Електронски склопови и уреди IV - Тјунер

4.3 БИРАЧ НА КАНАЛИ ( TUNER )

4.3.1 Теоретски основи

Како што беше кажано, преку антената (или кабелот од кабелската TV) на влезот од тјунерот доаѓаат мноштво на RF TV сигнали. Овие RF TV сигнали пренесуваат истовремено и слика и тон. Според тоа, секоја TV станица се состои од два предаватели: предавател на слика т.е. видео сигнал и предавател на тон т.е. аудио сигнал.

Предавателот на слика користи амплитудна модулација (AM) со носител со RF фреквенција . Тонскиот предавател користи фреквентна модулација (FM) со

носител со RF фреквенција 5.5MHzfS (за PAL-B/G стандардот). Излезите на двата предаватели преку собирница се поврзуваат на заедничка предавателна антена.

Бидејки немодулираниот видео сигналот има спектар чија ширина е 5.13MHz (Сл. 3.11), амплитудно модулираниот видео сигнал ќе има спектар со дупла ширина т.е. 10.26MHz. Границите на овој спектар ќе бидат од до . Ваквиот AM сигнал уште се вика и AM-2BO т.е. амплитудно модулиран сигнал со два бочни опсези : лев и десен.

Меѓутоа, информацијата за сликата ја носат истовремено и двата бочни опсези што значи дека не е потребно да се пренесуваат двата опсези. Кај TV стандардите е усвоено целосно да се пренесува десниот бочен опсег т.е. од до , додека од левиот се пренесува само мал дел и тоа од до . Ова е затоа што реално не постои филтер кој може целосно да го отстрани левиот бочен опсег, бидејки тој е “залепен” до десниот бочен опсег.

На овој начин се добива таканаречен амплитудно модулиран сигнал со несиметричен бочен опсег т.е. AM-NBO. На Сл. 4.5 е прикажан спектарот на AM-NBO RF видео сигналот заедно со FM RF аудио сигналот кој заедно го сочинуваат RF TV сигналот.

Носечките RF фреквенции ( ) се стандардизирани и групирани во две фреквентни подрачја:

- VHF (Very High Frequency)- UHF (Ultra High Frequency)

Овие подрачја ги зафаќаат следните бандови :

47

ЕЛЕКТРОНСКИ СКЛОПОВИ И УРЕДИ - 4. TV ПРИЕМНИЦИ – БИРАЧ НА КАНАЛИ Тоше Делев

- VHF Low I BAND 47MHz 68MHzM BAND 111MHz 174MHz

- VHF High III BAND 174MHz 230MHz S BAND 230MHz 300MHz ES BAND 302MHz 446MHz

- UHF IV BAND 470MHz 606MHz V BAND 606MHz 862MHz

Вкупната ширина на RF TV каналот е исто така стандардизирана и тоа : за VHF I, M и III BAND изнесува 7MHz додека за VHF ES BAND и UHF изнесува 8MHz.

Пример, ако некој канал е на VHF III BAND подрачето чија носечка фреквенција = 175.25MHz тогаш неговите граници се од до т.е. од

174MHz до 181MHz. Ако пак друг канал се наоѓа на UHF подрачјето чија носечка фреквенција = 607.25MHz тогаш неговите граници се од до

т.е од 606MHz до 614MHz. Во Табела 1 и Табела 2 се дадени распределбите на фреквенциите на носителот на слика во VHF и UHF подрачјата, според Европскиот PAL-B/G стандард. Фреквенциите на носителот на тон лесно се пресметуваат како 5.5MHzfS .

