طبيعة الإشارات المستقبلة من الأقمار الصناعية :
تقوم محطات الإرسال الأرضية ببث قنواتها للأقمار الصناعية ، بينما تقوم الأقمار الصناعية بإعادة البث لهذه القنوات على شكل ترددات لها إستقطاب إما أفقي أو رأسي .
وفي النظام التماشلي ( الأنالوج Analogue ) تحمل معلومات كل قناة على تردد حامل واحد يخص كل قناة .
ويعرف هذا التردد بالموجة الحاملة المركبة ( carrier wave composite ) ويتضمن معلومات الصوت والصورة وأيضا معلومات أخرى أدق تتعلق بالألوان والتباين وشدة الإضاءة والتزامن .
أما في الأنظمة الرقمية ( ديجيتال Digital) فإن التردد الحامل الواحد ( أفقي أو رأسي ) أصبح يحمل عدد كبير من القنوات ( بشكل مضغوط ) منها عدد من القنوات الفردية أو ما يعرف بالباقات و ما يتضمنه من معلومات هذه القنوات ( الصوت والصورة ) وأيضا بيانات التشفير لبعض الباقات المشفرة .
ويتم التمييز بين القنوات داخل التردد الواحد عن طريق بيانات التعريف لكل قناة على حدة وهي (Audio PID ,Video PID ، PCR PID ) وهي تلك البيانات التي نضعها يدويا عند عمل البحث المتقدم Advanced search عن قناة معينة .
أساسيات التعامل مع الإشارة و وطرق تحديد أعطالها والتعرف على أهم مسببات هذه الأعطال
تتنوع أسباب الأعطال الخاصة بالإشارة مثلما تتعدد مظاهر هذه الأعطال والتي قد تكون
1- غياب كلي للإشارة ( قوة الإشارة + الجودة)
2- غياب الترددات العالية ( فوق 11700)
3- غياب الترددات ذات الإستقطاب الأفقي أو العكس
4- ضعف في قوة الإشارة يصاحبه تمزق الصورة وتقطيع بالصوت
ولتتبع العطل يجب الإلمام بوظائف الوحدات المسئولة عن الإشارة والتي تدخل في مكونات النظام
نلاحظ في كل أجهزة الإستقبال أنها تتكون من
وحدة LNB - وحدة تيونر - وحدة تغذية لل LNB مع مولد نبضات البرست والتحكم بالدايسك - وحدة إستخلاص معلومات الصوت والصورة وملحقاتها من الإشارة المستقبلة
وظيفة وحدة ال Low noise block down converter (LNB) :
وتقوم هذه الوحدة بإلتقاط جميع حزم الترددات التي يعكسها الطبق الموجه الموجي لها والتي تدخل ضمن نطاق استقبالها بعد مرورها على مرشح إمرار حزمة لحيز الترددات المطلوبة ، كما تقوم بخفض هذه الترددات الى حيز أقل يسمح للرسيفر بالتعامل معها ، وايضا بتكبير جهد الإشارة المستقبلة والتي تكون قيمتها ضئيلة جدا .
وعلى ذلك فهذه الوحدة لابد وأن تحتوي على مذبذب محلي داخلى لإنتاج التردد المتوسط الأولي
950 – 2150 ميجا هرتز ، وأيضا على مكبر ترددات منخفض الشوشرة .
وعن طرق الكابل المحوري ( الشيلد ) يتم نقل هذا التردد المتوسط الأولي الى مدخل الرسيفر ( LNB IN ) حيث يتم إستقبالها عن طريق منتخب الترددات (تيونر Tuner) تم تصميمه ليتعامل مع حيز الترددات التي تنتجها وحدة اللاقط ( 950 – 2150 ميجا هرتز ).
