ДЕКОДЕР СИГНАЛОВ, КОДИРОВАННЫХ ПО СИСТЕМЕ ПАЛ

May 7, 2010 by admin Комментировать »
В. Кетнерс

Декодер предназначен для приема сигнала цветного телевидения, кодированного по системе ПАЛ, с по­мощью телевизионных приемников всех моделей, вклю­чая модели с интегральным исполнением блока цвет­ности, рассчитанным на систему СЕКАМ. Декодер построен по принципу ПАЛД. При разработке декодера ставилась задача получения наилучшего качества цвет­ного изображения, отсутствия каких-либо ручек управ­ления, автоматического запирания канала цветности при приеме черно-белого изображения, а также воз­можности сопряжения с сенсорным переключателем ка­налов телевизора.

Принципиальная электрическая схема декодера представлена на рис. 1. Декодирующее устройство содержит канал R-У, канал В-У, канал восстановления поднесущей частоты и канал цветовой синхронизации.

Система восстановления поднесущей. Качество вос­произведения цветного изображения в большой степени зависит от точности работы и помехоустойчивости си­стемы восстановления поднесущей. Канал восстановле­ния поднесущей состоит из каскадов, собранных на транзисторах VT5, VT13, VT14, и фазового детектора сигнала ошибки на диодах VD3, VD4.

На задней площадке строчного гасящего импульса расположен пакет синусоидального напряжения часто­той 4,43361875 МГц, содержащий от 8 до 12 периодов, который обычно сокращенно называется вспышкой. Вспышка служит для управления частотой и фазой местного кварцевого генератора, который собран на транзисторе VT13. Вспышка имеет фазовую манипуля­цию с периодом в две строки. На строке + (R — У) на­чальная фаза вспышки равна — 135°, а на строке — (R — У) начальная фаза равна +135°. Фазовая мани­пуляция вспышки необходима для получения сигнала с периодом в две строки, который управляет триггером коммутации фазы цветового сигнала.

Полный цветовой сигнал с выхода эмиттерного по­вторителя прямого канала VT3 через конденсатор СЮ подается на вход стробированного усилителя вспышки, который собран на транзисторе VT5. Во время активной части строки усилитель заперт положительным напря­жением, поступающим на эмиттер с делителя R18, R19, и отпирается только на время обратного хода по строкам положительным импульсом, поступающим на базу тран­зистора через резистор R16. В связи с тем что частот­ный спектр тока транзистора VT5 содержит и низко­частотную составляющую, в цепях развязки этого каскада помимо малоиндукционных конденсаторов не­большой емкости использованы также электролитиче­ские конденсаторы. В противном случае ухудшается цветовая синхронизация. Амплитуда выделенной вспыш­ки на коллекторе VT5 составляет 20…30 В от пика до пика. Коллекторной нагрузкой транзистора этого кас­када является контур L7C23, настроенный на частоту заполнения вспышки.

Фазовый детектор имеет противофазные входы для подачи на него вспышки через конденсаторы С22 и С24, а также вход для напряжения местного кварцевого генератора через конденсатор СЗО. При неравенстве час­тот вспышки и кварцевого генератора возникает режим биений, фаза которых такова, что варикап VD10 стре­мится поднести частоту кварцевого генератора к частоте вспышки. При равенстве частот фазовый детектор вы­дает на варикап постоянное напряжение, пропорцио­нальное косинусу разности фаз исходных напряжений. Элементы С31, R51 и С32 отфильтровывают высокоча­стотную составляющую управляющего напряжения. При любом изменении частоты и фазы кварцевого генератора кольцо ФАПЧ стремится вернуть частоту и фазу квар­цевого генератора к частоте и фазе вспышки.

