Laborator 5 -Studiul Gen Al Receptorului

Laboratorul 5

STUDIUL GENERAL AL RECEPTORULUI DE TELEVIZIUNE

Cuprins

1. Consideratii teoretice 1.1. Scheme structurale si rolul blocurilor functionale 1.2. Parametri receptoarelor TV 1.3. Semnale electrice utilizate in sistemele de televiziune

2. Desfasurarea lucrarii 2.1. Identificarea partilor componente ale unor variante de receptoare

TV. 2.2. Vizualizarea unor forme de unda ale semnalelor electrice

procesate de catre blocurile receptorului TV.

Obiective

Aprofundarea cunostintelor referitoare la principiile de constructie si de functionare areceptoarelor TV.

Invatarea metodologiei de identificare a blocurilor functionale dupa scheme bloc si scheme electrice de service.

Efectuarea unor determinari de semnale procesate in receptorul TV Color.

Timpul mediu de pregatire

Timpul mediu pentru studiul problemelor teoretice si pentru intocmirea referatului

este de 2 ore

1. Consideratii teoretice

1.1. Scheme structurale si rolul blocurilor functionale

Televiziunea prin echipamentele sale de emisie si de receptie face parte

din sistemele de comunicatii de radiodifuziune prin care se asigura vehicularea unui mare volum de informatii catre marele public. Receptorul TV asigura captarea semnalelor de radiofrecventa de televiziune, prelucrarea acestora prin selectie in frecventa, schimbare de frecventa, demodulare, decodare si amplificarea semnalelor informatie video si audio in vederea redarii transformarii acestora in imagine TV si sunet. Constructia generala a unui receptor de televiziune cu redarea imaginii in alb negru (TV-AN) este

STUDIUL GENERAL AL RECEPTORULUIDE TELEVIZIUNE

Page 2

reprezentata in figura 1. Pe schema bloc (fig. 1.1) se pot identifica circuitele (blocurile) functionale de baza ale unui receptor de televiziune.

Receptoarele TV Color au o constructie similara, prezinta aceleasi blocuri

principale si sunt echipate cu circuite suplimentare pentru decodarea, prelucrarea si afisarea elementelor de culoare din imaginea de televiziune (fig.1. 2).

Receptoarele de televiziune moderne sunt realizate cu circuite integrate care inglobeaza module functionale cu destinatii definite de catre procesele pe care le efectueaza asupra semnalelor TV. Evolutia tehnologica de integrare pe scara larga a determinat si perfectionarea constructiva a receptoarelor de televiziune care conti un numar tot mai mic de circuite integrate. In receptorul TV blocurile de baleiaj (baleiajul vertical si baleiajul orizontal) si sursa de alimentare constituie inca circuite functionale distinct realizate deoarece acestea opereaza cu tensiuni si curenti mari.

De asemenea, receptoarele TV au fost echipate cu circuite integrate specializate care confera receptoarelor TV facilitati de utilizare pentru afisarea unor informatii suplimentarea transmise prin canalele de televiziune (teletextul) si de folosire in regim de monitor in conexiune cu alte echipamente audio video foto carduri de date.

Prelucrarea digitala a semnalelor a permis realizarea de receptoare de televiziune analog digitale. La ceasta categorie de receptoare TV receptia si prelucrarea semnalelor este analogica pna la obtinerea semnalului video complex color (SVCC) dupa demodulatorul de amplitudine de videofrecventa, dupa care procesarile de semnale video si audio se fac sub forma digitala in urma unei conversii analog digitale. Toate procesarile de semnale sunt realizate

Fig. 1.1 Schema bloc a receptorului TV Alb Negru analogic


Page 3

cu circuite integrate specializate potrivit standardului de televiziune digitala utilizat. In final semnalele de imagine sunt aplicate unui display de tip digital (LCD sau cu plasma) sau sunt convertite in semnale analogice pentru comanda catozilor unui tub cinescop color.

