СОДЕРЖАНИЕ Вступление 1. Обзор модуляторов для кабельного телевиденья 1. Обзор промышленных образцов модуляторов для кабельного телевидения 2. Обзор принципиальных схем телевизионных модуляторов 2. Обоснование структурной и принципиальной схемы модулятора 1. Обоснование структурной схемы 2. Обоснование принципиальной схемы 34 3.
Электрический расчет 1. Расчет блока питания 1. Расчет понижающего трансформатора 2. Расчет сглаживающих фильтров 3. Расчет стабилизаторов напряжения 4. Описание принципиальной схемы и конструкции модулятора 1. Описание принципиальной схемы 2. Конструкция и детали модулятора 5. Инструкция по ремонту и эксплуатации 1. Инструкция по настройке модулятора 56 5.2.
Инструкция по эксплуатации 6. Результаты испытаний 1. Испытание блока питания 7. Техника безопасности 61 Приложение 1. Перечень элементов схемы электрической принципиальной телевизионного модулятора 64 Список литературы 67 Вступление. Первые сети кабельного телевидения появились в 1984 85 гг. В настоящее время в Украине они получили широкое распространение.
В крупных городах большенство многоэтажных домов охвачено сетями кабельного телевиденья. Такая популярность кабельных сетей имеет много причин. В настоящее время эфир занят на столько, что все труднее и труднее вводить в эксплуатацию новые передатчики. Тем более, что по принятым стандартам эфирного телевизионного сигнала нельзя вести вещание на соседних каналах, из-за помех наводимых сигналами друг на друга.
По этому количество каналов работающих в эфирном вещании весьма ограничено. Так же в крупных городах в эфире на телевизионый сигнал накладывается множество индустриальных помех которые, при значительном удалении от передающего центра, ухудшают качество принимаемого сигнала. От этих недостатков свободно кабельное телевидение. При использовании однополосной модуляции видеосигнала в кабельном телевиденьи можно вести вещание на
смежных каналах. В кабельном телевидение также возможно использование дополнительных каналов с 13 по 20 , которые не используются в эфирном вещании. Это позволяет одновременно вести передачу на 60 и более каналах, против 25 30 каналов в эфирном телевидении Телевизионный сигнал в кабельном телевиденьи свободен от индустриальных помех. По этому кабельные сети обеспечивают высокое качество принимаемой телевизионной программы даже вне
зоны уверенного приема. Большее колличество каналов позволяет в кабельных сетях, кроме эфирных каналов транслировать также популярные спутниковые каналы. Это избавляет абонентов сетей кабельного телевидения от покупки дорогостоящего оборудования приема спутниковых программ. Сети кабельного телевидения предоставляют своим абонентом большее колличество дополнительных услуг. Это просмотр платных программ, сигнал которых закодирован, а в телевизоре абонента устанавливется
специальный декодер, предоставление доступа к сети Internet, услуг IP телефонии, охранной сигнализации и другие. Комунальному хозяйству кабельные сети могут предоставлять услуги по автоматезированному съему показаний счётчиков абонентов, охранной сигнализации подвалов, чердаков и ливтов и другие. Предоставление большенства дополнительных услуг стало возможным благодаря использованию обратного канала
по которомы сигналы от оборудования абонента передаются к головной станции. Предоставление дополнительных услуг требует установки дополнительного оборудования на головной станции кабельного телевидения и у абонента. Оборудование сетей кабельного телевидения состоит из оборудования головной станции, магистральных, субмагистральных и домовых кабельных сетей и усилителей. Оборудование головной станции как правило имеет модульное построение, как с функциональной, так и с
конструктивной точки зрения. Обычно оно расмещается в стойках 19 . В состав оборудования головной станции входят приемники эфирного и кабельного телевидения, конверторы, осуществляющие пернесение сигнала телевизионной программы с одного канала на другой, модуляторы, а также дополнительное оборудование. Одним из основных утройств, отвечающих за качество сигнала телевизионных программ, передаваемых головной станцией является телевизионный модулятор.
Это устройство формирует из поступающих на него низкочастотных сигналов изображения и звука эфирный телевизионный сигнал заданного телевизионного канала. Современные модуляторы изготовляются на основе специализированных интегральных схем, высокочастотный сигнал несущей канала в них вырабатывается с помощью синтезаторов частоты, которые имеют приимущества по охватываемому диапозону частот и стабильности частоты перед обычными
LC генераторами. Современные модуляторы имеют програмное управление и систему самодиагностики, позволяющую в случае выхода модулятора из перевести сигнал на резервный модулятор, что сокращает время технических остановок в вещаниии. Основными требованиями, предъявляемыми к современным модуляторам для сетей кабельного телевидения, являются высокое качества выходного сигнала телевизионной программы, высокая стабильность частоты несущей канала, возможность выбора рабочего канала и как можно больший диапозон рабочих каналов,
возможность быстрой замены модулятора, в случае выхода его из строя, высокая надежность и небольшая стоимость. 1. Обзор модуляторов для кабельного телевидения. 1.Обзор промышленных образцов модуляторов для кабельного телевидения. В настоящее время, различными предприятиями и фирмами, выпускается большее количество различных телевизионных модуляторов для сетей кабельного телевидения. Все выпускаемые модуляторы делятся на модуляторы с фиксированной
выходной частотой и модуляторы с перестраиваемой выходной частотой. Рассмотрим некоторые из них. Телевизионные модуляторы STM-02 и STM-05 выпускаемые фирмой Forotel предназначены для работы в составе головной станции FORO TS02 и переносят видео и аудио сигнал от различных источников спутникового ТВ тюнера, видеокамеры в требуемый канал для последующего распределения по сетям кабельного
ТВ. Модуляторы имеют однополосную модуляцию несущей видеосигнала, что позволяет работать на смежных каналах. Модулятор STM-02 предназначен для работы в диапазоне метровых волн, а модулятор STM-05 в диапазоне дециметровых волн. Внешний вид модуляторов STM-02 и STM-05 изображен на рис.1.1. Рис.1.1. Внешний вид модуляторов STM-02 и STM-05. Применяемые в модуляторах технические решения гарантируют минимальный уровень шумов
и побочных излучений в выходном сигнале модулятора. Точность установки и стабильность частоты на любом канале обеспечивает синтезатор частот с ФАПЧ. Полоса канала формируется на ПЧ с помощью ПАВ-фильтра. Модуляторы STM-02 и STM-05 совместимы с системой условного доступа для аналогового ТВ вещания производства НПФ КРИПТОН Украина . Особенности модуляторов
STM-02 и STM-05. Канальный полосовой фильтр на выходе с высоким подавлением побочных продуктов и оптимальной фазовой характеристикой. Стандарт модуляции D K, установка глубины АМ и девиации ЧМ. Установка отношения уровней несущих видео и звука ВЧ вход для проходного суммирования сигналов. Установка и цифровая индикация выходного уровня с шагом 1 дБ. Частоты несущих в модуляторах устанавливаются заводом изготовителем по требованию заказчика.
Структурная схема модуляторов STM-02 и STM-05 приведена на рис.1.2. Рис.1.2. Структурная схема модуляторов STM-02 и STM-05. Данная структурная схема является типичной для подобных модуляторов. Входные сигналы видео и звука поступают на соответствующие модуляторы, на которые от опорного кварцевого генератора также подаются сигналы промежуточных соответственно для видео 31,5
МГц, для звука 6,5 МГц. Сигналы с выходов модуляторов видео и звука поступают на смеситель, откуда выходит суммарный телевизионный сигнал промежуточной частоты 38 МГц. Далее этот сигнал поступает на усилитель и фильтр ПАВ который обрезает боковые гармоники, далее сигнал опять усиливается и фильтруется LC-фильтром. После этого сигнал подается на двойной балансный смеситель, на который также подается высокочастотный
сигнал несущей частоты канала с синтезатора частоты. С выхода смесителя высокочастотный сигнал поступает на выходной усилитель, имеющий систему авторегулировки усиления, поддерживающую заданный уровень сигнала на выходе модулятора. Заданный уровень сигнала на выходе модулятора задается с помощью микропроцессорного устройства и отображается на цифровом индикаторе. Модуляторы STM-02 и STM-05 изготавливаются в стальных корпусах с гальваническим
цинковым покрытием. Боковые крышки покрыты порошковым лаком. В качестве соединителей для видео и аудио сигналов применяются разъемы типа RCA, для ВЧ типа F. Основные технические данные Вход видео Уровень входного сигнала В p-p 1,0 0,25 Входное сопротивление Ом 75 Полоса частот, МГц 20 Гц 6 Вход аудио Уровень входного сигнала
В эфф 0,75 0,20 Входное сопротивление кОм 10 Полоса частот 20 Гц 15 кГц АЧХ цепи предискажений ГОСТ 20532-83 Выход ВЧ Сопротивление нагрузки Ом 75 Диапазон выходных частот, для STM-02 каналы 1 5, SK1 SK8, 6 12, SK11 S30 МГц 47 390 STM-05 каналы S31 S40, 21 69 МГц 390 862 Точность установки выходной частоты, не хуже кГц 3
Стабильность выходной частоты, не хуже ppm 5 Уровень выходного сигнала дБмкВ 92 1 Диапазон регулировки уровня выходного сигнала дБ 82 92 шаг 1 дБ Изменение уровня выходного сигнала в диапазоне рабочих температур, не более дБ 2 Потери на отражение по выходу дБ 13 Проходные потери суммирования, не более дБ 1 Уровень внеполосных излучений, не хуже дБ 66 Уровень внеполосных излучений, типовое значение дБ 70
Отношение несущая шум, типовое значение дБ 61 Диапазон установки отношения уровней несущих видео и звука дБ 11 18 шаг 1 дБ Неравномерность АЧХ в полосе 5 МГц, типовое значение дБ 0,5 Дифференциальное усиление, типовое значение 8 Дифференциальная фаза, типовое значение град 4 Расхождение во времени сигналов яркости и цветности, не хуже нс 50 Модуляторы МТ-300 и МТ-400 выпускается фирмой Планар .
Модуляторы предназначены для преобразования полного цветового видеосигнала и сигнала звукового сопровождения в радиосигнал на заказанном канале. Основное отличие модулятора МТ-300 от МТ-400 состоит в том, что в модуляторе МТ-300 зеркальная полоса частот в сигнале видео подавлена частично, а в модуляторе МТ-400 применена однополосная модуляция, что позволяет использовать его для вещания в смежных каналах. Основные технические данные модуляторов
МТ-300 и МТ-400 Диапазон рабочих частот, МГц 45-862 на заказанный канал Выходной уровень, дБмкВ 120 75 Ом Входной уровень ВИДЕО, В 0,7-1,4 75 Ом Входной уровень ЗВУК, мВ 370 10 кОм Отношение уровней несущих изображения и звукового сопровождения, дБ 10-14 Отклонение частоты несущей изображения при нестабильности 2х10-5 в рабочем диапазоне температур, кГц,
не более 20 Отклонение частоты поднесущей изображения звукового сопровождения при нестабильности 2х10-5 в рабочем диапазоне температур, кГц, не более 0,1 Уровень побочных частот на выходе, дБ, не более для МТ-300 для МТ-400 65 - Дифференциальное усиление не более 3,5 Дифференциальная фаза, град не более 4,0 Отношение сигнала яркости к взвешенному значению флуктуационной помехи по ГОСТ Р 50890-96 , дБ, не менее 60 Типы разъемов
Входы RCA Выход F Телевизионный фиксированный модулятор TZD-3 предназначен для формирования телевизионного сигнала для сетей кабельного телевидения. Характеризуется низкими фазовыми шумами VCO. Высококачественные фильтры на ПАВ обеспечивают подавление помех вне полосы модуляции. RF компоненты фирм PHILIPS или Mototrola. Основным отличием данного модулятора является раздельная
модуляция сигналов видео и звукового сопровождения. Внешний вид модулятора TZD-3 приведен на рис.1.3, его структурная схема на рис.1.4. Рис.1.3. Внешний вид модулятора TZD-3. Отличительные особенности модулятора TZD-3 фиксированный канал до 870 МГц, двойной phase-lock Аудио Видео, высококачественные фильтры на ПАВ, обеспечивающие высокую линейность
Аудио и Видео сигналов, высокий выходной уровень, подавление вне полосы более 65 dB, импульсный источник питания, работающий в широком диапазоне питающих напряжений, тестовое гнездо -30 dB на передней панели , наличие входа выхода промежуточной частоты. Основные технические данные Выходная частота 48 870МГц Точность установки частоты 5кГц Выходной уровень 115 dB V Подавление вне полосы 65dB
Формат сигнала PAL-D K 6.5МГц , PAL-I 6.0 МГц , PAL-B G 5.5 МГц , NTSC 4.5 МГц Соотношение Аудио Видео -10 -20dB уст. Частота выходной ПЧ 38 МГц PAL-D K , 38.9 МГц PAL-B G , 45.75 NTSC Уровень выходной ПЧ 90 dB V Параметры канала Video Отношение Сигнал Шум 50 dB Дифференциальная фаза 5
Дифференциальное усиление 5 Неравномерность АЧХ 2.0 dB Задержка Цвет Черн. 45 nS Параметры канала Audio Неравномерность АЧХ 1.5 dB Отношение Сигнал Шум 55 dB Рис.1.4. Структурная схема модулятора TZD-3. Модуляторы с перестраиваемой выходной частотой. Модуляторы OV-35A и OV-36A выпускаемые фирмой Wisi.