VHF Low VHF High

КАНАЛОПСЕГ[MHz]

НОСИТЕЛ[MHz] КАНАЛ

ОПСЕГ[MHz]


ОПСЕГ[MHz]

НОСИТЕЛ[MHz]

I BAND III BANDEXTRASUPERBAND (ES)

C2 47-54 48.25 C5 174-181 175.25 S21 302-310 303.25C3 54-61 55.25 C6 181-188 182.25 S22 310-318 311.25C4 61-68 62.25 C7 188-195 189.25 S23 318-326 319.25

MIDBAND (M) C8 195-202 196.25 S24 326-334 327.25S2 111-118 112.25 C9 202-209 203.25 S25 334-342 335.25S3 118-125 119.25 C10 209-216 210.25 S26 342-350 343.25S4 125-132 126.25 C11 216-223 217.25 S27 350-358 351.25S5 132-139 133.25 C12 223-230 224.25 S28 358-366 359.25S6 139-146 140.25 SUPERBAND (S) S29 366-374 367.25S7 146-153 147.25 S11 230-237 231.25 S30 374-382 375.25S8 153-160 154.25 S12 237-244 238.25 S31 382-390 383.25S9 160-167 161.25 S13 244-251 245.25 S32 390-398 391.25S10 167-174 168.25 S14 251-258 252.25 S33 398-406 399.25

S15 258-265 259.25 S34 406-414 407.25

S16 265-272 266.25 S35 414-422 415.25

S17 272-279 273.25 S36 422-430 423.25

S18 279-286 280.25 S37 430-438 431.25

S19 286-293 287.25 S38 438-446 439.25

S20 293-300 294.25

Табела 1 - VHF

48


UHF

КАНАЛОПСЕГ[MHz]


ОПСЕГ[MHz]


ОПСЕГ[MHz]

НОСИТЕЛ[MHz]

IV BAND V BANDC21 470-478 471.25 C38 606-614 607.25 C55 742-750 743.25C22 478-486 479.25 C39 614-622 615.25 C56 750-758 751.25C23 486-494 487.25 C40 622-630 623.25 C57 758-766 759.25C24 494-502 495.25 C41 630-638 631.25 C58 766-774 767.25C25 502-510 503.25 C42 638-646 639.25 C59 774-782 775.25C26 510-518 511.25 C43 646-654 647.25 C60 782-790 783.25C27 518-526 519.25 C44 654-662 655.25 C61 790-798 791.25C28 526-534 527.25 C45 662-670 663.25 C62 798-806 799.25C29 534-542 535.25 C46 670-678 671.25 C63 806-814 807.25C30 542-550 543.25 C47 678-686 679.25 C64 814-822 815.25C31 550-558 551.25 C48 686-694 687.25 C65 822-830 823.25C32 558-566 559.25 C49 694-702 695.25 C66 830-838 831.25C33 566-574 567.25 C50 702-710 703.25 C67 838-846 839.25C34 574-582 575.25 C51 710-718 711.25 C68 846-854 847.25C35 582-590 583.25 C52 718-726 719.25 C69 854-862 855.25C36 590-598 591.25 C53 726-734 727.25

C37 598-606 599.25 C54 734-742 735.25

Табела 2 - UHF

Да напоменеме и тоа дека Бандовите M, S и ES се користат само кај кабловската телевизија.

4.3.2 Опис и принцип на работа на ТЈУНЕРОТ

Тунерот врши селекција на TV сигналот кој треба да биде прикажан на екранот на TV приемникот. На Сл. 4.6 е прикажана блок шема на тјунер.

Сл. 4.6

49


Како што се гледа тјунерот има две секции : VHF и UHF секција. Секоја секција ги има следните делови :

- Филтер пропусник на опсег со кој се раздвојуваат VHF и UHF сигналите еден од друг.

- RF засилувач чие засилување се контролира преку AGC напонот (Аutomatic Gain Control - автоматска контрола на засилувањето). AGC напонот доаѓа повратно од видео демодулаторот. Доколку избраниот TV сигнал е слаб AGC напонот му го зголемува засилувањето на RF засилувачот, а доколку е јак го намалува засилувањето. На овој начин се избегнува заситување и интермодулација.

- Локален осцилатор. Фреквенцијата на овој осцилатор е напонски контролирана (VCO) од сигналот TUNING (TUNING VOLTAGE).

- Фреквентен конвертор (мешач) на чии влезови доаѓаат : засилениот RF сигнал и сигналот од локалниот осцилатор. На излезот се добива производ од овие два сигнали. Бидејки сигналот на локалниот осцилатор е синусоиден, како резултат на множењето ќе се добијат : RF сигнали чии носители се поместени во плус за т.е. и RF сигнали чии носители се поместени во минус за т.е. .

