. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Přijímač z analogového TV tuneru – 1. díl

Přijímač z analogového TV tuneru – 1. díl

Popis komunikace s analogovým tunerem jedné z nejoblíbenějších počítačových TV karet a konstrukce jednoduchého AM/FM přijímače pro pásmo 45 až 855 MHz.

Po předchozím článku nazvaném Co s analogovým tunerem z TV karet přichází čas na samotnou konstrukci, využívající tento tuner. V předchozím článku byla představena jedna z nejoblíbenějších TV karet značky WinFast TV2000 XP Expert včetně podrobných informací o samotném tuneru i obvodu tvořícího na této kartě most mezi tunerem a PCI sběrnicí. Nyní se zaměříme již na praktickou, přesto však velice jednoduchou konstrukci AM/FM přijímače, využívající právě tento tuner.


Obr. 1: Tuner FM1216ME TOP
 
Obr. 2: Tuner FM1216ME Bottom

FM1216ME
Televizní tuner, použitý na kartách značky WinFast TV2000 XP Expert a dalších je firmy Philips a má označení FM1216ME. Jedná se o kompletní řešení, kdy jsou v kovovém pouzdru obsaženy všechny obvody potřebné pro příjem AM/FM signálů v kmitočtovém rozsahu 45 až 855 MHz.
Celý přijímaný rozsah je rozdělen na následující čtyři úseky:

Pásmo Frekvence (MHz)
FM radio band 87,50 - 108,00
Low band 48,25 - 170,00
Mid band 170,00 - 450,00
High band 450,00 - 855,25

Pásmo FM radio band je přitom, na rozdíl od zbylých tří pásem, dostupné pouze na druhém anténním konektoru a není možné tuto vlastnost softwarově ovlivnit a použít na připojení společné antény pouze jediný konektor. Jediné možné řešení je napájet přímo do tuneru, na střední piny obou konektorů malý kondenzátor s kapacitou řádově desítek pF.


Obr. 3: Detail anténních konektorů

Základní vlastnost tuneru:

  • světový multi-standardní TV a FM přijímač
  • jediné 5V napájecí napětí
  • celkový odběr proudu ze zdroje max. 270mA
  • plný frekvenční rozsah od 45,25MHz (E2) do 855,25MHz (E69)
  • oddělený FM přijímač pro rozsah 87,50MHz až 108,00MHz
  • PLL řízení ladění
  • programovatelný PLL krok: 31,25kHz, 50kHz a 62,5kHz
  • integrovaný synchronní obrazový demodulátor (PLL)
  • lineární FM PLL demodulátor pro FM rádio
  • video a stereo audio výstup i výstup druhé zvukové mezifrekvence
  • jediná adresovatelná I2C sběrnice pro společné řízení tuneru i obvodu dekodéru
  • kovové provedení s rozměry 70 x 40 x 13 mm

Více informací o samotném tuneru naleznete v předchozím článku, případě v dostupné dokumentaci výrobce (ke stažení na konci článku).

Základní schéma zapojení
Na následujícím obrázku je základní schéma zapojení a řízení tuneru:


Obr. 4: Základní schéma zapojení tuneru

Jak je ze schématu patrné, tuner si vystačí pouze s jediným napájecím napětím +5V. Ladící napětí cca 30V si již vyrábí uvnitř svého pouzdra zcela sám.

Řízení tuneru je zajištěno pomocí jediné dvouvodičové sběrnice typu I2C. Na tu jsou uvnitř tuneru připojeny dva integrované obvody. První je zakázkového typu a má na starosti řízení samotného tuneru, přepínání vstupních filtrů, výběr vstupu atd. Obvod má adresu C0h.
Druhý obvod je typu TDA9887 a má na starosti výběr mezifrekvenčních filtrů i samotnou demodulaci signálu. Obvod má adresu 86h.
Dále je vyveden i analogový adresní pin s označením AS, s jehož pomocí je možné na jedinou sběrnici připojit až čtyři totožné tunery, neboť podle velikosti analogového napětí přivedeného na pin AS se výše zmíněné adresy dále mění.

MA1 MA0 Adresa obvodu tuneru Napětí na pinu AS
0 0 C0 0,0Vs - 0,1Vs
0 1 C2 0,2Vs - 0,3Vs
1 0 C4 0,4Vs - 0,6Vs
1 1 C6 0,9Vs - 1,0Vs

Následně jsou na tuneru k dispozici již plnohodnotné analogové signály. K dispozici je tedy jak stereofonní audio signál (piny AF-L a AF-R), tak i klasický 1Všš video signál (pin CVBS). Oba je pro lepší výslednou kvalitu možné doplnit o externí LP fitry. Dále je vyvedena druhá zvuková mezifrekvence (pin 2IF) a další signály, které však nyní nejsou důležité a jsou opět popsány v předchozím díle či dokumentaci tuneru.

Konstrukce přijímače
Po doplnění předchozího schématu o stabilizátor, malý mikroprocesor a konektor pro připojení k PC vznikne kompletní a zároveň nejjednodušší možná konstrukce přijímače.
Schéma zapojení přijímače je na následujícím obrázku.


