3 2 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 jœcie sygna³u IF, przystosowane do bezpoœredniego sterowania filtrem z fal¹ powierzchniow¹ (SAW). Impedancja jœciowa jest rzêdu 75 100R. Dostrajanie g³owicy odbywa siê za pomoc¹ diod pojemnoœcioch do³¹czonych równolegle do obwodów rezonansoch, 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 posa 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 korzystaniu zasad syntezy napiêciowej, a nastêpnie syntezy czêstotliwoœci.
4 2.1. System syntezy napiêciowej Istotê funkcjonowania systemu syntezy napiêciowej przedstawia rysunek 2.1. G³ównymi elementami systemu s¹: procesor steruj¹cy, pamiêæ, g³owica TV. Sterowanie g³owic¹ (bór kana³ów) odbywa siê poprzez podanie na jej prowadzenie 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 przechowane 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 pe³nienia 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 pe³nienia w chwili wo- ³ania ¹danego programu mikrokontroler pobiera z pamiêci. Pojemnoœæ zastosowanej pamiêci decyduje o iloœci programów, któr¹ mo na zaprogramowaæ i przechowaæ. W starszych rozwi¹zaniach syntez stosowano akumulatory do podtrzymywania informacji w pamiêci. Obecnie u ywa siê pamiêci nieulotnych typu EEPROM (deklarowany czas przechowania, bez w³¹czania zasilania nosi 10 lat). +33V R Uk³ad ca³kuj¹cy Napiêcie przestrajania Odbiornik zdalnej regulacji lub klawiatura lokalna Mikrokontroler steruj¹cy Szyna I 2 C Pamiêæ G³owica TV Sygna³y prze³¹czania pasm IF Napiêcie ARCz Uk³ad p.cz. CVBS Rys.2.1. Schemat bloko systemu syntezy napiêciowej.
5 Dok³adnoœæ dostrojenia generatora lokalnego (heterodyny) do maganej wartoœci zale y od rozdzielczoœci przetwornika C/A zastosowanego w procesorze steruj¹cym do twarzania sygna³u PWM (zazczaj jest to przetwornik 14-bito). 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 d³u 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 bór odpowiedniego pasma i ustaleniu wartoœci napiêcia warikapowego. Nastêpnie brany zostaje numer, pod którym zapamiêtane zostaj¹ te parametry w pamiêci nieulotnej. Numer ten jest adresem, do którego odwo³ywaæ siê bêdzie mikrokontroler przy ka dorazom borze 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 warikapom, przetworzeniu jej i uaktywnieniu odpowiednich jœæ procesora (pasmo, sygna³ PWM) celem dostrojenia g³owicy odbiornika do ¹danej stacji TV. Stabilnoœæ dostrojenia utrzymywana jest przez pêtlê sprzê enia zwrotnego. Sygna- ³em wejœciom dla mikrokontrolera decyduj¹cym o zakoñczeniu procesu dostrajania siê odbiornika do stacji TV, jest okreœlona wartoœæ napiêcia ARCz twarzanego 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 napiêcioch (a tak e czêstotliwoœcioch) daje mo liwoœci stosowania dowolnie skomplikowanych procedur strojenioch. 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 boru pasma (im 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 napiêcioch daj¹ce po sze mo liwoœci bazuj¹ miêdzy innymi na nastêpuj¹cych procesorach firmy Philips: PCA84C640P/019(030), PCA84C641P/068.
6 2.2. sterowane napiêciem telewizyjne stosowane w systemach syntez napiêcioch nie ró ni¹ siê w zasadzie od stosowanych w odbiornikach z programatorami mechanicznymi. Posiadaj¹ tak¹ sam¹ iloœæ wejœæ steruj¹cych i napiêæ zasilaj¹cych. starszego typu obejmuj¹ pasma VHF i UHF, nieco m³odsze - pasma VHF, CATV oraz UHF. Tunery telewizyjne stosowane w nowoczesnych odbiornikach posiadaj¹ zkle mo liwoœæ odbioru kana³ów w pe³nym zakresie telewizyjnym. Niektóre typy g³owic konane s¹ z dzielonym pasmem HYPERBAND. Posiadaj¹ one wówczas cztery prowadzenia do prze³¹czania pasm: VHF1, VHF2, HYPERDAND oraz UHF (np. g³owica UV615 - Philips: prowadzenie 6, patrz rysunek 2.2, odpowiedzialne jest za za³¹czanie pasma HYPERBAND). Na rynku polskim mo na spotkaæ odbiorniki telewizyjne z syntez¹ napiêciow¹, które posa 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 j¹tkiem problemów zwi¹zanych z miarami 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 miar rozstawu skrajnych prowadzeñ). Rozk³ad prowadzeñ g³owic z syntez¹ napiêciow¹ uleg³ równie pewnej standaryzacji. Na rysunku 2.2 przedstawiono miary mechaniczne i prowadzenia najczêœciej stosowanych g³owic. 1 1» 15 M M M 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314 0.5 14 4.445 62.2 80.2» 98 Rys.2.2. Najczêœciej spotykany rozk³ad prowadzeñ i miary mechaniczne g³owic produkowanych w Europie, przeznaczonych do uk³adów syntezy napiêciowej.
