Видео усилители современного телевизора

Напряжение  питания

Напряжение питания, при котором телевизор сохраняет работоспособность - немаловажный в условиях наших нестабильных электрических сетей параметр. Блоки питания современных телевизоров обычно позволяют использовать питающее напряжение, изменяющееся в широком диапазоне (обычно 110-240 Вольт), без применения внешних стабилизаторов, дополнявших старые модели телевизоров.  
Во многих моделях переносных и миниатюрных телевизоров предусматривается возможность низковольтного питания от сети автомобиля.

Потребляемая  мощность

Потребляемая телевизором  мощность от сети чаще всего прямо пропорциональна размерам его экрана. Чем больше экран, тем больше потребляемая телевизором мощность. Современный телевизор с размером экрана 51 см по диагонали потребляет всего лишь около 60-70 Вт, примерно как одна электрическая лампочка! Мощность потребляемая телевизорами в дежурном режиме составляет около 10 Вт. В последние годы появились модели телевизоров, в которых потребление мощности в этом режиме снижено более чем в десять раз. Это существенно экономит расходы на электроэнергию, так как по статистике 80 % времени телевизор находится именно в дежурном режиме. Плазменные телевизоры потребляют 300-700 Вт.

Габариты  и вес

Габариты и вес  современных телевизоров определяются в основном конструкцией и размерами  экрана. Чем больше экран, тем больше габариты и вес. Для телевизоров, в которых используются кинескопы, размер «в глубину» приблизительно равен диагонали экрана. Постоянное совершенствование конструкции телевизоров приводит к значительному снижению их веса.  
25кг, такой вес имеют современные плазменные панели, с экранами размером более метра, и толщиной всего лишь 10-20 см. Проекционные телевизоры с таким же экраном весят от 40 до 100 кг, и имеют габариты, сравнимые с кинескопными телевизорами. Миниатюрные телевизоры на ЖК-панелях имеют вес менее килограмма.

Характеристики  видеопроекторов

Конструкция проекторов с фронтальной проекцией (видеопроекторов), принципиально иная, чем конструкция "классических" телевизионных приемников, определяет ряд важных специфических характеристик:  
Яркость изображения проецируемого видеопроектором, прежде всего определяется его (изображения) размерами, то есть зависит от расстояния между проектором и экраном. Поэтому вместо яркости изображения используется параметр - сила светового потока, который измеряется в ANSI люменах. Предназначенные для использования в домашних условиях видеопроекторы, в зависимости от модели, обеспечивают силу светового потока от 500 до 4000 ANSI люмен, при контрастности изображения от 250:1 до 800:1. Чем больше значение светового потока, тем более яркое изображение (при одинаковых размерах) будет получено.  
Важным параметром видеопроектора является наработка на отказ (срок службы) используемой в нем лампы, которая обычно составляет 1000-5000 часов.  
Низкий уровень шума вентилятора, служащего для охлаждения "внутренностей" проектора, позволит с комфортом просматривать видеопрограммы при небольших уровнях звука. Уровни шума современных проекторов находятся в пределах 25-45 дБ. Чем меньше этот параметр, тем лучше.  
Разрешающая способность видеопроекторов нормируется теми же стандартами, что определяют разрешение компьютерных мониторов (первое число - количество элементов по горизонтали, второе - по вертикали):  
VGA (Video Graphics Array) - 640x480  
SVGA (Super Video Graphics Array) - 800x600  
XGA (Extended Video Graphics Array) - 1024x768  
UXGA - (Ultra Extended Video Graphics Array) 1280x1024  
SXGA - (Super Extended Video Graphics Array) 1600x1200  
Большинство современных проекторов обеспечивают разрешение SVGA и выше.  
Кроме этого может нормироваться видеоразрешение, определяющее максимальное количество строк выводимого видеоизображения (обычно 760-1080 строк).  
Мощность потребляемая проекторами определяется, в основном, мощностью используемой лампы (120-300 Вт), и составляет около 200-350 Вт.  
Весят видеопроекторы от 2 до 10 кг.

 

3. ОПИСАНИЕ  СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

Радиоканал

      СК  – селектор каналов. Предназначен для  выделения частоты нужного телевизионного канала и преобразование его в  промежуточную частоту изображения  и звука. Состоит из УВЧ, смесителя и гетеродина. Управление электронное.

      ФПЧИ  – фильтр Пч изображения. Обеспечивает селективность. В современных телевизорах  фильтр выполнен на пьезофильтрах.

      УПЧИ  – усилитель Пч изображения. Происходит основное усиление сигнала. ВД – видеодетектор, выделение второй промежуточной частоты звука. УВС – усилитель видео сигнала. Выполнен по схеме усилительного каскада.

