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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Diseño de circuitos de amplificadores de salida. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Телевидение En los modelos de televisores en color de cada generación, los circuitos cambiaron de manera bastante significativa. Estos cambios también afectaron a los amplificadores de vídeo de salida, que se describen en el material publicado. El autor proporciona información interesante sobre los parámetros de los elementos de la ruta de vídeo, que incluyen amplificadores de vídeo, explica por qué es necesario ampliar su ancho de banda mucho más que el valor estándar de 6,25 MHz y da recomendaciones para mejorar los amplificadores de vídeo antiguos. Televisores. El amplificador de vídeo de salida (VA), que conecta el procesador de vídeo (VP) con el tubo de imagen, es una parte necesaria e importante de todo televisor. Lamentablemente, las cuestiones relativas a su construcción y cálculo han sido poco consideradas en la literatura nacional. Se puede considerar el único libro que contiene una descripción detallada de todos los problemas [1]. Este vacío se llena parcialmente con la información presentada en los libros de referencia de la serie "Reparación" de la empresa Solon. Se imponen altas exigencias a las VU: deben proporcionar un alto coeficiente de transmisión CP en un rango de frecuencia muy amplio con una distorsión mínima de la señal. No hay condensadores de transición en el circuito del cinescopio VP-VU, y es un amplificador de CC de banda ancha con salidas de alto voltaje conectadas a los electrodos del cinescopio. Estos amplificadores se caracterizan por una fuerte dependencia de sus elementos constituyentes entre sí. Por esta razón, al considerar posibles esquemas de VU, es necesario tener en cuenta tanto las características de diseño de la VU como los parámetros de las señales que generan, así como las características del cinescopio. Comencemos con el eslabón de salida de esta cadena: el cinescopio. Cualquier cinescopio, como se sabe, tiene dos tipos de entradas a las que se puede aplicar una señal moduladora: un cátodo y una rejilla (modulador) para un cinescopio en blanco y negro, cátodos y rejillas (moduladores) para uno de color. En los televisores domésticos en blanco y negro, la señal de video casi siempre va al cátodo del cinescopio y el modulador está conectado a un cable común o se le suministran pulsos de amortiguación del haz durante el escaneo inverso. El suministro de una señal de vídeo al modulador se practicaba sólo en los primeros modelos de televisor. La ventaja de este método era la posibilidad de reducir el rango del voltaje de modulación. Sin embargo, esto requería una señal de polaridad positiva, lo que no era consistente con el uso establecido posteriormente de señales de polaridad negativa (pulsos de sincronización hacia abajo) en la ruta de color. La VU de tales televisores, por regla general, es de una sola etapa y, antes de la llegada de los transistores, se ensamblaba en una lámpara 6P9, 6P15P o en la parte pentodo de una lámpara 6F4P y sus análogos. Una VU de este tipo es relativamente sencilla. Las piezas utilizadas en él configuran el modo de funcionamiento de las lámparas, componen el OOS y los circuitos de corrección de respuesta de frecuencia. El circuito OOS mejoró la linealidad de las características de amplitud del dispositivo, lo que aseguró un aumento en el número de gradaciones de brillo distinguibles hasta el estándar de ocho niveles de la escala de grises de la mesa de prueba. Los circuitos de corrección de la respuesta de frecuencia, que inicialmente incluían una cantidad relativamente grande de bobinas, mantuvieron un coeficiente de transmisión CP constante en la banda de frecuencia de la señal de video, lo que creó las condiciones para obtener una imagen de buena calidad. El ancho de banda de un dispositivo de este tipo normalmente alcanzaba los 5...5,5 MHz. Rara vez se utilizaron amplificadores de dos etapas, ya sea para compensar una ganancia insuficiente en el camino (por ejemplo, en Znamya TV) o para aumentar la estabilidad del escaneo entrelazado (Rubin-110). Los televisores modernos en blanco y negro solo tienen VU de transistores; no contienen bobinas en los circuitos de corrección de la respuesta de frecuencia. Una característica de los tubos de imagen en color con tres proyectores electroópticos (EOP) puede considerarse la falta de identidad del intensificador de imagen, que se manifiesta en la diferencia en sus características de modulación y brillo. La característica de modulación del tubo intensificador de imagen es la dependencia de la corriente del haz IL del voltaje de modulación UM, determinada por la función de potencia: IL=f(UMg) donde g es el coeficiente de no linealidad de la característica de modulación. El valor habitual de g para los cátodos de los tubos de imagen en color de cualquier empresa es 2,8 y ligeramente superior para los moduladores. La naturaleza parabólica de la característica de modulación conduce al hecho de que en la pantalla la diferencia entre los niveles de brillo de los detalles de la imagen débilmente iluminados empeora y mejora el reconocimiento de los detalles cuyo brillo está cerca del nivel de blanco en la señal de video. Según [2], los detalles más importantes, por regla general, se encuentran en el área de mayor iluminación y la mejor calidad de imagen se observa en gGEN=1,2, donde gGEN es la no linealidad de la ruta de un extremo a otro. (desde el tubo transmisor al receptor). Dado que la no linealidad especificada de la característica de modulación es una propiedad del cinescopio, los estándares de televisión en color prevén el uso de medidas en el lado transmisor para reducir el valor gOTR al nivel indicado anteriormente. Las tecnologías modernas para la producción de tubos de imágenes en color permiten producir productos que tienen pequeñas desviaciones del coeficiente g de la norma (2,8) y, lo más importante, una alta estabilidad temporal de este indicador. Sin embargo, para los tubos de imagen antiguos, como 59LK3T, 59LK4T, 61LK4T, el valor de