Váení zákazníci, dovolujeme si Vás upozornit, e na tuto ukázku knihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To znamená, e ukázka má slouit 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, e není dovoleno tuto ukázku jakýmkoliv zpùsobem dále íøit, veøejnì èi neveøejnì napø. umisováním na datová média, na jiné internetové stránky (ani prostøednictvím odkazù) apod. redakce nakladatelství BEN technická literatura
[email protected]
6.2.1
VSTUPNÍ JEDNOTKA OBRAZU
Skupinové zapojení vstupního dílu obrazu je uvedeno na obr. 77. Úkolem této jednotky je upravit úroveò signálu na jmenovitou hodnotu, regenerovat synchronizaèní smìs a omezit pøemodulování v bílé. S HStQDFt MHGQRWND REUD]
YVWXSQt t]HQê ]HVLORYDþ
NOtþRYiQt
RPH]RYDþ EtOp
YêVWXSQt ]HVLORYDþ YêVWXS
REUD] UHJHQHUiWRUV\QFKUVP VL
YêE U iGN
Obr. 77
Skupinové zapojení vstupní jednotky obrazu
Za vstupním pøepínaèem následuje zesilovaè s øiditelným zesílením. Jeho zisk je moné regulovat buï ruènì nebo samoèinnì. V pøípadì samoèinné regulace se pøísluný regulaèní signál získává z jednotky výbìru øádkù. Je to proto, e k informaci o velikosti signálu se vyuívá 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 dùleité. V pøípadì nízké úrovnì je vysílaè málo vyuit a signál je u televizního diváka málo kontrastní. Je-li naopak signál pøíli velký, nastane buï pøemodulování nebo omezení (viz dále) a výsledkem je zkreslený signál, pøípadnì brum ve zvukovém doprovodu. Velmi dùleitou èástí jednotky je regenerátor synchronizaèní smìsi. Správná synchronizace je nutná pro dosaení kvalitního klidného obrazu u divákù. Protoe pøi dopravì signálu ze studia na vysílaè nelze vylouèit urèité zhorení kvality synchronizaèních impulsù, øeí se problém zásadnì tak, e se ve vysílaèi radìji vyrobí úplnì nová synchronizaèní smìs, která se vloí do signálu namísto pùvodní. Protoe podle normy je amplituda synchronizaèních impulsù na výstupu vysílaèe ponìkud odliná od úrovnì v základním pásmu a protoe výkonové stupnì vysílaèe zpravidla tuto úroveò ponìkud sniují, je moné v synchronizaèní jednotce podle potøeby úroveò nastavit. Dalím neménì dùleitým úkolem synchronizaèní jednotky je výroba klíèovacích impulsù. Øada dalích obvodù budièe má toti klíèované obvody, aby byla pøesnì definována stejnosmìrná sloka signálu.
86
Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
Dalím prvkem vstupní jednotky je omezovaè bílé. Úkolem tohoto zaøízení je zabránit pøemodulování vysílaèe pøi neádoucím vzrùstu úrovnì vstupního signálu (napø. pøi ruèní regulaci úrovnì). Pøi negativní modulaci, která se pouívá ve vìtinì státù, je situace taková, e èím je svìtlejí obraz, tím je mení 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 mùe pracovat buï jako klasický diodový oøezávaè, nebo jako kompresní zesilovaè. Moderní modulátory pouívají takové zapojení, ve kterém se od nadmìrného signálu odeète pøeènívající èást. Nevýhodou omezovaèe je to, e oøíznutím se ztratí èást obrazové informace a zhorí se tak gradace obrazu. Pøi konstrukci omezovaèe bílé je nutné dát pozor na jednu dùleitou okolnost. I pøi oøíznutí jasové informace musí bezpodmíneènì zùstat zachována informace o barvì. Pokud by poklesla úroveò chrominanèního signálu, vedlo by to k neádoucím efektùm na výstupu chrominanèního dekodéru. Z toho dùvodu má omezovaè vyøeen vdy obtok, který propoutí kmitoèty v okolí 4,43 MHz bez omezení do dalích obvodù. 6.2.2
FÁZOVÝ KOREKTOR (KOREKTOR SKUPINOVÉHO ZPODÌNÍ)
