广播电视卫星数字接收机音频信号电平显示器

摘　要：

摘　要：随着广播电视数字技术的发展， 数字卫星广播电视接收机在广播电视台及广播电视转播台使用非常普遍，广播电视节目转播台节目源就是使用这些工程用数字卫星接收机或家用数字卫星接收机来接收信号。因为某些数字卫星接收机在接受节目信号时出现解码死机现象，造成某个节目信号源中断。本文主要介绍一款通过监测音频信号电平发光显示器及数字卫星接收机内置扬声器来判断接收机是否正常工作，将接收机音频信号通过电平指示显示出来，显示直观，投资成本小，不占空间，而且还能进行独立的监听，工作中指示灯会随音频信号脉动，一旦发现某个数字卫星广播电视接收机的音频指示灯不再跳动，就可以判断接收机发现故障，便于及时处理。

关键词：

关键词：数字卫星接收机　音频信号降噪放大　电平转换
 

     本系统通过数字卫星接收机音频输出电容的前端进行信号取样，因为输出的信号值较弱，且在工作中不能对原系统造成任何衰减和干扰，于是本系统采用了隔离耦合电路（见图1）。

    数字卫星接收机是左-右声道组成的立体声电路，本采集电路由2路降噪电路组成，便于采集接收机两个声道的信号，音频信号通过一个4.7uf的电容进行耦合，信号中的直流成分将被电容隔离，耦合后的音频信号通过47K电阻，进行信号衰减，47uF电容与47K电阻组成一个降噪回路，用于消除干扰信号，衰减后的信号经过0欧电阻，这是信号桥接电阻，主要是降低静电信号干扰，经过以上电路的耦合降噪处理后的信号送入到运放电路进行放大处理。

     信号放大电路是由一片LM386运放大器及外围器件和电源组成，此芯片是一款信号运算放大器，增益可靠，噪声小，信号值输出稳定。所以用作前置放大效果很好，噪声和交流纹波很低，输出信号电压大于1V以上，输出信号值很强。LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率运算放大器，广泛应用于录音机和收音机之中，外围元件最少,电压增益内置为20dB，输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半。在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合（见图2）。

LM386内部电路原理图如图3所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。

    第一级为差分放大电路，，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。 

　　第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。 

　　第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。 

　　引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。 

　　电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。

LM386电路在卫星数字接收机中有两个作用。一是放大卫星接收机音频信号，将微弱信号进行20db的放大，驱动后级的喇叭进行音频监听（见图2）。二是将卫星接收机音频信号转换成电平显示信号，音频信号转换成电压值，驱动 电压指示采集电路显示音频信号大小。输出信号经过二极管单向整流，送入音频信号电平显示驱动电路（见图4）。

LM3914N其引脚主要功能如下：            

  1   接发光管负极          10   接发光管负极    

  2   地                    11   接发光管负极  

  3   正电源                12   接发光管负极  

  4   发光管最低亮度设定    13   接发光管负极  

  5   信号输入              14   接发光管负极  

  6   发光管最高亮度设定    15   接发光管负极  

  7   基准电压输出          16   接发光管负极 

  8   基准电压设定          17   接发光管负极   

  9   模式设定              18   接发光管负极

　　LM3914是10位发光二极管驱动器，它可以把输入模拟量转换为数字量输出驱动10位发光二极管来进行点显示或柱显示。4脚和6脚之间连接有10个精密分压1KΩ电阻，7脚和8脚之间是一个参考电压源，9脚为点／柱模式选择，5脚为信号输入端。LM3914参考电压源输出约5V，即在7脚和8脚之间维持一个5V的基准电压Vref，该基准可以直接给内部分压器使用，这样当Vin（5脚）输入一个0～5V电压时，通过比较器即可点亮0～10个发光二极管，芯片内部主要结构见上图。

　　LM3914内部由输入缓冲器、10级电压比较器 (由分压器和比较器组成)、显示模拟选择电路、1.25V基准电源电路等组成。模拟信号从其5脚 (输入端)加入，经输入缓冲器放大后，送至10级电压比较器的反相输出端，与各电压比较器正相输出端的分压器上基准电压进行比较。每级分压器上的基准电压为0.125V，逐级比较电平分别为0.125V、0.25V、0.375V、0.5V…1.25V。当输入模拟信号电压低于0.125V时，10级比较器均输出高电平;当输入信号电压高于0.125V时，电压比较器1输出低电平 (1脚);当输入信号电压高于0.25V时，电压比较器2输出低电平 (18脚)，当输入信号电压高于1.25V时，电压比较器10输出低电平 (10脚)。若将这10个输出端接上发光二极管，即可线性地显示出输出模拟信号的大小。LM3914的9脚为显示模式转换端，将该脚接地或悬空时，显示模式为点状 (LED单级发光)，将该脚接正电源端 (Vcc)时，显示模式为线状 (逐级发光)。该电容器充放电显示器电路为线状显示模式，

非常直观的看到广播电视卫星信号是否正常。广播电视卫星数字接收机音频信号电平显示器的安装，为广播电视转播台节目信号播出奠定了基础。