      АРУ – авторегулировка  усиления. Поддерживает постоянство полного телевизионного сигнала на выходе видеодетектора.  РФ – режекторный фильтр. Подавляет вторую промежуточную частоту звука.

      Пьезофильтр

      ФПЧЗ  – фильтр выделения второй пчз. УПЧЗ – усилитель. ЧД – частотный детектор. УЗС – усилитель звукового  сигнала.

Канал звука

      Обработка, усиление звуковой частоты, декодирование(стерео), основные настройки и регулировки звука.

Видеоканал

      Цветное декодирование сигнала, формирование основных цветов RGB, и их усиление (ВУ). Правильность работы коммутатора цветовой синхронизации обеспечивает схема опознавания цвета и цветовой синхронизации.

Канал управления, синхронизация развёртками.

      АС - амплитудный селектор. Обеспечивает выделение синхроимпульсов. УСИ  – усилитель строчных и кадровых синхроимпульсов. АПЧиФ -  автоподстройка частоты и фазы. Вырабатывает напряжение синхронизирующее частоту ЗГСР(задающий генератор строчной развёртки).

ИОХСР – импульс  обратного хода строчной развёртки, снимаемой с трансформатора. СИЗ  – строчный импульс запуска.

ЗГКР – задающий генератор кадровой развёртки. Снимается  импульс частотой 50Гц. Подстройка частоты и фазы. ФК – формирующий каскад.

Напряжение питания 220В, подается на бпд.

Структурная схема  ЦТ.

На рис. 1 приведена структурная схема переносного цветного телевизора.

Рис. 1 Структурная  схема цветного телевизора

РК - радиоканал

КЗ - канал звука

КЦ - канал цветности

КЯ - канал яркости

БКР - блок кадровой развертки 

БСР - блок строчной развертки 

КС - канал синхронизации

УУ - устройство управления.

 

4. НАЗНАЧЕНИЕ  УЗЛА ТЕЛЕВИЗОРА

Усилитель –  это устройство, увеличивающее мощность сигнала. Увеличение мощности происходит за счет преобразования энергии источника питания в сигнал на заданной частоте. Функцию преобразователя выполняет активный прибор, управляемый входным сигналом. Таким образом, в усилителе относительно маломощный входной сигнал управляет передачей большой мощности на частоте сигнала от источника питания в нагрузку, причем выходной сигнал является непрерывной функцией входного. Сам механизм преобразования энергии источника питания в энергию сигнала зависит от физической природы активного прибора.

      Усилители импульсов, не имеющих высокочастотного заполнения (видеоимпульсов), обычно относятся  к видео усилителям, или точнее говоря к видео импульсным усилителям. Усиление низкочастотных непрерывных  и импульсных (как в нашем случае) сигналов осуществляется апериодическими импульсными усилителями.

В качестве принципиальной схемы усилителя выберу схему, состоящую из N каскадов на однотипных, активных приборах с одинаковыми параметрами.

 

5. АНАЛИЗ  ВОЗМОЖНЫХ СХЕМНЫХ  РЕШЕНИЙ

Видеоусилители являются усилителями импульсных сигналов. Их изготовляют различной величины и формы. Наибольшее распространение видеоусилители получили в телевизорах для усиления видеосигналов, содержащих информацию о передаваемом изображении. Видеоусилителям телевизионных сигналов предъявляют следующие требования: сравнительно высокий коэффициент усиления в широкой полосе частот (50 Гц—6 МГц); правильное воспроизведение формы сигнала, обеспечиваемое фазовой линейностью, равномерностью амплитудно-частотной характеристики и уровнем видеосигнала; отношение сигнал — шум ^30.

Любые искажения видеосигнала (частотные, фазовые, нелинейные) приводят к искажению принимаемого изображения и поэтому должны быть минимальными. Для усиления видеосигналов применяют резистивные усилительные каскады, обладающие лучшими частотной и фазовой характеристиками по сравнению с другими каскадами.

В каскаде видеоусилителей используют транзисторы (микросхемы), имеющие граничную частоту усиления по току/^10/_в, где /_в — верхняя граничная частота спектра видеосигнала.

Как известно, усиление резистивного каскада в области верхних частот уменьшается из-за влияния паразитной емкости С₀, сопротивление которой с увеличением частоты падает, что приводит к уменьшению сопротивления нагрузки и, следовательно, к уменьшению усиления.

В области нижних частот спектра сигнала усиление определяется емкостью разделительных конденсаторов С_р. С понижением частоты емкостное сопротивление конденсаторов увеличивается и, следовательно, меньшая часть сигнала подводится к базе транзистора следующего каскада.

Для получения равномерной амплитудно-частотной характеристики в широком спектре частот, т. е. равномерного усиления каскада, в схемы видеоусилителей вводят элементы частотной коррекции (рис. 99, а — в).

