有线电视频道增补器设计论文.docx
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1、四川理工学院本科毕业(设计)论文四川理工学院毕业设计(论文) 有线电视频道增补器设计学 生: 杨文攀学 号:06021028360专 业:电子信息工程班 级:电子信息工程 2006.3指导教师:王贤秋四川理工学院自动化与电子信息学院二一 年 六 月47摘 要本设计是以8031单片机为控制核心,外部陪以存储器存放程序,配合遥控器,实现对频道增补器的近距离遥控,以及由8031单片机构成的主控部分接受外部指令控制各种信号。本机利用内部的高频头和微处理机等元器件接收电视信号以及相关信息并进行处理叠加后送到电视机实现相关功能。本频道增补器控制性强、灵活性强、发展潜力大,具有很高的应用价值以及广大的市场前
2、景。关键词:有线电视;增补频道;传输;接收ABSTRACTThe design is based on 8031 for the control of the core, accompanied by an external memory storage procedure, with the remote control, to achieve close to the channel added to the remote control device, and by 8031 some form of controlling various signals to accept exter
3、nal control commands.This machine is used within the high-frequency components such as head and microprocessor to receive television signals and processing information and sent to TV after superposition of the relevant functions.Channels added to the device controlling the intensity, flexibility, de
4、velopment potential, high value and broad market prospects.KEYWORDS: cable;additional channels;transmit;receive 目录摘 要IABSTRACTII第1章 前 言1第2章 方案论证52.1 群变换式52.2 AV解调式62.3 二次变频式6第3章 硬件设计83.1 频道增补器的功能83.2 频道增补器面板说明83.2.1 红外发射器的面板说明83.2.2 频道增补器面板按键103.3 遥控信号发送电路103.3.1 M50462p集成电路113.3.2 红外线发射电路123.4 频道增补
5、器电路163.4.1 遥控信号接收电路163.4.2 高频头电路173.4.3 E2PROM(串行)213.4.4 微处理器接口电路243.4.5 电源电路28第4章 软件流程30第5章 结束语45致谢46参考文献47附 录48第1章 前 言 有线电视是用高频电缆、光缆和微波等来传输,并在一定的用户中分配和交换声音、图像、数据及其它信号的电视系统。有线电视发展至今已有四五十年的历史了。开始,人们为了解决电视信号阴影区居民收看电视的困难,在山顶上架设了增益较高的大型天线,通过电缆把天线接收下来的信号传到居民区分配给各用户,这就是最早的公共天线电视(Master Aerial Television
6、,简称MATV),后来发展成具有简易前端的功用天线电视(Community Antenna Television,简称CATV)系统,最后发展成今天的有限电视系统(或称为电缆电视系统,Cable Television,也简称为CATV)。有线电视电视在我国已获得了极大的发展和广泛应用,越来越多的用户通过有线电视系统收看到了众多的高质量的电视节目,随着信息技术的迅猛发展,在有线电视系统中采用邻频传输技术可以充分利用有限的频率资源,使增补频道在有线电视系统传输中得到广泛应用,但很多有线电视不能收看到增补频道或只能收看到部分增补频道,普通的有线电视已经不能满足人们的正常生活所需,因此,有线电视频道增