Модуляторы формируют радиочастотный ТВ сигнал на частоте любого канала в диапазоне 45-862 МГц из подаваемых на вход низкочастотного композитного ТВ сигнала и сигнала звукового сопровождения. Входное сопротивление по звуку переключается из меню модуля - 600 Ом или 10 кОм. Дополнительные входы видео и звука выведены на разъем miniDIN-6 для соединения с модулями спутникового и эфирного цифрового приемников.
Модулятор формирует сигнал с частично подавленной нижней боковой полосой, что позволяет использовать соседние каналы. Телевизионный стандарт переключается из меню блока. Выходной сигнал модулятора суммируется с сигналом, поступающим на проходной вход, суммарный сигнал подается на радиочастотный выход модуля. Модуль имеет встроенный микроконтроллер управления и программируется отдельно с собственной панели управления с помощью пленочной клавиатуры из четырех клавиш и
ЖКИ 7 столбцов, 4 строки . Введенные параметры настроек модуля сохраняются при отключении питающего напряжения. Децентрализованное управление модулями позволяет получить максимальную надежность станции в целом при необходимости ремонта или модернизации ПО любого модуля все остальные модули могут находиться в работе. Отличие между модуляторами состоит в том, что модулятор
OV-35A работает с монофоническим сигналом звукового сопровождения, а модулятор OV-36A со стереофоническим. Внешний вид модуляторов OV-35A и OV-36A изображен на рис.1.5. Рис.1.5. Внешний вид модуляторов OV-35A и OV-36A. Основные технические данные модуляторов OV-35A и OV-36A. Выходной уровень видео 20 Гц-5 МГц 1 0,4
В 75 Ом Выходной уровень аудио 40 Гц-15 кГц 110-120 мкВ 600 Ом 10 кОм дополнительно Диапазон выходных частот 45-862 МГц Вход видео, аудио BNC RCA miniDIN-6 Проходное затухание 0,5 дБ Вход выход радиочастоты F 75 Ом Шаг изменения частоты несущей изображения 0.25 МГц Выходной уровень с шагом 1 дБ 74-84 дБмкВ Телевизионный стандарт
OV 35AOV 36A B G, D K, I, L, M B G D K Уровень побочных частот на выходе -60 дБ Коэффициент экранирования в диапазоне частот 45-450 МГц 450-950 МГц 950-2050 МГц 75 дБ 65 дБ 55 дБ Климатические условия 0 50 С Дополнительно Блок автоматического включения замещающего сигнала цветные полосы при пропадании видео на входе OV 61 Модулятор Planar MT-200 . Телевизионный модулятор
МТ-200 формирует ВЧ-радиосигнал с частотой несущей, лежащей в диапазоне 471,25-855,25 МГц. Устройство имеет входные разъемы ВХОД ВИДЕО и ВХОД ЗВУК RCA-типа, выходной разъем ВЧ-радиосигнала ВЫХОД F-типа, разъем для подачи питания на видеокамеру 12 В 0,2 А DJK-03D- типа. Прибор имеет пластмассовый корпус.
МТ-200 устанавливается внутри помещения и рассчитан на непрерывную работу. Модулятор МТ-200 формирует радиочастотный телесигнал в стандарте D K частота поднесущей звукового сопровождения 6,5 МГц . Частота несущей изображения задается с помощью трех групп перемычек, соответственно позволяющих определять значение единиц, десятков и сотен МГц. Шаг установки частоты 1
МГц. Нестабильность частоты ВЧ-генератора несущей 3х10-5. Переключение частоты производится при отключенном от устройства питании. В модуляторе МТ-200 имеется встроенный генератор тест-сигнала генератор вертикальных полос , включаемый с помощью дополнительной перемычки. При работе с источниками видеосигнала, уровень которого отличается от стандартного, нормальная контрастность изображения устанавливается с помощью имеющегося в
МТ-200 регулятора УРОВЕНЬ ВИДЕО. Глубина регулировки уровня видеосигнала 3 дБ. Для стандартного уровня видеосигнала регулятор устанавливается в среднее положение. Выходной уровень ВЧ-сигнала устанавливается с помощью подстроечника ВЫХ. УРОВЕНЬ. Глубина регулировки 10 дБ. Внешний вид модулятора МТ-200 изображен на рис.1.6. Рис.1.6. Внешний вид модулятора
МТ-200 . Модулятор Satcon M2-25 69. Телевизионный модулятор Satcon M2-25 69 формирует ВЧ-телевизионный сигнал на одном из каналов ДМВ диапазона с 25 по 69 канал несущая видео 503,25-855,25 МГц . Возможен вариант изготовления модулятора на частотный диапазон спецканалов S11-S38. В варианте исполнения M2-25 69а мощность ВЧ-выхода увеличена до 90 дБмкВ.
Устройство имеет входной разъем -In F-типа для подключения ВЧ-сигнала от других источников например, от телевизионной антенны и выходной разъем -Out F-типа, с которого снимается сформированный устройством ВЧ-видеосигнал, в комбинации с ВЧ-сигналами, подаваемыми на вход -In . Прибор имеет металлический негерметичный корпус с тефлоновым покрытием и рассчитан на круглосуточную
работу. На лицевой панели модулятора M2-25 69 расположен 10- разрядный жидкокристаллический индикатор, на который выводится информация о настройке номер канала и частота видеонесущей , кнопки перестройки частоты и канала Э, Я, FINE , индикатор подачи питания. Модулятор имеет встроенный выпрямитель питающего напряжения. Формируемый модулятором радиочастотный телевизионный сигнал соответствует стандарту
D K. Для формирования несущей радиочастоты в устройстве применен PLL синтезатор частоты с кварцевой стабилизацией. Через 10 секунд после подачи питания устройство индицирует номер частотного канала и значение частоты несущей видео. Выбор канала осуществляется с помощью кнопок последовательного перебора Э и Я. Частота несущей видео может быть произвольно изменена шаг перестройки 1
МГц , причем это значение сохраняется в энергонезависимой памяти устройства как и для всех настроек . В модуляторе Satcon M2-25 69 имеется встроенный генератор тест-сигнала. Для включения этого режима необходимо нажать кнопку Я и, удерживая ее, включить питание. Для выхода из этого режима следует отключить питание и затем снова включить его. Внешний вид модулятора М2-29 69 изображен на рис.1.7.
Рис.1.7. Внешний вид модулятора М2-29 69. Телевизионный модулятор Digi-Sender 7196 M, выпускаемый фирмой Engel, предназначен для формирования ВЧ-телесигнала в ДМВ диапазоне с 21 по 69 канал. Прибор имеет пластмассовый корпус. Входной разъем TV-типа female предназначен для подключения телевизионной антенны, сигнал с выходного разъема TV-типа male подается на телевизор. На боковой стенке корпуса расположены два входных разъема
RCA-типа для подключения сигналов аудио и видео. Внешний вид модулятора изображен на рис.1.8. В модуляторе Digi-Sender 7196 M предусмотрена возможность переключения телевизионного стандарта SECAM L PAL G. В устройстве применен PLL синтезатор частоты с кварцевой стабилизацией. В модуляторе 7196 M имеется встроенный генератор тест-сигнала. Переключение номера телевизионного канала, стандарта видео и включение выключение режима
ТЕСТ осуществляется с помощью группы из девяти микропереключателей, выведенных на нижнюю панель устройства. Там же расположен шлиц регулятора входного уровня видеосигнала от нуля до значения на входе . Рис.1.8. Внешний вид модулятора Digi-Sender 7196M. Модулятор Digi-Sender 7196 M имеет активный антенный смеситель. Проход сигнала от входа ANTENNA IN осуществляется при поданном на модулятор питании.
Поэтому при суммировании с ВЧ-сигналом от антенны следует избегать перегрузки усилительных каскадов смесителя. Затухание на проход сигнала от ВЧ-входа к ВЧ-выходу составило 5,5 дБ с неравномерностью АЧХ 1,5 дБ в диапазоне частот 40-860 МГц. При отсутствии питания ослабление сигнала на проход более 20 дБ. Отношение уровней несущей изображения и звука составило 14 дБ при уровне
ВЧ-видеонесущей 75 дБмкВ. Изменение выходного уровня ВЧ-сигнала при переключении номера канала не превысило 2 дБ. Модулятор SM-120 D преобразует входные низкочастотные сигналы аудио и видео в ВЧ-радиосигнал с частотой 470-890 МГц. Устройство имеет металлический корпус размерами 120х118х48 мм и рассчитано на непрерывную работу внутри помещения в том числе необслуживаемого при температуре воздуха 5 40
С и влажности до 93 . В модуляторе предусмотрена возможность переключения телевизионного стандарта выбор поднесущей частоты аудиосигнала . Значение этого параметра может быть 5,5 МГц, 6 МГц и 6,5 МГц значение определяется заказчиком, в тестируемом образце 6,5 МГц . В устройстве применен PLL синтезатор частоты с кварцевой стабилизацией. Для установки ТВ канала выбирают его номер, а затем подтверждают выбор нажатием кнопки
STORE. Изготовитель предусмотрел возможность работы модулятора в условиях промышленных помех, а также сильных колебаний напряжения питающей сети. В нормальных условиях эксплуатации кратковременные пропадания питания восстанавливается информация о записанном канале. В случае полной потери данных, прибор автоматически после включения питания модулирует сигнал на 59 ДМВ канале это значение может быть изменено по требованию заказчика .
Затухание на проход сигнала от ВЧ-входа к ВЧ-выходу составило 5,5 дБ с неравномерностью АЧХ 1,5 дБ в диапазоне частот 40-860 МГц. Проход сигнала от входа RF IN к выходу RF OUT имеется независимо от того, подано на модулятор питание или нет. Отношение уровней несущей изображения и звука составило 18 дБ при уровне ВЧ-видеонесущей 78 дБмкВ. Изменение выходного уровня
ВЧ-сигнала при переключении номера канала не превысило 2 дБ. Внешний вид модулятора SM-120D изображен на рис.1. 9. Рис.1.9. Внешний вид модулятора SM-120D. Основные технические данные модуляторов Planar MT-200 , Satcon M2-25 69, Digi-Sender 7196 M и SM-120 D приведены в таблице 1.1. Таблица 1.1. Тип
ТВ-модулятора Planar МТ-200 Satcon M2-25 69 Digi-Sender 7196 M SM-120 D Диапазон рабочих частот, МГц 471,25-855,25 503,25-855,25 471,25-855,25 470-890 Уровень радиосигнала на выходе, дБмкВ 90 -100 73 75 76 Выходной импеданс, Ом 75 75 75 75 Антенный Тип сумматора нет пассивный активный пассивный ВЧ вход Ослабление на проход ВЧ-ВЧ, дБ нет 6 5 5 Продолжение таблицы 1.1.
