Progettazione circuitale degli amplificatori di uscita. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Nei modelli di TV a colori di ogni generazione, i circuiti sono cambiati in modo abbastanza significativo. Queste modifiche hanno interessato anche gli amplificatori video di uscita, descritti nel materiale pubblicato. L'autore fornisce informazioni interessanti sui parametri degli elementi del percorso video, che include gli amplificatori video, spiega perché è necessario espandere la sua larghezza di banda molto più del valore standard di 6,25 MHz e fornisce consigli per migliorare i vecchi amplificatori video televisori.

L'amplificatore video in uscita (VA), che collega il processore video (VP) al tubo catodico, è una parte necessaria e importante di ogni televisore. Sfortunatamente, i problemi relativi alla sua costruzione e al suo calcolo sono stati poco considerati nella letteratura nazionale. Può essere considerato l'unico libro che contiene una descrizione dettagliata di tutti i problemi [1]. Questa lacuna è parzialmente colmata dalle informazioni presentate nei libri di consultazione della serie "Repair" prodotti dalla società Solon.

Le VU hanno requisiti elevati: devono fornire un elevato coefficiente di trasmissione CP in una gamma di frequenze molto ampia con una distorsione minima del segnale. Non ci sono condensatori di transizione nel circuito del cinescopio VP-VU ed è un amplificatore CC a banda larga con uscite ad alta tensione collegate agli elettrodi del cinescopio. Tali amplificatori sono caratterizzati da una forte dipendenza dei loro elementi costitutivi l'uno dall'altro. Per questo motivo, quando si considerano possibili schemi VU, è necessario tenere conto sia delle caratteristiche progettuali della VU sia dei parametri dei segnali da loro generati, nonché delle caratteristiche del cinescopio. Cominciamo con l'anello di uscita di questa catena: il cinescopio.

Qualsiasi cinescopio, come è noto, dispone di due tipi di ingressi ai quali è possibile applicare un segnale modulante: un catodo e una griglia (modulatore) per un cinescopio in bianco e nero, catodi e griglie (modulatori) per uno a colori.

Nei televisori domestici in bianco e nero, il segnale video va quasi sempre al catodo del cinescopio e il modulatore è collegato a un filo comune oppure gli vengono forniti impulsi di smorzamento del raggio durante la scansione inversa. Fornire un segnale video al modulatore veniva praticato solo nei primi modelli di TV. Il vantaggio di questo metodo era la possibilità di ridurre la portata della tensione modulante. Tuttavia, ciò richiedeva un segnale di polarità positiva, che non era coerente con l'uso successivamente stabilito di segnali di polarità negativa (impulsi di sincronizzazione verso il basso) nel percorso del colore.

La VU di tali televisori, di regola, è monostadio e, prima dell'avvento dei transistor, era assemblata su una lampada 6P9, 6P15P o sulla parte pentodo di una lampada 6F4P e sui loro analoghi. Una VU di questo tipo è relativamente semplice. Le parti utilizzate in esso impostano la modalità operativa delle lampade, costituivano i circuiti OOS e di correzione della risposta in frequenza. Il circuito OOS ha migliorato la linearità delle caratteristiche di ampiezza del dispositivo, garantendo un aumento del numero di gradazioni di luminosità distinguibili allo standard di otto livelli della scala di grigi della tabella di prova. I circuiti di correzione della risposta in frequenza, che inizialmente includevano un numero relativamente elevato di bobine, mantenevano un coefficiente di trasmissione CP costante nella banda di frequenza del segnale video, creando le condizioni per ottenere un'immagine di buona qualità. La larghezza di banda di un tale dispositivo raggiunge solitamente 5...5,5 MHz.

Gli amplificatori a due stadi venivano usati raramente e per compensare un guadagno insufficiente nel percorso (ad esempio, nella TV Znamya) o per aumentare la stabilità della scansione interlacciata (Rubin-110). I moderni televisori in bianco e nero hanno solo VU a transistor; non contengono bobine nei circuiti di correzione della risposta in frequenza.

Una caratteristica dei cinescopi a colori con tre proiettori elettro-ottici (EOP) può essere considerata la non identità dell'intensificatore d'immagine, che si manifesta nella differenza nelle loro caratteristiche di modulazione e luminosità.

La caratteristica di modulazione del tubo intensificatore di immagine è la dipendenza della corrente del fascio IL dalla tensione di modulazione UM, determinata dalla funzione di potenza: IL=f(UMg) dove g è il coefficiente di non linearità della caratteristica di modulazione. Il valore abituale di g per i catodi dei tubi catodici a colori di qualsiasi azienda è 2,8 e leggermente superiore per i modulatori.

La natura parabolica della caratteristica di modulazione porta al fatto che sullo schermo diminuisce la differenza tra i livelli di luminosità dei dettagli dell'immagine scarsamente illuminati e migliora il riconoscimento dei dettagli la cui luminosità è vicina al livello del bianco nel segnale video. Secondo [2], i dettagli più importanti, di regola, si trovano nell'area di massima illuminazione e la migliore qualità dell'immagine si osserva a gGEN=1,2, dove gGEN è la non linearità del percorso end-to-end (dal tubo trasmittente a quello ricevente). Poiché la non linearità specificata della caratteristica di modulazione è una proprietà del cinescopio, gli standard televisivi a colori prevedono l'uso di misure sul lato trasmittente per ridurre il valore gOTR al livello sopra indicato.

Le caratteristiche di modulazione del tubo intensificatore d'immagine dello stesso cinescopio non solo hanno coefficienti g diversi, ma iniziano anche a diverse tensioni di chiusura (estinzione) del raggio. Per i cinescopi indicati, la diffusione delle tensioni di smorzamento del fascio era consentita fino a ±15 V. Tutto ciò ha portato al fatto che quando la luminosità dell'immagine cambia, i campi bianchi acquisiscono un colore di un colore o di un altro.