Aparatele de televiziune color receptioneaza programele TV emise

conform normei CCIR D/K (fostul OITR) in benzile I, II canalele 1-5, banda III canalele 6-12, benzile IV-V canalele 21-65. De asemenea, pot receptiona programele TV emise conform normei CCIR B/G in benzile: I canalele 2-4, III canalele 5-12, si IV,V canalele 21-65.

Receptorul de televiziune color este structurat pe blocuri functionale distincte asa cum suntprezentate in figura 1.2.

Selectorul de canale sau tunerul TV (bloc 1) este dispus intr-o cutie metalica cu rol de ecranare, fixata prin intermediul unui conector la placa de baza in aproprierea receptorului de telecomanda si a blocului AFI-VS. Amplificatorul de frecventa intermediara - video sunet AFI-VS (bloc 2) formeaza un modul ecranat sau neecranat in functie de modul de realizare constructiva, de regula cu circuit integrat. Este blocul care contine totodata etajul demodulator de videofrecventa si circuitul pentru formarea tensiunii de reglare automata a amplificarii RAA. Circuitul de control automat al frecventei CAF asigura mentinerea pe timpul functionarii receptorului acordul acestuia pe canalul dorit genernd o tensiune de reglaj UCAF pe baza abaterii frecventei

Fig. 1.2 Schema bloc a receptorului TV Color analogic


Page 4

intermediare imagine de la valoarea nominala de 38,9 MHz. Tensiunea UCAF controleaza valoarea tensiunii de varicap ale selectorului de canale. Calea de sunet (bloc 3) realizata fie sub forma de modul compact cu ambele componente (AFI sunet si AAF), fie separat pe doua submodule functionale, unul AFI Sunet iar celalalt AAF.

Amplificatorul de luminanta (bloc 4), prelucreaza semnalul de luminanta EY extras din semnalul video complex color (SVCC).

Matricea RGB (bloc 5), pe baza semnalelor diferenta de culoare si a semnalului de luminanta EY reface semnalele primare de culoare (ER, EG, EB), cu ajutorul carora comanda amplificatoarelor finale de videofrecventa. Decodorul de culoare (bloc 6), extrage si prelucreaza semnalul complex de crominanta si extrage semnalele diferenta de culoare (EB-EY si ER-EY). Amplificatorul de videofrecventa (bloc 7) este conectat la gtul tubului cinescop prin intermediul unui soclu noval si a unui colier de strngere realizat din material electroizolant. Etajele functionale sunt realizate cu tranzistoare de videofrecventa de medie putere in conexiune baza comuna. Modulul sincroprocesor (bloc 8) este realizat cu circuit integrat specializat, genereaza oscilatii cu frecventa de linii de 15.625 Hz, extrage din semnalul video complex impulsurile de sincronizare linii si cadre pentru comanda blocurilor de baleiaj (BH si BV). Blocul de baleiaj vertical BV (bloc 9) este realizat tot sub forma de modul cu circuit integrat, contine oscilatorul de cadre cu frecventa de 50 Hz si elementele de reglaj ale dimensiunii imaginii.

Blocul de baleiaj orizontal BH (bloc 10) contine transformatorul de linii si tranzistorul final de putere sunt conectate direct pe placa sasiu, o placa monobloc de circuit imprimat. O astfel de realizare elimina contactele imperfecte ale conectorilor si asigura robustetea si siguranta in functionare fata de descarcarile si intreruperile electrice accidentale.

Tubul cinescop (bloc 11) este elementul cu gabaritul cel mai mare di receptorul TV, este fixat astfel inct ecranul este dispus in partea din fata a carcasei receptorului, fiind ancorat de aceasta cu ajutorul unor cleme speciale de fixare. Ecranul prezinta straturi de luminofori tricrom (R, G, B) bombardate pe timpul functionarii de trei fascicule de electroni generate de cele trei tunuri electronice R, G, B dispuse in interiorul gtului tubului cinescop. La exteriorul tubului cinescop sunt dispuse bobinele de deflexie (BD) orizontale si verticale si magnetii blocului de corectie (BC) a distorsiunilor geometrice si de puritate a culorii a imaginii TV.

