أسباب الأعطال الخاصة بالإشارة وطرق تحديد أعطالها وصيانتها

[م تامرالقناوى ابواحمد]

أسباب الأعطال الخاصة بالإشارة وطرق تحديد أعطالها وصيانتها


طبيعة الإشارات المستقبلة من الأقمار الصناعية

تقوم محطات الإرسال الأرضية ببث قنواتها للأقمار الصناعية ، بينما تقوم الأقمار الصناعية بإعادة البث لهذه القنوات على شكل ترددات لها إستقطاب إما أفقي أو رأسي .

أما في الأنظمة الرقمية ( ديجيتال Digital) فإن التردد الحامل الواحد ( أفقي أو رأسي ) أصبح يحمل عدد كبير من القنوات ( بشكل مضغوط ) منها عدد من القنوات الفردية أو ما يعرف بالباقات و ما يتضمنه من معلومات هذه القنوات ( الصوت والصورة ) وأيضا بيانات التشفير لبعض الباقات المشفرة .
ويتم التمييز بين القنوات داخل التردد الواحد عن طريق بيانات التعريف لكل قناة على حدة وهي (Audio PID ,Video PID ، PCR PID ) وهي تلك البيانات التي نضعها يدويا عند عمل البحث المتقدم Advanced search عن قناة معينة .





أساسيات التعامل مع الإشارة و وطرق تحديد أعطالها والتعرف على أهم مسببات هذه الأعطال




تتنوع أسباب الأعطال الخاصة بالإشارة مثلما تتعدد مظاهر هذه الأعطال والتي قد تكون

1- غياب كلي للإشارة ( قوة الإشارة الجودة)
2- غياب الترددات العالية ( فوق 11700)
3- غياب الترددات ذات الإستقطاب الأفقي أو العكس
4- ضعف في قوة الإشارة يصاحبه تمزق الصورة وتقطيع بالصوت
ولتتبع العطل يجب الإلمام بوظائف الوحدات المسئولة عن الإشارة والتي تدخل في مكونات النظام
نلاحظ في كل أجهزة الإستقبال أنها تتكون من
وحدة LNB - وحدة تيونر - وحدة تغذية لل LNB مع مولد نبضات البرست والتحكم بالدايسك - وحدة إستخلاص معلومات الصوت والصورة وملحقاتها من الإشارة المستقبلة
وظيفة وحدة ال Low noise block down converter (LNB) :
وتقوم هذه الوحدة بإلتقاط جميع حزم الترددات التي يعكسها الطبق الموجه الموجي لها والتي تدخل ضمن نطاق استقبالها بعد مرورها على مرشح إمرار حزمة لحيز الترددات المطلوبة ، كما تقوم بخفض هذه الترددات الى حيز أقل يسمح للرسيفر بالتعامل معها ، وايضا بتكبير جهد الإشارة المستقبلة والتي تكون قيمتها ضئيلة جدا .
وعلى ذلك فهذه الوحدة لابد وأن تحتوي على مذبذب محلي داخلى لإنتاج التردد المتوسط الأولي
950 – 2150 ميجا هرتز ، وأيضا على مكبر ترددات منخفض الشوشرة .

