DVB-карта SkyStar-1, релиз 1.5.
Technotrend. Работа над ошибками.

Введение

Не стотит пугаться. Для начала разберем недостатки SkyStar1. К основным можно отнести:

Плохая работа на низкоскоростных потоках.
Возможность пробоя схемы питания конвертора.
Напряженный температурный режим.
"Засыпание" при работе в некотрых СКД.

 

Примечание: У SkyStar1, на самом деле достоинств больше чем недостатков, но об это речь не в той статье.

Разберем по порядку: Плохая работа на низкоскоростных потоках. Связано с применяемым тюнером. Используется модель BSRV2-301A фирмы ALPS Electric. Нижняя граница рабочего диапазона для этой модели всего 8 MSpS. Справедливости ради надо отметить, что попадались экземпляры работающие на скоростях до 4000 MSpS.

Возможность пробоя схемы питания конвертора.

Питание конвертора и тюнера обеспечивает двухступенчатая система. Вначале импульсный стабилизатор на микросхеме NEC LM2577S из 12 В вырабатывает напряжения +30В для питания тюнера и +24В для узла питания конвертора. Тот, в свою очередь, построен на микросхеме LNBP13SP, которая в зависимости от требуемой поляризации формирует напряжение питания конвертора +18 или +13В. Также формируется сигнал 22КГц служащий для переключения диапазонов конвертора и команды DiSEqC. Есть возможность отключить питание. Как показал опыт, большинство случаев выгорания LNBP происходило при подаче питания на LOOP-выход тюнера при неотключении запитки конвертора в самой карте (это делается в софте).

В результате многие фирмы поставляющие SkyStar1 стали закрывать этот выход - кто стикером, кто заливал сургучом.

Еще одна причина - перегрев. Узел питания LNB находится вблизи заглушки PCI слота - в самом закрытом и слабовентелируемом месте. Можно порекомендовать установить на обе микросхемы радиаторы вырезанные из старых кулеров и приклеенных термопроводящим клеем Алсил-5. И конечно не забывать об обдуве карты, как описано ниже.

Напряженный температурный режим.

Несомненно, первое, что замечают впервые столкнушиеся с DVB-картами - это их сильный нагрев. Греются все модели. Основной источник тепла - тюнер. Свой вклад вносят и схемы питания. Можно отметить, что некоторые компоненты в результате, эксплуатируются в нештатном режиме. Поэтому, по возможности надо устраивать дополнительное охлаждение, устанавливая вентилятор (например от блока питания) для общего обдува карты. Важно уделить внимание проблеме и правильному циркулировании нагретого воздуха и эффективном удаления его из корпуса.

Дополнительно можно порекомендовать установку радиатора на крышку тюнера и отдельно через вырез в крышке (убрав лепесток) на микросхему DVB-frontend`а.

О перегреве и методах охлаждения интересен рад материалов:

Виды отказов полупроводниковых приборов
Охлаждение SkyStar1 Николай Штремель, SatMania.ru
Разгон-охлаждение... и тишина iXBT
Охлаждение системного блока.
Люблю жару в начале года! ЕПОС
Проблемы охлаждения. Hardwareportal.ru
Вентиляторы для компьютерных корпусов iXBT
Термоскоп Сайт целиком посвященный проблемам охлаждения.

В дальнейшем мы проведем анализ температурного режима компонентов карты.

"Засыпание" при работе в некотрых СКД.

Это единственная софтовая проблема о которой мы здесь упоминаем. Впервые она проявилась еще в эпоху НТВ-интернет. Проявлялась как потеря картой сигнала в том случае если на карту, например при неактивности, переставали поступать данные. Происходило это из-за логической ошибки в firmware - программе по которой работает DSP TMX320AV7111GFN, выполняющей роль демультиплексора и MPEG-2 декодера. В то время Technotrend, никак не отреагировал, но уже скоро выяснилось, что в СКД StarSpeeder эта проблема тоже присутствует. Тут-же оперативно было выпущено новое firmware и форсирован выпуск драйверов линейки 2.0x, где этот дефект устранен, причем первый релиз еще был бетой.

