Přednáška6

Fakulta elektrotechniky
a komunikačních technologií Volitelný předmět Garant: Prof. Ing. Stanislav HANUS, CSc. Akademický rok 2007 - 2008, zimní semestr Fakulta elektrotechniky
a komunikačních technologií 5.5 Televizní přijímače 5.5.1 Úvod Televizní přijímač (TVP) je posledním článkem televizní přenosové soustavy. Ze signálu z televizní antény nebo jiného zdroje vytváří signál obrazový a zvukový.
Nedílnou součástí TVP je dálkové ovládání, kterým se ovládají všechny uživatelské funkce včetně teletextu. V tzv. servisním módu je možné dálkovým ovládáním některé obvody TVP i seřizovat. TVP může být použit i jako koncové zařízení pro různá audiovizuální zařízení, např. televizní kameru, družicový přijímač, magnetoskop, přehrávač DVD nebo PC. K TVP je možné připojit i sluchátka nebo vnější zesilovač s reproduktorovými soustavami pro vícekanálový příjem zvukového doprovodu.
Obvodové řešení TVP pro přenos analogového signálu závisí na tom, v jaké formě je signál v TVP zpracováván (analogový nebo digitální způsob). 5.5.2 Blokové schéma TVP Obvody TVP lze rozdělit na 4 základní bloky:
vstupní díl,
signálové obvody (obrazové a zvukové),
rozkladové obvody,
pomocné obvody, včetně napájecích. 5.5.3 Vstupní díl Signál z TV antény nebo jiného zdroje přichází přes vstupní anténní konektor do vstupního dílu TVP (kanálový volič, ladicí jednotka, tuner). Používají se v něm bipolární nebo častěji unipolární tranzistory (dual gates MOSFET – kaskoda).
Parametry vstupního dílu se výrazně podílí na výsledné kvalitě obrazu i zvuku. Důležité je především malé šumové číslo (Friisův vztah), odolnost vůči křížové modulaci, činitel odrazu na vstupu, provozní zesílení a selektivita pro vstupní zrcadlový signál. K anténnímu vstupnímu konektoru (75 nesymetricky) jsou připojeny ochranné diody proti přepětí a odlaďovače nežádoucích pásem a frekvencí.
Dolní a horní propusti sestavené z pasivních prvků oddělí frekvenční pásma VHF a UHF.
V obou pásmech je signál selektivně zesílen a přiveden do směšovače, na jehož druhý vstup se přivádí signál ffs z frekvenčního syntezátoru. Na výstupu směšovače je signál mezifrekvenční fmf.
Z důvodů snazšího přeladění je VHF pásmo rozděleno na subpásma označovaná VHF I, VHF II a VHF III. Laděné obvody se přepínají pomocí spínacích diod. V případě používání pásma VHF jsou obvody pásma UHF odpojeny od napájecího napětí a naopak.
V závislosti na velikosti přijímaného signálu jsou řízena zesílení obou zesilovačů VHF i UHF signálem AGC (Automatic Gain Control) vytvářeným v obvodech za obrazovým demodulátorem.
Napěťové zesílení vstupního dílu je v rozmezí 10 až 20 (20 dB až 26 dB). Musí být zpracovány signály od 10mV (z antény při dálkovém příjmu) až desítky mV (zásuvka kabelového rozvodu).
Ladění rezonančních obvodů vf zesilovačů se provádí pomocí varikapů. Potřebné ladicí napětí se vytváří frekvenční nebo napěťovou syntézou. V moderních TVP se používá pouze frekvenční syntéza. Využívá principu fázového závěsu. Výstupní signál s frekvencí ffs se odebírá z napětím řízeného oscilátoru VCO (Voltage Control Oscillator). Frekvenční krok syntezátoru bývá Dffs = 62,5 kHz. U všech norem (mimo L) má signál z frekvenčního syntezátoru (oscilátoru) vyšší frekvenci než je frekvence přijímaného signálu. Na výstupu směšovače se selektivním obvodem vybírá rozdílový produkt. Proto bude mezikrekvence zvuku nižší než mezifrekvence obrazu.