وتحتاج وحدة ال LNB إلى عدة أنواع من الجهود لكي تستقبل مجموعة الترددات بمختلف الأقمار :
1- جهد قدره 13-V/18-V للتحويل بين القنوات الأفقية والرأسية H/V polarizations
2- ذبذبة tone signal ) - 22-kHz ) للإنتقال الى حيز الترددات العالية أو بدون تون ) للإنتقال الى حيز الترددات المنخفضة low or high band selection))
3- كما ينتج الرسيفر ما يعرف بال Tone burst لإستخدامات الدايسك DiSEqC أو للإنتقال بين وضعين مختلفين أو أكثر لل LNB ( ذات المخرجين dual أو الأربعة مخارج quad )
ويجب أن يؤخذ في الإعتبار أن الجهود السابقة خاصة فقط بتشغيل اللاقط والدايسك ( في حالة وجوده) ولا علاقة لها بتشغيل التيونر ، حيث أن الجهود المطلوبة لتشغيل التيونر عبارة عن جهد قدره 5 فولت + جهد قدره 30 فولت يتم الحصول عليها مباشرة من وحدة التغذية .
ويتم إنتاج هذه الجهود ( 13 أو 18 فولت بالإضافة للتون 22ك) عن طريق وحدة تختلف بإختلاف نوع الرسيفر وتصميمه ويستمد هذا الجهد أساسا من وحدة التغذية (power supply) أما التون 22ك فيتم توليده عن طريق مولد ذبذبات ، وتحتوي معظم الرسيفرات على IC تسمى بال (LNB POWER ) تكون مسئولة عن إمداد هذا الجهد والتون للاقط وسنتعرض بشكل أشمل لهذا الجزء وأعطاله عند دراستنا للأعطال ومسبباتها وسوف أضع لكم دائرة عملية تمكنكم من تصميم وحدة LNB POWER تنتج ال Tone burst لإستخدامات الدايسك DiSEqC وأيضا ذبذبة tone signal ) - 22-kHz ) .
وحدة التيونر Tuner unit :
تعتبر وحدة التيونر أو منتخب الترددات هي البوابة الرئيسية لدخول كافة الترددات التي تنتجها وحدة اللاقط ، وتقوم هذه الوحدة بإنتخاب وإنتقاء التردد المطلوب عن طريق دائرة توليف داخلية (tuning) ، فعندما تضع قيمة التردد بقائمة البرمجة ، يتم ترجمة هذه الأرقام الى جهد مقابل ( لكل تردد جهدا يقابل هذا التردد ) ، وهذا الجهد يكون هو المسئول عن عملية التوليف .
ويقوم التيونر أيضا بعملية تكبير للتردد الذي تم إنتقاءه
ومن خلال دائرة مذبذب داخلي Oscillator ومازج Mixer يتم إنتاج التردد المتوسط ثانوي والذي يحمل تفاصيل ومعلومات الصوت والصورة والتزامن .
يتبين لنا أن إحتياجات التيونر ليعمل بشكل جيد :
1- اشارة قوية قادمة من خلال الكابل المحوري المتصل بال LNB
2 - الجهود اللازمة لتشغيل المكونات الداخلية للتيونر وهي المذبذب والمازج والمكبر
3- جهد التحكم في الكسب الأتوماتيكي Automatic gain control ( AGC)
وسنتكلم بالتفصيل عن وحدة التيونر عندما نستعرض الأعطال الخاصة بالإشارة .
المكونات الداخلية والوحدات الرئيسية للرسيفر
تختلف الوحدات الرئيسية في الرسيفرات القديمة ( كالنوكيا 9200 – الهيوماكس 5400 ) عن الوحدات التي تتكون منها الأجهزة الحديثة كما في الأسترا والهيوماكس pvr8000 أو ال cxc-2000pvr .