7 Funkcje poszczególnych prowadzeñ 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 U VAR (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 - jœcie symetryczne sygna³u IF, 14. IF - jœcie symetryczne sygna³u IF, M. - GROUND (pod³¹czenie masy). W tablicy 2.1 przedstawiono typy g³owic producentów europejskich, stosowanych w systemach syntez napiêcioch. 2.3. System syntezy czêstotliwoœci 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 korzystuje zasadê dzia³ania fazowej pêtli sprzê- enia zwrotnego PLL (Phase-Locked Loop). Podstawê systemu jaœnia rysunek 2.3. W zamkniêtej pêtli PLL czêstotliwoœæ jœciowa generatora sterowanego napiêciem f osc, 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 f div.. Czêstotliwoœæ odniesienia f ref jest twarzana przez podzielenie czêstotliwoœci oscylatora kwarcowego przez sta³y (lub programowany - w niektórych nowoczesnych rozwi¹zaniach uk³adów PLL) wspó³czynnik M. Czêstotliwoœci f div i f ref s¹ porównywane w cyfrom komparatorze fazy. Je eli oba sygna³y maj¹ ró n¹ fazê, detektor fazy twarza napiêcie, które jest proporcjonalne do b³êdu fazy i koryguje napiêcie dostrojenia oscylatora lokalnego do
8 +33V Prescaler P (=8) 15-bit. dzielnik f div programowany N U var Cyfro komparator fazy Oscylator Dzielnik sta³y M (=512) 3-bito ADC Uk³ad boru adresu f ref p7 Blok prze³¹czania portów p3 p0 p1 p2 Pamiêæ Mikrokontroler steruj¹cy IR Odbiornik zdalnej regulacji f osc 4MHz Szyna danych UK AD PLL f q Uk³ad nadawczoodbiorczy szyny danych 2 (SDA,SCL:I C) Uk³ad prze³¹czania pasm ARCz z obwodów Wybór adresu p.cz. Rys.2.3. Schemat bloko systemu syntezy czêstotliwoœci. f osc (heterodyna) 3-pasmo tuner w.cz./p.cz.
9 chwili, gdy f ref i f div zrównaj¹ siê w fazie. Napiêcie strojenia podawane jest tak e do warikapów wchodz¹cych w sk³ad przestrajanych filtrów obwodów wejœcioch g³owicy. Czêstotliwoœæ oscylatora w stanie ustalonym, tzn. gdy f div = f ref, nosi: f osc = (P N f q )/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 f q, f q - czêstotliwoœæ drgañ generatora kwarcowego. Tablica 2.1. Typy g³owic producentów europejskich stosowanych w systemach syntez napiêcioch Typ g³owicy Producent Zakres odbioru VHF1 VHF2 UHF Napiêcie ARW Napiêcie warikapowe Uvar Rozstaw SK 1090 O Salcomp E2-S10 E5-S41 E21-E69 0.85 9.2V 0.5 33V 62.2mm 2010 KYC Telefunken R1-S6 S7-S41 E21-E69 0.85 9.2V 0.5 30V 62.2mm 2000 KHC Telefunken E2-S6 S7-S41 E21-E69 0.85 9.2V 0 30V HTV 221S KS-V-65 KS-H-61 KS-K-91 KS-H-93 Thomson Orega Selteka- Litwa Selteka- Litwa Selteka- Litwa Selteka- Litwa 6PN 387 145 OTF- S³owacja 6PN 387 225 OTF- S³owacja E2-S10 E5-S41 E21-E69 0.85 9.2V 0 30V 62.2mm E2-S1 S2-S20 E21-E69 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 6PN 387 273 OTF- R1-S9 E5-S39 S40-E69 0.8 8.5V 0.5 28V 80.2mm S³owacja UV617 Philips E2-S1 E5-S20 E21-E69 0.85 9.2V 0.8 28V 80.2mm UV816 Philips E2-S10 E5-S39 S40-E69 0.85 9.2V 0.7 28V 80.2mm UV915E Philips E2-S10 E5-S39 S40-E69 0.85 9.2V 0.3 28V 62.2mm UV917 Philips E2-S10 E5-S20 E21-E69 0.5 28V UV953 Philips E2-R5 R6-R12 E21-E69 0.85 9.2V 0.3 28V 62.2mm
10 Z zale noœci tej nika, e czêstotliwoœæ drgañ oscylatora lokalnego f osc, mo e byæ zmieniana (przy uwzglêdnieniu sta³oœci wspó³czynników P i M oraz czêstotliwoœci f q ) 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 f q by³y nastêpuj¹ce: P = 64, M = 1536, f q = 3MHz. Uwzglêdniaj¹c zale noœæ (2.1), otrzymujemy: f osc = 125kHz N (2.2) 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 f q jak ej), np. dla kana³u 5 standardu B (wg CCIR), którego czêstotliwoœæ wizji nosi 175.25MHz, czêstotliwoœæ heterodyny powinna byæ równa: f osc = 214.15MHz (f osc = f PC + f IF, gdzie IF = 38.9MHz, standard B), wiêc N przyjmuje wartoœæ: N = 214.15MHz /125kHz =1713.2 Poniewa N mo e byæ tylko liczb¹ ca³kowit¹, wiêc przyjmuje siê N = 1713. Oznacza to, e odstrojenie heterodyny od wartoœci optymalnej nosi 25kHz (1713 125kHz = 214.125MHz). Taka wartoœæ odstrojenia nie ma praktycznie wiêkszego wp³ywu na jakoœæ odbioru. Wartoœci wspó³czynników P i M oraz wartoœæ f q dobierane s¹ przy uwzglêdnieniu wielu kryteriów, miêdzy innymi, szybkoœci pracy pêtli PLL oraz dok³adnoœci dostrojenia. W nowszych rozwi¹zaniach systemów syntez czêstotliwoœci, na przyk³ad z korzystaniem 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 f q przyjmuj¹ nastêpuj¹ce wartoœci: P = 8, f q = 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: f osc = 62.5kHz N, M = 640: f osc = 50kHz N, M = 1024: f osc = 31.25kHz N.