La caratteristica di luminosità dell'intensificatore d'immagine riflette le proprietà del cinescopio come convertitore segnale-luce ed è espressa dal rapporto: L=lIL, dove L è la luminosità del fosforo; l è l'efficienza del fosforo (intensità della luminescenza quando esposto al fascio dell'intensificatore di immagine). La stabilità del parametro l nei vecchi tipi di cinescopi domestici è bassa, per cui con il passare del tempo i campi bianchi dell'immagine si sono colorati.

La non identità e l'instabilità dei parametri g e l del tubo intensificatore di immagine richiedono una regolazione periodica del bilanciamento del bianco. Raggiungere il bilanciamento del bianco significa compensare i cambiamenti nell'efficienza dei fosfori e la differenza nelle caratteristiche di modulazione dell'intensificatore d'immagine. Il bilanciamento del bianco deve essere mantenuto per tutto l'intervallo di regolazione della luminosità se è impostato su due punti: al livello di luminosità minimo (bilanciamento del bianco a livello del nero - WBL) e alla luminosità ottimale (bilanciamento del bianco a livello del bianco - WBL). L'UBC si ottiene combinando i punti di partenza delle caratteristiche di modulazione di tutti e tre i tubi intensificatori di immagine, il che porta alla soppressione simultanea di tutti i raggi. Successivamente, il BBB viene installato dando la stessa pendenza alle caratteristiche di modulazione di tutti e tre i tubi intensificatori d'immagine (più precisamente, dando la stessa pendenza ai prodotti delle caratteristiche di ampiezza di VP e VU per la caratteristica di modulazione dell'immagine tubo intensificatore e la caratteristica di luminosità del fosforo). BBCH e BBB nei televisori di diversi modelli sono regolati in modo diverso, a seconda del design di VP e VU.

La modulazione dei raggi di un cinescopio a colori viene fornita in diversi modi, a seconda di dove avviene la formazione dei segnali di colore R, G e B: nel cinescopio, VU o VP.

La formazione dei segnali R, G, B in un cinescopio è stata utilizzata nei primi televisori a colori domestici (Record-102, Rubin-401, Raduga-701 e poi in tutte le modifiche di ULPTST).Come mostrato nello schema a blocchi mostrato in Fig. 1, il segnale di luminosità Y veniva fornito ai catodi del cinescopio collegati insieme e il segnale di differenza di colore RY, GY, BY veniva fornito ai modulatori. L'esposizione simultanea ai segnali di luminosità e di differenza di colore portava alla formazione di un raggio come modulato a colori, ad esempio: Y+(RY)=R.

L'utilizzo di questo metodo di modulazione ha richiesto l'utilizzo di quattro VU, cosa che si è rivelata complessa sia strutturalmente che operativamente. Per ottenere la gamma richiesta di segnali di uscita mantenendo il rapporto di tensione richiesto sui catodi e sui modulatori del cinescopio, è stato necessario alimentare la VU con una tensione di 370 V. Regolazione di UBC e BBB dovuta alla presenza di 12 regolazioni punti interconnessi tramite corrente continua nei televisori ULPTST è una procedura ad alta intensità di manodopera, eseguita ciclicamente più volte. Secondo [3], le distorsioni nel canale di luminosità dei televisori ULPCT create dal rilevatore video, dal percorso di luminosità e dall'unità di controllo raggiungono il 12%.

La non linearità nel percorso del colore è ancora maggiore. È creato da demodulatori (25% ciascuno), amplificatori di segnale di differenza di colore (10% ciascuno) e una VU (15% ciascuno). In generale, la non linearità totale del canale di luminosità, del percorso di crominanza e del VA nei televisori ULPTST può essere pari al 50%. Le ragioni principali di ciò sono il metodo infruttuoso di generazione dei segnali R, G, B, l'imperfezione dei demodulatori di crominanza, della VU e della matrice del segnale verde, in cui anche la componente costante è stata parzialmente persa.

I valori elencati potrebbero sorprendere il lettore abituato al fatto che nell'ingegneria audio la non linearità consentita viene misurata in frazioni percentuali. Il punto è che la non linearità viene percepita in modo diverso dall'udito e dalla vista umana. La distorsione dell'immagine si manifesta con una diminuzione del numero di gradazioni riprodotte di luminosità e saturazione del colore, una riduzione della tavolozza dei colori, la colorazione dei campi bianchi, una diminuzione della chiarezza orizzontale e verticale e un deterioramento della nitidezza dei confini dei dettagli . Tutti questi tipi di distorsioni sono causati da una serie di ragioni, descritte in dettaglio in [2], le principali delle quali sono la non linearità della caratteristica di ampiezza e la risposta in frequenza di VP e VU. Inoltre, possono essere causati dal proprietario del televisore che imposta in modo errato la luminosità, il contrasto e la saturazione dell'immagine quando il bilanciamento del bianco è disattivato.

A causa della grande non linearità dei percorsi dei televisori ULPCT, la correzione gamma sopra menzionata nei centri televisivi non ha potuto migliorare significativamente le caratteristiche dell'immagine. Un miglioramento si è verificato solo con l'avvento dei televisori di terza generazione, quando i circuiti di tutti i componenti sono cambiati in modo significativo.

Nei televisori rilasciati successivamente all'ULPTST, i segnali R, G, B venivano generati sia nella VU, come mostrato nello schema a blocchi di Fig. 2, oppure nel VP (secondo lo schema di Fig. 3). In ognuno di questi casi, i segnali ricevuti arrivano ai catodi del cinescopio, i cui modulatori sono collegati a un filo comune.

