CN203219450U - 机顶盒真待机和待机唤醒电路以及机顶盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于机顶盒技术领域,提供了一种机顶盒真待机和待机唤醒电路,包括:与所述电源连接,接收遥控器的待机唤醒信号并输出电平信号的遥控接收器;与所述电源以及所述遥控接收器连接,根据所述电平信号导通并输出预设时间的控制电平的待机激活模块;输入端与所述电源连接、输出端与所述主芯片的电源输入端连接、控制端与所述主芯片的I/O口以及所述待机激活模块的输出端连接的电源开关模块;所述预设时间的控制电平、主芯片输出的第一电平驱动所述电源开关模块导通上电工作,所述主芯片输出的第二电平驱动所述电源开关模块关断进入待机。使得在除待机激活模块和电源开关模块电路外都的机顶盒其他电路都可以断电,降低了电路功耗。
Description
技术领域
本实用新型属于机顶盒技术领域,尤其涉及一种机顶盒真待机和待机唤醒电路以及机顶盒。
背景技术
机顶盒,也称为数字视频变换盒(Set Top Box,简称STB),是一个连接电视机与外部信号源的设备。它可以将压缩的数字信号转成电视内容,并在电视机上显示出来。对于数字电视的播放来说,是必不可少的设备。
面对竞争激烈的电子市场,合理的设计是降低生产成本和功耗成本的关键。目前数字电视机顶盒呈两种走态:一种是基于linux或安卓系统功能完善的高端设备;一种是传统的播放设备。传统机顶盒技术已相对成熟,软件附加值日益下降;改善硬件设计,降低生产和功耗成本已成为了传统机顶盒生产商考虑的一项重点。
传统的机顶盒真待机方案中,前控单片机一直处于工作状态,且既有硬件成本又有编呈的软件成本,不符合降低生产和功耗成本的要求。
如果一台数字机顶盒的待机功耗为3W,那么一个家庭按一个机顶盒计算,一年耗电为3(W)*20(小时)*30(天)*12(月)=21.6(度),目前国有机顶盒的数量为1亿,那么全国机顶盒待机一年的总耗电量21.6亿度电。
如果一台数字机顶盒的待机功耗为1W,那么一个家庭按一个机顶盒计算,一年耗电为1(W)*20(小时)*30(天)*12(月)=7.2(度),目前国有机顶盒的数量为1亿,那么全国机顶盒待机一年的总耗电量7.2亿度电。
现行国内关于机顶盒的能耗标准GB25957-2010(数字电视接收器能效限定值及能效等级)中规定,被动待机功耗需小于1W才可视为等级1。
现行欧洲能耗标准,简单机顶盒依据No.107/2009的要求,复杂机顶盒依据No.1275/2008中规定,仅提供重新激活模式的功耗需小于0.5W。
从以上两组数据及相关标准来看,我们的每台机顶盒如果能做到待机功耗小于0.5甚至更小,那么每年浪费的能源将大大减少。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种机顶盒真待机和待机唤醒电路,旨在解决传统的机顶盒真待机方案中,前控单片机一直处于工作状态,待机功耗高的问题。
本实用新型实施例是这样实现的,一种机顶盒真待机和待机唤醒电路,与遥控器无线连接,并与电源以及机顶盒的主芯片连接,所述主芯片上电后在其I/O口输出稳定的第一电平,所述主芯片接收到待机信号后所述I/O口输出与所述第一电平相反的第二电平,所述机顶盒真待机和待机唤醒电路包括:
与所述电源连接,接收遥控器的待机唤醒信号并输出电平信号的遥控接收器;
与所述电源以及所述遥控接收器连接,根据所述电平信号导通并输出预设时间的控制电平的待机激活模块;
输入端与所述电源连接、输出端与所述主芯片的电源输入端连接、控制端与所述主芯片的I/O口以及所述待机激活模块的输出端连接的电源开关模块;
所述预设时间的控制电平、第一电平驱动所述电源开关模块导通,所述第二电平驱动所述电源开关模块关断。
在其中一个实施例中,所述待机激活模块包括具有储能器件的导通子电路以及放电子电路,所述导通子电路的输入端与所述遥控接收器的输出端连接,所述导通子电路的输出端作为所述待机激活模块的输出端,并与所述放电子电路的控制端连接,所述放电子电路的输入端与所述储能器件连接、输出端接地,所述导通子电路导通后控制所述放电子电路导通以释放所述储能器件的电量。