11 Programowanie odbiornika posa 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 (wo³anie numeru programu), mikrokontroler pobiera z tablicy kana³ów z w³asnej pamiêci ROM wartoœæ wspó³czynnika N oraz numer pasma. Dane te poprzez dwukierunko uk³ad interfejsu mikrokontrolera sy³ane s¹ do interfejsu uk³adu PLL. Numer pasma uaktywnia odpowiedni port uk³adu PLL za³¹czaj¹c w³aœciwe pasmo g³owicy, natomiast wspó³czynnik N powoduje tworzenie 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 napiêcioch, specjalizowany 8-bito jednouk³ado mikrokontroler (np.: 8048, 8051). Mikrokontroler komunikuje siê z otoczeniem (pamiêci¹, uk³adem PLL oraz z wieloma innymi obwodami odbiornika) poprzez szerego interfejs pracuj¹cy w oparciu o protokó³ szyny I 2 C. Z punktu widzenia systemu syntezy czêstotliwoœci, interesuj¹c¹ jest przede wszystkim komunikacja pomiêdzy mikrokontrolerem a uk³adem PLL. W rozwi¹zaniach z zastosowaniem interfejsu szyny I 2 C komunikat sy³any 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 I 2 C dla transmisji dla tej g³owicy (tryb zapisu). Bajt pierwszy trybu zapisu - jest to bajt adreso. Uk³ad PLL g³owicy podobnie, jak ka dy inny uk³ad-odbiornik szyny I 2 C posiada swój adres (siedem bitów). Poniewa odbiornik TV mo e byæ posa ony w dwie, a nawet trzy g³owice, uk³ad PLL posiada mo liwoœæ modyfikowania swojego adresu. Wyprowadzenie 12 g³owicy maj¹ce bezpoœrednie po³¹czenie z portem adresom uk³adu PLL jest odpowiedzialne za ustawienie indywidualnego adresu g³owicy. Tablica 2.2. Format danych interfejsu szyny I 2 C dla transmisji do g³owicy Selteka KS-H-64 (tryb zapisu) MSB *) LSB **) bajt 1 1 1 0 0 0 MA1 MA0 0 A Adres bajt 2 0 n14 n13 n12 n11 n10 n9 n8 A Progr. dzielnik bajt 2 bajt 3 n7 n6 n5 n4 n3 n2 n1 n0 A Progr. dzielnik bajt 1 bajt 4 1 T14 0 0 T11 T10 1 0 A Bajt kontrolny 1 (testy) bajt 5 X X X X P3 P2 P1 P0 A Bajt kontrolny 2 (porty I/O) *) MSB - bit najbardziej znacz¹cy **) LSB - bit najmniej znacz¹cy
12 W tablicy 2.3 podano przyporz¹dkowanie bitów MA1 i MA0 pierwszego bajtu do napiêæ na prowadzeniu 12 g³owicy Selteka KS-H-64. Podaj¹c wiêc do prowadzenia 12 g³owicy odpowiedni¹ wartoœæ napiêcia mo na ustawiæ adres g³owicy zgodnie z przewidzianym przez program steruj¹cy mikrokontrolera. Ósmy bit, najmniej znacz¹cy - LSB, w bajcie adresom 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: f osc =894.15MHz (855.25MHz + 38.9MHz), a wiêc wspó³czynnik N dla najni szej wartoœci kroku syntezy 31.25kHz nosi: N = 894.15MHz / 31.25kHz = 28612.8 Dla zapisania tej liczby potrzebnych jest 15 bitów (2 15 =32768) 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. Tablica 2.3. Przyporz¹dkowanie bitów MA1, MA0 pierwszego bajtu do napiêæ na prowadzeniu 12 g³owicy Selteka KS-H-64 Bity bajtu adresowego Napiêcie wejœcia adresowego MA1 MA0 AS, n.12 (port P 3) 0 0 (0 0.1) V PLL 0 1 open (nie pod³¹czony) 1 0 (0.4 0.6) V PLL 1 1 (0.9 1) V PLL 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 0 640 50kHz 0 1 1024 31.25kHz 1 1 512 62.5kHz
13 Po 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 dajnoœæ Ÿróde³ pr¹doch: T14 = 0 ustawia dajnoœæ 15mA, T14 = 1 ustawia dajnoœæ 50mA. W niektórych rozwi¹zaniach uk³adów PLL (np. MC44818) sta³y wspó³czynnik M podzia³u czêstotliwoœci odniesienia f q 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. Bajt pi¹ty trybu zapisu - drugi bajt kontrolny. Bajt ten zawiera miêdzy innymi informacjê dotycz¹c¹ za³¹czanego pasma g³owicy (trzy bity). Uk³ady PLL posiadaj¹ zkle 7 lub 8 portów typu I/O, które mog¹ byæ korzystywane do prze³¹czania pasm. Od producenta g³owic zale y, które z nich korzysta 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 adresom LSB=1). Z tego rodzaju transmisji korzystaj¹ programy steruj¹ce mikrokontrolerów w odbiornikach, w których napiêcie ARCz korzystuje 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 braniu kana³u TV, mo e okazaæ siê, e stacja nadawcza pracuje poza rastrem (noœna wizji kana³u usytuowana jest ej lub ni ej w stosunku do maganej wartoœci). W typoch 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 Bajt kontrolny 2 (porty jœciowe) P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0 VHF-L X X X X 0 0 1 0 VHF-H X X X X 0 1 0 0 UHF X X X X 0 0 0 1 - X - stan logiczny bitów bajtu kontrolnego 2 mo e mieæ dowoln¹ wartoœæ (jest bez znaczenia).