Стабильность радиочастоты 3х10-5 кварц, PLL кварц, PLL кварц, PLL Тип ТВ-модулятора Planar МТ-200 Satcon M2-25 69 Digi-Sender 7196 M SM-120 D Шаг установки частоты, канал МГц 1 канал 1 канал канал Индикатор частоты номера канала нет номер канала и частота нет номер канала Память на данные о канале ВЧ номер канала, частота энерго-независимая энерго-независимая энерго-независимая
энерго-независимая с защитой от помех Входной уровень видеовхода, В 1 1 1 1 Регулировка входного уровня видео 3 дБ нет 0 max нет Входной импеданс видеовхода, Ом 75 75 75 75 Входной уровень аудиовхода, В 0,7 0,25 1,5 0,5 Входной импеданс аудиовхода, кОм 12 10 10 33 Частота поднесущей звука, МГц 6,5 6,5 6 6,5 Девиация частоты аудиоподнесущей, кГц 20 25 20 25
Отношение уровней несущих видео аудио, дБ 14 17 14 18 Питание В А Вт 220 В, 8 Вт 12 24 В, 60 220 В,5 Вт 220 В, 2,2 Вт Высокостабильный модулятор MI750-3A с микропроцессорным управлением выполнен по схемотехнике аналогичной схемотехнике High-End модуляторов фирмы BARCO. Высококачественные фильтры, выполненные с использованием фильтров на
ПАВ и цепи стабилизации частоты, позволяют использовать данный модулятор в качестве каналообразующего модулятора для MMDS систем. Конструкция модулятора позволяет синхронизировать линейку из аналогичных модуляторов по промежуточной частоте. Внешний вид модулятора MI750-3А приведен на рис.1.10. Рис.1.10. Внешний вид модулятора MI750-3А. Основные особенности модулятора MI750-3A лучшее в своем классе отношение цена качество, информационный
ЖК дисплей, отображения всех рабочих параметров модулятора, возможность распечатки параметров на принтер либо вывод в компьютер, удобное управление режимами работы модулятора с лицевой панели, устройство самодиагностики и сигнализации аварийных ситуаций, RF комплектующие фирм PHILIPS или MOTOROLA, корпус 19 , 1U. Технические данные модулятора MI750-3A Выходная частота 45 750МГц Выходной уровень 105 120dB
V Подавление вне полосы 70dB Подавление соседних каналов 55dB Точность установки частоты 3кГц Выходные возвратные потери 12dB Стабильность частоты 12кГц Соотношение Аудио Видео -10 -25 dB регул. Параметры канала Video Уровень входного сигнала 0.7 Vp-p Полярность Позитив Входное сопротивление 75 Ом
Глубина модуляции 87.5 устан. Неравномерность АЧХ 1 dB 0.5 5 МГц Дифференциальное усиление 2.5 Дифференциальная фаза 2.5 Задержка Цвет Черн. 30 nS Отношение Сигнал Шум 58 dB Параметры канала Audio Входное сопротивление 10 кОм н б , 600 Ом б. Уровень входного сигнала 0.7 V Сдвиг поднесущей звука на заказ
Максимальное отклонение частоты 60 кГц Неравномерность АЧХ 2 dB Общие искажения 0.5 Отношение Сигнал Шум 60 dB Основным недостатком выше рассмотренных модулятором с фиксированной выходной частотой является невозможность выбора частоты несущей канала пользователем, что делает невозможной взаимозамену модуляторов в случае выхода из строя одного из них. Модуляторы с перестраиваемой выходной частотой не имеют этого недостатка,
однако они являются достаточно дорогими устройствами, недоступными для небольших студий кабельного телевидения. 1.2. Обзор принципиальных схем телевизионных модуляторов. При создании телевизионных модуляторов применяется большее количество различных схемотехнических решений. Рассмотрим некоторые из них. На рис.1.11 приведена схема простейшего видео модулятора которая может найти применение в различных телевизионных приставках и генераторах телевизионных испытательных сигналов.
В данном модуляторе на транзисторе VT1 собран генератор несущей частоты по схеме емкостной трехточки. Рабочая частота генератора задается колебательным контуром L1C12. Настройка на заданный телеканал производится путем изменения положения сердечника катушки L1. Выходной сигнал генератора поступает на базу Рис.1.11. Схема видео модулятора на двух транзисторах. транзистора
VT2 на котором собран смеситель, где происходит процесс модуляции. Подстроечным резистором R7, являющимся резистором базового делителя транзистора VT2, может изменятся режим работы транзистора по постоянному току и тем самым изменятся глубина модуляции высокочастотного сигнала. Модулирующий видеосигнал поступает на эмиттер транзистора VT2. Выходной промодулированный высокочастотный сигнал снимается с коллектора транзистора
VT2. На элементах R2C7C8 собран фильтр по питанию предотвращающий появление положительной обратной связи по цепям питания и возникновение самовозбуждения модулятора. Основным достоинством этой схемы является ее простота, основными недостатками не высокая стабильность частоты несущей, малый размах выходного высокочастотного сигнала, отсутствие модулятора звука. На рис.1.12 изображена схема видео модулятора применяемая в телевизионной камере прикладной телевизионной
установки ПТУ 41. Основой модулятора является специализированная гибридная микросборка О4ПП00 в которой находятся входной усилитель модулирующего видеосигнала и высокочастотный генератор несущей. Входной каскад усилителя видеосигнала собран на транзисторах VT1 и VT2 по каскодной схеме. Достоинства этой схемы большей коэффициент усиления и большее выходное сопротивление. Далее сигнал поступает на два согласующих каскада собранных на транзисторах
VT3 и VT4. Смещение рабочей точки транзистора VT4 можно изменять подбором внешнего резистора R5, подключаемого к 22 выводу микросборки. Это позволяет корректировать АЧХ усилителя. а б Рис.1.12. Схема видеомодулятора прикладной телевизионной установки ПТУ 41 а общая схема модулятора, б схема микросборки О4ПП00. Высокочастотный генератор несущей собран на транзисторе
VT6 по схеме емкостной трехточки. Задающий контур генератора состоит из катушки L2 и внешнего переменного конденсатора С2. С помощью изменения емкости конденсатора С2 модулятор настраивается на заданный канал. Конденсатор С1 включенный параллельно С2 предназначен для предотвращения срыва генерации. Выходной сигнал генератора снимается с эмиттера транзистора
VT6 и поступает на усилитель собранный на транзисторе VT5. Колебательный контур L1 внешний переменный конденсатор С7 настраивается в резонанс на частоте генератора, что позволяет подавить побочные гармоники генератора. Выходной высокочастотный сигнал несущей снимается с коллектора транзистора VT5 и поступает на базу внешнего транзистора VT1, на котором собран смеситель.
Модулирующий видеосигнал поступает на эмиттер этого транзистора с эмиттера транзистора VT4 микросборки. Между выводом эмиттера внешнего транзистора VT1 и общей шиной модулятора включена цепочка из постоянного резистора R2 и переменного резистора R1, позволяющая изменять глубину модуляции высокочастотного сигнала. Выходной модулированный высокочастотный сигнал снимается с коллектора транзистора
VT1 через согласующий трансформатор образованный катушкой L1 резонансного коллекторного контура L1C5 и катушкой связи L2. Достоинством данного модулятора является фильтрация побочных гармоник, недостатками не большей диапазон частот выходного сигнала, отсутствие модулятора звука. Более совершенным является телевизионный модулятор изображенный на рис.1.13.
Он применяется в генераторе телевизионных испытательных сигналов ЛАСПИ ТТ 001 . Он состоит из модулятора звука, модулятора изображения и блока задающих генераторов несущих. Частотно-модулируемый генератор модулятора звука собран на полевом транзисторе VT5. К его задающему контуру L9C32 через конденсатор С34 подключены варикапы VD7 и VD8 позволяющие производить частотную модуляцию.
Модулирующий звуковой сигнал через конденсатор С37 и переменный резистор R49 поступает в цепь смещения варикапов на резисторах R49, R50 и R53. В результате чего напряжение смещения варикапов изменяется по закону модулирующего звукового сигнала, что приводит к изменению емкостей варикапов и изменению частоты генератора. Резистор R49 служит для настройки требуемой девиации частоты.
Выходной сигнал частотно-модулируемого генератора поступает на вход эмиттерного повторителя собранного на транзисторе VT6. Далее частотно-модулированный сигнал звука поступает на балансный смеситель собранный на микросхеме D19 К174ПС1. На этот же балансный смеситель подаются видеосигнал через переменный резистор R59, который позволяет регулировать глубину модуляции видеосигнала и сигнал несущей частоты с блока задающих генераторов несущих. Выходной модулированный телевизионный сигнал снимается с выход балансного
смесителя и через согласующий трансформатор Т1 поступает на выход устройства. Блок задающих генераторов несущих представляет собой четыре одинаковых однокаскадных генератора собранных по схеме емкостной трехточки. Генераторы настроены соответственно на несущие частоты изображения 1, 2, 6 телевизионных каналов и на промежуточную частоту изображения 38 МГц. Включение одного из генераторов осуществляется с помощью кнопочного переключателя путем подачи
на него питающего напряжения. На рис.1.14 изображена схема телевизионного модулятора применяемого в игровых телевизионных приставках Nintendo Dendy . В данном модуляторе применены простейшие схемы. В нем на транзисторе VT1 собран модулятор звука. В этом модуляторе использован косвенный метод получения частотной модуляции. Он представляет собой генератор собранный по схеме емкостной трехточки. На базу транзистора VT1 поступает модулирующий Рис.1.14.
Схема телевизионного модулятора приставки Dendy. звуковой сигнал. В результате частота генератора изменяется по закону модулирующего сигнала. Установка требуемой частоты генератора производится регулировкой общего сердечника катушек L2 и L3. На транзисторе VT2 собран генератор несущей частоты изображения. Настройка генератора на необходимую частоту производится с помощью катушки
L1. На диодах VD1 и VD2 собран смеситель на который с катушки L5 поступает сигнал несущей изображения, частотно-модулированный сигнал звука и видеосигнал. Полный модулированный телевизионный сигнал со смесителя поступает на выходной усилитель собранный на транзисторе VT3. С коллектора этого транзистора сигнал поступает на высокочастотный выход модулятора. Микросхема DA1 служит для стабилизации напряжения питания модулятора.
Недостатками данного модулятора являются невысокая стабильность несущей частоты и низкое качество получаемого модулированного сигнала. На рис.1.15 изображена схема еще одного телевизионного модулятора который может быть применен в различной бытовой видеотехнике. В этом модуляторе на транзисторе VT1 собран модулятор звука. Он представляет собой частотно-модулируемый генератор. Резонансный контур L1C25 включен в цепь базы транзистора
VT1. Параллельно конденсатору контура включен варикап VD1. Модулирующий звуковой сигнал поступает в цепь смещения варикапа. В результате чего емкость варикапа изменяется по закону модулирующего звукового сигнала. Это вызывает изменение частоты резонанса контура и изменение частоты выходного сигнала генератора по закону модулирующего звукового сигнала. Выходной частотно-модулированный сигнал звука снимается с коллектора
транзистора VT1 и через П образный фильтр, препятствующий прохождению видеосигнала на выход частотно-модулируемого генератора, подается на смеситель собранный на диодах VD2 и VD3. Рис.15. Схема телевизионного модулятора для бытовой видеотехники. Модулирующий видеосигнал поступает на вход эмиттерного повторителя собранного на транзисторе VT3. С его выхода видеосигнал поступает на смеситель.