在其中一个实施例中,所述导通子电路包括控制端接收低电平导通的开关管Q1和开关管Q2、控制端接收高电平导通的开关管Q3、二极管D1以及作为所述储能器件的储能电容C1,其中,
所述开关管Q1的输入端与所述遥控接收器的输出端连接、输出端与所述二极管D1的阳极连接、控制端经一电阻R1接地;
所述二极管D1的阴极经所述储能电容C1接地、并与所述开关管Q2的输入端连接,所述开关管Q2的控制端经一电阻R2与直流电源连接、输出端经一电阻R3与所述开关管Q3的控制端连接;
所述开关管Q3的输入端与所述直流电源连接,所述开关管Q3的输出端作为所述待机激活模块的输出端、并经一电阻R4接地。
在其中一个实施例中,所述放电子电路包括控制端接收高电平导通的开关管Q4、储能电容C2以及消耗电阻R5以及限流电阻R6,其中,
所述开关管Q4的控制端经所述消耗电阻R5与所述开关管Q3的输出端连接、并经所述储能电容C2接地;
所述开关管的输入端经所述限流电阻R6与所述二极管D1的阴极连接,所述开关管Q4的输出端接地。
进一步地,所述待机激活模块还包括反相子电路,所述反相子电路包括NPN型的三极管Q5、限流电阻R7以及电阻R8,所述三极管Q5的基极经所述限流电阻R7与所述遥控接收器的输出端连接,所述三极管Q5的集电极与所述导通子电路的输入端连接、并经所述电阻R8与所述直流电源连接,所述三极管Q5的发射极接地。
在其中一个实施例中,所述电源开关模块包括NPN型的三极管Q6、P型的MOS管Q7、电阻R9以及电容C3,其中,
所述三极管Q6的基极作为所述电源开关模块的控制端、经一电阻R10与所述待机激活模块的输出端连接,所述三极管Q6的发射极接地,所述三极管Q6的集电极经一电阻R11与所述MOS管Q7的栅极连接;
所述MOS管Q7的源极、漏极依次作为所述电源开关模块的输入端、输出端,所述电阻R9连接在所述MOS管Q7的栅极和漏极之间,所述电容C3与所述电阻R9并联。
进一步地,其特征在于,所述控制端接收低电平导通的开关管Q1和开关管Q2为PNP型三极管或P型MOS管;
若所述开关管Q1和开关管Q2为PNP型三极管,则所述开关管Q1和开关管Q2的控制端、输入端、输出端依次为PNP型三极管的基极、发射极、集电极,若所述开关管Q1和开关管Q2为P型MOS管,则所述开关管Q1和开关管Q2的控制端、输入端、输出端依次为P型MOS管的栅极、源极、漏极。
进一步地,控制端接收高电平导通的开关管Q3和开关管Q4为NPN型三极管或N型MOS管;
若所述开关管Q3和开关管Q4为NPN型三极管,则所述开关管Q3和开关管Q4的控制端、输入端、输出端依次为PNP型三极管的基极、集电极、发射极,若所述开关管Q3和开关管Q4为N型MOS管,则所述开关管Q3和开关管Q4的控制端、输入端、输出端依次为P型MOS管的栅极、漏极、源极。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种机顶盒,包括上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路。
上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路中遥控接收器在接收并解析遥控器输出待机唤醒信号后输出相应的电平信号,该电平信号使得待机激活模块导通而输出预设时间的控制电平从而驱动电源开关模块导通,使得机顶盒的主芯片上电进入正常工作,上电后的主芯片在其I/O口保持输出一个与控制信号相同的第一电平能让电源开关模块保持在导通状态;而主芯片通过遥控接收器在接收到待机信号,则改变其I/O口的输出电平输出第二电平使得电源模块关断,主芯片断电则机顶盒进入待机状态,上述待机激活模块和电源开关模块在接收到信号后才进入工作,使得在除待机激活模块和电源开关模块电路外都的机顶盒其他电路都可以断电,降低了电路功耗。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的机顶盒真待机和待机唤醒电路的模块图;
