Курсовая работа на тему «Исследование блока Усилителя промежуточной частоты изображения» По дисциплине «Основы телевидения»
Автор: student | Категория: Технические науки / Электроэнергетика | Просмотров: 8 | Комментирии: 0 | 16-09-2020 13:50

Скачать:  1361882968_kursovoy_po_televideniyu.zip [638,86 Kb] (cкачиваний: 0)  

 

 

 

Курсовая работа

на тему «Исследование блока Усилителя промежуточной частоты изображения»

По дисциплине «Основы телевидения»

 

Содержание

 

Введение 3

Работа УПЧИ 6

Особенности применения УПЧИ с ФСС, ФСИ 9

ТЗ Исследование УПЧИ Электроника ц-432 11

К174УР2 12

К174УР12 18

Заключение……………………………………………………………………………………22

Список используемой литературы………………………………………………………...23

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Введение

 

 

Телевизор «Электроника Ц-432» обеспечивает:

  • работу от встречной штыревой телескопической или от наружной антенны без применения специальных согласующих уст­ройств;
  • нормальную работу при питании от сети переменного тока 50 Гц с номинальным напряжением 220 В (без специального пере­ключателя) при допустимых отклонениях напряжения питания в интервале 108—251 В за счет применения стабилизированного бес- трансформаторного источника питания.
  • нормальную работу при питании от источника постоянного тока 12,5±2 В;
  • возможность прослушивания звукового сопровождения теле­визионных передач на ннзкоомные телефоны при отключенном гром­коговорителе;
  • возможность работы в режимах записи и воспроизведения черно-белого и цветного изображения с бытовыми видеомагнито­фонами.

Для повышения качества и стабильности приема цветных и черно-белых телевизионных передач в телевизоре применены схемы автоматической регулировки усиления (АРУ), автоматической под­стройки частоты гетеродина (АПЧГ) и автоматической подстройки частоты и фазы строчной развертки (АПЧиФ). Схема телевизора предусматривает также автоматическое размагничивание экрана и маски кинескопа при его включении.

Для защиты элементов телевизора от перегрузок в телевизоре применена электронная схема зашиты, автоматически выключающая его при возникновении перегрузок и включающая его при прекра­щении их воздействия.

Выведенные на переднюю, панель элементы регулировки позво­ляют владельцу телевизора по своему желанию изменять громкость звукового сопровождения, яркость и контрастность изображения, а также цветовую насыщенность.

Телевизор собран из функционально законченных блоков, кото­рые объединяются друг с другом с помощью разъемов на кросс-- плате. Применение кросс-платы с двусторонними разъемами обе­спечивает легкий доступ к блокам телевизора при ремонте без отключения их от схемы.

В функциональных блоках телевизора широко использованы микросхемы и полупроводниковые приборы, что позволило суще­ственно повысить качественные показатели и надежность цветного телевизора.

Сочетание малых габаритов, сравнительно небольшой массы, удобства в эксплуатации и универсальности питания позволяет широко использовать телевизор «Электроника Ц-432» как в ста­ционарных, так и в походных условиях (в автомобиле, в моторной лодке и т. д.).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Основные технические характеристики:

Размер изображения   ………… ……………..не менее 138x185 мм

Чувствительность …………… ……………..не хуже 110 мкВ    

Разрешающая способность . . . …………….. не менее 250 линий

Выходная мощность звукового канала……. не менее 0,6 Вт    

Телевизор питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Колебания напряжения сети не должны превышать +14.-51 % номи­нального значения.

Кроме того, телевизор может питаться от источника постоянного тока напряжением 12 В.

Колебания напряжения источника не должны превышать i‘^2,5 ^ номинального значения.