Высокочастотный генератор несущей собран на транзисторе VT2. Частота выходного сигнала генератора определяется контуром L5C12 и регулируется с помощью переменного конденсатора С12. Выходной сигнал генератора снимается с коллектора транзистора VT2 и через согласующий трансформатор Т1 поступает на смеситель.
Резистор R12 служит для установки напряжения смещения диодов смесителя. Модулированный телевизионный сигнал с выхода смесителя через фильтр L6C16L7 срезающий побочные гармоники генератора поступает на выходной высокочастотный усилитель собранный на транзисторе VT4. Выходной сигнал снимается с коллектора транзистора VT4 и через фильтр C19L9C20, служащий для аналогичных целей, что и фильтр
L6C16L7, поступает на выход модулятора. Переменные конденсаторы С19 и С20 служат для настройки фильтра на необходимую частоту. 2. Обоснование структурной и принципиальной схемы модулятора. 2.1. Обоснование структурной схемы. Из рассмотренных в разделе 1 телевизионных модуляторов для сетей кабельного телевидения самыми высокими эксплуатационными характеристиками обладают перестраиваемые телевизионные
модуляторы в которых в качестве источника высокочастотного сигнала несущей используется синтезатор частоты с ФАПЧ. Такие модуляторы имеют следующие достоинства большей диапазон рабочих частот, высокая точность настройки модулятора на несущую частоту канала, высокая стабильность несущей частоты, такие модуляторы просты в настройке и эксплуатации. Одним из таких модуляторов является телевизионный модулятор на основе интегральной схемы телевизионного модулятора TDA8722T выпускаемой фирмой
Philips. Его структурная схема приведена на рис.2.1. Видеосигнал со входа видео поступает на фиксатор уровня в котором производится восстановление постоянной составляющей и коррекция группового времени запаздывания. Далее видеосигнал поступает на ограничитель в котором производится ограничение уровня белого в случае поступления на вход модулятора видеосигнала имеющего слишком большей размах.
Ограничение уровня белого необходимо для избежание искажений и слишком большей глубины модуляции видеосигнала. После этого обработанный видеосигнал поступает на усилитель, где усиливается до необходимого уровня и дальше поступает на электронный коммутатор. Электронный коммутатор предназначен для переключения режима модуляции входным видеосигналом и режима модуляции сигналом испытательной таблицы. Сигнал испытательной таблицы формируется встроенным генератором испытательной таблицы и поступает на
второй вход электронного коммутатора. Переключение коммутатора происходит по команде устройства управления. С выхода электронного коммутатора видеосигнал поступает на модулятор сумматор, где происходит амплитудная модуляция сигнала промежуточной частоты видеосигналом и суммирование полученного амплитудно-модулированного видеосигнала промежуточной частоты с частотно-модулированным сигналом звукового сопровождения. В результате чего происходит формирование полного телевизионного сигнала промежуточной частоты.
Сигнал звукового сопровождения поступает с аудиовхода модулятора на вход частотного модулятора звука, где происходит частотная модуляция сигала генератора промежуточной частоты сигналом звукового сопровождения. Внешний опорный контур генератора промежуточной частоты позволяет установит частоту генератора в соответствии с действующим телевизионным стандартом. Частотно-модулированный сигнал звукового сопровождения с частотного модулятора звука поступает также поступает на модулятор сумматор.
Также на модулятор сумматор поступает сигнал проверка баланса с устройства управления. С выхода модулятора сумматора промодулированный телевизионный сигнал поступает на вход смесителя в котором происходит перенос телевизионного сигнала промежуточной частоты на несущую частоту выбранного канала. Сигнал несущей частоты канала поступает на вход смесителя с выхода синтезатора частоты. С выхода смесителя высокочастотный телевизионный сигнал поступает на симметричный буферный каскад,
где происходит его усиление до необходимого уровня и на трансформатор преобразующий симметричный выход в асимметричный. Далее сигнал поступает на выход модулятора. Сигнал несущей частоты канала формируется программируемым синтезатором частоты с ФАПЧ. Высокочастотный сигнал несущей канала поступающий на смеситель вырабатывается генератором управляемым напряжением ГУН . Настройка ГУНа на необходимую частоту осуществляется с помощью перестраиваемого опорного
контура. Выходной сигнал ГУНа также поступает на прескалер с коэффициентом деления равным 8. С выхода прескалера сигнал поступает на делитель с переменным коэффициентом деления, коэффициент деления которого устанавливается устройством управления в зависимости от выбранного канала. Значение коэффициента деления N делителя с переменным коэффициентом определяется по формуле , 2.1 где - значение частоты несущей выбранного телевизионного канала - значение частоты опорного генератора 4
МГц деленное на 128 31,25 кГц . Далее сигнал с выхода делителя поступает на вход фазового дискриминатора. На второй вход фазового дискриминатора поступает сигнал опорного генератора стабилизированного кварцем предварительно разделенного делителем частоты с коэффициентом деления равным 128. Фазовый дискриминатор сравнивает фазы поступающих сигналов и в случае их несовпадения вырабатывает сигнал ошибки. С выхода фазового дискриминатора сигнал ошибки поступает на вход формирователя, где из него
формируется сигнал управления опорным контуром ГУНа. Далее сигнал Рис.2.1. Структурная схема телевизионного модулятора. управления поступает на усилитель, где усиливается до необходимого уровня и поступает на опорный контур ГУНа. В результате чего происходит настройка ГУНа на частоту несущей выбранного телевизионного канала. Сигналы с выхода делителя с переменным коэффициентом деления и делителя опорного генератора
ФАПЧ также поступают на вход логического устройства, которое обеспечивает вывод одного из сигналов на выход порта модулятора для их контроля, по команде устройства управления. Система управления модулятором состоит из микроконтроллера, устройства индикации номера канала и устройства управления модулятором. При нажатии на кнопку выбора канала микроконтроллер формирует кодовую команду переключения синтезатора частоты на выбранный канал.
Эта команда передается по двухпроводной шине в устройство управления. Также микроконтроллером формируется сигнал индикации выбранного канала, который преобразуется дешифратором в семисегментный код и отображается на двухразрядном индикаторе. Микроконтроллер также обеспечивает динамический режим работы индикатора. Формат команды передаваемой микроконтроллером устройству управления по шине показан в таблице 2.1.
Команда состоит из байта адреса С8 и двух байт данных в которых передается значение рабочей частоты для синтезатора частоты и информация о выбранном режиме работы модулятора. Таблица 2.1. Формат команды модулятора. Байт Бит 7 Бит 6 Бит 5 Бит 4 Бит 3 Бит 2 Бит 1 Бит 0 Байт адреса С8 1 1 0 0 1 0 0 0 Байт данных 1 0 Б11 Б10 Б9 Б8 Б7
Б6 Б5 Байт данных 2 1 Т0 Т1 Т2 Р0 Б4 Б3 Б2 Примечания 1. Б2 Б11 10 программируемых бит значения рабочей частоты синтезатора частоты. Значение рабочей частоты задается двенадцатибитным числом два первых бита которого являются постоянными и не программируются. 2. Т0 Т2 Биты задающие режим работы модулятора . Значения битов Т0 Т2 для разных режимов работы модулятора приведены в таблице 2.2. 3.
Р0 бит управления состоянием выхода порта Р0 0 порт выключен. Р0 1 порт включен. Таблица 2.2. Значение битов Т0 Т2 при разных режимах работы модулятора. Бит Т0 Бит Т1 Бит Т2 Режим работы модулятора 0 0 0 Нормальный режим. 0 0 1 Режим испытательной таблицы 0 1 0 Режим синтезатор частоты выключен 0 1 1
Режим проверка баланса 1 0 0 Контроль деленной частоты сигнала ГУНа 1 0 1 Режим проверки синтезатора частоты 1 1 0 Контроль сигнала опорного генератора 1 1 1 Отключение фазового дискриминатора. Значение рабочей частоты синтезатора частоты задается двенадцатибитным числом равным значению несущей частоты выбранного телевизионного канала в мегагерцах.
Первые два бита этого числа означают дробную часть значения частоты и являются неизменными. Коды команд модулятору для 21 61 каналов дециметрового диапазона и нормального режима работы модулятора с выключенным выходом порта приведены в таблице 2.3. Устройство управления модулятором дешифрует команды приходящие от микроконтроллера по шине и передает их на соответствующие узлы модулятора. По его команде устанавливается коэффициент деления делителя с
переменным коэффициентом деления в синтезаторе частоты, что позволяет установить необходимую частоту несущей канала. Также устройство управления осуществляет переключение состояние выхода порта и включение следующих сервисных режимов работы модулятора 1. Режим испытательной таблицы. В этом режиме сигнал несущей частоты канала модулируется сигналом встроенного генератора испытательной таблицы. Этот режим необходим для настройки приемных устройств на необходимую частоту.
Таблица 2.3. Коды команд модулятора. ТВ канала. Частота, МГц. Двенадцати- битноечисло. Управляющая информация для TDA8722. Байт адреса . Байт данных 1. Bin Hex Bin Hex 21 471,25 011101011101 11001000 C8 00111010 3A 22 479,25 01110101 11001000 C8 00111011 3B 23 487,25 011110011101 11001000 C8 00111100 3C 24 495,25 011110111101 11001000 C8 00111101 3D 25 503,25 01011101 11001000
C8 0010 3E 26 511,25 0101 11001000 C8 001 3F 27 519,25 1011101 11001000 C8 010 40 28 527,25 10111101 11001000 C8 0101 41 29 535,25 100001011101 11001000 C8 01000010 42 30 543,25 10000101 11001000 C8 01000011 43 31 551,25 100010011101 11001000 C8 01000100 44 32 559,25 100010111101 11001000 C8 01000101 45 33 567,25 100011011101 11001000 C8 01000110 46 34 575,25 1000101 11001000 C8 01000111 47 35 583,25 100100011101 11001000
C8 01001000 48 36 591,25 100100111101 11001000 C8 01001001 49 37 599,25 100101011101 11001000 C8 01001010 4A 38 607,25 10010101 11001000 C8 01001011 4B 39 615,25 100110011101 11001000 C8 01001100 4C 40 623,25 100110111101 11001000 C8 01001101 4D 41 631,25 100111011101 11001000 C8 01001110 4E 42 639,25 100101 11001000 C8 01001111 4F 43 647,25 101000011101 11001000 C8 01010000 50 44 655,25 101000111101 11001000 C8 01010001 51 45 663,25 101001011101 11001000
C8 01010010 52 46 671,25 10100101 11001000 C8 01010011 53 47 679,25 101010011101 11001000 C8 01010100 54 48 687,25 101010111101 11001000 C8 01010101 55 49 695,25 101011011101 11001000 C8 01010110 56 Продолжение таблицы 2.3. ТВ канала. Частота, МГц. Двенадцати- битноечисло. Управляющая информация для TDA8722. Байт адреса . Байт данных 1. Bin Hex Bin Hex 50 703,25 1010101 11001000
C8 01010111 57 10000111 87 51 711,25 101100011101 11001000 C8 01011000 58 10000111 87 52 719,25 101100111101 11001000 C8 01011001 59 10000111 87 53 727,25 101101011101 11001000 C8 01011010 5A 10000111 87 54 735,25 10110101 11001000 C8 01011011 5B 10000111 87 55 743,25 101110011101 11001000
C8 01011100 5C 10000111 87 56 751,25 101110111101 11001000 C8 01011101 5D 10000111 87 57 759,25 101111011101 11001000 C8 01011110 5E 10000111 87 58 767,25 10101 11001000 C8 0101 5F 10000111 87 59 775,25 11011101 11001000 C8 0110 60 10000111 87 60 783,25 110000111101 11001000
C8 01100001 61 10000111 87 61 791,25 110001011101 11001000 C8 01100010 62 10000111 87 2. Режим выключения синтезатора частоты. В этом режиме на выходе модулятора нет сигнала. Он может быть использован для избежания наводок на другие устройства, когда модулятор не используется. 3. В режиме проверка баланса сигнал несущей перемодулируется.
