Projeto de circuito de amplificadores de saída. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Nos modelos de TV em cores de cada geração, os circuitos mudaram significativamente. Essas mudanças também afetaram os amplificadores de vídeo de saída, descritos no material publicado. O autor fornece informações interessantes sobre os parâmetros dos elementos do caminho de vídeo, que inclui amplificadores de vídeo, explica porque é necessário expandir sua largura de banda significativamente mais do que o valor padrão de 6,25 MHz e dá recomendações para melhorar os amplificadores de vídeo antigos Televisores.

O amplificador de vídeo de saída (VA), que conecta o processador de vídeo (VP) ao tubo de imagem, é uma parte necessária e importante de toda TV. As questões de sua construção e cálculo, infelizmente, têm sido pouco consideradas na literatura nacional. O único livro que contém uma descrição detalhada de todos os problemas pode ser considerado [1]. Esta lacuna é parcialmente preenchida pelas informações apresentadas nos livros de referência da série “Reparação” produzidos pela empresa Solon.

Altas demandas são impostas às VUs - elas devem fornecer um alto coeficiente de transmissão CP em uma faixa de frequência muito ampla com distorção mínima de sinal. Não há capacitores de transição no circuito do cinescópio VP-VU e é um amplificador DC de banda larga com saídas de alta tensão conectadas aos eletrodos do cinescópio. Tais amplificadores são caracterizados por uma forte dependência de seus elementos constituintes entre si. Por esta razão, ao considerar possíveis esquemas de VU, é necessário levar em consideração tanto as características de projeto da VU quanto os parâmetros dos sinais que elas geram, bem como as características do cinescópio. Vamos começar com o elo de saída desta cadeia - o cinescópio.

Qualquer cinescópio, como se sabe, possui dois tipos de entradas às quais um sinal modulante pode ser aplicado: um cátodo e uma grade (modulador) para um cinescópio preto e branco, cátodos e grades (moduladores) para um colorido.

Nas TVs domésticas em preto e branco, o sinal de vídeo quase sempre vai para o cátodo do cinescópio, e o modulador é conectado a um fio comum ou pulsos de amortecimento de feixe são fornecidos a ele durante a varredura reversa. O fornecimento de sinal de vídeo ao modulador era praticado apenas nos primeiros modelos de TV. A vantagem deste método foi a possibilidade de reduzir a faixa da tensão modulante. No entanto, isso exigia um sinal de polaridade positiva, o que não era consistente com o uso estabelecido posteriormente de sinais de polaridade negativa (pulsos de sincronização para baixo) no caminho da cor.

A VU dessas televisões, via de regra, é de estágio único e, antes do advento dos transistores, era montada em uma lâmpada 6P9, 6P15P ou na parte pentodo de uma lâmpada 6F4P e seus análogos. Tal VU é relativamente simples. As peças nele utilizadas definem o modo de operação das lâmpadas, compõem o OOS e os circuitos de correção de resposta em frequência. O circuito OOS melhorou a linearidade das características de amplitude do dispositivo, o que garantiu um aumento no número de gradações de brilho distinguíveis para o padrão de oito níveis da escala de cinza da mesa de teste. Os circuitos de correção de resposta em frequência, que inicialmente incluíam um número relativamente grande de bobinas, mantinham um coeficiente de transmissão CP constante na faixa de frequência do sinal de vídeo, o que criava condições para a obtenção de uma imagem de boa qualidade. A largura de banda de tal dispositivo geralmente atinge 5...5,5 MHz.

Amplificadores de dois estágios raramente eram usados, tanto para compensar ganho insuficiente no caminho (por exemplo, na TV Znamya) quanto para aumentar a estabilidade da varredura entrelaçada (Rubin-110). As TVs modernas em preto e branco possuem apenas VUs de transistor; elas não contêm bobinas nos circuitos de correção de resposta de frequência.

Uma característica dos cinescópios coloridos com três projetores eletro-ópticos (EOP) pode ser considerada a não identidade do intensificador de imagem, que se manifesta na diferença em suas características de modulação e brilho.

A característica de modulação do tubo intensificador de imagem é a dependência da corrente do feixe IL da tensão modulante UM, determinada pela função de potência: IL=f(UMg) onde g é o coeficiente de não linearidade da característica de modulação. O valor usual de g para os cátodos dos tubos de imagem coloridos de qualquer empresa é 2,8 e um pouco mais alto para moduladores.

A natureza parabólica da característica de modulação leva ao fato de que na tela a diferença entre os níveis de brilho dos detalhes da imagem mal iluminada piora e o reconhecimento dos detalhes cujo brilho está próximo do nível de branco no sinal de vídeo melhora. Segundo [2], os detalhes mais importantes, via de regra, estão localizados na área de maior iluminação e a melhor qualidade de imagem é observada em gGEN=1,2, onde gGEN é a não linearidade do caminho ponta a ponta (do tubo transmissor ao receptor). Como a não linearidade especificada da característica de modulação é uma propriedade do cinescópio, os padrões de televisão em cores prevêem o uso de medidas no lado da transmissão para reduzir o valor gOTR ao nível indicado acima.

