Ű j típusú tv kf vobulátor A televíziós vevőkészülékek középfrekvenciás foko zatainak beállításánál k e t t ő s feladatot kell megol dani. Biztosítani kell az áteresztősáv optimális be hangolása mellett a szívókörök frekvenciájának pon tosságát és csillapításának előírt m i n i m u m á t (1. ábra). Az egyszerű k f v o b u l á t o r o k k a l — melyek változó frekvenciájú, állandó amplitúdójú k f jelet szolgál tatnak a 29—42 M H z t a r t o m á n y b a n , valamint a szükséges frekvenciákon marker jelekkel rendelkez nek — az átviteli görbe áteresztő sávú szakasza jól k i a l a k í t h a t ó , a hangszívó körök frekvenciája jól be állítható, de a szomszéd k é p - h a n g szívók frekvencia beállítása m á r nem megfelelő. A szomszéd k é p - h a n g nagy (40—80 dB) csillapítása, valamint t v k f foko zat lineáris d e t e k t á l á s á n a k eredményeképpen a pon tos frekvencia környezetében az átviteli görbe bele simul a nullvonalba. T o v á b b i probléma, hogy a le szívás nagysága közvetlenül nem m é r h e t ő . A szívókörök frekvenciáinak pontos beállítását teszi lehetővé az a v o b u l á t o r megoldás, mely kor szerűségénél fogva jelenleg a legelterjedtebb. Ennek lényege, hogy a k i o l t o t t visszafutás ideje alatt be kapuzza a leszívások diszkrét frekvenciájú nívózott rf jeleit. A kapuidő a visszafutási idő kb. 10%-a. Az egyes szívókörök frekvenciáinak megjelenítése ter mészetesen nem esik egybe az átviteli görbe azonos szakaszaival (2. ábra). A rendszer h á t r á n y a , hogy annyi nívózott feszültségforrást igényel, a h á n y szívó köri frekvencia szükséges, t o v á b b á p r o b l é m á t jelent het a leszívás n a g y s á g á n a k a mérése is. E n n é l a megol dásnál á l t a l á b a n a nívózott cw jeleket az osztó meg kerülésével közvetlen a kimenetre vezetik. A leszívás mértéke ugyanis olyan nagy, hogy az „oszlopok" csak ez esetben jeleníthetők meg. Ugyanakkor az osztó segítségével biztosítható, hogy az egyidejűleg jelenlévő szélessávú v o b u l á l t jel ne vezérelje túl az erősítőt. Ennek természetes k ö v e t k e z m é n y e az, hogy a leszívás értékének meghatározása nehézkessé vá lik, illetve egyes esetekben lehetetlen. Az a m ű s z a k i követelmény, amit a 2. á b r a szerinti feladatot megvalósító műszerrel szemben t á m a s z t u n k , h á r o m fix frekvenciájú, valamint vobulált jel egy idejű nívózása még k ö n n y e n megoldható feladatot jelent. A hazai viszonyok, a sok különböző t v n o r m á ra t ö r t é n ő g y á r t á s szükségszerűsége, az ezekre tör Híradástechnika
XXXII.
évfolyam
1981.
10.
szám
FROEMEL KÁROLY POLGÁR E N D R E ORION ténő napi átállás azonban lényegesen t ö b b cw jelet kíván meg. Ezen rendszerben t ö r t é n ő biztosítása el vileg lehetséges ugyan, de gyakorlati megvalósítha tósága nem m e g n y u g t a t ó . Figyelembe véve a D , G, D —G, M norma követelményeit, az átviteli görbe behangolásához legkevesebb 11 különböző markerjel szükséges, melyek közül 9-re, mint nívózott cw jelre is szükség volna szívókörök hangolásához. (Lásd az 1. t á b l á z a t o t , mely nem t ü n t e t i fel a színsegédvivő frekvenciákat, valamint a vevőkészülék típustól füg gő sávszélesség frekvenciákat sem!) A m ű s z e r g y á r t ó cégek a fentiek m i a t t ezért olyan k f v o b u l á t o r o k a t g y á r t a n a k csak, melyek egy, nagyon r i t k á n k é t norma követelményeit elégítik k i . A probléma megoldását jelenti az O R I O N R. V . V.-nál megvalósított t v kf vobulátor, mely szolgálati szabadalom.
