TV-teknikk : synkronisering av TV-mottakeren [2 ed.] 8200284328

Citation preview

FRANK HOLM

TV-teknikk

Synkronisering av TV-mottakeren BOKMÅL 2. utgave

Nasjonalbiblioteket

Universitetsforlaget

© Universitetsforlaget 1976

2. utgave 1982

ISBN 82-00-28432-8 Det må ikke kopieres fra denne boka ut over det som er tillatt etter bestemmelsene i «Lov om opphavsrett til åndsverk», «Lov om rett til fotografi» og «Avtale mellom staten og rettighetsha­ vernes organisasjoner om kopiering av opphavsrettslig beskyttet verk i undervisningsvirksomhet». Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt.

Omslag: Jan Engebretsen Trykk: A.s John Grieg

Forord Dette heftet omhandler de kretser som inngår i synkroniseringen av TV-mottakerens linje- og billedoscillator. Det er det tredje heftet i serien om avbøyning av elektronstrålen i billed­ røret. For å begrense stoffet er bare prinsippene for de mest aktuelle kretsløsninger gjennomgått. Oppgavene til slutt er ment som kontrolloppgaver. Heftet er primært beregnet for undervisningen på radio/ TV-linja i studieretning for håndverks- og industrifag i den videregående skolen. Men heftet vil også være nyttig for alle som arbeider på servicesektoren i bransjen og andre som trenger relativt grundige kunnskaper om TV-kretsfunksjoner. Oslo, 1982 Frank Holm

Innhold 1 Synkronisering av TV-mottakeren Blokkskjema ............................................................... 2 Synkroniseringssignalene ............................................... 3 Synkroniseringsenhetene ............................................. 4 Videoseparator............................................................. Virkning av støy i signalet......................................... 5 Støyundertrykker (støyvender) .................................... 6 Synkskiller..................................................................... Integreringsleddet .................................................... Linjeparing ............................................................... Differensieringsleddet............................................... 7 Direkte synkronisering ................................................. 8 Indirekte synkronisering............................................... 9 Fasediskriminator ........................................................ Holdområde ............................................................. Fangområde ............................................................. Tidskonstantomkopler ............................................. 10 Reaktanstrinn............................................................... 11 Integrerte kretser i synkdelen........................................ Tidskonstantomkopleren ......................................... TDA2594 ................................................................... Identifikasjon av TV-sender...................................... TDA1950 ................................................................... 12 Oppgaver...................................................................... Vedlegg...............................................................................

7 8 10 12 12 14 15 15 16 17 19 22 23 24 24 25 26 28 29 31 34 34 37 40

7

1 Synkronisering av TVmottakeren Blokkskjema Blokkskjemaet nedenfor viser hvilke enheter i TV-mottakeren som inngår i synkroniseringsdelen.

Figur 1

8

2 Synkroniseringssignalene Kamerarør i sender

Billedrør i mottaker Figur 2.1

I heftene Horisontal avbøyning og Vertikal avbøyning blir det gjennomgått hvordan et linjeraster dannes på billedskjermen. Linjerasteret alene gir bare hvit skjerm. Et bilde blir dannet ved at elektronstrålen varierer i styrke. Men for at de enkelte punkter i bildet skal komme på riktig plass, må opptegningen av linjerasteret i mottakeren skje nøyaktig likt med avtastingen av motivet i senderens kamerarør. Elektronstrålen i mottakerens billedrør må til enhver tid befinne seg i samme punkt på billedflaten som den avsøkende elektronstrålen i kamerarøret, se figur 2.1. For at man skal få dette til, må mottakerens horisontal- og vertikal-oscillator synkroniseres med senderens horisontal- og vertikal-oscillator. Synkroniseringen skjer ved hjelp av synkroniseringspulser som styrer oscillatorene både i sender og mottaker. For horisontalsynkroniseringen er det lagt inn en synkpuls etter hver avsluttet linje. For vertikalsynkroniseringen er det lagt inn en synkpuls etter hvert avsluttet delbilde. Elektronstrålen må ikke gi synlige striper under tilbakeløpet. Dette oppnås ved at signalet inneholder slokkepulser som sørger for svartnivå under tilbakeløp. Figur 2.2 viser spenningsdiagram for en linje med linjeslokkepuls og linjesynkpuls. Linjemodulasjonen er 5 hvite og 4 svarte stolper. Den totale linjetid er 64 /zs. Av denne brukes 52 /zs til billedinformasjon og 12 fis til slokkepuls. Figur 2.3 viser i detalj tidsforhold og nivåer med toleranser for linjesynkpuls og linjeslokkepuls. Pulsenes varighet er oppgitt ved 50 % pulsamplitude.