Это упрощает измерения сигнала несущей частоты. 4. Режим контроля сигналов опорного генератора ФАПЧ и деленной частоты сигнала ГУНа. В этом режиме один из вышеперечисленных сигналов присутствует на выходе порта. Работа в этих режимах возможна при включенном выходе порта. 5. Режим проверки синтезатора частоты. В этом режиме можно подать внешнее управляющее напряжение на
опорный контур ГУНа и проверить его работу. Сигнал управления с системы ФАПЧ на ГУН при этом не поступает. 6. Режим отключения фазового дискриминатора. В этом режиме ГУН выключен, а на выходе модулятора присутствуют модулирующие сигналы изображения и звука. Блок питания модулятора преобразует напряжение электросети 220 В в постоянные стабилизированные напряжения 33 В и 9
В, необходимые для питания узлов модулятора. На плате модулятора имеется встроенный стабилизатор напряжения 5 В стабилизирующий напряжение питания микроконтроллера и цифровых цепей микросхемы модулятора. Встроенный стабилизатор напряжения микросхемы модулятора осуществляет стабилизацию напряжения питания аналоговых узлов микросхемы модулятора. 2.2. Обоснование принципиальной схемы. Основой принципиальной схемы модулятора является специализированная интегральная схема
TDA8722. Она содержит в себе основные узлы модулятора устройства коррекции видеосигнала, модулятор видеосигнала, частотный модулятор звука, синтезатор частоты с ФАПЧ, устройство управления этими устройствами принимающее команды управления по шине . Элементами обвязки этой микросхемы являются опорные элементы опорных контуров частотного модулятора и ГУНа, оконечного усилителя сигнала управления, входных и выходных сигнальных цепей. С целью повышения помехоустойчивости устройства, а также во избежании паразитных связей между
низкочастотными и высокочастотными сигнальными цепями микросхему TDA8722 и все элементы ее обшивки выбираем в исполнении для поверхностного монтажа. В качестве транзистора оконечного усилителя управления ГУНа выбираем транзистор КТ3102АМ с максимально-допустимым напряжением коллектор эмиттер 50В. Микросхема TDA8722 имеет симметричный выход высокочастотного сигнала
Для согласования симметричного выхода микросхемы с несимметричным коаксиальным кабелем выбираем трансформаторную схему. Для стабилизации напряжения питания микросхемы 5В выбираем интегральный стабилизатор напряжения КР1157ЕН5А. Устройство управления и индикации состоит из микроконтроллера управления, дешифратора и двухразрядного индикатора. В качестве микроконтроллера управления выбираем микроконтроллер AT90S2313 семейства AVR производства фирмы Atmel. Этот микроконтроллер имеет следующие параметры тактовая
частота до 10 МГц, емкость ПЗУ 2 Kb, емкость ОЗУ 128 Bt, поддерживает внутрисхемное программирование. Применяем типовую схему включения микроконтроллера. В устройстве индикации номера канала выбираем динамический режим работы индикатора. Это режим более просто реализуется конструктивно и продлевает срок службы индикатора. Организация управления динамическим режимом работы индикатора программная с помощью микроконтроллера.
В качестве дешифратора двоичного четырехразрядного числа номера канала в семисегментный код выбираем дешифратор КР514ИД2. В качестве индикатора выбираем двухразрядный светодиодный индикатор для динамической индикации с общим анодом типа DA36 11. В качестве стабилизатора напряжения питания устройства управления и индикации 5В применяем интегральный стабилизатор напряжения КР142ЕН5А. В качестве блока питания выбираем схему линейного источника питания прямого преобразования.
Напряжение электросети 220В преобразуется трансформатором в необходимые напряжения для питания узлов модулятора. В качестве выпрямителей выбираем мостовые схемы , обладающие наилучшими параметрами. Для фильтрации выпрямленных напряжений используем емкостные фильтры. В качестве стабилизатора напряжения питания оконечного усилителя управления ГУНа 33В используем регулируемый стабилизатор напряжения
КР142ЕН12А, который имеет высокую стабильность выходного напряжения позволяет точно его настроить. Для стабилизатора 9 В выбираем фиксированный интегральный стабилизатор напряжения КР142ЕН8А. 3. Электрический расчет. 3.1. Расчет блока питания. Для питания телевизионного модулятора необходим блок питания, обеспечивающий на выходе следующие параметры В, А, В, А. Принципиальная схема блока питания изображена на рис.
3.1. Он состоит из понижающего трансформатора, двух выпрямителей, двух сглаживающих Г образных LC фильтров и двух стабилизаторов напряжения 33 и 9 В соответственно. Рис. 3.1. Принципиальная схема блока питания. 3.1.1. Расчет понижающего трансформатора. 3.1.1.1. Понижающий трансформатор преобразует напряжение электросети 220
В в напряжения необходимые для питания модулятора. Он должен содержать первичную и две вторичные обмотки. Трансформатор должен иметь следующие параметры действующее напряжение первичной обмотки В, действующие напряжения вторичных обмоток выбираем с учетом повышения напряжения на конденсаторах сглаживающих фильтров В, В, ток вторичных обмоток А.
Частота сетевого напряжения Гц. 3.1.1.2. В качестве магнитопровода трансформатора выбираем ленточный стержневой магнитопровод, так как он имеет перед броневым магнитопрводом ряд существенных преимуществ меньшая приблизительно на 25 масса трансформатора, Меньшая примерно на 30 индуктивность рассеивания, более высокий КПД, меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям, поскольку,
ЭДС помех, наведенные в обмотках расположенных на разных стержнях, имеют противоположные знаки и взаимно компенсируются. 3.1.1.3. Определяем ток первичной обмотки трансформатора 3.1 А 3.2 3.1.1.4. Определяем габаритную мощность трансформатора 3.3 Вт 3.4 3.1.1.5. Далее необходимо рассчитать магнитопровод трансформатора. Сначала рассчитываем произведение площади поперечного сечения стержня на площадь окна магнитопровода.
Стержнем называется участок магнитопровода на котором размещена катушка 3.5 где, В магнитная индукция, ТЛ j плотность тока в обмотках , А мм ? КПД n число стержней магнитопровода - коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью - коэффициент заполнения окна магнитопровода медью. Рекомендуемые значения магнитной индукции, среднего значения плотности тока,
КПД и коэффициента заполнения окна для частоты f 50 Гц приведены в таблице 3.1. Коэффициент заполнения сечения магнитопровода для сталей 3411 3415 равен 0,95 0,97, а для сталей 1511 1514 0,89 0,93. Поскольку имеющийся магнитопровод изготовлен из стали марки 3415 из выше-сказанного принимаем 0,96 Таблица 3.1. Pгаб, Вт В, Тл, при частоте 50Гц и толщине ленты Плотность тока, j,
А мм КПД ? 0,05 0,1 0,35 0,5 10 20 40 70 100 200 400 700 1000 1,2 1,4 1,55 1,6 1,6 1,51 1,43 1,35 1,3 1,1 1,26 1,37 1,39 1,35 1,25 1,13 1,05 1 4,8 3,9 3,2 2,8 2,5 2 1,6 1,3 1,2 0,85 0,89 0,92 0,94 0,95 0,96 0,97 0,97 0,97 Из таблицы 3.1 для расчета принимаем В 1,26 Тл j 3,9 А мм 0,26 ? 0,89 n 2. см 3.6 3.1.1.6. Определяем толщину стержня магнитопровода 3.7 см 3.8 Параметры различных магнитопроводов приведены в таблице 3.2. При выборе магнитопровода необходимо стремится, чтобы сечение магнитопровода было близко к квадрату,
поскольку в этом случае расход обмоточного провода минимален. Из таблицы 3.2 выбираем магнитопровод ПЛР12,5Х20 со следующими параметрами толщина стержня a 12,5 мм ширина ленты магнитопровода b 20 мм высота окна h 40 мм, ширина окна магнитопровода с 10 мм произведение Sст Sок 10 см Sст 2,5 см Sок 4 см . 3.1.1.7. Определяем минимальную ширину ленты магнитопровода 3.9 см 3.10 Из формулы 3.10 следует, что магнитопровод выбран правильно.
3.1.1.8. Далее рассчитываем обмотки трансформатора. Определяем ЭДС одного витка 3.11 В 3.12 Таблица 3.2. Тип магнитопр. а, мм b, мм с, мм А, мм H, мм h, мм h1, мм Масса, г Scт, см Sок, см Sст Sок, см Lср, см Vст, см ПЛР10Х12 ПЛР10Х16 ПЛР10Х20 ПЛР10Х25 10 12 16 20 25 8 28 54 32 10 94 120 151 188 1,25 1,6 2 2,5 2,56 3,2 4,1 5,12 6,4 11,1 13,9 17,8 22,3 27,8
ПЛР12,5Х12 ПЛР12,5Х16 ПЛР12,5Х20 ПЛР12,5Х25 ПЛР12,5Х32 12,5 12 16 20 25 32 10 35 5 40 12,5 148 188 235 294 377 1,56 2 2,5 3,13 4 4 6,25 8 10 12,5 16 13,9 21,8 27,8 34,8 43,5 55,7 ПЛР14Х12 ПЛР14Х16 ПЛР14Х20 ПЛР14Х25 ПЛР14Х32 ПЛР14Х36 14 12 16 20 25 32 36 11 39 73 45 14 166 238 297 372 475 535 1,75 2,24 2,8 3,5 4,48 5,04 5,18 9,06 11,5 14,4 18,1 23,1 26 15,7 27,4 35,1 43,9 54,9 70,3 79,1 3.1.1.9. Рассчитываем падение напряжения на обмотках трансформатора 3.13 В. 3.14 В 3.15 В 3.16 3.1.1.10. Рассчитываем число витков первичной обмотки 3.17 3.18 3.1.1.11. Рассчитываем число витков во вторичной обмотке 3.19 3.20 3.21 3.1.1.12.
Рассчитываем диаметр обмоточного провода без изоляции 3.22 мм 3.23 Поскольку токи вторичных обмоток одинаковы, то и диаметр провода в них тоже будет одинаков. мм 3.24 3.1.1.13. Из таблицы 3.3 выбираем обмоточные провода для первичной обмотки марки ПЭЛ 0,2 мм, для вторичных обмоток ПЭЛ 0,45 мм. 3.1.1.14. Рассчитываем среднюю длину витка обмотки 3.25 м 3.26 3.1.1.15.
Определяем длину провода в обмотках 3.27 м 3.28 м 3.29 м 3.30 3.1.1.16. Уточняем величину падения напряжения на обмотках 3.31 Таблица 3.3. Справочные данные некоторых обмоточных проводов марки ПЭЛ. Диаметр медной жимы, мм Сечение медной жилы, мм Сопрот. 1 м провода, при 20?С, Ом Доп. ток, при плот.
2 А мм , А Диаметр провода, мм Масса 100 м провода, г 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,35 0,38 0,41 0,44 0,47 0,49 0,02 0,0227 0,0255 0,0284 0,0314 0,0346 0,0962 0,1134 0,132 0,1521 0,1735 0,1855 0,873 0,773 0,688 0,618 0,558 0,507 0,182 0,155 0,133 0,115 0,101 0,093 0,0402 0,0454 0,051 0,0568 0,0682 0,0692 0,192 0,226 0,264 0,304 0,346 0,378 0,18 0,19 0,2 0,21 0,225 0,235 0,39 0,42 0,45 0,49 0,52 0,54 18,4 20,8 23,3 25,9 28,7 31,6 87,1 103 120 138 157 171 В 3.32 В 3.33 В 3.34 3.1.1.17. С учетом полученных уточненных значений падения напряжения в обмотках вычисляем количество витков первичной обмотки по формуле 3.17 3.35 3.1.1.18. С учетом полученных уточненных значений падения напряжения в обмотках вычисляем количество витков во вторичных обмотках по формуле 3.19 3.36 3.37 3.1.1.19.