Receptorul de telecomanda si teletext (bloc 12), realizat cu circuite integrate specializate, asigura prelucrarea comenzilor digitale codificate transmise de catre emitator in vederea efectuarii de reglaje ale receptorului TV si pentru afisarea informatiilor teletext. Sistemul de programare-afisare (tasterul) al receptorului de telecomanda si teletext este dispus la panoul frontal al


Page 5

televizorului pentru a usura accesul direct al utilizatorului la elementele de comanda si control.

Interfata I/O multimedia (bloc 13) reprezinta un ansamblu de circuite dedicate a furniza si respectiv a prelua semnale imagine si sunet in relatie directa cu aparatura audio vide foto. Semnalele pot fi de natura analogica sau digitala. Sursa de alimentare este realizata fie ca modul separat fie direct pe placa de baza. Sursa este construita in functie consumul receptorului TV cu tranzistoare sau cu tiristoare in comutatie. Sursa de alimentare trebuie sa asigure toate tensiunile de alimentare ale receptorului. Consumul TV-Color este cu c.c.a. 30% mai mare dect al TV-AN, motiv care alaturi de o foarte buna stabilitate a tensiunilor impuse de multitudinea de circuite automate a receptoarelor color, justifica folosirea surselor de alimentare in comutatie. Puterea consumata de receptoarele TV color este mai mare de 100 W in functie de diagonala tubului cinescop. Din punct de vedere functional (fig. 1.1 si fig. 1.2), receptorul TV-Color prezinta unele particularitati cum sunt: dupa detectorul video, incorporat in cadrul blocului AFI-VS, are loc

prelucrarea separata a semnalului de crominanta si a semnalului de luminanta;

circuitul de reglare automata a dimensiunii (RAD) si de reglare automata a curentului de fascicul (RACF), asigura mentinerea constanta a dimensiunilor imaginii pe orizontala (EV) si respectiv limiteaza valoarea maxima a curentului prin tubul cinescop pe durata imaginilor cu zone de alb intens. Ambele circuite, RAD si RACF, sunt comandate de aceeasi tensiune provenita din generatorul de foarte inalta tensiune (FIT);

tubul cinescop tricrom cu autoconvergenta sau trinitron (cu ecran plat) care transforma semnalele primare de culoare in imagine de televiziune cu ajutorul a trei tunuri electronice, a unei masti perforate si a unui strat de luminofori tricrom dispusi in triade R,G,B. Constructia tubului cinescop tricrom impune consumuri ridicate de energie. Tensiunea anodica este de (25-28) kV. Tensiunea de focalizare aplicata pe grila 4 de focalizare este de (4-7) kV. De aceea, astazi sunt larg utilizate dispozitive de afisare de tip LCD, LED sau cu plasma.

In laborator vor fi prezentate schemele bloc ale unor variante de

receptoare TV-Color analogice si digitale a caror realizare practica cu circuite integrate permite structurarea pe blocuri functionale care nu difera de schemele fundamentale reprezentate in figura 1.2 si 1.3. Aceste moduri de reprezentare demonstreaza multitudine de variante constructive adoptate de producatori in functie de evolutia tehnologica de implementare a circuitelor functionale sub forma circuitelor integrate dedicate (a se vedea dosarul cu scheme TV pentru lucru in laborator).


Page 6

1.2. Parametri receptoarelor TV Receptoarele TV sunt caracterizate de o serie de parametri specifici, care

se refera in mod direct la functionarea televizoarelor in regim color sau la anumite calitati importante pentru redarea corecta a culorilor [2].

Astfel de parametrii sunt: Sensibilitatea limitata de amplificare si Sensibilitatea limitata de

raportul semnal zgomot, parametri pentru care normativele prevad valori tipice [2]. Sensibilitatea limita de decodare a culorilor - reprezinta nivelul minim al semnalului de intrare masurat la borna de antena, pentru care apar pe ecran culori corecte si stabile:

in sistemul PAL este mai buna dect 150 V in FIF si de 119 V in domeniul frecventelor UIF;

in sistemul SECAM este mai buna dect 70 V in FIF si de 250 V in domeniul frecventelor UIF.

