A. Mục tiêu của bài
Học xong bài này học viên sẽ có khả năng:
- Trình bày đúng sơ đồ khối và nguyên tắc hoạt động của mạch điện khối vi xử lý.
- Xác định dược các lệnh điều khiển ở đầu vào và đầu ra của mạch vi xử lý.
- Phân biệt được mạch vi xử lý có đầu ra điều chỉnh bằng điện thế với mạch vi xử lý có đầu ra điều khiển bằng Data, Clock.
- Chẩn đoán, kiểm tra và sửa chữa được những hư hỏng của các loại mạch điện khối vi xử lý.
B. Nội dung chính
1. Sơ đồ khối và nguyên tắc hoạt động của mạch điện khối vi xử lý
Mạch vi xử lý là một bộ phận trung tâm, nhận tác động của người sử dụng (từ remote hoặc từ phím bấm trên tivi) và điều khiển toàn bộ hoạt động của máy.
Hình 4.31: Sơ đồ khối mạch vi xử lý.
Trong khối vi xử lý chủ yếu gồm 3 tuyến cơ bản sau:
- Tuyến ngõ vào: Lệnh Remote, lệnh bàn phím, lệnh Reset, xung AFT.
- Tuyến ràng buột: Thạch anh (xung cấp cho IC vi xử lý) nguồn cung cấp.
- Tuyến ngõ ra: Lệnh mở nguồn, ngõ ra điều khiển volume, brightness, contrast, color, tint … Lệnh điều khiển hiển thị, lệnh điều khiển AV/TV, Lệnh điều khiển đổi hệ tiếng 4,5/5,5/6,0/6,5MHz, các đường lệnh điều khiển tuner.
* Nguồn cung cấp
- Nguồn cung cấp cho khối vi xử lý sử dụng trong tivi màu thường là +5V được ổn áp rất kỹ bằng transistor hoặc IC ổn áp (IC ổn áp thông dụng nhất là 7805, 7812…).
- Để tạo nguồn ổn áp +5V cấp cho vi xử lý, người ta thực hiện một trong các cách sau: dùng biến áp riêng cung cấp cho khối vi xử lý; lấy nguồn vào đưa qua hệ thống cầu phân áp tạo 5V cấp cho IC vi xử lý; lấy trực tiếp từ thứ cấp biến áp ngắt mở; tuy nhiên mạch nguồn hoạt động chỉ 30% công suất ở trạng thái chờ (cách này được dùng rất thông dụng).
* Xung clock cấp cho IC vi xử lý:
Xung clock cấp cho IC vi xử lý được tạo bởi thạch anh mắc ở bên ngoài IC, tần số xung clock khoảng vài MHz.
Ngoài ra, trên mạch vi xử lý người ta còn bố trí mạch dao động tạo xung quét để hiển thị các chữ, số lên màn hình. Mạch dao động này thường là mạch L, C có tần số khoảng vài trăm KHz.
2. Các lệnh điều khiển ở đầu vào của mạch vi xử lý 2.1. Hệ thống phím lệnh (lệnh từ bàn phím)
Trong tivi màu, hệ thống phím lệnh liên lạc lên khối vi xử lý tồn tại dưới hai dạng:
dạng cầu phân áp và dạng ma trận.
* Dạng cầu phân áp: khi bấm một phím sẽ làm thay đổi điện áp ngõ vào key in của IC vi xử lý, điện áp này quy định một chức năng nào đó mà IC vi xử lý sẽ thi hành.
Hình 4.32: Lệnh từ bàn phím đến vi xử lý.
* Dạng ma trận: khi bấm một lệnh trên phím ấn thì sẽ nối một ngõ ra key out vào ngõ vào key in. Tùy theo đường kết nối nào, vi xử lý sẽ tác động một lệnh tương ứng. Hệ thống phím ấn này hoạt động rất ổn định.
2.2. Tín hiệu reset
Tín hiệu reset được sử dụng để đặt lại tình trạng của khối vi xử lý khi mới cấp điện. Khi mới cấp điện, chân reset sẽ ở mức thấp một cách tức thời, sau đó đạt đến giá trị VCC.
2.3. Tín hiệu từ remote tới
Tín hiệu hồng ngoại từ bộ điều khiển từ xa đưa đến, được đổi thành tín hiệu điện.