Поскольку трансформатор содержит две катушки то в каждой катушке будет содержатся 3040 2 1520 витков первичной обмотки, 552 2 276 и 164 2 82 витков вторичных обмоток. 3.1.1.20. Определяем массу проводов обмоток , 3.38 где, М погонная масса обмоточных проводов из таблицы 3.3 деленная на 100. г 3.39 г 3.40 г 3.41 3.1.1.21. Из таблицы 3.2. определяем массу магнитопровода Мм 235 г.
3.1.1.22. Определяем массу трансформатора без учета деталей крепления 3.42 г 3.43 3.1.1.23. Определяем максимальные размеры трансформатора 3.44 3.1.1.24. Определяем коэффициент трансформации 3.45 3.46 3.1.1.25. Далее необходимо рассчитать мощность потерь. Сначала определяем потери в магнитопроводе , 3.47 где удельные потери в магнитопроводе, для данного магнитопровода равны 0,339.
Магнитопровод изготовлен из стальной ленты 3413 толщиной 0,35 мм, удельные потери для него равны 1,3 Вт кг. Вт 3.48 3.1.1.25. Определяем активное сопротивление обмоток , 3.49 где погонное сопротивление проводов, определяемое из таблицы 3.3. Ом 3.50 Ом 3.51 Ом 3.52 3.1.1.26. Пересчитываем ток вторичных обмоток в ток первичной обмотки 3.53 А 3.54 3.1.1.27. Определяем ток первичной обмотки с учетом потерь ,
3.55 где КПД трансформатора по таблице 3.1 для габаритной мощности 20 Вт. А 3.56 3.1.1.28. Определяем потери в обмотке на активном сопротивлении проводов 3.57 Вт 3.58 3.1.1.29. Полная мощность трансформатора с учетом потерь равна 3.59 Вт 3.60 3.1.1.30. Определяем КПД трансформатора 3.61 3.62 3.1.2. Расчет сглаживающих фильтров. 3.1.2.1. Для высококачественной работы телевизионного модулятора необходимо
подавать на него питающие напряжения с имеющие минимум пульсаций. Для подавления пульсаций в выпрямленном напряжении используем Г образные LC фильтры на элементах L1, С1 для источника напряжения 33 В и L2, С4 для источника напряжения 9 В рис 3.1 . В качестве выпрямителей использованы мостовые схемы на диодных сборках КЦ405Е. Необходимо рассчитать LC фильтры со следующими параметрами выпрямленные напряжения
В, В Токи нагрузки с учетом токов потребляемых интегральными стабилизаторами напряжения серии 142 А, А коэффициент пульсаций обоих источников . 3.1.2.2. Рассчитываем фильтр для источника 33 В. Определяем количество выпрямленного тока за период , 3.63 где, k число выпрямленных полупериодов для мостовой схемы k 2 , p число фаз выпрямленного тока в случае однофазной сети р 1 . 3.64 3.1.2.3. Определяем коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения
на входе фильтра 3.65 3.66 3.1.2.4. Определяем коэффициент сглаживания 3.67 3.68 3.1.2.5. Определяем минимальную индуктивность дросселя фильтра 3.69 Гн 3.70 3.1.2.6. Определяем минимальную емкость конденсатора фильтра 3.71 мкФ 3.72 3.1.2.7. Определяем повышение напряжения на конденсаторе фильтра 3.73 В 3.74 Выбираем конденсатор емкостью 200 мкФ напряжением 63
В. 3.1.2.8. Уточняем индуктивность дросселя фильтра 3.75 Гн 3.76 3.1.2.9. Рассчитываем фильтр для источника 9 В. Поскольку схемы выпрямителя и коэффициенты пульсаций на выходе у обоих фильтров одинаковы, то параметры m и q для обоих фильтров будут равны. Определяем минимальную индуктивность дросселя фильтра по формуле 3.69 Гн 3.77 3.1.2.10. Рассчитываем емкость конденсатора фильтра по формуле 3.71 мкФ 3.78 3.1.2.11.
Определяем повышение напряжения на конденсаторе фильтра по формуле 3.73 В 3.79 Выбираем конденсатор емкостью 1000 мкФ, напряжением 16 В. 3.1.2.12. Уточняем индуктивность дросселя фильтра по формуле 3.75 Гн 3.80 3.1.3. Расчет стабилизаторов напряжения. 3.1.3.1. Для обеспечения телевизионного модулятора стабильными напряжениями питания после сглаживающих фильтров
устанавливаем интегральные стабилизаторы напряжения. Для напряжения 33 В выбираем интегральный стабилизатор КР142ЕН12А, являющийся регулируемым стабилизатором напряжения. Проверим возможность его применения. Входное напряжение после сглаживающего фильтра составляет 40 В. Для нормальной работы стабилизатора должно выполнятся условие ,
3.81 где максимально допустимое входное напряжение стабилизатора для КР142ЕН12А оно составляет 45 В. 40 В 45 В 3.82 Условие выполняется. 3.1.3.2. Определяем падение напряжения на стабилизаторе 3.83 40 33 7 В 3.84 Минимальное падение напряжения на стабилизаторе для КР142ЕН12А составляет 3,5 В. Поскольку 7 3,5, то условие выполняется.
3.1.3.3. Определяем мощность рассеиваемую на микросхеме 3.85 Вт 3.86 Максимальная мощность рассеивания на микросхеме КР142ЕН12А составляет 1 Вт, поскольку 0,7 1, значит микросхему можно применять без теплоотвода. 3.1.3.4 Выходное напряжения стабилизатора КР142ЕН12А устанавливается с помощью резистивного делителя рис 3.1 . Рассчитаем резисторы делителя. Для работы микросхемы в режиме стабилизации напряжения сопротивление
резистора R1 выбирают равным 240 Ом. Определяем сопротивление резистора R2. 3.87 где, Iрег ток входа регулировки для КР142ЕН12А Iрег 0,1 А Uвых мин минимальное выходное напряжение для КР142ЕН12А Uвых мин 1,3 В . Ом 3.88 Для точной установки напряжения 33 В выбираем подстроечный резистор 6,8 кОм. 3.1.3.5.
Поскольку выходное напряжение стабилизатора больше 25 В необходимо применение элементов защиты диодов VD3, VD4 рис 3.1 типа КД105 и конденсатора С2 4,7 мкФ 63 В. 3.1.3.6. Для напряжения 9 В выбираем фиксированный интегральный стабилизатор КР142ЕН8А. Проверим возможность его применения. Входное напряжение после сглаживающего фильтра составляет 12
В. Максимальное входное напряжение 35 В 12В 35 В 3.89 Условие выполняется. 3.1.3.7. Определяем падение напряжения на стабилизаторе по формуле 3.83 В 3.90 Минимальное падение напряжения на стабилизаторе для КР142ЕН8А составляет 2,5 В. Поскольку 3 2,5, то условие выполняется. 3.1.3.8. Определяем мощность рассеиваемую не микросхеме по формуле 3.85
Вт 3.91 Максимальная мощность рассеивания на микросхеме КР142ЕН18А составляет 1 Вт, поскольку 0,75 1, значит микросхему можно применять без теплоотвода. 4. Описание принципиальной схемы и конструкции модулятора. 4.1. Описание принципиальной схемы. Принципиальная схема проектируемого телевизионного модулятора для сетей кабельного телевидения изображена на рис.2.2.
Её можно условно разделить на три части собственно телевизионный модулятор, устройства управления и индикации на основе микроконтроллера AT90S2313 и блока питания. Основой модулятора является специализированная интегральная схема телевизионного модулятора D1 типа TDA8722. Видеосигнал со входа модулятора через цепочку резисторов R1, R2, R3, служащую для согласования источника видеосигнала и входных видео цепей микросхемы
D1, и разделительный конденсатор С2 поступает на видеовход микросхемы D1 вывод 19. Далее этот видеосигнал подвергается фиксации постоянной составляющей, коррекции группового времени запаздывания, ограничению уровня белого, служащего для избежания перемодуляции при поступлении на вход микросхемы видеосигнала с размахом больше номинального. После этого обработанный видеосигнал усиливается усилителем и через коммутатор, служащей для переключения
внешнего видеосигнала и сигнала встроенного генератора испытательной таблицы, поступает на сумматор, где производится амплитудная модуляция и смешивание амплитудно-модулированного видеосигнала с частотно-модулированным сигналом звука. В микросхеме D1 внешняя настройка глубины модуляции с помощью резистора R5. Настройка глубины модуляции может производится в диапазоне от 65 до 90 при изменении сопротивления резистора R5 от 47 кОм до ? резистор R5 удален . График зависимости глубины модуляции от значения резистора
R5 приведен на рис.4.1. Также возможна внешняя настройка соотношения уровней видеосигнала и сигнала звука в суммарном сигнале выходящем из сумматора с помощью конденсатора С3. График зависимости отношения сигнала изображения к сигналу звыка в выходном ВЧ сигнале от емкости конденсатора С3 изображен на рис.4.2. С выхода сумматора суммарный сигнал амплитудно-модулированного видеосигнала и частотно-модулированного
сигнала звука поступает на смеситель, где смешивается с высокочастотным сигналом несущей телевизионного канала поступающего с синтезатора частоты. С выхода смесителя сигнал поступает на симметричный выходной каскад, где производится усиление сигнала и на симметричные высокочастотные выходы Рис.4.1. График зависимости глубины модуляции видеосигнала от номинала резистора R5. ПЧ звука 1 4,5 МГц, 2 5,5 МГц, 3 6,0 МГц, 4 6,5
МГц, при R5 120 кОм. Рис.4.2. График зависимости отношения сигнала изображения к сигналу звыка в выходном ВЧ сигнале от емкости конденсатора С3. микросхемы D1 выводы 15 и 16 . Для согласования симметричного выхода микросхемы D1 с несимметричной нагрузкой служит согласующий трансформатор ТР1 со вторичной обмотки которого высокочастотный сигнал поступает на выход модулятора. Сигнал звука со входа модулятора через согласующую цепочку
С6R7 поступает на вход частотного модулятора звука микросхемы D1 вывод1 . Емкость конденсатора С6 зависит от выходной емкости источника звукового сигнала. Резистор R8 служит для задания начального смещения входа модулятора звука. Частотный модулятор звука имеет внешний опорный контур L1C7R9 служащий для установки необходимого значения частоты поднесущей звука выводы 2 и 3 микросхемы
D1 . Эту частоту можно изменять в пределах от 4,5 до 6,5 МГц, что позволяет настроить модулятор для работы в любом из существующих в мире телевизионных стандартов. Настройка частоты поднесущей звука производится путем изменения индуктивности катушки L1. Резистор R9 служит для уменьшения добротности контура необходимого для осуществления частотной модуляции. Его сопротивление выбирается в зависимости от выбранной добротности катушки
L1. Рекомендованные значения сопротивления резистора R9 в зависимости от добротности катушки L1 приведены в таблице.4.1. Не рекомендуется выбирать добротность катушки L1 меньше 30 из-за возможности срыва колебаний частотно-модулируемого генератора. Обычно она выбирается большей или равной 50. Таблица.4.1. Рекомендованные значения сопротивления
R9 в зависимости от добротности L1. Добротность катушки L1 Сопротивление резистора R9, кОм 30 40 82 33 40 50 33 27 50 60 27 22 60 70 22 18 70 100 18 15 Высокочастотный сигнал несущей телевизионного канала формируется синтезатором частоты с ФАПЧ. Он имеет внешний опорный контур генератора управляемого напряжением ГУНа на элементах L2, C6, C9, VD1, R10 и R11 и внешний усилитель сигнала управления
ГУНом на транзисторе VT1. Сигнал управления опорным контуром ГУНа поступает с вывода 7 микросхемы D1 на базу транзистора VT1. На коллектор этого транзистора через фильтр питания R14C12 поступает напряжение смещения варикапа опорного контура и через фильтр R12C10 и резистор R11 поступает на варикап опорного контура
ГУНа VD1. Через элементы C11R13 с коллектора транзистора VT1 на вывод 8 микросхемы D1 поступает сигнал обратной связи. При изменении сигнала управления на базе транзистора VT1 изменяется состояние транзистора и изменяется напряжение смещения на варикапе VD1 опорного контура ГУНа. При изменении напряжения смещения изменяется емкость варикапа и резонансная
частота опорного контура ГУНа. Таким образом производится настройка ГУНа на заданную частоту по сигналу управления. К выводу 9 микросхемы D1 через конденсатор С14 подключен кварцевый резонатор опорного генератора системы ФАПЧ. Конденсатор С14 служит для коррекции формы сигнала выдаваемого этим генераторам. Команды управления модулятором подаются по двухпроводной шине на выводы 12
SCL и 13 SDA микросхемы D1 с устройства управления и контроля. Для стабилизации напряжения питания микросхемы модулятора D1 применен интегральный стабилизатор напряжения D5. Устройство управления и индикации собрано на основе микроконтроллера AT90S2313 производства фирмы ATMEL. Оно обеспечивает управление работай микросхемы модулятора
D1 задание рабочей частоты для синтезатора частоты по двухпроводной шине и выдачу четырехразрядного числа номера выбранного телевизионного канала на схему индикации. Работа устройства управление осуществляется в соответствии с управляющей программой, зашитой в микроконтроллере D2. Обвязкой микроконтроллера является внешний кварцевый резонатор тактового генератора подключаемый к выводам 4 и 5. Схема сброса на элементах VD2, R16,
R17 и С17 подключенная к входу сброса микроконтроллера D2 вывод 1 , которая обеспечивает сброс исполняемой программы при включении питания и кнопка переключения каналов подключенная к входу В6 вывод 18 . Сигналы управления модулятором снимаются с выходов D0 и D1 выводы 2 и 3 микросхемы D2 . С выходов В0 В3 микроконтроллера D2 снимается четырехразрядное число номера выбранного телевизионного канала.