Banda de frecventa la 3dB a caracteristicii amplitudine - frecventa globala (intre antena - catod cinescop) a caii semnalului de luminanta, este de minim 3,5 MHz; Plaja de mentinere a circuitului de control automat a frecventei (CAF) - reprezinta dezacordul maxim al televizorului pentru care sistemul CAF poate mentine o imagine stabila, este de minim 3,5 MHz; Eroarea de acord a circuitelor de CAF este mai mica dect -100KHz la +100KHz; Diafotia intre caile semnalelor de culoare - reprezinta proportia in care fiecare din aceste semnale se regaseste la iesirea din decodor in calea celuilalt semnal. Diafotia receptoarelor TVC este mai mica dect 0,025;

Fig.1.3 Schema bloc a receptorului TV digitalDVB-T

Flux DVB

Demod QPSK

Display digital

Fi

36MHz

Decodor OFDM

Tuner Digital TV

Microcontroler


Page 7

Eroarea de convergenta - reprezinta distanta maxima intre cele trei puncte de incrucisare a unor fascicule de rosu, verde si albastru in zona incrucisarii a doua linii albe - este de maxim: - 1,2 mm in centrul ecranului (eroare de convergenta statica); - 2,4 mm in rest, cu exceptia colturilor; - 2,8 mm in colturi. 1.3. Semnale electrice utilizate in sistemele TV Color Sistemele de televiziune in culori folosesc un semnal video complex color SVCC alcatuit din urmatoarele semnale: 1) Semnalul de luminanta Ey. Este semnalul transmis din motive de compatibilitate, pentru a asigura functionarea receptoarelor TV-AN pe timpul transmisie Color. Acesta se obtine din semnalele primare de culoare prin matriciere. Procesul de matriciere are la baza curba vizibilitatii relative, determinata experimental. Expresia semnalului de luminanta este: Ey = 0,30Er + 0,59Eg + 0,11Eb

Semnalul de luminanta este transmis in toate sistemele de televiziune color si corespunde semnalului video din receptoarele TV-AN; 2) Semnale de crominanta, sunt semnale obtinute din semnale diferenta de culoare (Er-Ey, Eb-Ey) prin ponderare diferita in functie de sistemul de televiziune color. Astfel:

in cazul sistemului PAL se transmit doua semnale video de crominanta :

Eu = 0,493(Eb-Ey) Ev = 0,877(Er-Ey)

Transmisia acestor semnale se efectueaza simultan prin modulatia in cuadratura cu subpurtatoare Fsp suprimata a unui semnal de radiofrecventa cu frecventa astfel aleasa inct, sa se asigure plasarea spectrului informatiei de culoare in zonele superioare ale spectrului semnalului de luminanta. Pentru a elimina suprapunerea spectrelor s-a recurs la intreteserea acestora. Frecventa subpurtatoarei stabilindu-se potrivit relatiei: Fsp = (k-1/4)fh + fv = 4,433 MHz In care: fv frecventa de baleiere pe verticala; fh frecventa de baleiere pe orizontala.

in cazul sistemului SECAM se transmit in mod secvential pe linii, doua semnale de crominanta obtinute tot din semnalele diferenta de culoare prin ponderarea acestora, astfel:

Dr = -1,9(Er-Ey) Db = 1,5(Eb-Ey)

Transmisia semnalelor de crominanta se efectueaza prin procedeul modulatiei in frecventa a doua subpurtatoare de radiofrecventa, alese ca valoare pe criterii de compatibilitate si de imbunatatire a transmisiei:


