Как проверить сигнал 22 кГц в спутниковом ресивере и найти причину потери верхнего поддиапазона

Каналы одних спутников принимаются без проблем, а другие словно исчезли. Антенна стоит правильно, кабель цел, ресивер включается, но половина транспондеров не сканируется вообще. Владелец меняет конвертер, потом кабель, потом грешит на спутник. А ответ нередко спрятан внутри самого ресивера, в узле генерации тонального сигнала 22 кГц, который никто не догадался проверить. Именно этот сигнал переключает универсальный конвертер LNB между нижним и верхним поддиапазонами Ku-диапазона, и его отсутствие делает верхний диапазон недоступным так же надёжно, как оборванный кабель.

Зачем нужен сигнал 22 кГц и как он работает в системе спутникового приёма

Ku-диапазон спутникового телевидения охватывает полосу частот от 10.7 до 12.75 ГГц. Это более двух гигагерц ширины, и преобразовать весь этот диапазон в промежуточную частоту одним гетеродином технически затруднительно. Именно поэтому в универсальных конвертерах LNB установлены два гетеродина. Первый работает на частоте 9750 МГц и обслуживает нижний поддиапазон от 10.7 до 11.7 ГГц. Второй работает на частоте 10600 МГц и обслуживает верхний поддиапазон от 11.7 до 12.75 ГГц.

Переключение между гетеродинами происходит по команде ресивера. Команда эта передаётся по тому же коаксиальному кабелю, по которому от конвертера к ресиверу идёт сигнал промежуточной частоты. Технически это выглядит так: ресивер накладывает на постоянное напряжение питания LNB (13 В для вертикальной поляризации или 18 В для горизонтальной) тональный сигнал с частотой 22 кГц. Конвертер видит этот тон в кабеле и включает второй гетеродин. Без тона работает только первый. Форма сигнала, как указывает стандарт CENELEC EN 50494, должна быть близкой к меандру с амплитудой порядка 0.6 В, наложенной поверх постоянного напряжения питания.

Каналы в нижнем поддиапазоне работают и без сигнала 22 кГц. Поэтому неисправность генератора тона в ресивере проявляется избирательно: часть спутникового контента принимается нормально, другая часть пропадает полностью. Именно эта картина и служит первым диагностическим признаком.

Как понять что проблема именно в сигнале 22 кГц а не в чём-то другом

Прежде чем браться за измерительный прибор, проводится логическая проверка. В меню ресивера находится пункт управления тоном, который в разных прошивках называется "22 кГц", "тон", "DiSEqC тон" или "LNB тон". Если этот параметр установлен в значение "выкл" или "0 кГц", ресивер не будет посылать сигнал вне зависимости от исправности генератора. Для диагностики параметр выставляется вручную в значение "22 кГц" или "вкл". Если при этом каналы верхнего поддиапазона появляются, причина была в настройках, а не в железе.

Если каналы не появляются даже при принудительном включении тона в меню, проблема аппаратная. Генератор тона в ресивере либо не работает, либо сигнал не доходит до кабеля из-за неисправности в выходном каскаде.

Второй уровень логической проверки: подключить другой заведомо исправный ресивер к той же антенне и тому же кабелю. Если с другим ресивером верхний поддиапазон работает, проблема однозначно в диагностируемом приборе. Если нет, причина может быть в кабеле, конвертере или DiSEqC-коммутаторе, который не пропускает сигнал 22 кГц.

Проверка тестером без осциллографа и что можно узнать этим методом

Мультиметр в режиме измерения переменного напряжения является самым доступным инструментом первичной проверки. Метод прост и требует аккуратности: щуп "COM" подключается к экрану коаксиального разъёма LNB OUT на выходе ресивера (земля), щуп "V" касается центрального проводника того же разъёма. Ресивер включён, в меню активирован сигнал 22 кГц.

Мультиметр должен показать постоянное напряжение питания LNB в диапазоне 13-18 В, и на него наложено переменное напряжение от тонального сигнала. В режиме AC большинство мультиметров покажет действующее значение переменной составляющей. Для меандра амплитудой 0.6 В действующее значение составит около 0.3 В. Показание переменного напряжения в диапазоне 0.2-0.5 В при включённом тоне говорит о том, что сигнал 22 кГц присутствует в кабеле.

Если переменное напряжение равно нулю при включённом тоне, сигнал отсутствует. Если постоянное напряжение тоже близко к нулю, отсутствует питание LNB целиком, и проблема шире, чем только генератор тона.

Главное ограничение этого метода очевидно: мультиметр показывает наличие или отсутствие переменной составляющей, но не позволяет оценить ни форму сигнала, ни его частоту. Если генератор тона работает, но генерирует 15 или 30 кГц вместо 22 кГц, мультиметр это не покажет. Конвертер при этом может не срабатывать, поскольку его схема переключения реагирует именно на частоту 22 кГц в диапазоне от 20 до 24 кГц по стандарту.