Это число поступает на соответствующие входы дешифратора D3, а дешифрованное число с его выходов поступает на двухразрядный семисегментный индикатор с динамическим режимом индикации HL1. Сигналы управления динамическим режимом индикации снимаются с выходов В4 и В5 микроконтроллера D2 и подаются на общие аноды соответствующих разрядов индикатора. Стабилизация напряжения питания микроконтроллера и дешифратора осуществляется интегральным стабилизатором
напряжения D4. Блок питания служит для питания узлов модулятора необходимыми напряжениями 9В и 33В. Он состоит из силового трансформатора ТР2, двух выпрямителей и двух стабилизаторов напряжения. В качестве стабилизатора напряжения 9В применен фиксированный интегральный стабилизатор напряжения D6 типа КР142ЕН8А. В качестве стабилизатора напряжения 33В применен интегральный регулируемый стабилизатор напряжения взвешенного типа КР142ЕН12А. Приминение этого стабилизатора позволяет точно установить напряжение
питания варикапа опорного контура ГУНа, что повышает точность настройки модулятора на выбранный телевизионный канал. Диоды VD3 и VD4 предназначены для зациты стабилизатора от пробоя в случае короткого замыкания в источнике питания или в нагрузке. 4.2. Конструкция и детали модулятора. Модулятор конструктивно изготовлен для размещения в корпусе макета главной станции кабельного телевидения. На передней панели модулятора находлятся разъемы для подключения источника видеосигнала
Х1 , сигнала звука Х2 , выход модулированного радиочастотного сигнала Х3 , кнопка выбора канала SB1, индикатор выбранного канала HL1, индикатор включения питания HL2 и выключатель питания SA1. Модулятор смонтирован на двух печатных платах плате модулятора и плате блока питания. Печатная плата модулятора имеет размеры 115 Х 60 мм и выполнена из двухстороннего фольгированного стеклотексталита.
Рисунок печатной плпты модулятора изображен на рис.2.2. Монтаж микросхемы модулятора D1 и её обвязки выполнен по технологии поверхностного монтажа на верхней стороне платы, собратной строны платы под микросхемой D1 фольга полностью оставлена и соеденина с общей шиной модулятора, с целью повышения полехозащищенности. Монтаж кварцевого резонатора Q1, транзистора VT1, катушек
L1, L2 и трансформатора ТР1 выполнн навесным способом. Монтаж устройства управления и индикации выполнен методом объемного монтажа. Микросхема микроконтроллера D2 установлена на гнезде с целью облегчения её программирования при отладке управляющей программы модулятора, или в случае возникновения в ней ошибки. Входы управления микросхемы модулятора D1 соеденены с соответствующими выходами микросхемы микроконтроллера
D2 навесными проводниками. Разъемы Х1, Х2, Х3, кнопка выбора каналов SB1 и индикатор выбранного канала HL1 установлены на передней панели модулятора и соеденены с соответствующими контактами платы модулятора проводниками. Микросхемы стабилизаторов напряжения D4 и D5 установлены на плате модулятора. На плате модулятора применены радиоэлементы следующих типов резисторы R1 R15 типа SMD 1206, R16 R26 типа С2 23 0,125.
Конденсаторы С1 С14 типа SMD 1206 керамические , С15 С19 типа К10 17, С20 типа К50 35, С21 С22 типа SMD 1206 электролитические танталовые. Разъемы Х1 и Х2 типа СР 50 73Ф В, Х3 типа F. Катушка L1 намотана на пластмасовом каркасе диаметром 5мм с ферритовым сердечником и содержит 30 витков провода ПЭЛ 1 0,35, катушка L2 бескаркасная диаметром 3,7мм, содержит 1 виток провода
ПЭЛ 1 0,6. Трансформатор ТР1 выполнен а б Рис.4.3. Конфигурация печатной платы модулятора, а со стороны установки деталей, б со стороны монтажа. Рис.4.3. Конфигурация печатной платы блока питания. на овальном феррите типразмера К16 Х 9 Х 3, с двумя отверстиями диаметром 5мм. Полный список элементов примененных в модуляторе приведен в приложении 1. Плата блока питания выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 100Х65
мм. Конфигурация платы блока питания изображена на рис.4.4. Монтаж блока питания выполнен методом объемного монтажа. Для улучшения теплового режима микросхемы стабилизаторов напряжения D6 и D7 утановлены на радиаторах прикрепленных к плпте. Силовой трансформатор ТР2 размещен вне платы блока питания в корпусе макета головной станции.
5. Инструкция по настройке и эксплуатации. 5.1. Инструкция по настройке модулятора. После окончания сборки модулятора и проверки правельности монтажа необходимо произвести его настройку. Выполняется она следующим образом. С начала необходимо при отключеной плате модулятора с помощью вольтметра проверить соответствие питающих напряжений микросхем и варикапа опорного контура ГУНа номинальным значениям 5В и 33В соответственно .
Напряжение питания варикапа необходимо установить с помощью резистора R28 равным 33 0,2 В. Внемание! В нижнем по схеме см. рис.2.2 положении движка ризистора R28 блок питания выдает напряжение около 42 В. Неправильная установка напряжения этим резистором можент привести к выходу из строя варикапа VD1 и микрасхемы D1. Далее необходимо подключить блок питания к модулятору.
После этого производят настройку опорного контура ГУНа синтезатора частоты. Для этого необходимо включить модулятор, подать на его видеовход сигнал сигнал испытательной таблицы, к высокочастотному выходу модулятора подключить электронно-счетный частотомер. Настроить модулятор на работу на 21 канале и сжимая или растягивая витки катушки L2 по показаниям частотомера добится соответстия значения частоты выходного сигнала модулятора значению
несущей изображения 21 канала 471,25 МГц . Путем перключаения каналов на модуляторе, по показаниям частотомера, проверить соответствие значений выходных сигналов модулятора значениям несущих изображения на всех рабочих каналах модулятора. В случае их не соответствия произвести подстройку катушки L2. Далее необходимо произвести настройку опорного контура частотного модулятора звука. Для этого необходимо подать с генератора сигналов низкой частоты на звуковой вход модулятора синусоидальный
сигнал частотой 1 кГц. К высокочастотному выходу модулятора необходимо подключить телевизионный демодулятор к звуковому выходу которого подключен осциллограф. Настроить модулятор и демодулятор на любой канал и вращением сердечника катушки L1 модулятора по показаниям осциллографа добиться найбольшего размаха сигнала при минимуме искажений. Далее необходимо произвести настройку глубины модуляции изображения.
Для этого необходимо на видеовход модулятора подать сигнал испытательной таблицы. К высокочастотному выходу модулятора подключить измеритель глубины модуляции. Подбирая номинал резистора R5 в пределах от 47 кОм до ? R5 удален по показаниям измерителя глубины модуляции установит глубину модуляции равной 82 Типовой номинал резистора R5 120 кОм . Далее, при необходимости, произвести подстройку соотношения уровней
сигналов изображения и звука с помощью подбора номинала конденсатора С3 в пределах от 1 до 47 пФ типовая емкость конденсатора С3 15 пФ . 5.2. Инструкция по эксплуатации. Установит модулятор в макет главной станции кабельного телевидения. На видеовход Х1 модулятора подать низкочастотный видеосигнал, на вход звука Х2 подать низкочастотный звуковой сигнал. К высокочастотному выходу модулятора
Х3 подключить приемник высокочастотного сигнала с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. Включить питание модулятора. После включения питания модулятор автоматически настраивается на 21-й канал. С помощью кнопки выбора канала настроить модулятор на требуемый канал с 21 по 61 . Номер канала на который настроен модулятор отображается на двухразрядном светодиодном индикаторе, установленном на передней панели модулятора. При нажатии на кнопку выбора канала, каналы переключаются последовательно
вверх. Например для выбора 30-го канала необходимо нажать кнопку выбора канала 9 раз. При достяжении модулятором 61 канала, последующее нажатие на кнопку выбора канала переключает модулятор на 21 канал. После окончания работы выключить питание модулятора. 6. Результаты испытаний. 6.1. Испытание блока питания. После выполнения всех необходимых работ по монтажу и настройке блока питания производим проверку стабильности
его основных параметров. Необходимо провести проверку стабильности выходных напряжений при изменении в допустимых приделах напряжения питания и токов нагрузки. Номинальные параметры блока питания следующие напряжение питания 220 В, частота тока в питающей электросети 50 Гц, выходные напряжения В и В при токах нагрузки А и А. Для проведения испытаний блока питания необходим лабораторный автотрансформатор
ЛАТР , вольтметр переменного тока с максимальным измеряемым напряжением не менее 250 В, вольтметр постоянного тока с максимальным измеряемым напряжением не менее 42 В, амперметр с максимальным измеряемым током не менее 1 А и регулируемый эквивалент нагрузки. Испытание блока питания производим по схеме изображенной на рис. 6.1. Рис. 6.1. Схема испытания блока питания. Измерительную схему состоящую из амперметра
РА1, эквивалента нагрузки R1 и вольтметра РV1 подключаем к выходу стабилизатора 33 В. Сначала проверяем стабильность выходного напряжения при изменении напряжения питания. Для этого с помощью ЛАТРа по показаниям вольтметра РV1 устанавливаем номинальное напряжение питания 220 В, после этого с помощью эквивалента нагрузки R1 устанавливаем по показаниям амперметра
РА1 номинальный ток нагрузки 0,1 А. Далее изменяя с помощью ЛАТРа напряжение питания в пределах 200 240 В, контролируя его по показаниям вольтметра РV1, по показаниям вольтметра РV2 контролируем изменение выходного напряжения 33 В. Результаты измерения занесены в таблицу 6.1. Таблица 6.1 В 200 205 210 215 220 225 230 235 240 , В 32,7 32,8 32,8 33,0 33,0 33,1 33,1 33,2 33,4
Результаты испытания показали, что стабилизатор 33 В имеет достаточную стабильность выходного напряжения при изменении входного. Далее проверяем стабильность выходного напряжения при отклонении тока нагрузки от номинального. Для этого с помощью ЛАТРа, по показаниям вольтметра РV1, устанавливаем номинальное напряжение питания 220
В. С помощью эквивалента нагрузки R1 изменяем ток нагрузки, контролируя его по показаниям амперметра РА1, при этом контролируя выходное напряжения по показаниям вольтметра РV1. Результаты испытания приведены в таблице 6.2. Таблица 6.2 А 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 , В 33,3 33,3 33,1 33,0 33,0 33,0 32,9 32,8 32,7 Результаты испытания показали, что стабилизатор 33
В имеет достаточную стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки. После этого подключаем измерительную схему состоящую из амперметра РА1, эквивалента нагрузки R1 и вольтметра РV1 к выходу стабилизатора 9 В. Аналогично проведенному выше измерению стабилизатора 33 В измеряем стабильность выходного напряжения при изменении напряжения питания стабилизатора 9
В. Результаты испытания приведены в таблице 6.3. Таблица 6.3 В 200 205 210 215 220 225 230 235 240 , В 8,8 8,8 8,9 9,0 9,0 9,1 9,1 9,1 9,2 Результаты испытания показали, что стабилизатор 9 В имеет достаточную стабильность выходного напряжения при изменении входного. Далее аналогично проведенному выше измерению стабилизатора 33 В измеряем стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки стабилизатора 9
В. Результаты испытания приведены в таблице 6.4. Таблица 6.4 А 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 , В 9,4 9,1 9,1 9,0 9,0 9,0 8,9 8,8 8,8 Результаты испытания показали, что стабилизатор 9 В имеет достаточную стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки. Результаты проведенных испытаний показали, что изготовленный блок питания по выходным параметрам и рабочим характеристикам подходит для питания разработанного телевизионного
модулятора. 7. Техника безопасности. При изготовлении, настройке, и эксплуатации телевизионного модулятора, во избежании различных травм, необходимо соблюдать правила техники безопасности. Перед тем, как приступить к изготовлению модулятора, необходимо правильно организовать рабочее место. На рабочем месте не должно быть ничего лишнего, все необходимые для изготовления модулятора инструменты и материалы должны находиться рядом с работником и не мешать ему.
Инструменты, которые используются чаще располагаются ближе к работнику, чем те инструменты которыми пользуются реже. Инструменты которые берут левой рукой должны находится слева, а те инструменты, которые берут правой рукой должны находится справа. Более опасные, с точки зрения травмирования работника инструменты, например монтажный нож, должны находится выше, чем менее опасные. Рабочее место не должно загромождаться, ненужными в данный момент, деталями и материалами.
Контрольно-измерительная аппаратура должна располагаться на рабочем месте таким образом, чтобы обеспечивался необходимый обзор и удобство ее эксплуатации. Рабочее место должно обеспечивать свободу движения работника, исключать работу в неудобных позах, должно быть хорошо освещено. При вырезании заготовки печатной платы, удалении изоляции с проводов и других монтажных операциях необходимо соблюдать технику безопасности при работе с колющим и режущим инструментом резак, шило, монтажный нож
во избежании травмирования кожи. В случае травмирования необходимо промыть рану чистой водой и обработать ее спиртовым раствором йода или бриллиантового зеленого. Во время сверления отверстий в печатной плате с помощью сверлильного станка, необходимо исключить возможность захвата волос движущимися частями станка. Для этого необходимо одеть головной убор и не приближать голову к работающему станку. Также необходимо избегать травмирования станком кожи рук.
При работе с раствором хлорного железа, во время травления печатной платы, необходимо избегать попадание раствора на одежду и окружающие предметы. Работник, работающий с раствором хлорного железа должен находится в спецодежде. В случае попадания раствора на кожу или глаза их необходимо промыть теплой проточной водой. Травление печатной платы необходимо производить в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе, т. к. в процессе травления выделяются вредные для здоровья человека газы.
Очистку вытравленной печатной платы от защитного покрытия проводников с помощью растворителя необходимо производить в защитных перчатках на открытом воздухе. Во избежании воспламенения растворителя работы с ним необходимо производить вдали от открытых источников огня. Необходимо избегать попадания растворителя на открытые участки кожи и в глаза. В случае попадания растворителя в глаза или на открытые участки кожи его необходимо смыть теплой проточной
водой. Во время лужения печатной платы и монтажных работ необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с паяльником. Паяльник должен располагаться на рабочем месте таким образом, чтобы работнику было удобно брать его, и чтобы шнур питания паяльника не попадал на нагретые части. С целью обеспечения электробезопасности работника и защиты высокотехнологичных элементов модулятора от повреждения необходимо использовать паяльник с напряжением питания не более 42
В, подключаемый к электросети через понижающий трансформатор, который обеспечивает его гальваническую развязку с электросетью. Жало паяльника должно быть заземлено. При работе с паяльником необходимо избегать касания руками нагретых частей паяльника, во избежании ожогов. Также, при опускании жала паяльника в канифоль необходимо избегать разбрызгивания расплавленного припоя и попадания его на открытые участки кожи и в глаза.
Во время настройки собранного модулятора необходимо соблюдать правила электробезопасности. В блоке питания модулятора имеется опасное для жизни напряжение 220 В 50 Гц. Также в цепях модулятора присутствует постоянное напряжение 33 В. Во время настройки модулятора работник должен находится в резиновой обуви или у него под ногами должен находится диэлектрический коврик. Все работы по настройки модулятора при включенном питании должны производится
одной рукой, другой рукой при этом нельзя касаться общей шины питания модулятора, заземленных металлических конструкций, водопроводных труб, заземленных корпусов измерительных приборов. В случае поражения работника электрическим током необходимо немедленно обесточить рабочее место, уложить пострадавшего на спину на твердую ровную поверхность, проверить наличие у него дыхания и пульса. Необходимо обеспечить пострадавшему полный покой и вызвать врача.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но с сохранившимся устойчивым дыханием и пульсом, его следует ровно и удобно уложить, распустить и расстегнуть одежду, создать приток свежего воздуха, давать нюхать нашатырный спирт, обрызгивать его водой, обеспечить полный покой и вызвать врача. Если у пострадавшего дыхание и пульс отсутствуют или дыхание очень редкое и судорожное, ему необходимо делать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца.
Собранный и настроенный телевизионный модулятор устанавливается в макет головной станции кабельного телевиденья. Он помещением с повышенной опасностью поражения электрическим током будет эксплуатироваться в лаборатории радиопередающих устройств, которая является помещением с повышенной опасностью поражения электрическим током. Это помещение в котором имеются заземленные металлические конструкции и есть возможность одновременного прикосновения к токоведущим частям и заземленным металлическим конструкциям.
При эксплуатации модулятора необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с электроаппаратурой в помещении помещением с повышенной опасностью поражения электрическим током. Принципиальная схема модулятора. Приложение 1. Перечень элементов схемы электрической принципиальной телевизионного модулятора. Поз. обоз- начение Наименование Ко-во, шт Примечание Резисторы R1 SMD 1206 0,125 75
Ом 5 1 R2 R4 SMD 1206 0,125 470 Ом 5 3 R5 SMD 1206 0,125 120 кОм 5 1 R6 SMD 1206 0,125 300 Ом 5 1 R7 SMD 1206 0,125 220 кОм 5 1 R8 SMD 1206 0,125 12 кОм 5 1 R9 SMD 1206 0,125 15 кОм 5 1 R10, R11 SMD 1206 0,125 22 кОм 5 2 R12, R13 SMD 1206 0,125 12 кОм 5 2 R14 SMD 1206 0,125 22 кОм 5 1 R15 SMD 1206 0,125 1 кОм 5 1
R16 С2 23 0,125 33 кОм 10 1 R17 С2 23 0,125 470 Ом 10 1 R18, R19 С2 23 0,125 2,2 кОм 10 2 R20 R26 С2 23 0,125 750 Ом 10 7 R27 С2 23 0,25 240 Ом 10 1 R28 СП3 38 0,25 6,8 кОм 10 1 Конденсаторы С1, С2 SMD 1206 0,1 мкФ 5 2 С3 SMD 1206 15 пФ 5 1 С4, С5 SMD 1206 100 пФ 5 2 С6 SMD 1206 220 пФ 5 1 С7
SMD 1206 56 пФ 5 1 С8, С9 SMD 1206 33 пФ 5 2 С10 SMD 1206 0,01 мкФ 5 1 С11 SMD 1206 0,15 мкФ 5 1 С12, С13 SMD 1206 0,01 мкФ 5 2 Продолжение приложения 1. Поз. обоз- начение Наименование Ко-во, шт Примечание С14 SMD 1206 27 пФ 5 1 С15, С16 К10 7в 10 пФ 20 2 С17 К10 17 1 мкФ 20 1 С18, С19 К10 7в 0,1 мкФ 20 2
С20 С22 К50 35 10 мкФ 16 В 3 С23 К10 7в 0,047 мкФ 20 1 С24 К50 35 100 мкФ 16 В 1 С25 К10 7в 0,047 мкФ 20 1 С26 К50 35 1000 мкФ 25 В 1 С27 К10 7в 0,047 мкФ 20 1 С28 К50 35 100 мкФ 63 В 1 С29 К50 35 4,7 мкФ 63 В 1 С30 К10 7в 0,047 мкФ 20 1 С31 К50 35 100 мкФ 16 В 1
Диоды VD1 BB133 1 Варикап VD2 КД521В 1 VD3, VD4 КД105А 2 VD5, VD6 КЦ405Е 2 Диодный мост Транзисторы VT1 КТ3102АМ 1 Микросхемы D1 TDA8722T 1 D2 AT90S2313 10PI 1 D3 КР514ИД2 1 D4 КР142ЕН5А 1 D5 КР1157ЕН5А 1 D6 КР142ЕН8А 1 D7 КР142ЕН12А 1 Продолжение приложения 1. Поз. обоз- начение Наименование
Ко-во, шт Примечание Индикаторы HL1 DA36 11 1 Кварцевые резонаторы ZQ1 РК170 10ЕВ 4 МГц 1 ZQ2 РК170 10ЕВ 8 МГц 1 Разъемы Х1, Х2 СР 50 73Ф В 2 Х3 F 1 Переключатели SB1 КМ1 1 1 SA1 МТ1 2 1 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аксенов А. Нефедов А. Микросхемы для бытовой радиоэлектронной аппаратуры.
Справочное пособие. Серия Ремонт 69. Москва, СОЛОН Пресс 2005 г. 2. Алешин Г. Телевизионные модуляторы ДМВ. Теле спутник 2000 г. 12 3. Жидецкий В. Джигирей В. Мельников А. Основы охраны труда. Львов, Афиша 2000 г. 4. Интернет сайт компании Дейта плюс 5. Интернет сайт компании
Планар 6. Интернет сайт компании Satpro 7. Интернет сайт компании Foro tel 8. Интернет сайт Чип инфо. Электронные компоненты. 9. Колонтаєвський Ю. Сосков Г. Промислова електроніка та мікросхемотехніка. Київ, Каровела 2003 р. 10. Мальцев П. Долидзе С. Цифровые интегральные микросхемы. Москва Радио и связь 1994 г. 11. Мостицкий В. Кабельное телевиденье.
Радиолюбитель 1992 г. 4 с. 5 6. 12. Нефедов А. Аксенов А. Отечественные транзисторы для бытовой, промышленной и специальной аппаратуры. Справочное пособие. Серия Ремонт 90. Москва, СОЛОН Пресс 2006 г. 13. Техническое описание генератора телевизионных испытательных сигналов ЛАСПИ ТТ 001 14. Техническое описание интегральной схемы
AT90S2313. Atmel. 15. Техническое описание интегральной схемы TDA8722. Philips 1995 г. 16. Техническое описание прикладной телевизионной установки ПТУ 61. 17. Першин В. Расчет сетевого трансформатора источника питания. Радио 2004 г. 4 с. 54 56, 5 с. 55 57.
| ! |
Как писать рефераты Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов. |
| ! | План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом. |
| ! | Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач. |
| ! | Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты. |
| ! | Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ. |
| → | Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре. |