, P0=1 ustawienie to uaktywnia odpowiedni port, • P7, P6, P5, P4, P0=1 odpowiednie porty typu otwarty kolektor staj¹ siê aktywne, • P7 ÷ P0=0 odpowiednie porty znajduj¹ siê w stanie wysokiej impedancji. Dla uk³adu TSA5515: • P7, P2, P1=1 odpowiednie wyjœcia staj¹ siê aktywne, • P7, P2, P1=0 odpowiednie wyjœcia przechodz¹ w stan wysokiej impedancji. W tablicy 2.19 podano format danych interfejsu szyny I2C w trybie odczytu dla uk³adów: TSA5511, TSA5512, TSA5514. Bity A2, A1, A0 odpowiadaj¹ napiêciu ustawionemu na porcie P6 uk³adu PLL. W tablicy 2.20 podano sposób konwersji napiêcia na porcie P6 na wartoœci bitów. Bity P4, P5, P7 przekazuj¹ w trybie odczytu dane wejœciowe z portów P4, P5, P7. Bit FL jest ustawiany przez wewnêtrzny cyfrowy detektor, FL=1, gdy pêtla fazowa uk³adu PLL jest zamkniêta. N ki kt le 0.4 × VCC 0.6 × VCC -e E .c R 1 ni 0 1 T 1 ro 1 Port P3 lub wejœcie AS 0V 0.1 × VCC dowolne (bez znaczenia) dla TSA5511, TSA5512 otwarte (nie pod³¹czone) dla TSA5514, TSA5515 K 0 Napiêcie wejœcia adresowego LE MA0 0 O Bity modyfikacji bajtu adresowego MA1 0 om IK .p I l Tablica 2.18. Zale¿noœæ pomiêdzy bitami adresowymi MA0, MA1 uk³adów: TSA5511, TSA5512, TSA5514, TSA5515 er w is 0.9 × VCC 13.5V w w w .s Tablica 2.19. Format danych interfejsu szyny I 2C w trybie odczytu dla uk³adów: TSA5511, TSA5512, TSA5514 MSB bajt1 bajt2 LSB 1 POR 1 FL 0 P7 0 P5 0 P4 MA1 A2 MA0 A1 1 A0 A A adres bajt statusu Tablica 2.20. Sposób konwersji napiêcia na porcie P6 na wartoœci bitów A2 A1 A0 Napiêcie wejœciowe przetwornika A/C, port P6 1 0 0 0.6 × Vcc - Vcc 0 1 1 0.45 × Vcc-0.6 × Vcc 0 1 0 0.3 × Vcc -0.45 × Vcc 0 0 1 0.15 × Vcc -0.3 × Vcc 0 0 0 0.0 × Vcc-0.15 × Vcc 32 G³owice Tablica 2.21. Format danych interfejsu szyny I 2C w trybie odczytu dla uk³adu TSA5515 MSB Bajt1 Bajt2 1 POR LSB 1 FL 0 1 0 P1 0 1 MA1 1 MA0 1 1 1 A A Adres Bajt statusu w w w .s er w .c ki ni ro kt le is -e E LE K T R O N om IK .p I l Bit POR monitoruje napiêcie zasilania uk³adu, POR=1, gdy napiêcie zasilania zmniejszy siê poni¿ej 3V lub podczas wy³¹czania zasilania. W tablicy 2.21 podano format danych interfejsu szyny I2C w trybie odczytu dla uk³adu TSA5515. Iloœæ danych odczytywana z uk³adu TSA5515 jest skromna ze wzglêdu na brak przetwornika A/D w tym uk³adzie oraz znacznie mniejszy ni¿ w innych uk³adach zestaw portów. Uk³ady: TSA5511, TSA5512, TSA5514, TSA5515 pomimo ró¿nic pomiêdzy nimi mog¹ byæ na ogó³ zamieniane. Wynika to z faktu, ¿e praktyczne aplikacje wykorzystuj¹ zaledwie czêœæ mo¿liwoœci zastosowanych uk³adów PLL. Zwykle oprócz wyjœcia UD steruj¹cego napiêciem przestrajania g³owicy wykorzystywane s¹ jedynie trzy porty wyjœciowe do za³¹czania pasm g³owicy oraz wejœcie adresowe. Dysponuj¹c schematem ideowym g³owicy mo¿na oceniæ zakres wykorzystanych mo¿liwoœci uk³adu PLL i sposób sterowania uk³adami prze³¹czania pasm g³owicy i wybraæ zamiennik dla zastosowanego uk³adu.