- Ниско пропусен филтер кој ги елиминира RF сигналите со .

На Сл. 4.7 е прикажана блок шема на тјунерот заедно со попратните елементи со кои се врши бирање на канал.

Сл. 4.7

50


RF сигналите фреквентно конвертирани на ниски фреквенции (поместени во минус за ) излегуваат на пинот IF од тјунерот. Откако ќе се засилат со транзисторот Q121 доаѓаат на влезот од SAW филтерот. Овој филтер е филтер пропусник на опсег на фреквенции чија пропусна ширина е колку ширината на еден канал. Најголема пропустливост овој филтер има за оној TV канал кој е фреквентно конвертиран на фреквенција = 38.9MHz. Оваа фреквенција е позната како Меѓуфреквенција т.е. Intermediate frequency - IF.

Од тука може да се заклучи дека за да биде избран TV канал чии носител е со фреквенција , локалниот осцилатор треба да биде наместен да осцилира на фреквенција од . На овој начин носителот на овој TV канал после мешачот ќе биде фреквентно конвертиран на и само тој ќе помине низ SAW филтерот, додека другите соседни канали ќе бидат многу ослабени т.е. елиминирани. Пример, нека TV сигналите на CNN, BBC и SITEL се сместени во три соседни канали и тоа: C21(471.25MHz), C22(479.25MHz) и C23(487.25MHz). За да се избере BBC која е на C22, локалниот осцилатор треба да биде наместен да осцилира на . Сега на IF пинот на тјунерот, носителот на BBC ќе биде конвертиран на 38.9MHz, носителот на CNN ќе биде конвертиран на 46.9MHz, додека носителот на SITEL ќе биде конвертиран на 30.9MHz. Бидејки сега BBC е во пропусниот опсег на SAW филтерот тој ќе помине, додека CNN и SITEL ќе бидат елиминирани.

Конечно избраниот TV канал е испратен како диференцијален напон VIF1-VIF2 на пиновите 9 и 10 на интегралното коло IC601, каде што понатаму се обработува.

При бирање на канал пред да се почне со нагодување на фреквенцијата на локалниот осцилатор, потребно е да се селектира едно од трите фреквентни подрачја : VHF Low, VHF High или UHF. Ова се прави со трите влезни сигнали на тјунерот : VHF L, VHF H и UHF. Кога треба да се избере соодветно подрачје тогаш соодветниот сигнал е на високо ниво, додека другите два се на ниско ниво.

Кога сигналот VHF L е на високо ниво, тогаш UHF секцијата на тјунерот е блокирана а локалниот осцилатор на VHF секцијата на тјунерот може да ги бира фреквенциите од 47MHz 174MHz.

Кога сигналот VHF H е на високо ниво, тогаш UHF секцијата на тјунерот е блокирана а локалниот осцилатор на VHF секцијата на тјунерот може да ги бира фреквенциите од 174MHz 446MHz.

Кога сигналот UHF е на високо ниво, тогаш VHF секцијата на тјунерот е блокирана а локалниот осцилатор на UHF секцијата на тјунерот може да ги бира фреквенциите од 470MHz 862MHz.

Селектирањето на фреквентното подрачје го прави микро процесорот со помош на два бинарни сигнали : BAND1 и BAND2. Овие два сигнали доаѓаат на пиновите 3 и 4 на декодерот IC1180. Со два бита се можни 4 комбинации. Бидејки има три фреквентни подрачја една комбинација не се користи. Во Табела 3 се дадени комбинациите со кои се селектираат фреквентните подрачја.

Влезни пинови на IC1180 Излезни пинови на IC11803(TP2) 4(TP1) 1(TP6) 2(TP8) 7(TP7)

H H Не се користиH L L H(VHF-L) LL H L L H(VHF-H)L L H(UHF) L L

Табела 3

51


Во табелат со H е означено високо напонско ниво и тоа 3.5V min, а со L е означено ниско напонско ниво и тоа 0.8V max.

