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蓝色的经典
tvb2058 | 2007-09-16 15:52:43    阅读:5489   发布文章

蓝色的经典

 机壳结构
  
  从410到430XP 以来的4X0系列机,其机壳结构一直都沿承一种造型:由两块约为0.5mm厚的镀锌钢板冲压而成的上、下盖板,合成一个机壳,再将操作面板嵌入前端面。在两个盖板的上下两面,冲出许多长条型槽,以保证机器工作时的散热。整机体积小巧,结构紧凑,整机尺寸为:310mm(长)×198mm(宽)×57mm(高),现在就让我们欣赏一下。
  
  上盖板
  上盖板的前沿采用内折叠和内卡的工艺(图1),这样一方面使端面过渡圆滑,没有割手的感觉;另一方面令装配更加简单,只需要将上盖板推入卡槽中,再旋上四颗螺丝,即可紧固机壳。
  
  
  下盖板
  下盖板也是由一块钢板冲压折叠而形成底板、背面板、前面板(图2)。为了加强机壳的牢固性,在叠起的四个底角上采取了点焊加固工艺。
  对于采用金属机壳的机器底板上的电路板如何固定的问题,现今流行的做法是:通过自攻螺丝和塑料套管直接绞在金属底板上,或者采用塑料卡子支撑电路板。在我们所接触到的VCD和DVD上,这种固定方式很常见,其特点是工艺简单,生产成本低廉,但稳定性较差,也欠美观。机壳底部暴露出的钉头容易刮伤接触物,因此有些机器将底板固定孔部分向内冲压3~5mm,从而一方面解决了刮伤物体的问题,另一方面节省了塑料套管。而430XP机壳所用的方法更值得称赞,它采用了金属内牙螺杆和镀锌钢板的铆压工艺,使得电路板的安装精度高、稳定性好,也便于装配;采用普通螺丝,拆装寿命长,不存在自攻螺丝的滑丝问题;另外底壳也平整美观,没有突出物刮伤台面的问题。
  背面板上的功能标识没有采用常见的丝网印刷工艺,而是将印有商标型号、功能说明的带有压膜黑色高粘性自贴纸粘贴在背面金属板上,其光洁度优于丝网印刷(图3);而且背面金属板上预留了不少接插件安装孔,这就给烧友DIY带来了不少的方便,只要用裁纸刀顺沿着安装孔的一周,划下自贴纸即可,避免了开槽扩
  孔的苦恼。
  
  前面板的面积和背面板一样,有三个作用:
  ①固定上盖板的前沿
  通过上盖板前沿的六个内卡,嵌入前面板沿口中,起稳固支撑作用,也便于上盖板的拆卸:只要旋下背面板的螺丝,再将上盖板向后水平推出即可;这种插入式的安装方法,装拆很方便,不像有些机器的上盖板前沿和前面板所采用的咬合式的方法,拆装很困难,甚至用螺丝刀撬也难以拆下。
  ②连接操作面板
  通过前面板的下面的两个开口槽和上面的两个凹槽,就轻而易举地解决了操作面板的固定,不用一颗螺丝,拆装很便捷。
  ③屏蔽电磁干扰
  由于在易泄漏信号的前面板处也采用了金属板,使得机器的整体防电磁干扰性能更加好。对于DVB机顶盒来而言,采用金属机壳的最大优点是既坚固耐用,又能够屏蔽电磁干扰;不过成本较高,因此现今许多低成本的接收机大多采用工程塑料做机壳,由于工程塑料的加工工艺性能好,使机壳的造型既美观,又轻便,更重要的是成本低廉。但大家要明白的是,工程塑料是没有电磁防护功能的。因此正规的厂家在采用工程塑料作机顶盒机壳时,往往是采用喷涂、真空沉积、电镀和粘贴等工艺技术,在塑料机壳内表面覆盖一层导电膜,并且要求导电膜的厚度小于需屏蔽电磁波波长的1/4,从而起到电磁屏蔽作用,不过在卫星接收机上,难得会看到有生产厂家采用这种工艺。
  