وعن طرق الكابل المحوري ( الشيلد ) يتم نقل هذا التردد المتوسط الأولي الى مدخل الرسيفر ( LNB IN ) حيث يتم إستقبالها عن طريق منتخب الترددات (تيونر Tuner) تم تصميمه ليتعامل مع حيز الترددات التي تنتجها وحدة اللاقط ( 950 – 2150 ميجا هرتز ).
وتحتاج وحدة ال LNB إلى عدة أنواع من الجهود لكي تستقبل مجموعة الترددات بمختلف الأقمار :
1- جهد قدره 13-V/18-V للتحويل بين القنوات الأفقية والرأسية H/V polarizations
2- ذبذبة tone signal ) - 22-kHz ) للإنتقال الى حيز الترددات العالية أو بدون تون ) للإنتقال الى حيز الترددات المنخفضة low or high band selection))
3- كما ينتج الرسيفر ما يعرف بال Tone burst لإستخدامات الدايسك DiSEqC أو للإنتقال بين وضعين مختلفين أو أكثر لل LNB ( ذات المخرجين dual أو الأربعة مخارج quad )
ويجب أن يؤخذ في الإعتبار أن الجهود السابقة خاصة فقط بتشغيل اللاقط والدايسك ( في حالة وجوده) ولا علاقة لها بتشغيل التيونر ، حيث أن الجهود المطلوبة لتشغيل التيونر عبارة عن جهد قدره 5 فولت جهد قدره 30 فولت يتم الحصول عليها مباشرة من وحدة التغذية .
ويتم إنتاج هذه الجهود ( 13 أو 18 فولت بالإضافة للتون 22ك) عن طريق وحدة تختلف بإختلاف نوع الرسيفر وتصميمه ويستمد هذا الجهد أساسا من وحدة التغذية (power supply) أما التون 22ك فيتم توليده عن طريق مولد ذبذبات ، وتحتوي معظم الرسيفرات على IC تسمى بال (LNB POWER ) تكون مسئولة عن إمداد هذا الجهد والتون للاقط وسنتعرض بشكل أشمل لهذا الجزء وأعطاله عند دراستنا للأعطال ومسبباتها وسوف أضع لكم دائرة عملية تمكنكم من تصميم وحدة LNB POWER تنتج ال Tone burst لإستخدامات الدايسك DiSEqC وأيضا ذبذبة tone signal ) - 22-kHz ) .








وحدة التيونر Tuner unit :




تعتبر وحدة التيونر أو منتخب الترددات هي البوابة الرئيسية لدخول كافة الترددات التي تنتجها وحدة اللاقط ، وتقوم هذه الوحدة بإنتخاب وإنتقاء التردد المطلوب عن طريق دائرة توليف داخلية (tuning) ، فعندما تضع قيمة التردد بقائمة البرمجة ، يتم ترجمة هذه الأرقام الى جهد مقابل ( لكل تردد جهدا يقابل هذا التردد ) ، وهذا الجهد يكون هو المسئول عن عملية التوليف .

ويقوم التيونر أيضا بعملية تكبير للتردد الذي تم إنتقاءه
ومن خلال دائرة مذبذب داخلي Oscillator ومازج Mixer يتم إنتاج التردد المتوسط ثانوي والذي يحمل تفاصيل ومعلومات الصوت والصورة والتزامن .




يتبين لنا أن إحتياجات التيونر ليعمل بشكل جيد :





1- اشارة قوية قادمة من خلال الكابل المحوري المتصل بال LNB

2 - الجهود اللازمة لتشغيل المكونات الداخلية للتيونر وهي المذبذب والمازج والمكبر
3- جهد التحكم في الكسب الأتوماتيكي Automatic gain control ( AGC)
وسنتكلم بالتفصيل عن وحدة التيونر عندما نستعرض الأعطال الخاصة بالإشارة .
المكونات الداخلية والوحدات الرئيسية للرسيفر
تختلف الوحدات الرئيسية في الرسيفرات القديمة ( كالنوكيا 9200 – الهيوماكس 5400 ) عن الوحدات التي تتكون منها الأجهزة الحديثة كما في الأسترا والهيوماكس pvr8000 أو ال cxc-2000pvr .
فبالنسبة للأنواع القديمة نجد أن الرسم التخطيطي Block Diagram لها يكون كما في الشكل التالي

بينما نجد أن الأنواع الحديثة يكون الرسم التخطيطي لها كما في الشكل ( صورة مصغرة)










طرق أخرى لإنتاج محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB :



قبل أن نستكمل رحلتنا مع الإشارة دخل الرسيفريهمنا أيضا التعرف بإختصارعلى بعض الطرق الأخرى التي كانت تستخدم في الأجهزة الأنالوج للتحكم في إنتاج محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB والتحكم في الإنتقال بين مدخلين للرسيفر يعمل كل مدخل منها في توصيل جهد التغذية ومحددات التشغيل إما الى LNB1 أو LNB2

