全频道电视接收器的设计Word格式.docx

全频道电视接收器的设计Word格式.docx

《全频道电视接收器的设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全频道电视接收器的设计Word格式.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

Wholechannel;

TVradioprograms;

Frequencysynthetic;

Automaticstorage

全频道电视接收器设计

1绪论

电视接收器就是接收无线卫星信号然后将接收到的高频信号及伴音信号进行放大、变频、检波及鉴频等过程。

然后将检波输出的全电视信号通过视频放大器放大到显像管大小；

将鉴频后输出的音频信号进行低频放大和功率放大，供给扬声器。

为了显示图像，还必须使显像管中的电子束进行扫描，在荧光屏上形成光栅，然后用视频信号去调制电子束，便能在屏上形成图像。

当然为了使接收器的扫描和电视台的扫描相同步，还必须从视频信号中分离出同步信号，用以控制接收机的扫描电路。

同时为了能稳定地收看还要采用自动控制电路。

此外还必须供给各部分需要低压和高压直流电源。

因此接收器构成大致可以分成三部分：

信号通道、扫描电路、电源。

其最先应用于军事，随着电视机的发展及广泛应用及人们对电视节目的兴趣，电视接收机广泛应用于家庭，学校，商场等地。

其装置极其方便简单，方便家庭使用安装。

所以受到广大市民的欢迎。

因此，电视接收器应用而生。

1、课题研究背景及目的

如今的家电市场电子产品种类繁多，各项新产品新技术不断涌现，致使各商业厂家不断推出具有各自特色的新产品。

结合家电市场需求，本课题研究了一种适用于家用电视以及移动数字电视的全频道电视接收器。

国内外市场需求也不断不扩大，数字电视、无线网络电视、移动数字电视都很盛行，这对全频道电视接收器的需求也加大。

目前正向着三网合一的目标发展。

本课题研究的目的就是实现对各种电视节目的接收、搜索以及对电视台的存储，对电视节目的选择。

并且含有对增补频道的接收器的设计，观众可以选择自己喜欢的电视节目观看。

不用浪费时间。

本接收器简捷轻便，易于携带，外观优美，适合大多数家庭，商场使用。

2、电视接收器的系统原理

电视接收器是指将卫星降频器LNB输出信号转换为音频视频信号或者射频信号的电子设备。

模拟卫星电视接收器接收的是模拟信号，目前因为大部分信号均已经数字化，模拟卫星接收器基本已经绝迹。

数字卫星电视接收器接收的是数字信号，是目前比较常用的接收器，又分插卡数字机，免费机，高清机等。

数字卫星电视是近几年迅速发展起来的，利用地球同步卫星将数字编码压缩的电视信号传输到用户端的一种广播电视形式。

主要有两种方式。

一种是将数字电视信号传送到有线电视前端，再由有线电视台转换成模拟电视传送到用户家中。

这种形式已经在世界各国普及应用多年。

另一种方式是将数字电视信号直接传送到用户家中即：

DirecttoHome（DTH）方式。

美国DirectTV公司是第一个应用这一技术的卫星电视营运公司。

与第一种方式相比，DTH方式卫星发射功率大，可用较小的天线接收，普通家庭即可使用。

同时，可以直接提供对用户授权和加密管理，开展数字电视，按次付费电视（PPV），高清晰度电视等类型的先进电视服务，不受中间环节限制。

此外DTH方式还可以开展许多电视服务之外的其他数字信息服务，如INTERNET高速下载，互动电视等。

3、电视接收器的电路组成

一台最基本的卫星电视接收器，通常应包括以下几个部分：

电子调谐选台器、中频放大与解调器、信号处理器、伴音信号解调器、前面板指示器、电源电路。

插卡数字机还包括卡片接口电路等。

其实物图如图1-1。

图1-1卫星电视接收机电路组成实物图

（1）电子调谐选台器。

其主要功能是从950-1450MHz的输入信号中选出所要接收的某一电视频道的频率，并将它变换成固定的第二中频频率（通常为479.5MHz），送给中频放大与解调器。