  操作面板
  
  操作面板采用ABS塑料作为基板,外表面镀上银白色漆,面板的上部分嵌入整块W形蓝色半透明有机塑料,不但美观大方,而且能够显示出里面的发光指示灯和数码管。为了防止透明塑料在装配、运输过程中被划伤,上面还覆盖有塑料保护贴膜。自己使用时,将它揭下即可。操作面板上有上、下、左、右、待机、OK这六个功能按钮,不过其中的上下左右按钮间隙过大,看起来不太美观,也使得灰尘容易侵入里面的电路板,在操作面板下方的左右两端各有一个插入收视卡的开口槽,其卡座电路板是通过预留的塑料槽和定位销固定在面板上的。
  总的来讲,4X0机壳的设计是很不错的,面板上的W形状蓝色塑料和基板构成一道圆弧,蓝色主基调配上银白色的机体,显得落落大方,小巧又不失稳重;机器拆装简便,很具有人性化的特点;用料充足,设计成熟,甚称蓝色的经典。之后出现的CP68系列、CP78系列免卡机、VS9000免卡机以及卓异ZY5188等部分免费机,其机壳工艺显然延承了4X0特点,并且将机壳做得更加小巧。
  
  整机电路
  
  拆开上盖板,可以清楚地看到整机电路是由电源板、操作控制板、电路主板和卡座组成的(图4),其安装整齐、结构紧凑,充满了整个内部空间。
  
  1、电源板
  430XP系列的开关电源电路基本相同(图5),都是采用脉宽调制式开关稳压电源,在本人的这台机器中,采用的是一片5M0265RL(U1)四端集成器件,5M0265RL是美国仙童(Fairchild)公司生产的,它和常见的5H0380R或5L0380R一样,都属于电流型脉宽调制器,采用TO220F4封装方式,其引脚定义分别为:①GND:电源公共地;②DRAIN:接内部场效应管极漏极;③VCC:启动电源:④ FB:电压反馈输入。U2为四端光电耦合器,在电路中起隔离取样作用;采用TO-92塑封形式的TL431(U3)为三端基准稳压源,为开关电路的稳压部分提供基准电压。
  开关电源采用了五组供电方式,由VD10、VQ51等组成的一路3.3V主电源,向SC2005芯片、解调器、存储器等器件提供电源,并且受控于单片机,即待机时电压为零;由VD12等组成的一路5V电源,为本机数字5V电源;由VD9、固定式三端稳压集成块LM7812(U4)等组成的一路12V电源,向音频放大电路供电;由VD8等组成的一路22V电源,经过主板的可调式三端稳压集成块LM317的二次稳压后,在CPU的控制下,向LNB提供13/18V极化切换电压;由VD7等组成的一路30V电源,向调谐器电路提供调谐电压。
  
  也有部分接收机的三端稳压块LM317是安装在电源板上的(图6)。
  2、操作控制板
  
  操作控制板(图7)上的U5是一块8位单片机(MCU),型号为SM8952AC25,它是台湾新茂(SyncMOS)科技公司的低端产品SM895x系列中的一种,内置8kB闪存,SM8952AC25是8052单片机家族的派生产品,工作频率可达25MHz。由于其硬件特性及强力的指令集,可应用在最多需要32个I/O、8kB闪存存储程序的场合,是一种通用低成本的可编程控制器,量产时可使用并行编程方式烧录片上存储器。
  在该机中,通过给U5编程,使它能够完成系统的遥控转换、数据清空、复位、卡座多系统切换等多项功能;这种遥控切换系统的技术,据称最早为雷霆公司所开发,在基于XSAT410单系统卡机上,推出了可遥控切换双系统的T420卡机(图8)。
  430XP操作控制板上,安装有四个LED发光二极管,其中L01为橙色,是信号锁定指示灯;L02为绿色,为第二通道系统的工作指示灯;L03为遥控接收指示灯,当遥控起发射的红外线信号被一体化红外接收头(U1)正确接收和识别时,红色二极管闪烁发光;L04为红绿双色发光二极管,工作时发绿光,待机时发红光。
  3、电路主板
  
