Осциллографические проверки цифровой шины

Величина тактовой частоты в линии синхронизации имеет в зависимости от поставленной задачи различное значение. Высокая тактовая частота необходима для выполнения высокоскоростной передачи информации по шине данных. Обычно колебания тактовой частоты имеют синусоидальную форму. Однако в качестве тактовых сигналов могут использоваться также колебания трапецеидальной или прямоугольной форм. Размах импульсных сигналов в шине синхронизации должен быть практически равен уровню рабочего напряжения питания шины.

Тактовые колебания вырабатываются с помощью внешнего кварцевого резонатора. Если их частота отклоняется от номинальной, то может нарушиться синхронизация работы отдельных модулей, и обмен данными между ними прекратится. Причиной неисправности в этом случае являются дефекты частотозадающих элементов - фильтров или кварцевого резонатора.

При выполнении измерений на цифровых линиях с помощью осциллографа его входное сопротивление не должно быть низким. Измерительный щуп должен иметь делитель 100:1, и, кроме того, должен быть выбран максимально возможный предел измерений. В этом случае можно избежать изменения тактовой частоты в процессе измерения. Если не обращать внимания на эти меры предосторожности, то подключением осциллографа легко можно прервать обмен данными и этим вызвать неисправность. Если на схеме указана контрольная точка измерения тактовой частоты, то присоединять вход осциллографа (или частотомера) необходимо только к этой точке.

Частота следования импульсов на линии данных не может быть измерена осциллографом из-за непериодического характера этих колебаний, однако само наличие этих сигналов на экране осциллографа свидетельствует об осуществлении обмена данными между блоками, хотя и не является доказательством его истинности.

Схема сброса

Обмен цифровыми данными по шине может безупречно осуществляться тогда и только тогда, когда все рабочие напряжения примут номинальные значения, а все подключенные к системной шине устройства придут в начальное состояние. Об этом заботится схема сброса. В связи с этим все устройства, участвующие в процессе обмена цифровой информацией, должны быть подключены к схеме сброса. Во время работы телевизора выход этой схемы находится в состоянии Н -уровня и не мешает работе модулей и узлов. На принципиальных схемах сигнал сброса обычно обозначается RESET или R со штрихом (RESET, R).

В аналоговых схемах бывает так, что при понижении одного из рабочих напряжений работа схемы неправильна, но возможна. При снижении же амплитуды сигнала, вырабатываемого схемой сброса (импульса сброса), работа невозможна вообще. Поэтому еще раз напомним, что при поиске неисправности в цифровых схемах необходимо в первую очередь проконтролировать питающие напряжения. На выходе схемы сброса должно быть постоянное напряжение, близкое к напряжению питания (например, +5 В). Отрицательный импульс сброса контролируется с помощью осциллографа.

Центральное устройство управления

Принцип действия

Задача центрального устройства управления состоит в том, чтобы обработать принятые сигналы и данные, сформировать управляющие сигналы и направить их на подчиненные управляемые устройства. Устройство управления состоит из следующих частей:

1. Центральный узел управления (CCU), который управляет всеми по токами информации. Часто этот узел выполнен в одном корпусе и его называют управляющим микропроцессором.
2. Внешнее запоминающее устройство.
3. Приемник и дешифратор ИК-сигналов дистанционного управления (ИК-процессор).

Внешние сигналы, поступающие на устройство управления, могут быть командами с пульта ДУ либо с панели управления. Кроме того, на устройство управления подаются импульсные сигналы, синхронизированные с частотой строк и полей видеосигнала, а также сигналы включения телевизора.

Основой устройства управления является микрокомпьютер или микропроцессор (CPU), который, выполняя определенную программу, контролирует и распределяет потоки данных и управляющих сигналов. CPU обычно содержит память с произвольным доступом (RAM), тактовый генератор и выводы для подключения проводников шин данных и отдельных команд.

В зависимости от конфигурации телевизора к CPU подключают одно или несколько внешних ПЗУ следующих видов:

- ROM - ReadOnlyMemory - ПЗУ, содержащее данные, которые невозможно изменить.
- PROM - Programmable ROM - ППЗУ, которое можно запрограммировать только один раз.
- EPROM - Erasable PROM - СППЗУ, которое можно стереть и запрограммировать снова.
- EEPROM - Electrical EPROM - ЭСППЗУ - многократно программируемое ПЗУ с электрическим стиранием.

В ПЗУ записывается управляющая программа и различные установочные константы, такие как:

- формат кадра;
- пределы регулировки яркости;
- выбор программ;
- распознавание стандарта передачи;
- таблица меню;
- группа данных для каждой запомненной программы;
- сервисная программа;
- группа данных, используемых при аварийном прекращении работы.

Устройство управления может содержать также отдельный процессор для обработки сигналов, поступающих с приемника команд дистанционного управления, так называемый ИК-процессор.

Рис. 1.10. Блок-схема центрального устройства управления

На рис. 1.10 представлена примерная блок-схема центрального устройства управления. Она состоит из:

1. Центрального (главного) процессора с внутренней памятью.
2. Внешнего ЗУ 1.
3. Внешнего ЗУ 2.
4. ИК-процессора.

В запоминающих устройствах записаны различные рабочие константы. При этом необходимо различать основные установочные данные, которые должны быть всегда неизменными, и данные, заносимые пользователем с панели управления или с помощью ДУ. После включения центральный процессор принимает по шине I2C рабочие данные из ЗУ, обрабатывает их и передает также по шине I2C на соответствующие блоки для приведения их в исходное рабочее состояние.

ИК-процессор в представленной блок-схеме выполняет две функции:

1. Он сохраняет благодаря временно замкнутым контактам в сетевом выключателе информацию о состоянии телевизора. Включение происходит, когда система придет в начальное состояние (сброс), а уровень напряжения на линиях данных и тактирования изменится с высокого на низкий. После этого включается блок питания, подаются все необходимые напряжения, ИК-процессор сигнализирует о своей готовности, и фаза инициализации на этом заканчивается.

2. Команды, выдаваемые с пульта ДУ, поступают через приемник инфра красного излучения и предусилитель на ИК-процессор. Здесь они обрабатываются и по цифровой шине передаются в устройство управления. Декодирование этих команд осуществляется в главном процессоре.

Команды с панели управления подаются к центральному процессору напрямую и здесь же декодируются и обрабатываются. Этими командами являются обычно переключения каналов, регулирование уровня громкости, яркости, контрастности и т. д.

Тактовая частота обычно вырабатывается в главном процессоре. Независимо от этого необходимы также и другие тактовые частоты, которые вырабатываются в других блоках. Выводы тактовой частоты можно узнать по присоединенным к ним внешним элементам - специальным кварцевым резонаторам.

Необходимым атрибутом микропроцессорных схем являются схемы сброса. Они приводят процессоры в начальное состояние после включения питания. Импульс сброса (RESET), вырабатываемый этими схемами, может быть положительным или отрицательным.

Общее движение информации происходит по линиям данных информационных шин. Кроме того с главного процессора выдаются по отдельным линиям различные включающие и регулирующие сигналы команд -к различным подчиненным модулям и узлам телевизора, сигналы для схем OSD и т. п. Главным же процессором принимаются различные сигналы контроля от системы мониторинга режимов работы различных узлов, по которым главный процессор выключает телевизор, в частности при аварийных ситуациях.

Многие устройства управления оснащены только внешним ЗУ для рабочих данных и вместо ИК-процессора содержат только ИК-приемник. Рабочая программа в таких устройствах не так полна, как та, которая реализуется во внешнем программном ЗУ.