Đây là chuỗi xung nối tiếp có dạng khác nhau tùy theo mã lệnh. Qua đó vi xử lý sẽ cho ra
tín hiệu điều khiển tương ứng. Bộ thu hồng ngoại gồm một led hồng ngoại và một mạch khuếch đại tín hiệu điện.
2.4. Mạch AFT
Trong tivi màu có hai chế độ dò đài: dò đài bằng tay và dò đài tự động. Khi máy đang ở trạng thái dò đài và bắt được tín hiệu của đài phát thì chân AFT sẽ có tín hiệu. Tín hiệu này sẽ báo cho IC vi xử lý để dừng dò hoặc lưu các dữ kiện của đài đó vào IC nhớ.
3. Các lệnh điều khiển ở đầu ra của mạch vi xử lý 3.1. Lệnh mở nguồn
Lệnh này xuất hiện khi bấm phím power trên remote hoặc trước mặt máy. Lệnh này tồn tại dưới dạng điện áp, các mức điện áp này đảo ngược nhau khi ta bấm phím power.
3.2. Các đường lệnh điều khiển tuner
- VL, VH, VU: Là các mức điện áp cấp cho tuner để điều chỉnh băng tần muốn thu.
Khi thu băng tần nào thì chân điều khiển tương ứng sẽ ở mức cao.
- VT: Là lệnh điều khiển dò đài, khi dò đài chân này sẽ có mức điện áp thay đổi từ 0V đến 5V, sự thay đổi này được đưa đến mạch điện để được thay đổi từ 0V đến 33Vcấp cho tuner.
3.3. Lệnh điều khiển hiển thị
Các chức năng hiển thị chữ và số trên màn ảnh tivi để biểu thị trình trạng hoạt động của máy. Các con số và chữ hiển thị được tạo ra trước, bên trong IC vi xử lý (khối tạo ký tự). Tùy theo phím lệnh mà khối này sẽ xuất hiện ra các ký tự tương ứng ở các ngõ R, G, B.
3.4. Lệnh điều khiển AV/TV
Đây là tín hiệu để điều khiển các chuyển mạch điện tử, đóng mở tín hiệu hình hoặc hoặc âm thanh từ tivi hoặc video đưa tới. Các IC chuyển mạch điện tử thường dùng:
IC 4066, IC 4033…
3.5. Lệnh điều khiển đổi hệ tiếng 4,5/5,5/6,0/6,5MHz
Trong tivi màu đa hệ đời mới, người ta trang bị mạch đổi hệ trung tần tiếng để phù hợp với các chuẩn truyền hình trên thế giới bằng cách sử dụng chuyển mạch đổi hệ trung tần tiếng cấp cho khối trung tần và tách sóng FM. Ý tưởng thực hiện là người ta định sẵn một tần số hoạt động của trung tần âm ở ngõ vào, chẳng hạn trung tần âm thanh cố định của máy là 5,5MHz, ta thực hiện mạch dao động trộn tần là 1MHz.
Khi trung tần vào là:
6,5MHz: thành phần 6,5MHz –1MHz = 5,5MHz được lấy ra.
5,5MHz: bản thân tín hiệu này được đi qua.
4,5MHz: thành phần 4,5 + 1MHz = 5,5MHz.
Như vậy, cho dù các tín hiệu vào là 4,5MHz; 5,5MHz hay 6,5MHz thì tín hiệu trung tần âm thanh ngõ ra vẫn là 5,5MHz.
3.6. Ngõ ra điều khiển volume, brightness, contrast, color, tint
Các lệnh này được thực hiện để điều chỉnh âm thanh, độ sáng tối, độ tương phản, màu sắc, sắc thái trên tivi theo yêu cầu của người sử dụng.
Các tín hiệu điều khiển từ ngõ ra khối vi xử lý tồn tại dưới dạng điện áp biến đổi.
Thực chất, đây là tín hiệu ra của mạch biến đổi DA đổi các chuỗi xung dữ liệu thành điện áp biến thiên khi chỉnh các phím volume, brightness, contrast, color, tint. Trong nhiều trường hợp, xung ra điều khiển tồn tại dưới dạng xung rộng. Xung này được đổi ra điện áp DC nhờ các mạch lọc thông thấp (LPF).