На схеме рис. 99, а в качестве коррекции верхних частот используют катушки индуктивности ЬЗ и Ь4, на схеме транзисторного видеоусилителя с коррекцией (рис. 99, б) — Ы, образующую вместе с емкостью конденсатора СЗ параллельный колебательный контур. Если собственная частота контура близка верхней граничной частоте спектра видеосигнала, на этой частоте и близких к ней усиление каскада увеличивается с увеличением сопротивления нагрузки, определяемого эквивалентным сопротивлением колебательного контура.

На схеме транзисторного видеоусилителя с коррекцией нижних частот (рис. 99, в) показана цепь, состоящая из конденсатора С2 и резистора R2. На нижних частотах спектра сопротивление конденсатора увеличивается, что приводит к увеличению эквивалентного сопротивления нагрузки каскада и, следовательно, к увеличению усиления. На средних частотах спектра нагрузка каскада определяется сопротивлением резистора RЗ.

Подбором индуктивности катушки L1 (см. рис. 99, б) и емкости конденсатора С2 (см. рис. 99, в) можно изменять форму амплитудно-частотной характеристики видеоусилителя.

Качество точной настройки в значительной степени зависит от типа измерительной аппаратуры. Режимы работы микросхем и транзисторов проверяют электронными вольтметрами, имеющими высокое входное сопротивление. Для получения требуемой формы амплитудно-частотной характеристики чаще всего используют специальные генераторы качающейся частоты XI-50, частота выходного напряжения в которых изменяется во времени по определенному закону. Этими приборами можно непосредственно наблюдать амплитудно-частотную характеристику видеоусилителя на экране трубки прибора. После проверки монтажа, режима работы усилительного прибора и определения коэффициента усиления каскада на частоте 1 МГц добиваются получения требуемой формы амплитудно-частотной характеристики видеоусилителя с помощью указанных выше приборов. Рассмотрим эту операцию более подробно на примере использования генератора качающейся частоты (ГКЧ) XI-50, имеющего следующие характеристики: диапазон частот— 0,36—1002 МГц; полоса качания частоты в узкополосном режиме — 05—20 МГц; частотные метки через 1 и 10 МГц; выходное напряжение— 100 мВ с пределом изменения 0—50 дБ.

Выходной высокочастотный кабель прибора (в положении делителя 1:1) через конденсатор емкостью 0,1 мкФ подключают к входу видеоусилителя. При этом один из выводов видеодетектора отпаивают от схемы. Выходной кабель прибора с детекторной головкой подключают к выходу видеоусилителя.

Переключатель диапазона прибора устанавливают в положение 0,1 —15 МГц, регулятор видеоусилителя — в положение максимальной контрастности. Регулировкой ручек генератора качающейся частоты добиваются получения на экране прибора удобного для наблюдения размера амплитудно-частотной характеристики видеоусилителя.

Частотную характеристику в области 3—6,5 МГц корректируют изменением индуктивности видеоусилителя. Ширину полосы пропускания видеоусилителя измеряют с помощью меток. Вращением сердечников катушек

 

Рис. 99. Схемы видеоусилителей с коррекцией:

а, б— высокочастотной (катушками индуктивности ЬЗ и ¿4; катушкой индуктивности И и конденсатором СЗ), в — низкочастотной (конденсатором С2 и резистором Я2) 

В качестве примера на рис. 100 приведена функциональная микросхема операционного усилителя, которая содержит усилитель-ограничитель УРЧ, частотный детектор Д и предварительный УЗЧ.

Настройку и регулировку видеоусилителей начинают с проверки монтажа и соответствия его принципиальной схеме. Затем проверяют режимы работы микросхем или транзисторов и работоспособность схемы в целом по наличию выходного сигнала при действующем сигнале на входе видеоусилителя. После этого выполняют операции, обеспечивающие заданные электрические показатели видеоусилителя: требуемый коэффициент усиления; необходимую форму амплитудно-частотной характеристики с минимальными частотными и фазовыми искажениями.

Рис. 100. Функциональная микросхема операционного усилителя на микросхеме 

6. СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

Петров В.П. Видеотехника. Ремонт и регулировка: Учебник для  нач.проф. образования.- М.: Образовательно-издательский центр «Академия», 2002. -152с.

Полибин В.В. Ремонт и обслуживание радиотелевизионной аппаратуры. –М.: Высш.шк., 1991.

Резников М.Р. «Радио и телевидение вчера, сегодня, завтра» - М.: Связь, 1977. – 95с.

Ремонт, настройка  и проверка радиотелевизионной аппаратуры. Специальная технология./ П.И. Мисюль.- Ростов н/Д, : Феникс, 2007.-506с. – Среднее  профессиональное образование.