• Схемы вспомогательных устройств для построения систем приёма спутникового ТВ
  • Пассивный разветвитель сигнала. Версия 2.
  • H/V-Switch - Разделитель по поляризации на базе реле
  • H/V-Switch v2 - Разделитель по поляризации без использования реле + PDF-версия (217кБ)
  • 22kHz-Switch - переключатель по пилот-тону 22кГц
  • Combo H/V+0/22kHz Switch - Комбинированный переключатель по поляризации и пилот-тону 22кГц
  • Приоритетный коммутатор - для управления антенным хозяйством с приоритетом
  • Анатомия DiSEqC-переключателей + 3 схемы в PDF (~132кБ)
  • Анатомия спутниковых головок Ku-диапазона.

Многие наверняка задавали себе вопрос: "А можно ли разветвить сигнал с одной головки на 2 тюнера вместо использования твина?". В своё время меня этот вопрос также заинтересовал, и я попытался найти решение. Главной задачей было сделать разветвитель, который как минимум не причинил бы вреда приёмникам. Если в обыкновенных тюнерах обычно есть защита от КЗ (которую по случайности мне приходилось "испытывать"), то в DVB-карте SkyStar-2 при коротком замыкании может отгореть дроссель внутри. Ну а последствия при подаче 18В с одного приёмника на другой, в котором включено 13В, могут быть неприятны, поэтому таких ситуаций лучше избегать.

Первая версия разветвителя изображена на следующем рисунке.

Принципиальная схема разветвителя (старая версия):

Как видно из схемы, постоянное питающее напряжение с приёмника "1" вместе с управляющими сигналами 22кГц поступает через диоды VD1, VD2 и дроссель L1 на выход сплиттера, обеспечивая питанием головку. С приёмника "2" также может поступать питание с управляющими сигналами через диод VD3 и дроссель L2 на выход. Благодаря наличию диодов, обеспечивается защита от конфликтов по постоянному питанию. Т.е. питание может быть подано как от одного, так и от другого тюнера, а также одновременно с двух тюнеров, однако реально питать головку будет только один тюнер из двух. При этом приоритет будет иметь включение горизонтальной поляризации (18В питание) и верхний диапазон (наличие в линии пилот-тона 22кГц). Диод VD2 обеспечивает уменьшение биений при одновременной подаче сигналов 22кГц с обоих тюнеров. Дело в том, что частота пилот-тона согласно спецификации DiSEqC может отличаться от 22кГц на 20%, поэтому биения неизбежны. При напряжении питания 13В размах тоновых посылок составляет 650мВ, что компенсирует, хоть и не полностью, диод VD2. Как показала практика, такая схема работает как на нижнем, так и на верхнем диапазоне. Для прохода ВЧ-сигнала служат цепи C1, R1 и C2, R2. Резисторы предназначены для согласования с волновым сопротивлением кабеля.

Такой сплиттер можно применять, если предполагается просматривать передачи со спутников, работающих только в одном поддиапазоне (нижний 10.7-11.7ГГц, верхний 11.7-12.75ГГц или C-диапазон 3.4-4.2ГГц) и на одной поляризации. Такому условию удовлетворяют спутники Ямал 49°в.д., LMI-1(ABS-1) 75°в.д., Sirius 5°в.д., Amos 4°з.д., Ямал 90°в.д.(Ku-Band), частично Express AM22 53°в.д., Ямал 90°в.д.(C-Band), Express AM2 80°в.д.(C-Band) и др.

Однако есть одно "но". Постараюсь изложить мысль последовательно. Мною был разработан и собран DiSEqC-тестер, опубликованный в разделе Проекты. С помощью этого прибора мне удалось проверить кучу разных особенностей различных дисек-переключателей. Например, обнаружил, что некоторые переключатели игнорируют бит нечётности, проверил реакцию на различные адреса и команды и др. Самым интересным оказалось то, что когда я подал питание с командами не на вход "Receiver", а на вход "LNB х", то DiSEqC-Switch всё равно переключался! Таким образом было проверено несколько переключателей, и я понял, что попадании на вход "LNB" дисека пилот-тона 22кГц происходит проникновение этого сигнала на вход "Receiver". Так и получилось, что просмотр через сплиттер спутников Амос 4°з.д. и Ямал 90°в.д., которые работают в нижнем диапазоне, происходил без проблем. Одновременный просмотр спутника Сириус 5° в.д. также был без сбоев. А вот включение Сириуса на одном тюнере иногда блокировал просмотр нижнего диапазона на другом тюнере. Учитывая всё выше сказанное, схема сплиттера была доработана до следующей:

Принципиальная схема доработанного разветвителя:

В схему введены дополнительные элементы C3, R3 и C4, R4. Элементы C1, R3 и C2, R4 образуют ФВЧ. Конденсаторы C3 и C4 предназначены для развязки по постоянному току для резисторов R3, R4 и мало влияют на АЧХ. Процесс был смоделирован в PSpise. На следующем графике показаны АЧХ между выходом и входом сплиттера при наличии нововведённых элементов (красная кривая) и их отсутствии (синяя кривая).