pendiente promedio g es 2,8 con posibles desviaciones de +0,5 y -0,2 y con una extensión aún mayor ±0,5 para los tres tubos intensificadores de imagen que lo componen. Como resultado del envejecimiento durante el uso, el valor medio y la dispersión suelen aumentar. Las características de modulación del tubo intensificador de imagen del mismo cinescopio no sólo tienen diferentes coeficientes g, sino que también comienzan con diferentes voltajes de cierre (apagado) del haz. Para los cinescopios indicados, se permitió la dispersión de los voltajes de amortiguación del haz hasta ±15 V. Todo esto llevó a que cuando cambiaba el brillo de la imagen, los campos blancos adquirían un color de un color particular. La característica de brillo del intensificador de imagen refleja las propiedades del cinescopio como convertidor de señal a luz y se expresa mediante la relación: L=lIL, donde L es el brillo del fósforo; l es la eficiencia del fósforo (intensidad de luminiscencia cuando se expone al haz intensificador de imágenes). La estabilidad del parámetro l en los tipos antiguos de tubos de imagen domésticos es baja, lo que con el tiempo provocó que los campos blancos de la imagen se colorearan. La falta de identidad y la inestabilidad de los parámetros g y l del tubo intensificador de imagen requieren un ajuste periódico del balance de blancos. Lograr el balance de blancos significa compensar los cambios en la eficiencia de los fósforos y la diferencia en las características de modulación del intensificador de imagen. El balance de blancos debe mantenerse en todo el rango de ajuste de brillo si se establece en dos puntos: en el nivel de brillo mínimo (equilibrio de blancos en el nivel de negros - WBL) y en el brillo óptimo (equilibrio de blancos en el nivel de blancos - WBL). La UBC se consigue combinando los puntos iniciales de las características de modulación de los tres tubos intensificadores de imagen, lo que conduce a la supresión simultánea de todos los haces. Después de esto, se instala el BBB dando la misma pendiente a las características de modulación de los tres tubos intensificadores de imagen (más precisamente, dando la misma pendiente a los productos de las características de amplitud de VP y VU por la característica de modulación de la imagen). tubo intensificador y el brillo característico del fósforo). BBCH y BBB en televisores de diferentes modelos se regulan de forma diferente, según el diseño de VP y VU. La modulación de los rayos de un cinescopio en color se proporciona de varias formas, dependiendo de dónde se produzca la formación de las señales de color R, G y B: en el cinescopio, VU o VP. La formación de señales R, G, B en un cinescopio se utilizó en los primeros televisores en color domésticos (Record-102, Rubin-401, Raduga-701 y luego en todas las modificaciones de ULPTST), como se muestra en el diagrama de bloques que se muestra en la Fig. 1, la señal de brillo Y se suministró a los cátodos del cinescopio conectados entre sí, y la señal de diferencia de color RY, GY, BY se suministró a los moduladores. La exposición simultánea a las señales de brillo y diferencia de color condujo a la formación de un haz como uno modulado en color, por ejemplo: Y+(RY)=R.
El uso de este método de modulación requirió el uso de cuatro VU, lo que resultó ser complejo tanto estructural como operativamente. Para obtener el rango requerido de señales de salida manteniendo la relación de voltaje requerida en los cátodos y moduladores del cinescopio, fue necesario alimentar la VU con un voltaje de 370 V. Ajuste de UBC y BBB debido a la presencia de 12 ajustes Los puntos interconectados por corriente continua en televisores ULPTST es un procedimiento laborioso que se realiza cíclicamente varias veces. Según [3], las distorsiones en el canal de brillo de los televisores ULPCT creadas por el detector de vídeo, la trayectoria de brillo y la unidad de control alcanzan el 12%. La no linealidad en la ruta del color es aún mayor. Está creado por demoduladores (25% cada uno), amplificadores de señal de diferencia de color (10% cada uno) y una VU (15% cada uno). En general, la no linealidad total del canal de brillo, la ruta de crominancia y VA en televisores ULPTST puede ser igual al 50%. Las razones principales de esto son el método fallido para generar las señales R, G, B, la imperfección de los demoduladores de crominancia, la VU y la matriz de señal verde, en la que también se perdió parcialmente el componente constante. Los valores enumerados pueden sorprender al lector acostumbrado a que en ingeniería de audio la no linealidad permitida se mida en fracciones de porcentaje. La cuestión es que el oído y la visión humanos perciben la no linealidad de forma diferente. La distorsión de la imagen se manifiesta en una disminución en el número de gradaciones de brillo y saturación de color reproducidas, una reducción en la paleta de colores, la coloración de los campos blancos, una disminución en la claridad horizontal y vertical y un deterioro en la nitidez de los límites de los detalles. . Todos estos tipos de distorsiones son causados por una serie de razones, descritas en detalle en [2], las principales de las cuales son la no linealidad de la característica de amplitud y la respuesta de frecuencia de VP y VU. Además, pueden deberse a que el propietario del televisor configuró incorrectamente el brillo, el contraste y la saturación de la imagen cuando el balance de blancos está desactivado. Debido a la gran no linealidad en las trayectorias de los televisores ULPCT, la corrección gamma antes mencionada en los centros de televisión no pudo mejorar significativamente las características de la imagen. Sólo se produjo una mejora con la llegada de los televisores de tercera generación, cuando los circuitos de todos los componentes cambiaron significativamente. En los televisores lanzados después de ULPTST, las señales R, G, B se generaron en la VU, como se muestra en el diagrama de bloques de la Fig. 2, o en el VP (según el diagrama de la Fig. 3). En cualquiera de estos casos, las señales recibidas llegan a los cátodos del cinescopio, cuyos moduladores están conectados a un cable común.