La formazione dei segnali R, G, B in un'unità di controllo viene utilizzata abbastanza raramente. Un esempio di tale VU può essere utilizzato nella TV SHIVAKI-STV202/208 [4].

Il diagramma schematico della VU è mostrato in Fig. 4. Il videoprocessore DA1, dopo aver generato i segnali di crominanza C e luminosità Y, trasmette il primo ai rilevatori SECAM del chip DA2 e il secondo agli emettitori dei transistor VU. Come risultato dell'elaborazione del segnale C nel chip DA2, si ottengono i segnali di differenza di colore RY, GY, BY, forniti alle basi dei transistor della corrispondente VU. L'aggiunta di segnali nei transistor porta alla formazione dei segnali di colore R, G e B sui loro collettori.

Ogni VU utilizza un moderno transistor a banda larga ad alta tensione 2SC2271D, che fornisce una buona risposta in frequenza con i circuiti di correzione più semplici: C2R5 nella VU (RY) e i loro analoghi in altri. La VU è una cascata con carico resistivo, assemblata secondo un circuito con un OE. Le caratteristiche operative di tale cascata sono descritte in [1], dove vengono fornite anche le formule per il calcolo dei valori dei resistori e dei condensatori in essa contenuti. I controlli per la regolazione dell'UCU sono i resistori di impostazione del livello del nero, disponibili in tutte e tre le VU. Il BBB è installato con resistori che modificano l'oscillazione del segnale nella VU (GY) e nella VU (BY). Il regolatore dell'oscillazione del segnale non è previsto nella VU(RY).

La formazione dei segnali R, G, B è ampiamente utilizzata nei processori video (VP). Tali VP possono essere divisi in tre gruppi in base al metodo utilizzato per regolare il bilanciamento del bianco: manuale, automatico, microcontrollore. Il design del circuito della VU per il VP di ciascun gruppo è diverso.

Consideriamo innanzitutto la VU per il VP con regolazione manuale del bilanciamento del bianco. Cominciamo con UPIMCT TV. Sulla scheda BOS di questo dispositivo sono installati tre moduli M2-4-1, ciascuno dei quali funge da VU di uno dei colori primari, assemblati secondo un circuito con carico resistivo. Ogni VU contiene cinque transistor. La progettazione e il funzionamento del modulo sono descritti in [3]. I dettagli relativi alla regolazione del bilanciamento del bianco si trovano sulla scheda BOS. Rispetto ai televisori ULPCT, la regolazione in UPIMTST è diventata più semplice: ha solo sei punti di regolazione (questo è tipico anche per altri dispositivi del gruppo in esame).

Allo stesso tempo, la progettazione della VU di questi televisori si è rivelata molto complessa: contengono più di 100 parti, ovvero il doppio dell'ULPTST e molto di più che in qualsiasi VU considerata di seguito. La non linearità dei demodulatori nel percorso della crominanza è rimasta al livello dell'ULDC e negli amplificatori i segnali di differenza di colore sono aumentati al 14%. Le distorsioni nel dispositivo host e nel percorso della luminosità sono diminuite all'8%. La non linearità totale è scesa al 42%.

In [1] è stata proposta una versione leggermente più complessa dell'unità di controllo per UPIMCT su sette transistor. La sua principale differenza rispetto al modulo M2-4-1 è la costruzione dello stadio di uscita secondo un circuito con carico attivo. La cascata è assemblata su due transistor KT940A, il primo dei quali è un amplificatore di classe AB, e il secondo è un amplificatore a flusso di corrente di emettitore disponibile in [1] e in [5].

I vantaggi di una VU con carico attivo rispetto a una VU con carico resistivo includono il dimezzamento (da 4 a 2 W) del consumo energetico e delle distorsioni non lineari, nonché la possibilità di aumentare la potenza nominale dei resistori nei circuiti del collettore. Poiché il segnale di uscita viene prelevato dall'emettitore, la costruzione dei circuiti di correzione della risposta in frequenza risulta semplificata.

Nella fig. La Figura 5 mostra un diagramma schematico dell'AC utilizzato nel televisore 3USTST con il modulo a colori MC-2. È un amplificatore con un carico attivo. Il resistore R3 viene utilizzato per trasmettere la tensione OOS al preamplificatore di segnale (nel nostro caso, il canale R), situato in VP DA1. OOS garantisce una riduzione della non linearità dell'amplificatore fino al 6%. Il circuito R8C1 corregge la risposta in frequenza nella regione delle alte frequenze. Il diodo Zener VD2 funge da sorgente di tensione di riferimento (RV), necessaria per fissare il punto operativo del dispositivo.

La regolazione dell'UBC con il resistore R9 porta all'impostazione del livello di smorzamento desiderato nel segnale di uscita proveniente dal chip DA1 alla base del transistor VT1. La regolazione dell'oscillazione del segnale con il resistore R7 garantisce l'impostazione del coefficiente di trasmissione VU richiesto per ottenere un BBB. Il resistore R10 in VU(G) e VU(B) ha un valore nominale di 1 kOhm.

La distorsione del segnale nei televisori 3USTST è significativamente inferiore rispetto a ULPTST e UPIMCT. Nel canale della luminosità sono pari al 15%, nel canale della crominanza - 8%, in generale - 22%. Le VU del TV 3USTST con altri moduli a colori differiscono da quelle mostrate in Fig. 5 principalmente dai valori nominali delle parti. Per completare la descrizione di questa versione dell'AC, segnaliamo che in [1] viene considerato il circuito di un AC complementare, assemblato sui transistor BF469, BF470, per funzionare con l'AC TDA2530. È caratterizzato da una distorsione non lineare bassa (4%), un basso consumo energetico (0,5 W), ma anche una larghezza di banda ristretta (4,8 MHz) dei segnali di uscita con un'ampia scansione. La larghezza di banda di uscita a scansione bassa raggiunge 7 MHz.