При испытании был подан сигнал на вход XS3 синусоидальный сигнал с амплитудой 1В. Нагрузки на входах XS1 и XS2 соответствовали сопротивлению неактивного входа дисека. Как видно из графика, при использвании старой схемы проникновение сигнала 22кГц с входа XS3 очень большое, а при использовании новой схемы затухание составляет более 100 раз. В тоже время, при подаче питания на вход XS1 или XS2, сигналы 22кГц беспрепятственно проходят на вход XS3, обеспечивая переключение диапазонов.

Пример подключения:

Внешний вид собранного устройства (слева старая версия, справа - новая):

После разветвления уровень сигнала немного падает, на некоторых тюнерах это не заметно. Если через сплиттер уже работает один тюнер, во время подключения второго к этой же головке на первом может наблюдаться кратковременное прерывание сигнала, в основном только на верхнем поддиапазоне (когда используется пилот-тон). Обычно это проявляется как кратковременное "подсыпание" картинки. Не забывайте, что напряжения на выходах ресиверов могут отличаться на одной и той же поляризации, поэтому подключайте сплиттер так, чтобы диоды выполняли одну из своих функций по разности падений между плечами. Т.е. можно пробовать менять местами выходы сплиттера и оставить так, как лучше работает.

При работе одного из ресиверов на конвертор через разветвитель сигнал ПЧ может проникать через второе плечо разветвителя на второй ресивер через второй DiSEqC-коммутатор, который в это время может работать на другой конвертор. В последнее время стали встречаться DiSEqC-коммутаторы без PIN-диодов. Такие дисеки коммутируют только питание, а СВЧ-сигнал просто суммируется со всех портов через пассивные компоненты. Разумеется, что в нормальном дисеке в одно и тоже время должен работать только один из портов. Для таких (и не только) случаев в схему разветвителя можно ввести PIN-диоды. Такой разветвитель можно сделать только на SMD-компонентах, а PIN-диоды использовать из DiSEqC-коммутаторов. Осталось лишь собрать и проверить...

Схема спутникового разветвителя на PIN-диодах:

В такой схеме СВЧ-сигнал будет подаваться только в то плечо, на которое подано напряжение.

А вот необходимость в этом устройстве может возникнуть, если вам очень хочется подключить больше 4-х головок к SkyStar2 либо к раритетному приемнику, у которого нет выхода 0/12В и с которым вы, например, не хотите по каким-то причинам расставаться. Или, скажем, выход есть, но вы живете на первом этаже, тарелка на крыше и проводить отдельный провод для переключателя 0/12В неудобно. Есть ещё и дисеки на 6, 8, 10 выходов, однако я таких в руках не держал, к тому же, если они окажутся у меня в наличии, то отобьют интерес к ниже описанным вещам.

Тут тоже есть ограничения, однако можно учесть факт, что на некоторых спутниках полезные каналы (все или большинство) вещают только в одной определённой поляризации. Можно повесить, например, Amos 4W и LMI 75E через такое устройство на один из входов DiSeqC и в настройках указать один и тот же порт DiSeqC для Amos и LMI.

Пример подключения:

Основой переключателя является маломощное реле, которое срабатывает при поступлении напряжения на вход устройтсва более 15В. Устройство, как и следовало ожидать, вносит затухания, но небольшие, что во многом определяется монтажем. Соединения должны быть как можно короче, сигнальные провода должны иметь хорошо проводимую поверхность и не должны быть покрыты припоем, так как токи СВЧ распостраняются по поверхности. В ином случае вносимые переключателем затухания могут оказаться выше ожидаемых. Можно использовать медную или омеднённую центральную жилу от спутникового коаксиального кабеля. Транзистор может быть использован КТ315Б. Реле: "TR5V L-12VDC-S-Z" фирмы TIANBO (обмотка на 12В, 0.2Вт). Стабилитрон на напряжение 15В и ток стабилизации от 1мА, например "BZX55-C15". Если конденсатор C1 не устанавливать, то реле иногда не отпускает при переходе с горизонтальной на вертикальную поляризацию, поэтому конденсатор необходим. Схема помещается в стандартный корпус от телевизионного разветвителя и при необходимости может быть залита полиэтиленом при помощи специального пистолета для герметизации - в таком случае нет необходимости заклеивать по краям крышку.

Схема устройства:

Обратите внимание, что обозначение на схеме реле "TR5V" означает вовсе не рабочее напряжение обмотки, а серию реле. Я использовал реле с оботкой на напряжение 12В.

Внешний вид применяемых реле и собранной конструкции:

Входы и выходы на фото обозначены относительно ВЧ-сигнала.

Использование реле снижает надёжность устройства и лишает "изящности". Следующая схема разработана на основе анализа DiSEqC-устройств и не содержит реле. Однако при этом она намного сложнее. Про DiSEqC-переключатели читайте в последней статье. Это устройство я собрал, чтобы поближе познакомиться с принципом работы дисеков.