7、补器应运而生。1有线电视频道增补器简介有线电视的信号是通过电缆闭路传送的,其场强大小受到严格控制,一般不会辐射出来干扰其它设备,为了充分利用频率资源,降低有线电视传送设备成本,提高传送质量,增加电视频道数,国家又把这两处空白频率重新划作为增补频道,专门用于有线电视.增补1-7频道在标准12-13频道之间。 电视机使用的频率范围也有波段之分。电视机使用的是米波段和分米波段。米波段的频率范围是30300MHz,又称甚高频段。我国电视广播在米波段使用的频率范围是48.5223MHz,内设有12个电视频道,每一个电视台在播放电视节目时,占用一个频道;分米波段的频率范围是470958MHZ,内设有56个
8、频道,即1368频道。甚高频段与特高频段,即168频道统称为全频道。既能接收甚高频段又能接收特高频段节目的电视机,称为全频道电视机。 目前,普通的电视所使用的VHFI波段和VHFIII波段,不能利用U段和V段之间的频率资源,而在V段中,72.576M,92167M的频率资源以挪作它用,不能再用来发射电视信号,否则会产生严重的干扰。在有线电视系统里。喜好传输的媒质不是空间而是电缆,因此能充分利用上述没有用到的频率资源而不受任何干扰。而放在这些频率资源中的频道叫做增补频道。由于老式电视机高频头的结构所决定,因此不能收到增补频道的节目,所以必须有一个装置,把增补频道变换到V段和U段某一个固有频道播出
9、。而频道增补器就是为满足这种需要而专门设计的。频道增补器又叫机上变换器或有线电视电脑选台器,它是一种新型的家用电子产品,可以接受48550MHz频率范围内的所有标准电视频道及增补频道,然后,将其转换为一个固定的电视频道输出供电视机接受,这样频道增补器可以使任何一台电视机都能接收到有线电视网传送的全部电视信号频道,并能使非遥控电视机具有遥控功能,使那些只有8个频道预选器的老型号电视接收机扩展频道数量,满足有线电视发展的需要。由于采用数字频率合成技术,所以能使收看效果提高。 传输给电视机的电源 电 视 机 变 频 器 AC OUT AC IN 220V电源 AC IN CATV进户信号 IN CA
10、TV信号 OUT CATV信号 IN 传输给电视机的信号图1-1 有线电视频道增补器外部链接图2故障及检修频道增补器可将有线电视的增补频道节目移到UHF频道上,使非全频道的老式电视机可以接收到增补频道电视节目。其工作原理是:电视信号经高频放大混频后实现频率移动,当收视发生故障时,只要将有线电视线直接与电视机相连,若故障消失,就可以判断是否为频道增补器的故障。以下是维修频道增补器的几个检修实例:故障现象一:电视机图像扭曲成S状,初步判断是由于频道增补器直流电源中的交流纹波过大,纹波经电路耦合到电视信号中去所致。用万用表检查直流供电电源电路,粗测滤波电容的容量,发现直流电压输出位置的电解电容充电时
11、间明显偏锈电容替代原来的电容,故障即消失。故障现象二:电视机可以收到增补频道,但有的节目图像淡雪花点多,调节频道增补器的灵敏度旋钮,图像质量有所改变但不明显。分析故障原因:由于能接收增补频道,频率变换部分应无问题,可能是信号通道衰减过大所致,检查放大器电路及晶体三极管没有发现问题。该频道增补器的电视信号输入端与一个电位器并联,分压后再加到放大器的输入端,该电位器1 k,是灵敏度调节电位器。怀疑是输入电路问题,用万用表测量该电位器阻值,发现电位器调到最小时与输入端仍有近300 的阻值,因此使得通道衰减过大,当有的电视频道信号较弱时就会出现图像淡雪花点多的现象,换上一个新电位器故障排除。 故障现象
12、三:电视机开机后凡是增补频道的节目图像质量都不太好,若用频率微调可以使图像正常,但几分钟后又变差,若不进行频率微调几分钟后又逐渐恢复图像正常。其原因是某些与频率有关的器件热稳定性不好,检查后更换混频晶体三极管LP1001后恢复正常。此故障也有可能是与谐振回路有关的电容、电阻、变容二极管等热稳定性差所致。12 本设计利用单片机8031作为整个系统的主控部件,利用用于红外系统作接收机的遥控器前置放大芯片CX20106A、MC44802、电视频道预选集成芯片M58658P,我们还要用到EPROM芯片2716来放指令和频道数据等,由于P0口是数据和地址复用,因此必须用到锁存器74LS373(低电平锁存