Secondo uno schema circuitale più semplice mostrato in Fig. 6, è stata costruita la VU del televisore ELECTRON-TK570 [6].

Sono inoltre assemblati secondo lo schema con carico attivo, ma a differenza della VU secondo lo schema di Fig. 5, il segnale OOS non viene fornito al VP, ma alla base del transistor VT1 VU. È stata modificata anche l'inclusione di resistori di regolazione dello span e l'alimentazione di una tensione fissa agli emettitori dei transistor. Come ION invece del diodo zener è stata utilizzata un'unità a transistor, che ha una grande resistenza differenziale, causando una variazione della tensione di stabilizzazione quando cambia la corrente di carico. Attraverso il divisore R15R16 scorre una corrente, un ordine di grandezza maggiore della corrente di base del transistor VT7, quindi le tensioni alla base e all'emettitore praticamente non cambiano quando la corrente attraverso la VU fluttua. La costruzione dello ION di diverse VU è quasi identica e differisce solo nel valore della tensione di uscita e nei valori dei resistori divisori.

Si presuppone che la tensione di uscita sia uguale alla tensione in modalità nera (indicata nei libri di consultazione) ai terminali del VP, da cui vengono presi i segnali di uscita R, G, B. I valori corrispondenti per TDA2530 e TDA8362 i microcircuiti sono mostrati in Fig. 5 e 6. In questo caso è consentita una deviazione fino a % 0,5 V, poiché l'impostazione finale del punto di funzionamento di ciascuna VU è garantita da un resistore di regolazione del livello del nero durante il processo di regolazione dell'UCU. E' previsto per tutte le travi. Non esiste un BSC a raggio R.

Nel circuito di base del primo transistor di ciascun dispositivo sono inclusi diversi resistori. Il primo, ad esempio, R1 nel VP(R) si trova vicino al VP e gli impedisce di agire direttamente sulla capacità di installazione e sul cavo che collega il VP al VP. Ciò ha un effetto benefico sulla larghezza di banda del dispositivo.

Va notato che questa e tutte le figure successive mostrano che l'AC non si trova più nel modulo colore, ma su una scheda separata posizionata sulla base del cinescopio. Avvicinando la VU al carico capacitivo - i catodi del cinescopio - è stata migliorata la loro risposta in frequenza e ampliata la larghezza di banda.

Nella fig. La Figura 7 mostra un diagramma schematico del TV TVT2594 [7]. La differenza più importante rispetto alla VU secondo i diagrammi di Fig. 5 e 6 possono essere considerati l'uso di un amplificatore con carico resistivo, assemblato su un transistor a banda larga ad alta tensione BF871S. Le sue caratteristiche sono le stesse del già citato transistor 2SC2271D e quelle discusse di seguito BF869, 2BC4714RL2, 2SC3063RL, 2SC3271N. Inoltre se nella centrale secondo lo schema di Fig. 6, l'alimentazione dallo ION veniva fornita all'emettitore del transistor VU e il circuito di regolazione del livello del nero era collegato alla sua base, quindi nella VU secondo la Fig. 7 si sono scambiati di posto. Il resistore R5 crea un circuito OOS. Il circuito C1R11 fornisce la correzione RF della risposta in frequenza, il diodo VD1 protegge il transistor dalla tensione che raggiunge la base superiore a 12 V. Il livello del nero è regolato in ciascuna VU, la gamma del segnale è solo in VU (G) e VU (B).

Passiamo alla centralina per il VP con installazione automatica dell'UBC (si chiama sistema ABB). Sono ampiamente utilizzati nei televisori della quarta e successive generazioni, sebbene molte aziende (ad esempio SONY) continuino oggi a utilizzare VU con regolazione manuale del bilanciamento del bianco anche nei più moderni prodotti di serie, citando l'elevata stabilità dei parametri del tubi catodici utilizzati.

Il sistema ABB in ciascun semiquadro misura le correnti di buio del tubo intensificatore di immagine e regola i livelli di smorzamento dei segnali R, G, B sulle uscite VP per allineare i punti delle caratteristiche di modulazione del tubo intensificatore di immagine corrispondenti alla corrente del fascio pari a 10 μA. Di conseguenza la BCU non viene installata nel momento della completa estinzione dei raggi, ma nel punto in cui i tubi intensificatori di immagine sono ancora leggermente aperti. Si ritiene che questo metodo di regolazione dell'UCU nelle apparecchiature di massa dia quasi lo stesso risultato della regolazione manuale.

Il funzionamento del sistema ABB è descritto in dettaglio in [1] e in [5]. Ci limiteremo a precisare che i sensori di questo sistema si trovano nella centralina, ed i dispositivi che ne controllano il funzionamento sono nella centralina. Va inoltre sottolineato che il sistema ABB è più complesso del sistema di regolazione manuale precedentemente descritto, ma più efficace. Il bilanciamento del bianco viene impostato in un ciclo, mentre in una VU regolata manualmente è necessario ripetere più volte la regolazione di BCH e BBB per ottenere il bilanciamento a tutti i livelli di luminosità. Quando si utilizza il sistema ABB, il BBB viene installato automaticamente ed è sufficiente regolare il BBB con resistori per modificare l'oscillazione del segnale. In una VU di questo tipo, il numero di punti di regolazione è ridotto a due, poiché non sono necessarie resistenze per l'impostazione del livello del nero. Questi computer sono implementati su transistor e microcircuiti.

