山 水
隨著DM500S衛(wèi)星網(wǎng)絡多媒體接收機在國內(nèi)燒友圈內(nèi)的熱賣,各種硬件版本、款式和型號的DM500S機器紛紛出爐,其質(zhì)量良莠不齊,使得一般衛(wèi)視燒友無從選擇。這時市面上出現(xiàn)了一款MUTANT-200S衛(wèi)星接收機,相比DM500S其強勁的硬件性能,吸引了不少燒友的關(guān)注。有不少燒友詢問此機的性能和特點,恰逢燒友Mike兄在年前贈送了一臺,借此我們來揭開此機的“廬山真面目”。
去年11月6日,收到了燒友Mike兄贈送的一臺DGSTATION MUTANT-200S衛(wèi)星網(wǎng)絡多媒體接收機。從彩色的外包裝箱上看出該機為韓國的Dgstation公司設計的產(chǎn)品(圖1),官方網(wǎng)址為www.dgstation.co.kr。Dgstation公司是一家成立于2002年3月的韓國廠商,專門從事于衛(wèi)星接收機、多媒體機頂盒等產(chǎn)品的生產(chǎn)。
實際上,這臺機器是在國外有很多品牌,如RELOOK、CubeCafe、AB IPBox等,都標稱“200S”,如圖2、圖3所示。還有一款Sezam 7700,也是這種產(chǎn)品(圖4),外觀和內(nèi)部電路完全一樣。MUTANT-200S接收機常見有黑色和銀白色兩種,都是國外廠商在2005年左右推出的產(chǎn)品。
筆者的這款MUTANT-200S接收機(以下簡稱為“200S”)是由國內(nèi)某廠家于2008年3月代工的出口產(chǎn)品。拿到機器,掂量了一下,感覺200S接收機的份量和430XP差不多,該機很注重散熱處理,外殼的上下左右都開滿了散熱孔。拆開固定上蓋板的5顆螺絲,內(nèi)部電路板呈現(xiàn)在面前(圖5)。為了讓燒友們一睹該機內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu),接下來,就是“開膛破肚,大卸八塊”。從圖6中可以看出,該機的外殼和DM500S一樣,上下前后都可以拆開。電路板的固定和430機器一樣,采用了金屬內(nèi)牙螺桿和鍍鋅鋼板的鉚壓工藝,使得電路板安裝的精度高、穩(wěn)定性好,也便于裝配,優(yōu)于DM500S的自攻螺絲內(nèi)沖孔固定工藝。
200S接收機內(nèi)部電路由操作控制板、電路主板、讀卡器電路板、網(wǎng)卡電路板和開關(guān)電源板組成,如圖7所示。下面就詳細介紹這些電路板的電路芯片構(gòu)成方案。
操作控制板
200S接收機的前面板設計得線條流暢、穩(wěn)重大方,如圖8所示。在黑色的面板的中間,通長到頭地鑲嵌一塊茶黑色半透明有機玻璃,左邊是數(shù)碼管顯示和遙控器接收窗口。開機時,四位綠色數(shù)碼管顯示機器啟動狀態(tài)的英文字符;工作中,顯示當前的頻道號;待機后,顯示當前轉(zhuǎn)發(fā)器的指示時間。中間是一排金屬電鍍的小圓型按鈕,分別對應菜單、退出、OK,音量-、音量+、頻道-和頻道+這七個常用功能。另外,最左邊的還有一個具有個性化的待機按鈕,像一個睡倒的“C”字。有了這8個常用按鈕,即便沒有遙控器也可進行常規(guī)的操作。在面板的右側(cè)不太顯眼的地方有一個槽口,它是智能卡的插槽,可插卡接收加密節(jié)目。
控制電路板上有8個安裝固定孔,通過多達8顆螺絲固定在前面板的內(nèi)部,以確保用戶長期使用面板的操作按鈕而不致于電路板發(fā)生位移或變形。操作控制板電路的核心部分是最右邊一個帶有插座的8位單片機(MCU),如圖9所示,型號為SM8952AC25,它是臺灣新茂(SyncMOS)科技公司的低端產(chǎn)品SM895×系列中的一種,是8052單片機家族的派生產(chǎn)品。
該芯片我們在430系列接收機操作控制板上和1020卡上見到過,只不過在430接收機上采用塑料雙列直插封裝(PDIP-40P),1020卡上采用四側(cè)引腳扁平封裝(QFP-44P),分別如圖10、圖11所示。而在該機中采用帶引線的塑料芯片載體封裝(PLCC-44P),J 形引腳,這從芯片“AC25”尾號后字母可以看出。
