DM500音视频电路解析和检修
音频电路
音频DAC
对于音频DAC芯片来讲,这两个参数很大意义上决定着数字音效的质量,采样参数越大,音质越好。我们常见的CD的采样频率为44.1KHZ,采产精度为16BIT,而DVD的采样频率为48KHZ,采样精度为20BIT,再如电话声音采样频率为3KHZ,采样精度为7BIT,这也是电话为何音质差的原因。
(1)音频DAC芯片简介
WM8761GED和WM8725ED是英国爱丁堡的欧胜(WOLFSON)微电子公司产品,PCM1725U美国BURRBROWN公司的产品。WM8761GED是一款高性能立体声数字模拟转换芯片,专为诸如DVD、家庭影院系统和数字电视的音频设备而设计。它支持16到24位的数据输入字长及高达192KHZ的采样率。WM8725ED和PCM1725U主要特性类似,均为16BIT转换采样精度和96KHZ采样频率的立体声数模转换芯片,是一款普及型芯片。三款芯片引脚兼容,可以相互代换。
芯片有一个用于选择音频数据接口格式、静音和去加重的硬件控制接口,支持12S(即飞利浦规定的格式)、左对齐(较少使用)、右对齐(也叫日本格式、普通格式)或DSP界面。
(2)音频DAC电路
来自主芯片U15的PCM数字音频信号通过LRCIN、DIN、BCKIN引脚送到芯片中,WM8725ED芯片在时钟信号的控制下,将上述的声音数字信号DIN转换成两路模拟音频信号输出。WM8725ED芯片的系统时钟输入频率必须为该采样频率的256倍或384倍,即256FS或384FS,这里FS是音频采样频率系统时钟通过SCLK引脚输入。
3、DM500S灰壳机音频DAC电路
PT8211-S芯片的典型工作电压为+5V,而这些仿制厂家生产仍采用+3.3V电源,这是错误的,按照上面同样的方法将它改接+5V电源输出端上。
音频前置电路
(1)L358双运放简介
(2)音频前置电路原理
在音频前置电路中,采用运放的目的是由于运放具有高输入阻抗、低输出阻抗的特点,可以使电路前后取得合适的阻抗匹配,以减少放大器的工作负责。DM500S接收机音频前置电路。该电路为采用反馈型接法的电压跟随器,电压跟随器也叫缓冲器,对信号不起电压放大作用,但可以增大输出电流,有阻抗变换的作用。
来自音频DAC第8、6脚的模拟信号通过电阻、电容组成的三阶RC低通滤波,主要是滤去量化误差产生的高频噪音,然后加到L358第3、5脚反相端,通过内部缓冲后,由输出1、7(7)端口输出,再经过外部耦合电容以及RC组成的低通滤波电路后输出。
由于采用的是单电源供电的方式,输出端会有1/2的电源电压的直流输出,因此采用了10Uf/250V隔直耦合电解电容。
提高音频输出电平
如何提高DM500S接收机的音频输出电平呢?有两种解决的方法。
(1)加装音频放大板
(2)更换音频DAC芯片
WM8501芯片可以通过5V电源实现1.7Vrms线路驱动,支持字长为16~24bit的数据输入和高达192KHZ采样率。更换时,只要去掉原来的芯片,将WM8501芯片按照对应的脚位焊好,并将第11、11脚的数字电源端、数字地端接入电路中,同时将原来DAC芯片所用的+3.3V电源更接为+5V电源即可。
对于采用WM8725ED、PCM1725U芯片的DM500S接收机,更换芯片后,不但提高了音频输出音量,还改善了音质,一举两得。
4、S/P DIF接口
部分的DM500S接收机未安装S/P DIF接口,如果你具备带有数字音频解码功能的功放,或者带有数字音频解码的有源音箱时,可以为接收机添加S/P DIF接口。这样使用外置的音频DAC进行解码,会获得更好的音质,还可以欣赏到部分卫视节目输出AC3音频信号。
5、音频电路故障检修