Page 8

For = 282fh = 4,406 MHz Fob = 272fh = 4,250 MHz 3) Semnale de sincronizare si de stingere a) Semnale de sincronizare. Aceste semnale permit obtinerea unei configuratii corecte a imaginii de televiziune, prin mentinerea sincronismului dintre sistemul de explorare care analizeaza imaginea (in dispozitivul videocaptor al camerei TV) si sistemul de explorare care sintetizeaza imaginea TV (in display-ul din receptorul de televiziune). Sincronismul este asigurat prin transmiterea de catre posturile de emisie TV a semnalelor de sincronizare. Semnalele de sincronizare sunt generate in studioul de televiziune cu ajutorul dispozitivului numit SINCROGENERATOR. In raport cu functiunea indeplinita, semnalele de sincronizare sunt de doua tipuri: semnale pentru sincronizarea liniilor si semnale pentru sincronizarea semicadrelor. Aceste semnale se deosebesc intre ele prin durata (precizata in fig. 3), pentru a putea fi identificate si separate in receptor de catre circuitele sincroprocesorului. b) Semnale de stingere. Aceste semnale asigura blocarea spotului de electroni, att la emisie in dispozitivul video captor al camerei TV, ct si la receptie in cadrul tubului cinescop. Semnalele de stingere sunt generate tot de catre sincrogenerator, amplitudinea si sensul lor corespund normelor de televiziune indiferent de polaritatea semnalului video de imagine. Pentru o blocare sigura a fasciculului de electroni amplitudinea semnalelor de stingere trebuie sa fie mai mare dect nivelul de negru din semnalul video. Semnalul de blocare (stingere) pe linii si pe cadre prezinta durate diferite, asa cum rezulta si din figura 1.3.

c) Semnale de egalizare si semnale de crestare. Aceste semnale asigura intreteserea liniilor celor doua semicadre. Semnalele de egalizare sunt constituite din cinci impulsuri de preegalizare dispuse pe palierul anterior al impulsului de

Fig. 1.3 Structura si parametri semnalelor complexe de stingere - sincronizare. a) pentru explorarea pe orizontala; b) pentru explorarea pe verticala


Page 9

blocare (stingere) semicadre si din cinci impulsuri de postegalizare dispuse pe palierul posterior al impulsului de stingere.

Semnalele de crestare sunt alcatuite din cinci impulsuri obtinute prin crestarea impulsului de sincronizare verticala. Toate impulsurile prezentate mai sus au durata de 2,35 microsecunde si sunt separate prin intervale de pauza cu durata egala cu Th/2, adica jumatate din durata unei linii complete a carei durata este de 64 s. 4) Semnale de sincronizare a culorii si semnale de identificare a culorii. Semnalele de sincronizare a culorii se transmit, in cazul ambelor sisteme, pe palierul posterior al impulsurilor de stingere linii, sub forma unei succesiuni de zece oscilatii complete de radiofrecventa denumite burst. Frecventa si amplitudinea oscilatiei corespunde tipului de sistem color utilizat, astfel:

pentru sistemul PAL frecventa este egala cu Fsc = 4,4336..MHz; pentru sistemul SECAM se transmite secvential, de la o linie la alta, cnd

burst-ul cu frecventa For, cnd burst-ul cu frecventa Fob, in concordanta cu, componenta de culoare a semnalul de crominanta transmis pe linia respectiva Db si Dr; Pentru identificarea culorii se transmit, in varianta de sincronizare a

culorii pe cadre, semnale de identificare a culorii pe durata a noua linii succesive ale intervalului de stingere pe verticala. Acestea se transmit pe durata liniilor 7 - 15 din primul semicadru si pe durata liniilor 320 - 328 din al doilea semicadru. Semnalele de identificare constau din trenuri de oscilatii sinusoidale, corespunzatoare subpurtatoarelor de crominanta, modulate in frecventa cu doua semnale video dreptunghiulare avnd frontul anterior intrziat cu 15 microsecunde, respectiv 20 microsecunde si transmise secvential pe timpul liniilor specificate mai sus. Probleme de studiu

2.1. Identificarea partilor componente ale unor variante de receptoare TV.

2.2. Vizualizarea unor forme de unda ale semnalelor electrice procesate de catre blocurile receptorului TV.


Page 10

2. Desfasurarea lucrarii

2.1. Identificarea blocurilor functionale ale unor variante de receptoare TV Aparate si materiale necesare: *receptoare TV-Color deconectate de la retea, capacul de protectie indepartat; *scheme bloc de receptoare din dosarul cu sheme de laborator; *schema electrica a receptorului TV studiat din dosarul cu sheme de laborator; Mod de lucru: Se identifica modulele si blocurile receptorului conform schemei bloc si a schemei electrice, notnd tipul principalelor dispozitive electronice componente (tranzistoare, circuite integrate, filtre, etc ....). Se urmareste vizual traseul parcurs de catre semnalul TV, de la antena pna la traductoarele finale ale receptorului (difuzor si dipozitiv de afisare) si se traseaza legaturile functionale dintre module, scotnd in evidenta blocurile functionale caracteristice. Se va acorda atentie diferentelor constructive ale receptorelor studiate in laborator identificnd diferentele dintre acestea. ATENTIE !