فبالنسبة للأنواع القديمة نجد أن الرسم التخطيطي Block Diagram لها يكون كما في الشكل التالي
بينما نجد أن الأنواع الحديثة يكون الرسم التخطيطي لها كما في الشكل ( صورة مصغرة)
وحدة ال (LNBP supply ( LNB power supply والتحكم في قيمة ونوعية الجهد الخارج لتغذية ال LNB :
ذكرنا أن تغذية وحدة ال LNB يتم بعدة أنواع من الجهود (13 أو 18 فولت بالإضافة للتون 22ك هرتز أو بدونه ونبضات البرست لتشغيل الدايسك في حالة وجوده)
وذكرنا أن الجهد الأساسي ( 18 أو 13 فولت يكون مصدرها وحدة التغذية الرئيسية للرسيفر main power supply ) ، بينما يتم التحكم في قيمة الجهد نفسه ونوعيته عن طريق وحدة ال LNBP supply .
تعالوا نتعرف على هذه الوحدة من خلال هذا المثال :
ويمكننا الآن أن نتفهم طبيعة عمل الوحدة من خلال قرائتنا لدائرتها الداخلية وأطرافها الخارجية ومنافذها ( مدخلاتها ومخرجاتها )
VCC1 ، VCC2 = الجهد الأساسي القادم من وحدة التغذية
الأول VCC1 يتكون قيمته حوالى 17 فولت وهو خاص للقنوات الرأسية ويتم تزويده للوحدة بشكل تلقائي عند إختيار الجهد 13 فولت للقنوات الرأسية ( حيث تقوم الوحدة بالتحكم بخفض القيمة تلقائيا الى 13 فولت )
والثاني VCC2 يتكون قيمته حوالى 24 فولت وهو خاص للقنوات الرأسية ويتم تزويده للوحدة بشكل تلقائي عند إختيار الجهد 18 فولت للقنوات الأفقية ( حيث تقوم الوحدة أيضا بالتحكم بخفض القيمة تلقائيا الى 18 فولت )
ويتم التحكم في هذا الإختيار ( تحديد قيمة الجهد) عن طريق التحكم المنطقي ( بإستخدام دائرة تحكم منطقية ) وهي الجزء Output voltage selection المتصل بالطرف VSEL وتعمل كمفتاح الكتروني داخلي يختار بين الجهدين ( 17 أو 24 )
الطرف ENT هو المسئول عن التحكم منطقيا في إنتاج التون 22 ك هرتز 22KHz tone enable عن طريق الجزء oscillator 22KHz
الطرف CEXT هو المسئول عن تشغيل دائرة محدد التيار current limiter ويعمل كحماية ضد الحمل العالي بدائرة تغذية ال LNB كوجود دائرة قصر short بال LNB نفسها أو بالكابل المحوري ( الشيلد ) المتصل بها .
كذلك الطرف OLF ) Over load flag ) يعمل أيضا كدائرة حماية تتصل بدائرة محدد التيار
في الأنظمة التي تستخدم الرسيفرات ذات المخرجين كما في الأنالوج (LNB B - LNB A )
الطرف OSEL المتصل بالجزء selection Output port هو المسئول عن التحول بين ((LNB B - LNB A ، ويكون الطرف EN ) Port enable) مسئولا عن التحكم منطقيا في المخرج الأساسي LNB A حيث يعمل كمفتاح الكتروني داخلى لوصل وفصل الجهد إلى ال LNB A الرئيسية في حالة وضع الرسيفر على وضع الstandby
الأعطال الشائعة لهذه الوحدة :
هذه الوحدة هي المسئولة عن تشغيل ال LNB وبالتالي فإن تلفها يؤدي الى توقف جزئي أو كلي لل LNB .
التلف الجزئي للآيسي :
من مظاهره :
1- ( مشاهدة وبرمجة القنوات الرأسية الإستقطاب فقط دون الأفقية أو العكس ) وتحدث هذه الحالة نتيجة عدم القدرة على إخراج أحد الجهود المسئولة عن تغذية ال LNB ، بشرط سلامة وحدة التغذية الرئيسية بالرسيفر ووجود الجهود 17 فولت و 24 فولت على أطراف الآيسي VCC1 ، VCC2
2- مشاهدة وبرمجة القنوات التي تقل تردداتها عن 11700 ميجا وعدم مشاهدة أو برمجة القنوات عالية التردد ( فوق 11700 ميجا ) نتيجة لغياب التون 22 كيلو هرتز المسئول عن ذلك .
3- توقف عمل الدايسك نتيجة عدم توصيل نبضات البرست Tone burst
التلف الكلي للوحدة :
وقد يحدث التلف الكلي إذا إنعدمت الإشارة تماما وغابت بالقطع كل القنوات الأفقية والرأسية سواء العالية أوالمنخفضة التردد .
ولا يكفي قياس الجهد فقط على مدخل التيونر بدون تحميل ال LNB لكي نحكم على سلامة الوحدة من عدمه ، بل يجب أن يتم قياس جهد الخرج من مدخل التيونر مع تحميل ال LNB وذلك بإستخدام اسبليتر ثنائي يتصل طرفه الرئيسي بمدخل التيونر ويتصل أحد أطرافه بال LNB ويتم القياس من الطرف الثاني للإسبليتر أو يستخدم اسبليترمفتوح الغطاء ويتم القياس من داخل الإسبليتر ، كما يجب أن نتأكد من وجود التون أيضا حتى ولو كان قياس الجهد سليما ويتم التأكد منه إما بالتجربة على طبق آخر ( LNB أخرى ) أو بتجربة رسيفر آخر سليم على نفس ال LNB للتأكد من سلامة ال LNB
وعند تغيير الوحدة التالفة يجب أن يتم تغييرها بأخرى بنفس المواصفات
وفي حالة أعطال غياب الإشارة يجب عمل الإختبارات الآتية بشكل عام :
1- التأكد من سلامة الطبق وال LNB
2- التأكد من خرج الجهد اللازم لتشغيل ال LNB مع التحميل
3- التأكد من الجهود 17 فولت و 24 فولت على أطراف الآيسي VCC1 ، VCC2 في حالة غياب الجهود 13/18 V
4- التأكد من الجهود على أطراف التيونر خاصة الجهد 30 فولت والجهد 5 فولت وجهد ال AGC حوالي 4.3 فولت
طرق أخرى لإنتاج محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB :
قبل أن نستكمل رحلتنا مع الإشارة دخل الرسيفريهمنا أيضا التعرف بإختصارعلى بعض الطرق الأخرى التي كانت تستخدم في الأجهزة الأنالوج للتحكم في إنتاج محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB والتحكم في الإنتقال بين مدخلين للرسيفر يعمل كل مدخل منها في توصيل جهد التغذية ومحددات التشغيل إما الى LNB1 أو LNB2
حيث تستخدم وحدة تخزين رقمية تعمل بأوامر من الريموت تعرف بإسم shift-and-store bus register أو (مرحلة التحول وتخزين مسار السجلات ) ومن أمثلتها الآيسي HEF4094B وكذلك وحدة لإخراج الجهد المحكوم أو المنظم ومنها وحدة LM317 غلى سبيل المثال وقد تستخدم أيضا ترانزستورات عادية مثل TIP31
وهذه دائرة عملية كاملة لإنتاج محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB
أما جهد التغذية فيتم الحصول عليه من مصدر22 فولت يتصل بمدخل وحدة LM317 ( طرف رقم 3 ) ويخرج منها جهد لل LNB ( طرف رقم 2 ) بقيم تحددها قيمة المدخلات على الطرف رقم 1 وهوجهد التحكم الذي يشمل كل المحددات المطلوبة والتي تأخذ مسارها من خلال مجموعة الترانزستورات ( من Q 105 إلى Q 108 ) ويتم الإخراج عن طريق الترانزستورات ( من Q 101 إلى Q 104 ) كما هو بالصورة
وحدة إخراج الجهد المحكوم LM317 : TERMINAL ADJUSTABLE REGULATOR
هذه الوحدة LM317 منتشرة الإستخدامات سواء في أجهزة الرسيفر أو في بعض الأجهزة الإلكترونية الأخرى
تعالوا نتعرف عليها نظرا لأهميتها وكثرة أعطالها وهي تستخدم بكرة بوحدات الباور سبلاي وتتسبب في أعطال الإشارة في معظم الأجهزة