14 prowadzenia 7 g³owicy przetwarzane jest w przetworniku A/C uk³adu PLL do postaci cyfrowej, a nastêpnie poprzez szynê I 2 C 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. Bajt drugi trybu odczytu - bajt statusu. Trzy bity tego bajtu (A2, A1, A0) zawieraj¹ kod konwersji dla poziomów napiêcia na prowadzeniu 7 g³owicy. Napiêcie ARCz doprowadzone do tego prowadzenia podawane jest do 3-bitowego konwertera A/C wewn¹trz uk³adu PLL. Rozró nianych jest piêæ poziomów napiêcioch. 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. Tablica 2.6. Przyk³ad bajtów odczytywanych z g³owicy przez mikrokontroler MSB LSB bajt1 1 1 0 0 0 MA1 MA0 1 A adres bajt2 POR FL P7 P5 P4 A2 A1 A0 A 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, prowadzenie 7 g³owicy 1 0 0 0.6 V PLL -V PLL 0 1 1 0.45 V PLL -0.6 V PLL 0 1 0 0.3 V PLL -0.45 V PLL 0 0 1 0.15 V PLL -0.3 V PLL 0 0 0 0.0 V PLL -0.15 V PLL
15 2.4. TV - czêstotliwoœciowe telewizyjne stosowane w systemach syntez czêstotliwoœci w parametrach elektrycznych na ogó³ nie ró ni¹ siê od tych stosowanych w systemach syntez napiêcioch. 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 miarach mechanicznych (dla g³owicy z syntez¹ czêstotliwoœci obowi¹zuj¹ miary 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 szerego rezystor 22k), 9. V PLL - napiêcie zasilania uk³adu PLL (+5V), 10. SCL - szyna sygna³u taktuj¹cego, 11. SDA - szyna danych, 12. AS - wejœcie boru adresu, 13. IF - jœcie symetrycznego sygna³u IF, 14. IF - jœcie 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 prowadzeñ, trzeba bardzo uwa nie przeœledziæ uk³ad aplikacyjny danej g³owicy. Nale y zawsze sprawdziæ: czy korzystywane jest wejœcie napiêcia ARCz, jak¹ wartoœæ napiêcia przyjmuje wejœcie adresowe, czy stêpuj¹ 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 korzystuj¹ce 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 mienione g³owice posiadaj¹ interfejs szyny I 2 C. Kolumna Napiêcie U var podaje wartoœæ napiêcia, któr¹ nale y doprowadziæ do uk³adu PLL g³owicy, aby uzyskaæ pe³ny zakres jej przestrajania oraz
16 sposób, w jaki nale y to uczyniæ. Niektóre typy g³owic magaj¹ w³¹czenia szeregowego rezystora o wartoœci 22k±5% pomiêdzy Ÿród³o napiêcia +33V i prowadzenie 8 g³owicy (dopuszczalnym jest te zasilanie tego prowadzenia tego typu g³owic ze Ÿród³a pr¹dowego o dajnoœci 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 2012 PYC 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 KS-H-62 KS-H-92 6PN 387 224 6PN 387 144 6PN 387 147 6PN 387 227 6PN 387 272 6PN 387 274 Selteka- Litwa Selteka- Litwa Selteka- Litwa OTF S³owacja OTF S³owacja OTF S³owacja OTF S³owacja OTF S³owacja OTF S³owacja E2-S10 E5-S41 E21-E69 - +33V / 22k 80mm E2-S10 E5-S41 E21-E69 - +33V / 22k 80mm E2-S10 E5-S41 E21-E69 - +33V / 22k 62.2mm R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm R1-S9 R6-S39 S40-E69 - +30V±10% 80mm 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 Philips E2-R5 R6-E12 E21-E69 - +33V / 22k 62.2mm
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 stêpuje w obudowie DIL18, natomiast uk³ad TDA5030AT w obudowie SO20 (SOT163A), przeznaczonej do monta u powierzchniowego. Na rysunku 2.4 przedstawiono schemat bloko g³owicy z uk³adem TDA5030A/AT. Obwód mieszacz-oscylator dla pasma UHF zbudowany jest w oparciu o elementy dyskretne. W tablicy 2.9 przedstawiono opis prowadzeñ uk³adu TDA5030A, a w tablicy 2.10 opis prowadzeñ uk³adu TDA5030AT. 2.5.2. Uk³ady TDA5330T i TDA5331T Uk³ady TDA5330T, TDA5331T przeznaczone s¹ do stosowania w g³owicach trójpasmoch, pe³nozakresoch. 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 Tablica 2.9. Opis prowadzeñ uk³adu TDA5030A Nr prowadzenia Nazwa Przeznaczenie 1 VHF DECOUP Odsprzê enie stopnia wej. VHF 2 VHF IN Wejœcie pasma VHF 3 GND Masa (0V) 4 UHF IF DECOUP Odsprzê enie przedwzmacniacza p.cz. UHF 5 UHF IF IN Wejœcie p.cz. dla pasma UHF 6 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 7 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 8 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 9 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 10 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 11 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 12 BS Elektroniczny prze³¹cznik pasm 13 LO OUT Wyjœcie wzmacniacza oscylatora lokal. VHF 14 GND Masa (0V) 15 Vp Napiêcie zasilania (dodatnie) 16 VHF OSC Obwód rezonanso oscylatora VHF 17 RF GND Masa dla sygna³ów wejœcioch VHF 18 VHF OSC Obwód rezonanso oscylatora VHF
