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彩电I2C总线检修实践
来源:本站整理  作者:佚名  2007-06-20 15:04:36




  电视机采用了I2C总线控制技术后,CPU和被控电路之间仅有一根串行时钟线(SCL)和一根串行数据线(SDA)连接。SCL和SDA都是通过上拉电阻与电源正端相连。CPU和被控电路之间的信号传递是以时钟信号和数据信号方式进行的。被控电路内部设有译码器,对CPU送来的时钟信号和数据信号进行解码,首先对时钟信号进行地址识别,确认CPU选中本集成电路后才能进入工作状态;然后对数据信号进行译码,经过D/A转换后控制内部相应的电路工作状态,从而实现对整机工作状态的控制。I2C是双向总线,不但CPU可以向被控电路发送数据,被控电路也可向CPU“汇报”状态数据,便于CPU随时“掌握”整机工作状态,“做出”正确抉择。另外,I2C控制技术还可进入维修模式,对整机的各种调试数据进行调整,对各种功能进行选择和设置。其调整和设置的数据都储存在I2C总线上的大容量电改写只读存储器中。存储器中不仅存储与普通电视相同的节目预选、音量、亮度、对比度等一些数据,还要存储各被控电路的调整数据和电路状态设置数据,例如RF-AGC、AFT、副亮度、副对比度、副音量、场幅、场线性、场中心、枕校、白平衡、画中画、卡拉OK等等。而且每次开机时,CPU都要从存储器中调出这些数据,然后通过SCL和SDA送往被控电路,这样电视机才能正常工作。由于存储器和各被控电路都挂接在SCL和SDA这两根I2C总线上,电路中每个元件发生故障,不但该元件组成的单元电路失常,还会影响SCL和SDA上各控制数据的正常传输,特别是引起存储器提供的数据错误,致使整机失控,使电视机出现千奇百怪的故障现象。轻则光栅几何失真,图像和伴音控制失调,多种故障并存,时隐时现;重则图声消失,甚至无法开机。如按常规遥控彩电的检修思路检修,往往会做出错误的判断,而使检修走入岐途,虽经反复测试,也找不到故障所在,使检修陷入困境。因此,在检修采用I2C总线控制技术的电视机并发多种故障现象时,就首先检查I2C总线控制电路是否正常,然后再按常规方法检修,将会收到事半功倍的效果。
  I2C总线控制电路发生故障时,主要表现在SCL和SDA上的电压改变和波形失常,最简便的方法是测量SCL和SDA的工作电压,并与图纸中标称电压对照。该工作电压一般在3~5V之间。在按面板或遥控器上控制键时,该电压微微抖动。有条件的可用示波器观察SCL和SDA上脉冲电压的波形是否正常。
  引起I2C总线电压改变和波形失常的原因,主要有被控电路故障、传输电路故障、CPU故障、存储数据错误和总线信号被干扰等五个方面。