对于DM500S系列卫星接收机音频电路的故障,主要反映在选择任何节目都没有声音或者声音很小,但这时图像正常。这种故障说明解复用器和解码电路及之前的电路工作是正常的,故障应在音频DAC及之后由L358组成的音频前置电路。
(1)没有声音
如果将芯线触碰音频DAC芯片(U10)的6、8脚,仍没有伴音发出,这时候检修就比较复杂了。对于加装了S/P DIF接口的机器,可以通过带有音频DAC解码的功放测试一下有无声音。如果有声音,则一般是U10芯片损坏;如果无声音,则证明STB02500芯片内部的音频解码单元损坏,不过发生上述这种故障的几率少之又少。
(2)声音很小
(3)噪声大
对于音频噪声主要来源于音频DAC和运放,对运放产生的噪声主要是电源性能不良、运放自激和运放器件不良。将接收机设成静音,此时如还有噪音,则多半是运放问题。若噪音随着伴音也消失,则音频DAC的问题可能性较大。
DM500S所用的音频DAC主要有两类,一是使用需系统时钟的音频DAC,如WM8761、PCM1725U等芯片,当主芯片提供的系统时钟与256FS或384FS有误差时,DAC输出就会有噪声。而系统时钟是由27MHZ主时钟经PLL变换而来,若27MHZ频偏会引起音频噪声。另一类DAC是不需要系统时钟的,如PT8211等普通音频DAC,则不存在这类问题。
当然,如果两类音频DAC芯片存在器件不良或电源纹波、退耦不良,也会产生噪声,在检修时应该根据各自DM500S的具体情况作对症分析,才能找到问题的原因。
视频电路
DM500S接收机的视频电路,由STB02500芯片内部视频解码单元和外部的视频输出接口电路组成。其中视频解码时,STB02500内嵌POWERPC 405 CPU在相应软件控制下,解析其中流ES或分组基本流PES这些帧以上的高层语法,而对帧以下的涉及大量运算的视频解码,主要是通过芯片模块内部的视频解码硬件单元来完成的。这里我们主要介绍DM500S接收机的视频输出接口电路。
1、视频输出电路
(1)重建滤波器简介
重建滤波器位于视频编码器DAC转换器之后,用来xx由采样时钟带来的各种谐波。它具有低通特性,只允许视频的基带信号能够通过,而其他所有的信号将被统统滤掉。以复合视频输出这一通道为例,它由C100、L100/C101和C102/R100构成了三阶无源重建低通滤波器。
(2)箝位电路
在视频输出端均接有一个二极管,其负端连接到+2.5V电源上,构成箝位电路。在正常工作时,二极管是反偏截止的;一旦端口电压比高于电源电压0.7V 时,二极管VD1或VD2正偏导通,从而将端口电压箝制在0~3.2V之间,这样就有效地避免了末端器材产生的反馈电压,经视频输出端子直接加载到主芯片的解码单元接口上,造成对主芯片的损坏。
(3)热插拔保护
一般的接收机机壳没有连接到大地,因此存在浮空机壳问题。这种情况下机壳电压可充至500V电压。当视频电缆连接至视频接口时,被充电的机壳会通过信号引脚放电。为了保护主芯片免受高电压损害,在所有输出端串联75Ω电阻,同时可在视频输出外问短路时限制短路电流。由于视频输出的直流电平有已知的对地参考直流电平,因此输出端不需要耦合电容。
SCART音视频输出接口
视频编码器可将YCBCR数字视频分量,转换成模拟的RGB三基色信号输出,这样就不需要经过电视机的矩阵电路,直接从末级视放送到显像管的三个阴极。理论上讲,此方式经过的环节最少,图像质量{zg}。输出RGB三基色信号的接口,以15针电脑VGA接口和欧洲的SCART接口为最多,也有少部分采用RCA插座来输出三基色的,现在我们就谈谈在接收机上用得最多的SCART接口。
SCART接口是一种传输CVBS信号、隔行RGB信号和音频信号的复合接口,最初由法国公司PERITEL提出的工业标准,后被欧洲其他的使用PAL视频制式的国家广泛采用,成为欧洲标准的音视频接口,因此又称欧插(EURO CONNECTOR)。现在的SCART接口又增加了传输S-VIDEO、YCBCR信号功能。