Obr. 5: Schéma zapojení

Předem se sluší poznamenat, že se jedná o první zapojení, určené spíše pro otestování samotného tuneru a zjištění jeho nabízených možností. Nejsou tedy použity žádné výstupní filtry, není připojen ani grafický displej s ovládacími tlačítky či výstupní reproduktorový zesilovač. Jde pouze o základní zapojení s připojením k PC a zpřístupněním všech nabízených funkcí. Je poté na každém, zda bude mít zájem si uvedenou konstrukci i dále rozšířit a sestavit s její pomocí kompletní přijímač s digitálním řízením či nikoliv.

Napájecí napětí v rozsahu zhruba 7 až 15V je přivedeno na klasický napájecí konektor typu DJK02. Napětí je dále stabilizováno obvodem 7805 na hodnotu +5V. Jelikož je proudový odběr tuneru až 270mA, je potřeba stabilizátor opatřit přiměřeným chladičem.

Řídící částí celého zapojení je naprogramovaný mikroprocesor PIC12F629 či 675 (obvod IO2). Ten má na starosti jak komunikaci s počítačem pomocí sériového RS232 portu (konektor J5), tak i následné přeposlání obdržených příkazů tuneru (TV1) a další funkce s tím spojené. Převodník RS232/TTL zde není potřeba. Napěťové úrovně jsou omezeny jediným rezistorem R3 a invertovány softwarově. Zařízení je tak možné propojit přímým kabelem jak ke stolnímu PC, tak i notebooku.
Tranzistor T1 a jeho okolí, ze spodní části schématu, je určen pro jednoduché měření střední amplitudy mezifrekvenčního signálu přístupného na pinu 2IF tuneru TV1. Nejedná se o příliš přesné měření a navíc signál reaguje zvýšením své úrovně například i na nejrůznější rušení a podobně. Jako jednoduchý zdroj doplňkové informace a navíc v podstatě za nulovou cenu však slouží velice dobře.

Stereofonní audio signál je následně k dispozici na konektoru J3 typu Jack 3,5 st., video signál je naopak na konektoru J4 typu CINCH.
ICSP konektor J2 slouží pro možnost přeprogramování již osazeného mikroprocesoru.

Konstrukce
Na následujících obrázcích je motiv desky s plošnými spoji a rozmístění součástek.


Obr. 6: Rozmístění součástek

Obr. 7: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte)

Všechny použité součástky jsou klasického, drátového provedení.
Jediná připomínka je pouze ke stabilizátoru 7805, který je potřeba opatřit chladičem.

V zapojení může být použit mikroprocesor PIC12F629 i PIC12F675. Zdrojový kód i satný HEX soubor je ke stažení na konci článku.
Nastavení programovacích pojistek mikroprocesoru je následující:


Obr. 8: Pojistky procesoru

Seznam součástek
R1,R4          1k
R2             220k
R3,R5,R6       10k
C1,C2,C5       100n
C3             10n
C4             4u7/50V
T1             BC337
IO1            7805
IO2            PIC12F629-I/P / PIC12F675-I/P
TV1            FM1216ME
J1             DJK02, K375A
J2             S1G6
J3             SCJ-0354-5PU (Jack 3,5 st.)
J4             SCJ-0362 (CINCH do DPS)
J5             CAN 9 Z 90 (D-Sub 9p do DPS)

Řízení tuneru
Ovládání tuneru, včetně popisu dostupných registrů a příkladů nastavení je velice dobře zdokumentováno v originální dokumentaci výrobce, uvedené ke stažení na konci článku. Zde se tedy omezíme jen na základní informace potřebné k pochopení ovládání celého přijímače z PC.

K řízení, konfiguraci i vyčítán hodnot tak slouží jediná I2C sběrnice na tuneru označená klasicky jako piny SDA a SCL. Dále je k dispozici analogový adresní pin AS, o kterém již byla zmíňka dříve. Následující adresy jsou platné při spojení pinu AS se zemí GND tak, jak je tomu na všech schématech zde uvedených. Jelikož jsou na jedinou sběrnici v tuneru připojeny obvody dva, vyžaduje každý z nich svoje specifické ovládání.

Obvod tuneru:
První ze dvou integrovaných obvodů připojených na I2C sběrnici je zakázkový obvod tuneru.
Bohužel není k dispozici jeho označení (na svém pouzdru má pouze číslo revize), v datasheetu tuneru je však velice dobře popsána jeho činnost i komunikace.
S obvodem je možné provádět dvoje operace. Zápis hodnot do čtyř pracovních registrů je tou první a čtení jediného stavového registru druhou možnou operací. Při zápisu se přitom neuvažují jednotlivé adresy čtyř dostupných registrů, ale tyto se po odeslání adresy obvodu (0xC0) a zápisového bitu odešlou všechny naráz.

Jen ve zkratce, hodnota Nxx je vypočtená hodnota požadované přijímané frekvence, bity RSA a RSB určují ladící krok a například bity Px slouží k výběru vstupu a vstupního filtru.