La formación de señales R, G, B en una unidad de control se utiliza muy raramente. Se puede utilizar un ejemplo de dicha VU en el televisor SHIVAKI-STV202/208 [4]. El diagrama esquemático de la VU se muestra en la Fig. 4. El procesador de vídeo DA1, habiendo generado señales de crominancia C y brillo Y, transmite la primera de ellas a los detectores SECAM del chip DA2 y la segunda a los emisores de los transistores VU. Como resultado del procesamiento de la señal C en el chip DA2, se obtienen las señales de diferencia de color RY, GY, BY, suministradas a las bases de los transistores de la VU correspondiente. La adición de señales en los transistores conduce a la formación de señales de color R, G y B en sus colectores.
Cada VU utiliza un moderno transistor de banda ancha de alto voltaje 2SC2271D, que proporciona una buena respuesta de frecuencia con los circuitos de corrección más simples: C2R5 en el VU(RY) y sus análogos en otros. La VU es una cascada con carga resistiva, ensamblada según un circuito con un OE. Las características operativas de dicha cascada se describen en [1], donde también se dan fórmulas para calcular los valores de las resistencias y condensadores incluidos en ella. Los controles para ajustar la UCU son las resistencias de configuración del nivel de negro, disponibles en las tres VU. El BBB está instalado con resistencias que cambian la oscilación de la señal en VU (GY) y VU (BY). El regulador de oscilación de señal no se proporciona en la VU(RY). La formación de señales R, G, B se utiliza más ampliamente en los procesadores de video (VP). Estos VP se pueden dividir en tres grupos según el método utilizado para ajustar el balance de blancos: manual, automático y microcontrolador. El diseño del circuito de la VU para el VP de cada grupo es diferente. Consideremos primero la VU del VP con ajuste manual del balance de blancos. Comencemos con UPIMCT TV. En la placa BOS de este dispositivo se instalan tres módulos M2-4-1, cada uno de los cuales sirve como VU de uno de los colores primarios, ensamblados según un circuito con carga resistiva. Cada VU contiene cinco transistores. El diseño y funcionamiento del módulo se describen en [3]. Los detalles relacionados con el ajuste del balance de blancos se encuentran en la placa BOS. En comparación con los televisores ULPCT, el ajuste en UPIMTST se ha vuelto más sencillo: tiene solo seis puntos de ajuste (esto también es típico de otros dispositivos del grupo considerado). Al mismo tiempo, el diseño de las VU de estos televisores resultó ser muy complejo: contienen más de 100 piezas, el doble que en el ULPTST y mucho más que en cualquiera de las VU que se consideran a continuación. La no linealidad de los demoduladores en la ruta de crominancia se mantuvo en el nivel de ULDC, y en los amplificadores de señales de diferencia de color aumentó al 14%. Las distorsiones en el dispositivo anfitrión y la trayectoria del brillo disminuyeron al 8%. La no linealidad total disminuyó al 42%. En [1] se propuso una versión ligeramente más compleja de la unidad de control para UPIMCT con siete transistores. Su principal diferencia con el módulo M2-4-1 es la construcción de la etapa de salida según un circuito con carga activa. La cascada está montada sobre dos transistores KT940A, el primero de los cuales es un amplificador de clase AB y el segundo es un amplificador de flujo de corriente de emisor disponible en [1] y en [5]. Las ventajas de una VU con carga activa sobre una VU con carga de resistencia incluyen la reducción a la mitad (de 4 a 2 W) del consumo de energía y las distorsiones no lineales, y la posibilidad de aumentar las clasificaciones de las resistencias en los circuitos colectores. Dado que la señal de salida se toma del seguidor del emisor, se simplifica la construcción de circuitos de corrección de respuesta de frecuencia. En la Fig. La Figura 5 muestra un diagrama esquemático del aire acondicionado utilizado en el televisor 3USTST con el módulo de color MC-2. Es un amplificador con carga activa. La resistencia R3 se utiliza para transmitir el voltaje OOS al preamplificador de señal (en nuestro caso, el canal R), ubicado en VP DA1. OOS garantiza una reducción de la no linealidad del amplificador hasta en un 6%. El circuito R8C1 corrige la respuesta de frecuencia en la región de alta frecuencia. El diodo Zener VD2 sirve como fuente de tensión de referencia (RV), necesaria para fijar el punto de funcionamiento del dispositivo.