Схема устройства:

Пороговым устройством схемы является стабилитрон с напряжением стабилизации 15В. При подаче на вход устройства напряжения 13В (вертикальная поляризация) ток стабилизации через стабилитрон отсутствует, транзистор VT2 закрыт. Низкий потенциал на коллекторе VT2 создаёт ток базы VT3, который открывает VT1, подавая питание на выход “LNB-V”. Открываются диоды VD2, VD3, обеспечивая прохождение сигнала через конденсатор C1 на вход “Receiver”. При подаче на вход напряжения 18В (горизонтальная поляризация) ток стабилитрона открывает транзистор VT2, подавая питание на выход “LNB-H”. Транзистор VT3 закрывается, закрывая транзистор VT1. Сигнал поступает через открытые диоды VD4, VD2 и C1 на вход. Диод VD3 закрыт и имеет в закрытом состоянии очень маленькую ёмкость. Резистор R6 обеспечивает надёжное открывание транзистора VT3 при отсутствии головки на выходе “LNB-H”. Резистор R1 необходим для того, чтобы PIN-диоды VD2-VD4 открывались при наличии положительного потенциала на анодах. PIN-диоды были выпаяны из неисправного DiSEqC-переключателя.

Для изготовления прототипа был использован такой же, как и в предыдущих конструкциях корпус. Печатная плата выполнена под элементы поверхностного монтажа.

H/V-Switch v2.pdf - PDF-версия (217кБ). Описание и процесс сборки.

H/V-Switch v2.pcb - печатная плата в формате P-CAD 2004

Способ подключения устройства аналогичен предыдущему. Для наглядности вместо ресивера изображена DVB-карта SkyStar 2.

Пример подключения:

Устройство было протестировано на предмет подавления полезного сигнала. Сравнить с версией на основе реле покуда возможности нет. Однако скажу точно, что версия с использованием реле вносит более значимые затухания, особенно для сигналов вертикальной поляризации, что обусловленно, вероятно, более длинным проводом от реле к выходу внутри корпуса (так было внутри).

Почему сигнал при подключении напрямую оказался даже меньше, я не знаю, но полагаю, что это какое-то рассогласование или особенности карты SkyStar2. Испытания по уровню сигнала проводились в течении 10 минут и за несколько раз.

Опытный образец прошёл испытания временем.

Этот переключатель должен быть известен любому хорошо знакомому со спутниковым железом пользователю. Иногда может быть полезен, если нужно подключить более 4-х головок к DiSEqC-переключателю, работающему по протоколу 1.0, без особых наворотов. Достоинством по сравнению с H/V-переключателем является то, что потерь по каналам как правило нет, особенно если таким способом подключать головки C-диапазона. Естественно, подключаемые спутники Ku-диапазона должны работать в соответствующих надписям на свитче поддиапазонах ("22kHz Off" для 10.7-11.7ГГц, "22kHz On" для 11.7-12.75ГГц). Так, например, можно подключить Sirius 5°E и Amos 4°W к одному из портов дисека (как на рисунке) или Yamal 90°E(C-Band) и Express 80°E(C-Band). Ну а недостатком переключателя является достаточно сложная схема по сравнению всё с тем же переключателем по поляризации.

Пример использования переключателя по-пилот-тону 22кГц:

Этот переключатель довольно просто купить, правда я этого так и не сделал, а решил сделать свою схему. Реально я устройство не собирал, только промоделировал схему в PSpise, где добился её устойчивой работы. Кстати, схему H/V-свитча и схему комбо-свитча до изготовления я также моделировал. Можно сказать, что эта схема просто для общего развития.

Принципиальная электрическая схема переключателя 0/22кГц:

Конденсатор C5 и резистор R6 определяют скорость срабатывания переключателя, и при необходимости могут быть скорректированы, если переключатель будет реагировать на DiSEqC-команды. В схеме использована искуственная земля, чтобы работа переключателя не зависела от напряжения питания LNB 13В или 18В (как показало моделирование). А в схеме комбо-переключателя этот приём помог избавиться от четырёх лишних транзисторов, которые стояли для преобразования уровней на выходах дешифратора.

Combo H/V+0/22kHz Switch

Комбинированный переключатель по поляризации и пилот-тону 22кГц

Это устройство комбинирует в себе 2 вида переключателя: H/V-переключатель и переключатель 0/22кГц и может быть использовано для подключения к обычному дисек-переключателю более 4-х головок (например 7). Такое устройство можно собрать из 2-х H/V-переключателей и одного переключателя 0/22кГц либо наоборот, из двух переключателей 0/22кГц и одного H/V-переключателя. За основу устройства была взята схемотехника DiSEqC-переключателей, так как на релюшках такое делать было бы крайне нерационально. В зависимости от выбранной приёмником поляризации и поддиапазона посредством питающего головку напряжения и пилот-тона 22кГц, работает один из четырёх входов прибора.

