胡曉東

用NE555實現(xiàn)有線數(shù)字電視自動換臺的應用

胡曉東

（湖北荊州廣電網(wǎng)絡，湖北荊州434000）

從各地廣電有線數(shù)字電視節(jié)目監(jiān)視的現(xiàn)狀出發(fā)，在簡介數(shù)字電視機頂盒人工換臺與自動換臺原理、闡述CD4066典型四雙向模擬開關(guān)集成電路和NE555定時器集成電路的基礎上，介紹了一種簡易的自動換臺電路及其應用于同洲、創(chuàng)維、九州等有線數(shù)字電視機頂盒的改裝實踐和在地市級數(shù)字電視網(wǎng)中的具體應用，并就其在多領(lǐng)域的應用談了筆者的觀點。

NE555；CD4066；數(shù)字電視機頂盒；自動換臺

【本文獻信息】胡曉東.用NE555實現(xiàn)有線數(shù)字電視自動換臺的應用［J］.電視技術(shù)，2015，39（10）.

目前各地有線數(shù)字電視（以下簡稱數(shù)字電視）節(jié)目一般都在100套以上［1］，如果采用一套節(jié)目一機（電視機）監(jiān)視或多畫面大屏監(jiān)視均投入巨大。如何以最小的成本實現(xiàn)一般數(shù)字電視節(jié)目的監(jiān)視值得研究［2］。最簡潔的數(shù)字電視節(jié)目監(jiān)視是值班員通過遙控器的“選臺”鍵控制數(shù)字電視機頂盒換臺進行監(jiān)看。本文探討的是如何對其進行改造，使其“自動”。

1　數(shù)字電視機頂盒的人工換臺原理

如圖1，數(shù)字電視機頂盒搜索節(jié)目時，各頻道（及對應節(jié)目）的參數(shù)即被存儲于盒子的內(nèi)部存儲器中［3］。換臺時（通過遙控器或機頂盒面板上對應的鍵）主CPU讀出預置在存儲器中頻道（及其對應節(jié)目）的參數(shù)，通過I2C總線送到相應電路使其輸出節(jié)目參數(shù)改變的信號，控制信號處理（與解碼）電路，生成各種格式的圖聲信號。

圖1　數(shù)字電視機頂盒選臺原理示意圖

2　自動換臺電路的實現(xiàn)

所謂自動換臺，即是用定時電路驅(qū)動I2C總線獲得的機頂盒主CPU讀出的預置在存儲器中的節(jié)目參數(shù)（指令）至相應電路使其輸出節(jié)目參數(shù)改變的信號來完成上文所述的換臺（輸出）圖聲節(jié)目過程。主要應解決兩個問題：一是自動觸發(fā)機頂盒選臺鍵的循環(huán)；二是每次換臺的時間。前者可由普通開關(guān)集成電路實現(xiàn)；后者用一般集成定時器即可。

2.1CD4066簡介

CD4066是一種典型的四雙向模擬開關(guān)集成電路［2］，共有14個腳。其引腳功能（邏輯）如圖2所示。

圖2　CD4066引腳功能圖

如圖2，SWA、SWB、SWC、SWD為4個獨立的雙向模擬開關(guān)，CONTROL A、CONTROL B、CONTROL C、CONTROL D分別為其（SWA、SWB、SWC、SWD）控制端。當CONTROL A接高電平時，集成塊的1、2腳（SWA的IN/OUT和OUT/IN端）導通；接低電平時，1、2腳開路。VDD和VSS為電源+端和-端。

2.2NE555簡介

NE555是一個能確定時間的單元集成電路［4］，如確定脈沖的重復時間、信號的延遲時間等，共有8個引腳。其引腳的等效邏輯如圖3所示。

圖3　NE555引腳功能圖

如圖3，本電路有兩個運算放大器（上比較器、下比較器）、一個數(shù)字電視的與非門（組成圖示的RS觸發(fā)器）。各引腳的功能如下：①腳為接地端；②腳為下比較器的反向輸入端（即觸發(fā)輸入端）；③腳為輸出端；④腳為復位輸入端（其為低電平時，③腳也為低電平）；⑤腳為上比較器的反向輸入端；⑥腳為上比較器的同相輸入端；⑦腳用于迅速對外部電容器放電；⑧腳接電源電壓。