Нагодување на фреквенцијата на локалниот осцилатор на тјунерот се прави со менување на напонот на пинот TV (Tuning Voltage). Овој напон може да се движи од околу 0.2V до 33V. Овој опсег е одреден од напонскиот регулатор (Voltage Regulator) во состав на IC1180. Имено преку отпорникот R1180 е приклучен висок напон (HV-DC) од 170V. Напонскиот регулатор обезбедува стабилен напон од 33V на пинот 6(TP3) на IC1180.

Транзисторот Q1180 работи како електронски прекинувач, а е управуван од микропроцесорот преку сигналот TUNE. Овој сигнал е правоаголен периодичен сигнал чија ширина на импулсот се менува при бирње (TUNING). Бидејки нивото на сигналите што ги дава микропроцесорот е 0 или 5V, со Q1180 ова ниво се подига до 33V. Кога сигналот TUNE е на високо ниво, Q1180 е заситен (затворен прекинувач) па напонот на неговиот колектор е околу 0.2V. Кога сигналот TUNE е на ниско ниво, Q1180 е закочен (отворен прекинувач) па напонот на неговиот колектор е околу 33V.

Според тоа импулсите на колекторот од Q1180 покрај што се засилени, тие се и инвертирани во однос на сигналот TUNE. Ова исто така значи дека и ширината на импулсите ќе биде обратна т.е. за пошироки импулси сигналот TUNE има потесни импулси на колекторот на Q1180 и обратно.

Како што видовме кај SMPS напојувањето, средната вредност на правоаголен периодичен сигнал зависи токму од ширината на импулсите. Бидејки тјунерот не троши голема снага филтрирањето на средната вредност т.е. едносмерната компонента, може да се направи со RC филтри наместо со LC филтер. Во овој случај филтрирањето се прави со : R1188, R1190, C1183, R1191, C1184 и R1192.

Конечно се добива еднонасочен напон на пинот TV на тјунерот кој зависи од ширината на импулсите на сигналот TUNE. Фреквенцијата на осцилирање на локалниот осцилатор е пропорционална на овој еднонасочен напон на TV пинот. Имено капацитивноста на варикап диодата во состав на локалниот осцилатор зависи од TV напонот, а од капацитивноста зависи фреквенцијата на осцилирање на локалниот осцилатор.

Сега јасно е дека менувајки ја ширината на импулсите на сигналот TUNE микропроцесорот всушност ја нагодува фреквенцијата на локалниот осцилатор, а со тоа врши бирање на канали. На Сл. 4.8 со испрекината линија е прикажана средната вредност т.е. едносмерната компонента на правоаголен периодичен сигнал за :

а) широк импулс - голема средна вредностb) импулс широк T/2 - средна вредност U/2 (U амплитуда)c) тесен импулс - мала средна вредност

Сл. 4.8

52


4.3.3 Обработка на видео-аудио IF сигналот со IC601

Интегралното коло IC 601 скоро во целост го обработува комплетниот видео-аудио IF сигнал VIF1 - VIF2. Оваа обработка опфаќа : амплитудна демодулација на видео-аудио IF сигналот (VIDEO DET), фреквентна демодулација на FM AUDIO сигналот (FM DEM), издвојување на синхро импулсите, PAL-NTSC декодирање на хроминентниот и луминентниот сигнал, како и други операции. Во ова поглавје ќе стане збор само за амплитудна демодулација на видео-аудио IF сигналот и меѓусебно раздвојување на CVBS видео сигналот од FM AUDIO сигналот. На Сл. 4.9 е прикажана блок шемата со потребните елементи за оваа операција. На сликата е прикажан само дел од IC 601.

Сл. 4.9

На самиот влез во IC 601, сигналот VIF1 - VIF2 се засилува во IF засилувачот VIF AMP. Засилувањето на овој засилувач е променливо т.е. контролирано од блокот IF AGC. Имено, напонските нивоа на RF сигналите што влегуваат во тјунерот не се исти. Ова разлика на нивоата е најголема кога приемот е преку антена а помала е кога приемот е од кабловска TV. При антенски прием разликата во нивоата се јавува поради разликата во снагата на зрачење на TV станиците како и различната оддалеченост од TV приемникот. Нивоата на RF сигналите на влезот во тјунерот се движат од неколку V до неколку mV. Поради овие причини има потреба од автоматска контрола на засилувањето на RF сигналите. Јасно е дека засилувањето треба да биде поголемо за послабите сигнали а помало за појаките сигнали.

