浅析OEM设备的典型电路

彭传勇（广西广播电视无线传播枢纽台）



浅析OEM设备的典型电路

彭传勇
（广西广播电视无线传播枢纽台）

［摘 要］选取了广西整省（区）广播电视无线发射台站运行支撑管理系统的远程监控平台OEM设备中的典型电路进行详细的分析，便于各无线发射台站维护人员更轻松、快捷地了解和熟悉OEM设备。

［关键词］OEM设备；典型电路；原理分析

1　引言

本文对广西整省（区）广播电视无线发射台站运行支撑管理系统的远程监控平台OEM设备的典型电路作了原理分析，希望对将来设备电路改造、功能拓展以及设备维护能起到一定的帮助和启发。

2　OEM设备的电路总体架构

OEM设备是典型的嵌入式系统，完成如监测、控制、数据采集等多种任务。总体架构如图1，按功能区分主要有电源、显示、通信、检测、控制等部分。

图1　总体架构

CPU采用美国ATMEL公司Atmaga系列的单片机64/1280，它基于AVR 内核、真正的 RISC 结构，是低功耗的8位微控制器。64和1280虽然是功能和外部的引脚不同，其内核的结构、指令系统是一样的，只是存储器容量大小、I/O接口多或少而已，两种工作主频8M HZ和16M HZ，OEM设备用16MHZ。

3　OEM设备的典型电路

（1）通信电路

①UDP/IP通信电路，以NEC28J60独立以太网控制器来实现，如图2所示。

NEC28J60低电平上电复位启动，网络发的信号差分输入13、12引脚 （TPIN+/TPIN-），转换成单片机收的数据通过SPI同步串行外设接口与单片机连接，反之，单片机发的数据经SPI接口进入NEC28J60转换成网络收的信号，17、16引脚差分输出（TPOUT+/TPOUT-）。SPI接口10 Mbps ，LEDA、LEDB为网络连接状态和数据收发情况指示。

图2　NEC28J60电路

②串行通信电路。以RS485和RS232芯片来实现，如图3所示。

MAX232芯片管脚功能，1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成电荷泵电路，产生+12v和-12v两个电源；7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道，其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道，8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。MAX485芯片管脚功能1为RO数据输出端，2为数据输出端使能（低电平有效），3为数据输入端使能（高电平有效），4为DI数据输入端，6为485差分正输出，7为485差分负输出。

单片机发的信号TXD从10脚输入转换成232的输出信号TOUT，从7脚输出至串口端子；232入的信号8 脚RIN输入转换成单片机收的信号RXD，从9脚输入至单片机。

图3　串行通信电路

双485芯片组成全双工模式，一个485芯片则组成半双工模式。单片机发的信号TXD（高电平），进入74LS14施密特反相器1脚分两路后，一路经二级反相6脚输出高电平到MAX485数据输入使能3脚，另一路经一级反相10脚入MAX485数据输入端4脚转换成485芯片7、6脚输出的差分信号T- T+；485芯片7、6脚入的差分信号R- 、R+在数据输出使能3脚接地为低电平，数据输出端1脚输出转换成单片机收的信号RXD进入74LS14芯片3脚，二级反相从74LS14芯片12脚至单片机。MAX485接口电平较低，两线间的电位差为2-6V，容易被电磁脉冲干扰损坏，所以一般在收发端的四个脚T+、T-、R+、R-加装稳压二极管保护。

（2）音视频选择器电路

①视频处理电路

图4　视频处理电路

如图4所示，输入的视频被前端视频信号调节器MAX7450优化，输出标准电平的视频信号至视频分配放大器MAX4138分出三路视频，一路直接视频输出监测，二路至视频复用器MAX4314切换出供监视用的视频，三路至视频复用器MAX4314切换出播出用的视频。选出的播出视频被视频分配放大器MAX4138分出四路视频，一路直接视频播出监视；二路至MAX7450、上拉电路算出播出视频的检测电平，高电平为有、低电平为无；余下的两路视频供播出使用。

视频切换电路采用视频四路复用器MAX4314。MAX4134四路信号IN0—IN3输入，两路地址A0、A1输入，输入中断/SHDN低电平有效。四路视频CH1DST—CH4DST通过选择控制信号 A0、A1（地址码）从四路中选中一路送至输出端OUT。

视频检测电路采用视频信号调节器MAX7450。MAX7450优化视频成标准电平的视频信号，钳位消隐电平至GND（亮度增益）。根据视频同步头的检测判定输入视频的有无，同步头没有即视频无，LOS为高电平，检测到同步头LOS为低电平。

②音频处理电路

如图5所示，输入的音频如果是平衡音频信号，先通过运放NE5532转换成不平衡音频信号；输出要求平衡音频的，可把不平衡音频信号电路转换成平衡音频信号。输入的音频信号分成四路，一路至运放NE5532组成的音频检测电路算出输入音频的检测电平；二路至双路数字电位器DS1808进行音量调节后，运放NE5532放大成音频输出监视信号；三路至监听用的模拟开关MAX309切换出监听音频，送至双路数字电位器DS1808音量调节后供监听使用；四路至播出用的模拟开关MAX309切换出播出音频，送至双路数字电位器DS1808音量调节后供播出使用。

图5　音频处理电路

音频切换电路采用模拟开关MAX309。MAX309双向四路模拟开关，NO1A—NO4A、NO1B—NO4B双向模拟输入，COMA、COMB双向模拟输出，EN为输入中断（低电平有效），地址A0、A1控制输入的选择。

音频检测电路采用运放NE5532加电压比较器LM339。音频信号经NE5532一级放大后入LM339的-端与+端的+5V进行比较，电平幅度大于2V使稳压二极管击穿-端电压为7V，大于+端的+5V，LM339输出低电平；如果无音频信号，LM339输出高电平。电压比较器LM339输出是集电极开路（OC）结构 , 需要上拉电阻才能有对外输出电流的能力，选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电平的数值。

图6　电源复位器电路

音频音量调节采用双路数字电位器DS1808，是双通道、数字信号和模拟量两种方式控制的对数变化的电位器。模拟量控制电位器的三个外接端，高端（H）、低端（L）和中间抽头（W），13、14脚的SDA、SCL为数控端，当不使用数控时，两脚置于高电平。DS1808的衰减为前12级每级1dB、中间12级每级2dB、后面8级每级3dB，总共60dB的衰减范围。

（3）电源复位器电路

如图6所示，在正常工作状态下，CPU分别输出高、低两个电平给Q1、Q2导通，继电器线圈的一端接地，+24V电压加在线圈的两端，继电器动作使常开点接通即NO与公共端连接，公共端接AC220的火线，常开脚接输出电源插座，所以输出AC220。中断或者复位状态下，CPU不输出电平值，使得Q1或者Q2截止，继电器线圈的一端不接地，+24V没有加在继电器线圈上，常闭。

4　总结

本文对OEM设备的典型电路进行了分析，这些电路非常具有代表性，希望能帮助广大的台站维护人员对OEM设备有更深的理解和认识，便于日后更好地进行设备维修和更新改造。