К деталям кварцевого генератора особых требова­ний не предъявляется, так как полоса захвата ФАПЧ составляет несколько сотен герц, и этого вполне доста­точно для его надёжной работы. Емкости конденсаторов С47, С48 могут выбираться в пределах от 120 до 240 пФ. В качестве варикапа можно использовать KB 102 или Д901 с любым буквенным индексом. Емкость конден­сатора С42 подбирается в зависимости от типа кварце­вого резонатора в пределах от нуля до 100 пФ. Сигнал кварцевого генератора усиливается каскадом, собранным на транзисторе VT14 по схеме с параллельным питани­ем, что позволило исключить применение магнитно-свя­занных обмоток. С выхода усилителя восстановленная поднесущая подается на фазовый детектор ФАПЧ и синхронные детекторы цветоразностных сигналов.

Обработка и демодуляция сигнала ПАЛ. Сигнал цвет­ности прямого канала подается на эмиттерный повтори­тель, собранный на транзисторе VT3. Использование эмиттерного повторителя улучшает цветовую синхрони­зацию и позволяет произвести корректное матрицирова­ние. Сигнал цветности задержанного канала подается на фазоинвертор, собранный на транзисторе VT1. Про­тивофазные сигналы с фазоинвертора и сигнал с выхода эмиттериого повторителя подаются на матрицу из рези­сторов R6, R7, Rll, R12, которая выполняет суммиро­вание и вычитание сигналов прямого и задержанного каналов. При идеальной ультразвуковой линии задерж­ки телевизора и равенстве исходных сигналов на выхо­де матрицы образуются два сигнала цветности, находя­щиеся в квадратуре (взаимный сдвиг фазы на 90е). В этом случае полностью компенсируются дифференци­ально-фазовые искажения, возникающие в канале связи.

Однако при недостаточно высоком качестве линии за­держки или неравенстве амплитуд сигналов прямого и задержанного каналов могут возникнуть указанные искажения, проявляющиеся в виде разнояркости строк, особенно на желтом и голубом цветах. Для установки равных амплитуд в схему введены регуляторы уровней на переменных резисторах R1 и R10. Помимо известных преимуществ, прием по системе ПАЛД по сравнению с системой ПАЛС характеризуется следующей особен­ностью. При некорректной настройке системы ПАЛ0 по­лучается разный цветовой тон строк, при некоррект­ной же настройке системы ПАЛД появляется лишь раз-нояркость строк, что гораздо менее заметно.

С выходов матрицы сигналы цветности поступают на усилители, собранные на транзисторах VT2 и VT4 с регулируемым коэффициентом усиления, чем дости­гается регулировка насыщенности. В качестве коллек­торных нагрузок транзисторов используются контуры, образованные катушками индуктивности LI, L4 и пара­зитными емкостями. Контуры настраиваются в резонанс на частоту 4,43 МГц. Для получения необходимой поло­сы пропускания контуры шунтированы резисторами. Эмиттеры обоих транзисторов замыкаются по постоян­ному току на «землю» через резисторы R26, R29 и про­межуток коллектор — эмиттер транзистора VT15.

Усиленный спектр сигнала синего через эмиттерный повторитель на транзисторе VT10 поступает для демо­дуляции на синхронный детектор. Спектр сигнала крас­ного предварительно инвертируется через строку с использованием инвертора на транзисторе VT8 и ком­мутатора на диодах VD1 и VD2. Для поочередного отпирания — запирания диодов на них через резисторы R38, R39 подаются противофазные меандры с симме­тричного триггера телевизора. Затем сигнал красного через эмиттерный повторитель на транзисторе VT9 по­ступает на синхронный детектор для демодуляции. Использование перед синхронными детекторами эмит-терных повторителей обеспечивает согласование высо­кого выходного сопротивления предыдущих каскадов с диодными схемами синхронных детекторов.

clip_image002

Рис. 1. Принципиальная схема декодера

В блоках цветности интегрального исполнения БЦИ-1 полосовой фильтр выделения сигнала цветности имеет пологие склоны частотной характеристики и пропускает частоты порядка 3,0 и 5,5 МГц. Частота 3 МГц, проходя в декодер, создает окрашивание вертикальных яркост-ных переходов в зеленый цвет. Частота 5,5 МГц создает с поднесущей системы ПАЛ 4,43 МГц биения. Разност­ная частота 1,07 МГц оказывается хорошо заметной на цветных полосах в виде муара, который перемещается в такт со звуковым сопровождением. Для устранения этих помех на входе прямого сигнала введены режек-торные контуры L2C5 и L3C6. Режекторные контуры подключаются и настраиваются в последнюю очередь, так как они могут случайно оказаться настроенными на частоту поднесущей. Их настройку лучше всего про­изводить с помощью сигнал-генератора. При работе с другими блоками цветности режекторные контуры из схемы декодера можно исключить.