As características de modulação do tubo intensificador de imagem do mesmo cinescópio não apenas possuem coeficientes g diferentes, mas também começam em diferentes tensões de fechamento (extinção) do feixe. Para os cinescópios indicados, a propagação das tensões de amortecimento do feixe foi permitida até ±15 V. Tudo isso levou ao fato de que quando o brilho da imagem mudava, os campos brancos adquiriam uma cor de uma cor ou de outra.

A característica de brilho do intensificador de imagem reflete as propriedades do cinescópio como conversor sinal-luz e é expressa pela razão: L=lIL, onde L é o brilho do fósforo; l é a eficiência do fósforo (intensidade de luminescência quando exposto ao feixe intensificador de imagem). A estabilidade do parâmetro l em tipos antigos de tubos de imagem domésticos é baixa, o que com o tempo fez com que os campos brancos da imagem ficassem coloridos.

A não identidade e instabilidade dos parâmetros g e l do tubo intensificador de imagem requerem ajuste periódico do balanço de branco. Alcançar o equilíbrio de branco significa compensar as mudanças na eficiência dos fósforos e a diferença nas características de modulação do intensificador de imagem. O equilíbrio de branco deve ser mantido em toda a faixa de ajuste de brilho se estiver definido em dois pontos: no nível mínimo de brilho (balanço de branco no nível de preto - WBL) e no brilho ideal (balanço de branco no nível de branco - WBL). O UBC é obtido combinando os pontos iniciais das características de modulação de todos os três tubos intensificadores de imagem, o que leva à supressão simultânea de todos os feixes. Depois disso, o BBB é instalado dando a mesma inclinação às características de modulação de todos os três tubos intensificadores de imagem (mais precisamente, dando a mesma inclinação aos produtos das características de amplitude do VP e VU pela característica de modulação da imagem tubo intensificador e o brilho característico do fósforo). O BBCH e o BBB em TVs de diferentes modelos são regulamentados de forma diferente, dependendo do design do VP e do VU.

A modulação dos raios de um cinescópio colorido é fornecida de diversas maneiras, dependendo de onde ocorre a formação dos sinais coloridos R, G e B: no cinescópio, VU ou VP.

A formação de sinais R, G, B em um cinescópio foi utilizada nas primeiras televisões coloridas domésticas (Record-102, Rubin-401, Raduga-701 e depois em todas as modificações do ULPTST), conforme mostrado no diagrama de blocos mostrado na Fig. . 1, o sinal de brilho Y foi fornecido aos cátodos do cinescópio conectados entre si, e o sinal de diferença de cor RY, GY, BY foi fornecido aos moduladores. A exposição simultânea aos sinais de brilho e diferença de cor levou à formação de um feixe como modulado por cor, por exemplo: Y+(RY)=R.

A utilização deste método de modulação exigiu a utilização de quatro VUs, que se revelaram complexas tanto estruturalmente como operacionalmente. Para obter a faixa necessária de sinais de saída mantendo a relação de tensão necessária nos cátodos e moduladores do cinescópio, foi necessário alimentar a VU com uma tensão de 370 V. Ajuste do UBC e BBB devido à presença de 12 ajustes pontos interligados por corrente contínua em TVs ULPTST é um procedimento trabalhoso, realizado ciclicamente diversas vezes. Segundo [3], as distorções no canal de brilho das TVs ULPCT criadas pelo detector de vídeo, caminho de brilho e unidade de controle chegam a 12%.

A não linearidade no caminho da cor é ainda maior. É criado por demoduladores (25% cada), amplificadores de sinal de diferença de cor (10% cada) e uma VU (15% cada). Em geral, a não linearidade total do canal de brilho, caminho de crominância e VA em TVs ULPTST pode ser igual a 50%. As principais razões para isso são o método malsucedido de geração dos sinais R, G, B, a imperfeição dos demoduladores de crominância, o VU e a matriz do sinal verde, na qual a componente constante também foi parcialmente perdida.

Os valores listados podem surpreender o leitor acostumado com o fato de que na engenharia de áudio a não linearidade permitida é medida em frações de um percentual. A questão é que a não linearidade é percebida de maneira diferente pela audição e visão humanas. A distorção da imagem se manifesta na diminuição do número de gradações de brilho e saturação de cores reproduzidas, na redução da paleta de cores, na coloração dos campos brancos, na diminuição da clareza horizontal e vertical e na deterioração da nitidez dos limites dos detalhes. . Todos esses tipos de distorções são causados ​​​​por uma série de razões, descritas detalhadamente em [2], sendo as principais a não linearidade da característica de amplitude e a resposta de frequência do VP e VU. Além disso, eles podem ser causados ​​​​pela configuração incorreta do brilho, contraste e saturação da imagem pelo proprietário da TV quando o equilíbrio de branco está desativado.

Devido à grande não linearidade nos caminhos das TVs ULPCT, a correção gama acima mencionada nos centros de televisão não conseguiu melhorar significativamente as características da imagem. A melhoria ocorreu apenas com o advento dos televisores de terceira geração, quando os circuitos de todos os componentes mudaram significativamente.

Nas televisões lançadas posteriormente ao ULPTST, os sinais R, G, B foram gerados na VU, conforme mostrado no diagrama de blocos da Fig. 2, ou no VP (conforme diagrama da Fig. 3). Em qualquer um desses casos, os sinais recebidos chegam aos cátodos do cinescópio, cujos moduladores estão conectados a um fio comum.

A formação de sinais R, G, B em uma unidade de controle raramente é usada. Um exemplo de tal VU pode ser usado na TV SHIVAKI-STV202/208 [4].

