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简单易调的卫星信号质量调试器

[日期:2015-08-20] 来源:  作者:福建 俞虹 [字体: ]

  大多使用卫星电视接收机的用户,都会感到卫星天线的调试很麻烦。而这款卫星信号质量调试器,调试时,人站在天线旁,将天线高频头接到质量调试器,边调边看调试器的信号质量,就可以把信号质量调好,很方便。下面介绍这种调试器的制作方法。
  
  一、工作原理
 
  电路图如下图所示。该调试器电路由4个部分组成.,分别是低压电源电路、单片机信号质量显示控制电路、电源电压指示电路和电源充电保护电路。另外还需要用到卫星接收机电路。

 

卫星信号质量调试器


  
  1、低压电源电路

    卫星接收机一般使用3组电源,分别是3.3V、I5V和20V。3.3V主要供接收机的CPU使用,电流较大约为500mA。而20V电源供外部高频头使用,电流约100mA,15V电源电流较小约5mA。
  
  这里使用5000mAh的锂电池作为质量调试器的电源,它可以使质量调试器连续工作1.5小时。打开开关K.4.2V的锂电池E通过降压电阻R2、2.5V稳压管VD1再到三极管VT的基一射极,在三极管基一射极两端产生约2.5V+0.7V=3.2V的稳定直流电压。
  
  稳压原理:电源电压升高时,R3电阻上的电压也升高,三极管基极电压上升,基极电流变大,从而集电极电流也变大,电阻R2上的压降变大,使VT基一射集电压保持不变,电压变低时,情况相以。但要注意,当锂电池电压减小到一定值时,原3.2V稳定电压开始变小,但只要不小于2.5V,接收机CPU电路都能工作,这里重点介绍20V升压电路。
  
  升压电路的核心元件是LM2577-ADJ。
  
  它的输入端电压范围较宽为3V—40V,实际2.5V就能启动,输出电压范围为3V~32V。内部振荡器频率为52kHz,输出电流可以达到3A。LM2577S-ADJ引脚排列如上图所示,电路内部框图如下图所示。

LM2577S-ADJ引脚排列

内部方框图


  
  升压电路工作时,IC1产生的52kHz开关振荡信号控制内部NPN开关管通断,将能量储存在电感L上,即在内部开关管VT导通时,能量储存在电感上。截止时,能量传输到输出端C2和负载,通过改变开关管导通和截止时间的占空比来稳定输出电压的。输出的稳定电压值由电阻R5、R6决定。升压电路工作最后在电容C3两端得到约20V的稳定电压,再通过IC2(78L15)将电压降低稳定在15V上。电路中R4和C2是使内部反馈电路稳定工作,电阳R1用于减小开机时的冲击电流。
  
  IC1内部附存过流保护电路和过温保护电路。输入电压过低时,还可以使电路停止工作。
  
  2、信号质量显示控制电路

  由2051单片机IC3等元件组成。由于卫星接收机开机显示为电视频道号,如005、038等,不能直接显示卫星信号的质量值。这里通过单片机来模拟手动调到质量显示。一般情况下,手动操作过程是开机等显示频道以后(约5s),按F菜单键1下一CH-键2下- OK键1下→CH-键1下一OK键1下到显示质量值。这里共要用到3个键,即菜单键,CH-键和OK键。那么用单片机完成就是开机延时8s,然后在P1.2输出一个Is的负脉冲,接着P1.3输出2个Is负脉冲,P1.4输出1个Is负脉冲,P1.3输出1个Is负脉冲,P1.4输出1个Is负脉冲完成。因此,程序中调用了两个延时程序DELAY1和DELAY2.分别为8s和1s。由于单片机复位时,P1口输出为高电平,故输出使用了负脉冲,而不是正脉冲。所有脉冲输出完成后,单片机停机,等待再次开机复位。相关程序见无线电网站。
  
  单片机Pl U输出负脉冲后,再通过光电耦合器IC4—lC6的隔离,将输出的3个通断信号加到菜单键.CH-…和OK键上,完成信号质量显示。

  3.电源电压指示电路

    由IC7等元件组成。该电路接在锂电池E两端。
  
  打开开关后,由于刚开始电压较高,IC7的第一个比较器反相输入端电压大于同相输入端电压,输出低电平,红色LED1灯不亮。这时输出的低电平通过R18加到第二个比较器的反相输入端,同相输入端电压11.25V大于反相输入电压0V,输出高电平,LED2绿色灯亮,表示供电正常。1小时后,当锂电池电压降到3.2V时,第一个反相器的反相输入端电压小于同相输入端2.5V电压,输出高电平,红色LED1灯亮,表示欠压。但还能工作20~30分钟(这里把欠压电压定在3.2V而不是3V,是为了防止使用一半没有电的情况发生)。输出高电平再加到第二个比较器的反相输入端,输出低电平,绿色LED2灯不亮。这里,第二个比较器同相输入端接R14和R15连接点是防止红色LED1灯亮时绿色LED2灯也会亮。
  
  4.电源充电保护电路

    此电路由IC8等元件组成。
  
  IC8型号为TP4056,它是单节锂离子电池恒定电流恒定电压线性充电保护器件。充电电压为4.2V,充电电流为1A。充电时,外部手机充电器通过二极管VD4加到IC8的④脚,⑤脚输出不大于4.2V的电压向鲤电池E充电,这时指示灯LED4亮,随着充电的进行,电池电压不断上升,当电池电压达到4.2V时,充电电流降到100mA以下,充电停止。这时指示灯LED3亮.LED4灭。电阻R21用于设定充电电流的值,二极管VD4用于减小输入电压,R20为指示灯限流电阻。

  二、制作和调试

    按电路图用万能板制作出实际电路。
  
  LM2577有两种封装,LM2577T为直插式,LM2577S为贴片式,最好用直插式,以方便散热。另外需要后缀为ADJ的,这种是电压可调试的。单片机2051先要安装集成电路插座,集成电路IC8不焊在万能板上,它和锂电池、锂电池保护板一起装在小盒中。开关K直接用接收机的开关。元件安装、焊接无误后,将原接收机的开关电源板取下,并将原开关电源板上的电源排线拆下焊到自制电路板3.2V、15V、20V、地的位置,将2051单片机烧入程序插上,将光电耦合器输出A端接接收机显示电路板的按键公共端,D接菜单键的接线端,C接CH-按键接线端,B接OK按键接线端。并焊上双色发光管LED1和LED2,检查接线无误后可以调试。
  
  打开质量调试器开关K,用万用表测电源排线上3.2V、15V、20V的电压应正常。如三极管VT发热严重应加装散热片(一般情况不装,因为电源接接收机主板后,电压变低稳压电路不起作用)。然后将电源排线插到接收机的电源插口上,再测各组电压应仍然正常。接着开机观察显示屏看8s后是否进入质量显示POO.如能说明正常。
  
  指示电路的调试方法是:打开开关K绿色LED2灯应亮,等1小时后电池电压降到3.2V,应变成LED1红色灯亮,说明正常。
  
  最后进行总装。将双色发光管LED1和LED2、双色发光管LED3和LED4用AB胶固定在显示电路板装上外壳能看到的位置上。然后将自制电路板固定在外壳原开关电源的位置上,将电池装在主板前方位置上,并将短传输线从升级针口位置引出。
  
  使用时,先将卫星接收机接到电视,观察电视机信号强度应正常(绿色),说明电路连接没有问题。然后在室外将卫星质量调试器用一条短信号线接高频头,打开开关,等显示屏显示P00后,即可以手动调整天线。


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