!B 21Í-11 1. ábra. Tv kf fokozat átviteli görbéje kioltott visszafutással = saját hang, f = saját kép, i ti = szomszéd hang, fszit = szomszéd kép) (ÍA
fc
sz
fszkfh
fk fszh B?11-?'
2. ábra. Szívókörök megjelenítése cw jellel
387
Ennek felhasználásával: 1. a szívókörök csillapításának pontos mérése válik egylépésben lehetővé, úgy, hogy k é t független nagyfrekvenciás csillapító alkalmazásával v á l takozva kapcsoljuk a kimenetre a szívókörök beállítására szolgáló jeleket, valamint a széles sávú v o b u l á l t jelet. 2. A szívókörök pontos frekvenciára h a n g o l á s á t ú g y tesszük lehetővé, hogy a k i o l t o t t idősza kaszban bekapuzzuk a vobulátor jelét a markerrel jelölt szívóköri frekvencia környezetében, mégpedig 10— 100-szorosan c s ö k k e n t e t t löket tel. Ez h á r o m előnnyel j á r : elsősorban csak egy feszültségforrás szintjét kell nívózni. Másod sorban tetszőleges frekvenciát lehet beállítani a kapu i d ő t a r t a m a alatt, melynek értéke a belső markerjellel ellenőrizhető, n o r m a v á l t á s esetén rövid idő alatt a műszer á t p r o g r a m o z h a t ó . Ugyanakkor a kis löket ugyanolyan pontos be állítást tesz lehetővé, mint a cw jel, figyelembe véve a nagy jóságú szelektív körök berezgési viszonyait. Harmadszor pedig a szívókörök kis részlete is l á t h a t ó v á válik, ami O —C vevők h a n g p a d j á n a k hangolásánál előnyös. A 3. á b r a mutatja a k é t különböző megoldású vobulátor erősen egyszerűsített elvét. A z a. á b r a a h a g y o m á n y o s megoldás egy lehetséges v á l t o z a t á t mutatja, míg a b. á b r a az á l t a l u n k alkalmazott elvet szemlélteti. (A 3.a. elrendezés m á s v á l t o z a t b a n is elképzelhető, p l . ha a közös fokozatban valósul meg a szintszabályozás, de ez egyéb p r o b l é m á k k a l j á r , melyekre i t t nem t é r ü n k k i . ) A k ö v e t k e z ő k b e n az O R I O N R. V . V . által meg valósított T M 35 A t í p u s ú v o b u l á t o r t ismertetjük. Műszaki
adatok
F r e k v e n c i a s á v : 29—42 M H z K i m e n ő i m p e d a n c i a : 50 ohm Állóhullámarány a kimeneten: max. 1,5:1 K i m e n ő feszültség: V ± 10% A m p l i t ú d ó linearitás: jobb mint + 0 , 3 d B Kimeneti csillapítók: 0—79 dB, 1 dB-es lépésekben beállíthatók e ( f
Kimeneti csillapítók p o n t o s s á g a :
A nagyfrekvenciás j e l közepes frekvenciája a kapu impulzusok alatt: folyamatosan á l l í t h a t ó . A nagyfrekvenciás jel frekvencialökete a kapu impulzusok alatt: max. 200 k H z folyamatosan szabályozható. Vízszintes eltérítő feszültség az oszcilloszkóp részére: 50 H z h á r o m s z ö g A vízszintes eltérítő feszültség a m p l i t ú d ó j a : 20 + 1V Frekvenciamarkerek: max. 2 x 8 db, tetszőleges nor m á k n a k megfelelő frekvenciamarkerek, e g y e n k é n t , valamint 8-as csoportban egyszerre k i - és bekap csolható. Markerfrekvenciák: kívánság szerint, a b e é p í t e t t markerek frekvenciái a műszer előlapjáról leolvas hatók. Frekvenciamarkerek formája: interferenciás. Frekvenciamarkerek a m p l i t ú d ó j a : nagyobb, m i n t 2 V , folyamatosan szabályozható. Marker összeadó: a demodulált jel és a markerjelek összegezésére. Az összeadó soros ellenállása 47kohm. AGG feszültség: földfüggetlen egyenfeszültség t v középfrekvenciás erősítők munkapontjainak be állítására, 3—6 V k ö z ö t t folyamatosan á l l í t h a t ó . Hálózati feszültség: 220 V +10%, - 1 5 % , 50 H z Működési hőmérséklet t a r t o m á n y : +10—1-45 °C Méretek: 495x210X440 m m ( „ D " rack) Súly: k b . 161,9 N (16,5 kp). SS
s s
Vobulált gen. nivózott
CW.gen. nivózott 1.