O diagrama esquemático da VU é mostrado na Fig. 4. O processador de vídeo DA1, tendo gerado sinais de crominância C e brilho Y, transmite o primeiro deles para os detectores SECAM do chip DA2, e o segundo para os emissores dos transistores VU. Como resultado do processamento do sinal C no chip DA2, são obtidos os sinais de diferença de cor RY, GY, BY, fornecidos às bases dos transistores da VU correspondente. A adição de sinais em transistores leva à formação de sinais coloridos R, G e B em seus coletores.

Cada VU usa um moderno transistor de banda larga de alta tensão 2SC2271D, que fornece uma boa resposta de frequência com os circuitos de correção mais simples: C2R5 na VU(RY) e seus análogos em outros. A VU é uma cascata com carga resistiva, montada de acordo com um circuito com OE. As características operacionais de tal cascata são descritas em [1], onde também são fornecidas fórmulas para cálculo dos valores dos resistores e capacitores nela incluídos. Os controles para ajuste da UCU são os resistores de ajuste do nível de preto, disponíveis nas três VUs. O BBB é instalado com resistores que alteram a oscilação do sinal em VU (GY) e VU (BY). O regulador de oscilação de sinal não é fornecido no VU(RY).

A formação de sinais R, G, B é mais amplamente utilizada em processadores de vídeo (VP). Tais VPs podem ser divididos em três grupos de acordo com o método utilizado para ajustar o equilíbrio de branco: manual, automático, microcontrolador. O desenho do circuito da VU para o VP de cada grupo é diferente.

Vamos primeiro considerar o VU para o VP com ajuste manual do balanço de branco. Vamos começar com a TV UPIMCT. Na placa BOS deste dispositivo estão instalados três módulos M2-4-1, cada um deles servindo como VU de uma das cores primárias, montados de acordo com um circuito com carga resistiva. Cada VU contém cinco transistores. O projeto e operação do módulo são descritos em [3]. Os detalhes relacionados ao ajuste do balanço de branco estão localizados na placa BOS. Em comparação com as TVs ULPCT, o ajuste no UPIMTST tornou-se mais simples: possui apenas seis pontos de ajuste (isso também é típico de outros dispositivos do grupo em consideração).

Ao mesmo tempo, o design da VU dessas TVs revelou-se muito complexo: elas contêm mais de 100 peças, o que é o dobro do ULPTST e muito mais do que qualquer uma das VU consideradas abaixo. A não linearidade dos demoduladores no caminho da crominância permaneceu no nível do ULDC, e nos amplificadores de sinais de diferença de cor aumentou para 14%. As distorções no dispositivo host e no caminho do brilho diminuíram para 8%. A não linearidade total diminuiu para 42%.

Em [1], foi proposta uma versão um pouco mais complexa da unidade de controle para UPIMCT em sete transistores. Sua principal diferença em relação ao módulo M2-4-1 é a construção do estágio de saída de acordo com um circuito com carga ativa. A cascata é montada em dois transistores KT940A, sendo o primeiro um amplificador classe AB e o segundo um amplificador emissor de fluxo de corrente disponível em [1] e em [5].

As vantagens de uma VU com carga ativa sobre uma VU com carga de resistor incluem redução pela metade (de 4 para 2 W) do consumo de energia e distorções não lineares, além da possibilidade de aumentar as classificações dos resistores nos circuitos coletores. Como o sinal de saída é obtido do seguidor de emissor, a construção de circuitos de correção de resposta em frequência é simplificada.

Na Fig. A Figura 5 mostra um diagrama esquemático do AC usado na TV 3USTST com o módulo colorido MC-2. É um amplificador com carga ativa. O resistor R3 é utilizado para transmitir a tensão OOS ao pré-amplificador de sinal (no nosso caso, canal R), localizado no VP DA1. OOS garante uma redução na não linearidade do amplificador em até 6%. O circuito R8C1 corrige a resposta de frequência na região de alta frequência. O diodo Zener VD2 serve como fonte de tensão de referência (RV), necessária para fixar o ponto de operação do dispositivo.

Ajustar o UBC com o resistor R9 leva a definir o nível de amortecimento desejado no sinal de saída vindo do chip DA1 para a base do transistor VT1. O ajuste da oscilação do sinal com o resistor R7 garante o ajuste do coeficiente de transmissão VU necessário para obter um BBB. O resistor R10 em VU(G) e VU(B) tem valor nominal de 1 kOhm.

A distorção do sinal nas TVs 3USTST é significativamente menor do que nas ULPTST e UPIMCT. No canal de brilho são iguais a 15%, no canal de crominância - 8%, em geral - 22%. As VUs da TV 3USTST com outros módulos de cores diferem daquelas mostradas na Fig. 5 principalmente pelos valores nominais das peças. Para completar a descrição desta versão do AC, destacamos que em [1] é considerado o circuito de um AC complementar, montado nos transistores BF469, BF470, para trabalhar com o AC TDA2530. É caracterizado por baixa distorção não linear (4%), baixo consumo de energia (0,5 W), mas também uma largura de banda estreita (4,8 MHz) de sinais de saída com grande varredura. A largura de banda de saída de baixa varredura atinge 7 MHz.