Ajustar el UBC con la resistencia R9 conduce a establecer el nivel de amortiguación deseado en la señal de salida proveniente del chip DA1 a la base del transistor VT1. El ajuste de la oscilación de la señal con la resistencia R7 garantiza el ajuste del coeficiente de transmisión VU necesario para obtener un BBB. La resistencia R10 en VU(G) y VU(B) tiene un valor nominal de 1 kOhm. La distorsión de la señal en los televisores 3USTST es significativamente menor que en los ULPTST y UPIMCT. En el canal de brillo son iguales al 15%, en el canal de crominancia - 8%, en general - 22%. Las VU del televisor 3USTST con otros módulos de color difieren de las que se muestran en la Fig. 5 principalmente por los valores nominales de las piezas. Para completar la descripción de esta versión del AC, señalamos que en [1] se considera el circuito de un AC complementario, ensamblado sobre transistores BF469, BF470, para trabajar con el AC TDA2530. Se caracteriza por una distorsión no lineal baja (4%), un bajo consumo de energía (0,5 W), pero también un ancho de banda estrecho (4,8 MHz) de señales de salida con un gran barrido. El ancho de banda de salida de bajo barrido alcanza los 7 MHz. Según un diagrama de circuito más simple mostrado en la Fig. 6, se construyó la VU del televisor ELECTRON-TK570 [6].
También se ensamblan según el circuito con carga activa, pero a diferencia de las VU según el circuito de la Fig. 5, la señal OOS no se suministra al VP, sino a la base del transistor VT1 VU. También se ha cambiado la inclusión de resistencias de ajuste de span y el suministro de una tensión fija a los emisores de los transistores. Se utilizó una unidad de transistor como ION en lugar de un diodo Zener, que tiene una gran resistencia diferencial, lo que provoca un cambio en el voltaje de estabilización cuando cambia la corriente de carga. A través del divisor R15R16 fluye una corriente, un orden de magnitud mayor que la corriente base del transistor VT7, por lo que los voltajes en su base y emisor prácticamente no cambian cuando la corriente a través de la VU fluctúa. La construcción del ION de diferentes VU es casi idéntica y solo difiere en el valor del voltaje de salida y los valores de las resistencias divisoras. Se supone que el voltaje de salida es igual al voltaje en modo negro (indicado en los libros de referencia) en los terminales del VP, de donde se toman las señales de salida R, G, B. Los valores correspondientes para TDA2530 y TDA8362 Los microcircuitos se muestran en la Fig. 5 y 6. En este caso, se permite una desviación de hasta % 0,5 V, ya que el ajuste final del punto de funcionamiento de cada VU está garantizado por una resistencia de recorte del nivel de negro durante el proceso de ajuste de la UCU. Está previsto para todas las vigas. No hay BSC de haz R. Se incluyen varias resistencias en el circuito base del primer transistor de cada dispositivo. El primero de ellos, por ejemplo, R1 en el VP(R), está ubicado cerca del VP y evita que funcione directamente sobre la capacitancia de la instalación y el cable que conecta el VP con el VP. Esto tiene un efecto beneficioso sobre el ancho de banda del dispositivo. Cabe señalar que esta y todas las figuras posteriores muestran que el AC ya no está ubicado en el módulo de color, sino en una placa separada que se coloca en la base del cinescopio. Acercar la VU a la carga capacitiva (los cátodos del cinescopio) mejoró su respuesta de frecuencia y amplió el ancho de banda. En la Fig. La Figura 7 muestra un diagrama esquemático del televisor TVT2594 [7]. La diferencia más importante con respecto a la VU según los diagramas de la Fig. 5 y 6 se puede considerar el uso de un amplificador con una carga de resistencia, ensamblado en un transistor de banda ancha de alto voltaje BF871S. Sus características son las mismas que las del ya mencionado transistor 2SC2271D y las que comentamos a continuación BF869, 2BC4714RL2, 2SC3063RL, 2SC3271N. Además, si en la unidad de control según el diagrama de la Fig. 6, se suministró energía del ION al emisor del transistor VU y se conectó el circuito de ajuste del nivel de negro a su base, luego en la VU de acuerdo con la Fig. 7 cambiaron de lugar. La resistencia R5 crea un circuito OOS. El circuito C1R11 proporciona corrección de RF de la respuesta de frecuencia, el diodo VD1 protege el transistor para que no llegue a su base un voltaje superior a 12 V. El nivel de negro está regulado en cada VU, el rango de señal es solo en VU (G) y VU (B).
