Контрольные вопросы

1. Какую форму имеет напряжение на кадровых отклоняющих катушках реальной отклоняющей системы?

2. Поясните причины искажений отклоняющего тока в выходном каскаде с дросселем или трансформатором.

3. Для чего применяют каскад "вольтодобавки"?

4. Можно ли в качестве оконечного усилителя кадровой развертки использовать микросхему К174УН7?

5. Как осуществляется синхронизация задающего генератора?

6. Для чего в кадровом синхросигнале делаются "врезки" ?

7. Как разделяется строчные и кадровые синхросигналы?

8. Для чего применяются двух- и трехзвенные интегрирующие цепи?

9. Дайте определение коэффициента подавления строчных синхроимпульсов.

10. Что такое коэффициент нелинейности? Как его вычислить?

Лабораторная работа 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА СТРОЧНОЙ РАЗВЕРТКИ

Цель работы

Изучение принципа работы каскада формирования отклоняющего тока с двусторонним ключом, исследование влияния параметров выходных цепей на форму отклоняющего тока, исследование схемы инерционной синхронизации.

Подготовка к работе

Нужный материал изложен в [І, с.149-160; 2, с.115- 119,162-165].

При изучении принципов построения генераторов строчной развертки нужно обратить внимание на следующее.

В современных генераторах строчной развертки все активные элементы работают в ключевом режиме. На интервале прямого хода развертки ток в строчных отклоняющих катушках формируется как результат переходных процессов в электрической цепи. Форма тока поэтому зависит от индуктивности отклоняющих катушек L4 (рис.4), емкости C12 и активных сопротивлений транзистора VT7 и диода VD4. При анализе процессов во время прямого хода развертки результаты анализа будут зависеть от варианта аппроксимации параметров схемы. Если пренебречь сопротивлением потерь и считать емкость накопительного конденсатора С12 близкой к бесконечности, мы получим пилообразную форму тока во время прямого хода, как и в идеализированной схеме.

Если учесть сопротивления потерь, но по-прежнему считать емкость накопительного конденсатора очень большой, мы получим в результате анализа форму тока во время прямого хода в виде двух разных экспонент в первой и второй его половине. Если же учесть конечность величины накопительного конденсатора, считая сопротивления потерь достаточно малыми, в результате анализа мы получим гармоническую форму тока на прямом ходе, причем собственная частота этого процесса в реальных схемах значительно ниже, чем частота строчной развертки, так что из гармонического процесса используется некоторая доля периода собственных колебаний этого контура.

Для восполнения потерь в реальных схемах накопительная емкость подзаряжается от источника питания через дроссель большой индуктивности, роль которого обычно выполняет первичная обмотка выходного строчного трансформатора (автотрансформатора).

При более подробном изучении работы выходного каскада следует обратить внимание на условия выключения транзистора. Эти транзисторы относятся к среднечастотным и характеризуются разрывной мощностью порядка 5000 ВА при максимальном токе коллектора порядка 5 А. После подачи запирающего импульса в цепь базы ток коллектора прекращается не сразу, а спустя некоторое время, в течение которого происходит рассасывание носителей в коллекторно-базовом переходе. Время рассасывания зависит как от типа транзистора, так и от величины базового тока, т.е. от степени насыщения, и составляет обычно 2-6 мкс. Это означает, что запирающий перепад в базовой цепи должен опережать строчный синхроимпульс на несколько микросекунд, иначе обратный ход развертки не будет совпадать с временем строчного гасящего импульса. По этой причине применение поимпульсной (безынерционной) синхронизации в задающих генераторах строчной развертки затруднительно. Разработанные для управления строчной разверткой микросхемы К174АФ1, К174ХА11 позволяют получить импульсы управления с регулируемым временем опережения синхроимпульсов.

Простейшие транзисторные схемы инерционной синхронизации также решают эту задачу, поскольку автоподстройка частоты и фазы задающего генератора производится на основе сравнения времени обратного хода развертки с временем прихода синхроимпульсов.