  430XP大体存在图9、图10这两种主板,其中图9是近期的主板,它将系统切换电路也做到主板上了,图10是先期的主板,系统切换电路在卡座电路板上,主板上含有RF调制器预留接口。下面以图9为例,简单分析其电路主板上的器件功能。
  

  (1)主芯片
  采用LSI LOGIC(LSI 逻辑)公司的第二代单芯片解复用器和解码器SC2005,SC2005采用最新的1.27mmPBGA封装,内置工业标准的TinyRISC 108MHz MIPS CPU、5层图形引擎以及统一的在屏图形(OSG)存储器和A/V存储器;它将传输流解复用器L641x8和MPEG-2音视频解码器L64105集成在一块芯片里,其中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。
  SC2005芯片内集成的视频编码器由数据控制单元、编码器、输出接口、RGB处理器和D/A转换器等部分组成,可将8位或16位YCrCb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。
  SC2005提供了多种外围设备接口,包括两个UART接口、两个智能卡接口、I2C接口、IEEEl284接口、红外接口、图文电视接口、通用I/O控制以及10BASE-T以太网接口等。通过这些接口,SC2005可以和多种外围设备相连,其扩展功能更加强大。
  随着数字付费电视业务的不断推广,其节目预览、网络浏览或节目交互等业务逐步拓展,使得条件接收的应用不断增加,在同一台接收机上会集成多家CA系统,而SC2005芯片则具备这样 的扩展功能,它支持电子节目指南(EPG)、S/PDIF数字音频输出;支持与PC机高速通信;还可通过IDE/ATA接口下挂硬盘,将精彩的节目保存在硬盘中。诸多强大的外围接口功能,使得SC2005不仅应用在DVB-S上,而且更广泛应用在DVB-C机顶盒中。
  SC2005芯片的内部方框图见图11。
  由SC2005芯片构成的卫星接收机工作原理是这样的:在卫星接收机工作时,由室外高频头LNB输入的第一中频信号RF进入接收机后,首先要经过带阻滤波器和带通滤波器,滤除带外干扰和镜像干扰信号;再经过二混频输出第二中频信号,然后经过QPSK解调、信道解码,输出传输流(TS)信号,送到SC2005芯片内部的L641x8模块中;由L641x8对数据进行解复用,形成音频和视频PES分组数据,通过A/V接口输出给内部的L64105 MPEG-2解码器进行解码;L64105将PES分组进行解码,输出数字视频和数字音频信号各两组:一组数字视频和一组数字音频信号直接输出;另外一组数字视频信号送到视频编码器中,被转换成全电视信号(CVBS)或S端子信号(Y/C),经过外部低通滤波后,便可直接送到电视机中;而另一路数字音频信号送到音频DAC中,转换成立体声模拟信号,经外部低通滤波后输出。