حيث تستخدم وحدة تخزين رقمية تعمل بأوامر من الريموت تعرف بإسم shift-and-store bus register أو (مرحلة التحول وتخزين مسار السجلات ) ومن أمثلتها الآيسي HEF4094B وكذلك وحدة لإخراج الجهد المحكوم أو المنظم ومنها وحدة LM317 غلى سبيل المثال وقد تستخدم أيضا ترانزستورات عادية مثل TIP31




وهذه دائرة عملية كاملة لإنتاج محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB











أما جهد التغذية فيتم الحصول عليه من مصدر22 فولت يتصل بمدخل وحدة LM317 ( طرف رقم 3 ) ويخرج منها جهد لل LNB ( طرف رقم 2 ) بقيم تحددها قيمة المدخلات على الطرف رقم 1 وهوجهد التحكم الذي يشمل كل المحددات المطلوبة والتي تأخذ مسارها من خلال مجموعة الترانزستورات ( من Q 105 إلى Q 108 ) ويتم الإخراج عن طريق الترانزستورات ( من Q 101 إلى Q 104 ) كما هو بالصورة










وحدة إخراج الجهد المحكوم LM317 : TERMINAL ADJUSTABLE REGULATOR




هذه الوحدة LM317 منتشرة الإستخدامات سواء في أجهزة الرسيفر أو في بعض الأجهزة الإلكترونية الأخرى

تعالوا نتعرف عليها نظرا لأهميتها وكثرة أعطالها وهي تستخدم بكرة بوحدات الباور سبلاي وتتسبب في أعطال الإشارة في معظم الأجهزة











عبارة عن مجموعة ترانزستورات مدمجة داخل ( دائرة متكاملة ) بحيث تكون وحدة واحدة لها ثلاث أرجل تشبه الترانزستور في شكلها النهائي الا أنها لا تعتبر من الترانزستورات المتعارف عليها










ومن الإسم الفني لها ( TERMINAL ADJUSTABLE REGULATOR )

فهي عبارة عن (منظم جهد طرفي قابل للضبط)




كما تعرف ايضا بالمنظم متغير الجهد Variable Voltage Regulator

والثلاث أرجل لا تعتبر كأرجل الترانزستور العادي ( القاعدة base - المجمع COLLECTOR - المشع EMITTER ) بل تأخذ مسميات أخرى وهي










1- input وهي مخصصة كمدخل للجهد الرئيسي الذي قد يصل الى 37 فولت

2- output وهي مخصصة للجهد المنظم الخارج من الوحدة LM317 والذي يغذي مرحلة أخرى تالية بجهد محكوم القيمة
3- adjust وهي مخصصة كطرف للضبط والتحكم في قيمة الجهد الخارج لاحقا من طرف الخروج بتقليل أو بزيادة قيمة الجهد على هذا الطرف ( طرف التحكم أو الضبط )




ونظرية عملها هي أنه يتم توصيل جهد أساسي ( قد يصل الى 37 فولت ) على رجل ال input وأيضا تستقبل جهدا معينا على طرف الضبط adjust ( هذا الجهد يتم تحديده بواسطة التحكم بالبرمجة )

فنحصل على قيمة فولتية عند طرف الخروج وهذه القيمة تتناسب طرديا مع قيمة جهد التحكم أو الضبط
وبذلك هي لا تخرج الا جهدا واحدا من طرف الخروج هذا الجهد يمكن أن يتراوح ما بين 1.25 فولت الى 37 فولت




وفي معظم أجهزة الرسيفر نجد أن هذه الوحدة هي مسئولة عن التغذية الطرفية لل LNB حيث تغذي رجل الدخل input بجهد رئيسي يتراوح ما بين 20 - 24 فولت ويتم توصيل رجل الضبط adjust بجهد التحكم عن طريق مفتاح اليكتروني يعمل وفقا لبرمجة الجهاز إما على القنوات الرأسية ( يعطي جهد تحكم 13 فولت ) أو على القنوات الأفقية ( يعطي جهد تحكم 18 فولت )