A B C D

= = = =

fortram som varer 1,55 linjesynkpuls » 4,7 baktram » 5,8 linjeslokkepuls » 12,05

± 0,25 i 0,1 i 0,6 i 0,25

/zs /zs /zs /zs

Stige- og falltid:

Linjesynkpuls 0,25 i 0,05 /zs Linjeslokkepuls 0,3 ±0,1 /zs

50%

Nivåene refererer seg til videosignalet før modulasjon. Merk at slokkepuls og svart har samme nivå. Ved fargefjernsynssending må fargesignalene også synkroni­ seres. Fargesynksignalet, som kalles «burst», består av 10 ± 1 periode av fargebærebølgen og er plassert på slokkepulsens baktram som vist på figur 2.4.

Figur 2.3

E = start burst 5,6 ±0,1 /zs F = burstvarighet 10 ±1 periode (2,25 ± 0,23 /zs)

9

Figur 2.4

Delbilledpuls, utligningspulser og delbilledslokkepuls er vist på figur 2.5. Delbilledpulsen har en total varighet på 2| linje, dvs. 160 fis, men den er delt opp i 5 mindre pulser med pulstid 27,3 /zs og pulspausetid 4,7 fis. Avstanden mellom pulsene er | linje = 32 /zs. Denne oppdelingen er gjort for at det ikke skal bli opphold i rekken av linjesynkpulser under delbilledsynkperioden. Delbilledslokkepuls har en varighet på 25 linjer + 12 /zs, dvs. 1,612 ms.

Delbilledpuls og utligningspulser utgjør til sammen 7| linje. Etter siste utligningspuls følger det altså 17| linje som ikke inneholder informasjon for mottakeren. Dette området bruker Televerket til tekniske informasjoner for kontroll av senderutstyret. Signalene som ligger her, kalles «Vertical insertion test signal», forkortet «VIT-signal».

10

3 Synkroniseringsenhetene Figur 3.1 viser blokkskjema av de enhetene som inngår i synkroniseringsdelen.

Figur 3.1

Delbilledoscillator

Gangen i synkroniseringen er: Det komplette videosignalet tas ut fra videoforsterkeren og føres til videoseparatoren.

I videoseparatoren fjernes videoinformasjonen, og man får reine synksignaler ut. I synkskilleren ledes linjesynkpulser og delbilledsynkpulser til hver sin utgang. Delbilledpulsene koples vanligvis direkte fra synkskilleren og inn på delbilledoscillatoren og synkroniserer den. Dette kalles direkte synkronisering.

Linjesynkpulsene føres til en fasediskriminator, som også får tilført tilbakeløpspulser fra linjeavbøyningstrinnet. Fasediskriminatorens oppgave er å sammenligne fase og frekvens på tilbakeløpspulsene med fase og frekvens på linje­ synkpulsene. Hvis de ikke er i fase, går det en reguleringsspenning i form av en positiv eller negativ likespenning ut fra fasediskriminatoren. Denne reguleringsspenningen styrer et reaktanstrinn som er koplet til det frekvensbestemmende leddet i linjeoscillatoren. Reaktanstrinnet virker på linjeoscillatoren slik at den blir trukket inn til riktig fase og frekvens. Dette kalles indirekte synkronisering. Indirekte synkronisering blir brukt for å gjøre synkronise­ ringen mindre følsom for støyspenninger. Det blir også nyttet støyundertrykkerkretser som virker på videoseparatoren.

11

Støyundertrykkerkretsene skal hindre at videoseparatoren blir blokkert av kraftig støy i lengre perioder. Synkroniseringsdelen består altså av følgende hovedenheter: ★ ★ ★ ★ ★

Videoseparator Støyundertrykker Synkskiller Fasediskriminator Reaktanstrinn

12

4 Videoseparator Figur 4.1 viser prinsippskjema for en transistorkoplet video­ separator. Spenningsdeleren RI og R2 sørger for at det bare går en minimal kollektorstrøm når transistoren ikke tilføres noe signal. Spenningen på kollektor er da praktisk talt lik Ub. Kollektormotstanden R3 har høy resistans, så kollektorstrømmen går raskt mot null når transistoren utstyres. Arbeidskarakteristikken for koplingen er vist på figur 4.2. Det komplette videosignalet føres pulspositivt til basis. De positive synkpulsene styrer transistoren helt ut, og det oppstår en stor basisstrøm. Basisstrømmen lader opp kondensatoren Cl negativt mot basis, og arbeidspunktet forskyves slik at transistoren blir sperret for videosignal. Cl lader seg langsomt ut over RI i tidsrommet mellom to synkpulser. Tidskonstantcn i C1R1 er av størrelsesorden 10 ms. For hver synkpuls lades kondensatoren opp til praktisk talt videosignalets toppverdi. Synktoppene blir låst til et fast nivå, som er lite avhengig av signalstyrken. Transistorens utstyringsområde er så lite at den blir fullt utstyrt av synkpulsene. På kollektoren vil synkpulsene forårsake negativt gående spenningspulser som varer like lenge som synkpulsene, se figur 4.3. Da kollektorstrømmen praktisk talt er null, vil pulsspenningen ut av videoseparator være omtrent lik Ub.