(2)系统时钟
  系统时钟依旧采用27MHz时钟频率,早期的4X0主板是采用VCXO(压控晶振)来实现的,如航科410接收机(图12),VCXO是一种可通过调整外加电压来改变晶振输出频率的晶体振荡器,是一个四端器件,在早期生产的VCD影碟机上,也常常可以看到它的身影。
  不过VCXO的成本较高,现今出于成本上的考虑,多改成普通晶振(JWT27.000)加一逻辑与非门集成电路(U26:74HC04D)来替代。现在的一些430XP机器上采用劣质JWT27.000晶振,性能不稳定,导致机器开机不启动,只显示“E430”的现象,其原因也在于此。
  (3)存储器
  在430XP接收机中,采用了两片FLASH ROM(U5、U6)和两片SDRAM(U9、U11)。
  ①FLASH ROM
  本机采用的是AMD公司的16位模式FLASH存储器系统,用于存储嵌入式操作系统、各大条件接收系统解密程序,单片存储容量为16Mb(1M×16b),可以在2.7V~3.6V电压范围内进行读、编程(烧写)和擦除操作。
  大多数的DVB-S系统的FLASH ROM,常选用一片8Mb或16Mb,单片容量有1MB或2MB的FLASH存储器芯片,而T430XP由于是多系统卡机,因此采用了两块FLASH ROM芯片,其中一片型号为29LV160BB-80REC(U5),存有第一系统的软件程序和节目;另外一片为29LV160DB-70EC(U6),装有第二系统的程序和节目,由于两块芯片内装的程序是不同的,为避免流水作业时安装错误,都有人工做的标记。
  数字机中FLASH ROM芯片的品种较多,一些接收机里也采用ST、HYUNDAI、MACRONIX等公司的29LV160B,其性能相同。
  ②SDRAM
  SDRAM虽然不具有掉电保持数据的特性,但其存取速度大大高于FLASH存储器,在系统中主要用于为程序运行提供暂存空间。在本机中,两片SDRAM(U9、U11)都是采用的是台湾的Etron Technology(钰创)科技公司EM636165TS-7,它是16Mb(1M×16b)SDRAM,也有采用其它型号的,如HYUNDAI(现代)HY57V161610ET-7,其性能一样。为了适应工厂对多种型号和封装方式的SDRAM元件的采购,主板在设计上还预留U8、U12的安装位置。
  在SC2005内部,经L641x8模块的PID处理单元分析处理后,形成的程序特殊信息(PSI)、服务信息(SI)等数据就是存储到SDRAM中,SC2005的嵌入式CPU就可以直接对其进行存取。
  另外在U11的附近,有一块74HC393D芯片(U10),它是双四位二进制计数器,估计应该和切换系统FLASH ROM芯片有关:经试验,用Format键切换到第二通道系统时,其U10①脚波形的峰值由1.0Vp-p增大到1.5Vp-p,同时频率降低。而工作在同一个系统下,不管进行任何操作,波形均无变化。
  (4)音频放大电路
  由于在SC2005内部集成了音频D/A转换器,它也是一种具有可编程锁相环(PLL)的立体声数模转换器,可将音频解码器输出的PCM音频数据转换成具有左、右声道的两路音频信号,因此主板上只采用了由普通双运放C4558组成的音频放大电路,对两路信号分别进行放大后,再由两组端口输出。
  (5)调谐器
  本机的这款调谐器没有标注品牌,打开屏蔽罩壳,发现是由中频调谐器SL1925E,锁相环(PLL)频率合成器SA5059,解码器STV0299B及其外围电路封装在一起构成的一体化高频头(图13),它的构成和LG的TDQB-S001F型一体化高频头是一样的(图14),估计是国内成都旭光的仿制型号DSQ-3W2001,这款调谐器的门限还不错,可能也是朋友们认为雷霆T430XP门限稍低的原因之一吧。

其实T430XP也有用国内的TCL2009-6LST(图15)、DST2004L(图16)高频头的版本,其结构方案相同,均为 SA5059+SL1925E方案。
  (6)接口
  主板的外部接口有音视频端子(V、L、R)两组,S端子两个,升级串口(RS232)一个、取消了使用率极低的光纤输出端子,不过主板上的接口还在,需要的话可以选用相应的器件加装恢复。
  在主板上,还有一个标有J10的JTAG编程接口,不过未焊上插针。JTAG接口遵循是一种国际标准,该标准最初由JTAG(Joint Test Action Group:联合测试行动小组)于1985年制定的一个检测PCB和IC芯片的标准,1990年被修改后成为IEEE的一个标准,即IEEE1149.1-1990。通过这个标准,可对具有JTAG接口的CPU、DSP、CPLD、FPGA等高级芯片构成的硬件电路进行边界扫描(Boundary Scan)和故障检测。
  