Üzemmódok:
Normál: visszafutás kioltva K a p u z o t t : 50 H z vagy 25 Hz k a p u z ó á r a m k ö r ö k k e l , a kapuimpulzusok ideje alatt c s ö k k e n t e t t frekvencialöketű nagyfrekvenciás jellel. A nagyfrekven ciás j e l a m p l i t ú d ó j a a nagylöketű jeltől függetle nül beállítható. A kapuimpulzusok s z á m a : 4 db A kapuimpulzusok i d ő t a r t a m a : k b . 0,8 msec
388
Idökapcs.
"TT 1 4_L4.
|
o r f . kimenet
_ Marker _
előállí
o marker ki
tó CW gen. nivózott 2
CW. gen. nivózott n
10 dB alatti csillapítótagoknál: max. ± 0 , 2 5 dB 10 és 20 dB csillapítótagoknál: max. ± 0 , 7 5 dB az osztó halmozott h i b á j a : max. ± 1 , 5 dB F r e k v e n c i a m o d u l á c i ó : 50 H z háromszög, a h á l ó z a t frekvenciájához szinkronizálva Frekvencia linearitás: max. 1,2:1,1 MHz-es frekven ciaraszternél
Hiteles osztó
B211-3a
löket s e b e s s é g Vobulált ! gen. j nivózott
kioltás H
Idokapcs. Hiteles , csillapító I
Marker oszcillátor 1 Marker Marker oszcillátor 2
Hiteles, csillapító II
«rf. kimenet'
előállító •-o marker ki
Marker oszcillátor B 211-3b
3. ábra a, b. Vobulátorok elvi különbözőségének szemléltetése Híradástechnika
XXXII.
évfolyam
1981. 10.
szám
Felépítés és elvi működés
Az Ü Z E M M Ó D kapcsoló N O R M Á L állásában a vezérlő á r a m k ö r a következő feladatokat látja e l :
A vobulátor elvi m ű k ö d é s é t a 4. á b r á n l á t h a t ó blokkséma mutatja. A vobulált nagyfrekvenciás jelet a feszültséggel hangolt oszcillátor egység állítja elő. Az oszcillátor jele egyrészt a nagyfrekvenciás erősítőt, másrészt a diszkriminátor á r a m k ö r t vezérli. A diszkriminátor á r a m k ö r kimenete az oszcillátor frekvenciájával a r á n y o s feszültséget szolgáltat. E z t a feszültséget az oszcillátor hangoló feszültségével hasonlítja össze és a különbségi jelet felerősíti az összeadó és erősítő á r a m k ö r . A felerősített k ü l ö n b ségi jel változtatja az oszcillátor frekvenciáját, linearizálva annak hangolási k a r a k t e r i s z t i k á j á t .
a j A kapcsoló meghajtó áramkörön keresztül a vezérelt kapcsolókat olyan állapotba kapcsolja, hogy a nagyfrekvenciás jel a N O R M Á L csilla pítón keresztül jusson a nagyfrekvenciás kime netre. b) A kioltó á r a m k ö r n e k olyan vezérlő jelet ad, hogy a nagyfrekvenciás erősítő a visszafutás ide je alatt lezárjon. c) A k ö v e t ő - t a r t ó á r a m k ö r t „ k ö v e t ő " állapotban tartja. í g y a frekvenciamodulációt végző h á r o m szög feszültség egyrészt a követő-tartó á r a m k ö rön keresztül, másrészt a Aí potenciométeren á t kerül az összeadó és erősítő á r a m k ö r r e . Az oszcillátor frekvencialöketét t e h á t e k é t jel összege adja. Az oszcillátor közepes frekvenciá j á t az összeadó és erősítő á r a m k ö r r e adott U egyenfeszültség h a t á r o z z a meg.