Синхронные детекторы предназначены для демоду­ляции сигнала при фазокогерентном приеме с подав­ленной несущей. Они имеют два входа: вход для спектра сигнала и вход для напряжения местного генератора. Напряжение генератора должно быть на порядок боль­ше напряжения сигнала. Выходное напряжение синхрон­ного детектора равно произведению входных напряже­ний на косинус угла их разности фаз. Контур синего L6C41 настроен точно в резонанс на частоту 4,43 МГц. Если фазу его колебаний принять за нуль, на него подается спектр сигнала с фазой от нуля до 180°. Кон­тур красного L5C37 имеет небольшую емкостную связь с контуром синего через конденсатор С38, вдобавок он несколько расстроен относительно частоты 4,43 МГц. Вследствие этого напряжение на контуре красного сдви­нуто относительно напряжения на контуре синего на 90°, то есть напряжения на контурах находятся в квад­ратуре. Поэтому на синхронный детектор красного спектр сигнала поступает в фазе от 90 до 270°. Продук­ты демодуляции вместе с постоянной составляющей через эмиттерные повторители на транзисторах VT11 и VT12 поступают на выход декодера. Постоянную со­ставляющую цветоразностных сигналов совершенно не­обходимо передавать вплоть до кинескопа, в противном случае будут наблюдаться специфические искажения. Так, белый круг на красном фоне будет воспроизводить­ся явно голубым («отрицательный» красный цвет), лицо человека на желтом фоне станет синеватым.

Система цветовой синхронизации. Система цветовой синхронизации необходима для устанозки правильной фазы колебаний симметричного триггера, находящегося в телевизоре. Благодаря фазовой манипуляции поднесу­щей вспышки через строку, на резисторах R47, R48 фазового детектора в канале восстановления поднесущей образуются короткие биполярные импульсы полустроч­ной частоты малой амплитуды в связи с тем, что со­противления этих резисторов выбраны большими. Это сделано для того, чтобы основная энергия сигнала ошибки, вырабатываемого фазовым детектором, направ­лялась к варикапу. Для согласования с высоким вы­ходным сопротивлением фазового детектора в точке соединения указанных резисторов первым каскадом системы цветовой синхронизации является эмиттерный повторитель на транзисторе VT6. Нагрузкой второго, усилительного каскада на транзисторе VT7 является колебательный контур, настроенный на полустрочную частоту 7812,5 Гц. Колебательный контур — система инерционная, переходные процессы в нем занимают вре­мя многих строк и поэтому такая система наиболее помехоустойчива из всех известных. Синусоидальный сигнал полустрочной частоты через С26, R54 подается на симметричный триггер телевизора, производя кор­ректировку его фазы или подтверждая его состояние. Отсутствие колебаний на контуре L10, С15 использует­ся для опознавания черно-белого изображения и авто­матического запирания канала цветности. Для этого служит выпрямитель, собранный на элементах С25, VD12, VD11, СЗЗ по схеме удвоения напряжения, и тран­зистор VT15, работающий в ключевом режиме. Пока транзистор VT15 заперт, эмиттеры транзисторов VT2 и VT4 отключены от «земли», и оба канала цветовых сигналов заперты. При появлении цветового сигнала выпрямитель выдает на базу транзистора VT15 поло­жительное напряжение, транзистор отпирается до на­сыщения и открывается путь для эмиттерных токов транзисторов VT2 и VT4.

clip_image004

Рис. 2. Конфигурация печатных проводников платы декодера

При просмотре черно-белых передач во время силь­ных помех на контуре опознавания может появиться небольшая амплитуда полустрочной частоты, приводя­щая к приоткрыванию каналов цветности. Во избежание этого в цепь эмиттера VT15 введена нелинейная обрат­ная связь по току за счет включения светодиода HL1, который одновременно может служить индикатором на­личия цветного сигнала.