Потребляемая мощность…………………….не более 50 Вт

Габаритные размеры…………………………не более 362x245x275 мм

Масса (без упаковки)…………………………не более 8,7 кг

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Работа Усилителя промежуточной частоты изображения

 

 

 

Практическая схема УПЧИ представлена на рис.1

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Схема УПЧИ Электроника ц-432

 

 

 

 

Модуль УПЧИ (AS2) выполнен на транзисто­ре VTI на

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

микросхеме DI. Принципиальная схема модуля приведена на рис.1 Сигнал ПЧ с селектора каналов А2 по кабелю поступает на входное гнездо Х2 модуля AS2. На входе модуля имеется предварительный каскад УПЧИ на транзисторе VTI, включенном по схеме с ОЭ, нагрузкой которого является десятиконтурный ФСС. Режекторные контуры обеспечивают тре­буемую избирательность на следующих часто­тах: L2C5C6 на 31,5 МГц; L3C7 на 41 МГц; L5C9CI0 на 30 МГц; L6C1I на 39,5 МГц, L8CI3 на 40 МГц. Остальные четыре контура ФСС фор­мируют АЧХ в полосе пропускания и настраива­ются на следующие частоты: LIC4 и L9C14 на 35 МГц; L4C8 на 37 МГц; L7CI2 на 33 МГц.

 

С выхода ФСС через согласующие элемен­ты R5, С*5 сигнал поступает на вход (вывод 16) усилителя 3, входящего в состав микросхе­мы DI. Усиленный сигнал поступает на двух- полупернодный синхронный детектор 10 опорный контур которого образован элементами LII, С24, RJ5.      Рис. 2

Если на вход цепи, состоящей из ключа К и конденсатора С (рис. 2, а), подать переменное напряжение , а ключ замыкать в моменты t1, t2, t3... и размыкать в моменты t2, и, t6... (рис. 2.б), то на выходе ключа будут действо­вать импульсы напряжения, соответствующие положительным полуволнам. При наличии конденсатора импульсы усредняются до постоян­ного напряжения (обозначено штриховой линией на рис. 2,б). Если напряжение ив, мо­дулировано по амплитуде более  низкочастотным сигналом, то напряжение будет изменяться по закону модулирующего сигнала (рис. 2, в), т. е. будет происходить детектирование.

 

 

Если ключ К замыкать и размыкать в моменты, когда 0, а в другие (рис. 2, г), то конденсатор С будет, естественно, заряжаться до меньшего напряжения. При замыкании ключа в моменты максимумов и размыкании в мо­менты минимумов напряжение U=0 Таким образом, наивысшая эффективность такого мето­да детектирования будет только при синхронном переключении ключа с входным сигналом по частоте и фазе. Поэтому этот метод получил название метода синхронного детектирования.

Для пояснения работы двухполупериодного синхронного детектора воспользуемся схемой, приведенной на рис. 3

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

 

 

Рис.3 Упрощенная принципиальная схема двухполупериодного синхронного детектора

 

Входной AM сигнал подается иа ключи КI. К2 и усилитель-ограни­читель, нагруженный иа опорный контур LCR.

При совпадении частоты настройки контура с частотой входного сигнала сопротивление чисто активное н фаза импульсов напряжения, сформи­рованных усилителем-ограничителем для управ­ления ключами, совпадает с фазой входного сигнала. В результате обеспечивается синхрон­ный режим детектирования

 

 

 

 

Двухполупериодные схемы синхронных детек­торов позволяют почти в 2 раза увеличить уровень выходного сигнала. На ключи KI и К2 входное напряжение подается в противофазе (с парафазиого усилителя). При этом через ключ KI проходят положительные полуволны входного сигнала, а через К2—отрицательные. Полученные на конденсаторах Cl, С2 огибающие AM сигнала, имеющие противоположный знак, поступают на входы дифференциального усили­теля, где складываются и усиливаются.

С синхронного детектора 10 микросхемы DI (см. рис. 3) полученный видеосигнал идет иа предварительный видеоусилитель 2, с которого через вывод П микросхемы, дроссель L15. резистор R8 и контакт 9 разъемв AS2—XI — на базу транзистора VTI (AI), расположенного на кроссплате и входящего в состав устрой­ства согласования с видеомагнитофоном (см. рис. 3).

 

Особенности применения УПЧИ с ФСС, ФСИ.