ويقوم جهد التحكم هذا بجعل جهد الخرج المطلوب على رجل ال output مساويا لجهد التحكم ويمكن الحصول من هذه الوحدة على تيار تصل شدته 1.5 A




ومن مميزات هذه الوحدة أنها تعمل كمحدد للتيار current limiter حيث يتوقف إخراجها للجهد بمجرد حدوث دائرة قصر على هذا الخرج نتيجة لوصول جهد رجل التحكم الى صفر فولت عن طريق المفتاح الإلكتروني المتصل بها والذي يحصل دائما على عينة من جهد الخرج

ولابد من تركيب هذه الوحدة على مبرد حراري heatsink مصنوع من الألومنيوم أو النحاس




( لمعرفة التركيب الداخلي الكامل والبيانات الفنية للوحدة يمكنك تحميل ملف الداتاشيت الخاص بها )

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf




التعامل مع الإشارة بعد مرحلة التيونر والتعرف على وظائف الوحدات الخاصة بها




تكلمنا عن وحدة التيونر وعرفنا أنها الجزء المسئول عن إنتخاب الترددات المختلفة ( 950- 2150 ميجا القادمة من ال LNB ) ، وعرفنا أن كل تردد من هذه الترددات يحمل قناة واحدة في النظام الأنالوج ، بينما يحمل التردد الواحد عدة قنوات في النظام الرقمي ، كما عرفنا أن التيونر هو المسئول أيضا عن إنتاج التردد المتوسط الثاني Intermediate frequency والذي تبلغ قيمته 450 ميجاهرتز وهو تردد يحمل كل معلومات القناة ( أو القنوات ) والتي تشمل الصوت والصورة والبيانات الخاصة بها كالتزامن ونبضات الإطفاء وشدة الإضاءة والألوان ، بالإضافة الى بعض المعلومات التي تضيفها بعض القنوات في الأنظمة الرقمية .

وهذه الإشارة الناتجة من التيونر ( التردد المتوسط IF ) تكون على شكل تناظري أو أنالوج Analogue في بدايتها ويتم تحويلها الى الصورة الرقمية Digital من خلال دائرة تحويل من الأنالوج الى الديجيتال ADC) (Analog-to-Digital Convertor) ) يليها مرحلة كاشف التعديل أو المميز أو ال demodulator and decoder وذلك ضمن متكاملة تقوم بعدة عمليات أهمها كشف إشارتي الصوت والصورة وفصل نبضات الإطفاء والتزامن ، ونقل بيانات الصوت والصورة المتزامنة AV_DATA الى وحدات التعامل مع إشارتي الفيديو والأوديو ، وتقوم هذه المتكاملة أيضا بإنتاج جهد التحكم في الكسب الأتوماتيكي AGC وإعطاء محددات العمل لوحدة ال LNB power supply كتحديد قطبية القنوات المستقبلة وإنتاج التون 22كيلوهرتز والتحكم في عمل الدايسك ، وكذلك التحكم في قيم معامل التصحيح الأمامي Forward Error Correction (FEC) وأيضا ما يعرف بمعدل الترميز أو الsymbol rate ( S/R)
وغير ذلك من الوظائف والتي سنتعرف عليها من خلال درستنا للمتكاملة TDA8044 على سبيل المثال والمستخدمة بأجهزة الهيوماكس وفي الكثير من الأجهزة الأخرى .