(1)SCART接口
DM500S接收机中的SCART接口(J10)不但支持通常的CVBS(复合全电视信号)、YC(S端子分量视频信号)和RGB(模拟三基色信号),还支持具有YCBCR隔行色差(注:在DM500S接收机中标示为YPBPR)输出功能。实际上,这种预藏各种视频状态的切换功能,是依靠系统编程软件,控制视频编码器硬件输出端口实现的。而且这类视频编码器输出端口都具备B/CB、G/Y、R/C/CR、Y/CVBS等双选择或多选择复合功能。
RGB视频信号要求三个独立的视频信号同时传输,相比之下YCBCR的主要优点是占用带宽少。在数字电视中,采用YCBCR(或叫YUV)色彩空间的原因主要就是为了减少数据储存空间和数据传输带宽,同时又能非常方便地与黑白电视兼容(即R-Y和B-Y信号为零)。其中“Y”表示明亮度,即灰阶值,它是将RGB信号的特定部分叠加到一起创建的,即Y=0.299R+0.587G+0.114B;CB反蛐的是蓝色信号与RGB信号亮度值之间的差异,即CB=-0.1687 R-0.3313 G+0.5 B+128;CR反映亮度值之间的差异,即CR=0.5 R-0.4187 G-0.0813 B+128。
(3)SCART控制端口
在DM500S接收机中,通过[主菜单]—[设置]—[系统设置],打开[音频/视频设备]界面,在[视频模式]上有CVBS、S-VIDEO、YPBPR和RGB四种选择,在[宽高比]上有4:3Panscan、4:3信箱模式、16:9三种选择,在[电视制式]上有PAL、PAL+PAL60、Multinorm、NTSC四种选择。对于国内所使用的电视机,应该根据你所选用的电视机视频输入模式,设置相应的电视机视频输入模式,设置相应的视频输出,以获得{zj0}视频重显,我们使用厦华MT-34F1A彩电所选择的设置模式。
对于欧洲地区使用的携有SCART接口的电视机,只要在[音频/视频设置]界面上设置好所需要的视频输出设置,电视机将会通过DM500S中的SCART控制端口自动切换到相应的模式上。因为在DM500S接收机SCART接口中,应用了16脚和8脚两个模式控制端口,其中8脚为宽高比模式控制端口,16脚为视频模式控制端口,受主芯片U15和软件的音频/视频设置控制。
对于16脚来讲,当选择CVBS、S-VIDEO模式时,主芯片U15向R108输出3.3V高电平,经过Q104、Q103构成的电子开关向J10的第16脚输出0V控制电平;当YCBCR、RGB模式时,主芯片输出0V低电平,使得第16脚输出4.5V控制电平,能够控制具有SCART接口的电视机切换到相应的模式,以正确地重显画面。
(4)画面测试功能
(5)关于NTSC制式转换问题
3、视频电路故障检修
(1)没有图像
根据接收机的信源解码具有图像、伴音同步解码的特点,无图像故障一般发生在视频解码、编码电路和视频输出电路。如果采用AV端子接视频输出的,调换成色差端子试一试,看有无图像,如果正常,一般来讲是AV端子部分的视频输出电路有问题,进行检查,检查C100、C102有无击穿,R117有无开路等。
例如有用户询问:使用某款37寸液晶(LCD)电视欧插转色差时,只有NTSC节目信号可以输出,而PAL信号只有声音,没有图像,请问是怎么回事?实际上色差输出信号没有视频PAL、NTSC制式之分的,只是在节目源制式不同时,色差口出信号的场频有50HZ和60HZ之分。产生此种现象应该是电视机的场频设置错误所致。
又一用户询问:使用等离子(PDP)电视,通过欧插转色差线接电视机后,电视屏幕上显示信息“与该信号不相容”,请教一般是什么原因?