Система автоматического переключения ПАЛ — СЕКАМ. Цветовые каналы декодера должны быть вклю­чены взамен соответствующих каналов используемого телевизора. Поэтому в схеме телевизора разрываются те цепи, к которым должны быть подключены входы и выходы декодера. При приеме цветового сигнала по системе СЕКАМ эти разрывы должны восстанавливать­ся. Для указанной коммутации в декодере используют­ся реле типа РЭС9, паспорт РС4.524.200 или РС4.524.201. Контактами реле К2 коммутируются входы каналов цветности, а контактами реле КЗ — их выходы. Указан­ные контакты этих реле изображены на схеме, в отли­чие от общепринятого, в таком состоянии, когда реле находятся под током, чтобы показать путь сигналов при работе декодера. На схеме указаны номера выводов реле, так что ошибка при подключении исключена. При использовании телевизора с сенсорным переключением каналов возникает возможность автоматического вклю­чения декодера при включении того канала, передачи которого ведутся по системе ПАЛ. В этом случае вы­ходы соответствующих сенсорных триггеров подклю­чаются к диодам VD13 — VD15 и далее, к базе управ­ляющего ключевого транзистора VT16. При включении одного; из каналов, к сенсору которого подключен диод, управляющий транзистор отпирается и срабатывает реле К1, того же типа, что К2 и КЗ. Контактами К1.1 включается питание декодера и срабатывают реле К2 и КЗ. Контактами К1-2 производится коммутация кон­денсаторов фильтра «Клёш» в телевизоре. Поэтому реле К1 должно располагаться в телевизоре поблизости от фильтра «Клёш». На контакты 2 и 7 реле К1 подается питание от телевизора, контакт 1 подключается к кол­лектору транзистора VT16, контакт 6 соединяется с клеммой питания +30 В декодера. Можно также про­изводить включение декодера вручную при помощи кнопки с фиксацией SB 1.

clip_image006

Рис. 3. Расположение элементов на плате

Конструкция декодера. Декодер собран на печатной плате, показанной на рис. 2, размером 90X184 мм. Рас­положение элементов схемы показано на рис. 3. На ри­сунках печатной платы не показаны некоторые прово­лочные перемычки, чтобы не загромождать чертеж. Однако их расположение легко определяется по прин­ципиальной схеме. Перемычки обозначены одинаковыми буквами на рисунке расположения элементов платы.

Диод VD16, так же как и реле К1, кнопка SB1, уста­новлены в телевизоре.

В конструкции необходимо использовать малогаба­ритные детали. Для намотки катушек индуктивности используются стандартные четырехсекционные каркасы от транзисторных приемников диаметром 4…6 мм. На­мотка производится проводом ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. Катушки LI, L4, L9 содержат 4X25 витков, катушки L2, L3 — 4X15 витков, L5, L6 и L7 — 4X20 витков с отводом от середины, L8 — 4X16 витков. Катушка L10 наматывается проводом ПЭВ диаметром 0,08 мм намоткой типа «Уннверсаль» или внавал между щечками. Диаметр каркаса 4 мм, наружный диаметр катушки 13 мм, длина намотки или расстояние между щечками 17 мм. Мотать до заполнения. В качестве LI0 можно использовать готовую катушку 4L1 от черно-бе­лого телевизора (стабилизирующий контур строчной развертки), катушку 3L1 от цветного телевизора (кон­тур задающего генератора строк блока БР-2) или ка­тушку L1 от модуля УМ2-1-1 телевизоров блочно-мо-дульной конструкции. В последнем случае емкость кон­денсатора С15 берется равной 0,022 мкФ. Дроссели L11, L12 наматывают рядовой намоткой на ферритовых сер­дечниках диаметром 3 и длиной 10 мм. Дроссели содер­жат по 40 витков провода ПЭВ диаметром 0,1 мм.