لاحظ أن محددات الجهد الخاص بتشغيل ال LNB في أجهزة الهيوماكس مثلا تبدأ من وحدة التحكم SAA7219 (والتي سندرسها تفصيلا عند إستعراض المتحكمات الدقيقة ووحدات التشغيل الرئيسية والفلاشات )









وهذه الوحدة TDA8044 كما نرى في الصورة تستقبل التردد البيني IF القادم من التيونر ولها دور في إنتاج جهد ال AGC اللازم لتشغيل التيونر ، بينما تقوم في نفس الوقت بالربط بين إنتاج محددات ال LNB ووحدة التحكم مثل SAA7219 وهي ( MPEG2 Transport RISC processor ) المعالج المركزي (RISC Reduced Instruction Set Computer ) أو SAA7214 (Transport MPEG2 source decoder ) الناقلة لمعلومات الصوت والصورة الى وحدة SAA7215 والخاصة بمخرجات الصوت والصورة (Integrated MPEG AVGD decoders ) وهي الخاصة بإنتاج وإخراج الصوت والصورة وأيضا الرسومات والبيانات الخاصة بقوائم البرمجة وفك تشفير الفيديو الرقمي ، وسيتم بإذن الله شرح لكل هذه الوحدات ودورها حتى مخارج الصوت والصورة .




التلف الجزئي أو الكلي لوحدة TDA8044 : يتسبب التلف الجزئي لهذه الوحدة في إحداث أعطال جزئية كغياب الصوت والصورة أو تقطيعها ، كما تتسبب في ظهور الصور الممزقة وهبوط مستوى مبين جودة الإشارة Signal Quality .

والتلف الكلى لهذه الوحدة أو غياب الجهد 3و3 فولت المغذي لها يتسبب في إنقطاع الإشارة تماما وأعطالها في هذه الحالة تكون شبيهة تماما بأعطال التيونر أو التلف الكامل لوحدة ال LNB فلا تظهر أي دلالات لقوة الإشارة سواء من مبين الجودة Signal Quality أو من مبين القوة Signal Strength







إستخلاص وإنتاج معلومات ( بيانات ) الصوت والصورة والتعامل مع القنوات المشفرة في الأنظمة القديمة ( كالهيوماكس ):




تلي المرحلة السابقة مرحلة جديدة تقوم بها وحدة مثل SAA7214 أو SAA7219 ويتم فيها إستخلاص معلومات الصوت والصورة من القنوات المشفرة والغير مشفرة .



















ويمكننا أن نعدد الوظائف التي تقوم بها الوحدة SAA7214 أو SAA7219 لنقف على مظاهر أعطالها ومن هذه الوظائف :




1- التعامل مع القنوات المشفرة وفك تشفيرها إذا توفرت شروط ما يعرف بوحدة النفاذ المشروط Conditional access descrambling وتوفر الكارت الذكي ساري الصلاحية بداخل وحدة Conditional Access Module ( الكام CAM ) ، لذلك نجدها تتصل بوحدة قارئ الكروت الذكية ( Smart cards) عن طريق وحدة أخرى هي (TDA8004 ) وذلك ضمن الأجهزة التي تحتوي على بيت الكام وهو مايطلق عليه ( مجهزة للكام ) CI ) Common interface)





أهمية الوحدة SAA7214 أو SAA7219 في التعامل مع الكروت والتعرف على وجودها بالكامات سواء المدمجة أو الإضافية :



تبين الصورة الآتية وحدة بيت الكارت خاص بكروت القنوات الشفرة بنظام الإيردتو بجهاز هيوماكس 5400













ولكي تقوم هذه الوحدة بالتعرف على الكروت والتعامل معها لابد من توفر الآتي:






1 - جهد قيمته 5 فولت



2 - مذبذب أو Clock تردده 6 ميجا ويحصل عليه من مذبذب 6 ميجا أو من نصف قيمة مذبذب كريستالي 12 ميجا



3 - وصلة ادخال وإخراج البيانات I/o



4 - وصلة Reset لبدء تفعيل تشغيل الكارت Initialize



5 - سويتش Card Detect لتعريف وحدة SAA7219 بإدخال الكارت أو إخراجه لكي تبدأ في تشغيله



وأي خلل في هذه المتطلبات يؤدى الى عدم استطاعة الرسيفر قراءة الكروت الذكية Smart Cards



ولإختبار عمل السويتش يمكن قياس جهد قدره 3و3 فولت على رجل رقم 4 بالفيش الخارج من بيت الكارت على البورد، عند ادخال الكارت وينخفض هذا الجهد الى صفر عند إخراج الكارت