Описание лабораторной установки

На рабочем месте находятся видеоконтрольное устройство (ВКУ), макет исследуемого генератора и электронный осциллограф. Макет генератора конструктивно объединен с ВКУ. Строчные отклоняющие катушки ВКУ соединены с выходом исследуемого генератора. Все напряжения, необходимые для работы кинескопа ВКУ, вырабатываются отдельным узлом электропитания. Поэтому все регулировки в исследуемом генераторе изменяют лишь структуру и форму растра, не нарушая режима кинескопа. На переднюю панель ВКУ выведена ручка потенциометра регулировки яркости. Электрическая принципиальная схема макета генератора строчной развертки показана на рис.4.

Индуктивность отклоняющих катушек L4, регулятор линейности L3 и емкости C13, C14 образуют колебательный контур, необходимый для работы выходного каскада. Транзистор VT7 и диод VD4 выполняют функции двустороннего управляемого ключа.

Задающий генератор собран на транзисторах VT3, VT4, VT5 и представляет собой симметричный мультивибратор. Предоконечный усилитель управляющих импульсов выполнен на транзисторе VT6 с понижающим трансформатором в коллекторной цепи. Транзисторы VT1 и VT2 работают в схеме автоподстройки частоты и фазы задающего генератора. В коллекторной и эмиттерной цепях транзистора VT1 формируются импульсы разной полярности, совпадающие по времени с синхроимпульсами. Конденсаторы С1 и C2 находятся под действием двух источников напряжений - коротких импульсов, снимаемых с резисторов R2 и RЗ, и пилообразного напряжения, формируемого на конденсаторе C3 за счет интегрирования импульсов обратного хода строчной развертки (цепь R21, C10, C3). Если пилообразное напряжение на конденсаторе C3 в момент подачи синхроимпульса проходит через нуль, то заряд конденсаторов C1 и C2 одинаков. Если напряжение на конденсаторе С3 отлично от нуля, то конденсаторы C1 и C2 заряжаются до напряжения, равного алгебраической сумме импульсного и пилообразного напряжений. Поэтому средний потенциал в точке соединения резисторов R6 и R7 зависит от временного положения синхроимпульса относительно пилообразного напряжения.

Цепочка С5, R10, R11, С4 служит сглаживающим фильтром и инерционным звеном цепи автоподстройки частоты. Резистор R11 и емкость С4 позволяют получить такую переходную характеристику цепи автоподстройки, чтобы переход схемы в новое состояние не сопровождался колебательным процессом. С уменьшением сопротивления R11 увеличивается полная емкость интегрирующей цепи (R6, R7, С5) и, как следствие, уменьшается полоса захвата.

Переменным резистором R8 регулируется среднее значение напряжения на резисторе R12, т.е. собственная частота колебаний задающего генератора.

Делитель напряжения R25, R26 включен для уменьшения напряжения, подаваемого на контрольную точку ХN6, в сто раз.

Задание и порядок его выполнения

1.В режиме внешней синхронизации осциллографа зарисовать в одном масштабе времени осциллограммы напряжений и токов во всех контрольных точках выходного каскада строчной развертки. Рассчитать фактически действующие напряжения и токи с учетом следующих номинальных значений элементов схемы: R23 = R24 = R27 = 0,25 Ом, R25 = 20 кОм, R26 = 200 Ом.

2. Исследовать зависимость параметров отклоняющего тока от элементов схемы выходного каскада: емкости контура С13, емкости накопительного конденсатора С12. Зарисовать осциллограммы тока в отклоняющей системе и напряжения на отклоняющих катушках при различных значениях указанных емкостей.