Virkning av støy i signalet Hvis det i videosignalet opptrer positive støyspenninger som er større enn synkpulsene, vil de lade opp kondensatoren Cl til så høy negativ verdi at transistoren også blir blokkert for synkpulser. Tidskonstantcn i Cl RI er av størrelsesorden 10 ms. Varig­ heten for en linje er 64 /zs. 10 ms svarer til 156 linjer. Man kan risikere å miste synkpulser for et linjetall av denne størrelses­ orden. I denne perioden vil linjeoscillatoren ikke bli syn­ kronisert fordi synkpulsene mangler, se figur 4.4. For å hindre dette kopler vi et RC-ledd med liten tidskonstant i basisledningen, slik som vist på figur 4.5. Kapasitansen i kondensatoren C2 velges mellom 1/10 og 1/20 av Cl. Tidskonstantcn i C2R2 er av størrelsesorden 200 /'s. Når sterk støy opptrer, blir kondensatorene Cl og C2 ladd opp i serie. Spenningen over hver av kondensatorene blir:

Figur 4.3

UC1

— u G— +— c2

Uc2

cx + c2'u

13

Velger vi C1 — 10 nF, C2 — 0,5 nF og U = 100 V, blir: 05

^ = i0W 100 = 4’76V = loror 100 = 95>2 v Eksemplet viser at ca. 95 % av spenningen blir liggende over C2 når forholdet mellom kapasitansene er 1 : 20. Men C2 lader seg raskt ut ovér R2 fordi tidskonstanten er liten. Med en tidskonstant på 200 /zs kan blokkeringen av tran­ sistoren vare i ca. 3 linjer (3 linjer er 192 /zs). En så kortvarig blokkering vil ikke få noen følger for synkroniseringen. Hvis støyen varer i lengre perioder (støytog), er ikke dette RG-leddet tilstrekkelig til å hindre at linjeoscillatoren faller ut av synk. For å eliminere virkningen av slik støy nytter vi spesielle koplinger som ikke inneholder tidskonstantledd. Disse koplingene virker momentant, og de virker bare så lenge støypulsene varer.

'i Spenning pd C1

Figur 4.4

Figur 4.5

14

5 Støyimdertrykker (støyvender) +Ub

+ub Figur 5.1

Figur 5.1 viser prinsippskjema for en videoseparator med støyundertrykker. Koplingen virker slik at transistoren i video­ separatoren Q1 sperres av transistoren Q2 i støyundertrykkeren under støyperioder. Dette kommer i stand ved at emitteren på transistor QJ er koplet til chassis over kollektoremitter på Q2. Q2 er normalt fullt ledende ved at basis får forspenning gjennom R6. Dioden Dl er normalt sperret ved hjelp av en fast forspen­ ning fra spenningsdeleren R3 og R4. Over kondensatoren C3 føres videosignalet pulsnegativt til katoden på dioden. Signalet kommer imidlertid ikke fram til transistorens basis, fordi diodens sperrespenning er større enn spenningen på videosignalet. Men hvis det kommer støy sammen med videosignalet, vil de negativt rettede støyspenningene åpne dioden og nå fram til basis på Q2. Støyspenningene sperrer transistoren Q2, og samtidig blir transistor Q_1 sperret fordi emitter mister sin forbindelse til chassis. Q1 blir da sperret for støypulser på basis, og kon­ densatoren C2 blir ikke oppladd. Når støyspenningene forsvinner, opphører også sperringen av Q1 og Q2 momentant. Alle ledd arbeider i sperreområdet, og man får ingen oppladinger og dermed heller ikke noen ettervirkninger. I den støyundertrykkerkoplingen som er vist på figur 5.1, er det nyttet en diode forspent i sperreretning for å utelukke videosignalet fra basis på transistoren.

15

6 Synkskiller Synskilleren har til oppgave å skille delbilledsynkpulser og linjesynkpulser fra hverandre. Virkemåten er basert på den store forskjellen i pulsenes varighet. Delbilledsynkpuls: 160 /zs Linjesynkpuls: 4,7 /zs Delbilledsynkpulsene tas ut over et integreringsledd og linjesynkpulsene over et differensieringsledd eller en impulskrets, eventuelt impulstransformator. Figur 6.1 viser prinsippskjemaet for en synkskiller.

Integreringsleddet For at man skal oppnå full integrering av en puls, må tidskonstanten i integreringsleddet være: 1 t

= 5'Z‘

t{ — pulstid

Se figur 6.2. Delbilledsynkpulsene er sammensatt av 5 pulser med pulstid 27,3 /zs og pulspausetid 4,7 /zs. Total varighet er 160 /zs, se figur 2.5. Full integrering av den komplette delbilledpulsen krever en tidskonstant på: r