MCU控制電路由8個按鍵、紅外遙控接收器(RXM1)、四位LED數(shù)碼管(DSP1)、SM8952AC25(U1)及一些電容、電阻、晶體三極管等構(gòu)成,用于接收機的工作操作以及開待機控制。SM8952AC25芯片工作頻率可達25MHz,電路板上所配的晶振(Y1)為24.576MHz,用于工作中的MCU時鐘,該晶振我們在電腦聲卡中經(jīng)??吹?。SM8952AC25作為是一種通用低成本的可編程控制器,芯片內(nèi)有8kB的FLASH存儲程序。操作控制板上帶插座的優(yōu)點是當芯片損壞或內(nèi)部程序被破壞時,可以方便地從插座的左下和右上兩角拆下芯片,更換或離線燒錄(圖12)。
我們的這臺機器操作控制板是通過11芯扁平排線和電路主板相連接的,完成兩者之間的電氣連接和通訊控制。這種連接方式在DVD機器的激光頭組件和解碼主板的連接中很常見,在DVB中應用則少之又少,而在200S接收機中有幸見到了這種連接方式。
電路主板
200S接收機采用和DM500S一樣的IBM PowerPC405處理器,型號均為IBM39 STB02500(U4)。雖然我們的這臺機器主芯片上帶有散熱器(圖13),不過從其它的200S接收機上可知看出來(圖14)。200S接收機的存儲芯片有兩個,其中U1是臺灣旺宏(MX)公司的FLASH芯片29LV640MTTC-90G,8M×8bit結(jié)構(gòu)(64Mbit),如果折合為Byte(字節(jié))數(shù),根據(jù)1Byte=8bit,即容量為8MB,和DM500S機器的TE28F640J3C-120(U20)容量一樣。U2是現(xiàn)代的SDRAM芯片HY57V561620FTP-H芯片,和DM500S所用的U30一樣,均為4Bank×4M×16bit結(jié)構(gòu),容量為32MB,只是200S比DM500S少了一片16MB的SDRAM(U31)。
靠近FLASH芯片的74LV174D(U8)是帶公共時鐘和復位六D觸發(fā)器,估計用于主芯片的系統(tǒng)復位。
200S接收機的接口更加豐富,如圖15所示,比DM500S多了一組射頻捷變調(diào)制器接口和一個歐插。實際上在AV接口(JP3)和S/P DIF接口(JP5)之間還有一個JP4接口(圖16),它是S端子接口,只是這一部分的緩沖放大電路元件和接口未加裝而已,因為歐插接口可以提供S端子輸出功能。
靠近歐插接口的是ST公司的知名的專用芯片STV6412A(U20),用于切換SCART接口下的CVBS、RGB、L/R等各種音視頻信號。在歐洲的DVB機器中經(jīng)??梢钥吹竭@種SCART接口芯片,用于電視和錄像兩個歐插端口信號的切換,電路切換方案如圖17所示。其中TV接口連接電視機,VCR接口連接錄像機或其它音視頻設備。當想透過200S看錄像機播放的節(jié)目時,只要在主菜單中按“錄像機”項目即可。
另外,由于有了STV6412A芯片,使得200S接收機在待機時能夠徹底關(guān)閉送到電視機上的視頻輸出信號,而不像DM500S機器在待機狀態(tài)下顯示黑屏,以致于用戶誤認為電視機已經(jīng)關(guān)閉而白白消耗電能。
對于200S的輸出音頻信號的音量,網(wǎng)上宣稱輸出的音量相比DM500S大,經(jīng)實際測試,輸出音量和DM500S一樣,都偏小。雖然STV6412A內(nèi)部具有6~9dB的放大功能,但在200S接收機中并未使用該功能。
200S接收機的音頻DAC采用美國CEI公司CE2752(U19)芯片,它是一款高性能立體聲數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片,工作電源電壓為3.3~5V,支持16到24位的數(shù)據(jù)輸入字長及高達192kHz的采樣率。它是專為諸如DVD、家庭影院系統(tǒng)和數(shù)字電視的音頻設備而設計的一塊芯片,和早期DM500S中使用的WM8761相當,兩者性能對照如表1所示。CE2752芯片性能優(yōu)于后期使用的WM8725ED和PCM1725U。
