Материалы сайта
Это интересно
Телевизионный приемник с цифровой обработкой
2. Схемотехнический раздел 2.1. Расчёт схемы эмиттерного повторителя в канале изображения Для подключения полосового фильтра к микросхеме цифрового полосового фильтра, необходимо поставить буферный каскад. В качестве такого буферного каскада можно использовать эмиттерный повторитель на биполярном транзисторе. Произведём расчет этой схемы, рис 2.1. Исходными данными для расчёта являются: - ток отдаваемый в нагрузку, Iн = 1 мА; - напряжения в нагрузке Uн = 2 В; - напряжение питания Uпит = 5 В; - частотный диапазон входного сигнала fсиг (0,1Гц – 6,5 МГц); - допустимый уровень частотных искажений Мн = 1.1 dB. Выбор транзистора производим исходя из заданной максимальной частоты сигнала. Выберем транзистор КТ3172А. [9] Это транзистор кремниевый эпитаксильно-планарный, структуры n-p-n усилительный. Предназначенный для применения в бытовой видеотехнике. Справочные данные: - статический коэффициент передачи тока 40; - входное сопротивление транзистора 727 Ом: - граничная частота 300 МГц; - максимальный ток коллектора 20 мА; - максимальное напряжение коллектор-эмиттер 20 В. Рис 2.1. Схема эмиттерного повторителя в канале изображения. Расчёт постоянной составляющей тока эмиттера. [pic], (2,1) где IЭ0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; IН – ток в нагрузке, мА; КЗ – коэффициент запаса = 1,7. [pic] Расчёт статического коэффициента передачи тока в схеме с общей базой. [pic], (2,2) где h21Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой; h21Э – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером. [pic] 3. Расчёт постоянной составляющей тока коллектора. [pic], (2,3) где IК0 - постоянная составляющая тока коллектора, мА; IЭ0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; h21Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой. [pic] проверяем условие IК0< IДОП. Условие выполняется. 4. Расчёт постоянной составляющей коллекторного напряжения. [pic], (2,4) где UКЭМИН – остаточное напряжение на коллекторе, 0,5…1 В; Uн - напряжение в нагрузке, В. [pic] проверяем условие UК0< UДОП. Условие выполняется. 5. Расчёт резистора RЭ [pic], (2,6) где RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом; Uпит - напряжение питания, В; IЭ0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; UК0 - постоянная составляющая коллекторного напряжения, В. [pic] 6. Расчет резистора в цепи базы. [pic], (2,7) где RБ – сопротивление резистора RБ, Ом; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом; h21Э – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером. [pic] 7. Расчёт крутизны вольтамперной характеристики транзистора. [pic], (2,8) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; h21Э – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; h11 - входное сопротивление транзистора, Ом. [pic] 8. Расчёт коэффициента усиления каскада. [pic], (2,9) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом. [pic] 9. Расчёт конденсатора С1. [pic], (2,10) где МН - допустимый уровень частотных искажений; fН – нижняя граничная частота, Гц; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом. [pic] 2.2. Расчет схемы усилительного каскада в канале звука стандарта NICAM Исходные данные для расчёта: - напряжение питания UПИТ = 5 В; - максимальный выходной ток = 10 мА.; - допустимый уровень частотных искажений Мн = 1.1 dB; - частота усиливаемого сигнала = 6.5 МГЦ. Выбор транзистора производим исходя заданных исходных данных. Выберем транзистор КТ3172А.