Pasemos a la unidad de control del VP con instalación automática de la UBC (se llama sistema ABB). Se utilizan ampliamente en televisores de cuarta generación y posteriores, aunque muchas empresas (por ejemplo, SONY) continúan utilizando hoy en día VU con ajuste manual del balance de blancos incluso en los productos más modernos producidos en masa, citando la alta estabilidad de los parámetros del tubos de imagen utilizados. El sistema ABB en cada medio fotograma mide las corrientes oscuras del tubo intensificador de imagen y ajusta los niveles de amortiguación de las señales R, G, B en las salidas VP para alinear los puntos de las características de modulación del tubo intensificador de imagen correspondientes. a la corriente del haz igual a 10 μA. Por lo tanto, la BCU no se instala en el momento en que los rayos se extinguen por completo, sino en el punto en el que los tubos intensificadores de imágenes todavía están ligeramente abiertos. Se cree que este método de ajuste de la UCU en equipos de gran tamaño da casi el mismo resultado que el ajuste manual. El funcionamiento del sistema ABB se describe en detalle en [1] y en [5]. Nos limitaremos a señalar que los sensores de este sistema están ubicados en la centralita, y en la centralita los dispositivos que controlan su funcionamiento. También cabe señalar que el sistema ABB es más complejo que el sistema de ajuste manual descrito anteriormente, pero más eficaz. El balance de blancos se establece en un ciclo, mientras que en una VU ajustada manualmente es necesario repetir el ajuste de BCH y BBB varias veces para lograr el equilibrio en todos los niveles de brillo. Cuando se utiliza el sistema ABB, el BBB se instala automáticamente y solo necesita ajustar el BBB con resistencias para cambiar la oscilación de la señal. En una VU de este tipo, el número de puntos de ajuste se reduce a dos, ya que no se necesitan resistencias para configurar el nivel de negro. Estas computadoras están implementadas sobre transistores y microcircuitos. En la Fig. La Figura 8 muestra un diagrama esquemático de la VU del televisor ELECTRON-TK550. Con pequeñas modificaciones, estas VU se utilizan en los dispositivos ELECTRON-TC503, ORIZON-TC507, RUBIN-TC402/5143, HORIZONT-CTV501/525/601. Estos VE se consideran en [6]. En términos de la construcción de circuitos colectores de transistores, circuitos OOS y suministro de voltaje de referencia, no se diferencian de las VU con ajuste manual del balance de blancos. La principal diferencia es la presencia de sensores del sistema ABB. En la VU(R) sirven como sensor el transistor VT3 y la resistencia de medición R7. Los valores de las resistencias de medición en cada dispositivo se eligen de modo que la relación de las corrientes de los tres haces del cinescopio al transmitir los pulsos de medición proporcione la UBC. La metodología para su cálculo está disponible en [1]. El circuito R9C3VD3R8 asegura la transmisión de pulsos de medición al VP. Las resistencias para ajustar la oscilación de la señal se conectan al VP de la misma manera que se hace en los televisores 3USTST (ver Fig. 5).
Un ejemplo de construcción de una VU en microcircuitos se muestra en el diagrama de la fig. 9.
Estas VU se utilizan en el televisor HORIZONT-CTV-655 [6]. Están ensamblados en chips TDA6101Q: potentes amplificadores operacionales de banda ancha de alto voltaje. Su ventaja es la baja disipación de energía: no requieren disipadores de calor. En tales VU se utilizan resistencias con una potencia de disipación de no más de 0,5 W, mientras que en las VU basadas en transistores se requieren resistencias con una potencia de disipación de 2...5 W. El propósito de los pines del microcircuito se muestra en la figura y no requiere explicación. El BBB está regulado en VU(G) y VU(B). Es importante tener en cuenta que el microcircuito también se puede utilizar para el ajuste manual de la UCU, si no instala las resistencias de medición R6, R7, R11, R12, como se hizo en [8], o, como se recomienda en [9 ], conecte los pines 5 de los tres microcircuitos y conéctelos a través de una resistencia de 100 kOhm al cable común. También hay VU integradas de tres canales. Se trata de microcircuitos TEA5101A/W con ABB y TDA6103Q con ajuste manual de la unidad. A continuación se muestra un diagrama esquemático de la inclusión del primero de ellos, y el segundo se muestra en la Fig. 10, se considera en [9].
El esquema es muy sencillo y no requiere explicaciones adicionales. Para un funcionamiento normal, el microcircuito necesita un pequeño disipador de calor: la potencia disipada alcanza los 5 W. El voltaje de referencia se obtiene a partir de un voltaje de 185 V a través del divisor R2R1. La historia de por qué en los televisores modernos el ancho de banda de la ruta de vídeo alcanza los 10 MHz o más proporciona a los radioaficionados la base para realizar modificaciones adecuadas en los televisores domésticos de tercera y cuarta generación. Los más avanzados son los amplificadores de video (VA) para procesadores de video (VP) con ajuste de balance de blancos por microcontrolador, utilizados en televisores de séptima generación, que utilizan control digital de microcircuitos. Se pueden dividir en dos grupos. El primero incluye una VU para el VP con instalación automática del BSC (con el sistema ABB) y ajuste del microcontrolador del BBB, el segundo incluye una VU para el VP con instalación del microcontrolador de ambos modos. Estas VU no tienen resistencias de sintonización. Los AC del primer grupo se utilizan en televisores TVT25152/28162 [7] y THOMSON-STV2160 [10]. En el primer caso, cada AC (Fig.11) está ensamblado sobre tres transistores y es un amplificador con una carga activa (VT1, VT2) y un transistor de medida VT3. El chip DA1 es un procesador de video con un sistema ABB, controlado a través del bus digital I 2 C. El chip digital SDA20563A508 (DD1) es un microcontrolador para el sistema de control de funciones de todas las unidades de TV, y el SDA2586 (DD2) es un chip de memoria para valores digitales de configuraciones y ajustes. Cascada en transistor VT10 - ION.
La construcción de la VU no difiere significativamente de las descritas anteriormente. Sin embargo, funcionan de manera diferente. En cuanto al BBCH, se proporciona automáticamente. Los rangos de señal para obtener el BBB se configuran durante la fabricación o reparación de un televisor utilizando el microcontrolador DD1 cuando está funcionando en modo de servicio. Utilizando el menú en la pantalla del cinescopio y el control remoto, el operador ajusta los parámetros de cada uno de los haces. Sus valores requeridos se almacenan en el chip DD2, desde donde se suministran al VP durante el funcionamiento. Este último utiliza información digital entrante para configurar controles de ganancia en los canales R, G, B. Se puede encontrar información más detallada sobre el funcionamiento del bus de control digital I2C en [1] y en [11]. En la Fig. La figura 12 muestra un diagrama esquemático de la fuente de alimentación del mencionado televisor THOMSON-STV2160. El chip DA1 es un procesador de video con sistema ABB y control digital a través del bus I2C, DA2 es un amplificador de video integrado de tres canales con circuitos del sistema ABB, DD1 es un microcontrolador, DD2 es un dispositivo de memoria. El ION está montado sobre el transistor VT1. Los circuitos del sistema ABB contienen los elementos R11, VD4, R14, VD5, R8, R4, C1. Esta VU funciona de la misma forma que la anterior.
Un ejemplo de un televisor en el que tanto la UCU como el BSC están instalados mediante un microcontrolador es PANASONIC-TC-14L10R/21S2 [10]. El diagrama esquemático de su VU se muestra en la Fig. 13. Utiliza el amplificador más simple considerado con una carga resistiva en un solo transistor. El chip DA1 es un procesador de video, DD1 es un microcontrolador, DD2 es un dispositivo de memoria. El funcionamiento de esta centralita es el mismo que el montado según los esquemas de la Fig. 11 y 12, excepto que en el modo de servicio, no solo se configura el BSC, sino también la UCU.
De lo considerado se desprende que la construcción de una computadora durante la transición de una generación de televisores a otra cambia hacia la simplificación y al mismo tiempo mejora las características técnicas y operativas. Cada vez esto se logra mediante el uso de componentes más modernos y circuitos más complejos de las rutas de color y brillo. Veamos cómo cambiaron los parámetros de WU. Las distorsiones no lineales en los televisores de primera generación (ULPT) eran muy elevadas. Para el RT del canal de brillo alcanzaron el 12%, para el RT de las señales de diferencia de color, hasta el 15%. Esto se explica por el doble alcance de estas señales en comparación con la señal de brillo. En los televisores de segunda generación (UPIMCT), el nivel de distorsión en VU se redujo al 8%, y en dispositivos de generaciones posteriores, al 5%. El coeficiente de transmisión de TC en televisores ULPCT en el canal de brillo alcanzó 50, y el TC de señales de diferencia de color alcanzó 23...47. Los VA en los modelos UPIMCT tenían un coeficiente de transmisión de 47. Los televisores 3USCT utilizan VA con un coeficiente de transmisión de 38, y en los últimos modelos no supera los 20. El rango de señal de entrada de los UD del modelo ULPTsT es 1,5 V en el canal de brillo y 3,2 V en dispositivos de diferencia de color. En los televisores de segunda y tercera generación, la VU recibió señales R, G, B de TDA2530, TDA3505 VP con una oscilación de 2 V. Para el TDA4580 VP más avanzado, es igual a 3 V, y para el TDA8362 - 4 V. El aumento de la gama de señales de entrada permitió reducir el coeficiente de transmisión de la VU, lo que aseguró una reducción de la distorsión y la posibilidad de ampliar el ancho de banda. Los anchos de banda de señales de luminancia, crominancia y color en televisores UPIMCT y 3USTST (en TDA2530, TDA3501) son iguales a 5,5; 1,5...2; 5,5 MHz respectivamente, en televisores de cuarta generación: 5,2; 2; 10 MHz, y en dispositivos modernos (en TDA8362 y similares) - 8; 3,5; 9...10 MHz. Esto significa que en los televisores de primera y tercera generación, las rutas de brillo y color, así como la VU, no transmitían todo el espectro de la señal de video recibida al cinescopio. Solo en los dispositivos de cuarta generación y posteriores se amplió el ancho de banda IP, superando el valor estándar de 6,25 MHz. Los VP con un ancho de banda ampliado requirieron una expansión correspondiente del ancho de banda VA a 9...10 MHz. Y apareció tal VU (ver Fig. 4, 6-13). Las VU basadas en TDA6101Q, TDA6103Q, TEA5101A/W proporcionan una respuesta de frecuencia lineal de hasta frecuencias de 7,5...8 MHz con un consumo de energía mínimo. Puede surgir la pregunta: si se justifica ampliar el ancho de banda de IP y VU a 6,25 MHz transmitidos por el telecentro, ¿por qué es necesario un aumento adicional? Recordemos que un pulso de cualquier forma se puede representar como una suma de componentes sinusoidales con frecuencias, amplitudes y fases correspondientes. La expresión matemática de esta representación se llama transformada de Fourier. Le permite determinar los valores de los parámetros especificados para la frecuencia fundamental del pulso y sus armónicos. Generalmente se acepta