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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Interruptor de sinal automático. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Televisão, equipamento de vídeo Uma parte significativa dos modelos baratos de TVs e monitores de computador em uso não possui o número de entradas necessárias nas condições modernas para conectar fontes de sinal externas, e os receptores de televisão desatualizados são equipados principalmente com apenas uma entrada de vídeo composto. Isto é inconveniente se você precisar conectar vários dispositivos de reprodução de vídeo (reprodutor de vídeo, sintonizador de satélite, console de jogos, reprodutor móvel ou filmadora) a uma TV ou monitor de computador equipado com uma entrada de vídeo e um decodificador PAL/NTSC. A troca frequente de conectores leva, no final, à sua falha. Para reduzir significativamente esses problemas, recomenda-se a montagem de um comutador automático de sinal relativamente simples, que simplificará o procedimento de utilização de diversos equipamentos de vídeo e aumentará a confiabilidade de sua operação.
O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na fig. 1. É um comutador de sinal eletrônico com duas entradas de vídeo e áudio. Suas saídas são conectadas respectivamente à entrada de vídeo composto da TV (monitor) e à entrada de áudio, mas também pode ser conectada ao conector SCART através de um adaptador. O dispositivo é construído em circuitos integrados NJM2233BS com duas entradas, comutadas seletivamente para uma saída. A frequência máxima de operação dos chips chega a 10 MHz. Um interruptor de sinal de áudio é montado no chip DA1. Quando um nível de baixa tensão está presente em sua entrada de controle SW1, um sinal passa para a saída OUT do microcircuito, passando pela entrada “Áudio 1” até sua entrada IN1. Com um nível alto na entrada SW1 da tensão de controle, o sinal da entrada “Áudio 2” passará para a saída do switcher. Os capacitores C2 e C3 evitam a penetração de radiofrequências em ambas as entradas do microcircuito, incluindo sinais de vídeo, caso sejam alimentados erroneamente nas entradas de áudio do switch. O comutador de sinal de vídeo, implementado no chip DA2, funciona de forma semelhante. O sinal de vídeo "Vídeo 1" vai para a saída em um nível de tensão baixo na entrada de controle, e o sinal de vídeo "Vídeo 2" - em um nível alto. Deve-se ter em mente que na ausência do sinal de vídeo “Video 1”, um nível alto está sempre presente na entrada de controle. Mais sobre isso será discutido mais tarde. Os resistores R1 e R2 combinam a impedância de entrada do comutador com a impedância de saída das fontes de sinal de vídeo. Os diodos Zener VD1-VD4 e os diodos VD7-VD10 protegem as entradas e saídas dos microcircuitos contra pulsos de alta tensão que podem ocorrer ao conectar cabos de sinal a dispositivos alimentados por CA. Normalmente, a diferença de tensão entre os fios comuns de dois dispositivos "não aterrados" com fontes de alimentação chaveadas não excede 600 V, mas às vezes devido a características do circuito, por exemplo, na ausência de resistores de descarga entre os circuitos primário e secundário do chaveamento unidade, essa tensão pode atingir 10 kV ou mais. Um sinal típico disso deve ser chamado de salto de faísca entre as partes do pino e do soquete do conector à medida que se aproximam. Os pares de sinais fornecidos (áudio e vídeo) podem ser trocados automaticamente. Se o sinal de vídeo chega apenas à entrada “Vídeo 2”, então ambas as chaves passam para as saídas os sinais que chegam às entradas IN2 dos microcircuitos DA1 e DA2. Isso ocorre porque, conforme mencionado acima, uma tensão de alto nível (cerca de 5 V) atua nas entradas de controle de ambos os microcircuitos. Se o sinal de vídeo também for aplicado à entrada “Vídeo 1”, independentemente de haver ou não sinal de vídeo na entrada “Vídeo 2”, ambos os microcircuitos comutam e passam os sinais que chegam às suas entradas IN1. A comutação das chaves é controlada por um nó montado nos transistores VT1 e VT2. O sinal de vídeo que chega à entrada “Vídeo 1” através do circuito R12C1 passa para a base do transistor VT1, é amplificado e alimentado através do capacitor de isolamento C8 ao retificador, feito nos diodos VD5 e VD6. A ondulação da tensão retificada é suavizada pelo capacitor C9. Uma tensão constante dele atua através do resistor R17 na junção emissora do transistor VT2, abrindo-o. A tensão entre o coletor e o emissor do transistor VT2 e, conseqüentemente, a tensão nos pinos 7 dos microcircuitos DA1 e DA2 torna-se próxima de zero. Como resultado, ambos os microcircuitos passam a comutar os sinais que chegam às suas entradas IN1. Portanto, a entrada “Vídeo 1” tem precedência sobre a entrada “Vídeo 2”. Se, na presença de um sinal de vídeo na entrada “Vídeo 1”, você deseja passar o dispositivo para a comutação de sinais das segundas entradas, pode utilizar o botão SB1 com fixação. Quando seus contatos estão fechados, os sinais de suas segundas entradas passarão para a saída da chave. Com esta lógica de funcionamento da comutação automática, é desejável ligar a fonte de sinal mais utilizada, como um leitor de DVD, às suas segundas entradas, e ligar o dispositivo menos utilizado às primeiras entradas, que terão prioridade, como um console de videogame. Os nós da chave são alimentados por um estabilizador paramétrico montado nos transistores VT3 e VT4. O transistor de efeito de campo VT4 funciona como fonte de corrente estável para o diodo zener VD11. O diodo VD12 protege o dispositivo contra conexão inadequada da tensão de alimentação. Se esta situação for excluída na chave finalizada, o diodo pode ser omitido. Embora a tensão de alimentação dos microcircuitos possa ser de 5 a 13 V, para eles é escolhido um valor de 10,5 V. Isso se deve ao fato de que em uma tensão inferior a 9 V, a qualidade da sincronização pode se deteriorar em TVs domésticas antigas nas quais o dispositivo de sincronização de varredura é montado em um microcircuito K174XA11. Ambos os microcircuitos do aparelho são alimentados por uma tensão estável através dos filtros L1C10C12 e L2C11C13, o que evita moiré e outros defeitos semelhantes na imagem. O LED HL1 indica a presença de tensão de alimentação. O dispositivo consome 30 mA com tensão de entrada de 12 V. Nenhuma degradação na qualidade do vídeo foi observada ao usar o switcher.
