NOtþRYiQt. YêE U ign

Transkript

1 Vážení zákazníci, dovolujeme si Vás upozornit, že na tuto ukázku knihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To znamená, že ukázka má sloužit výhradnì pro osobní potøebu potenciálního kupujícího (aby ètenáø vidìl, jakým zpùsobem je titul zpracován a mohl se také podle tohoto, jako jednoho z parametrù, rozhodnout, zda titul koupí èi ne). Z toho vyplývá, že není dovoleno tuto ukázku jakýmkoliv zpùsobem dále šíøit, veøejnì èi neveøejnì napø. umis ováním na datová média, na jiné internetové stránky (ani prostøednictvím odkazù) apod. redakce nakladatelství BEN technická literatura redakce@ben.cz

2 6 2 1 VSTUPNÍ JEDNOTKA OBRAZU Skupinové zapojení vstupního dílu obrazu je uvedeno na obr Úkolem této jednotky je upravit úroveò signálu na jmenovitou hodnotu, regenerovat synchronizaèní smìs a omezit pøemodulování v bílé REUD] S HStQDFt MHGQRWND YVWXSQt t]hqê ]HVLORYDþ NOtþRYiQt RPH]RYDþ EtOp Qt ]HVLORYDþ REUD] UHJHQHUiWRUV\QFKUVP VL YêE U ign Obr Skupinové zapojení vstupní jednotky obrazu Za vstupním pøepínaèem následuje zesilovaè s øiditelným zesílením Jeho zisk je možné regulovat buï ruènì nebo samoèinnì V pøípadì samoèinné regulace se pøíslušný regulaèní signál získává z jednotky výbìru øádkù Je to proto, že k informaci o velikosti signálu se využívá signál mìøicích øádkù, ve kterém je trvale pøítomen signál odpovídající bílé barvì Ten pøedstavuje maximální promodulování vysílaèe (minimální signál nosné) Správné nastavení úrovnì signálu je v provozu vysílaèù neobyèejnì dùležité V pøípadì nízké úrovnì je vysílaè málo využit a signál je u televizního diváka málo kontrastní Je-li naopak signál pøíliš velký, nastane buï pøemodulování nebo omezení (viz dále) a výsledkem je zkreslený signál, pøípadnì brum ve zvukovém doprovodu Velmi dùležitou èástí jednotky je regenerátor synchronizaèní smìsi Správná synchronizace je nutná pro dosažení kvalitního klidného obrazu u divákù Protože pøi dopravì signálu ze studia na vysílaè nelze vylouèit urèité zhoršení kvality synchronizaèních impulsù, øeší se problém zásadnì tak, že se ve vysílaèi radìji vyrobí úplnì nová synchronizaèní smìs, která se vloží do signálu namísto pùvodní Protože podle normy je amplituda synchronizaèních impulsù na výstupu vysílaèe ponìkud odlišná od úrovnì v základním pásmu a protože výkonové stupnì vysílaèe zpravidla tuto úroveò ponìkud snižují, je možné v synchronizaèní jednotce podle potøeby úroveò nastavit Dalším neménì dùležitým úkolem synchronizaèní jednotky je výroba klíèovacích impulsù Øada dalších obvodù budièe má totiž klíèované obvody, aby byla pøesnì definována stejnosmìrná složka signálu 6 Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura

3 Dalším prvkem vstupní jednotky je omezovaè bílé Úkolem tohoto zaøízení je zabránit pøemodulování vysílaèe pøi nežádoucím vzrùstu úrovnì vstupního signálu (napø pøi ruèní regulaci úrovnì) Pøi negativní modulaci, která se používá ve vìtšinì státù, je situace taková, že èím je svìtlejší obraz, tím je menší úroveò vysokofrekvenèního signálu na výstupu vysílaèe Pøemodulování by tedy vedlo k úplnému vymizení signálu V takovém pøípadì by nemohl pracovat demodulátor zvukového doprovodu mezinosného systému v pøijímaèích a dále by ztratil informaci dekodér barev Výsledkem by byl silný brum ve zvukovém kanále a tzv ohnì v obraze Omezovaè bílé mùže pracovat buï jako klasický diodový oøezávaè, nebo jako kompresní zesilovaè Moderní modulátory používají takové zapojení, ve kterém se od nadmìrného signálu odeète pøeènívající èást Nevýhodou omezovaèe je to, že oøíznutím se ztratí èást obrazové informace a zhorší se tak gradace obrazu Pøi konstrukci omezovaèe bílé je nutné dát pozor na jednu dùležitou okolnost I pøi oøíznutí jasové informace musí bezpodmíneènì zùstat zachována informace o barvì Pokud by poklesla úroveò chrominanèního signálu, vedlo by to k nežádoucím efektùm na výstupu chrominanèního dekodéru Z toho dùvodu má omezovaè vyøešen vždy obtok, který propouští kmitoèty v okolí 4,43 MHz bez omezení do dalších obvodù FÁZOVÝ KOREKTOR (KOREKTOR SKUPINOVÉHO ZPOŽDÌNÍ) Jak známo, zpùsobují filtry používané pøi pøíjmu televizního signálu s potlaèeným dolním pásmem urèité chyby v prùbìhu skupinového zpoždìní (viz èl B-2 v knize B) Ve svém dùsledku to znamená, že jednotlivé kmitoètové složky televizního signálu potøebují ke svému prùchodu televizním traktem rùznì dlouhý èas Bez korektoru by to vedlo ke zkreslení nábìžných a sestupných hran a k posunùm mezi jasovou a chrominanèní složkou signálu Protože pøíslušný korektor vychází jako dosti složitý obvod nároèný na pøesné nastavení, nebylo by úèelné realizovat jej v jednotlivých televizních pøijímaèích Normou je proto stanoveno, že polovina této korekce se uskuteèní ve vysílaèích Proto obsahuje popisovaný budiè korektor, který je zapojen za vstupní jednotkou Skupinové zpoždìní lze korigovat rùznými zpùsoby, vždy však jde o to, aby pøíslušná korekce nemìla pokud možno vliv na ostatní parametry signálu V dalším uvádíme jeden z možných zpùsobù korekce, který umožòuje operativní nastavování a je tedy spíše vhodný ke korigování parametrù nedostateènì stabilního vysílaèe Jeden èlánek korektoru je uveden na obr Jeho funkci pochopíme z fázorového diagramu, který je nakreslen vedle schématu Pro kmitoèty pod rezonancí obvodu LC jsou fázory jednotlivých napìtí uspoøádány tak, jak je nakresleno plnými èarami Zvyšujeme-li kmitoèet, pøejde fázorový diagram pøes rezonanèní stav (kdy jsou všechny fázory ve svislé poloze) velmi rychle do polohy oznaèené èárkovanì Je vidìt, že fáze výstupního napìtí U 3 se v okolí rezonance rychle zmìní z hodnoty j 1 na hodnotu j 2 Taková zmìna fáze odpovídá vzrùstu skupinového zpoždìní o urèitou hodnotu Zmìnou odporu R 2 mùžeme do znaèné míry ovlivnit velikost fázového skoku a tedy i velikost zmìny skupinového zpoždìní Ladìním rezonanèního obvodu lze urèit kmitoèet, na nìmž má nastat požadovaná zmìna skupinového zpoždìní Zmìnou odporu R 1 v kolektorovém obvodu tranzistoru T 2 lze nastavit symetrii napìtí U 1 a U 2 a tím i nezávislost amplitudy výstupního napìtí na kmitoètu Je zøejmé, že ke korekci nestaèí jediný takový obvod V praxi obsahuje korektor nìkolik (napø 6) takových èlánkù zapojených v sérii Ke zmínìné korekci skupinového zpoždìní pøijímaèù postaèuje však vìtšinou jednodušší korektor, který obsahuje nìkolik èlánkù typu pøemostìného T a je nastaven jednou provždy Pro informaci uvádíme na obr 9 køivku skupinového zpoždìní, jak je definována normou platnou v Èeské republice Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura

4 ]P QDIi]H ]SRåG Qt j IUHNYHQFH /& j j & /& DPSOLWXGRYiNRUHNFH DPSOLWXGRYiNRUHNFH /& Obr Jeden èlánek korektoru skupinového zpoždìní v základním pásmu V Q Ã tj I0+] Obr 9 Skupinové zpoždìní mìøicího televizního pøijímaèe Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura

5 V souvislosti s uvedenou korekcí je tøeba zmínit ještì jednu okolnost Moderní analogové televizní pøijímaèe jsou vesmìs vybaveny mezifrekvenèními filtry s povrchovou akustickou vlnou (viz èl B-2 3 v knize B) Tyto filtry však mají v celém propustném pásmu pøibližnì konstantní skupinové zpoždìní Pro tyto pøijímaèe je tedy uvedená pøedkorekce zbyteèná a dokonce škodlivá Experimentálnì však bylo zjištìno, že další selektivní obvody pøijímaèe (napø tuner) pøece jen charakteristiku skupinového zpoždìní o nìco zhorší Proto je zatím popsaná pøedkorekce ve vysílaèích ponechána v provozu MEZIFREKVENÈNÍ MODULÁTOR Na tento obvod jsou v televizním vysílaèi kladeny vysoké požadavky, zejména z hlediska jeho linearity V moderních vysílaèích bývá proto øešen jako vyvážený spínaèový modulátor (viz též èl A- 2 v knize A) Principiální zapojení takového obvodu je uvedeno na obr 0 Pokud by byl bod 1 uzemnìn, nedávalo by toto zapojení na svém výstupu (bod 2) do zátìže žádný signál Q ]GURMYI VLJQiOX PRGXODþQt VLJQiO ± Q ]GURMYI VLJQiOX ] ]iw å S HGS Wt Obr 0 Princip diodového modulátoru Bude-li se napìtí v bodu 1 lišit od nuly, bude modulátor dávat do výstupu vìtší nebo menší vysokofrekvenèní signál o kmitoètu nosné Pøivedeme-li na vstup modulátoru obrazový signál s takovou polaritou, kdy bílému signálu bude odpovídat napìtí blízké nule a špièce synchronizaèního impulsu pøimìøená kladná nebo záporná hodnota, obdržíme na výstupu vysokofrekvenèní televizní signál Protože však, jak jsme už døíve uvedli, nesmí ani v bílé klesnout vysokofrekvenèní signál na nulu, je tøeba modulátoru pøivést urèité pøedpìtí, které je v našem obrázku symbolizováno baterií zapojenou do série s modulaèním signálem V praxi se používá tento modulátor v zapojení se ètyømi diodami, kde jsou využity obì pùlvlny budícího signálu Soumìrného zapojení se snadno dosahuje zapojením vhodného vysokofrekvenèního transformátoru Takové zapojení modulátoru je na obr 1, kde jsou ještì naznaèeny obvodové prvky, které slouží k pøesnému vyvážení modulátoru Závìrem lze øíci, že uvedené zapojení je využíváno témìø u všech televizních vysílaèù a dovoluje bez zvláštních obtíží dosáhnout linearitu lepší než 3 % Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura 9

6 YIVLJQiO S HGS Wt REUD]RYê VLJQiO Obr 1 Zapojení diodového modulátoru televizního budièe Y\YiåHQt Souèástí modulátoru je i filtr postranního pásma Jde o obvod, který upravuje spektrum signálu do tvaru pøedepsaného normou a tedy èásteènì potlaèuje horní postranní pásmo (které se po smìšování stane pásmem spodním) Podobnì jako u moderních televizorù se k této filtraci používají filtry s povrchovou akustickou vlnou Protože však tyto prvky vykazují jistou tepelnou závislost a u profesionálních zaøízení záleží na stabilitì parametrù, bývají tyto filtry ohøívány pøídavným topením na konstantní teplotu Souèástí modulátoru je též korektor skupinového zpoždìní Na rozdíl od filtru, který jsme popisovali v pøedcházejícím textu, zde jde o korekci chyb skupinového zpoždìní zpùsobených obvody vysílaèe Tento korektor však musí fungovat na mezifrekvenèním kmitoètu Zjednodušené zapojení uvádí obr 2 Tento obvod používá podobný princip jako filtr v základním pásmu Soumìrné napìtí v protifázi se zde však získává symetrickým transformátorem Funkci obvodu lépe pochopíme, využijeme-li principu reciprocity a podíváme se na obvod tak, jakoby signál procházel v obráceném smyslu zprava doleva Oznaèení odpovídá fázorovému diagramu z obr I zde se dociluje kmitoètová nezávislost amplitudy nastavením soumìrnosti obou napìtí zde pøídavnou odporovou vìtví naznaèenou èárkovanì Jeden èlánek korektoru skupinového zpoždìní moderního budièe je naznaèen na obr 3 Tento obvod využívá zásadnì diody PIN ve funkci promìnných odporù Tak je možné veškeré parametry èlánku nastavovat elektricky z øídicí jednotky 90 Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura

7 /& / Obr 2 Jeden èlánek mezifrekvenèního korektoru skupinového zpoždìní YHOLNRVW ]SRåG Qt WOXPHQt QDUH]RQDQþQtP NPLWRþWX VWUPRVW S LUH]RQDQþQtP NPLWRþWX WO UH]RQDQþQt NPLWRþHW Obr 3 Èlánek moderního mezifrekvenèního korektoru skupinového zpoždìní Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura 91