  JTAG接口主要有五个端口,分别为:TMS(Test Mode Selection Input:模式选择)、TCK(Test Clock Input:时钟)、TDI(Test Data Input:数据输入)、TDO(Test Data Output:数据输出)和TRST(Test Reset Input:复位)。其基本原理是在器件内部定义一个TAP(Test Access Port:测试访问口),通过专用的JTAG测试工具对进行内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起,形成一个JTAG链,能实现对各个器件分别测试。这里所说的测试有两种,一种是用于测试芯片的电气特性,检测芯片是否有问题;一种用于Debug。只要TCK正常,就可通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器和挂在CPU总线上的所有设备,如FLASH、RAM等。
  在传统生产流程中,先是对芯片进行预编程,而后再装到板上;而采用JTAG接口则可实现ISP(In-System Programmable:在线编程),器件先固定到电路板上,再用JTAG编程,从而加快生产流程;因此JTAG接口广泛应用在电路板级生产测试系统、仿真调试系统研发、软件加载系统上。
  JTAG接口在4X0系列机的使用中,也起到如下的作用:
  ①如果采用正版卡接收南瓜加密系统的节目,就必须要求机卡配对,通过微处理器的JTAG接口配合相关程序,即可更改BOXKEY和机器ID,使之一致。
  ②根据JTAG接口所提供的边界扫描功能,可以对包括系统程序存储器(FLASH)在内的所有部件进行编程,平时采用RS232串口更换软件失败时,也可用它恢复过来。
  4、卡座电路
  430XP前面板有两个卡座,左边为第一系统南瓜(N)卡座,可插146自动升级卡,引线接在主板的BJ4接口上;右边是第二系统法国电信(V)卡座,接在AJ4接口上;后面板第三系统爱迪德(I)卡座,接在BJ3接口上。开机默认系统为南瓜系统,按住遥控器上的Format键几秒钟,就可切换系统。对于第三个卡座,在早期的430系列接收机中,机器底部有个微型拨动开关用来切换V与I系统,而最新的430XP由于采用软件自动识别V与I系统,因而取消了这一开关。
  
  先期推出的430XP机器(图17),其卡座电路板由TDA8004T以及一些外围电容、电阻等构成的IC接口电路和IC卡座组成,另外卡座电路板上还有74HC4053集成块、12M晶振等。
  其中TDA8004是飞利浦公司的读卡器的控制线路芯片,是一款低成本的异步智能卡接口芯片;用作智能卡和主芯片通讯的接口,在主CPU的控制下,可完成智能卡的电源保护和读卡功能,其通讯接口方框图如下(图18)。
  现在的430XP取消了TDA8004T这种接口电路,是通过优化系统软件来实现这种接口功能的,同时也把74HC4053移植到主板上,使得电路板上只有一个卡座而已,显得很简洁,不过在南瓜卡座上还有一个1μF/50V电解电容,并联在DATA和GND之间。
系统切换
430XP的双通道三系统的遥控切换看似复杂,其实原理很简单,就是通过一个单片机外加模拟电子开关来实现的。在本机中,操作控制板上的单片机SM8952AC2(U5)用来识别遥控器发来的Format键控制码,并将这种控制码转换成高低电平信号,去控制主板上的74HC4053D(BU3),从而控制两块FLASH芯片(U5、U6)中的一块工作,从而达到切换系统的目的。有朋友通过给410机增加一个双刀双掷开关和一片FLASH,实现手动切换多系统的功能,其原理也是如此。
  74HC4053D是一片具有三组双通道模拟电子开关的CMOS器件,是系统切换的执行器件,其引脚功能见图19。
  在该主板上74HC4053D(BU3)元件的左边,有AJ3和AU3的标记(图20),其元件排列布局和右边的BJ3、BU3及周围元件的排列是对应的,作为第三通道切换用,只是未焊上元件。具体来讲,AJ3是第四个卡座的接口端子,AU3也是74HC4053芯片的位置,在雷霆T440S上,比430XP上多开通了一个普通卡座四,就补焊了这几个元件。
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