Осциллограф как инструмент точной диагностики сигнала тона

Осциллограф раскрывает полную картину происходящего в кабеле. Щуп подключается к центральному проводнику разъёма LNB OUT через делительный конденсатор 1-10 мкФ, чтобы отсечь постоянное напряжение питания и наблюдать только переменную составляющую. Делитель щупа переводится в режим 1:10 для защиты входа осциллографа. Развёртка выставляется в диапазоне 10-50 мкс на деление, усиление по вертикали 0.2-0.5 В на деление.

При исправном генераторе тона на экране должна появиться картина меандра с частотой 22 кГц и периодом около 45 мкс. Амплитуда сигнала от пика до пика составляет 0.6-1.0 В. Фронты должны быть достаточно крутыми, без чрезмерного завала. Тихая, равномерная картина меандра говорит о полной исправности генератора.

Неисправности, которые видит осциллограф и не видит мультиметр, выглядят следующим образом:

1. Частота далека от 22 кГц. Сигнал есть, форма похожа на меандр, но период отличается от 45 мкс. Причина: дрейф частоты из-за деградации времязадающих элементов генератора.
2. Сигнал есть, но амплитуда меньше 0.2 В. Конвертер не реагирует на столь слабый тон. Причина: неисправность выходного каскада генератора или утечка в разделительных цепях.
3. Форма сигнала искажена. Вместо меандра наблюдается трапеция или синусоида с округлёнными вершинами. Причина: паразитная ёмкость длинного кабеля или неисправность выходного каскада.
4. Сигнал присутствует постоянно независимо от настроек меню. Причина: зависание микропроцессора ресивера или неисправность в цепи управления генератором.

Где в схеме ресивера искать неисправный генератор тона

В большинстве бюджетных ресиверов генератор тона 22 кГц реализован одним из двух способов. Первый: программная генерация в основном процессоре ресивера с выводом через транзисторный ключ в цепь питания LNB. Второй: отдельная микросхема генератора, управляемая процессором.

Транзисторный ключ в цепи питания LNB находится на плате рядом с выходным разъёмом. Это небольшой NPN или PNP транзистор в корпусе SOT-23, питание на который подаётся через дроссель. Дроссель служит для развязки сигнала 22 кГц от цепей питания основного блока. Если транзистор пробит или дроссель оборван, сигнал не поступает в кабель.

Проверка транзисторного ключа мультиметром в режиме прозвонки: база-эмиттер и база-коллектор показывают прямое падение 0.55-0.65 В, в обратном направлении обрыв. Если один из переходов показывает нулевое сопротивление в обоих направлениях, транзистор пробит и меняется на аналог в корпусе SOT-23 с напряжением коллектор-эмиттер не менее 30 В и током коллектора не менее 100 мА.

Дроссель в цепи питания LNB проверяется прозвонкой: сопротивление обмотки должно составлять единицы Ом. Если дроссель обрывается, питание на конвертер не поступает вовсе, что проявляется полным отсутствием каналов, а не только верхнего поддиапазона.

Диагностика через внешний кабель и проверка прохождения сигнала до конвертера

Когда ресивер генерирует сигнал 22 кГц, но верхний поддиапазон не работает, встаёт вопрос: доходит ли сигнал до конвертера? Кабель длиной несколько десятков метров, соединительные разъёмы, DiSEqC-коммутаторы — каждый из этих элементов может ослаблять или блокировать тональный сигнал.

Затухание сигнала 22 кГц в кабеле зависит от его длины и качества. Стандартный коаксиальный кабель RG-6 вносит затухание порядка 0.3-0.5 дБ на 10 метров на частоте 22 кГц. При длине кабеля 50-60 метров затухание остаётся допустимым, и исправный конвертер срабатывает без проблем. Кабель с повреждённым экраном или окисленными разъёмами вносит значительно большее затухание и может блокировать сигнал полностью.

DiSEqC-коммутаторы являются отдельной историей. Многие бюджетные коммутаторы не пропускают сигнал 22 кГц от ресивера до конвертера. Этот факт указан в технических характеристиках коммутатора, но мало кто читает их внимательно. Если в системе используется DiSEqC-коммутатор, а верхний поддиапазон не принимается, первым делом проверяется, поддерживает ли коммутатор прохождение тона 22 кГц. Если нет, решение простое: установить инжектор тона непосредственно между кабелем и конвертером, подав сигнал 22 кГц в обход коммутатора.

Спутниковое телевидение кажется непростой системой только до тех пор, пока не понимаешь, что по одному кабелю одновременно бегут три совершенно разных сигнала: постоянное напряжение питания, промежуточная частота от конвертера и управляющий тон 22 кГц. Разобраться в каждом из них по отдельности значит получить полную диагностическую картину, которую ни одна программная утилита и ни одно меню ресивера не заменят.