8 6 2 4 KOREKTOR LINEARITY Protože následující výkonové stupnì vysílaèe zhoršují urèitým zpùsobem linearitu signálu jak po stránce amplitudové, tak i po stránce fázové, je vhodné umístit pøed smìšovaè korektor, který tyto nežádoucí vlivy vykompenzuje Takové zaøízení bývá oznaèováno jako korektor linearity nebo jako korektor diferenciálních parametrù V podstatì jde o to, že následkem køivosti pracovních charakteristik se mìní amplituda a fáze chrominanèního kmitoètu v závislosti na amplitudì jasové složky Je tedy nutné v korektoru vytvoøit pracovní charakteristiku, která bude inverzní k charakteristice výkonových stupòù Jedno z možných øešení uvádíme na obr 4 Potøebnou korekci zde dosahujeme tím, že se v závislosti na velikosti signálu zmenšuje emitorový odpor tranzistoru T 3 Tím se zmenšuje záporná zpìtná vazba a zvìtšuje se tak zesílení stupnì U každého takového korektoru musíme ~URYH YVWXS NGDOãtPX þoiqnx ( ' ' VWUPRVW Obr 4 Mezifrekvenèní korektor diferenciálního zisku mít možnost øídit jak velikost vlastní korekce, tak i hladinu, od níž má korekce úèinkovat V našem pøípadì je velikost vlastní korekce (strmost) urèena velikostí odporu, který pøedstavuje dioda PIN v emitorovém obvodu Tuto hodnotu mùžeme mìnit velikostí stejnosmìrného proudu procházejícího diodou K øízení je použit tranzistor T 1 Úroveò signálu, od které má korekce pùsobit, urèují obvody s diodami D, rezistory R a tranzistorem T 2 Vidíme, že pøes diodu PIN, kterou si mùžeme pøedstavit jako odpor, je pøipojen dvoucestný usmìròovaè zatížený odpory R Kdyby tranzistorem T 2 netekl žádný proud, byla by každá pùlperioda usmìròována pøíslušnou diodou a dioda PIN by byla pøipojena po celou dobu trvání signálu Jestliže však diody D 92 Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura

9 pøedepneme napìtím U R vytvoøeným proudem tranzistoru T 2, bude usmìròovaè vodivý pouze v horní èásti kladné a dolní èásti záporné periody Jen v tìchto oblastech se tedy zvìtší zesílení tranzistoru v signálové cestì Výsledný efekt je naznaèen na mezifrekvenèním signálu v pravé èásti obrázku Ponìvadž v praxi zpravidla nepostaèuje korekce v jediném bodì, je nutné zapojit takových korekèních èlánkù do cesty signálu nìkolik Pokud se týèe korekce diferenciální fáze, lze použít principù, které jsme popsali v odstavci o skupinovém zpoždìní Jediný rozdíl spoèívá opìt v tom, že vhodnì uspoøádanou sítí diod uvedeme pøíslušný korektor do èinnosti v definovaném bodu pracovní charakteristiky Zapojení korektoru diferenciálních parametrù moderního televizního vysílaèe uvádíme ve skupinovém schématu na obr Toto zapojení používá jednoduchou koncepci superpozice jednotlivých dílèích signálù Na vstupu korektoru se mezifrekvenèní signál rozdìlí do dvou cest YVWXS GLRGRYi PDWLFH ƒ Ç Då Q Då Obr Mezifrekvenèní korektor diferenciální fáze a zisku V horní cestì se pouze zesílí a zpozdí tak, aby bylo vyrovnáno zpoždìní zpùsobené ve spodní cestì a pøes regulátor pøedstavovaný diodou PIN se dostává do spoleèného výstupu Signál spodní cesty vstupuje po zesílení do diodové matice, která prostøednictvím napìtí U 1 až U n definuje jednotlivé body pracovní charakteristiky a zesílení (strmost pracovní charakteristiky) v tìchto bodech Ètyøi výstupy této matice se po zesílení a regulaci diodou PIN dostávají opìt do spoleèného výstupního bodu, další dva výstupy vstupují do zpožïovacího vedení, které otoèí fázi o 90, naèež se opìt pøes regulátor dostává do výstupu Funkce tohoto obvodu je zøejmá Dolním regulátorem mùžeme v bodech definovaných diodovou maticí pøidávat k hornímu signálu další pøíspìvky dané dolní vìtví, což se projeví jako zmìna strmosti pracovní charakteristiky Prostøední vìtev pøidává v definovaných bodech signál fázovì pootoèený, takže ve výsledku nastane urèitá zmìna fáze mezifrekvenèního signálu Pro úplnost ještì dodejme, že pro stabilizaci jednotlivých korekèních bodù je diodová matice udržována na konstantní teplotì Nìkterá øešení korektorù využívají tentýž princip, avšak pøedepnutými diodami urèují pouze body, ve kterých má korekce nastat Pro každý bod je potom v budièi vytvoøena zvláštní cesta, jejímž zesílením je dána strmost v pøíslušném bodì Zdálo by se, že popsaná korekce dovoluje pouze zvyšovat strmost pracovní Ing Pavel Gregora, Ing Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura 93