Nella fig. La Figura 8 mostra un diagramma schematico della VU del TV ELECTRON-TK550. Con lievi modifiche, tali VU vengono utilizzate nei dispositivi ELECTRON-TC503, ORIZON-TC507, RUBIN-TC402/5143, HORIZONT-CTV501/525/601. Questi VE sono considerati in [6]. In termini di costruzione dei circuiti del collettore a transistor, dei circuiti OOS e dell'alimentazione della tensione di riferimento, non differiscono dalle VU con regolazione manuale del bilanciamento del bianco. La differenza principale è la presenza dei sensori del sistema ABB. Nella VU(R) il transistor VT3 e la resistenza di misura R7 fungono da sensore. I valori dei resistori di misurazione in ciascun dispositivo sono scelti in modo tale che il rapporto tra le correnti dei tre raggi del cinescopio durante la trasmissione degli impulsi di misurazione garantisca l'UBC. La metodologia per il loro calcolo è disponibile in [1]. Il circuito R9C3VD3R8 assicura la trasmissione degli impulsi di misura al VP. I resistori per la regolazione dell'oscillazione del segnale sono collegati al VP nello stesso modo in cui si fa nei televisori 3USTST (vedere Fig. 5).

Un esempio di costruzione di una VU su microcircuiti è mostrato nello schema di fig. 9.

Tali VU sono utilizzate nel TV HORIZONT-CTV-655 [6]. Sono assemblati su chip TDA6101Q: potenti amplificatori operazionali a banda larga ad alta tensione. Il loro vantaggio è la bassa dissipazione di potenza: non richiedono dissipatori di calore. In tali VU vengono utilizzati resistori con una potenza di dissipazione non superiore a 0,5 W, mentre nelle VU basate su transistor sono richiesti resistori con una potenza di dissipazione di 2...5 W. Lo scopo dei pin del microcircuito è mostrato in figura e non richiede spiegazioni. Il BBB è regolato in VU(G) e VU(B). È importante notare che il microcircuito può essere utilizzato anche per la regolazione manuale dell'UCU, se non si installano i resistori di misura R6, R7, R11, R12, come fatto in [8], o, come raccomandato in [9 ], collegare insieme i pin 5 di tutti e tre i microcircuiti e collegarli tramite un resistore da 100 kOhm al filo comune.

Esistono anche VU integrate a tre canali. Si tratta di microcircuiti TEA5101A/W con ABB e TDA6103Q con regolazione manuale dell'unità. Il diagramma schematico dell'inclusione del primo verrà mostrato ulteriormente, e il secondo è mostrato in Fig. 10, è considerato in [9].

Lo schema è molto semplice e non richiede ulteriori spiegazioni. Per il normale funzionamento, il microcircuito necessita di un piccolo dissipatore di calore: la dissipazione di potenza raggiunge i 5 W. La tensione di riferimento è ottenuta da una tensione di 185 V ai capi del partitore R2R1.

La storia del perché nei moderni televisori la larghezza di banda del percorso video raggiunge i 10 MHz o più offre ai radioamatori la base per le opportune modifiche ai televisori domestici di terza e quarta generazione.

I più avanzati sono gli amplificatori video (VA) per processori video (VP) con regolazione del bilanciamento del bianco tramite microcontrollore, utilizzati nei televisori di settima generazione, che utilizzano il controllo digitale dei microcircuiti. Possono essere divisi in due gruppi. Il primo comprende una VU per il VP con installazione automatica del BSC (con il sistema ABB) e regolazione del BBB tramite microcontrollore, il secondo include una VU per il VP con un'installazione a microcontrollore di entrambe le modalità. Tali VU non dispongono di resistori di sintonizzazione.

Gli AC del primo gruppo vengono utilizzati nei televisori TVT25152/28162 [7] e THOMSON-STV2160 [10]. Nel primo caso, ciascun AC (Fig. 11) è assemblato su tre transistor ed è un amplificatore con un carico attivo (VT1, VT2) e un transistor di misura VT3. Il chip DA1 è un processore video con un sistema ABB, controllato tramite il bus digitale I 2 C. Il chip digitale SDA20563A508 (DD1) è un microcontrollore per il sistema di controllo delle funzioni di tutte le unità TV e SDA2586 (DD2) è un chip di memoria per i valori digitali delle impostazioni e delle regolazioni. Cascata su transistor VT10 - ION.

La costruzione della VU non differisce significativamente da quelle descritte in precedenza. Tuttavia, funzionano in modo diverso. Per quanto riguarda il BBCH, viene fornito automaticamente. Gli intervalli di segnale per ottenere il BBB vengono impostati durante la produzione o la riparazione di un televisore utilizzando il microcontrollore DD1 quando funziona in modalità di servizio. Utilizzando il menu sullo schermo del cinescopio e il telecomando, l'operatore regola i parametri di ciascuno dei raggi. I valori richiesti vengono memorizzati nel chip DD2, dal quale vengono forniti al VP durante il funzionamento. Quest'ultimo utilizza le informazioni digitali in ingresso per impostare i controlli di guadagno nei canali R, G, B. Informazioni più dettagliate sul funzionamento del bus di controllo digitale I2C possono essere trovate in [1] e in [11].

Nella fig. La Figura 12 mostra un diagramma schematico dell'alimentatore del citato TV THOMSON-STV2160. Il chip DA1 è un processore video con il sistema ABB e controllo digitale tramite il bus I2C, DA2 è un amplificatore video integrato a tre canali con circuiti del sistema ABB, DD1 è un microcontrollore, DD2 è un dispositivo di memoria. Lo ION è assemblato sul transistor VT1. I circuiti del sistema ABB contengono gli elementi R11, VD4, R14, VD5, R8, R4, C1. Questa VU funziona allo stesso modo della precedente.