图2是本实用新型实施例提供的机顶盒真待机和待机唤醒电路的电路原理图;
图3是本实用新型实施例提供的反相子电路的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1所示,为一优选实施例提供的机顶盒真待机和待机唤醒电路的模块图,为了便于描述,仅示出了与本实施例相关的部分。
一种机顶盒真待机和待机唤醒电路100,与遥控器200无线连接,并与电源300以及机顶盒的主芯片400连接,主芯片400上电后在其I/O口402输出稳定的第一电平,主芯片400接收到待机信号后I/O口402输出与第一电平相反的第二电平,机顶盒真待机和待机唤醒电路100包括遥控接收器110、待机激活模块120以及电源开关模块130。
遥控接收器110与电源300连接,接收遥控器200的待机唤醒信号并输出电平信号;待机激活模块120与电源300以及遥控接收器110连接,待机激活模块120根据电平信号导通并输出预设时间的控制电平;电源开关模块130的输入端与电源300连接、电源开关模块130的输出端与主芯片400的电源300输入端连接、电源开关模块130的控制端与主芯片400的I/O口402以及待机激活模块120的输出端连接;预设时间的控制电平、第一电平驱动电源开关模块130导通,第二电平驱动电源开关模块130关断。
上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路100中遥控接收器110在接收并解析遥控器200输出待机唤醒信号后输出相应的电平信号,该电平信号使得待机激活模块120导通而输出预设时间的控制电平从而驱动电源开关模块130导通,使得机顶盒的主芯片400上电进入正常工作,上电后的主芯片400在其I/O口402保持输出一个与控制信号相同的第一电平能让电源开关模块130保持在导通状态;
而主芯片400通过遥控接收器110在接收到待机信号,则改变其I/O口402的输出电平输出第二电平使得电源300模块关断,主芯片400断电则机顶盒进入待机状态,上述待机激活模块120和电源开关模块130在接收到信号后才进入工作,使得在除待机激活模块120和电源开关模块130电路外都的机顶盒其他电路都可以断电,降低了电路功耗。
本实施例中,遥控接收器110接收待机唤醒信号并输出电平信号为高电平,主芯片400的I/O口402所输出的第一电平、第二电平分别为高电平、低电平。那么可以理解的是,本实施例中,待机激活模块120的输入端接收高电平时导通,其输出端输出预设时间的高电平到电源开关模块130的控制端,电源开关模块130的控制端接收高电平时瞬间导通,使得主芯片400的电源300输入端与电源300接通后,主芯片400开始工作后在其I/O口402保持输出一个高电平到电源开关模块130的控制端使其保持导通状态,若要机顶盒进入待机状态,只要使主芯片400的I/O口402输出的电平变成低电平即可。
在优选的实施例中,待机激活模块120包括具有储能器件的导通子电路122以及放电子电路124,导通子电路122的输入端与遥控接收器110的输出端连接,导通子电路122的输出端作为待机激活模块120的输出端,并与放电子电路124的控制端连接,放电子电路124的输入端与储能器件连接、输出端接地,导通子电路122导通后控制放电子电路124导通以释放储能器件的电量。
利用放电子电路124将导通子电路122中储能元件的电量释放是为了:保证遥控器200输出待机信号时,待机激活模块120的输出为低电平,在主芯片400的I/O口402的输出从高电平变成低电平能使得电源开关模块130关断,主芯片400停止工作,机顶盒进入待机状态。
结合图1和图2,在优选的实施例中,导通子电路122包括控制端接收低电平导通的开关管Q1和开关管Q2、控制端接收高电平导通的开关管Q3、二极管D1以及作为上述储能器件的储能电容C1。
开关管Q1的输入端与遥控接收器110的输出端连接、开关管Q1的输出端与二极管D1的阳极连接、开关管Q1的控制端经一电阻R1接地;二极管D1的阴极经储能电容C1接地、并与开关管Q2的输入端连接,开关管Q2的控制端经一电阻R2与直流电源vcc连接、开关管Q2的输出端经一电阻R3与开关管Q3的控制端连接;开关管Q3的输入端与直流电源vcc连接,开关管Q3的输出端作为待机激活模块120的输出端、并经一电阻R4接地。