2- تقوم بإستخلاص ونقل معلومات ( بيانات فقط ) للصوت والصورة المتحركة المستقبلة Transport MPEG2 source decoder في شكل بيانات رقمية مضغوطة



فكلمة MPEG هي إختصار للجملة Moving (or Motion) Picture Experts Group ، كما تستخلص البيانات النصية كالدليل الإلكتروني للبرامج EPG (Electronic Program Guide)



3- تقوم بالإتصال بوحدة التحكم بالواجهة الأمامية FRONT PANEL CONTROL






كما تتصل بمنافذ الرسيفر كالمنفذ الخاص بتحديثات الرسيفر RS232) data port )



ويلاحظ أن هذه المرحلة يتم التحكم في وظائفها عن طريق الهاردوير والسوفتوير معا ويتم تغذيتها بجهد قدره 3و3 فولت






ومن المكونات الهامة والتي ترتبط ارتباط وثيق بعمل هذه الوحدة هي الكريستال VCXO 13.500 MHZ وتلفها يعطل عمل الوحدة











مخرجات الصوت والصورة والرسومات :





وتلي هذه المرحلة مرحلة أخرى هي مرحلة مخرجات الصوت والصورة والرسومات والتي تشمل قوائم البرمجة وإظهار البيانات على الشاشة OSD (On Screen Display) (Integrated MPEG AVGD decoders ) وكلمة AVGD هي إختصار للجملة Audio Video Graphics Decoding وتقوم بها واحدة من هذه الوحدات SAA7215, SAA7216, SAA7221 وأيضا الوحدة Hi3110 المستخدمة في التليفزيونات الرقمية DTV أو HDTV HDTV (High Definition Television) أو تلك التي تستقبل البث الفضائي الرقمي .





وسنأخذ منها الوحدة SAA7215 وأيضا الوحدة Hi3110 على سبيل المثال















مهمة هذه الوحدات تحويل الصورة من الهيئة الرقمية Digital إلى هيئة تمائلية Analogue أو

(Digital to Analogue Convertor ( DAC لكي يسهل التعامل معها كإشارات صورة ( فيديو ) تتصل مباشرة بمخارج الصورة ( مخارج RCA أو SCART ) لتغذية مداخل الصورة بأجهزة التليفزيون ، كما تتصل هذه الوحدة بوحدة أخرى مهمتها تحويل الصوت من رقمي الى تماثلي لتوصيله بمخارج الصوت ، أو تعديل كل من الصوت والصورة ( عن طرق الموديولاتور RF modulator ) للحصول على تردد RF يحمل كلا من الصوت والصورة على تردد حامل يكون في نطاق حزمة الترددات التليفزيونية والتي غالبا ماتقع في نطاق ال UHF
وتتوقف جودة الصوت والصورة (كالتباين وشدة الإضاءة والألوان) على مدى سلامة هذه الوحدة و سلامة الدائرة المرتبطة بعملها ( الجهود والمكونات الأخرى كالمكثفات والمقاومات والثنائيات ) كذلك تتوقف الجودة على نوعية الشيب نفسها والتي تختلف من جهاز لآخر .
ويرتبط عمل هذه المرحلة أيضا على السوفتوير ومدى سلامة البيانات التي ترسلها أو تستقبلها من وحدات الذاكرة المتصلة بها والتي منها أيضا الرسومات وقوائم البرمجة













أعطال المرحلتين السابقتين (مرحلة إستخلاص معلومات الصوت والصورة والرسومات والتعامل مع
القنوات المشفرة وفك التشفير، ثم مرحلة إنتاج الصوت والصورة )





بالتأكيد تعطل أي من هذه المراحل قد ينتج عنه توقف جزئي ( إنقطاع الصوت فقط أو إنقطاع الصورة فقط أو إختفاء قوائم البرمجة والرسومات أو عدم القدرة على نقل البيانات أو إختفاء الغرض على شاشة التليفزيون)