Усилители промежуточной частоты с фильтром сосредоточенной избирательности применяются в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую избирательность УПЧ при небольшом числе каскадов. В радиоприемных устройствах ФСИ, как правило, ставят на выходе преобразователя частоты. В качестве ФСИ наиболее часто применяют цепь связанных колебательных контуров, характеристическое сопротивление которой согласовано с выходным сопротивлением транзистора, предшествующего ФСИ, и с входным сопротивлением последующего каскада.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Фильтры сосредоточенной селекции из LC-контуров составляются из П-образных звеньев, которые соединяются цепочкой. Полоса пропускания каждого звена должна быть равна требуемой полосе пропускания всего ФСС. Выходное сопротивление предыдущего звена должно быть равно входному сопротивлению последующего. Практически это условие выполняется лишь на двух частотах в полосе пропускания. Рассогласование на остальных частотах приводит к появлению на вершине АЧХ впадин, но вместе с тем улучшает прямоугольность АЧХ. При составлении схемы ФСС колебательные контуры стыкуемых звеньев соединяются параллельно. При этом число контуров уменьшается на единицу. N-звенный ФСС содержит (N + 1) контуров, причем крайние контуры отличаются от остальных в два раза большей индуктивностью и в два раза меньшей емкостью. Добротность контуров ФСС должна быть достаточно высокой. При низкой добротности уменьшается селективность ФСС и возрастает затухание в полосе пропускания.

УПЧИ должен обеспечивать заданную избирательность по соседним каналам. Если прием ведется в n-м телевизионном канале, то помехами по соседним каналам являются несущая частота звука (n - 1)-го (левого) канала и несущая частота изображения (n+1)-го (правого) канала.

 К чему приводит недостаточная избирательность по соседним каналам? Предположим, что прием ведется в n-м телевизионном канале, например, четвертом, для которого fг =  fн.из +38= 123,25 МГц, при одновременной работе телевизионных передатчиков в (п - 1)-м (третьем) и (n + 1)-м (пятом) каналах.

 При недостаточной избирательности на частотах 30 и 39,5 МГц в видеодетекторе создаются биения между промежуточными частотами полезных сигналов и частотами помех. Это приводит к появлению на выходе видеодетектора помех с частотами, равными 1,5 МГц и лежащими в полосе пропускания видеоусилителя.

 Необходимость в обеспечении избирательности на частоте 41 МГц объясняется тем, что разность между несущей частотой звука первого канала и несущей частотой изображения второго канала составляет 3 МГц поэтому несущая частота звука первого канала создает для второго канала помеху с частотой 41 МГц.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Как показывает практика, для того чтобы в одной местности вести телевизионные передачи в смежных каналах, нужно обеспечить избирательность приемника по соседним каналам не менее 55 дБ.

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

  • ТЗ: Исследование УПЧИ Электроника ц-432 и замена элементов под новую элементную базу.

 

Технические  параметры  К174УР2  который  установлен в тракте УПЧИ:

 

Микросхемы представляют собой усилитель промежуточной частоты канала изображения. Выполняют следующие функции: усиление про­межуточной частоты с АРУ; синхронную демо­дуляцию видеосигналов; предварительное усиление видеосигналов; формирование сигнала АРУ для селектора каналов. Система АРУ ключевая, управляется строчным импульсом. Микросхемы предназначены для применения в телевизионных приемниках цветного, и черно-бе­лого изображения.

Рис.4 Корпус типа 238.16-2 Масса не более 1,5 г.

 

Функциональный состав: I—усилитель про­межуточной частоты; II—синхронный демоду­лятор; III—предварительный видеоусилитель; IV—система АРУ.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Назначение быводов: 1 — вход УПЧ; 2— фильтр цепи ООС; 3—питание (— Un); 4— фильтр АРУ; . 5—выход АРУ на селектор каналов; б—регулировка задержки АРУ; 7— вход строчного импульса; 8, 9—к опорному контуру демодулятора; 10—регулировка усиле­ния; 11, 12—выходы видеосигнала (+ UВb[X); 13, 14—питание (+Uп); 15—фильтр цепи ООС; 16—вход УПЧ.

 

 

Рис.5 Функциональный состав ИС К174УР2(А,Б)

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

 

 

Электрические параметры К174УР2

 

Номинальное напряжение питания    12 В

Ток потребления при t/n=l2B, С/„=0, Т- = +25° С:

по выводу 13    10... 24 мА

по выводу 14    40..50мА

 

Чувствительность при несимметричной подаче входного сигнала при Uп= 12 В, /„=38 МГц, /„ = 15625 Гц, т=0,5, fвых> 2,4 В, Г=+25°С, не более:

К174УР2А        250... 500 мкВ

К174УР2Б          300 мкВ

 

Эффективность АРУ при Un= 12 В, fн=38 МГц, fм = 15625 Гц, м = 0,5, fвых=±2 дБ, Т= +25° С,

не менее  50мА

 

Размах выходного видеосигнала положительной и отрицательной полярности (выводы 11 и 12) при Uп — 12 В, fн=38 МГц, fм = 15625 Гц, м- 0,5, Um=10 мВ, T = + 25 С      

….2,4…4,2В

 

Полоса пропускания при UП = 12 В, f=38 МГц, f=0...Ю МГц, t/„ = 10 мВ, Т— +25 С,

не менее             7 МГц

 

Напряжение на видеовыходе при Ua—12 В, f=38 МГц, fВ=10мВ, T=+25°С, не более:

  • 1й гармоники ПЧ  30 мВ
  • 2й гармоники ПЧ 50 мВ

Изменение частотной характеристики в диапа­зоне действия АРУ

не более... 2 дБ в полосе 0...5 МГц

 

 

 

Амплитуда стробирующего импульса                                               1,5 …  5 В

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Дифференциальные искажения,

 не более .... 15%

 

Напряжение промежуточной частоты звука на выводе 12,

 не менее   10 мВ

 

Предельные эксплуатационные данные

 

Напряжение питания  10,8 ...13,2 В

Максимальная амплитуда напряжения входного

сигнала      1 В

Максимальная амплитуда тока

нагрузки    16 мА

Максимальная амплитуда напряжения строч­ного импульса на выводе 7   6 В

Температура окружающей

среды        —10...+60° С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

 

 

 

Рис.6 Типовая схема включения микросхемы К174УР2(А, Б)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Обзор интегральных схем для телевизионных приемников.

 

В состав серии К174 входят микросхемы как специализированные многофункциональные (для частного применения в конкретной РЭА), так и универсального назначения (общего применения). Они предназначены в основном для применения в черно-белых и цветных телевизорах, а также радиовещательных приемниках. магнитолах и магнитофонах.  Начиная с 70-х годов созданы комплекты микросхем для нескольких поколений телевизоров. Для первого поколения были выпущены микросхемы К175АФ1. К174АФ4, К174ХА1. К174УН7 К174УП1. К174УР2 и другие, позволившие уменьшить потребляемую мощность до 150 Вт и улучшить качество воспроизведения цветного изображения по сравнению с ранее выпускавшимися моделями телевизоров.

Затем был выпущен другой комплект микросхем К174АФ5. К174УК1. К174УР5, К174ХА8. К174ХА9 и др. Позволивший снизить количество комплектующих элементов при сохранении качественных параметров телевизоров. Эти микросхемы предназначались для использования в мало сигнальных узлах и блоках, осуществляющих усиление на высокой и промежуточных частотах, обработку сигналов цветности и звукового сопровождения. выделение синхроимпульсов, автоматическую регулировку усиления, а также в маломощных каскадах строчной и кадровой разверток.

 Следующий комплект микросхем для телевизоров третьего поколения включал и цифровые (К174ГЛ2, К174ХА11, К174ХА28, К174ХА31, К174УН14, К586ВЕ1, К1009ЕН1, К1003КН1, К1003КН2, К1506ХЛ1, К1506ХЛ2, К1809ВГ1, К1809ВГ2 и др.). Микросхемы применялись уже в таких блоках и узлах, как селектор телевизионных каналов, блок радиоканала, канал звука, блок цветности, кадровая развертка, блоки автоматического и

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

дистанционного управления телевизором, что позволило снизить мощность потребления до 100 Вт. трудоемкость сборки, сократить количество компонентов и обеспечить построение цветных и черно-белых телевизоров с улучшенными потребительскими свойствами и повышенными функциональными возможностями (беспроводное дистанционное управление с непосредственным выбором программ, авто поиск программ с электронной памятью для индикации номера программ на экране, индикация текущего времени, приемопередатчик для беспроводной передачи звука на ИК-лучах. комплексное устройство микропроцессорного управления телевизором, программируемые телеигры для встраивания в телевизоры).