200S接收機的27MHz系列時鐘電路由VCXO(壓控晶振)構(gòu)成,采用韓國KONY公司的13T-63AP型27MHz晶振(U13),如圖18所示。VCXO采用了晶體二次封裝技術(shù),內(nèi)部帶有PLL鎖相環(huán)電路(圖19),具有高精度,高可靠性,低老化的優(yōu)點。采用VCXO的系統(tǒng)時鐘電路具有PCR時鐘恢復功能,和早期DM500S采用的PLL502-02芯片+13.5MHz晶振或T73227芯片+27MHz晶振兩種方案一樣,可以避免接收信號音像不同步、圖像無色彩等現(xiàn)象,優(yōu)于后期采用74HCU04芯片+27MHz晶振方案的DM500S。
200S接收機采用SHARP一體化調(diào)諧器,國內(nèi)組裝,型號為F7VZ0194A,如圖20、圖21所示。如果安裝Gemini4.5.0版本的IMG,也可以從硬件信息中看出具體的型號為“BS2F7VZ0194A -S”(圖22)
200S接收機的RS232接口采用通用的MAX232(U6)轉(zhuǎn)換芯片,用于電腦串口刷機的電平轉(zhuǎn)換。主板上的J1為JTAG接口,和DM500S中的J61接口功能排列完全一樣,可通過簡易JTAG轉(zhuǎn)接線連接電腦的電腦上的DB-25并口,給FLASH芯片29LV640MT(U1)刷寫bootloader,如圖23所示。這也是串口刷機失敗后最后一張可亮的王牌。
讀卡器電路板
讀卡器電路由卡座、TDA8004T(U701)以及外圍一些電容、電阻等組成,如圖24所示。其中TDA8004T是飛利浦公司讀卡器的控制線路芯片,它是一款通用的低成本異步智能卡接口芯片,用在智能卡和主芯片通訊的接口上,在主芯片STB02500的控制下,可完成智能卡的電源保護和讀卡功能。
讀卡器電路板背面設有18×2孔插座(圖25),和電路主板上對應的插針相接,完成電路上功能。
網(wǎng)卡電路板
網(wǎng)卡電路板上主芯片是DM9000EP(U1),如圖26所示。它是DAVICOM公司的10/100Mb/s自適應以太網(wǎng)芯片,采用QFP-100P封裝,較DM500S的AX88796L相比,成本低廉,具有通用的處理器接口。支持8位、16位、32位數(shù)據(jù)總線寬度,接口電平為3.3V。DM9000EP芯片具有低功耗、高處理性能,組成方案設計非常簡單,有成熟的Linux驅(qū)動程序支持,可以容易的完成不同系統(tǒng)的軟件驅(qū)動開發(fā)。
200S接收機網(wǎng)卡電路的晶振時鐘和DM500S一樣,工作頻率為25MHz。由于DM9000EP沒有片選輸入端,所以在網(wǎng)卡電路板中增設了74LV125D(U2)四總線緩沖器。不過在該網(wǎng)卡電路中只用其中的兩個緩沖器,其③、⑥兩個管腳分別控制DM9000EP上的①IOR#(讀)、②IOW#(寫)端,DM9000EP的③AEN(地址允許)輸入引腳片選信號與的74LV125D的①、④門控端G相連。
由于網(wǎng)卡電路采用普通的RJ-45直通座,因此加入了Pulse公司的1:1網(wǎng)絡隔離變壓器H1102作為電氣隔離,連接線路如圖27所示。這樣不但可以隔離不同網(wǎng)絡設備間的不同電平,防止不同電壓通過網(wǎng)線傳輸損壞設備,還能對設備起到一定的防雷保護作用,有效地避免浪涌電壓導致DM9000EP芯片的損壞,保護網(wǎng)卡電路系統(tǒng)的安全。
相比較在DM500S中就沒有這種器件,為此我們早在本刊2007年第24期的《DM500S衛(wèi)星多媒體接收機LAN電路的控制》中介紹了給DM500S衛(wèi)星多媒體接收機更換RJ45網(wǎng)變座的方法。網(wǎng)變座中已經(jīng)包括了隔離變壓器,直接利用它可以避免這部分接口電路的硬件電路錯誤,保證系統(tǒng)正常工作?,F(xiàn)在一些DM500S廠家意識到了這一點,在推出的改進型DM500S電路主板上增加了和200S一樣的網(wǎng)絡隔離變壓器H1102,如圖28所示。
200S接收機網(wǎng)卡電路板上設有D1、D2兩個LED指示燈,其中D1綠燈為網(wǎng)卡工作指示燈,無論開機還是待機狀態(tài),該燈都會發(fā)光,表示網(wǎng)卡電路板在工作。D2紅燈為網(wǎng)線連接工作指示燈,只有機器連接到網(wǎng)絡上該燈才會發(fā)光。
網(wǎng)卡電路板和讀卡器電路板一樣,是通過15×2孔插座(圖29)和電路主板上的插針相連接,即模塊化設計,其優(yōu)點是便于維修時更換。在DM500S接收機中,由于雷擊或其他原因產(chǎn)生的浪涌電流會從RJ-45網(wǎng)口竄入,造成電路主板上網(wǎng)絡控制芯片AX88796L的損壞。由于AX88796L采用LQFP-128P封裝,對于沒有熱風槍等專業(yè)維修設備的業(yè)余愛好者來講,很難更換芯片,維修陷入困境。而在200S接收機中,當由于上述原因引起DM9000芯片損壞時,應急時只需要拔下網(wǎng)卡電路板,機器仍能工作,只是缺少了網(wǎng)絡連接功能,同時軟件的硬件信息中不顯示調(diào)諧器的具體型號以及網(wǎng)絡信息而已(圖30)。
開關(guān)電源板
200S接收機的開關(guān)電源板(圖31)采用美國仙童(Fairchild)公司生產(chǎn)的5M0265(U2)的電源管理芯片,這是DVB開關(guān)電源中廣泛使用的一枚芯片,如在430XP接收機中就使用了它。
在開關(guān)電源板中,由3D13組成的一路+3.3V電源向主芯片、存儲器、網(wǎng)絡芯片等供電;由3D11組成的一路+5V電源向一體化調(diào)諧器、讀卡器、音頻D/A芯片等供電;由3D10組成的一路+12V電源向射頻調(diào)制器等供電;由3D14組成的一路+22V電源經(jīng)過主板電路的二次穩(wěn)壓后,向LNB提供13/18V極化切換電壓;由3D8組成的一路+30V電源向一體化調(diào)諧器中的AGC電路供電。
開關(guān)電源板上BCN2插針連接外接的交流電源線,BCN1插針連接交流電源開關(guān),只是在該機中未使用交流電源開關(guān),因此BCN1插針是短接的,這從開關(guān)電源板背面可以看出(圖32),拔插時千萬要注意必要將位置搞錯,否則會短路市電,引起線路保險絲燒斷。另外200S電源線采用的是德國標準的雙芯圓柱型插頭,插到國內(nèi)常用的電源插座上易松動,建議內(nèi)銷產(chǎn)品更換為國標扁型插頭。
小結(jié)
通過分析200S接收機的各個電路板,我們還發(fā)現(xiàn)200S接收機電路板的安裝孔很有意思。除了開關(guān)電源板外,其它電路板上的安裝孔周圍一圈都有多個小孔,細數(shù)了一下,竟然有12個小孔均勻圍繞著安裝孔。和安裝孔一樣,都是金屬化孔,也就是在孔壁上鍍上一層導電金屬。這種工藝到底有什么作用?是否是加強多層電路板之間的地線連接,以避免螺絲頻繁拆卸時損壞安裝孔金屬化鍍層。筆者看似更像藝術(shù)工藝,讓人感受到PCB工藝設計之美。
另外,從電路主板的背面看出(圖33),在主芯片的位置上整齊排列有四個圓孔,組成一個正方形,孔徑比安裝
孔大一些,這是為了增加主芯片周圍的空氣對流,加強主芯片的散熱性能。
總之,從這些點點滴滴的細節(jié)中,我們感受到國外DVB廠家的一絲不茍的設計工藝。有道是:細節(jié)決定成敗。國內(nèi)廠家的無序的低價低質(zhì)的產(chǎn)品競爭,已很難看到如此精致的PCB工藝了。
根據(jù)上述對各個電路板的簡單分析,我們繪制出200S接收機電路原理框圖,如圖34所示。相比較我們在2008年第2期《DM500S衛(wèi)星多媒體接收機音視頻電路》一文中給出的DM500S接收機電路原理方框圖(圖35),就可以看出兩者之間的區(qū)別,200S在硬件性能方面確實更勝一籌。
最后,我們小結(jié)了DM500和200S硬件功能比較,如表2所示。并附上MUTANT-200S性能參數(shù)一覽表,如表3所示。