Mezifrekvence obrazu je fmfo = 38 MHz, mezifrekvence zvuku (první) je fmfz1 = 31,5 MHz (D/K). Před směšováním je frekvence nosné zvuku vyšší než frekvence nosné obrazu, po směšování (v důsledku vybrání rozdílového produktu) je naopak mezifrekvence obrazu vyšší než mezifrekvence zvuku. 5.5.4 Signálové obvody Paralelní zpracování zvuku. 5.5.4.1 Zpracování signálu zvukového doprovodu Nejdokonalejší způsob zpracování zvuku. Vyžaduje však velice stabilní oscilátor ve vstupním dílu TVP. Sebemenší odchylka frekvence oscilátoru (mikrofonie, nestabilní ladicí napětí, apod.) způsobí zkreslení zvuku. Nelze použít ani dolaďování frekvence oscilátoru. Dnes se uvedený způsob nepoužívá. Mezinosné zpracování zvuku (intercarrier). V mf obrazovém zesilovači se zesiluje mezifrekvenční obrazový i zvukový signál. Na nelinearitě diody se vytvoří kombinační frekvence, ze kterých se vybere rozdílový produkt fmfz2 = fmfo – fmfz1 = 6,5 MHz (normy D, K). Druhá mezifrekvence zvuku NEZÁVISÍ na frekvenci oscilátoru nebo frekvenčního syntezátoru ve vstupním dílu TVP. Její přesnost a stabilita závisí na přesnosti a stabilitě frekvencí nosné obrazu a zvuku ve vysílači.
Nevýhodou uvedeného způsobu zpracování zvuku je vznik intermodulačních produktů a tzv. „mezinosné bručení“ vznikající v důsledku zmenšení nosné obrazu, případně jejího vymizení při přemodulování vysílače. Další nevýhodou je nutnost potlačení nosné zvuku o 20 dB vůči nosné obrazu. Kvaziparalelní zpracování zvuku. Spojuje výhody obou předchozích způsobů. Ihned za vstupním dílem je signál rozdělen pomocí PAV filtrů (mohou být i v jednom pouzdře) do dvou oddělených cest. V současné době nejrozšířenější způsob. 5.5.4.2 Mezifrekvenční obrazový zesilovač a AM demodulátor Podle způsobu zpracování zvukového signálu, může mezifrekvenčním obrazovým zesilovačem (OMF) procházet nejen mf obrazový, ale i mf zvukový signál. Podle toho se liší i zapojení OMF zesilovačů, především jejich křivka selektivity (závisí i na normě). Volba obrazové mezifrekvence byla zvolena jako kompromis mezi nízkými frekvencemi vhodnými pro návrh tranzistorových zesilovačů (diferenčních stupňů v integrovaných obvodech) s dostatečným zesílením a vyššími frekvencemi, při kterých se zvětšuje odolnost TVP vůči zrcadlovým frekvencím. Proto byly stanoveny optimální hodnoty obrazové mezifrekvence 38 MHz (normy D,K) a 38,9 MHz (normy B,G). Potřebná selektivita OMF zesilovače se obecně zajišťuje pomocí filtru se soustředěnou selektivitou. V dnešní době se používají téměř výhradně filtry s povrchovou akustickou vlnou (PAV, SAW).
Z pohledu obrazového signálu se OMF zesilovač podílí téměř 90% na výsledné citlivosti a selektivitě TVP. Je-li na vstupu OMF zesilovače napětí cca 100 mV a na výstupu zesilovače napětí cca 3 V, vychází potřebné zesílení AOMF = 3 V : 100 mV = 30 000, tj. AOMF dB  90 dB. Uvedené zesílení se musí automaticky měnit podle velikosti vstupního signálu tak, aby výstupní signál byl téměř konstantní. Pro maximální vstupní signál zesilovače 50 mV (nastává zahlcení) musí bý