СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ТРАКТОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ
В настоящее время в ТВ передатчиках осуществляется модуляция на малом уровне мощности на промежуточной частоте (ПЧ).
Энергетика уже не имеет значения и для осуществления AM применяют балансные диодные модуляторы, обеспечивающие хорошую линейность, стабильность и низкий уровень паразитной ФМ.
Упрощенная структурная схема передатчика изображения с модуляцией на промежуточной частоте представлена на рис.
+ -
35,75 МГц
(32,75) МГц
В ВЧ тракте видеосигнал FИЗ обрабатывается, усиливается и затем поступает на
балансный модулятор (БМ), на другой вход которого поступают колебания с кварцевого автогенератора АГ1 с частотой fПЧ.
В Российской Федерации для отечественных передатчиков изображения выбраны два номинала промежуточной частоты fПЧИЗ=35,75 МГц — для передатчиков, работающих в диапазонах I, II, кроме 3-го канала, и в 8-м канале диапазона III; fПЧИЗ =32,75 МГц - для остальных, включая ДМВ.
Номинал fПЧ выбирается из следующих соображений.
Во-первых, fПЧ должна превышать наивысшую модулирующую частоту (6 МГц) не менее чем в 2 раза. Это связано с тем, что после балансного модулятора выделяется нижняя боковая полоса.
В то же время fПЧ не должна быть слишком высокой, чтобы не усложнять ее тракт. Во-вторых, частота fПЧ, продукты модуляции не должны находиться в частотных ТВ
диапазонах.
Кроме того, комбинационные составляющие fПЧ и fГЕТ не должны попадать в полосы частот ТВ каналов, а если попадают, то порядок их должен быть высок, чтобы уровень был пренебрежимо малым.
В-третьих, дискретность значений fПЧ должна составлять 0,25 МГц, поскольку в качестве опорного используется высокостабильный генератор на частоте 5 МГц.
В балансном модуляторе осуществляется амплитудная модуляция, выделяется разностная частота fПЧ–fИЗ, т. е. происходит инверсия спектра исходного видеосигнала.
В тракте ПЧ сигнал усиливается, формируется требуемая АЧХ: обрезается по частоте одна боковая на уровне 6,375 МГц, а другая - 1,25 МГц (см. рис. стр.5).
Как и в видеотракте, осуществляется необходимая коррекция линейных и нелинейных искажений, но уже модулированного сигнала.
Затем он усиливается и поступает на балансный смеситель, на другой вход которого подается частота гетеродина nf0 от второго кварцевого автогенератора.
На выходе балансного смесителя выявляется разностная частота, равная несущей частоте изображения данного телевизионного канала fИЗ = nf0–fПЧ, и восстанавливается нормальный спектр частот видеосигнала.
Выбор частоты сигнала гетеродина выше несущей частоты заданного телевизионного канала существенно уменьшает уровень ненужных комбинационных составляющих.
В каскадах УМК происходит необходимое усиление по мощности, так что режимы работы электронных приборов в этих каскадах и их широкополосность мало влияют на результирующую АЧХ ТВ передатчика.
23
Применение модуляции на частоте fПЧ создает следующие преимущества:
•все каскады трактов видео- и промежуточной частоты, включая каскады, где производится модуляция, формирование АЧХ и предкоррекция линейных и нелинейных искажений, унифицированы;
•модуляция, формирование АЧХ и предкоррекция линейных и нелинейных искажений осуществляются на малом уровне и на постоянной частоте, существенно улучшаются качественные показатели передатчика сигнала изображения, это в особенности относится к частотной характеристике ГВП, которая на ПЧ может быть откорректирована раздельно для верхней и нижней боковых полос;
•унификация каскадов стимулирует совершенствование технологии их изготовления, разработку специальных БИС, заменяющих каскады трактов ПЧ и видео с применением элементов функциональной электроники (например, фильтры на поверхностно-акустических волнах).
24
При модуляции на низком уровне мощности на промежуточной частоте fПЧ объединяют в отдельное устройство модулятор, каскады коррекции линейных и нелинейных искажений, формирователь АЧХ, возбудитель-синтезатор и преобразователи частоты.
Такое устройство обеспечивает на выходе модулированные и полностью сформированные сигналы изображения и звукового сопровождения непосредственно на несущих частотах канала вещания.
Такой возбудитель-модулятор может быть в значительной степени унифицирован для передатчиков и ретрансляторов различной мощности.
От номера канала в нем зависят только фильтры, устанавливаемые на выходе смесителей и частично — синтезатор (блок формирования частот) по выходу.
В это устройство могут входить каскады предварительного усиления (ПУ) сигналов изображения и звукового сопровождения, обеспечивая на выходе мощность до десятков ватт.
Они строятся на транзисторах и могут перекрывать несколько каналов и диапазонов частот ТВ вещания.
25
Первый вариант построения возбудителя-модулятора показан на рис. Он содержит синтезатор частот, вырабатывающий частоты 6,5 МГц, fПЧ ИЗ (32,75 или 35,75 МГц),
fКАН и fКАН +fПЧ ИЗ.
Сигнал звукового сопровождения формируется на относительно низкой частоте 6,5 МГц, равной разности частот двух несущих fЗВ - f ИЗ.
fПЧИЗ- FИЗ
32,75/35,75 МГц |
fКАН+ FИЗ |
-
+
fКАН+6,5 МГц+ fчмзв
+ +
Структурная схема возбудителя-модулятора ТВ РПС (вариант 1)
По мере увеличения номера канала или диапазона ТВ вещания предъявляются все более жесткие требования к полосовому фильтру, установленному после смесителя, для выделения суммарной частоты fКАН+6,5 МГц, что является одним из основных
недостатков данного варианта. |
26 |
Во втором варианте (рис.) в блоке формирования частот вырабатываются три
частоты: fПЧ ИЗ (32,75 или 35,75 МГц), fПЧ ЗВ (26,25 или 29,25 МГц) и fГЕТ =fКАН +fПЧ ИЗ. Одновременно в нем осуществляется ЧМ сигналами звукового сопровождения
непосредственно на fПЧ ЗВ.
- fКАНfКАН+ FИЗ
+
f |
f |
|
+ |
ПЧ ИЗ |
|
КАН |
|
|
+
- fКАН + fПЧ ИЗ - fПЧ ЗВ + fчмзв
26,25/29,25 МГц
fСтруктурная= f - схема6,5 мГцвозбудителя-модулятора ТВ РПС (вариант 2)
ПЧ ЗВ ПЧ ИЗ
Блок формирования телевизионного сигнала содержит тракты видео- и промежуточной частот. Частота fГЕТ после входного делителя и соответствующего
усиления поступает на смесители, на другие входы которых подаются fПЧ ИЗ и fПЧ ЗВ.
При увеличении числа одновременно работающих РПС возникают помехи от сигналов близко расположенных станций, особенно, когда две РПС работают в одном канале, а точка приема оказывается между ними. Для хорошего качества принимаемого изображения необходимо иметь отношение полезного сигнала к мешающему около 45...50 дБ, что не всегда выполняется.
Кардинальным решением этой проблемы является освоение новых частотных каналов в ДЦВ диапазоне и применение направленных приемных антенн.
И в наиболее интенсивно применяемом метровом диапазоне (всего 12 каналов) можно повысить эффективность использования каналов, если производить работу РПС с взаимным смещением несущих частот (СНЧ). Смещение частот должно быть кратно 1/3 частоты строчной развертки. Обычно эта величина составляет ±10,45 кГц. Тогда заметность помехи на экранах телевизоров резко снижается, и при точном СНЧ отношение сигнал/помеха может быть улучшено на 22..25 дБ. Однако для этого требуемая абсолютная нестабильность несущих частот не должна превышать ±1 Гц, что соответствует для 12-го канала относительной нестабильности (4...5)10-9.
Для этого в современных возбудителях ТВ РПС, работающих с точным СНЧ, применяют опорные КАГ с долговременной нестабильностью f/f=10-7…10-8. КАГ дополнительно подстраиваются системой ФАПЧ по эталонным сигналам служб точного времени и частот. Эти сигналы излучаются специальными радиостанциями, например, на несущих частотах 25; 50 и 66,66(6) кГц. Частота их корректируется по атомным стандартам частоты с нестабильность 10-10…10-11. Сигналы точных частот принимаются приемным устройством, входящим в состав возбудителя, и по ним производится подстройка частоты опорного генератора.
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ РЕТРАНСЛЯТОРЫ
Для обеспечения ТВ вещанием небольших населенных пунктов, расположенных вне зон вещания крупных РПС или в местах, где прием затруднен, применяют телевизионные ретрансляторы небольшой мощности (1... 100 Вт).
Два варианта построения ретрансляторов с переносом спектра изображены на рис.
fВХ<fВЫХ |
fВХ>fВЫХ |
fГЕТ=fВЫХ–fВХ |
(fГЕТ<fВХ) |
fВЫХ= fВХ+ fГЕТ |
fВЫХ= fВХ - fГЕТ |
В схеме рис. а) принятый радиосигнал вещательного телевидения после усиления в усилителе высокой частоты (УВЧ) поступает на смеситель, в котором преобразуется в радиосигнал другого ТВ канала, а затем усиливается в усилителе мощности (УМ) и поступает в антенну.
При преобразовании частоты (fВХ fВЫХ) не должно происходить инверсии спектра. Поэтому при переходе с более низкой частоты на высокую (fВХ<fВЫХ) частота
гетеродина выбирается равной fГЕТ=fВЫХ–fВХ и после смесителя выделяется суммарная
частота fВЫХ= fВХ+ fГЕТ.
При преобразовании сигналов более высокой частоты в сигналы более низкой (fВХ>fВЫХ) частота гетеродина выбирается ниже частоты принимаемого сигнала (fГЕТ<fВХ), и на выходе смесителя выделяется разностная частота fВЫХ= fВХ - fГЕТ.
На рис. б приведена структурная схема ретранслятора с двойным преобразованием спектра.
– |
– |
|
|
+ |
fПЧ=fГЕТ1–fВХ |
+ |
fВЫХ=fГЕТ2–fПЧ |
fГЕТ1 > fВХ |
fГЕТ2 |
> fВХ |
fВЫХ=fВХ+(fГЕТ1–fГЕТ2) |
fГЕТ1–fГЕТ2= fПЧ |
|||
Вначале |
|
|
промежуточную fПЧ, на |
которой производятся основное усиление радиосигнала и его коррекция. Затем сигнал fПЧ преобразуется в выходной сигнал fВЫХ, который поступает в УМ.
Частота первого гетеродина выбирается выше частоты принимаемого сигнала. Сигнал промежуточной частоты fПЧ=fГЕТ1–fВХ имеет инверсный спектр.
Поэтому частота второго гетеродина также выбирается выше частоты выходного сигнала (на величину fПЧ) и на выходе второго смесителя выделяется разностный
сигнал fВЫХ=fГЕТ2–fПЧ.
При таком преобразовании разность между частотами гетеродинов fГЕТ1 и fГЕТ2 равна разности между частотами входного и выходного радиосигналов
(fГЕТ1–fГЕТ2=fВХ–fВЫХ) независимо от значения fПЧ, которая выбирается равной стандартному значению в бытовых ТВ приемниках (fПЧИЗ=38 МГц, fПЧЗВ=31,5 МГц).30