A nagyfrekvenciás erősítő az oszcillátor jelét a szükséges kimeneti szintre erősíti fel. Az erősítő k i menetén a szintet egy irányérzékeny demodulátor egyenirányítja. A z e g y e n i r á n y í t o t t feszültséget az ALG erősítő egy referencia szinttel hasonlítja össze és a különbségi jelet felerősítve vezérli a nagyfrekven ciás erősítő erősítését. í g y az erősítő k i m e n e t é n az oszcillátor szintingadozásaitól és a terhelés változá saitól függetlenül állandó amplitúdójú nagyfrekven ciás jelet kapunk.
0
Az Ü Z E M M Ó D kapcsoló K A P U Z O T T állásában a vezérlő á r a m k ö r a következőképpen m ű k ö d i k : a j 50 Hz-es vezérlőáramkör esetén: a.a) A frekvenciamodulációt létrehozó h á r o m szögfeszültség növekvő szakaszában (,,odafutás") a vezérlő á r a m k ö r a N O R M Á L állásnak megfelelő állapotban van, így a kimeneten levő nagyfrekvenciás feszültség is annak megfelelő.
A nagyfrekvenciás erősítőről a jel a k é t vezérelt kapcsoló állapotától függően a N O R M Á L vagy K A P U Z O T T csillapítón keresztül j u t a kimeneti nagy frekvenciás csatlakozóra. Az oszcillátor frekvenciamodulációját megvalósító háromszög feszültséget a hálózati feszültségből egy négyszögesítő és egy integráló á r a m k ö r állítja elő. A háromszögfeszültség egyrészt a V Í Z S Z I N T E S E L T E R Í T É S csatlakozóra, másrészt az oszcillátor han goló feszültségét előállító á r a m k ö r b e j u t .
a.b) A háromszögfeszültség csökkenő szaka szában („visszafutás") a vezérlő á r a m k ö r a vezérelt kapcsolókat a kapcsoló meg hajtó á r a m k ö r ö n keresztül olyan állapot ba kapcsolja, hogy a nagyfrekvenciás jel a K A P U Z O T T csillapítón keresztül kerül jön a kimeneti csatlakozóra.
A vobulátor működési m ó d j á t a vezérlő á r a m kör szabja meg.
Csíll
/
NOR/MÁL
r
Vezérelt
Irány érzé keny demod.
Vezéreli kapó;
kapcs
erösi to
ALC erösito EMMOD(nor mai-kapuzott) Vezérlő
Kapcs meqh ak
aramkor
Kioltó aramkor
Követo -tartó ak. i
ntegra - 1 .'
VIZSZ.EU.K1
r
Összeadó és . erösito erasitc
(QJMARKER KI
$F1 n
4. ábra. A vobulátor blokksémája Híradástechnika
XXXII.
évfolyam
1981. 10.
szám
389
a.c) A kioltó á r a m k ö r és a k ö v e t ő - t a r t ó á r a m k ö r mindaddig a N O R M Á L állásnak meg felelő á l l a p o t b á n van, amíg a vezérlő á r a m körbe vezetett háromszögfeszültség amp litúdója el nem éri az f l (f2, f3, f4) poten ciométerekkel beállított szintet. E k k o r a vezérlő áramkör egy kapuimpulzust (kapuimpulzusokat) szolgáltat.
m ó d b a n . P é l d á n k a t a leggyakoribb alkalmazási t e r ü let, az erősítők és passzív hálózatok frekvencia-ampli t ú d ó karakterisztikájának mérése és beállítása szol gáltatja (7. ábra).
a.d) A kapuimpulzusok idejére a kioltó á r a m k ö r k i n y i t j a a nagyfrekvenciás erősítőt. a.e) A kapuimpulzusok ideje alatt a k ö v e t ő t a r t ó á r a m k ö r lezár. E z á l t a l ' a z összeadó és erősítő á r a m k ö r b e csak a Al potenciom é t e r e n á t j u t a háromszögfeszültség. Az oszcillátor frekvencialökete így a kapu impulzusok ideje alatt kisebb lesz.