Todas as partes do dispositivo, exceto o botão SB1, todos os soquetes "Tulip" e o LED HL1, são montados com dobradiças em uma placa de circuito de 78x65 mm. Sua orientaçãoa localização oriental é vista na fig. 2. O verso da placa não é mostrado, pois a maioria das conexões é feita com os cabos das próprias peças, e os jumpers necessários são feitos com o fio MGTF-0,03. O fio comum (fio de alimentação negativo) da chave é feito na placa em forma de letra Ш riscada com fio de montagem trançado com diâmetro de 1 mm. Os resistores no dispositivo podem ser pequenos. Capacitores não polares - K10-50 ou análogos. Na chave montada pelo autor, são utilizados resistores R16 e R17, bem como capacitores cerâmicos C10, C11 e C18, para montagem em superfície. Capacitores de óxido - K50-35, K53-19, K53-30, etc. As bobinas L1 e L2 podem ser instaladas em qualquer tamanho pequeno e de baixa potência com uma indutância na faixa de 10 ... 100 μH. O autor usou bobinas de montagem em superfície de um disco rígido de computador antigo. Todos esses elementos estão localizados no verso da placa. Os diodos 1N914 (VD5-VD10) podem ser substituídos por 1N4148 ou KD503, KD521, KD522 com qualquer índice de letras e MUR120 (VD12) - por qualquer uma das séries 1 N4001 -1N4007, KD105, KD208, KD243. Em vez de diodos zener BZV55C-6V2 (VD1-VD4), você pode usar qualquer um dos diodos zener 1N4735A, 1N4734A, BZV55C-5V1, TZMC-6V2 e em vez do diodo zener BZV55C-11 (VD11) - qualquer um dos TZMC-11, 1N4741A, KS211Zh. Os transistores STS9014 (VT1, VT2) são BC547 ou SS9014 intercambiáveis, bem como KT3102, KT6111 com qualquer índice de letras e transistor 2SD2058 (VT3) - qualquer um dos KT817, KT819, KT863. Em vez de um transistor de efeito de campo KP303V (VT4), qualquer uma das séries KP303, 2P303, KP307 com uma corrente de dreno inicial de 2.3 mA servirá. Ao substituir, deve-se levar em consideração as diferenças nas pinagens das séries de transistores mencionadas. Os microcircuitos NJM2233BS são fabricados no pacote SIP-9. Eles podem ser facilmente substituídos por NJM2233BL semelhante em um pacote SIP-8 com pinagem semelhante. Os microcircuitos NJM2233BX em pacotes com um arranjo de pinos de duas fileiras têm uma pinagem significativamente diferente. O switch pode ser alimentado por qualquer unidade com tensão de saída constante de 12.24 V, capaz de fornecer uma corrente de saída de pelo menos 30 mA. Por exemplo, qualquer unidade de amplificadores de antena é adequada se você substituir o estabilizador 78L12 por um mais potente e aumentar a capacitância do capacitor do filtro de tensão retificada. Ao incorporar o switch em uma TV ou monitor, você pode usar uma fonte de tensão adequada disponível lá, por exemplo, uma fonte de tensão de 12 ... 18 V, que geralmente opera em modo leve, projetada para alimentar lâmpadas de retroiluminação UMZCH ou LCD. Quando o dispositivo é alimentado pela mesma fonte com tensão de saída constante, um resistor pode ser instalado em vez de um transistor de efeito de campo (VT4). Sua resistência é escolhida de forma que a corrente através do diodo Zener VD11 fique na faixa de 2.3 mA. Neste caso, o capacitor C19 deve ter uma capacitância na faixa de 47...100 microfarads. O estabilizador também pode ser montado em qualquer microcircuito adequado do pacote TO-220, por exemplo LM78M12, e a tensão mínima de alimentação de entrada deve ser de pelo menos 15 V.
O layout do design do switch é mostrado na fig. 3. Na tampa superior da caixa há conectores de entrada (esquerda) e saída, um botão SB1 para comutação de sinais de entrada, conectores para alimentação de tensão e um LED HL1. Um interruptor montado de forma inequívoca começa a funcionar imediatamente e não requer ajuste. Este dispositivo é conveniente para usar não apenas para comutação automática de sinais de duas fontes diferentes, mas também como uma espécie de “buffer”, por exemplo, durante reparos ao conectar um DVD player e uma TV, quando um dos dispositivos está com defeito. Isso reduzirá a chance de danos a um dispositivo utilizável. Embora o comutador contenha nós para proteção de circuitos integrados, nós de proteção semelhantes podem não estar presentes em dispositivos comutados. Portanto, é desejável conectar vários equipamentos mesmo através da chave descrita quando todos os dispositivos envolvidos estiverem completamente desconectados da rede elétrica. Caso seja necessário comutar sinais de áudio multicanal, então é necessário definir o número adequado de nós montados nos microcircuitos NJM2233BX, ligando-os de forma semelhante ao microcircuito DA1 do dispositivo considerado. Neste caso, pode ser necessário instalar o transistor VT3 em um pequeno dissipador de calor. Autor: A. Butov
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