（2）中频AGC放大与解调器。

这将输入的固定第二中频信号滤波、放大后，再进行频率解调，得到包含图像和伴音信号在内的复合基带信号，同时还输出一个能够表征输入信号大小的直流分量送给电平指示电路。

（3）图像信号处理器。

它从复合基带信号中分离出视频信号，并经过去加重、能量去扩散和极性变换等一系列处理之后，将图像信号还原并输出。

（4）伴音解调器。

它从复合基带信号中分离出伴音副载波信号，并将它放大、解调后得到伴音信号。

（5）面板指示器。

它将中频放大解调器送来的直流电平信号进一步放大后，用指针式电平表、发光二极管陈列式电平表或数码显示器，来显示接收机输入信号的强弱和品质。

（6）电源电路。

它将市电经变压、整流、稳压后得到的多组低压直流稳压电源，为本机各部分及室外单元（高频头）供电。

4、电视接收器的调试

为了使电视机达到规定的指标和理想的接收效果，必须把组装好的电路进行调整和测试。

（1）高频头的调整

高频头在电视接收机中是一个关键部件，他直接将空间的微弱信号加以变放大送入中放电路中，它的指标高低直接影响图像的质量，在调整中应当细心调整步骤如下：

中频曲线→本振频率→高通滤波器→输入回路→高放曲线→总曲线。

中频曲线的带宽应为3到4兆赫左右。

本振频率的微范围应为正负1.5至正负4兆赫。

（2）中放电路的调试

电视接收器通道部分的主要指标由中放电路的指标来保证，中放电路的好坏决定接收机质量的2收回路器的__________________________________________________________________________________________________________________________好坏。

步骤如下：

吸收回路→中放末级→中方曲线→高中联接。

（3）视放电路的调试

视放电路是将视频检波后的视放信号加以放大来控制显像管阴极发射的电子束的强弱而形成图像，视放电路的好坏将影响图像的灰度等级和对比度。

调试步骤如下：

测量输出电压→视放曲线。

（4）伴音电路的调试

伴音电路是将电视伴音信号送入扬声器，完成电视伴音的再现过程，它的质量高低直接影响伴音效果，调试分两步完成：

伴音中放→伴音低放。

2方案论证

2.1方案选择

作为电视接收器来说，一般有电视无线接收器和电视软件红外接收器两种。

由于两种转发器采用不同的工作波段，一个为无线电波波段，一个为红外波段，仅从工作波段来看，红外线作为信号载波具有很多优点：

成本低、传播范围和方向及距离可以控制（不会穿过墙壁，对隔壁家的电视造成影响）、不产生电磁辐射干扰，也不受干扰等等，因此红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波，被广泛应用于家用电器行业。