Un esempio di TV in cui sia l'UCU che il BSC sono installati da un microcontrollore è PANASONIC-TC-14L10R/21S2 [10]. Il diagramma schematico della sua VU è mostrato in Fig. 13. Utilizza l'amplificatore più semplice considerato con un carico resistivo su un singolo transistor. Il chip DA1 è un processore video, DD1 è un microcontrollore, DD2 è un dispositivo di memoria. Il funzionamento di questa centralina è uguale a quella assemblata secondo gli schemi di Fig. 11 e 12, tranne che nella modalità di servizio non sono configurati solo il BSC, ma anche l'UCU.

Da quanto considerato ne consegue che la costruzione di un computer nel passaggio da una generazione di televisori ad un'altra si orienta verso la semplificazione migliorando contemporaneamente le caratteristiche tecniche e di funzionamento. Ogni volta ciò viene ottenuto attraverso l'uso di componenti più moderni e circuiti più complessi dei percorsi di colore e luminosità.

Vediamo come sono cambiati i parametri WU.

Le distorsioni non lineari nei televisori di prima generazione (ULPT) erano molto elevate. Per l'RT del canale di luminosità hanno raggiunto il 12%, per l'RT dei segnali di differenza di colore fino al 15%. Ciò è stato spiegato con la portata due volte più ampia di questi segnali rispetto al segnale di luminosità. Nei televisori di seconda generazione (UPIMCT), il livello di distorsione nella VU è stato ridotto all'8% e nei dispositivi delle generazioni successive al 5%.

Il coefficiente di trasmissione del TC nei televisori ULPCT nel canale della luminosità ha raggiunto 50 e il TC dei segnali di differenza di colore ha raggiunto 23...47. I VA nei modelli UPIMCT avevano un coefficiente di trasmissione di 47. I televisori 3USCT utilizzano VA con un coefficiente di trasmissione di 38 e negli ultimi modelli non supera 20. La gamma del segnale di ingresso degli UD del modello ULPTsT è 1,5 V nel canale della luminosità e 3,2 V nei dispositivi per la differenza cromatica. Nei televisori della seconda e terza generazione, la VU ha ricevuto segnali R, G, B dal TDA2530, TDA3505 VP con uno swing di 2 V. Per il TDA4580 VP più avanzato è pari a 3 V e per TDA8362 - 4 V. La maggiore gamma di segnali di ingresso ha permesso di ridurre il coefficiente di trasmissione della VU , garantendo una riduzione della distorsione e la possibilità di espandere la larghezza di banda.

Le larghezze di banda dei segnali di luminanza, crominanza e colore nei televisori UPIMCT e 3USTST (su TDA2530, TDA3501) sono pari a 5,5; 1,5...2; 5,5 MHz rispettivamente, nei televisori di quarta generazione - 5,2; 2; 10 MHz e nei dispositivi moderni (su TDA8362 e simili) - 8; 3,5; 9...10 MHz. Ciò significa che nei televisori della prima e della terza generazione, i percorsi di luminosità e colore, così come la VU, non trasmettevano l'intero spettro del segnale video ricevuto al cinescopio. Solo nei dispositivi della quarta generazione e delle successive la larghezza di banda IP si è espansa, superando il valore standard di 6,25 MHz. I VP con larghezza di banda estesa richiedevano una corrispondente espansione della larghezza di banda VA a 9...10 MHz. E tale VU è apparsa (vedi Fig. 4, 6-13). Le VU basate su TDA6101Q, TDA6103Q, TEA5101A/W forniscono una risposta in frequenza lineare fino a frequenze di 7,5...8 MHz con un consumo energetico minimo.

Potrebbe sorgere la domanda: se è giustificato espandere la larghezza di banda dell'IP e della VU trasmessa dal telecentro a 6,25 MHz, perché è necessario un ulteriore aumento?

Ricordiamo che un impulso di qualsiasi forma può essere rappresentato come una somma di componenti sinusoidali con frequenze, ampiezze e fasi corrispondenti. L'espressione matematica di questa rappresentazione è chiamata trasformata di Fourier. Consente di determinare i valori dei parametri specificati per la frequenza fondamentale dell'impulso e le sue armoniche.

È generalmente accettato che una linea di immagini televisive sia composta da 800 elementi. Alla frequenza orizzontale di 15,625 kHz, la durata dell'impulso rettangolare che rappresenta un tale elemento è di 80 ns. Corrisponde ad un insieme di sinusoidi con frequenze 6,25; 12,5; 18,75 MHz, ecc. Per preservare approssimativamente la forma dell'impulso, è necessario che almeno parte delle armoniche siano trasmesse senza distorsione di ampiezze e fasi. Con una larghezza di banda di 5,5 MHz nessuna di queste armoniche raggiungerà il cinescopio e tale elemento non verrà riprodotto. Con una larghezza di banda del percorso video fino a 10 MHz vengono attraversate solo le oscillazioni sinusoidali della frequenza fondamentale di 6,25 MHz. Di conseguenza, l'impulso inizialmente rettangolare verrà trasmesso al catodo del cinescopio sotto forma di una semionda positiva di un'onda sinusoidale con un'ampiezza ridotta e verrà riprodotta in modo sfocato.

Un impulso corrispondente ad un dettaglio dell'immagine della durata di due elementi di linea, con una larghezza di banda VP e VU di 5,5 MHz, verrà trasmesso alla frequenza fondamentale di 3,125 MHz, che corrisponde alla chiarezza orizzontale di 340 linee della scala della tabella di prova. . Tuttavia, l'immagine di questa parte sullo schermo del cinescopio risulterà sfocata e fioca. Con una larghezza di banda di 10 MHz verrà trasmessa la frequenza fondamentale, la seconda e la terza armonica (3,125; 6,25; 9,375 MHz). Un'armonica pari aumenterà la pendenza del fronte dell'impulso, distorcendone il decadimento, mentre un'armonica dispari ne migliorerà l'ortogonalità.