4. Nguyên lý hoạt động của mạch vi xử lý có đầu ra điều khiển bằng điện áp
Mạch vi xử lý có đầu ra điều khiển bằng điện áp là mạch điều khiển điện áp trực tiếp vào vi xử lý như chuyển kênh, dò dài, điều chỉnh âm thanh … nhưng máy không có bộ nhớ do đó chỉ điều chỉnh mức điện áp mà thôi, nên mổi lần chuyển kênh hoặc dò dài hay điều chỉnh âm thanh chỉ điều chỉnh điện áp bằng biến trở điện áp.
5. Nguyên lý hoạt động của mạch vi xử lý điều khiển bằng DATA/CLOCK
Vi xử lý điều khiển bằng các xung data, clock hay còn gọi IC bus, đây là một mạch vi xử lý đời mới mà người ta lập trình sẵn các chức năng của nó, có cấu trúc rất gọn, độ tin cậy mạch cao nhưng rất khó sửa. Sự liên hệ giữa các khối chức năng theo hai đường dữ liệu nối tiếp (SDA) và xung nhịp nối tiếp (SCK). Hai đường này sẽ liên lạc với các khối giải mã màu/chói (Y/C), khối âm thanh, khối dao động ngang dọc, khối tuner, sửa méo gối…
Hình 4.33: Vi xử lý điều kiển xung Data clock.
6. Hiện tượng, nguyên nhân và những hư hỏng chính của mạch điện vi xử lý
Hiện tượng 1: Biểu hiện của vi xử lý không hoạt động là có đèn báo nguồn không lên màn sáng, vì khi mạch vi xử lý hỏng sẽ không có lệnh Power cấp cho mạch công tắc để cấp nguồn cho mạch dao động dòng hoạt động.
Hiện tượng 2: Trường hợp hỏng mạch vi xử lý mà vẫn có màn sáng là do ở các máy có lệnh Power là lệnh ngược tức là Power = 0V tương ứng với mở cho máy chạy, ở các máy này khi hỏng vi xử lý thì thường vẫn lên màn sáng nhưng không có hình và không có hiển thị, bấm các phím trên mặt trước máy không có tác dụng.
Nguyên nhân dẫn đến vi xử lý không hoạt động:
- Mất điện áp Vcc 5V hoặc điện áp này giảm < 4,5V.
- Lỏng chân thạch anh tạo dao động hoặc chân thạch anh bám bụi ẩm ướt.
- Mất xung Reset khi mới bật nguồn, xung Reset có thời gian tồn tại rất ngắn và ta không đo được.
- Bị rò hoặc bị chập các phím bấm trước mặt máy.
- Hỏng IC vi xử lý.
7. Phương pháp kiểm tra sửa chữa - Đo kiểm tra điện áp Vcc = 5V.
- Kiểm tra các phím bấm trước mặt máy xem có bị rò không? Để thang x1K, hút rỗng một chân các phím bấm và đo kiểm tra, khi ta chưa bấm chúng phải cách điện hoàn toàn.
- Đặt đồng hồ đo chân lệnh Power và dùng điều khiển từ xa tắt mở nguồn (như sơ đồ dưới) nếu điện áp thay đổi 0V - 5V sau mỗi lần bấm điều khiển là vi xử lý đã hoạt động, nếu điện áp lệnh này không thay đổi là vi xử lý chưa hoạt động.
Nếu sau khi đã kiểm tra các điều kiện cho vi xử lý đã có mà vẫn không có lệnh Power xuất hiện thì ta phải thay thử IC vi xử lý.
C. Câu hỏi bài tập
Thực hành sửa chữa khối vi xử lý:
* Khảo sát các dạng mạch vi xử lý trên tivi màu.
* Vẽ lại sơ đồ khối vi xử lý và ghi chú thích khối vào và ra trên từng khối.
* Đo các mức điện áp.
+ Điện áp cung cấp cho mạch hoạt động.
+ Điện áp ngõ ra.
+ Điện áp ngõ vào.
+ Lệnh tác động.
+ Tín hiệu Remote.
+ Lập mẫu các mức điện áp trên từng chân IC Xử ly.
* Sửa Pan do giáo viên hướng dẫn tạo.
Pan 1: Không mở nguồn từ phím bấm.
Pan 2: Không điều chỉnh được các chức năng.
Pan 3 : Máy không thu được đài.