設電源電壓為VCC，則當⑥腳電壓U6＞2/3 VCC、②腳電壓U2＞1/3 VCC時，③腳為低電平（因RS觸發(fā)器被置“0”）。當U6下降到任意值，只要U2＞1/3 VCC，③腳為維持低電平。若U2＜1/3 VCC（如在②腳引入負脈沖），則③腳輸出高電平（因觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)）。

2.3一種簡易自動換臺電路

本文設計的自動換臺功能由兩塊NE555和一個開關(guān)集成電路CD4065為核心實現(xiàn)。如圖4所示，圖中虛線右面部分為該功能線路。線路的電源取至機頂盒的+5 V電源；開關(guān)集成電路CD4065的10、11腳接機頂盒面板頻道鍵的“+”、“-”。圖示線路由兩個8腳、一個14腳集成塊、一個三極管、4個較小容量電容、二個小功率電阻組成，體積小，較易固定在機頂盒內(nèi)。實現(xiàn)自動換臺的原理是：機頂盒開機后，第一個NE555（IC1）開始定時，到時后IC1第3腳輸出高電平，觸動CD4066（IC3）的13腳，使IC3的第1、2腳導通，第二個NE555（IC2）獲得電源電壓（約+5 V）開始定時，IC2第3腳輸出高電平，使Q1導通，給IC1的2腳一個正電壓，使其（IC1）翻轉(zhuǎn)，（IC1）第3腳輸出低電平加至IC3第13腳，迫使IC3的1、2腳斷開，2腳無電壓，致使IC2的8腳因無電源停止工作，IC1回到初始狀態(tài)，如此循環(huán)。在IC3的1、2腳導通、斷開的同時，IC3的10、11腳也執(zhí)行同樣的過程，給頻道鍵以開關(guān)信號控制選臺；而選臺的時間，則由IC2和IC2的“定時”循環(huán)決定。整個電路一個臺換臺后顯示的時間由C1、R1、C4、R4決定（主要由C1、R1決定）。

圖4　數(shù)字電視機頂盒實現(xiàn)自動換臺電路原理圖

2.4工程實踐

本裝置材料普通、調(diào)試方便、成本低廉（整個改裝成本僅在幾十元以內(nèi)）、工作穩(wěn)定（筆者改裝同洲、創(chuàng)維、九州等有線數(shù)字電視機頂盒近十臺，每天開機十余小時，連續(xù)數(shù)年無故障）、可靠性高（換臺時間及每個臺的顯示時間無顯著變化），適用于地市級數(shù)字電視備份前端機房、分前端機房的人工監(jiān)視（主前端機房為自動檢測、自動報警）及各級有線電視運營商有關(guān)主管領(lǐng)導的辦公室監(jiān)看。

每個臺換臺后的顯示時間為：1.1×C1×R1=13.6 s（IC2的“定時”時間為1.1×C2×R2=0.24 s，很短，忽略不計）。

3　小結(jié)

本文利用兩個NE555定時器和一個CD4066雙向模擬開關(guān)成功地實現(xiàn)了數(shù)字電視機頂盒的自動換臺，對于有線數(shù)字電視、衛(wèi)星（數(shù)字）電視和地面數(shù)字電視前端（含分前端及相關(guān)監(jiān)測點）的節(jié)目監(jiān)視和輔助監(jiān)視具有一定的作用。但本裝置對于數(shù)字電視停播后畫面靜幀問題的“捕捉”還必須“特別留意”。如果將電源開關(guān)（針對有電源開關(guān)的機頂盒）改為自動換臺和手動換臺，則可增加帶自動換臺功能的機頂盒用于家庭（本裝置成本遠小于機頂盒成本），使用戶通過“自動換臺”途徑在清閑中搜尋自己喜愛的節(jié)目。同時，本裝置也可在電子信息內(nèi)大專院校的電子制作實驗課中推廣。

［1］馬成彬，胡曉東，蘇登攀，等.有線數(shù)字電視電子業(yè)務指南（ESG）［2］傅越千，吳石松.SDI接口數(shù)字監(jiān)視設備的設計與實現(xiàn)［J］.電視技術(shù)，2005，29（5）：19-21.

規(guī)范的設想［J］.電視技術(shù)，2009，33（4）：105-108.

［3］張望遠.基于STi7162的高清機頂盒設計［J］.電視技術(shù)，2014，38（21）：39-43.

［4］THOMAS L F.數(shù)字電子技術(shù)［M］.第十版.北京：電子工業(yè)出版社，2014.

TN943；TN915

B

10.16280/j.videoe.2015.10.017

許盈

2014-10-16