La riproduzione dei dettagli dell'immagine di tre elementi lineari sarà notevolmente migliorata, il che corrisponde alla chiarezza orizzontale di 230 linee. Con una larghezza di banda di 5,5 MHz verranno trasmesse due armoniche (2,083 e 4,167 MHz), mentre con una larghezza di banda di 10 MHz quattro (altre 6,25 e 8,333 MHz).

Di conseguenza, un televisore con una larghezza di banda video di 5,5 MHz garantisce una riproduzione nitida di non più di 230 dettagli dell'immagine per riga. I dettagli con dimensioni corrispondenti a 230...340 linee verranno renderizzati sfocati, con confini sfocati. Quelli più piccoli si fonderanno in una comune striscia grigio chiaro o non verranno riprodotti affatto.

Se la larghezza di banda del percorso video viene estesa a 10 MHz, il limite dei tratti riprodotti in modo nitido della tabella di prova sarà al livello di 340 linee e i tratti nell'intervallo di 340 o più linee saranno leggermente sfocati.

È noto che il segnale video all'uscita dei videoregistratori in formato VHS ha una chiarezza orizzontale di 230...270 linee e il formato S-VHS - 400...430 linee. I programmi trasmessi vengono trasmessi con una chiarezza di 320...360 linee. Ciò significa che un ricevitore con una larghezza di banda di 5,5 MHz riprodurrà bene tutti i dettagli del formato VHS tranne i più piccoli, degraderà leggermente la nitidezza dei programmi trasmessi e degraderà significativamente la riproduzione dei segnali S-VHS, riducendone la chiarezza di quasi la metà ( da 400...430 linee fino a 230...340).

Allo stesso tempo, i televisori con una larghezza di banda video di 10 MHz riprodurranno i segnali VHS ad alta definizione, nonché i programmi trasmessi, e solo i più piccoli dettagli dell'immagine in formato S-VHS avranno una nitidezza ridotta.

Quindi, per una riproduzione soddisfacente dei programmi in formato VHS, è sufficiente avere una larghezza di banda video di 5,5 MHz e, quando si utilizza un videoregistratore S-VHS, è necessaria una larghezza di banda di 10 MHz.

La domanda rimane poco chiara: perché è necessaria una banda più ampia (di 6,25 MHz) quando si ricevono programmi trasmessi?

Il fatto è che nei televisori della quarta e delle generazioni successive vengono adottate misure per migliorare la forma dei segnali video ricevuti. Per una serie di ragioni (descritte in dettaglio in [1, 2] e in [12]), gli impulsi che compongono il segnale video trasmesso dal centro televisivo non hanno forma rettangolare. La durata degli aumenti e delle diminuzioni degli impulsi nei segnali di luminosità può arrivare (a seconda dell'ampiezza) fino a 150 ns. La durata delle differenze nei segnali di differenza cromatica dei sistemi PAL e NTSC è la stessa. Nello standard SECAM hanno una durata fino a 1800 ns, causata dall'uso di un diverso metodo di modulazione delle sottoportanti con segnali di crominanza. I sistemi PAL e NTSC utilizzano tipi di modulazione di ampiezza e lo standard SECAM utilizza la modulazione di frequenza. Di conseguenza, la durata dei cambiamenti nei segnali di differenza cromatica dipende dal valore dello spostamento di frequenza della sottoportante quando si passa da un dettaglio dell'immagine con un colore a un dettaglio con un colore diverso.

Per aumentare la pendenza delle differenze nei segnali di differenza cromatica SECAM, nei televisori vengono introdotti correttori di transizione del colore. La base di tale correttore è il microcircuito TDA4565 (analoghi - K174ХА27, KR1087ХА1). Il principio di funzionamento del correttore è descritto in dettaglio nella sezione 8.5 in [5]. Il correttore riduce la durata delle variazioni da 800 a 150 ns, equalizzandone la pendenza nei segnali di luminanza e differenza di colore e combinandoli nel tempo. Tuttavia, non è in grado di gestire segnali che presentano bordi molto piatti. In [1] è stato proposto di utilizzare insieme al microcircuito un correttore aggiuntivo, che riduce la durata della transizione cromatica da 1800 a 800 ns e consente quindi al microcircuito TDA4565 di ridurre tale durata a 150 ns. Il circuito di un tale correttore su un transistor è considerato in [1].

I televisori più moderni utilizzano correttori di differenza di segnale nel percorso della luminosità, ad esempio i processori di miglioramento dell'immagine TDA9170, TDA9171 [9]. Analizzando statisticamente la frequenza di ripetizione in un fotogramma di cinque livelli di luminosità, corregge la non linearità complessiva del percorso video gtot al valore standard di 1,2. Di conseguenza, tutte le 10 gradazioni di luminosità vengono visualizzate sulla scala della tabella di prova, la gamma di cambiamenti nella saturazione dei colori blu e soprattutto ciano, che sono scarsamente riprodotti all'interno del sistema colorimetrico R, G, B utilizzato, viene ampliata. Il chip TDA8362 è dotato di circuiti integrati per migliorare la chiarezza dell'immagine.

L'aumento della pendenza della caduta comporta un cambiamento nella sua forma introducendo nel segnale armoniche a frequenza più alta che erano assenti nel segnale ricevuto. L'utilizzo di tale procedura nei televisori con larghezza di banda VP e VU pari a 5,5 MHz è inefficace, poiché la maggior parte delle armoniche introdotte dal correttore si trovano al di fuori di questa banda e la riproduzione non migliorerà. Allo stesso tempo, l’aumento della larghezza di banda migliora la trasmissione armonica. Notiamo incidentalmente che il correttore di transizione del colore non corregge le distorsioni dell'apertura in un cinescopio. Per ridurli è sufficiente focalizzare con precisione i raggi del cinescopio, riducendone il diametro.