Автоматската контрола на засилувањето (AGC) е така димензионирана да нивото на демодулираниот видео-аудио сигнал (VIDEO OUT) на пин 64 (TP30) е ограничено на 3Vpp (peak to peak - врв до врв). AGC контролата е двојна. Една е врз IF засилувачот VIF AMP во самото интегрално коло IC 601. Доколку со оваа AGC конттрола не се обезбеди потребното ниво од 3Vpp на VIDEO OUT, дејствува втората AGC контрола преку блокот RF AGC. Оваа контрола е поврзана на AGC влезот на тјунерот и дејствува врз засилувањето на засилувачите во тјунерот, па затоа е означена како RF AGC.

Амплитудната демодулација т.е. детекција на видео-аудио сигналот ја врши блокот VIDEO DET. При демодулацијата се генерира таканаречен AFT сигнал (Automatic Frequency Tuning). Имено кога е избрана некоја TV станица, за да биде стабилен приемот би требало да бидат исполнети два услови истовремено : носечката фреквенција на RF сигналот што го емитира TV станицата да е совршено стабилна т.е. константна во текот на времето и фреквенцијата на локалниот осцилатор во тјунерот исто така да е совршено стабилна.

53


За жал ни еден услов реално не може да биде исполнет, што значи доколку не постои AFT контролата приемот на избраната TV станица може да се влоши па и целосно да се изгуби, поготово при пребарување на програмите. Блокот што го генерира AFT сигналот е APC DET (Automatic Phase Control Detector). Овој блок преку детекција на фазата на IF сигналот врши корекција на бирањето кога било кој од споменатите два услови не е исполнет. AFT сигналот излегува на пин 2 на IC 601 и е означен како AFT OUT. Неговото ниво се движи од 0.5V до 7V. Понатаму овој сигнал оди кон микропроцесорот, кој во зависност од неговото ниво превзема акција за корекција на бирањето. Корекцијата ја прави така што соодветно го модифицира напонот TV( Tuning Voltage) со цел носителот на избраната TV станица после мешачот да биде фреквентно конвертиран секогаш на .

Основниот видео-аудио сигнал т.е. CVBS +FM AUDIO (Сл. 3.5 поглавје 3.1.1) излегува на пин 64 (TP30) и е означен како VIDEO OUT. Овој сигнал преку транзисторот Q140 оди на влезовите од аудио стапиците и аудио филтрите.

Како што се гледа на сликата има четири аудио стапици и четири аудио филтри. Ова значи дека овој TV приемник поддржува четири аудио стандарди и тоа со следните носечки фреквенции за FM аудио сигналот : 4.5MHz, 5.5MHz, 6MHz и 6.5MHz. Да се потсетиме за PAL-B/G стандардот носечката фреквенција е 5.5MHz.

Аудио стапиците се филтри непропусници на тесен опсег чии централни фреквенции одговараат на горните стандарди, додека аудио филтрите се филтри пропусници на тесен опсег со централни фреквенции како на аудио стапиците. Со други зборови за секој аудио стандард одговара пар : аудио стапица -аудио филтер со иста централна фреквенција што одговара на стандардот.

Функцијата на секоја аудио стапица е непропуштање на FM AUDIO а пропуштање на CVBS. Слично, аудио филтрите го пропуштаат FM AUDIO а не го пропуштаат CVBS.

Излезите на аудио стапиците и аудио филтрите се поврзани на влезовите на двојниот аналоген електронски преклопник IC 140. Овој преклопник е контролиран од двата бинарни сигнали SIF1 и SIF2 кој се генерирани од микропроцесорот. Кога гледачот преку менито ќе избере некој аудио стандард, микропроцесорот ги поставува нивоата (ниско или високо т.е. 0 или 1) на SIF1 и SIF2 на соодветна комбинација што одговара на стандардот. Во согласност со комбинацијата на SIF1 и SIF2 двата преклопници на IC140 истовремено се поставуваат на една од четирите положби. Со други зборови двата излези од IC140 ќе бидат преспоени со излезите на една аудио стапица и еден аудио филтер. На излезот од IC 140 на кој е преспоен излезот од аудио стапицата излегува CVBS сигналот, додека на излезот од IC 140 на кој е преспоен излезот од аудио филтерот излегува FM AUDIO сигналот.