[9] Это транзистор кремниевый эпитаксильно-планарный, структуры n-p-n усилительный. Предназначенный для применения в бытовой видеотехнике. Справочные данные для данного транзистора: - статический коэффициент передачи тока 40; - входное сопротивление транзистора 727 Ом: - граничная частота 300 МГц; - максимальный ток коллектора 20 мА; - максимальное напряжение коллектор-эмиттер 20 В; - ёмкость коллекторного перехода 3,4 10-12 Ф. Кроме того по входным и выходным характеристикам транзистора определяем положение рабочей точки при работе транзистора в режиме А. Получаем: - ток покоя транзистора IK0 = 4 мА, при UКЭ0 = 1,8 В; - напряжение смещения на базе UБ0 = 0,84 В при IБ0 = 30 мкА. Принципиальная схема каскада показана на рис 2.2. 1. Расчёт падения напряжения на резисторе RЭ. [pic], (2,11) где URЭ - падение напряжения на резисторе RЭ, В; UПИТ - напряжение питания. [pic] 2. Расчёт резистора RЭ [pic], (2,12) где RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом; URЭ - падение напряжения на резисторе RЭ, В; IK0 - ток покоя транзистора, А. [pic] 3. Расчёт резистора RК [pic], (2,13) где RК – сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом; URЭ - падение напряжения на резисторе RЭ, В; UПИТ - напряжение питания, В; IK0 - ток покоя транзистора, А; UK0 - напряжение покоя транзистора, В. [pic] Рис 2.2. Принципиальная схема усилительного каскада. 4. Расчет сопротивлений делителя, R1, R2. [pic], (2,14) где UПИТ - напряжение питания, В; IБ0 - ток покоя в базе транзистора, А. [pic] [pic], (2,15) где UR2 - падение напряжения на резисторе R2, В; UБ0 - напряжение покоя в базе транзистора, В; URЭ - падение напряжения на резисторе RЭ, В. [pic] [pic], (2,16) где UR2 - падение напряжения на резисторе R2, В; IБ0 - ток покоя в базе транзистора, А; R2 – сопротивление резистора R2, Ом. [pic] R1 = RД – R2, (2,17) где R1 – сопротивление резистора R1, Ом; R2 – сопротивление резистора R2, Ом; RД – сопротивление делителя в цепи базы, Ом. R1 = 16666,6 – 6966,6 = 9700 5. Расчёт крутизны вольтамперной характеристики транзистора. [pic], (2,18) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; h21Э – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; h11 - входное сопротивление транзистора, Ом. [pic] 6. Расчёт коэффициента усиления каскада. [pic], (2,19) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом; RК – сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом. [pic] 7. Расчёт коэффициента устойчивого усиления [pic] [pic], (2,20) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; fc – частота усиливаемого сигнала, Гц; Ск – ёмкость коллекторного перехода, Ф. [pic] проверяем условие К < КУСТ. Условие выполняется. 8. Расчёт конденсатора С1 [pic], (2,22) где fc – частота усиливаемого сигнала, Гц; R1 – сопротивление резистора R1, Ом; R2 – сопротивление резистора R2, Ом. [pic] 9. Расчёт конденсатора С2 При расчёте конденсатора С2, предварительно рассчитаем постоянную времени цепи, ?. [pic] , (2,23) где МН - допустимый уровень частотных искажений; fН – нижняя граничная частота, Гц. [pic] [pic], (2,24) где RК – сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом; RН – сопротивление нагрузки, Ом. [pic] 2.3.Расчёт схемы фильтра в канале изображения Для отсечения высокочастотных составляющих в сигнале R-Y необходимо включение фильтра низкой частоты (ФНЧ). Этот фильтр должен быть настроен на частоту среза = 1,5 МГц, так как этой частотой определяется верхняя граница спектра сигнала. Итак, требуется рассчитать ФНЧ. Исходные данные для расчёта: частота среза fГР = 1,5 МГц; сопротивление нагрузки RН = 900 Ом. Принципиальная схема фильтра представлена на рис. 2.3. Рис 2.3. Принципиальная схема фильтра. 1. Расчёт конденсаторов. [pic], (2,25) где fГР - частота среза, Гц; RН - сопротивление нагрузки, Ом. [pic] В схему, конденсаторы устанавливаются номиналом С1 = С2 = С/2 = = 117 пФ. 2. Расчёт катушки индуктивности [pic], (2,26) где fГР - частота среза, Гц; RН - сопротивление нагрузки, Ом. [pic] Таким образом получаем L = 191 мкГн. Амплитудно-частотная характеристика такого фильтра будет описываться выражением: [pic][pic], (2,27) и будет иметь следующий вид показанный на рис.2.4. Рис. 2.4. Амплитудно-частотная характеристика фильтра. Таким образом, номиналы элементов при постановке в схему: L = 200 мкГн; С1 = С2 = К31-11 250В 100 пФ . 2.4 Расчёт схемы эмиттерного повторителя в канале звука стандарта NICAM Для согласования выхода усилительного каскада со входом микросхемы звукового процессора используем схему показанную на рис 2.5. Исходные данные для расчёта схемы - ток отдаваемый в нагрузку, Iн = 1 мА; - напряжения в нагрузке Uн = 2 В; - напряжение питания Uпит = 5 В; - частота усиливаемого сигнала fсиг = 6,5 МГц; - допустимый уровень частотных искажений Мн = 1.1 dB. Выбор транзистора производим исходя из заданной максимальной частоты сигнала. Выберем транзистор КТ3172А[9]. Это транзистор кремниевый эпитаксильно-планарный, структуры n-p-n усилительный. Предназначенный для применения в бытовой видеотехнике. Справочные данные: - статический коэффициент передачи тока 40; - входное сопротивление транзистора 727 Ом: - граничная частота 300 МГц; - максимальный ток коллектора 20 мА; - максимальное напряжение коллектор-эмиттер 20 В. Рис 2.5. Принципиальная схема эмиттерного повторителя в канале звука стандарта NICAM. 1. Расчёт постоянной составляющей тока эмиттера. [pic], (2,28) где IЭ0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; IН – ток в нагрузке, мА; КЗ – коэффициент запаса = 1,7. [pic] 2. Расчёт статического коэффициента передачи тока в схеме с общей базой. [pic], (2,29) где h21Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой; h21Э – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером. [pic] 3. Расчёт постоянной составляющей тока коллектора. [pic], (2,30) где IК0 - постоянная составляющая тока коллектора, мА; IЭ0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; h21Б – статический коэффициент передачи тока в схеме с общей базой. [pic] проверяем условие IК0< IДОП. Условие выполняется. 4. Расчёт постоянной составляющей коллекторного напряжения. [pic], (2,31) где UКЭМИН – остаточное напряжение на коллекторе, 0,5…1 В; Uн - напряжение в нагрузке, В. [pic] проверяем условие UК0< UДОП. Условие выполняется. 5. Расчёт резистора RЭ [pic], (2,32) где RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом; Uпит - напряжение питания, В; IЭ0 – постоянная составляющая тока эмиттера, мА; UК0 - постоянная составляющая коллекторного напряжения, В. [pic] 6. Расчет тока в цепи базы. [pic], (2,33) h21Э – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; IЭ0 – постоянная составляющая тока эмиттера, А. [pic] 7. Расчет сопротивлений делителя, R1, R2. [pic], (2,34) где UПИТ - напряжение питания, В; IБ0 ток - в базе транзистора, А. [pic] [pic], (2,35) где UR2 - падение напряжения на резисторе R2, В; UБ0 - напряжение в базе транзистора, В; URЭ - падение напряжения на резисторе RЭ, В. [pic] [pic], (2,37) где UR2 - падение напряжения на резисторе R2, В; IБ0 - ток в базе транзистора, А; R2 – сопротивление резистора R2, Ом. [pic] R1 = RД – R2, (2,38) где R1 – сопротивление резистора R1, Ом; R2 – сопротивление резистора R2, Ом; RД – сопротивление делителя в цепи базы, Ом. R1 = 11764,5 – 7435,3 = 4329,2 8. Расчёт крутизны вольтамперной характеристики транзистора. [pic], (2,39) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; h21Э – статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; h11 - входное сопротивление транзистора, Ом. [pic] 9. Расчёт коэффициента усиления каскада. [pic], (2,40) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом. [pic] 10. Расчёт конденсатора С1 [pic], (2,41) где fc – частота усиливаемого сигнала, Гц; R1 – сопротивление резистора R1, Ом; R2 – сопротивление резистора R2, Ом. [pic] 11. Расчёт конденсатора С2. [pic], (2,42) где МН - допустимый уровень частотных искажений; fН – частота сигнала, Гц; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом. [pic] 12. Расчёт передаточной характеристики каскада по высокой частоте. [pic], (2,43) где К - коэффициент усиления каскада в зависимости от частоты; К0 – см формулу (2,40); fВ – верхняя частота усиления каскада, Гц; f – текущая частота, Гц. [pic], (2,44) где fВ – верхняя частота усиления каскада, Гц; RВЫХ – выходное сопротивление каскада, Ом; С0 – выходная ёмкость каскада, Ф. [pic], (2,45) где RВЫХ – выходное сопротивление каскада, Ом; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом; S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В. [pic] [pic], (2,46) где С0 – выходная ёмкость каскада, Ф; СЭК – ёмкость коллекторного перехода, Ф; СН – емкость нагрузки, Ф; СМ – емкость монтажа, Ф. [pic]. График зависимости коэффициента усиления эмиттерного повторителя в канале звука стандарта NICAM от частоты приведён на рис.2.6. Рис.2.6. График зависимости коэффициента усиления эмиттерного повторителя в канале звука стандарта NICAM от частоты. 2.5 Расчёт стабилизатора в схеме питания. Для нормальной работы схемы телевизионного приёмника, необходимо обеспечить стабилизацию питающих напряжений, т.к. напряжение сети непостоянно. Эту задачу выполняют устройства, называемые стабилизаторами. В настоящее время существуют микросхемы, выполняющие функции стабилизации напряжения питания той или иной схемы. Исходными данными для проектирования схем стабилизации являются: входное напряжение стабилизатора, В; выходное напряжение стабилизатора, В; ток, потребляемый схемой, А; нестабильность выходного напряжения, %. Для нашего случая исходные данные такие: входное напряжение стабилизатора, 8В; выходное напряжение стабилизатора, 5В; ток, потребляемый схемой, 300мА; нестабильность выходного напряжения, 2,5%. По заданным исходным данным по справочнику определяем нужную нам микросхему, причём Iн = 300.1,5 = 450 мА. Т.о. мы выбираем микросхему К1158ЕН5Г[4]. Основные параметры этой микросхемы приведены в табл.2.1. А типовая схема включения на рис 2.7. Таблица 2.1 Основные параметры микросхемы К1158ЕН5Г. |№ |Параметр |Величина | |п./п| | | |1 |Выходной ток , мА |800 | |2 |Выходное напряжение, В |5 | |3 |Диапазон входных напряжений, В |6-35 | |4 |Нестабильность выходного напряжения, % |<2 | |5 |Диапазон рабочих температур, 0С |-45…+85 | Кроме вышеперечисленных параметров эта микросхема обладает следующими положительными особенностями: защита от короткого замыкания в нагрузке, встроенная тепловая защита, защита от выбросов входного напряжения, малым падением напряжения вход-выход. Рис 2.7.типовая схема включения микросхемы К1158ЕН5Г. Конденсаторы С1 и С2 рекомендательно выбрать соответственно 1 мкФ и 10 мкФ. 2.6. Расчёт допусков на радиоэлементы Произведём расчёт допусков на радиоэлементы для схемы эмиттерного повторителя в канале изображения при отклонении коэффициента усиления на 5%. Для данного каскада имеем: [pic], (2,48) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом. [pic] (2,49) [pic], (2,50) [pic] (2,51) [pic] (2,52) [pic] (2,53) [pic] (2,54) [pic]. (2,55) Для нашего случая найдём А1 и А2. [pic] (2,56) Зададим отклонение крутизны, равное 10%, тогда при подстановке численных значений в формулу (2,55), получим значение отклонения номинала резистора на 37.8%. Таким образом, выбирая из ряда типовых значении номиналов элементов, получаем: RЭ = МЛТ 0,125 1,3кОм ± 10%; RБ = МЛТ 0,125 6,8кОм ± 10%; С1 = К50-35 16В 33 мкФ Произведём расчёт допусков на радиоэлементы для схемы усилительного каскада в канале промежуточной звука стандарта NICAM при отклонении коэффициента усиления на 5%. Для данного каскада имеем: [pic], (2,57) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом; RК – сопротивление резистора в цепи коллектора, Ом. [pic] (2,58) [pic], (2,59) [pic] (2,60) [pic] (2,61) [pic] (2,62) [pic] (2,63) [pic] (2,64) [pic]. (2,65) Для нашего случая найдём А1 и А2. [pic] (2,66) [pic] (2,67) А3=1 (2,68) [pic] [pic] Зададим отклонение крутизны, равное 1% и допустим, что ?RK = ?RЭ, тогда при подстановке численных значений в формулу (2,65), получим значение отклонения номиналов резисторов на 3.63%. Таким образом, выбирая из ряда типовых значении номиналов элементов, получаем: RЭ = МЛТ 0,125 316 Ом ± 2%; RК = МЛТ 0,125 487 Ом ± 2%; R1 = МЛТ 0,125 10 кОм ± 10%; R2 = МЛТ 0,125 6,8 кОм ± 10%; С1 = С2 = К31-11 250В 67 пФ . Произведём расчёт допусков на радиоэлементы для схемы эмиттерного повторителя в канале промежуточной звука стандарта NICAM при отклонении коэффициента усиления на 5%. Для данного каскада имеем: [pic], (2,69) где S - крутизна вольтамперной характеристики транзистора, А/В; RЭ – сопротивление резистора RЭ, Ом. [pic] (2,70) [pic], (2,71) [pic] (2,72) [pic] (2,73) [pic] (2,74) [pic] (2,75) [pic]. (2,76) Для нашего случая найдём А1 и А2. [pic] (2,77) Зададим отклонение крутизны, равное 10%, тогда при подстановке численных значений в формулу (2,76), получим значение отклонения номинала резистора на 37.8%. Таким образом, выбирая из ряда типовых значении номиналов элементов, получаем: RЭ = МЛТ 0,125 1,3кОм ± 10%; R1 = МЛТ 0,125 4,3кОм ± 10%; R2 = МЛТ 0,125 7,5 кОм ± 10%; С1 = К31-11 250В 100 пФ ; С2 = К31-11 250В 47 пФ . 2.7 Описание работы принципиальной электрической схемы по каналу прохождения видеосигнала. Сигнал с антенны через разветвитель поступает на 2 одинаковых тюнера, один из которых DA1-1 является основным, а другой DA6-1 предназначен для приема дополнительного изображения. Управление тюнером осуществляется по шине I2C с микроконтроллера (МК). По этой шине передается также следующая информация: - ТВ стандарт; - Тип системы цветового кодирования; - Частота настройки; - Сигнал АПЧГ; - Сигнал АРУ; - Команды переключения диапазонов. Структурная схема одного из тюнеров приведена на рис. 2.8. Рис. 2.8. Структурная схема тюнера Сигнал с антенны проходит разветвитель и поступает на вход тюнера, а далее, в зависимости от выбранного диапазона, на один из 3-х усилителей H, M, L. Выбор усилителя и регулировка коэффициента усиления по сигналу АРУ в зависимости от уровня входного сигнала определяется микроконтроллером МК по шине I2C . После усиления сигнал поступает на смеситель, в котором осуществляется перенос спектра ТВ сигнала с радиочастоты на промежуточную Fпч=38,0 МГц. Частота с гетеродина поступает в цифровой форме по шине I2C с МК на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и далее на смеситель. На выходе смесителя образуется Fпч, равная разнице между частотой гетеродина Fг и частотой сигнала Fс. Для стабилизации частоты гетеродин охвачен цепью автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ). Сигнал АПЧГ с тюнера по шине I2C поступает на МК, где происходит подстройка частоты. Измененная частота гетеродина в цифровой форме возвращается в тюнер. Сигнал ПЧ с выхода смесителя поступает на фильтр на поверхностно- аккустических волнах (ПАВ). Параметры фильтра определяют амплитудно- частотную характеристику УПЧ, а значит избирательность по соседнему каналу и равномерность передачи спектра ТВ сигнала в полосе пропускания. Затем сигнал усиливается в УПЧ и поступает на видеодетектор. Он выполнен по схеме синхронного детектора, основное достоинство которого – малые нелинейные искажения при детектировании слабых сигналов. Синхрочастоту, необходимую для работы видеодетектора, вырабатывает генератор. Для синхронизации его работы и стабилизации частоты генератор охвачен петлей фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). В основе работы ФАПЧ – компаратор с двумя входами, на которые поступают частота ПЧ и частота генератора. В случае отличия частот по фазе или частоте в компараторе вырабатывается сигнал ошибки, который подстраивает генератор. В случае большого ухода Fпч работает АПЧГ – медленная, но широкополосная с большим захватом. В видеодетекторе ФАПЧ – быстродействующая и узкополосная. Она способна реагировать на быстрые изменения частоты. С видеодетектора сигнал поступает на усилитель, а затем на буфер. С выхода буфера сигнал поступает на выход "Видео" тюнера. Формирование промежуточной частоты звука Fпчз происходит аналогично Fпч. С выхода смесителя Fпч поступает на фильтр ПАВ, на выходе которого выделяется Fпчз. После необходимого усиления сигнал детектируется, затем вновь усиливается и через буфер поступает на выход "Аудио" тюнера. Это аналоговый моносигнал. На тюнере имеется выход Fпчз, предназначенный для формирования звука системы NICAM. Система NICAM представляет собой цифровую систему кодирования стереофонических звуковых сигналов, которые передаются в системе PAL+. Видеосигнал с выхода тюнера DA1-1 поступает на вход коммутатора DA1-2. Кроме этого у коммутатора есть еще 4 входа, на которые приходят видеосигналы с разъема XS1, входных разъемов и дополнительного тюнера. Выбор источника видеосигнала осуществляется во командам с МК. С выхода коммутатора видеосигнал поступает на эмиттерный повторитель, а затем на полосовой фильтр. С буфера видеосигнал поступает на. Эта микросхема представляет собой гребенчатый фильтр. Известно, что спектр видеосигнала не сплошной, а дискретный. Несущая частота сигналов цветности F=4,43 МГц. Для выделения сигналов цветности в аналоговых ТВ устанавливался фильтр на эту частоту. Форма его АЧХ показана пунктиром. При этом из-за невозможности создания фильтра с "П" образной характеристикой часть спектра видеосигнала терялась, что приводило к снижению четкости изображения. Фильтр работает только в промежутках между спектром видеосигнала. Принцип работы цифрового гребенчатого фильтра основан на том, что соседние строки по цвету ничем не отличаются. Поэтому если вычесть из одной строки сигнал соседней строки, то получается один яркостной сигнал. Введение в схему цифрового гребенчатого фильтра заметно повышает четкость изображения. По желанию пользователя в меню есть возможность отключения фильтра. На входе AD2-1 включен АЦП, преобразующий аналоговый видеосигнал в цифровой. Затем в гребенчатом фильтре производится его цифровая обработка, после чего сигналы яркости Y и цветности С в цифровом виде по раздельным каналам поступают на входы ЦАП. С выходов микросхемы DA1-1 сигналы яркости и цветности уже в аналоговой форме поступают на декодер (DA1-6). Декодер осуществляет распознавание цветовых систем кодирования PAL+ , SECAM, NTSC и декодирование сигналов цветности. На выходе образуются цветоразностные сигналы R-Y и B-Y. В паре с DA1-6 работает DA1-7 – линия задержки на строку. Кроме декодирования основных сигналов, DA1-6 осуществляет врезку внешних сигналов R, G, B поступающих с разъема XS1. Управление декодером осуществляется по шине I2C с МК. В DA1-6 формируется 3- х уровневый импульс, который снимается с контакта 10. С выхода декодера (контакты 14, 13, 12) цветоразностные сигналы и сигнал яркости поступают на DA2-2– так называемую микросхему искусственного интеллекта. В ней выполняются следующие операции: - Привязка к уровню черного. Измеряется амплитуда самого темного элемента изображения за строку, которая принимается за уровень черного. Таким образом срезается "подставка", что позволяет более полно использовать динамический диапазон; - Коррекция амплитудной характеристики или по другому гамма- характеристики. Известно, что условием хорошего качества изображения является примерное равенство черных, белых и серых точек. Если в поступающем видеосигнале количество белых и черных точек гораздо больше, чем серых, то микросхема искусственно увеличивает количество