7.2.1. Функциональная схема радиоканала вещательного телевизионного приемника
В соответствии с выполняемыми функциями схема радиоканала представлена на рис. 7.6. Сигнал от приемной антенны поступает на вход селектора каналов (тюнера), который обеспечивает настройку приемника на выбранный канал, усиление сигнала и его преобразование на промежуточную частоту.
Сигналы промежуточных частот изображения и звукового сопровождения усиливаются в усилителе промежуточных частот изображения (УПЧИ) и поступают на видеодетектор (ВД). Схема, в которой сигналы промежуточных частот изображения и звукового сопровождения усиливаются в общем УПЧИ, называется одноканальной. Рис. 7.6.
Функциональная схема радиоканала: СК – селектор каналов; УПЧИ – усилитель промежуточной частоты изображения; СС – селектор синхроимпульсов; ПФ – полосовой фильтр; УПЧЗ – усилитель промежуточной частоты звукового сопровождения; ЧД – частотный детектор; ПЦТВ – полный цветовой телевизионный видеосигнал; ССИ – строчные синхроимпульсы; КСИ – кадровые синхроимпульсы; СЗС – сигнал звукового сопровождения; АРУ – автоматическая регулировка усиления; АПЧГ – автоматическая подстройка частоты гетеродина Видеодетектор преобразует радиосигнал промежуточной частоты изображения в полный цветовой телевизионный видеосигнал и преобразует радиосигнал промежуточной частоты звукового сопровождения в радиосигнал второй промежуточной частоты звукового сопровождения. После видеодетектора сигналы изображения и звукового сопровождения разделяются частотными фильтрами.
Качество сборки современных телевизоров.
Режекторный фильтр (РФ) настраивается на значение второй промежуточной частоты сигнала звукового сопровождения и не пропускает этот сигнал в видеоканал телевизора. Таким образом, после режекторного фильтра выделяется полный цветовой телевизионный сигнал ПЦТВ.
Полосовой фильтр (ПФ) также настраивается на вторую промежуточную частоту сигнала звукового сопровождения, но, в отличие от РФ, пропускает этот сигнал для дальнейшего усиления в усилителе промежуточной частоты звукового сопровождения (УПЧЗ). Видеосигнал на вход УПЧЗ не проходит.
С выхода УПЗЧ напряжение второй промежуточной частоты звукового сопровождения поступает на частотный детектор (ЧД). На выходе частотного детектора образуется сигнал звуковых частот – сигнал звукового сопровождения СЗС. В дальнейшем этот сигнал усиливается в звуковом канале телевизора и воспроизводится громкоговорителем.
Сигнал на выходе видеодетектора содержит строчные и кадровые синхроимпульсы (ССИ и КСИ), необходимые для синхронизации устройств строчной и кадровой разверток телевизора. Эти импульсы выделяются селектором синхроимпульсов СС. Для выделения импульсов используется амплитудный селектор, который пропускает на выход только импульсы, превышающие порог ограничения.
Значение порога ограничения выбирается выше уровня гасящих импульсов. Выделенные амплитудным селектором строчные и кадровые синхроимпульсы поступают далее на схему разделения импульсов по длительности. Короткие ССИ выделяются дифференцирующей цепочкой, более длинные КСИ – интегрирующей цепочкой.
Полная структурная схема кабельного телевидения (от приёмной антенны, до абонентского телевизора)
Далее импульсы поступают на схемы синхронизации строчной и кадровой разверток. Важную роль в работе радиоканала играют две системы автоматического управления: система автоматической регулировки усиления (АРУ) и система автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ).
Система АРУ поддерживает стабильный уровень выходных сигналов радиоканала при значительных изменениях уровня входного сигнала радиоканала. Для этого она уменьшает усиление радиоканала (СК и УПЧИ) при увеличении уровня сигнала на входе. Система АПЧГ поддерживает стабильную настройку радиоканала на частоту принимаемого сигнала при изменении условий приема (температуры, напряжения питания и т. д.). В случае неточной настройки система АПЧГ вырабатывает напряжение ошибки, пропорциональное частотному рассогласованию, и добавляет его в виде корректирующего сигнала к напряжению настройки на станцию.
Источник: studfile.net
Структурные схемы телевизионных приемников
В настоящее время все ТВ-приемники строятся по супергетеродинной схеме с однократным преобразованием несущей изображения и двукратным преобразованием несущей звукового сопровождения. Структурная схема приемника сигналов черно-белого изображения приведена на рис. 2.4 [13].