A T M 35 A vobulátor Ü Z E M M Ó D kapcsolóját N O R M Á L állásba kapcsoljuk. A nagyfrekvenciás feszültség a m p l i t ú d ó j á t a mérendőnek megfelelően a felső (NORMÁL) csillapítótagok megfelelő értékei nek bekapcsolásával beállítjuk. A K 9 M A R K E R kapcsolót első vagy második nyol cas csoport állásba állítjuk és a K 1 . . . K 8 kapcsolók kal a méréshez szükséges m a r k e r f r e k v e n c i á k a t be kapcsoljuk. A frekvenciamarkerek optimális nagy ságát a M A R K E R A M P L I T Ú D Ó potenciométerrel az oszcilloszkóp ernyőjén beállítjuk.
b) 25 Hz-es vezérlő á r a m k ö r esetén lényegében a fenti folyamatok j á t s z ó d n a k le azzal a különb séggel, hogy a kapuimpulzusok a háromszög feszültség minden m á s o d i k felfutó s z a k a s z á b a n jelennek meg, míg minden egyes lefutó szakasz alatt a nagyfrekvenciás erősítőt a kioltó á r a m k ö r lezárja. Ugyanakkor a nagyfrekvenciás csillapítók átkapcsolása 25 Hz-es periodicitás sal t ö r t é n i k . Az 5. á b r á n a szemléletesség k e d v é é r t összefoglal t u k a különböző ü z e m m ó d o k b a n létrejövő jeleket. A frekvenciamarkerek előállítására a vobulált nagyfrekvenciás feszültséget kristályoszcillátorok je lével keverjük. A létrejövő különbségi jeleket a marker erősítő összeadja, formálja és erősíti. A mar ker erősítő k i m e n e t é n kapott interferenciás markerjeleket egy k o n d e n z á t o r b ó l és egy ellenállásból álló összeadó hálózat a demodulált átviteli görbére ülteti rá. A v o b u l á t o r á r a m k ö r e i t a tápegység látja el stabi lizált egyenfeszültségekkel. Végezetül t e k i n t s ü k á t a vobulátor a l k a l m a z á s á t a lehetséges kétféle — n o r m á l és kapuzott — üzem
kapuzott / 5 0 H z /
normál
J
Mérés normál üzemmódban
A mérendő átviteli görbéjét az oszcilloszkóp er nyőjén figyelhetjük meg. Az oszcilloszkóp ernyőjén leolvasható amplitúdó t a r t o m á n y lineáris detektor esetén k b . 2 0 - 3 0 dB.
Mérés kapuzott üzemmódban Ez az ü z e m m ó d speciálisan a t v v e v ő k középfrek venciás fokozataiban levő szívókörök beállítására és a leszívás n a g y s á g á n a k mérésére készült, de minden m á s olyan esetben is előnyösen a l k a l m a z h a t ó , ahol az átviteli s á v b a n nagy amplitúdó különbségek, illet ve olyan gyors amplitúdó változások' fordulnak elő, amelyek ábrázolása egyébként logaritmikus ka rakterisztikájú detektort, vagy lassú l e t a p o g a t á s t igé nyelnek. A K A P U Z O T T ü z e m m ó d a l k a l m a z á s á t egy t v vevő középfrekvenciás erősítőjének mérésével kapcsolatosan mutatjuk be. A méréshez szükséges frekvenciamarkereket előző pont szerint beállítjuk.
az
kapuzott / 25 Hz /
1J
1
vezérlő
négyszögjel
vízszintes feszültség
elterítő
m o d u l á l ó jel a k ö v e t ő tartó á.k. b e m e n e t é n moduláló jel a
Af
potencióméteren kapuimpulzus m o d u l á l ó jel a k ö v e t ő t a r t ó á.k. k i m e n e t é n
kimenő
nagyfrekvenciás jel
5. ábra. Jelalakok a különböző üzemmódokban
390
Híradástechnika
XXXII.