серых. Это достигается за счет изменения крутизны гамма-характеристики в области белого и черного. Вся обработка идет только по яркостному. По желанию пользователя в меню есть возможность отключения микросхемы искусственного интеллекта. Управление осуществляется по шине I2C с МК. С выхода DA2-2 (контакты 28, 26, 21) цветоразностные и яркостный сигналы через усилители поступают на разъем ХS6 и далее на плату “3”, где происходит их цифровая обработка. На плате "3" аналоговый сигнал поступает на AD3-1 – микросхему аналого- цифрового преобразователя. Из теории известно, что любой аналоговый сигнал можно передать дискретно, если частота квантования в 2 раза выше максимальной модулирующей частоты. Полоса пропускания яркостного канала 6,0 МГц, поэтому частота квантования АЦП была выбрана равной 13,5 МГц. Для цветоразностных сигналов полоса пропускания равна 1,5 МГц, а частота квантования выбрана 3,375 МГц. Для обеспечения требуемой разрешающей способности ТВ необходимо иметь 256 уровней квантования (28), т.е. для передачи видеосигнала нужна 8-разрядная цифровая шина. Одновременно необходимо передавать 8 разрядов сигнала яркости, 8 разрядов сигнала R-Y и 8 разрядов B-Y – итого 24 разряда. Но это избыточность: на самом деле на один отсчет яркостного канала выбирают 4 отсчета цветоразностных каналов, что называется форматом 4:1:1. Структурная схема AD3-1 показана на рис.2.9. Рис.2.9. Структурная схема микросхемы АЦП Аналоговый сигнал яркости с вывода 3 поступает на устройство выборки- хранения (УВХ) (1), затем на 8-разрядный АЦП (2) и через буфер (3) на преобразователь в уровни ТТЛ (4). С выводов 24, 31 сигнал яркости в двоичном коде выходит из микросхемы. Аналоговый цветоразностный сигнал R-Y с вывода 7 поступает на УВХ (5) затем на коммутатор (7). Аналоговый цветоразностный сигнал B-Y с вывода 9 поступает на УВХ (6) и далее на коммутатор (7). Затем оба цветоразностных сигнала идут по одному каналу. Коммутатор подключает цветоразностные сигналы к каналу поочередно. С УВХ (8) сигнал поступают на 8-разрядный АЦП, затем на кодер (10) и на преобразователь в уровни ТТЛ (11). С выводов 19, 20 в двоичном коде снимается R-Y, а с выводов 21, 22 B-Y. Управление работой блоков внутри микросхемы осуществляет генератор временных импульсов. Скорость прохождения сигналов по цветоразностному каналу в 4 раза ниже, чем по яркостному. Для преобразования стандарта 50 Гц в 100 Гц двоичные сигналы яркости и цветности сначала записываются в память на поле микросхемы DD3-1 емкостью 2,9 МБ, а затем считываются с удвоенной скоростью микросхемой DD3-2, носящей название "Прозоник". Структурная схема ее приведена на рис. 2.10. Рис. 2.10. Структурная схема микросхемы DD3-2 Она имеет в своем составе: - 1, 4 – цифровые блоки шумоподавления; - 2, 3 – декодеры цветоразностных сигналов; - 5, 6 – линии задержки; - 7, 8 – медианные фильтры; - 9, 10 – микшеры; - 11 – кодер выбора стандарта; - 12 – цифровой фазовый детектор; - 13 – микропроцессор с памятью; - 14 – блок контроля, связь с центральным МК. Структурная схема блока шумоподавления представлена на рис.2.11. Принцип работы блоков шумоподавления основан на сравнении 2-х полей изображения Yа и Yb. Все их отличия считаются шумом и вычитаются. Вычитание происходит с переменным коэффициентом К. Величина коэффициента определяется в устройстве, называемым детектором движения. Значения коэффициента в зависимости от интенсивности движения меняются от "0" до "1". Нулевое значение соответствует отсутствию движения. Новая информация не проходит на выход. На выходе постоянно повторяется информация из внутренней памяти на поле. Рис.2.11. Структурная схема блока шумоподавления. Максимальное значение коэффициента, равное "1", соответствует наиболее интенсивному движению. При этом из входного сигнала сначала вычитается