que una línea de imagen de televisión consta de 800 elementos. A una frecuencia horizontal de 15,625 kHz, la duración del pulso rectangular que representa dicho elemento es de 80 ns. Corresponde a un conjunto de sinusoides con frecuencias de 6,25; 12,5; 18,75 MHz, etc. Para preservar aproximadamente la forma del pulso, es necesario que al menos parte de los armónicos se transmitan sin distorsión de amplitudes y fases. Con un ancho de banda de 5,5 MHz, ninguno de estos armónicos llegará al cinescopio y dicho elemento no se reproducirá. Con un ancho de banda de la ruta de vídeo de hasta 10 MHz, sólo pasarán oscilaciones sinusoidales de la frecuencia fundamental de 6,25 MHz. Como resultado, el pulso inicialmente rectangular se transmitirá al cátodo del cinescopio en forma de media onda sinusoidal positiva con una amplitud reducida y se reproducirá borrosa. Un pulso correspondiente a un detalle de la imagen con una duración de dos elementos de línea, con un ancho de banda VP y VU de 5,5 MHz, se transmitirá a una frecuencia fundamental de 3,125 MHz, que corresponde a la claridad horizontal de 340 líneas de la escala de la mesa de pruebas. . Sin embargo, la imagen de esta parte en la pantalla del cinescopio será borrosa y oscura. Con un ancho de banda de 10 MHz se transmitirá la frecuencia fundamental, segundo y tercer armónico (3,125; 6,25; 9,375 MHz). Un armónico par aumentará la inclinación del frente de pulso, distorsionando su caída, y un armónico impar mejorará su cuadratura. Se mejorará notablemente la reproducción de los detalles de la imagen de tres elementos lineales, lo que corresponde a la claridad horizontal de 230 líneas. Con un ancho de banda de 5,5 MHz se transmitirán dos armónicos (2,083 y 4,167 MHz), y con un ancho de banda de 10 MHz, cuatro (otros 6,25 y 8,333 MHz). En consecuencia, un televisor con un ancho de banda de vídeo de 5,5 MHz garantiza una reproducción nítida de no más de 230 detalles de imagen por línea. Los detalles con dimensiones correspondientes a 230...340 líneas se mostrarán borrosos, con límites borrosos. Los más pequeños se fusionarán en una franja gris claro común o no se reproducirán en absoluto. Si el ancho de banda de la ruta de video se expande a 10 MHz, entonces el límite de los trazos reproducidos nítidamente de la mesa de prueba será un nivel de 340 líneas, y los trazos en el intervalo de 340 o más líneas se verán ligeramente borrosos. Se sabe que la señal de vídeo a la salida de los reproductores de vídeo en formato VHS tiene una claridad horizontal de 230...270 líneas, y la del formato S-VHS, de 400...430 líneas. Los programas de radiodifusión se transmiten con una claridad de 320...360 líneas. Esto significa que un receptor con un ancho de banda de 5,5 MHz reproducirá bien todos los detalles del formato VHS excepto los más pequeños, degradará ligeramente la nitidez de los programas transmitidos y degradará significativamente la reproducción de señales S-VHS, reduciendo su claridad casi a la mitad ( desde 400...430 líneas hasta 230...340). Al mismo tiempo, los televisores con un ancho de banda de vídeo de 10 MHz reproducirán señales VHS en alta definición, así como programas de radiodifusión, y sólo los detalles más pequeños de la imagen en formato S-VHS tendrán una nitidez reducida. Por tanto, para una reproducción satisfactoria de programas en formato VHS, basta con tener un ancho de banda de vídeo de 5,5 MHz, y cuando se utiliza una grabadora de vídeo S-VHS, se necesita un ancho de banda de 10 MHz. La pregunta sigue sin estar clara: ¿por qué se necesita una banda más ancha (más de 6,25 MHz) para recibir programas de radiodifusión? El hecho es que en los televisores de cuarta generación y siguientes se están tomando medidas para mejorar la forma de las señales de vídeo recibidas. Por diversos motivos (se describen detalladamente en [1, 2] y en [12]), los pulsos que componen la señal de vídeo transmitida por el centro de televisión no tienen forma rectangular. La duración de las subidas y bajadas de los impulsos en las señales de brillo puede ser (dependiendo de la amplitud) de hasta 150 ns. La duración de las diferencias en las señales de diferencia de color de los sistemas PAL y NTSC es la misma. En el estándar SECAM, tienen una duración de hasta 1800 ns, lo que se debe al uso de un método diferente para modular las subportadoras con señales de crominancia. Los sistemas PAL y NTSC utilizan tipos de modulación de amplitud y el estándar SECAM utiliza modulación de frecuencia. Como resultado, la duración de los cambios en las señales de diferencia de color depende del valor del cambio de frecuencia de la subportadora al pasar de un detalle de la imagen con un color a un detalle con un color diferente. Para aumentar la intensidad de las diferencias en las señales de diferencia de color SECAM, se introducen correctores de transición de color en los televisores. La base de dicho corrector es el microcircuito TDA4565 (análogos: K174ХА27, KR1087ХА1). El principio de funcionamiento del corrector se describe detalladamente en el apartado 8.5 de [5]. El corrector reduce la duración de los cambios de 800 a 150 ns, igualando su intensidad en las señales de luminancia y diferencia