Эквиввалентная схема комбо-переключателя по поляризации и пилот-тону:

Такая схема может быть использована, но в таком случае из-за большого количества соединений могут оказаться значительными потери сигнала, учитывая то, что вся эта конструкция будет подключаться через дисек. Если объеденить все эти переключатели в один корпус (например, от DiSEqC-переключателя 1x4), то получится примерно следуещее:

Условный внешний вид комбо-переключателя:

Таблица поможет разобраться в назначении входов переключателя. Нумерация входов по часовой стрелке:

Lo-Band: диапазон 10.7...11.7 ГГц. Hi-Band: диапазон 11.7...12.75 Ггц. Так, например, можно подключить спутники (в соответствии с перечислением входов) Ямал 90°в.д.(Ku-Band), Amos 4°з.д., LMI 75°в.д., Sirius 5°в.д. к одному входу дисека, а остальные 3 входа дисека использовать по прямому назначению, подключив к ним "полноценные" спутники. Разумеется, в меню ресивера все спутники, подключённые к комбо-свитчу, прописываются на один и тот же порт дисека. Такой выбор спутников логичен для зрителей региона СНГ.

Пример подключения комбо-переключателя:

Такое устройство не реагирует на команды DiSEqC-протокола, что позволяет быть независимым от протокола вообще. Это значит, что комбо-свитч можно использовать с любым спутниковым ресивером, вне зависимости от того, какой DiSEqC-протокол используется (1.0/1.1/1.2), с морально устаревшим, даже аналоговым, либо с современным ресивером с любой версией прошивки, а также с DVB-картой SkyStar-2 или подобной.

К переключателю можно подключать также головки C-диапазона, причём для Си-головки нет значения, на какой из входов (Lo-Band или Hi-Band) подключать, а значение будет иметь только поляризация. Если головка предназначена для-приёма круговой поляризации, то нужно знать какая круговая поляризация соответствует линейной в меню приёмника, например, L = H, R = V. Некоторые производители головок Си-диапазона не придерживаются строгого соответствия по этому поводу. Соответствие зависит от взаимного расположения диэлекрической пластины и зондов и может быть изменено при повороте пластины, если позволяет конструкция, на 90°. Если головка C-диапазона подключена к Hi-Band входу, то в меню ресивера должна быть установлена принудительная подача пилот-тона 22кГц, иначе, если головка подключена к Lo-Band входу, то пилот-тон должен быть выключен. Если использовать головки C-диапазона, предназначеные для приёма только одной поляризации, то подключать такие головки можно вообще к любому входу, так как для них нет разницы что 13В (в меню верт.поляр.), что 18В (в меню гор. поляр.) питания.

Через такой свитч можно подключить Ямал 49°в.д, Ямал 90°в.д(C-Band). и Экспресс 80°в.д(C-Band), потеряв несколько каналов. Правда в этом случае лучше использовать только переключатели 0/22кГц, чтобы принимать все транспордеры, а не одной определённой поляризации.

Если иметь в наличии 3 комбо-переключателя, то, учитывая особенности подключенных спутников согласно таблице, можно соорудить вот такую схему:

Пример подключения 13-и головок к дисек-переключателю, работающему по протоколу 1.0:

Конечно же, нужно иметь в наличии немалое количество антенн, чтобы принимать все эти спутники. Однако такие максималисты есть :). Этот пример демонстрирует теоретические возможности переключателя. Разумеется, чтобы не только принимать кодированные сигналы, но ещё и просматривать их, нужен хороший тюнер, в котором наверняка есть выход 0/12В и поддержка DiSEqC-протокола 1.1.

Повернув любую головку ровно на 90° при необходимости можно поменять рабочую поляризацию. Например, если так сделать для Амоса, то головку нужно подключить не ко входу "2" (Hor, Lo-Band), а ко входу "1" (Vert, Lo-Band). При этом нужно в меню для используемых транспордеров спутника Амос поменять поляризацию на противоположную. В любом случае, необходимо принимать решения в зависимости от ситуации и желаемого результата.

Принципиальная электрическая схема:

[Увеличить]

Для испытания опытного образца была разведена печатная плата под корпус от телевизионного разветвителя на 4 выхода из той же серии, что и предыдущие конструкции. Планируется развести печатную плату под корпус от маленького DiSEqC-переключателя, так как именно в таких корпусах чаще всего выходят из строя дисеки. К тому же, у них стандартные точки крепления платы с резьбой и винтами, что удобно.

Вид печатной платы в P-CAD:


Внешний вид собранного устройства (без крышки):

Combo-Switch.pcb - печатная плата в формате P-CAD 2004

Комбо-свитч был неоднократно протестирован временем. Долгое время работал в паре со SkyStar2, потом с ресивером Samsung DSR9400, потом на DreamSky DSR6000. Затухания у свитча на уровне H/V-свитча. Уверенно могу сказать, что затухания меньше, чем в дисеке. По крайней мере слабый Ямал работает с ним лучше. Зимой комбо-свитч работал на морозе около -17°C без сбоев, и это логично, так как микросхема 74HC138 там рассчитана на индустриальный температурный диапазон.

Выходы комбо-свитча при поданном питании лучше не коротить на корпус во избежание выхода из строя выходных ключей BC807.