Побочная линия - SkyStar1, ревизия 2.1

Почти все вышесказанное относится к наиболее распространенной версии SkyStar1 - rev 1.3.

Rev 1.3

В начале марта 2000 г появилась информация о новой версии - rev 2.1. Поставляется только фирмой Hauppauge под назвавнием WinTV DVB-s модель 564. Широкого распространения у нас этот вариант не получил.

Rev 2.1

Прежде всего надо отметить, что используется тюнер модели BSRU6-701A с нижним пределом скорости потока в 1 MSpS (по паспорту). Дизайн печатной платы переработан не сильно. По ряду источников на карте реализован SVHS видеовыход, что неверно. Скорее всего за SVHS-выход (mini DIN-4) принимается комбинированный выход для соединительного шнура (mini DIN-8). Подобным выходом (и соответственно комплектом шнуров) комплектуются многие карты Hauppauge. (На карте есть и SVHS и RGB и цифровой звук, но об этом не здесь.)

Карта комплектуется шнурами для подсоединения внешних ТВ-приемников:

3.5 mm штеккер - аналоговый звук, стерео выход
Черный "тюльпан" - цифровой звук, стерео выход
Желтый "тюльпан" - композитный видео-выход
Красный "тюльпан" - аналоговый звук, правый канал
Белый "тюльпан" - аналоговый звук, левый канал

 

Встречайте героя - SkyStar1, ревизия 1.5

Позднее появилась информация о карте rev 1.5. И вот наконец, в декабре 2001 года - эта карта у нас в руках!

Rev 1.5

Давайте сравним даты разработки печатных плат:

Rev 1.3	Rev 2.1	Rev 1.5

Тюнер

Сразу бросается в глаза новый тюнер BSRU6-502A. LOOP-выход отсутствует. Наконец-то убрана возможность спалить карту. Этот тюнер как и BSRU6-701A может работать на низких SR.

С грустью вспоминая о пропавшей гарантии аккуратно снимем крышечку...

BSRV2-301A

BSRU6-502A

Первая неожиданность - в отличие от тюнера BSRV2-301A лепесток крышки отводящий тепло от микросхемы DVB-fronend'a не посажен на термопасту, и более того не прижат плотно к микросхеме. Оно понятно - высота микросхемы стала меньше, а конструкция крышки не изменилась. Внимание - возможен перегрев!. Не забыть подогнуть лепесток и посадить его на термопасту Алсил-3.

Применяемые микросхемы:

	BSRV2-301A	BSRU6-502A
DVB-frontend	Philips VES1893A	ST Microelectronics STV0299
PLL синтезатор	Zarlink SP5659	Philips TSA5059A
QPSK демодулятор	-	Philips TDA8060TS

Понятно, что новый тюнер требует и новых драйверов, хотя бы потому, что новые микросхемы - другие адреса на шине I2C. Для Windows это драйвера версии 1.23b и выше, для Linux - версии 0.9 и выше (именно в них появился файл STV0299.c).

Подробное изучение документации показало:

1. Тюнер BSRU6-701A представляет собой полный аналог BSRU6-502A. Отличие только в том, что в 701 модели есть LOOP-выход. Тогда становится понятным почему на новых картах, при существенной переработке дизайна печатной платы оставлена цепь подачи питания с LOOP-выхода на LNBP. Стоит заметить, что у BSRU6-701A развязка между LOOP-выходом и RF-входом составляет -24 db, против -20 db у тюнера BSRV2-301A. Таким образом, встает вопрос о модели тюнера на фотографиях карты Hauppauge WinTV DVB-s.
2. Чувствительность у BSRU6-502A аналогична BSRV2-301A и составляет от -65dBm до -25dBm (SR=27.5 MSpS). Также совпадает пороговые отношения сигнал/шум при SR=27.5 MSpS, заданном уровне ошибок (BER) 2*E-4 после Viterbi декодера, и разных FEC:
   
   

   Pincture rate (FEC)	Eb/No (dB)
   1/2	4,5
   2/3	5,0
   3/4	5,5
   5/6	6,0
   7/8	6,4

Полоса измерений определена как: SR*FEC*(188/204).