сигнал, записанный в память, а после перемножителя вновь добавляется. Таким образом, входной сигнал без изменения проходит на выход. При К меньше "1", но больше "0", из входного сигнала вычитается сигнал, задержанный на 1 кадр, умножается на коэффициент, суммируется с сигналом, записанным в памяти, и поступает на выход. С выхода микросхемы "Прозоника" цифровой сигнал поступает на ЦАП DA3-1. Структурная схема микросхемы DA3-1 приведена на рис.2.12. Сигналы яркости и цветности в двоичном коде проходят коммутатор (1), далее каждый из сигналов Y, B-Y, R-Y идет по своему каналу. Сигнал яркости поступает на яркостную линию задержки. Назначение ее такое же, как в аналоговых ТВ – совмещение середины фронтов яркостных и цветоразностных сигналов для улучшении цветовых переходов. Возникающие при этом выбросы на фронтах сигнала устраняются фильтром (6). В блоках 7, 10, 13 происходит изменение формата изображения. Для этого сигнал записывается в память, а затем считывается с большей или меньшей скоростью. Частота строчной развертки при этом не меняется. Затем сигнал поступает в ЦАП (17) и уже в аналоговой форме выходит из микросхемы. Цифровые цветоразностные сигналы поступают на интерполятор (2). Интерполятор необходим в связи с тем, что отсчет цветоразностных сигналов приходит со скоростью в 4 раза ниже яркостного, поэтому необходимо заполнить пробелы, усредняя соседние отсчёты. Далее сигналы R-Yи B-Y идут раздельно каждый по своему каналу. Каналы идентичны. В блоках 3, 4 уменьшение фронтов цветоразностных переходов необходимо для повышения четкости цветовых переходов. В блоках 8, 9, 11, 12, 14, 15 происходит сжатие и растяжение изображения. На выходах ЦАП (18, 19) сигналы уже имеют аналоговую форму. Рис. 2.12. Структурная схема микросхемы DA3-1. Для обслуживания блоков внутри микросхемы имеется генератор с ФАПЧ (16). Прием и выдача информации от центрального МК осуществляется через интерфейс шины I2C. С выхода ЦАП DA3-1 (контакты 54, 51, 47), сигналы Y, R-Y и B-Y поступают на видеопроцессор DA4-1 (контакты 6, 7, 8). Кроме основного видеосигнала на его вход поступают также сигналы телетекста (контакты 2, 3, 4) и сигналы PIP (контакты 10, 11, 12). В видеопроцессоре осуществляется матрицирование, врезка сигналов телетекста и PIP, регулировка яркости, контрастности, насыщенности, ограничения тока лучей. Датчиком тока является измерительный резистор, включенный в разрыв земляного вывода строчного трансформатора. В случае превышения тока лучей сигнал с датчика поступает на вывод 15, что приводит к резкому уменьшению коэффициента усиления видеоусилителя и к уменьшению тока лучей в кинескопе. Управление работой видеопроцессора производится с МК по шинеI2C. С выхода видеопроцессора (контакты 20, 22, 24), сигналы R, G, B поступают на плату кинескопа. На плате кинескопа сигналы R, G, B поступают соответственно на DA5-1, DA5- 2, DA5-3 и далее на кинескоп. Режим “картинка в картинке” (РIР). Видеосигнал с дополнительного тюнера DA6-1 поступает на коммутатор DA1-2. С выхода коммутатора сигнал поступает на вход декодера цветности DA2-1. DA2-3 – линия задержки на строку. Декодер осуществляет декодирование сигналов цветности в соответствии с принимаемой системой цвета, а также разделение сигналов цветности и яркости. С выхода декодера контакты (12, 13, 14) сигналы R-Y, B-Y и Y после усилителей поступают на разъем ХS5 и далее на плату "3" для цифровой обработки. С выхода AD3-2 (АЦП) сигнал в цифровой форме поступает на микросхему памяти на поле DD3-3. Врезка сигнала R-Y в основной сигнал происходит в DD3-4...DD3-7 Процессом считывания и врезки управляет микросхема "Прозоник" DD3-2. Дальнейшая обработка сигналов с дополнительного тюнера производится совместно с основным сигналом. ----------------------- [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]