Это довольно специфическое по назначению устройство предназначено для просмотра спутниковых программ на двух ресиверах, подключённых к общему антенному оборудованию (головки, DiSEqC-коммутаторы, свитчи 0/12В и др.) с приоритетом одного из ресиверов. Покуда ресивер MASTER находится в дежурном режиме или отсутствует, ресивер SLAVE получает полный доступ к антенному оборудованию. Т.е. он может выбирать порты DiSEqC, входы переключателя 0/12В или, например, входы DiSEqC 1.1 или 1.2. Но как только в работу включается ресивер MASTER, он "отбирает" управление оборудованием у SLAVE. Просмотр при этом возможет только на одном ресивере. Если MASTER вновь отключается, SLAVE возобновляет управление и приём сигнала.

Такое устройство может быть полезно, если предполагается смотреть передачи с двух тюнеров, но с разделением по времени. Следующая схема пояснит соединения для реализации вышеописанных возможностей.

Пример подключения для реализации приоритетов:

Данное устройство покуда абстрактное, собирать которое лично мне необходимости нету. Работа электроники была промоделирована в Proteus (результаты не вывожу). После моделирования была собрана следующая схема, реализующая функции приоритетного использования.

Схема приоритетного коммутатора:

Работа схемы

Начнём рассмотрение с ситуации, когда включён ресивер SLAVE, подключённый к разъёмам XS1, XS2. Ресивер MASTER отключён и не подаёт питание на головки через разъём XS3 и поэтому транзистор VT3 закрыт, так как на его базу напряжение не подаётся. Высокий потенциал на коллекторе VT3 открывает транзистор VT4. Ток коллектора VT4 при этом открывает транзисторы VT1 и VT2, позволяя тюнеру SLAVE питать головки через открытый VT2 и VD5 и коммутатор 12В через VT1 и VD3. По питанию также передаются сигналы 22кГц. Питание на коллекторе VT2 открывает PIN-диод VD7, открывая путь СВЧ-сигналу от разъёма XS5, через C6, VD7, C4 к разъёму XS1. PIN-диод VD1 закрыт, так как на аноде низкий потенциал, и СВЧ-сигнал на разъм XS3 не пропускает. Резистор R7 обеспечивает открывание соответствующих PIN-диодов.

Теперь представим, что включился в работу ресивер MASTER, подав питание на разъём XS3. Транзистор VT3 открывается, VT4 закрывается из-за низкого потенциала на своей базе, закрывая за собой транзисторы VT1 и VT2. Закрываются и диоды VD3, VD5, VD7. Ресивер SLAVE оказывается изолирован как по питанию (VT2, VD5), так и по сигналу (VD7). Управление коммутатором 0/12В также заблокировано закрытым транзистором VT1 и диодом VD3. А питание ресивера MASTER проходит через диод VD6 на XS5. Управление 0/12В проходит через VD4 на XS6. СВЧ-сигнал проходит от XS5 через C6 и открытый PIN-диод VD1 на XS3.

Работа тюнера MASTER не зависит от состояния тюнера SLAVE.

Разбирая неисправные дисеки, я интересовался, как же работает схема, какие детали применяются, в чем причина выхода из строя дисеков? Основным симптомом неисправности в большинстве случаев было полное отсутствие либо постоянное присутствие на одном, двух или даже всех выходах питающего напряжения, поданного на вход вне зависимости от поданных команд.

• Причины неработоспособности или неустойчивой работы DiSEqC-переключателей:
  • Неисправные выходные ключи (обычно в результате короткого замыкания при неосторожном подключении)
  • Покрытая окислами и коррозией печатная плата и элементы (в результате плохой герметизации задней крышки)
  • Плохая работа транзисторного каскада для усиления-ограничения сигналов 22кГц (зависит от номиналов резисторов или их наличия) на длинном фидере
  • Отсутствие электролитического конденсатора по питанию
  • Замыкание выводов электролитического конденсатора по питанию и, как следствие, отсутствие питания контроллера

Пример закороченного конденсатора в неработающем дисеке:

Лидерами по отказам оказались DiSEqC-переключатели 4x1 в маленьком корпусе (с надписью "Super Mini" на наклейке овальной формы). Две последние причины были характерны именно для таких дисеков. Причём очень часто плохая герметизация была из-за того, что плотно закрыться крышке мешал неудачно установленный электролитический конденсатор.

Что касается отсутствия электролитического конденсатора обычно ёмкостью 10мкФ, то работа дисека без него возможна. Но не устанавливать его противоречит общим нормам радиотехнического проектирования. Можно представить, как будет модулировать питание каскад на транзисторе VT1 при подаче команд учитывая то, что в цепи коллектора VT1 стоит резистор номиналом 2.2кОм, а питание транзистора и всей схемы осуществляется через резистор 1.5кОм. Конечно же, нужно учитывать и стабилитрон, ток стабилизации которого задаётся именно этим резистором 1.5кОм. Прогнозировать стабильную работу в таком случае не приходится.

Во всех разобранных дисеках обнаружено 3 вида управляющих контроллеров

• Микросхемы, применяемые в DiSEqC-переключателях:
  • микросхема с маркировками "EM78153S02", "FEGO 153S", "EdiSatS410", "RV803SN" с одинаковой распиновкой в корпусе SOIC14
  • микросхема с маркировкой "HS108N / DWS62K3" в корпусе SOIC8
  • OTP-микроконтроллер SN8P1603S фирмы SONIX в корпусе SOIC18 (был обнаружен в дисеке старого образца)

DiSEqC-переключатель с контроллером 3-го по списку типа (SN8P1603S) был самым "серьёзным" из всех, что мне попадались, и был собран по всем правилам, со всеми деталями и полностью соответствовал надписям на лицевой части. Задняя крышка была очень хорошо загерметизирована. Однако перестал он работать из-за того, что через неиспользованный F-разъём проникала влага, в результате чего одна из ножек микроконтроллера просто окислилась и перержавела, из-за чего электрический контакт пропал.

