Селектор кадровых синхроимпульсов
Выделение кадровых импульсов синхронизации из ССП (синхросмеси) осуществляется интегрирующей цепью, схема которой представлена на рис. 4.9, б. В этой схеме выходное напряжение снимается с конденсатора С. Работа интегрирующей цепи основана на значительной разнице в длительностях кадрового и строчного синхроимпульсов: tк/tc = 160 мкс/4,7 мкс = 34.
Предположим, что на вход схемы (рис. 4.9,б) подаются П-образные импульсы двух видов: узкий 1 (строчный синхроимпульс) и широкий 2 (упрощенный кадровый синхроимпульс). Так как выходной конденсатор С заряжается от этих импульсов через резистор R постепенно, амплитуда выходных импульсов будет зависеть от их длительностей, она будет меньше, чем меньше длительность импульса. Таким образом, разница в длительности превращается в разницу в амплитудах импульсов.
Если на вход интегрирующей цепи подается П-образный импульс с амплитудой Uвх (он показан пунктиром на рис. 4.10, а), то напряжение на выходе будет меняться по экспоненциальному закону:
(4.12)
На рис. 4.10, а, tc и tк обозначают соответственно длительности строчного и кадрового синхроимпульсов. Коэффициент подавления строчных импульсов интегрирующей цепью можно выразить в виде отношения амплитуды кадровых импульсов Uк.вых к амплитуде строчных импульсов Uс.вых на выходе цепи:
(4.13)
Коэффициент подавления зависит от постоянной времени RC и длительности импульсов tк и tc. Имея в виду, что tк / tc = 34 и основываясь на выражении (4.12), получаем:
(4.14)
График зависимости k1=(RC / tc), построенный на основании вычислений по формуле (4.14), изображен на рис. 4.10,б. Из этого графика следует, что для лучшего подавления строчных импульсов постоянная времени должна быть большой. Однако при большой постоянной времени сильно увеличивается длительность фронта кадрового синхроимпульса, что приводит к неустойчивой синхронизации и к нарушению чересстрочной развертки. Длительность фронта кадрового синхроимпульса можно грубо оценить по следующей приблизительной формуле:
(4.15)
На рис. 4.10,б для ориентировки показана зависимость t ф/ t c= 2RC / tк.
Коэффициент подавления однозвенной цепи, составляющий на практике 7…9, нельзя признать достаточным. Строчные импульсы на выходе интегрирующей цепи оказываются еще значительными, и их появление в сеточной цепи кадрового задающего генератора вызовет нарушение синхронизации вертикальной развертки.
Таким образом, при выборе постоянной времени интегрирующей цепи существует противоречие, заключающееся в том, что с одной стороны, для эффективного подавления строчных импульсов следует увеличивать постоянную времени, с другой стороны, ее чрезмерная величина приводит к недопустимому увеличению длительности фронта кадрового импульса, т. е. к уменьшению крутизны фронта этого импульса. Это противоречие оказывается неразрешимым для однозвенной интегрирующей цепи. Но оно легко разрешается в многозвенных (двух- или трехзвенных) цепях.
t
Схема двухзвенной интегрирующей цепи изображена на рис. 4.11, а. Параметры R1 и С1 каждого звена обычно выбираются одинаковыми. Такая цепь при правильно выбранных параметрах обеспечивает значительно лучшее подавление строчных синхроимпульсов и большую крутизну выходных кадровых импульсов по сравнению с однозвенной.
Для пояснения работы двухзвенной интегрирующей цепи удобно разделить ее на две однозвенные RC-цепи. На вход первой цепи подается П-образные импульс. На выходе первой цепи образуется промежуточный импульс. Для этого импульса характерно отсутствие резкого скачка вначале – отсутствие крутого фронта. Таким образом, вторая цепь возбуждается уже не резким перепадом, а плавно нарастающим напряжением. В связи с этим напряжение на конденсаторе второй цепи возрастает сначала значительно медленнее, чем на первом конденсаторе (участок ). Только несколько позже, когда напряжение на конденсаторе первой цепи достигнет существенной величины, напряжение на втором конденсаторе начнет возрастать скорее.
На рис. 4.12 для удобства сравнения изображены сопряженными вместе выходные импульсы в однозвенной 1 и двухзвенной 2 интегрирующих цепях. При правильно подобранных параметрах двухзвенной цепи (R2C2 R1C1) выходной кадровый импульс обладает большей крутизной фронта и осуществляется лучшее подавление строчного импульса. Математическое выражение зависимости выходного напряжения от времени в двухзвенной интегрирующей цепи при подаче на ее вход П-образного импульса имеет вид:
(4.16)
Это выражение содержит две экспоненты, из которых первая медленно, а вторая быстро убывает со временем.
На
рис. 4.13 представлен график зависимости
,
для двухзвенной цепи, построенный на
основании выражения (4.16). Исходя из
полученного из этого выражения
приблизительного соотношения,
определяющего длительность фронта
выходного импульса:
. (4.17)
В этом случае можно определить выигрыш в коэффициенте подавления строчных импульсов при условии, например, равенства длительностей фронтов в однозвенной и двухзвенной цепях.
Рис. 4.13. Зависимость
выходного напряжения от времени для
двухзвенной интегрирующей цепи