开关管Q1的输入端接收一个高电平达到其输入端和控制端的导通压降后开关管Q1导通,其后为储能电容C1充电电压达到开关管Q2输入端和控制端的导通压降后,开关管Q2也导通,开关管Q3的控制端得电则导通,可以在其输出端输出电压。
在优选的实施例中,放电子电路124包括控制端接收高电平导通的开关管Q4、储能电容C2、消耗电阻R5以及限流电阻R6。
开关管Q4的控制端经消耗电阻R5与开关管Q3的输出端连接、并经储能电容C2接地;开关管Q4的输入端经限流电阻R6与二极管D1的阴极连接,开关管Q4的输出端接地。
开关管Q4的作用在于激活机顶盒后,将储能电容C1的电压泄放掉,从而保证,遥控器200按下待机健后,在主芯片400的I/O口402的输出从高电平变成低电平,机顶盒能正常待机。储能电容C2和消耗电阻R5作为延时用,尽可能的使主芯片400将I/O口402置高电平之前,开关管Q4不导通,那么可以理解的是,上述输出高电平的预设时间即是将储能电容C1和C2中的电量释放完的时间。
在优选的实施例中,控制端接收低电平导通的开关管Q1和开关管Q2为PNP型三极管或P型MOS管。
若开关管Q1和开关管Q2为PNP型三极管,则开关管Q1和开关管Q2的控制端、输入端、输出端依次为PNP型三极管的基极、发射极、集电极,若开关管Q1和开关管Q2为P型MOS管,则开关管Q1和开关管Q2的控制端、输入端、输出端依次为P型MOS管的栅极、源极、漏极。
在优选的实施例中,控制端接收高电平导通的开关管Q3和开关管Q4为NPN型三极管或N型MOS管;若开关管Q3和开关管Q4为NPN型三极管,则开关管Q3和开关管Q4的控制端、输入端、输出端依次为PNP型三极管的基极、集电极、发射极,若开关管Q3和开关管Q4为N型MOS管,则开关管Q3和开关管Q4的控制端、输入端、输出端依次为P型MOS管的栅极、漏极、源极。
图2只示出了开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4为三极管的原理图,然而,根据上述的描述,本领域技术人员可以容易得出开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4为MOS管的原理图,这里就不再作出示意图。
在优选的实施例中,电源开关模块130包括NPN型的三极管Q6、P型的MOS管Q7、电阻R9以及电容C3。
三极管Q6的基极作为电源开关模块130的控制端、经一电阻R10与待机激活模块120的输出端,即上述的开关管Q3的输出端连接,三极管Q6的发射极接地,三极管Q6的集电极经一电阻R11与MOS管Q7的栅极连接;MOS管Q7的源极、漏极依次作为电源开关模块130的输入端、输出端,电阻R9连接在MOS管Q7的栅极和漏极之间,电容C3与电阻R9并联。
由上述可知,若导通子电路122的输入端得到一个可使其导通的高电平,那么在其输出端就输出一个高电平到三极管Q6的基极,三极管Q6导通,将P型的MOS管Q7的栅极电势拉低,MOS管Q7也导通,则使得主芯片400的电源300输入端与电源300之间接通,主芯片400上电进入工作状态。
在另外的实施例中,如果遥控接收器110在不接收待机唤醒信号的时候输出电平为高电平(即接收到待机唤醒信号时输出的是不能使得开关管Q1导通的低电平),则需要在导通子电路122前一个加上反相子电路126,保证在遥控器200没有键按下时,开关管Q1是截止的,不会产生电流对储能电容C1进行充电。
因此,在另一个优选的实施例中,结合图1、2和3,待机激活模块120还包括反相子电路126,反相子电路126包括NPN型的三极管Q5、限流电阻R7以及电阻R8,三极管Q5的基极经限流电阻R7与遥控接收器110的输出端连接,三极管Q5的集电极与导通子电路122的输入端连接、并经电阻R8与直流电源vcc连接,三极管Q5的发射极接地。