Подключение декодера к телевизору СЕКАМ. Деко­дер является универсальным, функционально закон­ченным устройством, способным работать совместно с цветным телевизором любой марки. Несмотря на это, подключение декодера к каждому телевизору требует индивидуального подхода. При этом нужно руководство­ваться следующими принципами. Уровни входных пря­мого и задержанного сигналов должны быть одинаковы и составлять примерно 1 В по размаху на экране осцил­лографа. Их можно наблюдать на эмиттерах транзи­сторов VT1 и VT3. Выходные уровни сигналов R-У и В-У также должны иметь амплитуду 1 В, на эмиттерах транзисторов VT11 и VT12. В случае необходимости получения выходных противофазных сигналов для не­которых моделей телевизоров снимается соответствую­щая перемычка (или обе перемычки) с резисторов R65, R69 и сигналы снимаются с коллекторов транзисторов. Строчный синхроимпульс, поступающий на резистор R16, должен быть положительной полярности и амплитудой от 10 до 50 В. По времени он должен совпадать со вспышкой, которая расположена на гасящем импуль­се после строчного синхроимпульса в составе телеви­зионного сигнала. Совпадение этих импульсов показано на осциллограммах у входа канала восстановления под-несущей. Такой строчный синхроимпульс можно, напри­мер, снять с вывода 4 выходного строчного трансфор­матора ТВС-90ПЦ11. В телевизорах, где используется строчный трансформатор ТВС-90ЛЦ5, амплитуда строч­ного импульса на выводе 4 достигает 100 В. В этом случае сопротивление резистора R16 следует увеличить до 200 кОм. При использовании кварцевого резонатора типа ВМ-2 на частоту 4,43 МГц от видеомагнитофона «Электроника ВМ-12» катушка L8 в генераторе подне-сущей из схемы исключается. Точную настройку часто­ты и фазы производят с помощью переменного резисто­ра R44 и конденсатора С42. Сложнее оказывается под­ключение импульсов установки фазы симметричного триггера к телевизору. Это связано с различными фрон­тами и уровнями установки триггеров в разных телеви­зорах. Для увеличения уровня этих импульсов прихо­дится увеличивать сопротивление резистора R32 (или вовсе удалять его) и уменьшать сопротивление резисто­ра R54. В телевизорах системы СЕКАМ на входе блока цветности включен фильтр высокочастотной коррекции предыскажений, который обычно называется фильтром «Клёш», настроенный на частоту 4,2 МГц. Для его использования при сигнале по системе ПАЛ необходимо его перестраивать на частоту 4,43 МГц, что достигается коммутацией конденсаторов контактами реле К 1.1. Ино­гда предлагают фильтр «Клёш» шунтировать резистором для расширения его полосы пропускания. Однако тогда при плохих записях будет теряться вспышка и не будет работать цветовая синхронизация.

При использовании ламповых телевизоров схему можно упростить, исключив выходные эмиттерные по­вторители цветоразностных сигналов. При этом в кана­ле красного из схемы декодера исключаются R56, R57, R65, R66 и VT11. Смещение на лампы подается через средний вывод катушки L5, а точка соединения рези­сторов R63, R64 подключается к сетке лампы (6Ж5П или триод 6Ф12П). Аналогичные изменения производят­ся в канале синего.

Для включения декодера, коммутации входов и вы­ходов и конденсаторов фильтра «Клёш» можно исполь­зовать и более современную электронную коммутацию, однако она очень специфична для каждого типа теле­визора. Поэтому для начала все же лучше применить простые электромагнитные реле. Можно также отка­заться от автоматической коммутации и использовать ручное переключение при помощи переключателя типа П2К с соответствующим количеством контактных груши Соединительные провода длиной до 50 см заметных искажений в работу не вносят.

