Методика  пошуку несправностей у блоках керування телеприймачів

1. Схемотехніка та функціональні схеми телевізорів з різними поколіннями процесорів керування

2. Методика  пошуку несправностей у блоках керування телеприймачів

 

1. Схемотехніка та функціональні схеми телевізорів з різними поколіннями процесорів керування

 

З розвитком елементної бази схемотехніка телевізорів зазнала значних змін та розвивається в декількох напрямках. Одне з них – застосування багатофункціональних великих інтегральних схем (ВІС), до складу яких входять практично всі основні вузли телевізійного приймача: ППЧЗ, відеодетектор, АРП, АПЧГ, канал синхронізації, генератори розгорток, канал звуку та відеопроцесор (декодери кольоровості, канал яскравості, матриці та попередні відеопідсилювачі RGB). Ці ВІС називаються процесорами One Chip Television. ВІС One Chip Television (OCT) широко застосовуються в телевізійних приймачах більше 10 років. Відеопроцесор є найбільш ємною частиною OCT-процесора, тому ці мікросхеми іноді називають відеопроцесором. Для створення телевізора на процесорі OCT досить додати вихідні каскади рядкової та кадрової розгорток, вихідні відеопідсилювачі (ВП), ППЗЧ та тюнер. Застосування процесорів One Chip Television дозволяє значно спростити конструкцію та здешевити телевізійні апарати зі збереженням і навіть поліпшенням їх якісних характеристик. До теперішнього часу розроблено та існує три покоління ВІС One Chip Television. Функціональна схема телевізора на ОСТ-процесорі першого покоління показана на рис.1. На OCT-процесор надходять сигнали проміжних частот зображення та звуку від тюнера. Він забезпечує отримання з них сигналів основних кольорів (RGB) та НЧ сигналу звуку, а також формує сигнали запуску рядкової та кадрової розгорток. Регулювання яскравості, контрастності, насиченості та гучності здійснює процесор керування, який по командам з пульта дистанційного керування або локальної клавіатури телевізора змінює постійні напруги на відповідних входах процесора OCT. Найбільш відомим представником OCT-процесорів першого покоління є мікросхема TDA8362. Головна відмінність ВІС One Chip Television другого покоління від мікросхем першого покоління полягає в тому, що вони "спілкуються" з процесором керування по цифровій шині, як правило, по шині I2C (рис.2). При цьому кількість виводів у мікросхем та провідників (доріжок) на друкованій платі значно зменшується, так як відпадає необхідність в напругах регулювання яскравості, контрастності та ряді інших оперативних і сервісних регулювань. Ця інформація надходить на OCT-процесор другого покоління з цифровою шини від процесора керування. Зазвичай для цього використовується цифрова шина I2C, по якій процесор керування обмінюється інформацією з мікросхемою пам'яті. Крім того, в такому телевізорі може бути встановлений тюнер з синтезатором частоти. В цьому випадку, по цій же шині на тюнер від процесора керування надходить інформація про обраний канал. Все це скорочує кількість виводів у ВІС ОСТ-процесора, процесора керування та з’єднувальних доріжок на друкованій платі. Так як по шині I2C інший на OCT-процесор від процесора керування надходить також інформація про сервісні регулюваннях (баланс білого, затримка АРП, розмір, лінійність, центрування по вертикалі і т.д.), то зводиться до мінімуму кількість потенціометрів та інших механічних регуляторів. Вся інформація про оперативні та сервісні регулювання зберігається в мікросхемі пам'яті EEPROM. Це помітно здешевлює масове виробництво, оскільки деталі для нього закуповуються масовими партіями, і телевізори також виготовляються великими партіями. OCT-процесори (особливо першого покоління) не завжди містять декодер SECAM та можуть мати досить багато елементів «обв'язки». Ще однією особливістю OCT-процесора другого покоління (і взагалі телевізора з тюнером, що має синтезатор частоти) є те, що наявність схеми АПЧГ не обов'язково. Пов'язано це з тим, що стабільність частоти гетеродина забезпечує схема ФАПЧ синтезатора частоти. Напруга АПЧГ в таких апаратах використовується, як правило, тільки для роботи схеми автопошуку. Правда, для роботи цієї схеми в деяких апаратах успішно використовується напруга АРП, за величиною якої можна судити про точність настройки на канал не гірше, ніж по величині напруги АПЧГ. Характерними представниками OCT-процесорів другого покоління є мікросхеми TDA8842, TDA8844.