De acordo com um diagrama de circuito mais simples mostrado na Fig. 6, foi construída a VU da TV ELECTRON-TK570 [6].

Eles também são montados de acordo com o circuito com carga ativa, mas diferentemente da VU de acordo com o circuito da Fig. 5, o sinal OOS não é fornecido ao VP, mas à base do transistor VT1 VU. A inclusão de resistores de ajuste de span e o fornecimento de tensão fixa aos emissores dos transistores também foram alterados. Foi utilizada uma unidade transistorizada como ION em vez de um diodo zener, que possui uma grande resistência diferencial, causando uma mudança na tensão de estabilização quando a corrente de carga muda. Uma corrente flui através do divisor R15R16, uma ordem de grandeza maior que a corrente de base do transistor VT7, de modo que as tensões em sua base e no emissor praticamente não mudam quando a corrente através da VU flutua. A construção do ION de diferentes VUs é quase idêntica e difere apenas no valor da tensão de saída e nos valores dos resistores divisores.

A tensão de saída é considerada igual à tensão no modo preto (indicada nos livros de referência) nos terminais do VP, dos quais são obtidos os sinais de saída R, G, B. Os valores correspondentes para TDA2530 e TDA8362 microcircuitos são mostrados na Fig. 5 e 6. Neste caso, é permitido um desvio de até % 0,5 V, pois o ajuste final do ponto de operação de cada VU é garantido por um resistor de ajuste de nível de preto durante o processo de ajuste da UCU. É fornecido para todas as vigas. Não há BSC de feixe R.

Vários resistores estão incluídos no circuito base do primeiro transistor de cada dispositivo. O primeiro deles, por exemplo, R1 no VP(R) está localizado próximo ao VP e impede que ele atue diretamente na capacitância da instalação e no cabo que conecta o VP ao VP. Isto tem um efeito benéfico na largura de banda do dispositivo.

Deve-se notar que esta e todas as figuras subsequentes mostram que o AC não está mais localizado no módulo colorido, mas em uma placa separada que é colocada na base do cinescópio. Aproximar o VU da carga capacitiva - os cátodos do cinescópio - melhorou sua resposta de frequência e expandiu a largura de banda.

Na Fig. A Figura 7 mostra um diagrama esquemático da TV TVT2594 [7]. A diferença mais importante da VU de acordo com os diagramas da Fig. 5 e 6 pode-se considerar a utilização de um amplificador com carga resistiva, montado em um transistor de banda larga de alta tensão BF871S. Suas características são as mesmas do já citado transistor 2SC2271D e dos discutidos a seguir BF869, 2BC4714RL2, 2SC3063RL, 2SC3271N. Além disso, se na unidade de controle de acordo com o diagrama da Fig. 6, a energia do ION foi fornecida ao emissor do transistor VU, e o circuito de ajuste do nível de preto foi conectado à sua base, depois na VU conforme Fig. 7 eles trocaram de lugar. O resistor R5 cria um circuito OOS. O circuito C1R11 fornece correção de RF da resposta de frequência, o diodo VD1 protege o transistor contra tensões superiores a 12 V. O nível de preto é regulado em cada VU, o alcance do sinal é apenas em VU (G) e VU (B).

Passemos à unidade de controle do VP com instalação automática do UBC (é chamado de sistema ABB). Eles são amplamente utilizados em TVs da quarta geração e subsequentes, embora muitas empresas (por exemplo, SONY) continuem a usar VUs com ajuste manual de balanço de branco hoje, mesmo nos produtos mais modernos produzidos em massa, citando a alta estabilidade dos parâmetros do tubos de imagem usados.

O sistema ABB em cada meio quadro mede as correntes escuras do tubo intensificador de imagem e ajusta os níveis de amortecimento dos sinais R, G, B nas saídas VP para alinhar os pontos das características de modulação do tubo intensificador de imagem correspondentes à corrente do feixe igual a 10 μA. Conseqüentemente, a BCU é instalada não no momento de completa extinção dos raios, mas no ponto onde os tubos intensificadores de imagem ainda estão ligeiramente abertos. Acredita-se que este método de ajuste da UCU em equipamentos de massa dá quase o mesmo resultado que o ajuste manual.

A operação do sistema ABB é descrita detalhadamente em [1] e em [5]. Limitar-nos-emos a salientar que os sensores deste sistema estão localizados na unidade de controle, e os dispositivos que controlam o seu funcionamento estão na unidade de controle. Deve-se notar também que o sistema ABB é mais complexo que o sistema de ajuste manual descrito anteriormente, porém mais eficaz. O equilíbrio de branco é definido em um ciclo, enquanto em uma VU ajustada manualmente é necessário repetir o ajuste do BCH e BBB várias vezes para obter equilíbrio em todos os níveis de brilho. Ao utilizar o sistema ABB, o BBB é instalado automaticamente e você só precisa ajustar o BBB com resistores para alterar a oscilação do sinal. Numa VU deste tipo, o número de pontos de ajuste é reduzido para dois, uma vez que não são necessários resistores para definir o nível de preto. Esses computadores são implementados em transistores e microcircuitos.