Настройка. Настройка и регулировка декодера про­изводятся в следующем порядке.

1. Включить принудительно канал цветности ручным выключателем и, замыкая на общий провод конденсатор С51, проверить режимы транзисторов (поступление пи­тания, наличие коллекторных токов, отсутствие насы­щения).

2. Подключая тестер с последовательным конденса­тором емкостью 10 пФ к базам транзисторов VT11 и VT12, настроить контуры синхронных детекторов по максимуму напряжения.

3. Сердечником катушки L8 подвести частоту квар­цевого генератора к возникновению режима захвата частоты. Если это не удастся, подобрать емкость кон­денсатора С42.

4. При приеме сигнала цветных полос и включенном синем прожекторе кинескопа получить изображение че­тырех синих полос при симметрии захвата ФАПЧ (ре­гулируется сердечниками катушек L7 и L8).

5. Включить красный прожектор кинескопа и враще­нием сердечника катушки L5 добиться максимальной яркости красных полос. Аналогично подстроить катуш­ку L6. Включить все прожекторы и получить правиль­ную цветовую последовательность цветных полос. Не­сколько раз включая и выключая сигнал, убедиться в том, что цветовая синхронизация четко срабатывает.

6. Установкой переменных резисторов R1 и R10 устранить чересстрочную структуру левого, так называе­мого «серого», квадрата телевизионной испытательной таблицы. Сердечником катушки L8 добиться, обесцве­чивания серого квадрата, проверяя симметрию захвата ФАПЧ. Если при этом правый серый квадрат имеет чересстрочную структуру и слегка окрашен, это указывает на неточность ультразвуковой линии задержки телевизора. Для обесцвечивания правого квадрата нуж­но подобрать линию задержки или использовать УЛЗ-64-4 или УЛЗ-64-5, которые согласно ГОСТу спо­собны работать в системе ПАЛ.

7. Подключить тестер через конденсатор емкостью 0,01 мкФ к коллектору VT7 и настроить контур опозна­вания сердечником катушки L10 по максимуму напря­жения. Проверить работу цветовой синхронизации в условиях помех, при необходимости подобрав сопротив­ление резистора R54.

8. Снять перемычку с конденсатора С51 и подобрать сопротивление резистора R53: при приеме сигнала ПАЛ напряжение на коллекторе транзистора VT15 должно падать почти до нуля.

9. Подключить режектор 5,5 МГц (для БЦИ-1) и ликвидировать муар 1,07 МГц, Подключить режектор 3,0 МГц (для БЦИ-1) и ликвидировать окрашивание в зеленый цвет вертикальных яркостных переходов.

В заключение хочется отметить, что декодер, собран­ный на транзисторах, работает лучше, чем декодеры на импортных микросхемах 2522 или 3510. Искажения «через строку» в основном возникают из-за неточной работы ультразвуковой линии задержки телевизора, к которой в системе ПАЛ предъявляются значительно более жесткие требования, чем в системе СЕКАМ. Иска­жения проявляются в виде утолщенных строк. В дей­ствительности появляется разнояркость строк из-за фа­зовых искажений в тракте передачи — приема, которые должны компенсироваться и устраняться линией за­держки. Из отечественных линий задержки наилучшими параметрами обладает УЛЗ-64-8. Она обладает более точным значением номинальной задержки, значительно меньшим изменением задержки при колебаниях темпе­ратуры и сильнее подавляет паразитные отражения, кратные тройному времени номинальной задержки. Сле­дует, однако, учесть, что при замене УЛЗ-64-4 или УЛЗ-64-5 на УЛЗ-64-8 необходимо изменять также эле­менты согласования линии на ее входе и выходе. – Па­раметры этих элементов можно найти в схеме телеви­зора, в котором данная линия используется. По техни­ческим условиям для УЛЗ-64-8 на входе и выходе должны быть установлены резисторы сопротивлением 390 Ом и индуктивности 6,8 мкГн.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты