Tuner数字式测试系统的电路分析与故障诊断

2011-05-08马可荐陶谋通

电子科技 2011年11期

韩婷，马可荐，陶谋通

(陕西凌云集团总公司16分厂，陕西宝鸡 721006)

随着数字电视与广播技术的快速推广，国际一流的Tuner生产企业已全面采用第二代数字化测试设备，其智能化判断功能与数字化的测试技术，即使面对以后更复杂的数字Tuner，也能严格地检测每个测试指标，保证生产的高效率、检测准确率。

Tuner即电视高频头，又称电子调谐器，是电视机选择电视频道、将高频的电视信号转换为中频信号的部件。在Tuner生产中，目前普遍采用的测试系统为基于具有高速运算能力的计算机系统的数字化测试系统。国外Tuner数字测试系统价格昂贵，国内普遍采用的是天津德力的DS7720i型Tuner测试仪。它提供了Tuner研发、生产中多项指标的测试和合格判断功能。

1 DS7720i系统组成

图1为DS7720i的主机系统框图。主要包括网络仪部分、主控制部分、电源部分及输入输出切换部分。主控制采用工业级的PC/104，通过通道板控制数据传送及指令发送，网络仪部分主要由扫源板、功放板、衰减器、定向耦合器、传输与反射检波探头构成。

2 测试系统工作原理

Tuner生产一般须测的是RF输入端到IF输出端的幅频特性，即总波形，以及RF输入端的反射特性，即驻波。因此将高频头看做一个变频网络，其输入信号和输出信号的频率不同，他们的关系为LO-RF=IF。DS7720i利用网络分析仪的扫频测量原理，测量Tuner的传输和反射特性。

2.1 传输与接收通路的测量与波形显示

输出RF信号经过被测Tuner，输出IF信号，经宽带滤波送入通道板。IF频率落在网络仪的接收范围内，利用功率探头可测出它的幅度，即传输特性测量。

通道板是一块低频放大和采样板，它将传输和反射信号检波后的小信号直流电压放大后通过A/D采样，将数据送给主控板，由主板控制显示波形。

2.2 打频响与频标的显示

图1 DS7720i整机系统框图

Tuner中频信号输入到计数器单元，由数字计数器计算出频率值，仪器以软件来建立频率和计数值的对应关系，主控板将此对应关系存储起来。根据计数器和频率之间对应关系即可测量Tuner的中频IF值。给高频头输入合适频率的RF信号，由LO=RF+IF的公式得到高频头本振频率LO。高频头的VT电压越高，LO频率也越高，于是建立不同类型高频头的VT-LO曲线并存储到主控板，即打高频头频响，在测量某一类高频头时调出相应曲线即可。程控电源板通过D/A控制为Tuner提供电源和I2C控制，同时通过计数器单元测量出Tuner的中心频率，将频率值告知主控板，同时由主控板调整输出扫频的中心频率，使波形始终处于屏幕的中心。

2.3 主控制单元与整机的控制

仪器整机包括一个上位机和两个下位机，上位机就是以PC/104为中心的总的主控制部分，其采用DOS操作系统，使用基于闪存技术的电子硬盘。下位机中，一个是负责扫源数据传送后指标测量的通道单元;另一个是主控通过串口通讯控制的程控电源部分。

3 测试系统的维修

3.1 测试系统的故障诊断

Tuner测试系统不论出现任何故障，在进行分析、排查时，应建立一个系统的概念，即包括7720i仪器整机、所有连接线、工装夹具、Tuner组成一个系统。维修时，应将整个系统都联系起来，根据工作原理进行思考和检查。

Tuner正常工作的必要条件是:正确的工作电压和I2C控制命令+正确的信号连接。所以常见故障就可以归结为两类:一类是供电系统不良;一类是信号系统有问题。遇到问题要判断清楚故障类型，逐个排除。

维修操作要遵循从易到难，防止故障问题扩大化。当最后确定是仪器主机出现故障时，再开箱进行维修。

从易到难，比如供电系统故障分析时，先排除外部故障，再考虑仪器内部损坏的可能性，可按照以下顺序:(1)按工艺要求检查Tuner参数设置。(2)排除夹具短路、断路情况。(3)正常情况下仪器的供电及I2C控制将正常，供电单元硬件没有损坏。在保证仪器系统其余部分在合格状态时，此时无正常波形显示，视情况打跟踪频响或电调频响，波形将能正常显示。(4)如果供电及I2C控制还不好，开箱检查供电单元电路:从开关电源模块输出到程控电源板的电压正常，则为程控电源板坏，不正常则为开关电源的问题。

生4: 目标函数法.求出点P到直线l上任一点M(x,y)的距离的平方|PM|2=(x-1)2+(y-2)2,消元，转化为一元二次函数|PM|2=2x2-8x+10=2(x-2)2+2，x∈R,求目标函数的最小值；当且仅当x=2时，取到最小值2；此时，

检查信号通路故障时，在保证仪器设置正确的前提下，先用目视或万用表检查外部连接的同轴电缆是否良好，各种接口接触是否良好，然后用电缆连接仪器RF输出与IF输入端，用仪器自有接收测量部分来校准源输出部分，必要时进一步用频谱分析仪来检查。

3.2 仪器整机的故障诊断

经检查，故障最后确定在7720i主机时，应以整机的工作原理为出发点，依照正确的思路来分析故障原因。分析诊断过程如图2所示。

供电部分或扫源部分，是仪器故障多发的部分，其它部分出现问题的比率较低。

3.2.1 主控部分故障检查

根据开机后显示器指示分析，如果系统不能正常进入波形测试界面，则PC/104主控板有故障;如果能进入测试界面，但界面波形异常，不能随着指标设置的改变而变化，常为通道板问题。

图2 7720i整机故障诊断步骤示意图

3.2.2 供电部分故障检查

在设置正确的前提下，供电部分常见故障有:SD保护端子对地短接后无供电输出，或供电电压不正确;I2C及VT IN异常;有供电输出，带载后掉电;有供电输出，总显示短路保护或死机，或者无波形等。

确定仪器供电工作不正常时，如果开关电源模块输出正常，可以使用替换法更换程控电源板进行修理。

3.2.3 扫源及接收部分故障诊断

扫源部分发生故障时，Tuner增益、镜像抑制比等测量会出现异常，应该用频谱分析仪来检查，主要测量输出信号的频率和幅度两个指标，以及带内谐波抑制情况。如图3中所示，根据信号异常的具体表现，判定故障发生部位。

在分析信号幅度方面的故障时，一个有效且便捷的方法，就是先使用仪表自身的接收探头对扫源输出进行测量，如此既可以检查探头部分随仪器输出信号变化的接收状况，又同时监测了输出信号的幅度变化。然后根据不同情况判断故障发生的部位。方法是，在网络仪模式，令源输出一个点频。以10 dB为步进改变POWER设置值，接收幅值指示值变化异常，则功放板上衰减坏;否则，10 dB的大衰减正常，功放板正常;1 dB衰减变化异常，为程控衰减器坏。

如果用仪器自身接收部分读出的值与频谱分析仪的读数是相符，仪器的接收探头就没有问题。如果两个读数不相符，则说明接收探头有损坏，实际使用中这种情况很少出现。