Na Fig. A Figura 8 mostra um diagrama esquemático da VU da TV ELECTRON-TK550. Com pequenas modificações, tais VUs são utilizadas nos dispositivos ELECTRON-TC503, ORIZON-TC507, RUBIN-TC402/5143, HORIZONT-CTV501/525/601. Esses VEs são considerados em [6]. Em termos de construção de circuitos coletores de transistores, circuitos OOS e alimentação de tensão de referência, eles não diferem das VUs com ajuste manual de balanço de branco. A principal diferença é a presença de sensores do sistema ABB. No VU(R), o transistor VT3 e o resistor de medição R7 servem como sensor. Os valores dos resistores de medição em cada dispositivo são escolhidos de forma que a relação das correntes dos três feixes do cinescópio durante a transmissão dos pulsos de medição garanta o UBC. A metodologia para seu cálculo está disponível em [1]. O circuito R9C3VD3R8 garante a transmissão dos pulsos de medição para o VP. Os resistores para ajustar a oscilação do sinal são conectados ao VP da mesma forma que é feito nas TVs 3USTST (ver Fig. 5).

Um exemplo de construção de uma VU em microcircuitos é mostrado no diagrama da fig. 9.

Tais VUs são utilizadas na TV HORIZONT-CTV-655 [6]. Eles são montados em chips TDA6101Q - poderosos amplificadores operacionais de banda larga de alta tensão. Sua vantagem é a baixa dissipação de energia - eles não necessitam de dissipadores de calor. Nessas VUs, são utilizados resistores com potência de dissipação não superior a 0,5 W, enquanto em VUs baseadas em transistores, são necessários resistores com potência de dissipação de 2...5 W. A finalidade dos pinos do microcircuito é mostrada na figura e não requer explicação. O BBB é regulamentado em VU(G) e VU(B). É importante ressaltar que o microcircuito também pode ser utilizado para ajuste manual da UCU, caso não sejam instalados os resistores de medição R6, R7, R11, R12, como foi feito em [8], ou, conforme recomendado em [9 ], conecte os pinos 5 de todos os três microcircuitos e conecte-os através de um resistor de 100 kOhm ao fio comum.

Existem também VUs integradas de três canais. São microcircuitos TEA5101A/W com ABB e TDA6103Q com ajuste manual da unidade. O diagrama esquemático da inclusão do primeiro deles será mostrado a seguir, e o segundo é mostrado na Fig. 10, é considerado em [9].

O esquema é muito simples e não requer explicações adicionais. Para operação normal, o microcircuito necessita de um pequeno dissipador de calor: a dissipação de energia chega a 5 W. A tensão de referência é obtida a partir de uma tensão de 185 V no divisor R2R1.

A história sobre por que nas televisões modernas a largura de banda do caminho de vídeo atinge 10 MHz ou mais dá aos rádios amadores a base para modificações apropriadas nas televisões domésticas de terceira e quarta geração.

Os mais avançados são os amplificadores de vídeo (VA) para processadores de vídeo (VP) com ajuste de balanço de branco por microcontrolador, utilizados em TVs de sétima geração, que utilizam controle digital de microcircuitos. Eles podem ser divididos em dois grupos. O primeiro inclui uma VU para o VP com instalação automática do BSC (com sistema ABB) e ajuste do microcontrolador do BBB, o segundo inclui uma VU para o VP com instalação do microcontrolador de ambos os modos. Essas VUs não possuem resistores de sintonia.

Os ACs do primeiro grupo são utilizados nas TVs TVT25152/28162 [7] e THOMSON-STV2160 [10]. No primeiro caso, cada AC (Fig. 11) é montado em três transistores e é um amplificador com carga ativa (VT1, VT2) e um transistor de medição VT3. O chip DA1 é um processador de vídeo com sistema ABB, controlado através do barramento digital I 2 C. O chip digital SDA20563A508 (DD1) é um microcontrolador para o sistema de controle das funções de todas as unidades de TV, e o SDA2586 (DD2) é um chip de memória para valores digitais de configurações e ajustes. Cascata no transistor VT10 - ION.

A construção da VU não difere significativamente daquelas descritas anteriormente. No entanto, eles funcionam de maneira diferente. Já o BBCH é fornecido automaticamente. As faixas de sinal para obtenção do BBB são definidas durante a fabricação ou reparo de uma TV utilizando o microcontrolador DD1 quando este estiver operando em modo de serviço. Utilizando o menu da tela do cinescópio e do controle remoto, o operador ajusta os parâmetros de cada um dos feixes. Seus valores necessários são armazenados no chip DD2, de onde são fornecidos ao VP durante a operação. Este último utiliza informações digitais de entrada para definir controles de ganho nos canais R, G, B. Informações mais detalhadas sobre o funcionamento do barramento de controle digital I2C podem ser encontradas em [1] e em [11].

Na Fig. A Figura 12 mostra um diagrama esquemático da fonte de alimentação da citada TV THOMSON-STV2160. O chip DA1 é um processador de vídeo com sistema ABB e controle digital via barramento I2C, DA2 é um amplificador de vídeo integrado de três canais com circuitos do sistema ABB, DD1 é um microcontrolador, DD2 é um dispositivo de memória. O ION é montado no transistor VT1. Os circuitos do sistema ABB contêm elementos R11, VD4, R14, VD5, R8, R4, C1. Esta VU funciona da mesma forma que a anterior.