一、被控电路故障

  被控电路发生故障时,不但本身工作失常,如果总线接口电路发生故障,还会影响总线上的数据传输,致使数据出错,造成其它电路也失控,引发多种故障。判断被控电路故障的方法是:将被控电路接口焊脚与总线断开,如果总线电压恢复正常,则为被控电路故障。
  [例1]故障现象 一台索尼KV-S29MH1彩电,收看中突然无图无声,原来存储的节目全部丢失。重新进行搜台,能搜到电视节目,但不能存储,而且无声、彩色制式不对而无色。关机后再开机,有时又一切正常,且数日内不再发生故障;有时开机时则又会发生上述故障。
  分析与检修 有光栅、且能搜台,说明电源和CPU基本正常。无声、制式不对和不能存储三种故障并存,且同时发生和消失,由此推断故障出在三个单元的共用部分。三个单元的共用部分不外乎是电源和CPU控制电路。
  该机功能多,附属电路亦复杂。在两个下部主板上立满了数个小线路板,结构紧凑,各单元板之间距离较近,给测量各单元电路板上电压造成困难,好在各单元板均通过插座与主板相连,通电后可通过测量各单元插座上的电压和波形来判断各单元的好坏。
  先测电源板各插座输出电压均正常。再测CPU板输出端插座CN002各脚电压,发现36-1.gif (76 bytes)脚的SCL电压和36-2.gif (75 bytes)脚SDA电压均偏低,由正常时5V降为2.8V左右。这证实CPU控制电路发生故障。为了区分是CPU本身故障还是被控电路故障,将CN00236-1.gif (76 bytes)36-2.gif (75 bytes)脚与外电路断开,开机测36-1.gif (76 bytes)36-2.gif (75 bytes)脚电压,恢复5V,说明故障由被控电路引起。该机挂接在总线上的被控电路较多,均通过主板上各插座通往各单元电路。焊上CN00236-1.gif (76 bytes)36-2.gif (75 bytes)脚,逐个断开通往各单元板插座中的总线焊脚,监测总线电压。当断开去往A1板的CN1119的⑧脚CLK和⑨脚DAT时,总线电压恢复5V,这说明故障点在A1板。测量A1板上工作电压,发现IC207的电源15-6.gif (113 bytes)脚无电压,查其供电电路,稳压块IC208(7809)输入端1脚有12V输入,输出端②脚无9V输出。拆下A1板检查,②脚焊点有一圈细裂纹。补焊后再开机,总线电压恢复5V,故障排除。
  [例2]故障现象 一台索尼KV-F29MF1彩电不能正常启动,但消磁线圈反复吸合。
  分析与检修 打开电视机,查电源各组电压正常,查CPU、I2C总线输出电压,SDA和SCL均由正常的5V降为3V左右。如上例,断开各被控电路I2C总线,当断开去往IC202(TA8776N)的总线时,CPU输出端总线电压升到5V,继电器不再吸合。检查IC202外围电路,电源15-6.gif (113 bytes)脚电压也为0V,经查也是9V供电电路稳压块虚焊,重新焊好,故障排除。
  以上二例,都是被控电路电源供给电路开路,使被控电路得不到电源而引发的故障。不但使本电路停止工作,还造成总线电压下降,影响总线信号传输,整机失控,引发多种奇异故障。
  常规检修时,都是因负载短路漏电才会引起电压降低,而I2C总线中被控电路开路,失去供电,为什么也会使总线电压下降呢?对此不少同行提出质疑。经过查阅有关资料得知:被控电路的总线接口电路多设计成“与”电路,总线与内部三极管的集电极相接。当被控电路电源开路时,接口电路以总线上的电压为电源而维持工作,由于接口电路电流较大,而总线上的上拉电阻较大(几kΩ至几十kΩ),上拉电阻上压降增加,将总线电压拉低,影响总线的数据传输。
  [例3]故障现象 一台松下TC-25V42G彩电,有图有声,下部无光栅,上部光栅只有一半。
  分析与检修 用户反映,该机购买一年就发生上述故障,先后找过两个修理人员维修,查遍了场输出电路外围元件,均未见异常,更换场输出集成电路后故障依旧,无奈送我部检修。经过看图得知,该机采用I2C总线控制技术,场振荡信号先送入枕形校正电路TA8859整形校正后,再送往场输出电路。用示波器观察输入TA8859的波形正常,而TA8859输出的波形严重失真。测其总线接口电压正常,外围元件未见损坏。怀疑被控电路TA8859内部控制电路损坏。更换TA8859后,光栅拉开,但帧幅过大,场线性不良,并有枕形失真。
  根据有关资料中介绍的方法,按维修开关S1101,使整机进入维修状态,按S1103功能键选择场幅、场线性、枕校三个项目,用音量升、降键调整数据到正常值,按“正常”键退出维修状态,一切恢复正常。

二、传输电路故障

  CPU数据总线和时钟总线传输电路发生开路、短路、漏电时,也会引发故障。判断的方法是:当总线电压失常时,如果断开全部被控电路接口,总线上电压仍然失常,而从CPU输出端断开总线(保留上拉电阻),总线电压恢复正常,则为总线传输电路故障。
  [例4]故障现象 一台长虹G2966彩电开机后,有时光栅有几何失真,有时出现黑屏,但有字符显示,只是显示位置有所偏移。
  分析与检修 出现多种不稳定奇异故障,多为I2C总线故障,测CPU36-3.gif (73 bytes)36-4.gif (76 bytes)脚总线电压,发现36-3.gif (73 bytes)脚SCL电压失常。分别断开36-3.gif (73 bytes)脚被控电路总线接口,电压仍不正常。检查36-3.gif (73 bytes)脚时SCL上的外部元件CA38和RA68时,发现RA68变质。更换后,36-3.gif (73 bytes)脚电压恢复正常,接上被控电路,故障未再出现。
  [例5]故障现象 一台长虹T2981彩电,开机后黑屏,无图像无伴音,有字符显示。
  分析与检修 该机采用NC-7机心,其CPU的I2C输出端传输线上,增加了VQM10、VQM11两个三极管,分别对SCL和SDA信号放大后再从发射极送往各被控电路,使CPU带负载能力增强。查CPU总线输出端36-7.gif (81 bytes)36-8.gif (83 bytes)脚电压正常,而两个放大三极管的发射极却无电压,基极电压也为0V。查基极偏置电路,发现12V电源与基极偏置电路之间的稳压二极管开路,使两个三极管失去偏置电压而截止,造成传输信号中断,整机失控。更换稳压二极管后,故障排除。