鉴于此，本课题选择了以红外线作为信号载波，制作一种单片机控制的全频道电视接收器。

2.2全频道电视接收器的概述

电视接收器采用小板型设计，是一款能让您高清晰度收看和录制电视节目的高性能电视卡。

电视接收器采用独特的辅助智能芯片，内置多种智能程序，全面提升采集芯片的性能。

运用软3D/YC梳状滤波器、硬件2D5线全场降噪等多项画质改善技术，成倍提高细节部分的锐利度和色彩分离度，确保电视画面清晰自然更富层次感和真实感。

电视接收器的特性：

1、专业硬件方案，优质元器件，合理布线，完美设计。

2、高频头部分采用了不锈钢材料做屏蔽，接收效果更佳。

3、Philips713X芯片解码，色彩丰富艳丽，细节更动人。

4、精美小板型设计，兼顾普通机箱和小机箱用户使用需求。

5、带AV输入接口，可在电脑上观看电视/录影带/VCD等影像。

6、配备功能完备的红外遥控器，轻松遥控电脑看/录电视。

7、全频道电视搜索，最多可接收127个电视频道。

8、可随意缩放影像窗口或全屏收看电视节目。

9、可将不需要或接收质量不佳的频道清除。

10、带OSD功能：

屏幕显示频道、音量。

11、带节目编排功能，可自定义100个喜爱电视频道。

12、带16画面电视墙，轻松预览电视节目。

13、带定时录像功能，轻松录制没时间看的电视节目。

14、可压缩MPEG-1、MPEG-2文件，制作成VCD、DVD影碟。

15、提供录像回放、照片浏览功能。

16、支持BMP、JPG等图像格式的静态捕捉功能。

17、视频亮度、对比度、饱和度、灰度可调。

18、支持Windows2000/XP/Vista。

电视广播所要传送的是图像信号和伴音信号，由于他们本身的频率均较低，因此都不能直接以电磁波的形式向外发射，而必须借助于调制手段将其频率提高后，方可由发射天线将它以电磁波的形式发送出去。

所谓高频电视信号就是指已经过调制的高频图像信号与已经过调制的高频伴音信号的合成信号。

当伴音信号经过调制后即变成了所谓的高频伴音信号，为了与图像信号同频道且又互不干扰地传送，高频图像信号与伴音信号是采用频分复用的方式向外传送的。

并且我国规定伴音载频比图像载频高6.5MHz，最大频偏为50KHz，采用双边带传送高频伴音信号。

在实际的电视系统中，分配给伴音信号的带宽一般为0.5MHz，以便能容纳更多的变频分量。

因此传送一套电视节目将占用8MHz的带宽，即一个电视频道的带宽应为8MHz。

2.3全频道电视接收器的组成

接收机电路电源需要两组输出12V和32V。

一般来说，可以采用开关电源组件，但实验表明开关电源组件对高频信号的影响较大，所以最后还是采用了直流稳压电源。

电路中采用了输入为AC220V，输出为ACl6V和AC40V、功率为8W的降压变压器，在ACl6V输出端由D1～D4（IN4001）组成的单相桥式整流电路⋯，经电容C3，C4滤波后连接到三端稳压器LM7812CK，输出电压为12V。

在AC40V输出端接D5（IN4001）单相半波整流电路经Rl，Cl去耦，最后加一个L851机芯彩电专用的稳压二极管lzPC574，输出端电压为33V嵋1。

波段转换电路单元主要采用CD4022八进制计数／分配器作为转换电路的核心，在本设计中高频调谐器的BU，BL，BH三个端子接到三极管Q1，Q2和Q3的发射极，CD4022的2脚、1脚和3脚依次与三极管基极相连接，当开关K2在转换时高频调谐器的BU，BL，BH三个端子依次出现高电平，二极管LEDl，LED2，LED3分别发光作为波段指示。

电路中R3，C7，CD4001组成单稳态触发器用来消抖，以保证可靠的波段转换。

接收电路中采用鞭状天线或有线电视同轴电缆来接收信号，高频调谐器（俗称高频头）通常由输入回路、高频放大器、本机振荡器和混频器组成。

其中，输入回路的主要作用是选频，高频放大器对选出的高频电视信号进行幅度放大，由本机振荡器和混频器来完成变频，这三者的调谐回路频率是同时改变的。

在该接收机中采用TDQ-3型全增补高频头，频率范围为45～870M，高频调谐器的信号输入端为阴性英制F型接头，电视信号电缆或鞭状天线通过此接头与高频调谐器连接在一起。

室内时信号源可用有线电视电缆，室外时可以使用鞭状天线口J。

W1是调谐电位器，通过调整Wl，可以给高频调谐器的Ⅵ端子提供0—30V的电压，该电压加在高频调谐器内的变容二极管上，以此实现选台。

信号经高频调谐器限幅放大后，从高频调谐器的IF端输出，通过屏蔽线送人中频放大电路。

中频放大电路采用市售的TA7680中放盒，中放盒里包含了电视机中频放大电路的预中放、声表面波滤波器、集成中放TA7680，AGC以及AFC等电路。

可以实现中放电路的所有功能。

音频功放由常见的LM386以及少量的外围元器件组成，LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器L4J，采用LM386后功放外围电路很少，静态功耗很低，仅为24mW。