évfolyam
1981. 10.
szám
•f
[B 211-6]
6. ábra. Mérési görbe az oszcilloszkópon K A P U Z O T T üzem módban (kapuimpulzus ideje a rajzon torzítva)
Oszcilloszkóp -«Y X o_
TM35A
Marker ki Vizsz.elt' ki
a) A kapuimpulzusok ideje alatt a nagyfrekven ciás szint az összes kapuimpulzusnál csak egy idejűleg v á l t o z t a t h a t ó . b) K é t kapuimpulzus közötti frekvenciatávolság 1,2 MHz-nél kisebbre nem állítható be.
be-'V^fef^
Demod
/A
rf.ki'"
/
'
; \
\
1
_. Merendő
i 'B
?
7. ábra. Vobulátor alkalmazása
Az Ü Z E M M Ó D kapcsolót K A P U Z O T T állásba kapcsoljuk. A nagyfrekvenciás feszültség a m p l i t ú d ó j á t a felső ( N O R M Á L ) csillapítóval úgy állítjuk be, hogy az átviteli görbe az oszcilloszkóp ernyőjén a mérés hez megfelelő nagyságú legyen. A Aí potenciométert max. állásba állítjuk. Az f l , f2, f3, f4 potencio méterek valamelyikével egy kapuimpulzust a beállí tani k í v á n t leszívás frekvenciájára állítjuk a meg felelő frekvenciamarker segítségével. (Az f l , és f2 impulzusok a sávközépnél alacsonyabb, az f3 és f4 i m pulzusok a sávközépnél magasabb frekvenciákra
Híradástechnika
XXXII.
évfolyam
állíthatók be.) E z u t á n a szívókört a beállított frek venciára hangoljuk. Az oszcilloszkópon a kapuim pulzus ideje alatt ekkor a szívókör környezetének átviteli görbéje jelenik meg. H a a szívókör átviteli görbéje t ú l keskeny, a Aí potenciométerrel a kapu impulzus ideje alatt frekvencialöketet a megfelelő m é r t é k b e n csökkenteni kell. A nagyfrekvenciás fe szültség a m p l i t ú d ó j á t a kapuimpulzus ideje alatt az alsó ( K A P U Z O T T ) csillapítóval állítjuk be. Amenynyiben a kapuimpulzus alatti jel a m p l i t ú d ó j á t ú g y állítjuk be, hogy a kapujel a l a t t i görbe minimuma és a normál átviteli görbe maximuma az oszcillosz k ó p ernyőjén.azonos amplitúdójú legyen (6. á b r a ) a K A P U Z O T T és a N O R M Á L csillapító beállított ér tékei közötti különbség megfelel a leszívás dB-ben kifejezett nagyságával. A kapuzott ü z e m m ó d b a n t ö r t é n ő méréshez egy idejűleg mind a négy kapuimpulzus is igénybe vehető a következők figyelembe vételével:
1981. 10.
szám
A méréshez fel nem használt kapuimpulzusokat az f l és f2 potenciométerek bal oldali végállásba, illetve az f3 és f4 potenciométerek jobb oldali végállás ba t ö r t é n ő állításával az üzemi frekvenciasávból „toljuk k i " , hogy a mérést ne zavarja. A K A P U Z O T T üzemmód használatánál ügyeljünk arra, hogy a v o b u l á t o r 50 Hz-es és 25 Hz-es k a p u z ó áramkörrel is készül. Míg az 50 Hz-es k a p u z ó á r a m körnél a kapuimpulzusok a visszafutás ideje alatt j ö n n e k létre, a 25 Hz-es kapuzó á r a m k ö r n é l a n o r m á l jel és a kapuimpulzusok 25 Hz-es periodicitással váltják egymást. (A visszafutás mindenkor kioltva). A 25 Hz-es k a p u á r a m k ö r alkalmazása akkor i n dokolt, ha a jel t o v á b b i feldolgozásához szintfogással rendelkező egységeket h a s z n á l u n k fel. Ebben az esetben nagyobb utánvilágítással rendelkező oszcil loszkópot kell a méréshez alkalmazni.
391