13、)对低位地址加以锁存。 频道增补器电路主要由遥控信号接收电路、高频头电路、EEPROM(串行)、微处理器接口电路和电源电路组成。 遥控信号接收电路的作用是将接收的红外遥控信号转换成电信号,并加以解调输出,送给微处理器进行译码处理,译出指令并执行相应的操作程序,再通过执行部件实现对频道增补器各种功能的遥控。 高频头电路由1.3GHz的锁相环电路和调谐电路组成。其中锁相环电路功能是由MC44802芯片实现。 EEPROM(串行)由M58658P实现。M58658P是串行输入/输出1024位电可改写或改编程序的只读存储器。它由每字16位的64字节编组,串行地通过 1位双向母线传输数据和地址。 微处理
14、接口电路由单片机8031实现。 电源电路由三端集成稳压器W7805、W7812、调谐电源稳压电路UPC574J组成。 第2章 方案论证 加装有线电视频道增补器是在有线电视输出口和电视机输入口间插一台增频器,从而达到增加接收频道的目的。目前,有线电视频道增补器有群变换式、AV解调式、二次变频式这三大种。2.1 群变换式群变换式频道增补器结构简单,它的原理是将增补频段上的节目通过频谱搬移技术,将增补频段的节目搬移到标准频段上(UHF频段),这样,一般电视机通过它就可以接收到增补频道节目了。这种增频器工作不稳定,插入损耗较大,所以它要求的输入信号在65DB以上,并且其工作频率最高只能达到400MHZ
15、以下,输入的电视节目不能超过28套,否则会产生较多的网文干扰,这种增频器只能用在400MHz以下的有线电视系统。 干线入 去片区 (变为标准频道) Z8Z16混合输入滤波 自办节目 群变换本振 图2-1 群变换式42.2 AV解调式这种增频器实际上是将普通电视机的高频调谐,中频放大,图像检波与伴音解调以及微机控制这几个部分电路集成而成,分别输出视频信号和伴音信号,它通常内置一个射频变换盒,将视音频信号变为一般的高频载波信号输出到电视机的天线输入口,这种增频效果一般,最适合于老式按键选台的彩色电视机使用,对于较新型的电视机用它就不适合了,因为较新型的电视机其中放都采用了较先进的电路对信号进行处理
16、,提高接收信号的质量,如果加入增频器,将使这些电路失去作用,从而使接收的图像达不到原机的水平。 本振中放滤波中放混频输入滤波解调调制 输出 载波发生器 图2-2 AV解调式2.3 二次变频式二次变频式频道增补器引入了微机控制和锁相环技术,带有遥控器,它的原理是将所有的电视频道通过一次上变频在某一个固定频率上(600MHz)。后再经过二次下变频输出到电视机,这种增频器由于加入了微机控制和锁相环技术,所以输出的信号较为稳定,拍频干扰少,不过其插入损耗还是较大,要求输入的信号电平在60DB以上,最高工作频率只能到550MHz。第一本振带通放大混频低通 输入放大混频 输出 第二本振 图2-3 二次变频
17、式 由于采用二次变频式频道增补器的输出信号较为稳定,拍频干扰少,且带有遥控器,因此,本文采用二次变频方式设计有线电视频道增补器。 第3章 硬件设计3.1 频道增补器的功能本频道增补器设计包含以下功能:1.微电脑全功能红外遥控2.数字频率合成调节3.48550MHz调谐宽带4.固定1频道输出5.频道直接选择6.频道上/下搜索7.频率微调8.有 32个记忆频道9.能遥控交流开关彩电3.2 频道增补器面板说明频道增补器的射频输入端与CATV用户端用75欧姆的电缆相连,并用同样的电缆,把频道增补器的射频输出与电视机的天线孔相连,然后把电视机的电源插头插入频道增补器的电视机插座处,即可实现红外遥控交流开
18、关机,否则不能实现。3.2.1 红外发射器的面板说明 红外发射器的面板如图3-1所示,turn键为预置状态转换键,当频道增补器刚上电时,即为非预置状态。当按下turn键是就能变成预置状态,再按一下又回到非预置状态,循环反复。 0 1 2 on 3 4 5 off 6 7 8 CH+ 9 微+ 微- CH- CLR M turn 图3-1 红外发射器面板非预置状态的功能频道+,频道-,微调+,微调-,记忆键(M),频道直接选择,交流开关机。频道直接选择必须按下两位数,如1频道,就要按01,否则无效。当按下频道数或频道CH+、CH-,发现图象或声音不好的话,可以按微+或微-来调节。如果以后还想看该
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