电位器W2选用47kn彩电场频调整电位器，调节该电位器可以控制音量的高低。

该电路失真度低，静态电流小，功耗低。

2.4电视接收器故障及原因分析

1、接收卫星节目杂波大，常见的原因有：

（1）接收天线未对准卫星，使信号过弱。

应先左右调整，找到图像最好、杂波最小的位置，再上下移动，固定在没有杂波的位置。

（2）高频头频率漂移引起中频信号偏移，放大量下降。

应调整其本振频率，让杂波消失。

（3）在大雨、大雪、大雾天气，信号（尤其是Ku波段）受到衰减造成。

待雨雪过后会恢复正常。

此外，如选用天线的口径偏小，使接收信号减弱亦会造成杂波。

选购时应考虑卫星转发器的功率大小，若功率小，则应用较大口径，并应留有适当余量。

亦可选用低噪声高增益优质高频头。

2、如何利用噪点来判断故障原因

接收模拟卫星信号时，如果收到图像，且噪点较多，则可根据噪点状况来判断故障原因。

具体来说，即：

当画面上全是黑噪点时，说明接收机频率偏高，应调低之；

当画面上全是白噪点时，说明接收机频率偏低，应调高之；

如画面上黑白噪点较多，可能是高频头的安装、焦点、极化、方位角和仰角调整不当，或天线方向有建筑物、树木等遮挡物，应以解决。

3、LNB损坏的原因有哪些

（1）LNB是长期工作在露天的有源电子部件，产生故障的原因有慢性的，如雨水锈蚀，也有瞬间的，如雷击、浪涌（电压和电流）冲击。

（2）雨水锈蚀：

长期日晒雨淋的LNB，如密封盒密封性能不良，易渗水，产生接触不良直至损坏。

所以不能随便拆卸，最好外加防护罩。

（3）雷电击坏：

这是常见的现象，尤其是在多雷地区、多雷季节，必须做好反馈系统的防雷措施。

（4）浪涌电压、电流冲击：

在供电电压波动较大的地区，在室内设置的交流稳压器和电源进线的质量及布局有问题时，则常会发生浪涌冲击损坏。

这可用万用表测量LNB输出接口的正反向阻值判断。

4、为什么接收机会出现无卫星信号现象

根据接收机结构原理分析，出现没有卫星接收信号的问题，主要有以下几种情况：

（1）接收天线的高频头与接收机之间的同轴电缆接触不良，造成信号中断。

（2）卫星天线高频头上的变频器是需要外部供电才能工作，一般是由卫星接收机提供（例如一般接收机通电后其信号输人口有18V电压输出，可作为变频器的工作电压）。

当一个接收天线都使用功率分配器同时接几台卫星接收机时，而功率分配器只有一个端口是馈电输人口，因此要确保与该馈电口连接的接收卫星必须长期工作，否则将收不到卫星节目。