Um exemplo de TV em que tanto a UCU quanto o BSC são instalados por um microcontrolador é a PANASONIC-TC-14L10R/21S2 [10]. O diagrama esquemático de sua VU é mostrado na Fig. 13. Utiliza o amplificador mais simples considerado com carga resistiva em um único transistor. Chip DA1 é um processador de vídeo, DD1 é um microcontrolador, DD2 é um dispositivo de memória. O funcionamento desta unidade de controle é igual ao montado conforme os diagramas da Fig. 11 e 12, exceto que no modo de serviço são configurados não apenas o BSC, mas também a UCU.

Do que foi considerado, conclui-se que a construção de um computador durante a transição de uma geração de televisores para outra evolui no sentido da simplificação, ao mesmo tempo que melhora as características técnicas e operacionais. Cada vez isso é conseguido através do uso de componentes mais modernos e circuitos mais complexos de caminhos de cor e brilho.

Vamos ver como os parâmetros WU mudaram.

As distorções não lineares nos televisores de primeira geração (ULPT) eram muito elevadas. Para o RT do canal de brilho atingiram 12%, para o RT dos sinais de diferença de cor - até 15%. Isto foi explicado pelo alcance duas vezes maior desses sinais em comparação com o sinal de brilho. Nas televisões de segunda geração (UPIMCT), o nível de distorção na VU foi reduzido para 8%, e nos aparelhos das gerações subsequentes - para 5%.

O coeficiente de transmissão do TC nas TVs ULPCT no canal de brilho atingiu 50, e o TC dos sinais de diferença de cor atingiu 23...47. Os VAs nos modelos UPIMCT tinham coeficiente de transmissão de 47. As TVs 3USCT utilizam VAs com coeficiente de transmissão de 38, e nos modelos mais recentes não ultrapassa 20. O alcance do sinal de entrada dos UDs do modelo ULPTsT é de 1,5 V no canal de brilho e 3,2 V em dispositivos com diferença de cor. Nas TVs de segunda e terceira gerações, o VU recebeu sinais R, G, B do TDA2530, TDA3505 VP com oscilação de 2 V. Para o TDA4580 VP mais avançado é igual a 3 V, e para o TDA8362 - 4 V. O aumento do alcance dos sinais de entrada permitiu reduzir o coeficiente de transmissão da VU, o que garantiu a redução da distorção e a possibilidade de expansão da largura de banda.

As larguras de banda dos sinais de luminância, crominância e cor nas TVs UPIMCT e 3USTST (no TDA2530, TDA3501) são iguais a 5,5; 1,5...2; 5,5 MHz respectivamente, em TVs de quarta geração - 5,2; 2; 10 MHz, e em dispositivos modernos (em TDA8362 e similares) - 8; 3,5; 9...10MHz. Isso significa que nos televisores de primeira e terceira gerações, os caminhos de brilho e cores, assim como o VU, não transmitiam todo o espectro do sinal de vídeo recebido para o cinescópio. Somente nos dispositivos da quarta geração e subsequentes a largura de banda IP se expandiu, ultrapassando o valor padrão de 6,25 MHz. VPs com largura de banda estendida exigiram uma expansão correspondente da largura de banda VA para 9...10 MHz. E tal VU apareceu (ver Fig. 4, 6-13). VUs baseadas em TDA6101Q, TDA6103Q, TEA5101A/W fornecem resposta de frequência linear de até frequências de 7,5...8 MHz com consumo mínimo de energia.

Pode surgir a questão: se se justifica expandir a largura de banda do IP e VU para 6,25 MHz transmitidos pelo telecentro, por que é necessário um aumento adicional?

Lembremos que um pulso de qualquer formato pode ser representado como uma soma de componentes senoidais com frequências, amplitudes e fases correspondentes. A expressão matemática desta representação é chamada de transformada de Fourier. Permite determinar os valores dos parâmetros especificados para a frequência fundamental do pulso e seus harmônicos.

É geralmente aceito que uma linha de imagem de televisão consiste em 800 elementos. A uma frequência horizontal de 15,625 kHz, a duração do pulso retangular que representa tal elemento é de 80 ns. Corresponde a um conjunto de sinusóides com frequências de 6,25; 12,5; 18,75 MHz, etc. Para preservar aproximadamente a forma do pulso, é necessário que pelo menos parte dos harmônicos seja transmitida sem distorção de amplitudes e fases. Com largura de banda de 5,5 MHz, nenhum desses harmônicos chegará ao cinescópio e tal elemento não será reproduzido. Com uma largura de banda de caminho de vídeo de até 10 MHz, apenas oscilações senoidais da frequência fundamental de 6,25 MHz passarão por ele. Como resultado, o pulso inicialmente retangular será transmitido ao cátodo do cinescópio na forma de meia onda positiva de uma onda senoidal com amplitude reduzida e será reproduzido desfocado.

Um pulso correspondente a um detalhe de imagem com duração de dois elementos de linha, com largura de banda VP e VU de 5,5 MHz, será transmitido na frequência fundamental de 3,125 MHz, o que corresponde à clareza horizontal de 340 linhas da escala da mesa de teste. . No entanto, a imagem desta parte na tela do cinescópio ficará borrada e escura. Com largura de banda de 10 MHz, serão transmitidas a frequência fundamental, segundo e terceiro harmônicos (3,125; 6,25; 9,375 MHz). Um harmônico par aumentará a inclinação da frente do pulso, distorcendo seu decaimento, e um harmônico ímpar melhorará sua quadratura.