Помітний стрибок у подальшій інтеграції сучасних телевізорів стався з появою ВІС One Chip Television третього покоління. Ці мікросхеми містять все те, що було у ВІС OCT другого покоління, плюс процесор керування, а до складу деяких з них входить також процесор телетексту. За термінологією фірми PHILIPS, для позначення ВІС з сімейства One Chip Television третього покоління закріпилася абревіатура UOC, яку можна розшифрувати, як Ultimate One Chip, і перевести, як «остаточний однокристальний телевізор».

Функціональна схема телевізора на процесорі UOC показана на рис.3. Процесор UOC є основним елементом обробки сигналів та керування телевізором. Від нього багато в чому залежить працездатність всього пристрою. Телевізійний приймач на базі UOC-процесора містить такі обов'язкові складові: власне сам UOC-процесор, мікросхему пам'яті EEPROM, фотоприймач ДК, тюнер, ППЗЧ, вихідні каскади рядкової та кадрової розгортки, вихідні відеопідсилювачі RGB, кінескоп, імпульсний блок живлення,  пульт дистанційного керування. Крім цього телевізор може мати ряд допоміжних мікросхем, каскадів та ланцюгів, наприклад, додаткові комутатори входів, декодер NICAM, схеми захисту від перевантажень і т.д. Регулювання такого телевізора в процесі ремонту здійснюється за допомогою пульта дистанційного керування з використанням сервісного режиму. Основним виробником UOC-процесорів є фірма PHILIPS. Вона більше п'яти років випускає ряд сімейств ВІС Ultimate One Chip: TDA935x, TDA936x і TDA938x.

Рис .1

Рис. 2

 

Рис. 3

Рис. 4

Сучасний тюнер - це комплектувальна одиниця, яку авторизовані сервісні центри не ремонтують, а міняють цілком. Крім звичних каскадів (вхідних кіл, ПВЧ, змішувача, гетеродина) і синтезатора частоти тюнер сучасного телевізора може містити ППЧЗ, відеодетектор, ППЧЗв, тобто практично весь радіоканал. У рекламних цілях такі тюнери називають «два в одному» ( «2 in 1»).

Фірма SONY для тюнерів, об'єднаних з радіоканалом, використовує назву FRONTEND. Для телевізорів з тюнерами FRONTEND спеціально розробили спрощені процесори UOC (TDA939x). Вони, як правило, не містять радіоканалу. В останні 20 років розроблено та впроваджено декілька систем стереофонічного телевізійного мовлення. Для обробки сигналів звуку (ПЧ і НЧ) і декодування стереосигналу застосовуються цифрові методи та розроблені спеціальні ВІС - процесори звуку.

 

2. Методика  пошуку несправностей у блоках керування телеприймачів

 

Схемотехніка телевізорів в останні десять років зазнала значні зміни. Допоміжний раніше пристрій керування в сучасних телевізорах перетворився на один з основних вузлів – процесор керування. На нього покладені функції – від дистанційного керування, оперативних і сервісних регулювань до відеоігор і обробки сигналу телетексту.

Під «зависанням» процесора слід розуміти те, що при вмиканні телевізора в робочий режим він відразу або через деякий проміжок часу перестає реагувати на кнопки пульта дистанційного керування (ДК)  і локальної клавіатури. Причин цього може бути декілька:

•  завищено або сильно занижено напругу живлення процесора;

•  підвищений рівень пульсацій напруги живлення процесора;

•  не формується імпульс скидання RESET;

•  непрацездатний тактовий генератор;

•  замкнуто одну або декілька кнопок локальної клавіатури;

•  несправна шина керування;

•  несправний процесор.

Пульсації напруги живлення виникають, як правило, із-за втрати ємкості оксидними конденсаторами блоку живлення. Рівень пульсацій може підвищитися при надмірному збільшенні струму споживання одним з каскадів, що живиться від того ж випрямляча, що і процесор.