Jak známo, zpùsobují filtry pouívané pøi pøíjmu televizního signálu s potlaèeným dolním pásmem urèité chyby v prùbìhu skupinového zpodìní (viz èl. B-27 v knize B). Ve svém dùsledku to znamená, e jednotlivé kmitoètové sloky televizního signálu potøebují ke svému prùchodu televizním traktem rùznì dlouhý èas. Bez korektoru by to vedlo ke zkreslení nábìných a sestupných hran a k posunùm mezi jasovou a chrominanèní slokou signálu. Protoe pøísluný korektor vychází jako dosti sloitý obvod nároèný na pøesné nastavení, nebylo by úèelné realizovat jej v jednotlivých televizních pøijímaèích. Normou je proto stanoveno, e polovina této korekce se uskuteèní ve vysílaèích. Proto obsahuje popisovaný budiè korektor, který je zapojen za vstupní jednotkou. Skupinové zpodìní lze korigovat rùznými zpùsoby, vdy vak jde o to, aby pøísluná korekce nemìla pokud mono vliv na ostatní parametry signálu. V dalím uvádíme jeden z moných zpùsobù korekce, který umoòuje operativní nastavování a je tedy spíe vhodný ke korigování parametrù nedostateènì stabilního vysílaèe. Jeden èlánek korektoru je uveden na obr. 78. 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. Zvyujeme-li kmitoèet, pøejde fázorový diagram pøes rezonanèní stav (kdy jsou vechny fázory ve svislé poloze) velmi rychle do polohy oznaèené èárkovanì. Je vidìt, e fáze výstupního napìtí U3 se v okolí rezonance rychle zmìní z hodnoty j1 na hodnotu j2 . Taková zmìna fáze odpovídá vzrùstu skupinového zpodìní o urèitou hodnotu. Zmìnou odporu R2 mùeme do znaèné míry ovlivnit velikost fázového skoku a tedy i velikost zmìny skupinového zpodìní. Ladìním rezonanèního obvodu lze urèit kmitoèet, na nìm má nastat poadovaná zmìna skupinového zpodìní. Zmìnou odporu R1 v kolektorovém obvodu tranzistoru T2 lze nastavit symetrii napìtí U1 a U2 a tím i nezávislost amplitudy výstupního napìtí na kmitoètu. Je zøejmé, e ke korekci nestaèí jediný takový obvod. V praxi obsahuje korektor nìkolik (napø. 6) takových èlánkù zapojených v sérii. Ke zmínìné korekci skupinového zpodìní pøijímaèù postaèuje vak vìtinou jednoduí korektor, který obsahuje nìkolik èlánkù typu pøemostìného T a je nastaven jednou provdy. Pro informaci uvádíme na obr. 79 køivku skupinového zpodìní, jak je definována normou platnou v Èeské republice. Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
87
7
]P QDIi]H
85
8
5
85 j
]SRåG Qt
7
8
IUHNYHQFH
j
8
8
8/& 5 DPSOLWXGRYiNRUHNFH
8 8/&8 8858
DPSOLWXGRYiNRUHNFH Obr. 78
j
8/&
&
8
8
Jeden èlánek korektoru skupinového zpodìní v základním pásmu
V Q
t
J
I0+]
Obr. 79
88
Skupinové zpodìní mìøicího televizního pøijímaèe Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
V souvislosti s uvedenou korekcí je tøeba zmínit jetì jednu okolnost. Moderní analogové televizní pøijímaèe jsou vesmìs vybaveny mezifrekvenèními filtry s povrchovou akustickou vlnou (viz èl. B-27.3 v knize B). Tyto filtry vak mají v celém propustném pásmu pøiblinì konstantní skupinové zpodìní. Pro tyto pøijímaèe je tedy uvedená pøedkorekce zbyteèná a dokonce kodlivá. Experimentálnì vak bylo zjitìno, e dalí selektivní obvody pøijímaèe (napø. tuner) pøece jen charakteristiku skupinového zpodìní o nìco zhorí. Proto je zatím popsaná pøedkorekce ve vysílaèích ponechána v provozu. 6.2.3
MEZIFREKVENÈNÍ MODULÁTOR
Na tento obvod jsou v televizním vysílaèi kladeny vysoké poadavky, zejména z hlediska jeho linearity. V moderních vysílaèích bývá proto øeen jako vyváený spínaèový modulátor (viz té èl. A-7.5.2 v knize A). Principiální zapojení takového obvodu je uvedeno na obr. 80. Pokud by byl bod 1 uzemnìn, nedávalo by toto zapojení na svém výstupu (bod 2) do zátìe ádný signál.