 

Комплект микросхем для телевизоров четвертого поколения обеспечил повышение качества приема, надежность и комфортность обслуживания, снижение габаритов, массы, потребляемой энергии и трудоемкости производства телевизоров, удовлетворяющих требованиям всех действующих телевизионных стандартов К174УР11, К174УР12,  К174ХА16,  К174ХА17, К174ХА20, КМ193ПЦ1, КР558ХП2. КР1015ХКЗ. К1021ХАЗ, К1021ХА4, К1033ЕУ1, КР1816ВЕ31, КР1816ВЕ51 и др. Существенное улучшение качества телевизионного изображения было достигнуто с переходом от аналоговых к аналого-цифровым и цифровым методам формирования, передачи и записи сигналов в телевидении (телевизоры пятого и шестого поколений).

 

 

 

Исследовав все вышеперечисленные интегральные схемы я остановился на ИС 4-го поколения УПЧИ  К174УР12.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Характеристики К174УР12:

Микросхема представляет собой УПЧ изображения. Осу­ществляет синхронизацию с повышенной помехозащитой и привязкой АРУ по уровню «черного».

 

Корпус типа 2120.24-6, масса 4 г

 

 

 

 

Рис.6 Корпус типа 2120.24-6

 

 

 

 

 

Структурная схема К174УР12:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

 

 

Рис.7 Структурная схема К174УР12

Назначение выводов: 1 — выход синхроимпульса; 2,11,13,14 не используются; 3, 12 — общий (- Un); 4 — блокировка АРУ; 5, 6 — блокировка УПЧ; 7 — вход 2УПЧ; 8 — вход 1УПЧ; 9 — управ­ление задержкой АРУ; 10 — выход АРУ на СК; 15 — выход напря­жения АПЧ; 16 — управление АПЧ; 17, 20 — контур детектора АПЧ, 21 — напряжение питания (+ Un), 22 — выход видео 1; 23 — выход видео 2; 24 — блокировка.

 

 

 

 

Электрические параметры К174УР12

 

Номинальное напряжение питания    12 В

Выходное напряжение                   2,6...3,2 В

Входное напряжение (чувствительность) 50... 100 мкВ

Напряжение АПЧ                            10,4... 11,6 В Амплитуда синхроимпульса . 5 . 7,5 В

Ток потребления                             < 65 мА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Ток АРУ на СК                                10 . .13 мА

Верхняя граничная частота           > 70 МГц

Полоса пропускания                      > 7 МГц

Коэффициент нелинейных искажений       1,4.. 2,8%

Предельно допустимые режимы эксплуатации

Напряжение питания                   9. .12 В

Входное напряжение                   < 0,1 В

Ток АРУ на СК                           . < 13 мА

Рассеиваемая мощность            . <1,12 Вт

 

Сопротивление нагрузки по выводам:

1...                                                1 кОм

4 (УПЧ включен)                  . 150 кОм

4 (УПЧ выключен) ....        , 0,05 кОм

9                                                 . 51 кОм

  • ... 10 кОм
  • . ... 10 кОм
  • .. 1 кОм
  • 0,15 кОм
  • Температура окружающей среды - 10.. +70°

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8 Типовая схема включения К174УР12

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение:

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

         В курсовой работе я исследовал работу блока УПЧИ. Он включает в себя транзистор VTI, включенный по схеме с ОЭ, нагрузкой которого является десятиконтурный ФСС.

  Провел исследование по поиску аналога микросхемы 1-го поколения УПЧИ К174УР2, заменив эту микросхему на УПЧИ 4-го поколения К174УР12 которая превосходит аналог по низкому энергопотреблению, а так же осу­ществляет синхронизацию с повышенной помехозащитой и привязкой АРУ по уровню «черного».

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

КНФУ XXХ.ХХХ.001 П3

 

Список литературы:

  1. Джакония В.Е. Телевидение.– Москва: Горячая линия - Телеком, 2007 – 618 с.
  2. Бриллиантов Д.П., Куликов Б.Н., Роксман М. А. Переносные цветные телевизоры – М.: Радио и связь, 1989 – 306с.
  3. Домбругов Р.М. Телевидение. – Киев: Вища школа, 1988. – 231с.
  4. Котенко В., Сосновский Ю. Новое в кон­струировании цветных телевизоров // Радио.— 1976.—№ 6.—С. 27, 28.
  5. Лагунова Р., Столбова Г., Шмакова Т.

Микросхемы серии К174 //Радио.—1977.— № 2.—С. 57.