На вході RESET процесора нормальна напруга має бути приблизно рівний напрузі джерела живлення (+5 В). Лише при включенні телевізора на цьому виводі за допомогою зовнішніх елементів формується негативний імпульс скидання. Якщо за наявності напруги живлення процесора на виведенні RESET напруга занижена або при вмиканні відсутній імпульс скидання, слід перевірити схему скидання, і якщо вона містить оксидний конденсатор, то в першу чергу потрібно перевірити саме його. Якщо живлення процесора в нормі, деталі схеми скидання справні, а на виведенні RESET процесора напруга занижена, то слід вважати несправним сам процесор. У сучасних телевізорах останнім часом використовуються спеціальні мікросхеми, які формують імпульс скидання, тому за відсутності на процесорі сигналу RESET також перевіряють справність і цієї мікросхеми.

Для синхронізації роботи всіх вузлів процесора він містить тактовий генератор із зовнішнім кварцовим резонатором. При цьому характерним дефектом є неякісна пайка виводів кварцового резонатора. Іншим дефектом тактового генератора є несправність самого кварцового резонатора, що можна перевірити методом заміни.

Кнопки локальної клавіатури можуть підключатися до різних процесорів по-різному. Три основні схеми включення представлено на рис. 1. Перша з них (рис. 5, а) додаткових пояснень не вимагає. У схемі рис. 5, б при натисненні однієї з клавіш змінюється постійна напруга на відповідному вході процесора, яка розпізнається процесором і дешифрується в певну команду. Ця напруга максимальна (5В), коли кнопки не натискують, і мінімальна (0 В) при натиснутій клавіші S1.

 

Рисунок 5 – Схеми підключення кнопок керування до процесора

Однією з найпоширеніших є схема (рис. 5, в), в якій клавіатура є матрицею, що має декілька входів і виходів. На входи клавіатури з процесора поступають імпульси, зсунуті по фазі один відносно одного (див. рис. 5, в). Залежно від того, яка з кнопок натиснута, на одному з виходів з'явиться один з вхідних імпульсів, який дешифрується процесором в ту або іншу команду. Дефекти клавіатури саме цього вигляду частіше наводять до зависання процесора. Слід перевірити, чи не замикають кнопки і чи немає витоку між виводами кнопок і обоймою, яка служить для збільшення жорсткості кріплення кнопок (особливо, якщо ця обойма заземлена). Цю операцію зручніше виконувати, акуратно розрізав  друковані провідники між кнопками і відповідними виводами процесора. Якщо кнопки не натискують, то постійна напруга на всіх входах матричної клавіатури однакова і можуть відрізнятися від напруг  на виходах, які також мають бути рівні між собою. Перевіряти кнопки необхідно, якщо напруга на одному вході (виході) матричної клавіатури відрізняється від останніх.

Процесор обмінюється інформацією з веденими пристроями по цифровій шині. Найбільш поширені двопровідна цифрова шина I2C (PHILIPS) і трипровідна цифрова шина IM (ITT Inter Metal). Певна частина несправностей, що наводять до «зависання» процесора, – це несправності шини керування. На рис. 6 показаний зв'язок процесора з тюнером, мікросхемою пам'яті і відеопроцесором по шині I2C. Обидві лінії шини двонаправлені: SCL – лінія тактових імпульсів (синхронізації), а SDA – лінія даних. З десяти резисторів в схемі необхідними є лише два – R7 і R8 (резистори підтяжки). Необхідність вказаних резисторів обумовлена тим, що усередині мікросхем по виводах цифрової шини встановлені каскади з відкритим колектором (стоком), і R7, R8 – це резистори зовнішнього навантаження. Останні резистори схеми – струмообмежувальні і виконують захисну функцію. Частину або всі обмежуючі резистори виробник телевізорів може не встановлювати. Подібні схемні рішення застосовуються і для інших цифрових шин.

Рисунок 6 – Цифрова шина I2C в блоках керування телеприймачів

На рис. 7 наведена схема IM - шини, де D – лінія даних, C – лінія тактових імпульсів (синхронізації), а I – лінія ідентифікації. З цих ліній лише D – двонаправлена, а C і I – однонаправлені. Для збільшення швидкості обміну інформацією в деяких телевізорах використовують дві, три і більш цифрових шин, що керують. При нормальній роботі постійна напруга на лініях більшості шин складає від 4 до 4,9 В.