A reprodução dos detalhes da imagem de três elementos de linha será visivelmente melhorada, o que corresponde à clareza horizontal de 230 linhas. Com largura de banda de 5,5 MHz, serão transmitidos dois harmônicos (2,083 e 4,167 MHz), e com largura de banda de 10 MHz, quatro (outros 6,25 e 8,333 MHz).

Consequentemente, uma TV com largura de banda de vídeo de 5,5 MHz garante uma reprodução nítida de no máximo 230 detalhes de imagem por linha. Detalhes com dimensões correspondentes a 230...340 linhas serão renderizados desfocados, com limites desfocados. Os menores se fundirão em uma faixa cinza clara comum ou não serão reproduzidos.

Se a largura de banda do caminho de vídeo for expandida para 10 MHz, o limite dos traços reproduzidos com nitidez da tabela de teste será um nível de 340 linhas, e os traços no intervalo de 340 ou mais linhas ficarão ligeiramente desfocados.

Sabe-se que o sinal de vídeo na saída dos videocassetes no formato VHS tem clareza horizontal de 230...270 linhas, e no formato S-VHS - 400...430 linhas. Os programas transmitidos são transmitidos com clareza de 320 a 360 linhas. Isso significa que um receptor com largura de banda de 5,5 MHz reproduzirá bem todos os detalhes do formato VHS, exceto os menores, degradará ligeiramente a nitidez dos programas transmitidos e degradará significativamente a reprodução dos sinais S-VHS, reduzindo sua clareza quase pela metade ( de 400...430 linhas até 230...340).

Ao mesmo tempo, televisores com largura de banda de vídeo de 10 MHz reproduzirão sinais VHS com alta definição, bem como programas transmitidos, e apenas os menores detalhes da imagem no formato S-VHS terão nitidez reduzida.

Assim, para uma reprodução satisfatória de programas no formato VHS, basta ter uma largura de banda de vídeo de 5,5 MHz e, ao utilizar um gravador de vídeo S-VHS, é necessária uma largura de banda de 10 MHz.

A questão permanece obscura: por que é necessária uma banda mais larga (que 6,25 MHz) para receber programas transmitidos?

O fato é que nas TVs da quarta geração e nas subsequentes estão sendo tomadas medidas para melhorar o formato dos sinais de vídeo recebidos. Por uma série de razões (descritas detalhadamente em [1, 2] e em [12]), os pulsos que compõem o sinal de vídeo transmitido pela central de televisão não possuem formato retangular. A duração das subidas e descidas dos pulsos nos sinais de brilho pode ser (dependendo da amplitude) de até 150 ns. A duração das diferenças nos sinais de diferença de cor dos sistemas PAL e NTSC é a mesma. No padrão SECAM, eles têm duração de até 1800 ns, o que é causado pela utilização de um método diferente de modulação de subportadoras com sinais de crominância. Os sistemas PAL e NTSC usam tipos de modulação de amplitude, e o padrão SECAM usa modulação de frequência. Como resultado, a duração das mudanças nos sinais de diferença de cor depende do valor da mudança de frequência da subportadora ao passar de um detalhe da imagem com uma cor para um detalhe com uma cor diferente.

Para aumentar a intensidade das diferenças nos sinais de diferença de cores SECAM, corretores de transição de cores são introduzidos nas TVs. A base desse corretor é o microcircuito TDA4565 (análogos - K174ХА27, KR1087ХА1). O princípio de funcionamento do corretor é descrito detalhadamente na seção 8.5 em [5]. O corretor reduz a duração das alterações de 800 para 150 ns, equalizando sua inclinação nos sinais de luminância e diferença de cor e combinando-os no tempo. No entanto, ele não consegue lidar com sinais com bordas muito planas. Em [1] foi proposto o uso de um corretor adicional junto com o microcircuito, que reduz a duração da transição de cores de 1800 para 800 ns e então permite que o microcircuito TDA4565 reduza essa duração para 150 ns. O circuito de tal corretor em um transistor é considerado em [1].

As TVs mais modernas utilizam corretores de diferença de sinal no caminho de brilho, por exemplo, processadores de aprimoramento de imagem TDA9170, TDA9171 [9]. Ao analisar estatisticamente a taxa de repetição em um quadro de cinco níveis de brilho, corrige a não linearidade geral do caminho de vídeo gtot para o valor padrão de 1,2. Como resultado, todas as 10 gradações de brilho são exibidas na escala da mesa de teste, a gama de alterações na saturação das cores azul e principalmente ciano, que são mal reproduzidas dentro do sistema colorimétrico R, G, B utilizado, é ampliada O chip TDA8362 possui circuitos integrados para melhorar a clareza da imagem.

Aumentar a inclinação da queda é uma mudança em sua forma, introduzindo no sinal harmônicos de frequência mais alta que estavam ausentes no sinal recebido. A utilização de tal procedimento em televisores com largura de banda VP e VU igual a 5,5 MHz é ineficaz, pois a maior parte dos harmônicos introduzidos pelo corretor estão localizados fora desta banda e a reprodução não melhorará. Ao mesmo tempo, aumentar a largura de banda melhora a transmissão harmônica. Observemos de passagem que o corretor de transição de cores não corrige distorções de abertura em um cinescópio. Para reduzi-los, basta focar com precisão os feixes do cinescópio, reduzindo seu diâmetro.