三、CPU故障

  CPU是I2C总线控制的核心。CPU外部工作条件被破坏或内部功能失效、程序紊乱也会成整机失控。鉴别CPU故障的方法是从CPU总线输出端断开外电路(保留上拉电阻)。如果CPU总线输出端电压和波形仍不正常,则属CPU故障。
  [例6]故障现象 一台索尼KV-K29MF1彩电,收看两年半,图像变得发白、模糊不清,无层次感。
  分析与检修 首先检查通道和亮度处理电路,未见异常。检测CPU输出端总线电压基本正常。根据有关资料,使该机进入维修状态,找到1C项目AG1(老化1)、05项SBR(副亮度)和01项SCN(副对比度),并进行数据调整,均无明显改善。检修陷入困境。后来请教索尼维修部师傅,得知是CPU失效造成的。更换CPU后,图像恢复了正常。
  [例7]故障现象 一台长虹N2516彩电,自动搜索节目时,能收到电视节目,节目号变化正常但搜索完毕后不记忆,无图无声,光栅暗淡。
  分析与检修 该机为CN-5机心。测CPU36-3.gif (73 bytes)36-4.gif (76 bytes)脚总线输出电压失常。断开36-3.gif (73 bytes)36-4.gif (76 bytes)脚外部电路后仍无总线脉冲信号输出,怀疑CPU电路故障。查CPU的电源、晶振、复位电路,均未见异常。更换CPU也无效,检修陷入困境。后经查阅有关资料得知,某些具备I2C总线控制功能的CPU,设有总线关断(BUS OFF)功能,设置有专门的总线关断脚,总线输出端是否有信号输出,受总线关断脚控制。长虹电视机NC-3机心的CPU36-5.gif (76 bytes)脚、NC-6机心CPU的36-9.gif (75 bytes)脚、CN-5机心CPU的36-6.gif (75 bytes)脚为总线关断脚。一般此脚为高电平时,CPU输出总线信号;此脚为低电平时,CPU处于生产模式调试状态,总线关断,CPU不输出总线信号,测量I2C总线上的电压呈高电平,且不随功能按键跳变,无信号波形。总线关断脚电压异常,也将影响CPU总线信号的传送,一般低于2.5V时,可能将总线信号关断。本机的关断脚为CPU的36-6.gif (75 bytes)脚,测量该脚电压明显低于5V,仅2V左右。检查36-6.gif (75 bytes)脚外接元件R235、C207,发现R235和C207有问题。更换R235和C207后,CPU关断脚电压恢复正常,故障排除。