如此,在遥控接收器110接收到待机唤醒信号时输出的低电平,则利用上述的反相子电路126将该低电平,那么三极管Q5不导通,开关管Q1的输入端则接到直流电源vcc,使得导通子电路122导通。
本实施例中,上述的电源300为直流恒压源,上述的直流电源vcc为上述电源300通过稳压器转换得来的与上述电源300的电压相等或不相等的直流电压源。
下面将结合一实施例说明机顶盒真待机和待机唤醒电路100的工作原理。
1、激活机顶盒:按下遥控器200任意键一段时间输出待机唤醒信号,具体时长由电阻R1和储能电容C1共同决定。
遥控接收器110输出高电平为5V,低电平为0V的方波。高电平时三极管Q1导通,从而产生电流对储能电容C1进行充电,在遥控器200任意键按下的时间内,电流都会对储能电容C1进行充电,每一个高电平都会使电容C1的电压上升一点;当储能电容C1上的电压大于5V加上开关管Q2(以PNP型三极管为例)的发射极与基极结电压之和(约为5.9v左右)时,开关管Q2导通,即开关管Q2的集电极就会输出约5.9V的电压;此时开关管Q3也会导通,从而使开关管Q3的发射极上为高电平,这个高电平使各电源开关模块130导通,从而使主芯片400上电,激活机顶盒。
在主芯片400启动后,首先将与三极管Q6集电极连接的I/O口402置高,这样就达到了稳定激活的目的。开关管Q4的作用在于激活机顶盒后,将储能电容C1的电压泄放掉,从而保证,遥控器200输出待机信号后,将与三极管Q6集电极相连的I/O口402的状态置零后,主芯片400关闭,机顶盒能正常待机。
2、需要待机时,按下遥控器200的待机键,主芯片400通过遥控接收器110接收遥控器200发出的待机信号,将与三极管Q6集电极相连的I/O口402拉低,电源开关模块130关断,使遥控接收器110及待机激活模块120之外的电路都不再供电,进而使机顶顶盒进入待机状态。
此外,还提供了一种机顶盒,其包括上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路100。机顶盒真待机和待机唤醒电路100的结构及其原理如上所述,这里不再赘述。
上述的机顶盒真待机和待机唤醒电路100以及机顶盒遥控接收器110在接收并解析遥控器200输出待机唤醒信号后输出相应的电平信号,从而驱动电源开关模块130导通,使得机顶盒的主芯片400上电进入正常工作,上电后的主芯片400在其I/O口402保持输出一个与控制信号相同的第一电平能让电源开关模块130保持在导通状态;而主芯片400通过遥控接收器110在接收到待机信号,则改变其I/O口402的输出电平输出第二电平使得电源300模块关断,主芯片400断电则机顶盒进入待机状态,上述待机激活模块120和电源开关模块130在接收到信号后才进入工作,使得在除待机激活模块120和电源开关模块130电路外都的机顶盒其他电路都可以断电,降低了电路功耗。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种机顶盒真待机和待机唤醒电路,与遥控器无线连接,并与电源以及机顶盒的主芯片连接,所述主芯片上电后在其I/O口输出稳定的第一电平,所述主芯片接收到待机信号后所述I/O口输出与所述第一电平相反的第二电平,其特征在于,所述机顶盒真待机和待机唤醒电路包括:
与所述电源连接,接收遥控器的待机唤醒信号并输出电平信号的遥控接收器;
与所述电源以及所述遥控接收器连接,根据所述电平信号导通并输出预设时间的控制电平的待机激活模块;
输入端与所述电源连接、输出端与所述主芯片的电源输入端连接、控制端与所述主芯片的I/O口以及所述待机激活模块的输出端连接的电源开关模块;
所述预设时间的控制电平、第一电平驱动所述电源开关模块导通,所述第二电平驱动所述电源开关模块关断。
2.如权利要求1所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路,其特征在于,所述待机激活模块包括具有储能器件的导通子电路以及放电子电路,所述导通子电路的输入端与所述遥控接收器的输出端连接,所述导通子电路的输出端作为所述待机激活模块的输出端,并与所述放电子电路的控制端连接,所述放电子电路的输入端与所述储能器件连接、输出端接地,所述导通子电路导通后控制所述放电子电路导通以释放所述储能器件的电量。