Při čtení obvodu je k dispozici pouze jediný registr obsahující informace o AGC či zachyceném stereofonním vysílání.

Obvod mezifrekvence:
Druhým obvodem připojeným na společnou I2C sběrnici je obvod mezifrekvence. Ten slouží k výběru mezifrekvenčních filtrů, audio/video dekodérů atd. Podobně jako v případě obvodu tuneru, je i zde možné do obvodu zapisovat hodnoty celkem tří registrů i z obvodu číst stavové informace uložené opět v jediném registru.

Zápis informací do tří dostupných registrů však probíhá již standardně s výběrem podadres. Po odeslání adresy obvodu (0x86) je tedy potřeba odeslat ještě subadresu jednoho z následujících tří registrů.

Registry obsahují vesměs bitové hodnoty nastavení jednotlivých dekodérů videa a audia, nastavení výstupního zvuku, typu nosné i například zapnutí zesílení signálu. Jelikož se jedná poměrně o náročné nastavení, je v datasheetu tuneru dostupná jednoduchá tabulka představující doporučené nastavení obvodu pro jednotlivé druhy a normy přijímaných pásem.

Při čtení z obvodu je k dispozici opět pouze jediný registr informující například o zachycené nosné či velikosti AFC napětí.

Ovládání přijímače z PC
Aby nebylo potřeba vytvářet například již zastaralým paralelním portem PC komunikaci podobnou I2C sběrnici, je v přijímači k tuneru připojen již zmíněný, naprogramovaný mikroprocesor PIC12F629 či 675. Ten je k PC propojen prostřednictvím RS232 sériového portu s nastavením 9600,N,8,1.

Mikroprocesor přitom z počítače přijímá následující tři velice jednoduché příkazy, které zpracuje, případně vykomunikuje prostřednictvím I2C s tunerem a do PC vrátí očekávanou informaci.
K dispozici jsou tedy následující tři ovládací příkazy.

Příkaz z PC Návratová hodnota Význam příkazu
01h 01h-HHh-LLh Čtení hodnoty AD převodníku
02h [počet] [data] - Odeslání dat do tunetu
03h [data] 03h [data] Načtení dat z tuneru

První příkaz (01h) slouží k vyčtení hodnoty AD převodníku, měřícího střední úroveň napětí na výstupu mezifrekvence (pin č.5 obvodu IO2). Jako návratová hodnota jsou dva byty, kterým předchází byte 01h, osahující 10b analogovou hodnotu zarovnanou k nižšímu byte.

Druhý příkaz (02h) slouží k odeslání libovolného počtu bytů (s omezením na devět) po I2C sběrnici do tuneru. Jeho formát je příkaz -> počet bytů -> jednotlivé byty. Tedy například 02-03-AA-BB-CC odešle do tuneru celkem tři byty (AAh, BBh, CCh).
Příkaz do PC nic nevrací.

Třetí a poslední příkaz (03h) slouží naopak k vyčtení hodnoty stavových registrů z tuneru. Jeho formát je příkaz –> data, přičemž „data“ reprezentují jediný byte, který se odešle do tuneru před jeho vyčítáním. Odešle-li se tedy například 03-C1, přijímač vrátí stavový registr obvodu tuneru, neboť adresa C0 je adresa obvodu tuneru a nejnižší bit určuje čtení.


Obr. 9: Fotografie sestaveného přijímače

Závěr
Tím byl představen jak samotný TV tuner, tak i první verze konstrukce přijímače umožňující jeho ovládání z počítače PC. V následujícím druhém díle bude představen ovládací software, určený ke zde popsanému přijímači s obvodem PIC12Fxxx i případné samotné zkušenosti z provozu přijímače.

Použitá literatura:
Technická dokumentace karty TV2000XP, tuneru FM1216 a jeho obvodů

Odkazy & Download:
Datasheet tuneru FM1216ME - http://dl.ivtvdriver.org/datasheets/tuners/FM1216ME_MK3.pdf

Datasheet obvodu CX23881 - http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/78553/CONEXANT/CX23881.html
Datasheet obvodu TDA9887 - http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/85797/PHILIPS/TDA9887.html
Datasheet obvodu TDA7040 - http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/19415/PHILIPS/TDA7040.html

Firmware pro PIC12F629/675 - DOWNLOAD
Ovládací program pro PC - DOWNLOAD







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk
Příbuzné články:
Co s analogovým tunerem z TV karet
Přijímač z analogového TV tuneru – 2. díl
Přijímač z analogového TV tuneru – 1. díl

Komentáře (25):

Zobrazit starší 30 dnů (25)...

host
25. Dne 04. 06. 2016 v 12:29 zaslal host
příjem z RF10
Dobrý den, dal by se tento přijímač použít pro příjem z radiostanice RF10? A dal by se použít tuner z TV karty AVerTV 302AAAMP?


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
USB čtečka RFID
Modul pro čtení bezkontaktních identifikátorů RFID na frekvenci 125 kHz s USB výstupem.
Skladem od 790 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007