2.2. Структурные схемы телевизионных приемников
Рис. 2.4. Структурная схема ТВ-приемника сигналов черно-белого изображения
Принципы работы основных узлов радиовещательных и телевизионных приемников аналогичны. Характерные особенности ТВ- приемников связаны с относительно широким спектром радиосигнала изображения и его сложным составом.
Канал синхронизации содержит: амплитудный селектор (АС) и временной селектор (ВС). Генератор строчной развертки синхронизируется системой АПЧ и Ф, в состав которой входят фазовый детектор и ФНЧ.
Конструктивно УВЧ, СМ и Г объединены в один узел — селектор ТВ-каналов. По ГОСТ 7845-92 для современных ТВ приемников fOT т = = 38 МГц, а
Эта частота определяется только относительной нестабильностью несущих изображения и звука (± 500 Гц по ГОСТ 7845-92), тогда учитывая (2.1) и (2.2) получим
Чтобы в процессе второго преобразования частоты даже кратковременно не пропадал сигнал звукового сопровождения, по ГОСТ 7845-92 предусмотрено обязательное наличие немодулированного остатка несущей изображения с уровнем 15 ± 2,0 % при передаче уровня белого (рис. 2.3, а), а с цветовой поднесущей 7 ± 2,0 % от максимального уровня радиосигнала.
В современных черно-белых телевизионных приемниках обязательно применение трех автоматических подстроек. Автоподстройка частоты гетеродина селектора каналов построена на основе систем частотной автоподстройки частоты (ЧАПЧ) и работает по отклонению промежуточной частоты сигнала изображения от ее номинального значения.
Чувствительным элементом является частотный детектор. АРУ телевизионного приемника работает по амплитуде строчного синхроимпульса. Система АРУ является задержанной, обратной по структуре и ключевой. Как указывалось выше, в ТВ-приемнике для синхронизации по строкам применена система ФАПЧ, тоже импульсная, работающая по частоте следования строчных синхроимпульсов в сигнале.
Структурная схема ТВ-приемника цветного изображения представлена на рис.2.5.
В телевизионных приемниках цветного изображения дополнительно применяется две системы авторегулирования. АРУ блоков цветности, которая работает по амплитуде вспышки, находящейся на задней площадке после строчного синхроимпульса, это тоже импульсная и ключевая система. Система ФАПЧ генераторов поднесущей частоты, которая в системах NTSC и PAL работает по частоте вспышки, а в системе SECAM может также работать по вспышке, либо по сигналам кадровой цветовой синхронизации [13].
Таким образом, в современном черно-белом ТВ-приемнике три, а в цветном пять автоматических регулировок, причем четыре из них работают по сигналам, входящим в состав строчного гасящего импульса.
Рис. 2.5. Структурная схема ТВ-приемника цветного изображения
В современных ТВ-приемниках цветного телевидения предусмотрено наличие мультисистемного декодера блока цветности, реализующего декодирование сигналов цветности всех систем: NTSC, PAL и SEC AM, предусмотрен обычно прием двух промежуточных частот звукового сопровождения (5,5 МГц и 6,5 МГц).
Применение воспроизводящих панелей в современных ТВ- приемниках устраняет необходимость в высоковольтных модулях, что делает ТВ-приемники практически безопасными в эксплуатации.
Источник: studref.com
Системы радиовещания
Широкое распространение получили системы радиовещания — системы передачи информации, заключенной в звуковых сигналах (речь, музыка), от передатчика вещательной станции через линию связи — околоземное пространство — с помощью электромагнитных колебаний к приемникам слушателей (рис. 1.18). На входе передатчика капала радиовещания включен микрофон, который превращает звуковые волны, создаваемые диктором в студии, в электрические сигналы. На выходе приемника включен громкоговоритель (или наушники), осуществляющий обратное преобразование электрических сигналов в звуковые волны.
Рис. 1.18. Структурная схема канала радиовещания
Необходимость перехода радиовещания к цифровым видам модуляции обусловлена прежде всего развитием цифровой техники, средств связи, вещания и информационных служб. Специалисты разработали различные системы цифрового радиовещания (ЦРВ), из которых широко признана DRM (Digital radio mondiale — Всемирное цифровое радио).
Телевизионные (телевещательные) системы
Преобразование изображения света на основе внешнего или внутреннего фотоэффекта. Преобразование подвижных изображений в электрический сигнал осуществляется с помощью передающих телевизионных (ТВ) трубок или твердотельных фотоэлектрических преобразователей. Существует несколько способов преобразования электрического сигнала в оптическое изображение.
Наибольшее распространение получили фотографический, электрохимический и электронный способы. Например, электрохимический способ предполагает запись изображения на электрохимическую бумагу, протягиваемую между двумя электродами, цвет которой изменяется под действием сигнала. Электронное изображение основано на применении приемной ТВ-трубки — кинескопа.