Внешний вид контроллера DiSEqC:


Назначение выводов контроллера DiSEqC:

Этот контроллер в зависимости от принятых команд на вход DRX, устанавливает логическую единицу по одному из выходов lnb A...lnb D, управляя ключами, которые подают питание на одну из подключённых головок. Назначение выводов 1, 2, 12 - 14 мне неизвестно. Эти выводы обычно никуда не подключены.

Если применяется контроллер HS108N / DWS62K3 в 8-ми выводном корпусе, то он установлен на плату, разведённую под контроллер первого типа в 14-выводном корпусе, и установлен так, что его первый вывод попадает на площадку 4. Площадки 3 (DRX) и 8 (DTX) на печатной плате закорочены резистором с сопротивлением 0 Ом. Такой контроллер ну никак не может работать по протоколу 2.0 - у него нет вывода DTX вообще! Тем не менее, производители не стесняются писать на корпусе надпись "2.0".

Ответы на многие вопросы я получил на сайте EutelSat, на котором находится спецификация протокола DiSEqC, описание и схема тестирующего устройства на микроконтроллере, схема простого переключателя ToneBurst и др.

Информация по протоколу DiSEqC на русском языке имеется на странице Инфо.

Принципиальная электрическая схема DiSEqC-переключателя 4x1 на контроллере EM78153S02:

[Увеличить]

Принципиальная электрическая схема DiSEqC-переключателя 4x1 на контроллере HS108N / DWS62K3:

[Увеличить]

Принципиальная электрическая схема DiSEqC-переключателя 2x1 на контроллере MC68HC908QT4 (Motorola):

[Увеличить]

Третью по счёту схему я нашёл на сайте фирмы Motorola. Это схема DiSEqC-переключателя 2х1, работающего по протоколу 2.0. Файл с описанием устройства и схемой называется AN2677.pdf и находится по адресу Freescale Semiconductor, Inc..

DiSEqC Circuits - схемы в формате Adobe PDF (~132кБ)

Обратите внимание на конденсатор C10 в первой схеме. Этот конденсатор имеет маленькую емкость (судя по цвету корпуса - меньше 100 пикофарад) и не всегда установлен на плате, особенно в некачественных конструкциях. Честно говоря, назначение этого конденсатора мне непонятно. Однако полагаю, что это сделано для того, чтобы дисек мог хорошо работать при подключении к нему только первых двух головок, судя по тому, что этот конденсатор всегда подключён только к PIN-диодам, работающими на головки номер 3 и 4 и никогда на головки 1 и 2. На 2-ой схеме этого конденсатора нет, так как его там на самом деле не было. 2-я схема была обнаружена в маленьком ("Super Mini") корпусе. Так что к вопросу, есть ли разница, куда подключать головки к дисеку, если головки только две, я бы сказал, что это зависит ещё от модели дисека, а значит, от его внутренностей.

Конденсатор C10 в DiSEqC-переключателе:

Часто вывод микросхемы DTX не используется. Он предназначен для возможности контроллера отвечать на принятые команды, подтверждать об успешном выполнении либо об ошибке приема команды, неправильном бите чётности и т.д. Встречались экземпляры, где печатная плата была разведена с учетом использования этой возможности, но необходимые для этого детали (транзистор VT10, резисторы R14, R15) отсутствовали:

Место для транзистора VT10 и резисторов R14, R15 в DiSEqC-переключателе:

В таком случае, надпись на крышке "DiSEqC 2.0" была недействительна, а вместо неё должна быть "DiSEqC 1.0", так как цифра 2 в данном случае обозначает двусторонний обмен данными. Транзистор VT10 (маркировка "L6" или "L7") согласно EutelSat должен быть рассчитан на ток 50мА и напряжение 20В. Сигналы на выводе DTX я не проверял (надо проверить). Возможно контроллер их просто не выдаёт, так что устанавливать эти детали нет смысла. Насколько я знаю, некоторые DiSEqC-устройства игнорируют даже бит чётности, передаваемый в конце каждого байта.

На транзисторе VT1 собран усилитель для сигналов 22кГц. Каскад собран по стандартной схеме (можно найти в документах EutelSat, правда отсутствует резистор номиналом 150кОм между базой и питанием). В разных конструкциях номинал резистора R2 колеблется от 1.5кОм до 2.2кОм. В некоторых моделях он вообще отсутствовал и конденсатор C2 был подключен прямо к базе транзистора VT1. Моделирование показало, что это имеет смысл при слабых сигналах (меньше 0.3В) 22кГц в линии. Скорее всего таким образом производители пытаются обеспечить надёжное переключение на длинных линиях.