18 ANTENA VHF I/III obwód rezonanso oscylatora Vb TDA5030A/AT wzmacniacz VHFI/III - filtr pasmo VHF I/III filtr wejœcio 2 BB901 Vb Vb Vb VHF mieszacz 1 18 17 BB909A BA483 BA483 BB909A BB901 BB901 BB909A BB909A BA482 19 BA483 16 VHF oscylator 20 BF992 BF994S 15 n.c. do PLL/prescaler 13 6 14 wzmacniacz buforowany n.c. UHF mieszacz 8 UHF przedwzm. p.cz. 5 BB405B BB405B 7 6 4 filtr p.cz. 9 10 wzmacniacz p.cz. jœcie p.cz. (IF) 8 11 10 12 3 14 12 15 16 13 17 BB405B BA481 BF990A BF996S UHF - filtr pasmo wzmacniacz UHF- filtr wejœcio ARW(AGC) wejœcie prze³¹czania pasm VHF/UHF BB405B - napiêcie przestrajaniadla filtrów i obwodów rezonansoch oscylatorów lokalnych - numeracja nó ek dlatda5030at BF569N BF970N Vb - napiêcie prze³¹czaj¹ce pasma UHF oscylator Rys.2.4. Schemat bloko g³owicy z uk³adem TDA5030A/AT.
19 Tablica 2.10. Opis prowadzeñ uk³adu TDA5030AT Nr prowadzenia Nazwa Przeznaczenie 1 VHF DECOUP Odsprzê enie stopnia wej. VHF 2 VHF IN Wejœcie pasma VHF 3 GND Masa (0V) 4 UHF IF DECOUP Odsprzê enie przedwzmacniacza p.cz. UHF 5 UHF IF IN Wejœcie p.cz. dla pasma UHF 6 N.C. Nie pod³¹czone 7 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 8 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 9 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 10 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 11 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 12 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 13 BS Elektroniczny prze³¹cznik pasm 14 LO OUT Wyjœcie wzmacniacza oscylatora lokalnego VHF 14 GND Masa (0V) 15 N.C. Nie pod³¹czone 16 GND Masa (0V) 17 Vp Napiêcie zasilania (dodatnie) 18 VHF OSC Obwód rezonanso oscylatora VHF 19 RF GND Masa dla sygna³ów wejœcioch VHF 20 VHF OSC Obwód rezonanso oscylatora VHF siê jedynie rozmieszczeniem prowadzeñ. Wyprowadzenia uk³adu TDA5331T s¹ lustrzanym odbiciem prowadzeñ uk³adu TDA5330T. Na rysunku 2.5 przedstawiono schemat bloko g³owicy z uk³adem TDA5330T, a w tablicy 2.11 zamieszczono opis prowadzeñ 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 pe³nozakresoch. Zasadnicz¹ cech¹ ró nic¹ je od uk³adów TDA5330T, TDA5331T jest mniejsza moc strat i ni sze napiêcie zasilania +9V (zamiast 12V). Uk³ady te nie magaj¹ stosowania zewnêtrznego filtru dla sygna³ów p.cz. przez co zmniejsza siê iloœæ elementów dyskretnych w aplikacjach tych uk³adów. Uk³ad TDA5630T stêpuje w obudowie SO20 (SOT163-1), natomiast uk³ad TDA5630M w obudowie SSOP20 (SOT266-1). Na rysunku 2.6 przedstawiono schemat bloko g³owicy z uk³adem TDA5630T/M, a w tablicy 2.12 zamieszczono opis prowadzeñ uk³adu TDA5630T/M.
20 ANTENA pasmo dolne "A" filtr wejœcio wzmacniacz filtr pasmo obwody rezonansowe oscylatorów lokalnych BB911 BB910 4 pasmo"a" oscylator pasmo"a" stopieñ wejœcio mieszacz BB901 24 25 WYJŒCIE P.CZ. (IF) BB405B BB911 BB911 BB901 BB901 BB911 BF992 BF994S wzmacniacz buforowany 26 3 pasmo œrodkowe "B" 1 filtr wejœcio 27 DO UK ADU PLL/PRESCALER 28 5 6 7 13 14 8 9 10 11 TDA5330T filtr pasmo wzmacniacz BB910 BB910 BB910 pasmo"b" oscylator pasmo "B" stopieñ wejœcio mieszacz 22 BB901 23 17 BB405B BB405B BF990A BF998 wzmacniacz p.cz. 18 filtr IF pasmo górne "C" 15 16 filtr pasmo wzmacniacz filtr wejœcio BB405B pasmo"c" 20 pasmo "C" oscylator stopieñ wejœcio mieszacz 21 BF990A BF998 12 2 19 +Vp ARW(AGC) prze³¹czanie pasm dolne A/œrodkowe B/górne C - napiêcie przestrajania dla filtrów i obwodów rezonansoch oscylatorów lokalnych Rys.2.5. Schemat bloko g³owicy z uk³adem TDA5330T.