（3）接收机内部高频头供电电路出现故障。

5、接收弱信号时，模拟与数字系统有何不同

接收模拟弱信号时，画面表现为图像上有黑或白噪点，信号越弱，图像越弱且越不稳定，甚至没有图像，只有噪点以及杂音。

但当接收数字弱信号，且低于数字接收机的门限值时，屏幕显示无图像或只有马赛克画面。

6、接收卫星节目质量差是何原因

在收看卫星电视节目时，出现信号不稳，画面有“马赛克”，声音断断续续等质量差的现象，常见的原因有：

（1）由于信号强度处于临界接收状态所致，可重新调整天线方位，增强信号，同时要精确调整极化角，改善接收效果。

（2）接收机工作一段时间，因散热条件差而过热，造成误码而出现黑画面或马赛克。

只要有足够散热空间，或者用空调和风扇降温则可恢复正常。

7、为何卫星节目图像好而声音出现沙哑断续现象

接收卫星节目图像好而声音出现沙哑断续现象，其主要原因是；

伴音解调器的频率漂移，或者射频调制器6.5MHz副载波偏移。

对于前者，音频和射频输出均不正常；

而后者，则是音频输出正常而射频输出失真。

需重新调整相应的频率到正常状态。

8、为什么雨天接收KU信号效果变差

Ku信号被雨（雪、雾）水衰减（俗称雨衰）的现象，是接收卫星电视节目时经常遇到的问题，雨量越大，接收效果越差。

一般来说，中雨（3-15mm／h）以下，轻则使图像受干扰，严重时出现马赛克画面；

大雨（15-60mm／h）或大暴雨（60mm／h以上）会中断接收。

经过反复测试、对比后发现，造成Ku信号而衰的主要原因，是雨水积聚在天线的反射面和馈源口上，尤其是凝结成水珠后，对Ku信号产生强烈的散射而衰减，使接收效果变差。

与之相比，对C波段信号影响不大。

减少Ku信号雨衰的简易方法

（1）天线口径的选择，在多雨的地方，可把收视某一节目时的极限口径增加约40％以减小雨衰的影响。

（2）天线应尽量放置在不易淋雨的地方。

（3）天线应采取适当的防水措施，例如给高频头加上塑料防水护套，对于1米以下的室外天线，最好用没有屏蔽作用的纸箱、塑料袋加盖，既可防雨衰，又可防锈蚀。

3硬件设计

本接收器利用PIC16F84A单片机对一体化频率合成高频头进行控制，可以实现全频道电视广播节目（包括增补频道）的自动搜索、自动存储，可以存储127个台位；

当前的平板电视（液晶、等离子电视）、数字电视机顶盒均采用了频率合成高频头来接收电视节目，通过本制作可以掌握频率合成高频头的控制原理，为今后相关产品的设计开发、检修打下一定的基础。

图3-1为该接收机的实物照片。

图3-1接收机实物图

3.1硬件电路介绍

接收器的电路如图3-2所示，电路主要由单片机PIC16F84A、一体化频率合成高频头FI1256／MK2、存储器24C02、稳压器7805组成。

一体化频率合成高频头TUNER选用飞利浦公司的FI1256／MK2型。

它将全频道（VHF／UHF）调谐器和中频（IF）解调器集于一体，可以直接输出音视频信号，其调谐及控制通过IC总线通信来实现。

23脚输出复合视频信号，25脚输出伴音信号，它们分别由莲花插座儿、J2引出供给外部AV设备使用。

由于PIC16F84A没有PC通信模块，本电路用RA0端作为PC通信的数据线（SDA），RA1端作为FC通信的时钟线（SCL），通过程序控制RA0、RA1端的电平按照IC通信协议的时序规范去改变，达到用软件模拟实现IC通信的目的。

IC2的5脚（SDA）、6脚（SCL）与TUNER的13脚（SCL）、14脚（SDA）均挂接在IC总线上。

单片机IC1通过IC总线去控制TUNER和IC2实现电视节目的接收与频道的存储。

ICl的RA2、RA3、RA4端作为操作输入端，分别连接微动开关SB1、SB2、SB3，SB1为自动搜索键，SB2与SB3分别为节目升／降键。

IC1的RB4端接人的发光二极管VD2作为自动搜索指示。

电阻R5、R6为IC2总线上拉电阻，R4与ICl的4脚配合构成开机复位电路。

J4为在线编程接口，便于程序的修改与烧写。

下图为硬件接口电路。

图3-2接收器硬件接口电路

3.2软件设计

软件用汇编语言编写，主要包括主程序、I2C通信子程序、高频头控制子程序（包括写高频头数据子程序、读高频头数据子程序、自动搜索子程序）、24C02读写子程序。

下面重点介绍一下高频头控制程序的编程要点。

频率合成高频头是利用I2C总线对其内部寄存器编程实现各种控制功能的，控制有读和写两种模式，接收电视节目时用写模式将调谐信息通过IC总线写入高频头，读模式可以读出高频头内部锁定状态，用以判断调谐是否准确。

3.2.1高频头的写模式

写模式一般写入5个字节,分别是ADB高频头地址码字节，DB1、DB2分频系数控制字节，通过改变分频系数控制调谐频率，DB1是分频系数控制高8位，DB2是分频系数控制低8位；

CB控制字节，用来控制调谐速度、锁相环状态、调谐步进值；

PB频段切换控制字节，用来在VL、VH、U三个频段间切换。

在接收电视节