de color y combinándolas en el tiempo. Sin embargo, no puede hacer frente a señales que tienen bordes muy planos. En [1], se propuso utilizar un corrector adicional junto con el microcircuito, que reduce la duración de la transición de color de 1800 a 800 ns y luego permite que el microcircuito TDA4565 reduzca esta duración a 150 ns. El circuito de dicho corrector en un transistor se considera en [1]. Los televisores más modernos utilizan correctores de diferencia de señal en la ruta de brillo, por ejemplo, los procesadores de mejora de imagen TDA9170, TDA9171 [9]. Al analizar estadísticamente la tasa de repetición en un cuadro de cinco niveles de brillo, se corrige la no linealidad general de la ruta de video gtot al valor estándar de 1,2. Como resultado, las 10 gradaciones de brillo se muestran en la escala de la mesa de prueba, se amplía el rango de cambios en la saturación de los colores azul y especialmente cian, que se reproducen mal en el sistema colorimétrico R, G, B utilizado. El chip TDA8362 tiene circuitos integrados para mejorar la claridad de la imagen. Aumentar la pendiente de la caída es un cambio en su forma al introducir en la señal armónicos de mayor frecuencia que estaban ausentes en la señal recibida. El uso de este procedimiento en televisores con un ancho de banda VP y VU igual a 5,5 MHz resulta ineficaz, ya que la mayoría de los armónicos introducidos por el corrector se sitúan fuera de esta banda y la reproducción no mejorará. Al mismo tiempo, aumentar el ancho de banda mejora la transmisión de armónicos. Notemos de paso que el corrector de transición de color no corrige las distorsiones de apertura en un cinescopio. Para reducirlos, basta con enfocar con precisión los haces del cinescopio, reduciendo su diámetro. En televisores con una frecuencia de escaneo de cuadros de 100 Hz, el ancho de banda de las señales de brillo y R, G, B aumenta a 15...22 MHz, y para señales de diferencia de color es de 13 MHz. Estos dispositivos utilizan una VU en un chip TDA6111Q con una frecuencia de corte de 16 MHz. Todas las VU consideradas se utilizaron en televisores producidos industrialmente, se produjeron en grandes cantidades y demostraron ser eficientes. Por tanto, puedes intentar utilizarlos para modernizar televisores de modelos obsoletos. Consideremos esta posibilidad. En cuanto a los televisores ULPTST, reemplazar cuatro lámparas VU por transistores mejoraría significativamente la calidad de la imagen, eliminaría varias lámparas que funcionan en modo forzado y reduciría el consumo de energía y la disipación de calor. Pero esto se ve obstaculizado por el hecho de que las fuentes de alimentación de dichos televisores funcionan con un voltaje de 370 V, y el voltaje máximo de los transistores prometedores (BF871S y similares) alcanza solo 250 V. Es imposible reducir el voltaje de suministro manteniendo El método de modulación del cinescopio. En consecuencia, reemplazar la VU en televisores ULPTST solo es posible con una alteración significativa del bloque de color con un cambio en el método de modulación del cinescopio. Teniendo en cuenta la construcción de televisores modernos, se debe incluir la introducción de un VP para generar señales R, G, B, lo que permitirá cambiar el método de modulación del cinescopio y ensamblar un VA según cualquier esquema. mostrado en la Fig. 4-7, 9, 10. En los televisores de la serie UPIMCT, es posible (e incluso deseable) reemplazar el transistor KT940A en cada módulo M2-4-1 con cualquiera de los transistores extraños similares que se enumeran a continuación. El resultado será un funcionamiento más estable del dispositivo y una mejor reproducción del color. La opción descrita en [1] parece muy racional: en lugar de una cascada en un transistor KT940A con carga resistiva, utilice una cascada en dos transistores KT969A con carga activa. Esto mejorará la calidad del trabajo y reducirá a la mitad la potencia consumida a través del circuito de alimentación de +200 V. También es recomendable realizar un cambio más significativo en el diseño de la unidad de control: sustituir los módulos M2-4-1 por cualquiera de esos discutido en los diagramas de la Fig. 4- 7, 9, 10, montados en una pequeña tabla unida al tablero del cinescopio. Esto ampliará el ancho de banda del dispositivo y al mismo tiempo reducirá drásticamente la cantidad de piezas utilizadas y el consumo de energía. En 3USCT con una unidad de control construida según los circuitos de la Fig. 5 y 8, los transistores KT940A (VT1 y VT2) se pueden reemplazar con BF869 y BF422, respectivamente (ver Fig. 11) sin ningún cambio. También es recomendable transferir la unidad de control del módulo de color a la placa del cinescopio. Los transistores BC557N, BC558, BC558B se pueden reemplazar con KT3107I. En lugar de BF422, BF423, se puede utilizar el transistor KT3157A. Los transistores 2SC2271D, 2SC3271, 2SC3063RL2, 2BC4714RL2, BF869, BF871S son intercambiables. Según los libros de referencia, el transistor doméstico KT969A tiene parámetros similares, pero este reemplazo no es equivalente. El diodo 1N4148 se puede reemplazar por KD522B. Literatura
Autor: V.Brylov, Moscú
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