21 obwody rezonansowe oscylatorów lokalnych BB911 20 VHF-L 18 9 DO UK ADU PLL/PRESCALER 8 BB910 16 VHF-H 14 12 WYJŒCIE P.CZ.(IF) 11 BB405B UHF 19 17 15 ANTENA pasmo dolne "A" TDA5630T/M filtrwejscio wzmacniacz filtr pasmo pasmo A oscylator BB901 pasmo A 6 stopieñ wejœcio mieszacz BB911 BB911 BB911 BB901 BF992 BF994S wzmacniacz buforowany 3 BB910 BB910 pasmo œrodkowe"b" filtr pasmo wzmacniacz filtr wejœcio BB910 pasmo B oscylator pasmo B stopieñ wejœcio mieszacz 5 BB901 4 BF990A BF998 wzmacniacz p.cz. pasmo górne"c" filtr pasmo wzmacniacz filtr wejœcio BB405B BB405B BB405B pasmo C 2 pasmo C oscylator stopieñ wejœcio mieszacz 1 BF990A BF998 13 7 10 +Vp ARW(AGC) prze³¹czanie pasm pasmo A/pasmo B/pasmo C - napiêcie przestrajania filtrów i obwodów rezonansoch oscylatorów lokalnych Rys.2.6. Schemat bloko g³owicy z uk³adem TDA5630T/M.
22 2.5.4. Uk³ady TDA5332T i TDA5333T Uk³ady TDA5332T i TDA5333T s¹ dwuzakresomi wersjami uk³adów TDA5330T i TDA5331T. Podstawowa ró nica polega na tym, e nie mog¹ byæ stosowane do g³owic z uk³adami PLL, poniewa nie posiadaj¹ jœcia 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 bloko g³owicy z uk³adem TDA5332T, a w tablicy 2.13 zamieszczono opis prowadzeñ uk³adu TDA5332T. Tablica 2.11. Opis prowadzeñ uk³adu TDA5330T Nr prowadzenia Nazwa Przeznaczenie 1 A OSC Wejœcie oscylatora pasma A 2 GND Masa (0V) 3 A OSC Wyjœcie oscylatora pasma A 4 B OSC Wejœcie oscylatora pasma B 5 B OSC Wyjœcie oscylatora pasma B 6 B OSC Wyjœcie oscylatora pasma B 7 B OSC Wejœcie oscylatora pasma B 8 C OSC Wejœcie oscylatora pasma C 9 C OSC Wyjœcie oscylatora pasma C 10 C OSC Wyjœcie oscylatora pasma C 11 C OSC Wejœcie oscylatora pasma C 12 BS Elektroniczny prze³¹cznik pasm 13 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 14 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 15 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 16 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 17 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 18 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 19 Vp Napiêcie zasilania (dodatnie) 20 C IN Wejœcie pasma C 21 C IN Wejœcie pasma C 22 B IN Wejœcie pasma B 23 B IN Wejœcie pasma B 24 A IN Wejœcie pasma A 25 A IN Wejœcie pasma A 26 RF GND Masa sygna³ów wejœcioch RF 27 LO OUT Wyjœcie wzmacniacza oscylatorów lokalnych 28 LO OUT Wyjœcie wzmacniacza oscylatorów lokalnych
23 2.5.5. Uk³ady scalone w obwodach PLL g³owic - TSA6611, TSA5512, TSA5514, TSA5515 Uk³ady mog¹ stêpowaæ 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 bloko uk³adów TSA5511, TSA5512, na rysunku 2.9 schemat bloko uk³adu TSA5514, natomiast na rysunku 2.10 przedstawiono schemat bloko uk³adu TSA5515T. Uk³ady te sterowane s¹ szyn¹ I 2 C. 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 szczególniono ró nice pomiêdzy tymi uk³adami, gdzie: oznacza port typu otwarty kolektor, Wy oznacza port jœcio, Tablica 2.12. Opis prowadzeñ uk³adu TDA5630T/M Nr prowadzenia Nazwa Przeznaczenie 1 C IN1 Wejœcie 1 pasma C 2 C IN2 Wejœcie 2 pasma C 3 RF GND Masa dla sygna³ów RF 4 B IN1 Wejœcie 1 pasma B 5 B IN2 Wejœcie 2 pasma B 6 A IN Wejœcie pasma A 7 Vp Napiêcie zasilania 8 LO OUT1 Wyjœcie 1 wzmacniacza oscylatorów lokalnych 9 LO OUT2 Wyjœcie 2 wzmacniacza oscylatorów lokalnych 10 BS Elektroniczny prze³¹cznik pasm 11 IF OUT1 Wyjœcie 1 wzmacniacza p.cz. 12 IF OUT2 Wyjœcie 2 wzmacniacza p.cz. 13 GND Masa (0V) 14 B OSC OC Kolektor j. oscylatora pasma B 15 C OSC OC1 Kolektor j. 1 oscylatora pasma C 16 B OSC IB Baza wejœcia oscylatora pasma B 17 C OSC OC2 Kolektor j. 2 oscylatora pasma C 18 A OSC OC Kolektor j. oscylatora pasma A 19 C OSC IB Baza wejœcia oscylatora pasma C 20 A OSC IB Baza wejœcia oscylatora pasma A
24 obwody rezonansowe oscylatorów lokalnych napiêcie prze³¹czaj¹ce ANTENA TDA5332T VHF/UHF prze³¹czanie pasmo A (VHF) 20 filtr wzmacniacz filtr 19 1 2 18 3 4 5 6 7 8 9 10 pasmo A oscylator pasmo B oscylator pasm WYJŒCIE P.CZ.(IF) prze³¹cznik pasm wzmacniacz p.cz. pasmo A mieszacz stopieñ wejœcio pasmo B mieszacz filtr wzmacniacz filtr 17 stopieñ wejœcio 16 stabilizator DC Vp pasmo B (UHF) 15 14 13 12 ARW (AGC) filtr p.cz. 11 Rys.2.7. Schemat bloko g³owicy z uk³adem TDA5332T.