Контроллер питается от напряжения 5В, получаемого при помощи стабилитрона VD2 из напряжения питания LNB через резистор R1. Конденсаторы C4, C5 - сглаживают пульсации по питанию, в том числе и сигналы 22кГц, которые не должны попадать в питание для нормальной работы устройства.

Транзисторы VT2-VT5 с маркировкой "1A" - BC846A в корпусе SOT23. Транзисторы VT6-VT9 сдвоенные, с маркировкой "N2" - BC807DS в корпусе SOT457 на рабочий ток 0.5А каждый. В некоторых моделях используется по одному транзистору на выход, в таком случае максимальный выходной ток падает в 2 раза. В любом случае, при замыкании транзисторы выходят из строя.

Диоды VD3-VD8 с маркировкой "A8" (бывают "A3" в старых моделях и "S8" в миниатюрных моделях) возможно BAP50-03 - PIN-диоды с маленькой емкостью в закрытом состоянии, логически более всего подходят из всех вариантов расшифровки "A8". Резистор R13 служит для создания низкого потенциала на катодах этих диодов. Таким образом, при подаче питания, например, на выход "LNB A" через открытый транзистор VT6 благодаря резистору R13 открываются диоды VD3, VD5, по которым полезный сигнал поступает через конденсатор C3 на вход "Receiver". В некоторых моделях последовательно с диодами VD5-VD8 были установлены обычные диоды общего применения типа PMLL4148 в корпусе SOD80C (на схемах не показаны).

Катушки индуктивности L1-L5, выполненные печатными проводниками, вместе с конденсаторами C1, C6-C9 образуют фильтры для развязки сигнальных цепей от питающих.

Возможно продолжение следует...

Я не претендую на абсолютную истину, хотя и пытаюсь сделать всё правильно. Так что пользуйтесь информацией под свою ответственность и на своё усмотрение.

Скажу сразу, что ориентироваться в схемотехнике СВЧ-диапазона достаточно сложно, особенно если это около десятка гигагерц.

Спутниковая головка устанавливается на приёмной спутниковой антенне и предназначена для преобразования принимаемых сигналов, а именно - для понижения спектра частот, линейного переноса его в более низкочастотную область. Необходимость такого преобразования возникает из-за того, что частоты, на которых работают спутники слишком высоки, чтобы передавать их по кабелю. Частоты порядка десятка гигагерц можно передавать по волноводу, но это очень неудобно. Как вы представляете себе квартиру с проведёнными трубами диаметром порядка 20мм?. Устанавливать ресиверы непосредственно на антенне - дело также неприемлемое и немного утопическое по самым разным причинам. На заре появления спутникового оборудования, особенно цифрового, стоимость комплекта была не по карману большинству жителей нашего региона.

Итак, спутниковая головка, или конвертор, решает проблему передачи полезного сигнала к спутниковому приёмнику. Для вещания ТВ-программ со спутника используется 2 диапазона. C-диапазон - это полоса частот от 3.4 до 4.2ГГц. Ku-диапазон - это полоса частот от 10.7 до 12.75ГГц. Ku-диапазон слишком широк, поэтому он разбит на 2 поддиапазона: нижний (10.7-11.7ГГц) и верхний (11.7-12.75ГГц). Конвертор Ku-диапазона имеет в своём составе два гетеродина для работы с обоими поддиапазонами. Как правило для верхнего поддиапазона используется гетеродин с частотой 10.6ГГц, а для нижнего - 9.75ГГц. Такие конверторы называются универсальными. Рассмотрим работу типового универсального конвертора подробнее.

Структурная схема конвертора Ku-диапазона:

Диаметр волновода подобран таким образом, чтобы волны нужной длины могли в нём распространяться без потерь. В конце волновода конвертора расположены 2 взаимноперпендикулярных зонда. Зонд представляет собой четвертьволновый штырь и работает как обычная антенна. Длина штыря составляет примерно 7.5мм. Один зонд принимает волны с вертикальной поляризацией, второй - с горизонтальной. Электрические сигналы с зондов подаются на раздельные усилительные каскады, собранные на малошумящих транзисторах. Как правило, это полевые транзисторы, которые в основном определяют шумовые характеристики всего конвертора. В одно и тоже время работает только один входной транзистор, который выбирается управляющим контроллером при помощи подачи напряжения смещения. Этот же контроллер управляет поддиапазонами, подавая питание первому или второму гетеродину. Верхний поддиапазон включается при подаче по линии питания непрерывного пилот-тона 22кГц амплитудой около 0.6В. Нужная поляризация включается в зависимости от величины питающего напряжения, за чем также следит контроллер, для чего в его составе имеется источник опорного напряжения.