Первый проект телевизионной системы с последовательной передачей элементов изображения предложил в 1878 г. португальский инженер А. де Пай- ва. Автором первых разработок по электронной передаче изображения на расстояние был профессор Петербургского технологического института Борис Львович Розинг.
В 1907 г. он изобрел электронную систему воспроизведения телевизионного изображения с помощью электронно-лучевой трубки, а в 1911 г. впервые продемонстрировал прием изображений простейших геометрических фигур. Его ученик Владимир Кузьмич Зворыкин в 1923 г. получил в США патент на изобретение электронной системы телевидения. К 1929 г. В. К. Зворыкин, существенно усовершенствовав электронно-лучевую трубку, создал кинескоп — приемную телевизионную трубку, а также в 1931 г. иконоскоп — передающую телевизионную трубку (независимо от него это сделал русский ученый Семен Исидорович Катаев) и разработал комплекс аппаратуры электронного телевидения. Большое значение имели труды Зворыкина по созданию цветного телевидения. Он признан во всем мире как «отец телевидения».
Телевизионные системы являются частным случаем радиовещательных и симплексных связных систем, и между ними много общего. Однако есть ряд особенностей, выделяющих телевизионные системы из общего класса систем передачи информации.
Телевизионной системой называют совокупность радиотехнических устройств, обеспечивающих передачу и прием изображений по радиоканалам, спутниковым, волоконно-оптическим или кабельным линиям связи. Для передачи телевизионных сигналов изображения и звука по различным радиоканалам используют диапазоны метровых, дециметровых и сантиметровых волн. Принцип действия телевизионных систем основан на последовательном построчном разложении изображения на мелкие элементы — пиксели (от англ, pixel — picture element — элемент изображения) и передачи о них информации.
Процесс построчного преобразования яркости (и цветности в цветном телевидении) элементов изображения в напряжение — видеосигнал (термин «видеосигнал», от англ, baseband signal, определяет сигнал, спектр которого сосредоточен в диапазоне от постоянной составляющей до некоторого конечного значения, обычно не превышающего нескольких мегагерц) — называют растровой (от лат. rostrum — грабли) разверткой. При такой развертке площадь одного образца изображения <кадра)просматривают по двум взаимно перпендикулярным направлениям с достаточно высокой скоростью по горизонтали (строчная развертка) и более медленной — по вертикали (кадровая развертка).
Системы черно-белого телевидения. Рассмотрим структурную схему черно-белого телевизионного передающего устройства без канала звукового сопровождения (рис. 1.19). В передающем устройстве телевизионный сигнал формируется передающей трубкой.
Для построчной и кадровой развертки изображения на передающую трубку поступают два пилообразных напряжения от генераторов строчной и кадровой разверток. Пилообразное напряжение строчной развертки отклоняет электронный луч передающей трубки по горизонтали (по строке), а пилообразное напряжение кадровой развертки осуществляет его быстрое перемещение сверху вниз (но кадру).
При совместной работе обоих генераторов луч перемещается (сканирует) по экрану слева направо, прочерчивая строки изображения, а когда прочерчена последняя строка, луч скачком возвращается к началу нового кадра. Поскольку каждая передаваемая строка должна вызывать синхронное свечение той же строки на экране телевизионного приемника, в генераторах строчных и кадровых синхроимпульсов (СИ) передатчика формируют —
Рис. 1.19. Структурная схема телевизионного передающего устройства
ся и вместе с сигналом изображения передаются прямоугольные импульсы строчной и кадровой синхронизации — синхроимпульсы. Они подаются на видеоусилитель передающего устройства, а также синхронизируют генераторы строчной и кадровой разверток соответственно. Для гашения луча в передающей трубке при возврате его из конца одной строки к началу другой, а также при смене кадров изображения генерируются строчные и кадровые гасящие импульсы. Синхронизирующие и гасящие импульсы должны быть согласованы друг с другом по времени и поэтому вырабатываются из колебания одного высокостабильного задающего генератора.
В результате в телевизионном передающем устройстве формируется полный телевизионный сигнал.
С помощью упрощенной временной диаграммы проанализируем структуру полного телевизионного сигнала (рис. 1.20). Практически во всех телевизионных системах видеосигнал подают на катод приемной трубки (кинескопа).
Вследствие этого более темным участкам передаваемого изображения должен соответствовать видеосигнал с более высоким потенциалом, чем светлым участкам, как показано на рис. 1.20. Верхней штриховой линией на рисунке отмечен некоторый потенциал — уровень черного, при котором кинескоп полностью закрыт и экран не светится. Нижней штриховой линии соответствует потенциал, называемый уровнем белого, при котором свече-
Рис. 1.20. Упрощенная временная диаграмма полного телевизионного сигнала
ние экрана кинескопа практически максимально. Между названными уровнями возможно размещение потенциалов видеосигнала (У), который будет передаваться без заметных искажений.