25 We oznacza port wejœcio, We- oznacza port z mo liwoœci¹ konfiguracji jako wejœcio lub jœcio. Na rysunku 2.11. przedstawiono schemat aplikacyjny uk³adu TSA5511. Schematy aplikacyjne pozosta³ych uk³adów s¹ podobne. Ró nice nikaj¹ jedynie z ró nic w konfiguracji portów. W tablicy 2.15 podano format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie zapisu dla uk³adów TSA5511, TSA5512. W tablicy 2.16 podano format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5514, a w tablicy 2.17 format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5515. Zale noœæ pomiêdzy bitami adresomi 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. Tablica 2.13. Opis prowadzeñ uk³adu TDA5332T Nr prowadzenia Nazwa Przeznaczenie 1 A OSC Wejœcie oscylatora pasma A 2 GND Masa (0V) 3 A OSC Wyjœcie oscylatora pasma A 4 B OSC Wejœcie oscylatora pasma B 5 B OSC Wyjœcie oscylatora pasma B 6 B OSC Wyjœcie oscylatora pasma B 7 B OSC Wejœcie oscylatora pasma B 8 BS Elektroniczny prze³¹cznik pasm 9 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 10 IF OUT Wyjœcie wzmacniacza p.cz. 11 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 12 IF IN Wejœcie wzmacniacza p.cz. 13 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 14 MIX OUT Wyjœcie mieszacza 15 Vp Napiêcie zasilania (dodatnie) 16 B IN Wejœcie pasma B 17 B IN Wejœcie pasma B 18 A IN Wejœcie pasma A 19 A IN Wejœcie pasma A 20 RF GND Masa dla sygna³ów wejœcioch RF
26 CHARGE PUMP DIGITAL PHASE COMPARATOR DIV 15-BIT PROGRAMMABLE DIVIDER TTL LEVEL COMPARATORS ADDRESS SELECTION PRESCALER : 8 TO CP IIC-BUS RTANSCEIVER 3-BIT ADC OSCILLATOR 4 MHz f REF 7.8125 khz DIVIDER N=512 LOGIC f DIV > f REF f DIV < f REF 15-BIT LATCH DIVIDER RATIO POWER DOWN DETECTOR OS IN-LOCK DETECTOR POR LATCH 3 CONTRAL DATA 8-BIT LATCH PORT INFORMATION RF IN1 RF IN2 T1 Q1 GATE Q2 SCL SDA + _ FL f TSA5511/T/AT TSA5512/T/AT/M P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 PD UD Rys.2.8. Schemat bloko uk³adów TSA5511 i TSA5512. V EE V CC
27 CHARGE PUMP DIGITAL PHASE COMPARATOR DIV 15-BIT PROGRAMMABLE DIVIDER TTL LEVEL COMPARATORS RF IN1 RF IN2 Q1 Q2 SCL ADDRESS SELECTION PRESCALER : 8 IIC-BUS RTANSCEIVER 3-BIT ADC SDA OSCILLATOR 4 MHz TO CP f REF 7.8125 khz DIVIDER N=512 f DIV > f REF f DIV < f REF 15-BIT LATCH DIVIDER RATIO POWER DOWN DETECTOR IN-LOCK DETECTOR POR LATCH 3 CONTRAL DATA 7-BIT LATCH PORT INFORMATION T1 LOGIC GATE + _ OS AS f P0 P1 P2 P4 P5 P6 P7 FL Rys.2.9. Schemat bloko uk³adu TSA5514. PD UD TSA5514/T/AT V EE V CC
28 CHARGE PUMP DIV 15-BIT PROGRAMMABLE DIVIDER DIGITALPHASE COMPARATOR PRESCALER : 8 RF IN1 RF IN2 IIC-BUS RTANSCEIVER OSCILLATOR 4 MHz TO CP f REF 7.8125 khz DIVIDER N=512 f DIV > f REF f DIV < f REF 15-BIT LATCH DIVIDER RATIO POWER DOWN DETECTOR ADDRESS SELECTION Q1 IN-LOCK DETECTOR Q2 POR SCL FL LATCH 3 CONTROL DATA 3-BIT LATCH PORT INFORMATION T1 GATE SDA 11 12 2 3 5 + _ 9 8 6 P1 P2 P7 7 AS LOGIC 4 OS Rys.2.10. Schemat bloko uk³adu TSA5515T. TSA 5515T f 1 14 13 PD UD 10 V EE V CC
29 +33V 180n 4MHz 27p mikrokontroler Q2 SDA SCL P7 P6 P5 P4 AFC PD Q1 39n 22k 1 18 2 17 3 16 4 15 5 14 6 13 7 12 8 11 9 10 TSA5511 UD Vee RF RF Vcc P0 P1 P2 P3 1n 1n 100n adres 22k 22k 22k 22k w.cz. wej. warikap. j. heterod. wej. pasm 3-pasmo tuner w.cz. IF IF +12V VIDEO tor p.cz. ARCz +5V +12V Rys.2.11. Schemat aplikacyjny uk³adu TSA5511. Tablica 2.14. Ró nice pomiêdzy mienionymi uk³adami Uk³ad P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0 TSA5511 TSA5511T TSA5511AT TSA5512 TSA5512T TSA5512AT, M TSA5514 TSA5514T TSA5514AT TSA5515T............. We. AS/iloœæ adresów we we we -/3 - - - -/3 we we we -/3 - - - - - - - -/3 - - -/3 -/3 jest/4 - - jest/4 jest/4 Przetwornik A/D 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) - jest/4 -