3. Исследовать влияние регулятора линейности на форму отклоняющего тока. Выяснить, как изменяется линейность развертки и размер изображения при включении и выключении регулятора линейности по осциллограмме отклоняющего тока и изображению сетчатого поля. Рассчитать коэффициент нелинейности К_Н. Для этого можно воспользоваться формулой

,

где и - горизонтальный размер одной клетки сетчатого поля соответственно в левой и правой частях экрана.

4. Исследовать работу схемы инерционной синхронизации (АПЧ и Ф) задающего генератора. Измерить полосу захвата и удержания схемы АПЧ и Ф для трех указанных преподавателем значений R11. Отсчет собственной частоты генератора вести по шкале на лицевой панели макета.

Методика измерений следующая. Плавно изменяя частоту настройки задающего генератора, отметить и записать значение частоты f₁, при которой произошел захват частоты; изменяя частоту в ту же сторону, отметить значение частоты f₂, при которой синхронизация нарушается. Изменяя частоту в обратную сторону, найти частоты f₃ входа в синхронизм и f₄ - срыва синхронизации. Полоса удержания схемы АПЧ и Ф П_У вычисляется по формуле ; полоса захвата .

Измерения повторить для указанных преподавателем значений R11.

5. Зарисовать осциллограммы напряжения на интегрирующей емкости СЗ при трех различных положениях регулятора собственной частоты задающего генератора, среднее из которых соответствует устойчивой синхронизации. Использовать открытый вход осциллографа. Пояснить наблюдаемые осциллограммы.

Контрольные вопросы

1. Пояснить принцип формирования отклоняющего тока строчной развертки.

2. Чем определяется длительность обратного хода развертки?

3. Как изменится форма отклоняющего тока, если сопротивление ключа увеличится?

4. Что такое S-коррекция отклоняющего тока и как она осуществляется?

5. Для чего применяют схемы инерционной синхронизации генератора строчной развертки?

6. Как изменится изображение на экране кинескопа, если перейти к поимпульсной (безынерционной) синхронизации при прочих равных условиях?

7. Поясните принцип работы фазового дискриминатора схемы АПЧиФ.

Лабораторная работа 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОМЕХ НА КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Цель работы

Исследование влияния помех на структуру и геометрические искажения растра; изучение условий получения устойчивой чересстрочной развертки, а также путей уменьшения влияния помех в канале яркости.

Подготовка к работе

Изучить структуру полного цветового телевизионного сигнала и назначение его элементов; принцип и условия получения чересстрочной развертки; действие помех на телевизионное изображение; устройство и принцип действия управляемых и неуправляемых фиксаторов уровня. Для этого можно воспользоваться [1, с.47-49, 73-77, 154-160; 2, с.35-39, 130-135, 150-162; 3, с.38- 41,43-46, 65-67].

При изучении указанного материала нужно обратить внимание на причины, побуждающие применять чересстрочную развертку, и условия, при которых получается чересстрочный растр.

Некоторое усложнение структуры сигналов синхронизации (по сравнению с построчной разверткой) обусловлено необходимостью исключить взаимные помехи в каналах передачи строчных и кадровых синхроимпульсов. Кроме того, устойчивая чересстрочная структура растра получается лишь в том случае, когда в цепях селекции кадровых синхроимпульсов, а также в цепях формирования токов кадровой развертки отсутствуют помехи строчной частоты. Источниками таких помех в приемнике могут быть выходной каскад строчной развертки, отклоняющая система, цепи высоковольтного узла питания кинескопа и др.

Низкочастотные помехи часто обусловлены пульсациями питающего напряжения (в особенности при неисправностях в цепях электропитания) или электромагнитными полями силовых устройств. В замкнутых телевизионных системах частоту кадровой развертки иногда уравнивают с частотой питающей сети, чтобы сделать сетевую помеху менее заметной (синхронной). При подготовке к работе необходимо изучить принцип действия неуправляемых и управляемых фиксаторов уровня в условиях, когда в канале яркости действует низкочастотная (сетевая) аддитивная помеха.