8Q ]GURMYI VLJQiOX PRGXODþQt VLJQiO
±8Q ]GURMYI VLJQiOX
5] ]iW å
S HGS Wt
Obr. 80
Princip diodového modulátoru
Bude-li se napìtí v bodu 1 liit od nuly, bude modulátor dávat do výstupu vìtí nebo mení vysokofrekvenèní signál o kmitoètu nosné. Pøivedeme-li na vstup modulátoru obrazový signál s takovou polaritou, kdy bílému signálu bude odpovídat napìtí blízké nule a pièce synchronizaèního impulsu pøimìøená kladná nebo záporná hodnota, obdríme na výstupu vysokofrekvenèní televizní signál. Protoe vak, jak jsme u døíve uvedli, nesmí ani v bílé klesnout vysokofrekvenèní signál na nulu, je tøeba modulátoru pøivést urèité pøedpìtí, které je v naem obrázku symbolizováno baterií zapojenou do série s modulaèním signálem. V praxi se pouívá tento modulátor v zapojení se ètyømi diodami, kde jsou vyuity obì pùlvlny budícího signálu. Soumìrného zapojení se snadno dosahuje zapojením vhodného vysokofrekvenèního transformátoru. Takové zapojení modulátoru je na obr. 81, kde jsou jetì naznaèeny obvodové prvky, které slouí k pøesnému vyváení modulátoru. Závìrem lze øíci, e uvedené zapojení je vyuíváno témìø u vech televizních vysílaèù a dovoluje bez zvlátních obtíí dosáhnout linearitu lepí ne 3 %. Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
89
YIVLJQiO S HGS Wt
REUD]RYê VLJQiO
YêVWXS
Y\YiåHQt Obr. 81
Zapojení diodového modulátoru televizního budièe
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 smìování stane pásmem spodním). Podobnì jako u moderních televizorù se k této filtraci pouívají filtry s povrchovou akustickou vlnou. Protoe vak tyto prvky vykazují jistou tepelnou závislost a u profesionálních zaøízení záleí na stabilitì parametrù, bývají tyto filtry ohøívány pøídavným topením na konstantní teplotu. Souèástí modulátoru je té korektor skupinového zpodìní. Na rozdíl od filtru, který jsme popisovali v pøedcházejícím textu, zde jde o korekci chyb skupinového zpodìní zpùsobených obvody vysílaèe. Tento korektor vak musí fungovat na mezifrekvenèním kmitoètu. Zjednoduené zapojení uvádí obr. 82. Tento obvod pouívá podobný princip jako filtr v základním pásmu. Soumìrné napìtí v protifázi se zde vak získává symetrickým transformátorem. Funkci obvodu lépe pochopíme, vyuijeme-li principu reciprocity a podíváme se na obvod tak, jakoby signál procházel v obráceném smyslu zprava doleva. Oznaèení odpovídá fázorovému diagramu z obr. 78. I zde se dociluje kmitoètová nezávislost amplitudy nastavením soumìrnosti obou napìtí zde pøídavnou odporovou vìtví naznaèenou èárkovanì. Jeden èlánek korektoru skupinového zpodìní moderního budièe je naznaèen na obr. 83. Tento obvod vyuívá zásadnì diody PIN ve funkci promìnných odporù. Tak je moné vekeré parametry èlánku nastavovat elektricky z øídicí jednotky.