3.如权利要求2所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路,其特征在于,所述导通子电路包括控制端接收低电平导通的开关管Q1和开关管Q2、控制端接收高电平导通的开关管Q3、二极管D1以及作为所述储能器件的储能电容C1,其中,
所述开关管Q1的输入端与所述遥控接收器的输出端连接、输出端与所述二极管D1的阳极连接、控制端经一电阻R1接地;
所述二极管D1的阴极经所述储能电容C1接地、并与所述开关管Q2的输入端连接,所述开关管Q2的控制端经一电阻R2与直流电源连接、输出端经一电阻R3与所述开关管Q3的控制端连接;
所述开关管Q3的输入端与所述直流电源连接,所述开关管Q3的输出端作为所述待机激活模块的输出端、并经一电阻R4接地。
4.如权利要求3所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路,其特征在于,所述放电子电路包括控制端接收高电平导通的开关管Q4、储能电容C2以及消耗电阻R5以及限流电阻R6,其中,
所述开关管Q4的控制端经所述消耗电阻R5与所述开关管Q3的输出端连接、并经所述储能电容C2接地;
所述开关管的输入端经所述限流电阻R6与所述二极管D1的阴极连接,所述开关管Q4的输出端接地。
5.如权利要求2至4任一项所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路,其特征在于,所述待机激活模块还包括反相子电路,所述反相子电路包括NPN型的三极管Q5、限流电阻R7以及电阻R8,所述三极管Q5的基极经所述限流电阻R7与所述遥控接收器的输出端连接,所述三极管Q5的集电极与所述导通子电路的输入端连接、并经所述电阻R8与所述直流电源连接,所述三极管Q5的发射极接地。
6.如权利要求1或2所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路,其特征在于,所述电源开关模块包括NPN型的三极管Q6、P型的MOS管Q7、电阻R9以及电容C3,其中,
所述三极管Q6的基极作为所述电源开关模块的控制端、经一电阻R10与所述待机激活模块的输出端连接,所述三极管Q6的发射极接地,所述三极管Q6的集电极经一电阻R11与所述MOS管Q7的栅极连接;
所述MOS管Q7的源极、漏极依次作为所述电源开关模块的输入端、输出端,所述电阻R9连接在所述MOS管Q7的栅极和漏极之间,所述电容C3与所述电阻R9并联。
7.如权利要求3或4所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路,其特征在于,所述控制端接收低电平导通的开关管Q1和开关管Q2为PNP型三极管或P型MOS管;
若所述开关管Q1和开关管Q2为PNP型三极管,则所述开关管Q1和开关管Q2的控制端、输入端、输出端依次为PNP型三极管的基极、发射极、集电极,若所述开关管Q1和开关管Q2为P型MOS管,则所述开关管Q1和开关管Q2的控制端、输入端、输出端依次为P型MOS管的栅极、源极、漏极。
8.如权利要求4所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路,其特征在于,控制端接收高电平导通的开关管Q3和开关管Q4为NPN型三极管或N型MOS管;
若所述开关管Q3和开关管Q4为NPN型三极管,则所述开关管Q3和开关管Q4的控制端、输入端、输出端依次为PNP型三极管的基极、集电极、发射极,若所述开关管Q3和开关管Q4为N型MOS管,则所述开关管Q3和开关管Q4的控制端、输入端、输出端依次为P型MOS管的栅极、漏极、源极。
9.一种机顶盒,其特征在于,包括如权利要求1至8任一项所述的机顶盒真待机和待机唤醒电路。
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