 Рисунок 7 – Цифрова шина IM в блоках керування телеприймачів

Якщо напруга хоч би на одній з ліній цифрової шини занижена, то це інформує про порушення обміну даними. В першу чергу необхідно перевірити, чи не підсаджена ця лінія процесором або одніею з керованих їм мікросхем. За наявності обмежуючих резисторів це зробити нескладно. Для цього потрібно по черзі виміряти напругу на виводах цих резисторів відносно корпусу. Якщо на виводах якого-небудь з них буде різна напруга, то мікросхему, до якої він підключений, слід вважати несправною. Якщо обмежуючі резистори відсутні, то необхідно по черзі відключати виводи мікросхем, безпосередньо підключених до підсадженої лінії, до тих пір, поки режим на ній відновиться – це інформує про те, що остання відключена від шини мікросхема несправна. Зниження напруги на одній з ліній цифрової шини може статися також із-за обриву резистора підтяжки, підключеного до цієї шини.

При включенні телевізора процесор може перевіряти (сканувати) як клавіатуру, так і конфігурацію системи (використання систем кольорового телебачення, наявність телетексту, задавання мови меню і мови телетексту і так далі). У сучасних апаратах ці установки здійснюються в сервісному режимі, а в ранішніх моделях вони задавалися апаратно. Для цього в процесорі був спеціальний сканувальний порт (вивід), між яким і декількома іншими виводами процесора підключалися діоди. Кількістю і точками підключення цих діодів задавалися певні характеристики телевізора. За наявності витоку в одному або деяких з цих діодів може статися «зависання» процесора.

Процесор може зависнути із-за несправності мікросхеми пам'яті або через те, що несправний сам.

Більшість проблем при ремонті сучасних телевізорів виникають із-за порушення (збоїв) завантажувальної інформації (BIOS), необхідної для нормальної роботи мікроконтролера керування і для налаштування вузлів телевізора,  що керуються по цифровій шині (тюнера, відеопроцесора, модуля телетексту). Як правило, ця інформація записана у вузлі пам'яті, виконаному у вигляді окремої мікросхеми, розташованої поряд з мікроконтролером керування.

Найчастіше в телевізорах використовують мікросхеми фірм ATMEL, MICROCHIP, PHILIPS: 24С01, 24С02, 24С04, 24С08, 24С16, PCF8582 або 93С46.

Як правило, всі мікросхеми пам'яті замінюються іншими з великим об'ємом пам'яті. Наприклад, мікросхему 24С01 або 24С02 можна замінити на будь-яку з 24С04, 24С08, 24С16. Мікросхема 24С01 має об'єм пам'яті 1К (128x8 біт), а мікросхема 24С16 – 16К. Можлива також заміна мікросхеми PCF8582 на 24С02, але не навпаки, оскільки при запису в пам'ять PCF8582 необхідний зовнішній тактовий генератор програмування.

Прояви несправності із-за дефекту інформації в мікросхемах пам'яті можуть найрізноманітнішими: телевізор не включається, не з'являється екранне меню або управління через нього виконується неправильно, змінена геометрія растру, не відбувається запам'ятовування вибраної програми, мимоволі перемикаються канали, вимкнений звук і ін. Крім того, після включення телевізора всі початкові установки гучності, яскравості, контрастності і насиченості можуть бути змінені на максимальні або мінімальні значення. При цьому перевірка осцилографом наявності сигналів синхронізації і інформаційних даних в більшості випадків виявляється даремною, оскільки обмін відбувається і при “чистій” мікросхемі, і коли в ній записані невірні дані.

У найзагальнішому випадку при включенні телевізора мікроконтролер управління скидається сигналом RESET. Потім програма, записана в мікроконтролері, стартує з якого-небудь моменту (необов'язково з нульової адреси). Як правило, після вибірки двох-трьох команд (ініціалізація портів, АЦП) мікроконтролер звертається до мікросхеми пам'яті і зчитує початкові установки в свій блок пам'яті RAM. Звичайно це – початкові значення яскравості, контрастності, насиченості, зображення і гучності звуку, інформація про геометрію растру та інші, залежно від програмно-функціональних можливостей телевізора.