四、存储数据错误

  在采用I2C总线控制技术的电视机中,存储器数据出错是较常见的故障。要恢复和调整这些数据,应按照厂家提供的方法,使电视机进入维修状态,然后按照厂家提供的调整项目清单和数据,选出应调项目,对该项目数据进行调整。由于生产厂家不同,彩电机心不同,进入维修状态的方法也不相同,调整的项目多少也不一样,少则十几项,多则上百项。这就要求维修人员要不断搜索、积累和掌握各种电视机进入维修调整状态的方法、步骤和调试项目的正确数据。
  [例8]故障现象 一台松下TC-2140彩电,有图像,无伴音。按音量增减和功能键无效,也无相应字符显示,无法进行其它项目的调整。但节目加减正常,原存储的节目图像正常。
  分析与检修 多数功能键失效,多种故障并存,故障多在CPU。经查CPU工作条件正常,查矩阵电路也未见异常。测I2C总线电压4.8V,正常,于是检修陷入困境。最后想到各种功能设置和数据均存储在存储器中,断开存储器与总线接口,各功能键恢复正常且有相应字符显示,但搜台和各种状态不能存储。怀疑存储器损坏或数据错误。故先进入维修状态进行调整。恢复电路,按照《电子报》1997年合订本50页有关该机的调试方法:首先同时按面板上音量减少键和手持遥控器上显示键,使该机瞬间出现白光栅后进入维修状态,用功能键F进行选项,可用音量增、减键进行数据调整,但此次未调,只做了数据记录后,按正常键N退出维修状态,该机居然恢复了正常。
  [例9]故障现象 一台索尼KV-S34MH1彩电,收看PAL制电视节目一切正常,看NTSC制DVD碟时,中间部分图像正常,边缘部分会聚不良,白竖线成为左右排开的红绿蓝竖条。
  分析与检修 该机通过I2C总线对会聚电路进行调整,并且按50场、60场两种状态分别进行设置。根据《电子报》1996年合订本中有关该机调整资料,顺序按遥控器上的DISPLAY、5、VOL+、POWER键,进入维修状态;按数字1、4键选择项目,选出第19项:水平静会聚微调,按2、0键将50场改为60场;按3、6键改变数据,将原来2C改为3A,图像上四周的竖红绿蓝彩条并拢为竖白线。按MUTE键进入数据写入方式,按0键执行写入操作,按7、0键将调试后的数据存入存储器中,按POWER键进入待命状态,再按一次POWER,回到正常状态。再播放NTSC制DVD光碟时,会聚恢复正常。
  [例10]故障现象 一台长虹N2516彩电,无伴音,场不同步。
  分析与检修 两种故障并存,重点应查CPU总线控制电路。该机为CN-5机心,场同步和场同步分离电路受CPU输出I2C总线信号控制。测CPU36-3.gif (73 bytes)36-4.gif (76 bytes)脚电压,36-3.gif (73 bytes)脚由正常时4.1V,现升至4.6V,36-4.gif (76 bytes)脚由正常时3.1V,现升到4.6V。断开36-3.gif (73 bytes)36-4.gif (76 bytes)被控电路,两脚电压不变,证明故障在CPU或存储数据出错。查阅有关资料得知,该机I2C总线上电压是否正常与CPU功能设置状态有关,CN-5机心在维修状态,其调整模式1和模式2与音频和图像信号选择有关。如果调试不当,将影响音频和图像信号的幅度,也影响CPU对视频信号的识别和判断,出现音弱、无声、对比度不足、不同步、锁台不正常等故障,使CPU错误地执行静音功能和输出错误的场同步控制信号,造成无声且不同步。
  根据有关该机维修资料,将CPU36-6.gif (75 bytes)脚对地瞬间短接,进入维修状态,按遥控器日历显示键选择调整项目,按音量增减键改变数据,重新调整模式1、模式2,将模式1调到27,模式2调到47后,遥控关机退出维修状态。再开机,故障彻底排除。

五、总线信号被干扰

  总线输出的时钟和数据信号均为脉冲信号。当这两种信号受外界或机内尖脉冲干扰时,也会引起彩电故障。用示波器观察总线上信号波形是发现此类故障的有效办法。
  [例11]故障现象 一台长虹C2919PK彩电,收看中有时突发图像闪动,瞬间场幅大小变化,伴随枕形突发失真。
  分析与检修 有声有图,说明中放和通道正常。光栅大小变化且失真说明行场扫描电路可能有问题。先查电源电压。故障突发时电源电压值稳定不变。查行场扫描几何失真校正电路TA8859外围电路未见异常,测其总线接口电压也正常。更换TA8859无效。最后断开TA8859总线接口脚⑨和⑩,光栅变大,且稳定不变。故怀疑总线信号失常。用示波器观察总线上信号波形、CPU38-1.gif (83 bytes)38-2.gif (80 bytes)脚波形正常且稳定,而TA8859的⑨、⑩脚波形上有毛刺。故怀疑总线信号在输往TA8859过程中受到干扰,干扰的原因大多是开关电源滤波退耦电路有问题和行扫描打火。先查电源C860、C854、C831,发现C831虚焊,补焊后,干扰排除,图像恢复稳定。
  要提醒同行的是,在检修采用I2C总线控制技术的电视机时,开关电源滤波不良和高压打火对总线信号产生的影响也应引起注意。

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