Все вспомогательные сигналы располагаются в области потенциалов выше уровня «черного». Здесь размещены гасящие строчные (2) и кадровые (У) импульсы, на «пьедесталах» которых находятся соответственно строчные (4) и кадровые (5) синхроимпульсы.
В телевизионных приемниках указанные импульсы отделяют от остального сигнала и используют для запуска разверток и гашения лучей. Отличительными признаками, по которым производится отделение вспомогательных импульсов от основных, являются их амплитуда, частота следования и длительность.
Представленная картина усложняется тем, что строчные синхроимпульсы передаются и во время действия кадровых импульсов. Используют также и другие вспомогательные сигналы: так называемые импульсы «врезки» (см. рис. 1.20, позиция 6) и уравнивающие импульсы, которые для упрощения на временной диаграмме не показаны. На рис.
1.20 приведена упрощенная телевизионная система с построчной (прогрессивной) разверткой, частота смены кадров в которой 25 Гц. Однако экран телеприемников такой системы с данной частотой смены кадров сильно мерцает и утомляет глаза человека, поэтому в реальных устройствах используют чересстрочную (по научному — интерлейсную) развертку. При этом луч сначала прочерчивает все нечетные строки, а затем — все четные строки изображения. В результате частота смены строк в кадре удваивается и эффект мерцания экрана существенно уменьшается.
В телевизионном приемном устройстве (рис. 1.21) осуществляется обратный процесс преобразования принятого антенной радиосигнала в яркость изображения на экране телевизионной трубки (в современных телевизорах — на жидкокристаллическом или плазменном экране).
Модулированное колебание, принятое и преобразованное приемной антенной в телевизионный сигнал, поступает в селектор каналов с преобразователем частоты, с помощью которого телезритель подключает нужный канал. В селекторе каналов приемника также производятся усиление общим усилителем радиочастоты и преобразование несущих частот сигналов изображения и звука. Затем сигналы изображения и звука вместе усиливаются в усилителе промежуточной частоты (УПЧ) изображения. Сигнал
Рис. 1.21. Структурная схема телевизионного приемного устройства
изображения детектируется в видеодетекторе. Здесь же происходит разделение сигналов изображения и звука. Затем сигнал изображения усиливается в видеоусилителе и подается на кинескоп (телевизионную трубку). Сейчас характерным является быстрый рост выпуска телевизоров с плоскими экранами на плазменных и жидкокристаллических панелях.
Промежуточная частота звукового сигнала усиливается в УПЧ звука и после детектирования в детекторе звука и усиления в усилителе звука подается в громкоговоритель (Гр). Синхронность разверток электронных лучей приемника и передатчика рассматриваемой телевизионной системы обеспечивается синхроимпульсами строчной и кадровой разверток, которые выделяются селектором синхроимпульсов (селектором СИ) из полученного на выходе видеоусилителя видеосигнала. Эти импульсы подаются на генераторы строчной и кадровой разверток, которые управляют перемещением луча кинескопа по строкам и кадрам соответственно. После модуляции и усиления полученный телевизионный сигнал либо излучается в свободное пространство, либо направляется но специальным линиям связи к телеприемникам. Звуковой канал передающей системы в принципе аналогичен устройству симплексной системы связи, рассмотренной ранее.
Сигнал изображения формируется с помощью амплитудной модуляции несущей полным телевизионным сигналом с частичным подавлением нижней боковой полосы частот, а звукового сопровождения — частотной модуляцией звука сопровождения. Основные параметры систем черно-белого телевидения:
- • развертка — чересстрочная;
- • длительность развертки строки вместе с обратным ходом луча — 64 мкс;
- • длительность развертки кадра вместе с временем обратного хода — 0,04 с;
- • число строк в кадре — Z = 625;
- • частота смены кадров — FK = 25 Гц;
- • частота следования строк — Fc = FJZ = 25 • 625 = 15 625 Гц;
- • частота смены полей — 50 Гц;
- • число элементов разложения в одном кадре — п~ 521 000.
При этом номинальная полоса частот радиоканала составляет 7,625 МГц (ослабление составляющих 1,25 и 6,375 на 20 дБ), разнос несущих — 6,5 (несущая частота меньше частоты звука); ширина телевизионного вещания — 8 МГц (рис. 1.22).
Рис. 1.22. Размещение спектров сигналов изображения и звука в телеканале
Источник: studme.org