Дополнительно для BSRU6-502A определено значение Eb/No равное 6,6 dB при FEC=7/8 и SR < 4 MSpS, а также SR > 30 MSpS. Заметно, что при уменьшении количества избыточной информации (уменьшению FEC) растет пороговое значение сигнал/шум, т.е. карта становится более требовательна к качеству сигнала.

У BSRU6-502A время установки частоты гетеродина -50 мс, против -100 мс у тюнера BSRV2-301A.
Наибольшие отличия по потребляемым токам:
Напряжения		BSRV2-301A				BSRU6-502A
		min	typ	max		min	typ	max
+5 В (RfAmp)		10	15	20		21	26	31
+5 В (Osc, Synt)		80	100	120		87	125	168
+5 В (проч.)		120	160	200		11	20	28
+3.3 В		-	3101	4302		-	-	10
+2.5 В		н/п	н/п	н/п		-	2403	3304
+30В		-	-	3.2		-	-	1,5
Мощность (мВт)		1050	2400	3215		600	1460	2040
Мощность (мВт)		1470	2452	3210		833	1800	2480
1. 42 MSpS, 7/8
2. Максимально возможное
3. 20 MSpS, 7/8
4. 45 MSpS, 7/8

По условиям измерений, для BSRU6-502A столбец max соответствует столбцу typ у BSRV2-301A.

Можно отметить, что в тюнере BSRU6-502A:

Немного увеличено потребление по +5В RF-цепям (RfAmp, Osc, Synt)
На порядок снижено потребление по прочим цепям +5В
Практически отсутсвует потребление по цепи +3.3. Основной упор перенесен на цепь +2.5В. Ранее от 3.3В (а теперь от +2.5) питается микросхема DVB-frontend`a (VES1893 и STV0299). Потребление этими микросхемами сильно зависит от скорости обрабатываемого потока (SR). Например у VES1893 это 8.5 ма/MSpS. Уменьшение напряжения питания сказалось на тепловыделении - 825 мВт против 1023 мВт.
Суммарная потребляемая мощность немного меньше. Поскольку в цепях питания используются сильно греющиеся линейные стабилизаторы, то облегчение мощностного режима благоприятно сказывается и на их тепловыделении. Последняя строка таблицы показывает мощность выделяемую в цепях стабилизации (за исключением +30В).

В завершение темы тюнера - интересный линк: пример переделки карты rev 1.3 под новый тюнер. Правда не совсем понятно, зачем автор использовал отдельный стабилизатор на 2.5В, ведь на плате он уже есть.

Питание LNB

Существенного изменения этот узел не претерпел. Вместо LNBP13SP используется LNBP16SP. Эти микросхемы отличаются только назначением вывода 10. В 16SP вместо входа для питания подаваемого с LOOP-выхода (вывод 2 тюнера), используется функция LLC позволяющая в пределах 1В увеличивать выходные напряжения для компенсации потерь в длинных кабелях. Соответственно, за ненужностью, отсутствует и проходной диод, хотя место для его распайки осталось. Это говорит о том, что на эти платы (и на релиз 2.1) планировалость устанавливать тюнеры BSRU6-701A с LOOP-выходом (где требуется эта цепь).

На рисунке - место для диода - слева от LNBP. Группа диодов сверху LM2577S - дополнительный выпрямитель - формируют +30В для питания тюнера. Два черных квадрата справа от LM2577S - параллельно включенные стабилизаторы LD33C на 3.3В для питания тюнера. Завершая тему питания, можно добавить, что еще на тюнер подается два питания: +5В - стабилизатор LD50C (слева) и +2.5В - LD25C(справа), находящиеся на верхнем краю платы.

Отрадно было заметить, что гасящий резистор сопротивлением 15 ом в цепи стабилизатора +5В был заменен на более мощный - с 0.25 на 0,5Вт. На резисторе выделяется 0.4 Вт и он ощутимо перегревался на старых картах.
Интересен узел находящийся между стабилизаторами - на основе катушки индуктивности (слева) и ОУ LM358M собрана схема выделения сигналов DiSEqC передаваемих внешними устройствами подключаемыми к карте (стандарт DiSEqC 2.0).Завершая тему питания, интересно отметить, что хотя для тюнера BSRV2-301A установленного на картах rev 1.3, напряжение +2.5 В не требуется, стабилизатор все равно установлен, но напряжение никуда не подается.

Аудиоподсистема.

Аудиопроцессор в SkyStar1 выполняет функции цифро-аналогового преобразования PCM потока поступающего с DSP TMX320AV7111GFN, регулировки уровня и баланса. В картах rev 1.3 используется чип 320AD80C от Texas Instruments. В картах rev 1.5 используется чип CS4341 от Cirrus Logic. С одной стороны он более прост функционално, но ряд параметров у него выше, что должно позволить получать звук большего качества. Обратите внимание - исчез вход CD-IN. В настоящее время, даже дешевые аудиокарты имеют несколько внутренних In-входов (напрмер AUX, Modem, TV). Это и позволило отказаться от включения в разрыв CD-кабеля применяемого в рекомендованном способе подключения для карты rev 1.3. Вкратце хочется добавить, что на разъеме J2 присутствует цифровой выход звука.

Rev 1.3 320AD80C	Rev 1.5 CS4341

Мелочи.

Небольшие изменения коснулись микросхемы serial EEPROM 24C16, в которой хранится MAC-адрес карты. Ее сместили вглубь карты и убрали место для распайки разъема через который, по всей вероятности, имелась возможность читать содержимое напрямую.

Rev 1.3 24C16

Кроме того добавилась микросхема около DSP - 74HCT14 - шесть триггеров Шмитта

Rev 1.3	Rev 1.5 74HCT14

Tесты.

Как уже отмечалось выше наличие нового тюнера и аудиопроцессора, требует новых драйверов. Для Windows это драйвера версии 1.23b и выше, для Linux - версии 0.9. Например драйвера 1.23 и ниже покажут такую вот картинку:

И еще несколько подобных.

Первым делом установив карту, посмотрели что она скажет о себе системе.

OEM Hardware ID: FUN_0, VEN_1131, DEV_7146, REV_01
Revision / Stepping: A / 2 (1)

Различия нашлись только в одном пункте - Product Hardware ID

Rev 1.3 - VEN_13C2, DEV_1002
Rev 1.5 - VEN_13C2, DEV_0000

Тестирование проводилось с драйверами 1.23b. Как показало тестирование, во основном характеристики карты остались прежними. Исключение, конечно, составила работа с низкоскоростными потоками.

Этот поток (Eurobird, 28E, DeeJay TV, 12575, V) с символьной скоростью 2894 KSpS карта rev 1.3 даже не видела, хотя у нас отменный экземпляр - потоки в 4340 KSpS принимает без проблем.

Тоже очень показательный пример - сервис Mach-6 - Eutelsat SESAT, 36E, 11668835, V, 2356 KSpS. Антенна 120 см, офсет, конвертор Digicom DKF-71HQ. Карта захватывает сигнал в диапазоне от 11666938 КГц до 11667437 КГц. Таким образом видно, что полоса захвата всего 449 КГц!!!. Мы выставили частоту на середину диапазона - 11667188 КГц. Можно отметить, как у дешевого конвертора (хотя и неплохого по характеристикам) отличается частота гетеродина от паспортной ~ на 1.5 МГц.

Кстати, драйвера версий 2.0x, позволяющие установить частоту с точностью до 1 МГц, могут даже не заметить этот поток.

SkyStar1 rev 1.6.

Позднее, где-то в октябре 2001г. появилась информация о 1.6 релизе SkyStar1. Его описание вынесено в отдельную статью.

  

Technotrend, Technisat, Hauppauge...

SkyStar1 продается под разными названиями. Кто делает эти карты? Кто только поставляет? Читайте отдельную статью.

SKYSTAR3 или ответный удар.

На базе SkyStar1, (а точнее TT-DVBsat PCI ) был создан бюджет-версия карты, называемый в продаже SkyStar3 ( TT DVBsat PCI budget). Его описание и кратий обзор бюджетных решений вынесен в отдельную статью.

2002г.

Алексей Силяков, aka Globus
www.gs.ru