30 Bit CP ustawia dajnoœæ Ÿród³a pr¹dowego. CP = 0 ustawia 50µA, CP = 1 ustawia 220µA. Bity: T0, T1, OS przeznaczone s¹ do celów kontrolno-pomiaroch, a T0, T1, OS=0 ustawiaj¹ normaln¹ pracê uk³adu PLL. Gdy T1=1, to muszone jest w uk³adach TSA5511, TSA5512 i TSA5514 przesy³anie do portu P6 sygna³u f ref, a do portu P7 sygna³u f div, natomiast w uk³adzie TSA5515 nastêpuje przesy³anie do portu P2 sygna³u f ref, a do portu P7 sygna³u f div. T0=1 jœcie PD Ÿróde³ pr¹doch ustawione jest w stan sokiej impedancji. OS=1 jœcie UD steruj¹ce napiêciem przestrajania g³owicy jest ³¹czone. Bity P7 P0 to bity ustawiaj¹ce porty. Dla uk³adów TSA5511, TSA5512, TSA5514: Tablica 2.15. Format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie zapisu dla uk³adów TSA5511 i TSA5512 MSB LSB Bajt 1 1 1 0 0 0 MA1 MA0 0 A Adres bajt 2 0 N14 N13 N12 N11 N10 N9 N8 A Dzielnik 2/2 bajt 3 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1 N0 A Dzielnik 1/2 bajt 4 1 CP T1 T0 1 1 1 OS A Test bajt 5 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0 A Porty I/O Tablica 2.16. Format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5514 MSB LSB bajt 1 1 1 0 0 0 MA1 MA0 0 A Adres bajt 2 0 N14 N13 N12 N11 N10 N9 N8 A Dzielnik 2/2 bajt 3 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1 N0 A Dzielnik 1/2 bajt 4 1 CP T1 T0 x x x OS A Test bajt 5 P7 P6 P5 P4 x P2 P1 P0 A Porty I/O Tablica 2.17. Format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie zapisu dla uk³adu TSA5515 MSB LSB bajt 1 1 1 0 0 0 MA1 MA0 0 A Adres bajt 2 0 N14 N13 N12 N11 N10 N9 N8 A Dzielnik 2/2 bajt 3 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1 N0 A Dzielnik 1/2 bajt 4 1 CP T1 T0 x x x OS A Test bajt 5 P7 x x x x P2 P1 x A Porty I/O
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 sokiej impedancji. Dla uk³adu TSA5515: P7, P2, P1=1 odpowiednie jœcia staj¹ siê aktywne, P7, P2, P1=0 odpowiednie jœcia przechodz¹ w stan sokiej impedancji. W tablicy 2.19 podano format danych interfejsu szyny I 2 C 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 cyfro detektor, FL=1, gdy pêtla fazowa uk³adu PLL jest zamkniêta. Tablica 2.18. Zale noœæ pomiêdzy bitami adresomi MA0, MA1 uk³adów: TSA5511, TSA5512, TSA5514, TSA5515 Bity modyfikacji bajtu adresowego Napiêcie wejœcia adresowego MA1 MA0 Port P3 lub wejœcie AS 0 0 0V 0.1 V CC 0 1 dowolne (bez znaczenia) dla TSA5511, TSA5512 otwarte (nie pod³¹czone) dla TSA5514, TSA5515 1 0 0.4 V CC 0.6 V CC 1 1 0.9 V CC 13.5V Tablica 2.19. Format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie odczytu dla uk³adów: TSA5511, TSA5512, TSA5514 MSB LSB bajt1 1 1 0 0 0 MA1 MA0 1 A adres bajt2 POR FL P7 P5 P4 A2 A1 A0 A 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 V cc -V cc 0 1 1 0.45 V cc -0.6 V cc 0 1 0 0.3 V cc -0.45 V cc 0 0 1 0.15 V cc -0.3 V cc 0 0 0 0.0 V cc -0.15 V cc
32 Tablica 2.21. Format danych interfejsu szyny I 2 C w trybie odczytu dla uk³adu TSA5515 MSB LSB Bajt1 1 1 0 0 0 MA1 MA0 1 A Adres Bajt2 POR FL 1 P1 1 1 1 1 A Bajt statusu Bit POR monitoruje napiêcie zasilania uk³adu, POR=1, gdy napiêcie zasilania zmniejszy siê poni ej 3V lub podczas ³¹czania zasilania. W tablicy 2.21 podano format danych interfejsu szyny I 2 C 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 korzystuj¹ zaledwie czêœæ mo liwoœci zastosowanych uk³adów PLL. Zkle oprócz jœcia UD steruj¹cego napiêciem przestrajania g³owicy korzystywane s¹ jedynie trzy porty jœciowe do za³¹czania pasm g³owicy oraz wejœcie adresowe. Dysponuj¹c schematem ideom g³owicy mo na oceniæ zakres korzystanych mo liwoœci uk³adu PLL i sposób sterowania uk³adami prze³¹czania pasm g³owicy i braæ zamiennik dla zastosowanego uk³adu.