Сигнал с первого каскада усиления подаётся на буферный усилительный каскад, с выхода которого сигнал подаётся на смеситель. На смеситель также заводится сигнал гетеродина. В результате нелинейных процессов в смесителе на выходе последнего возникает 2 спектра частот: суммарный и разностный. Суммарный спектр имеет очень большую частоту и фактически не имеет право на существование, а вот разностный спектр поступает на уилитель ПЧ, где ещё дополнительно усиливается, в том числе и для компенсации потерь на длинном фидере. При работе в нижнем поддиапазоне происходит преобразование по закону Fout=Fin-9.75ГГц = 950-1950МГц. При работе в верхнем поддиапазоне используется формула Fout=Fin-10.6ГГц = 1100-2150МГц. Диапазон частот 950-2150МГц вполне пригоден для передачи по коаксиальному кабелю на расстояния до 50м и даже более. Используется для этого кабель с фторопластовым пористым диэлектриком, так как этот материал имеет хорошие показатели в области таких частот. Использовать можно и обычный коаксиальный кабель с полиэтиленовым диэлектриком (для эфирного ТВ), но при небольших длинах и хорошем сигнале с запасом.

Попробуем разобрать какой-нибудь экземпляр современного универсального конвертора. В руки попался конвертер с маркировкой Lumax LX-LST40. Параметры конвертора типовые. Обратите внимание на коэффициент шума, здесь он составляет 0.3дБ. О шуме поговорим ниже.

Внешний вид головки:

После нехитрых механических операций конвертор был освобождён от пластмассового кожуха. Крышка на облучателе снимается потяжелее, поэтому её трогать не стали.

Внешний вид головки без кожуха:

Цельный алюминиевый корпус закрыт крышкой, которая тщательно загерметизирована каким-то веществом, которое напоминает очень тягучую и эласттичную резину.

Герметизация крышки конвертора:

Удаляется этот герметик крайне сложно, очень уж он пристал к металлу. После частичного удаления под герметиком обнаружилось 4 винта под шестигранник, которые и надо отвернуть. Под двумя неосвобождёнными пятнами герметика в середине крышки находятся регулировочные винты в объёмных резонаторах, при помощи которых можно подстроить частоты гетеродинов.

После удаления герметика:

Винты-саморезы вкручены прямо в металлическое основание конвертора и очень плохо поддаются выкручиванию. Мне пришлось высверлить их дрелью, так как отвёртка гнулась, а винты стояли на месте.

Крышка конвертора:

Рёбра на крышке примыкают к печатной плате, деля её на определённые сегменты. Чёрная губка на крышке находится над смесителем и является токопроводящей (тестером менее 10кОм). А вот и сама печатная плата.

Печатная плата в конверторе:

К основанию корпуса через отверстия в плате приклеены две фарфорообразных чашки. Они являются частью объёмного резонатора гетеродина. Слева расположен гетеродин на нижний поддиапазон, справа - на верхний. Рядом с этими резонаторами находятся биполярные транзисторы с маркировкой "T79" типа 2SC5508 производства NEC, и никаких там диодов Ганна. Слева сверху виден обыкновенный линейный стабилизатор на 8В. Вот обидно, сколько же энергии питания идёт просто на нагрев этого стабилизатора, особенно при работе на горизонтальной поляризации, когда питание составляет 17-18В. Получается, что больше половины. Но это типовое решение, никто ставить импульсный преобразователь сюда не будет. Слева видны два полевых транзистора в круглых корпусах с маркировкой "L" типа NE4210S01-T1 (NEC). Это входные транзисторы. Зонды подключены прямо к затворам этих транзисторов. Верхний транзистор - для горизонтального зонда. Типовой коэффициент шума таких транзисторов по паспорту составляет 0.5дБ, максимум - 0.7дБ. И спрашивается, где же заявленные 0.3дБ? Многие наверное замечали, что коэффициент шума на новых появляющихся в продаже головках постоянно падает, а вот разницы реальной не чувствуется. Уменьшить коэффициент шума не позволяют технологические ограничения при изготовлении транзисторов. Примерно в середине платы виднеется еще один полевой транзистор с маркировкой "V75" типа NE3503M04 (NEC) с шумом от 0.55 до 0.75дБ. Этот транзистор стоит между входными каскадами и смесителем и также не позволяет реализовать заявленные 0.3дБ. Смеситель находится справа внизу. Компонент, на котором он реализован, имеет маркировку FBNU4. Что он из себя представляет, мне не удалось выяснить. Ну а слева снизу мы видим управляющий контроллер производства Zetex с маркировкой ZNBG3113. Контроллер следит за напряжением питания и управляет поляризацией, поддиапазонами, имеет на борту преобразователь отрицательного напряжения для смещения переходов полевых транзисторов с каналом N-типа. Компания Zetex выпускает и другие подобные контроллеры для различных спутниковых головок (для твинов, например). Контроллер является аналоговым решением. F-разъём имеет подключение к плате по центру справа.

Печатная плата универсального конвертора:

Нажмите для увеличения

Печатная плата имеет множество переходных отверстий. Ответственные участки покрыты антикоррозийным материалом с хорошей проводимостью.

Вид печатной платы с обратной стороны:


Упрощённая принципиальная электрическая схема конвертора Lumax LX-LST40

Для примера сравните плату другого конвертора того же производителя Lumax, модель LM-40S. По фото видно, что плата конвертора мало отличается от предыдущей, не считая расположения компонентов. Типовые узлы конвертора такие же, параметры деталей и конвертора в целом мало отличаются.

Lumax LM-40S

Нажмите для увеличения