У розробці програм для мікроконтролерів немає жодної стандартизації: кожна фірма-розробник робить це на свій розсуд. Тому можливі наступні варіанти роботи пари мікроконтролер - мікросхема пам'яті: або процесор зчитує всю інформацію і після зовнішньої дії, наприклад, команди з пульта управління, звертається до неї, або процесор весь час опитує по цифровій шині мікросхему пам'яті і в проміжках між опитуваннями відгукується на зовнішні дії.

Якщо мікросхема EEPROM вийшла з ладу, для відновлення працездатності  телевізора і його початкових параметрів необхідна за­писати в знов встановлювану мі­кросхему певну інформа­цію. Вона може бути записана в загальному випадку за допомогою програматора EEPROM. З його ж допомогою можна прочитати вміст де­монтованої мікросхеми і запи­сати в нову мікросхему зчитані дані, а також записати в неї ба­зову прошивку для даної моделі телевізора з банку даних, яка не враховує індивідуальні параметри конкретного екземпляра телевізора.

Системи управління телеприймачів багатьох виробників мають в сервісному меню опцію запису в EEPROM базової прошивки усереднених параметрів з ПЗП мікро­процесора. Це спрощує процеду­ру заміни мікросхеми пам'яті. Для індивідуального налаштування параме­трів в будь-якому разі необхідно проводити корекцію вмісту пам'яті з використанням сервісно­го меню.

За відсутності програматора для багатьох моделей телевізорів можлива установка потрібного змісту EEPROM шляхом запису конкретних значень для кожного байта банку пам'яті або регулюванням конкретних параметрів в сервісному режимі. Але для здійснення цієї операції необхідно, щонайменше, знати проце­дуру входу в сервісний режим.

Необхідно відзначити, що в ма­сових недорогих моделях телевізорів в мікросхемах пам'яті, як пра­вило, зберігалися лише значення аналогових параметрів настройки. І при виході з ладу EEPROM, що супроводжується неможливістю  запам'ятовування знов на­строєних каналів, досить за­мінити несправну мікросхему на нову і провести налаштування телевізора згідно інструкції. Критері­єм можливості такого ремонту, як правило, є наявність на пане­лі кінескопа підстроєчних резисто­рів (не менш 3-х) для регулювання його режимів. Це інформує про те, що основні режими кінескопа і, можливо, всієї відеосистеми, встановлюються без використання мі­кропроцесора і пам'яті.

Але заміна несправної мікро­схеми на нову в сучасних телевізорах не приводить відразу до відновлення його працездатності, а навпаки, на перший погляд, лише ускладнює ситуацію. Телевізор стає як би некерованим, практично відразу після вмикання і розігрівання кіне­скопа відбувається його виключення схемою захисту. Причина криється в тому, що в таких телевізорах в EEPROM зберігається інформація про всі параметри налаштування відео­процесора, у тому числі і об пара­метрах установки режимів кінеско­па. Унаслідок того, що у всіх елементах пам'яті нових мікросхем записано значення FF в шістнадцятирічній системі числення, то всі регулювальні параметри телеві­зора викликають максимальний струм променів кінескопа. Це і є причиною спрацьовування системи захисту. За відсутності програматора установку параметрів можливо провести так: до проведення демонтажу мікросхеми EEPROM слід переписати з пунктів сервісного меню встановлені значення всіх використовуваних параметрів; перед включенням телевізора зі встановленою новою мікросхемою необхідно зменшити напругу на прискорюючому електроді кінескопа до мінімуму для запобігання спрацьовуванню захисту; у сервісному меню встановити параметри, які були зчитані раніше; встановити прискорюючу напругу, візуально контролюючи зображення.

На сайті Телемайстрові в «Секретах ремонту телевізорів. Частина 2» автор секрету № 125, «Олександр С-Петербург», запропонував неперевершений спосіб відновлення процесорів TMP47C434N R-214, що зависають з прогріванням, телевізорів FUNAI, який за декілька років радіомеханіки СНД розповсюдили більш ніж на сотню різних процесорів з подібним дефектом. Суть цього способу в тому, що несправний процесор нагрівають 30…50 с на полум'ї запальнички і дають йому остигнути природним чином. Так удається відновити більше 80% відсотків процесорів, що зависали раніше.