在确定上述端子连接无误后,如果还有此问题,则可能是DM500S接收机问题。因为对于现在的LCD或PDP大屏幕电视来说,模拟视频输入信号的格式识别是通过检测输入视频中的场频和行频信号,和电视软件中存有的模板来对应,从而确定对信号A/D的采样模式,如800*600@50HZ(60HZ)、1024*768@50Hz(60Hz)等。
(2)图像质量
①网纹干扰
图像有很淡的有规则的网纹,此现象一般是开关电源的+3.3V、+5V输出纹波过高,高频纹波串入视频电路中调制在视频信号上,引起画面的网纹干扰,解决的办法是更换或加大C414、C404滤波电容容量。
如果连接线路过长、连接线质量不好,特别是屏蔽性能差或传输线的特性阻抗不匹配,也会产生网纹干扰。
②斑点和条
③重影
使用数字逐行的大屏幕电视机观看感觉到重影,特别是采用色差模式最明显,用复合视频输出的行频与标准有点误差,电视容错度太低所致。另外一些也可能是输出电路阻抗不匹配,导致信号反射所致。
④画面过亮
图像色彩很淡亮度很高,图像分不出层次,有亮画面时白茫茫一遍,调整电视机也没效果。在R100位置上加焊一个150~220Ω的电阻。
(3)图像无彩色
图像无彩色,一般为27MHZ晶振频率偏移所致,27MHZ时钟不仅作为系统的恢复时钟,而且还作为视频编码的基准时钟,频率必须保持稳定,不能漂移过多。视频编码器是在此前提下,才能正常工作的。若漂移严重,可产生图像无彩色或彩色异常,甚至无图像等现象。如果仅CVBS或是S-VIDEO单一通道出现无彩色图像,为该通道视频重建滤波网络参数不良。
例如有用户询问:采用一台新买的电视机和DM500S进行色差模式连接,采用YPBPR接口连接没有信号,采用YCBCR接口连接,图像上没有色彩,而拿到朋友家用液晶电视相同的模式一试,则可以播放正常,不知是何原因?
(4)图像马赛克
由于视频信号处理问题而引起的马赛克现象,其特征表现为接收机上的卫星信号能够锁定,但接收画面有规律性的马赛克现象。影响视频解码器正常处理,在硬件上一般有以下几个因素:
①CPU芯片温升过高
接收机工作时,其内部的开关电源、主CPU芯片和一体化调谐器可以说是三大热源,温升较高。在炎热的夏季对工作中的卫星接收机,尤其是放置在不通风音响柜内接收机,是一个巨大的考验。不少接收机因工作时间长,通风、散热不良,使机内的电解电容提早失效,主CPU芯片也会因为温升过高,导致节目播放时出现马赛克现象。
解决的办法有多种,最简单的办法是将DM500S直立放置,在DREAMBOX周围要留有足够的空间保持空气流通。
对于长时间使用,有效的办法是通过CPU上加一个散热器来帮助散热,或者添加一个风扇强制散热。
②接收机电源电压不正常
③内存芯片质量差
有用户反映:使用DM500S接收机播AXN频道时,只要里面的内容画面速度快了就会出现马赛克,换个频道后再换回这个频道又能正常放一会,但几十秒后又是这样。我们认为是视频内存U31质量问题,速度不够所致。现在有些厂家为了降低成本,常使用二手拆机的SDRAM内存芯片,芯片内部可能有坏区,另外速度也不够,导致出现上述问题,应换成速度快的xx内存