عبارة عن مجموعة ترانزستورات مدمجة داخل ( دائرة متكاملة ) بحيث تكون وحدة واحدة لها ثلاث أرجل تشبه الترانزستور في شكلها النهائي الا أنها لا تعتبر من الترانزستورات المتعارف عليها
ومن الإسم الفني لها ( TERMINAL ADJUSTABLE REGULATOR )
فهي عبارة عن (منظم جهد طرفي قابل للضبط)
كما تعرف ايضا بالمنظم متغير الجهد Variable Voltage Regulator
والثلاث أرجل لا تعتبر كأرجل الترانزستور العادي ( القاعدة base - المجمع COLLECTOR - المشع EMITTER ) بل تأخذ مسميات أخرى وهي
1- input وهي مخصصة كمدخل للجهد الرئيسي الذي قد يصل الى 37 فولت
2- output وهي مخصصة للجهد المنظم الخارج من الوحدة LM317 والذي يغذي مرحلة أخرى تالية بجهد محكوم القيمة
3- adjust وهي مخصصة كطرف للضبط والتحكم في قيمة الجهد الخارج لاحقا من طرف الخروج بتقليل أو بزيادة قيمة الجهد على هذا الطرف ( طرف التحكم أو الضبط )
ونظرية عملها هي أنه يتم توصيل جهد أساسي ( قد يصل الى 37 فولت ) على رجل ال input وأيضا تستقبل جهدا معينا على طرف الضبط adjust ( هذا الجهد يتم تحديده بواسطة التحكم بالبرمجة )
فنحصل على قيمة فولتية عند طرف الخروج وهذه القيمة تتناسب طرديا مع قيمة جهد التحكم أو الضبط
وبذلك هي لا تخرج الا جهدا واحدا من طرف الخروج هذا الجهد يمكن أن يتراوح ما بين 1.25 فولت الى 37 فولت
وفي معظم أجهزة الرسيفر نجد أن هذه الوحدة هي مسئولة عن التغذية الطرفية لل LNB حيث تغذي رجل الدخل input بجهد رئيسي يتراوح ما بين 20 - 24 فولت ويتم توصيل رجل الضبط adjust بجهد التحكم عن طريق مفتاح اليكتروني يعمل وفقا لبرمجة الجهاز إما على القنوات الرأسية ( يعطي جهد تحكم 13 فولت ) أو على القنوات الأفقية ( يعطي جهد تحكم 18 فولت )
ويقوم جهد التحكم هذا بجعل جهد الخرج المطلوب على رجل ال output مساويا لجهد التحكم ويمكن الحصول من هذه الوحدة على تيار تصل شدته 1.5 A
ومن مميزات هذه الوحدة أنها تعمل كمحدد للتيار current limiter حيث يتوقف إخراجها للجهد بمجرد حدوث دائرة قصر على هذا الخرج نتيجة لوصول جهد رجل التحكم الى صفر فولت عن طريق المفتاح الإلكتروني المتصل بها والذي يحصل دائما على عينة من جهد الخرج
ولابد من تركيب هذه الوحدة على مبرد حراري heatsink مصنوع من الألومنيوم أو النحاس
التعامل مع الإشارة بعد مرحلة التيونر والتعرف على وظائف الوحدات الخاصة بها
تكلمنا عن وحدة التيونر وعرفنا أنها الجزء المسئول عن إنتخاب الترددات المختلفة ( 950- 2150 ميجا القادمة من ال LNB ) ، وعرفنا أن كل تردد من هذه الترددات يحمل قناة واحدة في النظام الأنالوج ، بينما يحمل التردد الواحد عدة قنوات في النظام الرقمي ، كما عرفنا أن التيونر هو المسئول أيضا عن إنتاج التردد المتوسط الثاني Intermediate frequency والذي تبلغ قيمته 450 ميجاهرتز وهو تردد يحمل كل معلومات القناة ( أو القنوات ) والتي تشمل الصوت والصورة والبيانات الخاصة بها كالتزامن ونبضات الإطفاء وشدة الإضاءة والألوان ، بالإضافة الى بعض المعلومات التي تضيفها بعض القنوات في الأنظمة الرقمية .