Понатаму CVBS влегува во пин 45 на IC 601 (TV IN) за понатамошна обработка, додека FM AUDIO влегува во пин 3 на IC 601 (SIF IN) каде се врши FM демодулација врз него.

54


ПРАШАЊА ЗА ПОВТОРУВАЊЕ

1. Дадена е блок шема на колор TV приемник (Сл. 4.1). Накратко да се објасни функцијата на:

а) Напојувањетоб) Бирачот на каналив) Микропроцесоротг) Аудио степенотд) Видео степенотѓ) Хоризонталниот степене) Вертикалниот степен

2. Нацртај принципиелна шема на SMPS напојување и временскиот облик на напонот VP.

3. Дадена е блок шема на напојувањето на Panasonic (Сл. 4.4). Објасни ја функцијата на : грецот D802, кондензаторот C810 и транзисторот Q801.

4. Дадена е блок шема на напојувањето на Panasonic (Сл. 4.4). Објасни ја STAND-BY состојбата на TV приемникот.

5. Дадена е блок шема на напојувањето на Panasonic (Сл. 4.4). Објасни ја ON состојбата на TV приемникот.

6. Дадена е блок шема на напојување Panasonic (Сл. 4.4). Објасни како и во кој случај се стабилизира напонот од 90V на кондензаторот C823.

7. Објасни што значи HOT а што COLD секција кај напојувањето ?

8. Дадена е блок шема на напојување Panasonic (Сл. 4.4). Објасни ја излезната секција.

9. Што значи AM - 2BO ?

10. Какви АМ сигнали се RF TV сигналите ?

11. Во кои три фреквентни подрачја се распределени RF TV фреквенциите ?

12. Каналот C22 е сместен во опсег од 478MHz - 486MHz. Која е фреквенцијата на носителот на слика а која е фреквенцијата на носителот на тон за овој канал ?

13. Дадена е блок шема на тјунер (Сл. 4.6). Накратко објасни ги неговите составни делови.

14. Дадена е блок шема на тјунерот со попратните елементи за бирање (Сл. 4.7). Објасни ја постапката на бирање канал.

15. Дадена е блок шема на тјунерот со попратните елементи за бирање (Сл. 4.7). Објасни ја функцијата на SAW филтерот.

55


16. Дадена е блок шема на тјунерот со попратните елементи за бирање (Сл. 4.7). Објасни ја функцијата на SAW филтерот.

17. Дадена е блок шема на тјунерот со попратните елементи за бирање (Сл. 4.7). Објасни ја функцијата на IC1180.

18. Дадена е блок шема на тјунерот со попратните елементи за бирање (Сл. 4.7). Објасни ја функцијата на транзисторот Q1180.

19. Дадена е блок шема на тјунерот со попратните елементи за бирање (Сл. 4.7). Објасни како се добива напонот на TV пинот на тјунерот.

20. Што опфаќа обработката на видео-аудио IF сигналот во IC601 ?

21. Дадена е блок шема на IF видео степенот (Сл. 4.9). Објасни што е AGC контрола и на кој начин таа функционира.

22. Дадена е блок шема на IF видео степенот (Сл. 4.9). Објасни што е AFT контрола и на кој начин таа функционира.

23. Дадена е блок шема на IF видео степенот (Сл. 4.9). Објасни ја функцијата на IC140.

24. Дадена е блок шема на IF видео степенот (Сл. 4.9). Објасни каков сигнал е TV IN и како се добива.

25. Дадена е блок шема на IF видео степенот (Сл. 4.9). Објасни каков сигнал е SIF IN и како се добива.

56

Documents

Електронски склопови и уреди IV - Тјунер