NU ATINGETI CU MNA CIRCUITELE ELECTRICE SI DISPOZITIVELE AFLATE SUB TENSIUNE

2.2. Vizualizarea unor forme de unda ale semnalelor electrice procesate de catre blocurile receptorului TV Aparate si materiale necesare: * receptorul TV cu placa modul de studiu interconectata; * generator de semnale TV si antena TV; * osciloscop; * sonda de masura; * schema electrica a receptorului TV studiat;


Page 11

Mod de lucru: Se conecteaza prin cablu coaxial iesirea generatorului de semnale TV la mufa de antena a receptorului TV-Color si se trece generatorul in stare de functionare pe pozitia semnale - bare verticale color - si pe pozitia banda -, corespunzatoare postului de televiziune pe care este acordat receptorul TV.

Receptorul se regleaza pe pozitia de optim de imagine si sunet folosind elementele de reglaj corespunzatoare. ATENTIE !

FIXATI CORECT SI SIGUR SONDA DE MASURA LA PUNCTUL DE CONTROL

FARA A PRODUCE SCURTCIRCUIT ! Cu ajutorul osciloscopului pregatit pentru masura se vizualizeaza si se determina parametri semnalelor in punctele de masura de pe placa de baza / de studiu stabilite potrivit schemei bloc si a schemei electrice a receptorului studiat: intrare AFI-CC; intrare si iesire AVF. Se va studia influenta diferitelor semnale aplicate de la generatorul de semnale TVC asupra caracteristicilor imaginii receptorului de televiziune. Pentru aceasta se va comuta generatorul de semnale succesiv pe semnal: tabla de sah, bare verticale color, retea de puncte. Dupa caz se va putea lucra si pe semnal captat prin antena TV. Se urmareste modificarea imaginii de televiziune pe ecranul tubului cinescop si se fac aprecieri cu privire la parametri receptorului TV-Color. Se apreciaza influenta elementelor de reglaj (saturatie, contrast, stralucire) asupra calitatii imaginii.

4. Continutul referatului - titlul, scopul lucrarii si problemele studiate; - schema functionala a receptorului TV-Color desenata in baza identificarii modulelor si blocurilor functionale ale acestuia dupa schema electrica. Pe schema se vor marca si nota punctele de masura si control ale tensiunilor si semnalelor electrice determinate efectiv in cadrul activitatii practice; - diagramele temporale (formele de unda) pentru semnalele vizualizate cu precizarea pe schema a locului de masurare si a parametrilor determinati; - aprecieri asupra performantelor de receptie ale receptorului pe care s-a efectuat studiul in laborator;


Page 12

- raspunsul la intrebarile:

1) Care module ale receptorului TV sunt ecranate si de ce? 2) Care sunt parametri / avantajele pentru care sistemul

TV Color PAL cunoaste o raspandire mai larga?

Bibliografie

[1] George Nicolae, Televiziune. Studiul principiilor de constructie si de functionare ale Receptoarelor TV. Editura Universitatii Transilvania, Brasov. 2006. ISBN(10) 973-635-761--9. ISBN(13) 978-973-635-761-9.

[2] Nicolae George, Oltean Ioan, Radiocomunicatii. Caracteristici si indici de calitate ai receptoarelor de radio si de televiziune. Metode de masurare. Editura Universitatii Transilvania, Brasov. 2003. ISBN 973-635-264-1.

[3] Mitrofan, Gh.: Televiziunea de la videocamera la monitor. Editura Teora, 1996

Laborator 5 -Studiul Gen Al Receptorului

Documents

Transcript of Laborator 5 -Studiul Gen Al Receptorului