وهذه الإشارة الناتجة من التيونر ( التردد المتوسط IF ) تكون على شكل تناظري أو أنالوج Analogue في بدايتها ويتم تحويلها الى الصورة الرقمية Digital من خلال دائرة تحويل من الأنالوج الى الديجيتال ADC) (Analog-to-Digital Convertor) ) يليها مرحلة كاشف التعديل أو المميز أو ال demodulator and decoder وذلك ضمن متكاملة تقوم بعدة عمليات أهمها كشف إشارتي الصوت والصورة وفصل نبضات الإطفاء والتزامن ، ونقل بيانات الصوت والصورة المتزامنة AV_DATA الى وحدات التعامل مع إشارتي الفيديو والأوديو ، وتقوم هذه المتكاملة أيضا بإنتاج جهد التحكم في الكسب الأتوماتيكي AGC وإعطاء محددات العمل لوحدة ال LNB power supply كتحديد قطبية القنوات المستقبلة وإنتاج التون 22كيلوهرتز والتحكم في عمل الدايسك ، وكذلك التحكم في قيم معامل التصحيح الأمامي Forward Error Correction (FEC) وأيضا ما يعرف بمعدل الترميز أو الsymbol rate ( S/R)
وغير ذلك من الوظائف والتي سنتعرف عليها من خلال درستنا للمتكاملة TDA8044 على سبيل المثال والمستخدمة بأجهزة الهيوماكس وفي الكثير من الأجهزة الأخرى .
لاحظ أن محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB في أجهزة الهيوماكس مثلا تبدأ من وحدة التحكم SAA7219 (والتي سندرسها تفصيلا عند إستعراض المتحكمات الدقيقة ووحدات التشغيل الرئيسية والفلاشات )
وهذه الوحدة TDA8044 كما نرى في الصورة تستقبل التردد البيني IF القادم من التيونر ولها دور في إنتاج جهد ال AGC اللازم لتشغيل التيونر ، بينما تقوم في نفس الوقت بالربط بين إنتاج محددات ال LNB ووحدة التحكم مثل SAA7219 وهي ( MPEG2 Transport RISC processor ) المعالج المركزي (RISC Reduced Instruction Set Computer ) أو SAA7214 (Transport MPEG2 source decoder ) الناقلة لمعلومات الصوت والصورة الى وحدة SAA7215 والخاصة بمخرجات الصوت والصورة (Integrated MPEG AVGD decoders ) وهي الخاصة بإنتاج وإخراج الصوت والصورة وأيضا الرسومات والبيانات الخاصة بقوائم البرمجة وفك تشفير الفيديو الرقمي ، وسيتم بإذن الله شرح لكل هذه الوحدات ودورها حتى مخارج الصوت والصورة .
التلف الجزئي أو الكلي لوحدة TDA8044 : يتسبب التلف الجزئي لهذه الوحدة في إحداث أعطال جزئية كغياب الصوت والصورة أو تقطيعها ، كما تتسبب في ظهور الصور الممزقة وهبوط مستوى ِمبين جودة الإشارة Signal Quality .
والتلف الكلى لهذه الوحدة أو غياب الجهد 3و3 فولت المغذي لها يتسبب في إنقطاع الإشارة تماما وأعطالها في هذه الحالة تكون شبيهة تماما بأعطال التيونر أو التلف الكامل لوحدة ال LNB فلا تظهر أي دلالات لقوة الإشارة سواء من مبين الجودة Signal Quality أو من مبين القوة Signal Strength
.
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة Suzana