Em TVs com frequência de varredura de quadros de 100 Hz, a largura de banda dos sinais de brilho e R, G, B é aumentada para 15...22 MHz, e para sinais de diferença de cor é de 13 MHz. Esses dispositivos usam uma VU em um chip TDA6111Q com frequência de corte de 16 MHz.

Todas as VUs consideradas foram utilizadas em televisores produzidos industrialmente, produzidos em grandes quantidades, e provaram ser eficientes. Portanto, você pode tentar usá-los para modernizar televisores de modelos desatualizados. Vamos considerar esta possibilidade.

Quanto às TVs ULPTST, a substituição de VUs de quatro lâmpadas por transistores melhoraria significativamente a qualidade da imagem, eliminaria várias lâmpadas operando em modo forçado e reduziria o consumo de energia e a dissipação de calor. Mas isso é dificultado pelo fato de que as fontes de alimentação dessas TVs são alimentadas por uma tensão de 370 V, e a tensão máxima dos transistores promissores (BF871S e similares) atinge apenas 250 V. É impossível reduzir a tensão de alimentação mantendo o método de modulação do cinescópio. Consequentemente, a substituição da VU nas TVs ULPTST só é possível com uma alteração significativa do bloco de cores com uma mudança no método de modulação do cinescópio. Tendo em conta a construção dos televisores modernos, deverá incluir a introdução de um VP nele para gerar sinais R, G, B, o que permitirá alterar o método de modulação do cinescópio e montar um VA segundo qualquer esquema mostrado na Fig. 4-7, 9, 10.

Nas TVs da série UPIMCT, é possível (e até desejável) substituir o transistor KT940A em cada módulo M2-4-1 por qualquer um dos transistores estrangeiros semelhantes listados abaixo. O resultado será uma operação mais estável do dispositivo e melhor reprodução de cores. A opção descrita em [1] parece muito racional: em vez de uma cascata em um transistor KT940A com carga resistiva, use uma cascata em dois transistores KT969A com carga ativa. Isto melhorará a qualidade do trabalho e ao mesmo tempo reduzirá pela metade a energia consumida através do circuito de alimentação de +200 V. Também é aconselhável fazer uma mudança mais significativa no design da unidade de controle: substituir os módulos M2-4-1 por qualquer um desses discutido nos diagramas da Fig. 4-7, 9, 10, montados em uma pequena placa fixada na placa do cinescópio. Isso expandirá a largura de banda do dispositivo e reduzirá drasticamente o número de peças usadas e o consumo de energia.

No 3USCT com unidade de controle construída conforme os circuitos da Fig. 5 e 8, os transistores KT940A (VT1 e VT2) podem ser substituídos por BF869 e BF422, respectivamente (ver Fig. 11) sem quaisquer alterações. Também é aconselhável transferir a unidade de controle do módulo de cores para a placa do cinescópio.

Os transistores BC557N, BC558, BC558B podem ser substituídos por KT3107I. Em vez de BF422, BF423, o transistor KT3157A pode ser usado. Os transistores 2SC2271D, 2SC3271, 2SC3063RL2, 2BC4714RL2, BF869, BF871S são intercambiáveis. Segundo livros de referência, o transistor doméstico KT969A possui parâmetros semelhantes, mas essa substituição não é equivalente. O diodo 1N4148 pode ser substituído pelo KD522B.

Literatura

1. Khokhlov B. Dispositivos de decodificação para televisores em cores. - M.: Rádio e comunicação, 1992.
2. Jaconia V., Gogol A., Druzin Y. e outros Televisão: um livro didático para universidades. - M.: Rádio e comunicação, 1997.
3. Elyashkevich S., Kishinevsky S. Blocos e módulos de televisores coloridos unificados. - M.: Rádio e comunicação, 1982.
4. TV SHIVAKI-STV202MKII, SHIVAKI-STV208MKII. - Radioconstrutor, 1998, nº 02, p. 19-30.
5. Elyashkevich S., Peskin A. TVs 3USTST, 4USTST, 5USTST. Dispositivo, ajuste, reparo. - M.: Símbolo-R, 1993.
6. Lukin I., Koryakin-Chernyak S., Yankovsky S. Projeto prático de circuitos de televisores modernos. Série "Reparar", vol. 8. - M.: Solon & Ciência e Tecnologia, 1996.
7. Peskin A., Konnov A. TVT conserto de TV. Série "Reparar", vol. 16. - M.: Sólon, 1997.
8. Microcircuito Brylov V. TDA8362 em 3USTST e outras televisões. - Rádio, 1998, nº 9-12.
9. Ponomarenko A., Anikeenko V. Microcircuitos de televisão PHILIPS, livro. 1. Série "Eletrônica Estrangeira", vol. 3. - Kiev: Ciência e Tecnologia, 1998.
10. Peskin A., Konnov A. Televisores de empresas estrangeiras. Série "Reparar", vol. 17. - M.: Sólon, 1997.
11. Peskin A., Konnov A. Barramento de controle digital I2C. - Rádio, 1996, nº 10, p. 14, 15.
12. Peskin A., Konnov A. Barramento de controle digital I2C. - Rádio, 1996, nº 10, p. 14, 15.
13. Dombrugov R. Televisão: um livro para universidades. - Kyiv: escola Vishcha, 1979.

Autor: V.Brylov, Moscou

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