90
Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
8/& / 8 8
5 8
Obr. 82
85
Jeden èlánek mezifrekvenèního korektoru skupinového zpodìní
YHOLNRVW ]SRåG Qt
WOXPHQt QDUH]RQDQþQtP NPLWRþWX
VWUPRVW S LUH]RQDQþQtP NPLWRþWX
3,1 3,1
3,1
YêVWXS
WO
UH]RQDQþQt NPLWRþHW
Obr. 83
Èlánek moderního mezifrekvenèního korektoru skupinového zpodìní
Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
91
6.2.4
KOREKTOR LINEARITY
Protoe následující výkonové stupnì vysílaèe zhorují urèitým zpùsobem linearitu signálu jak po stránce amplitudové, tak i po stránce fázové, je vhodné umístit pøed smìovaè korektor, který tyto neádoucí vlivy vykompenzuje. Takové zaøízení bývá oznaèováno jako korektor linearity nebo jako korektor diferenciálních parametrù. V podstatì jde o to, e následkem køivosti pracovních charakteristik se mìní amplituda a fáze chrominanèního kmitoètu v závislosti na amplitudì jasové sloky. Je tedy nutné v korektoru vytvoøit pracovní charakteristiku, která bude inverzní k charakteristice výkonových stupòù. Jedno z moných øeení uvádíme na obr. 84. Potøebnou korekci zde dosahujeme tím, e se v závislosti na velikosti signálu zmenuje emitorový odpor tranzistoru T3 . Tím se zmenuje záporná zpìtná vazba a zvìtuje se tak zesílení stupnì. U kadého takového korektoru musíme
7
YVWXS
~URYH
7
YêVWXS
85
NGDOãtPX þOiQNX 5(
3,1
'
5
85
'
5
85
85
7 VWUPRVW
Obr. 84
Mezifrekvenèní korektor diferenciálního zisku
mít monost øídit jak velikost vlastní korekce, tak i hladinu, od ní má korekce úèinkovat. V naem pøípadì je velikost vlastní korekce (strmost) urèena velikostí odporu, který pøedstavuje dioda PIN v emitorovém obvodu. Tuto hodnotu mùeme mìnit velikostí stejnosmìrného proudu procházejícího diodou. K øízení je pouit tranzistor T1. Úroveò signálu, od které má korekce pùsobit, urèují obvody s diodami D, rezistory R a tranzistorem T 2. Vidíme, e pøes diodu PIN, kterou si mùeme pøedstavit jako odpor, je pøipojen dvoucestný usmìròovaè zatíený odpory R. Kdyby tranzistorem T2 netekl ádný proud, byla by kadá pùlperioda usmìròována pøíslunou diodou a dioda PIN by byla pøipojena po celou dobu trvání signálu. Jestlie vak diody D
92
Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
pøedepneme napìtím UR vytvoøeným proudem tranzistoru T2, bude usmìròovaè vodivý pouze v horní èásti kladné a dolní èásti záporné periody. Jen v tìchto oblastech se tedy zvìtí zesílení tranzistoru v signálové cestì. Výsledný efekt je naznaèen na mezifrekvenèním signálu v pravé èásti obrázku. Ponìvad 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 pouít principù, které jsme popsali v odstavci o skupinovém zpodìní. Jediný rozdíl spoèívá opìt v tom, e vhodnì uspoøádanou sítí diod uvedeme pøísluný korektor do èinnosti v definovaném bodu pracovní charakteristiky. Zapojení korektoru diferenciálních parametrù moderního televizního vysílaèe uvádíme ve skupinovém schématu na obr. 85. Toto zapojení pouívá jednoduchou koncepci superpozice jednotlivých dílèích signálù. Na vstupu korektoru se mezifrekvenèní signál rozdìlí do dvou cest.
3,1
YVWXS
3,1
GLRGRYi PDWLFH 8
YêVWXSDå
8Q
YêVWXSDå
Ç
YêVWXS
3,1
Obr. 85
Mezifrekvenèní korektor diferenciální fáze a zisku
V horní cestì se pouze zesílí a zpozdí tak, aby bylo vyrovnáno zpodìní 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 U1 a Un 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, dalí dva výstupy vstupují do zpoïovacího vedení, které otoèí fázi o 90°, naèe se opìt pøes regulátor dostává do výstupu. Funkce tohoto obvodu je zøejmá. Dolním regulátorem mùeme v bodech definovaných diodovou maticí pøidávat k hornímu signálu dalí pøíspìvky dané dolní vìtví, co se projeví jako zmìna strmosti pracovní charakteristiky. Prostøední vìtev pøidává v definovaných bodech signál fázovì pootoèený, take ve výsledku nastane urèitá zmìna fáze mezifrekvenèního signálu. Pro úplnost jetì dodejme, e pro stabilizaci jednotlivých korekèních bodù je diodová matice udrována na konstantní teplotì. Nìkterá øeení korektorù vyuívají tentý princip, avak pøedepnutými diodami urèují pouze body, ve kterých má korekce nastat. Pro kadý bod je potom v budièi vytvoøena zvlátní cesta, jejím zesílením je dána strmost v pøísluném bodì. Zdálo by se, e popsaná korekce dovoluje pouze zvyovat strmost pracovní Ing. Pavel Gregora, Ing. Vladimír Vít: Televizní technika BEN technická literatura
93