Sui televisori con una frequenza di scansione dei fotogrammi di 100 Hz, la larghezza di banda dei segnali di luminosità e R, G, B viene aumentata a 15...22 MHz e per i segnali di differenza di colore è di 13 MHz. Tali dispositivi utilizzano una VU su un chip TDA6111Q con una frequenza di taglio di 16 MHz.

Tutte le VU considerate sono state utilizzate in televisori di produzione industriale, prodotte in grandi quantità, e si sono dimostrate efficienti. Pertanto, puoi provare a usarli per modernizzare i televisori di modelli obsoleti. Consideriamo questa possibilità.

Per quanto riguarda i televisori ULPTST, la sostituzione di quattro VU con lampade a transistor migliorerebbe significativamente la qualità dell'immagine, eliminerebbe diverse lampade che funzionano in modalità forzata e ridurrebbe il consumo energetico e la dissipazione del calore. Ma ciò è ostacolato dal fatto che gli alimentatori di tali televisori sono alimentati da una tensione di 370 V e la tensione massima dei transistor promettenti (BF871S e simili) raggiunge solo 250 V. È impossibile ridurre la tensione di alimentazione mantenendola il metodo di modulazione del cinescopio. Di conseguenza, la sostituzione della VU nei televisori ULPTST è possibile solo con una significativa alterazione del blocco colore con una modifica nel metodo di modulazione del cinescopio. Tenendo presente la costruzione dei moderni televisori, dovrebbe includere l'introduzione di un VP al suo interno per generare segnali R, G, B, che consentiranno di modificare il metodo di modulazione del cinescopio e assemblare un VA secondo qualsiasi schema mostrato in Fig. 4-7, 9, 10.

Sui televisori della serie UPIMCT, è possibile (e anche auspicabile) sostituire il transistor KT940A in ciascun modulo M2-4-1 con uno qualsiasi dei transistor estranei simili elencati di seguito. Il risultato sarà un funzionamento più stabile del dispositivo e una migliore resa dei colori. L'opzione descritta in [1] sembra molto razionale: invece di una cascata su un transistor KT940A con carico resistivo, utilizzare una cascata su due transistor KT969A con carico attivo. Ciò migliorerà la qualità del lavoro dimezzando la potenza consumata attraverso il circuito di alimentazione +200 V. Si consiglia inoltre di apportare una modifica più significativa nel design dell'unità di controllo: sostituire i moduli M2-4-1 con uno qualsiasi di quelli discusso nei diagrammi di Fig. 4- 7, 9, 10, montati su una tavoletta fissata alla tavola del cinescopio. Ciò amplierà la larghezza di banda del dispositivo riducendo drasticamente il numero di parti utilizzate e il consumo energetico.

In 3USCT con centrale realizzata secondo gli schemi di Fig. 5 e 8, i transistor KT940A (VT1 e VT2) possono essere sostituiti rispettivamente con BF869 e BF422 (vedi Fig. 11) senza alcuna modifica. Si consiglia inoltre di trasferire l'unità di controllo dal modulo colore alla scheda cinescopio.

I transistor BC557N, BC558, BC558B possono essere sostituiti con KT3107I. Invece di BF422, BF423, è possibile utilizzare il transistor KT3157A. I transistor 2SC2271D, 2SC3271, 2SC3063RL2, 2BC4714RL2, BF869, BF871S sono intercambiabili. Secondo i libri di consultazione, il transistor domestico KT969A ha parametri simili, ma questa sostituzione non è equivalente. Il diodo 1N4148 può essere sostituito con KD522B.

Letteratura

1. Khokhlov B. Dispositivi di decodifica per televisori a colori. - M.: Radio e comunicazione, 1992.
2. Jaconia V., Gogol A., Druzin Y. et al.Televisione: un libro di testo per le università. - M.: Radio e comunicazione, 1997.
3. Elyashkevich S., Kishinevsky S. Blocchi e moduli di televisori unificati a colori. - M.: Radio e comunicazione, 1982.
4. TV SHIVAKI-STV202MKII, SHIVAKI-STV208MKII. - Radiocostruttore, 1998, n. 02, p. 19-30.
5. Elyashkevich S., Peskin A. TV 3USTST, 4USTST, 5USTST. Dispositivo, regolazione, riparazione. - M.: Simbolo-R, 1993.
6. Lukin I., Koryakin-Chernyak S., Yankovsky S. Progettazione pratica dei circuiti dei televisori moderni. Serie "Riparazione", vol. 8. - M.: Solone & Scienza e Tecnologia, 1996.
7. Peskin A., Konnov A. TVT Riparazione TV. Serie "Riparazione", vol. 16. - M.: Solone, 1997.
8. Microcircuito Brylov V. TDA8362 in 3USTST e altri televisori. - Radio, 1998, n. 9-12.
9. Ponomarenko A., Anikeenko V. Microcircuiti televisivi PHILIPS, libro. 1. Serie "Elettronica estera", vol. 3. - Kiev: Scienza e Tecnologia, 1998.
10. Peskin A., Konnov A. Televisori di società straniere. Serie "Riparazione", vol. 17. - M.: Solone, 1997.
11. Peskin A., Konnov A. Bus di controllo digitale I2C. - Radio, 1996, n. 10, pag. 14, 15.
12. Peskin A., Konnov A. Bus di controllo digitale I2C. - Radio, 1996, n. 10, pag. 14, 15.
13. Domrugov R. Television: un libro di testo per le università. - Kiev: scuola Vishcha, 1979.

Autore: V.Brylov, Mosca

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