Структурные схемы ТВ приемников

И ТЕЛЕВИЗИОННОГО РАДИОПЕРЕДАТЧИКА.

Поскольку телевизионный сигнал имеет периодический характер, спектр его должен быть линейчатым. Т.к. периодичностей вдоль оси времени две – строчная и кадровая, вдоль оси частот также должна наблюдаться двойная периодичность – строчная и кадровая. На частоте 0 Гц должна быть спектральная линия, отражающая факт однополярности видеосигнала. В электрическом смысле это постоянная составляющая видеосигнала, в яркостном смысле – средняя яркость кадра.

(8)

Т.к. то

S(w)= 1/2×U_m,n cos(mw _K –nw _C )t + 1/2×U_m,n cos(mw _K +nw _C )t. (9)

*

F K f c 2 f c n f c f

Рис. 10.

Следует обратить внимание на большую неравномерность распределения спектральных линий вдоль оси частот. Как правило, на рисунках этого спектра сильно нарушен масштаб по горизонтали. Для правильного восприятия частотных интервалов следует вспомнить, что F_к = 50 Гц, а f _с = 15625 Гц. Следовательно, между группами спектральных линий большие (около 14 кГц) «пустые» промежутки, что свидетельствует о наличии избыточности и не самом лучшем способе кодирования информации.

Огибающая спектра спадает с ростом частоты, причем частота заметного, т.е. более или менее крутого спада зависит от характера сюжета. До частот порядка 6 МГц спектр тянется только в случае сюжетов общего плана с большим количеством мелких деталей. Для сюжетов среднего плана частота крутого спада около 3 МГц, а в случае крупных планов частота спада может быть порядка 1,5 МГц. Этот факт (как и линейчатая структура спектра) понадобится нам при рассмотрении систем цветного телевидения.

Как известно, применение в радиоканале сигнала с одной боковой полосой (ОБП) дает существенный энергетический выигрыш и позволяет вдвое сократить полосу частот, занимаемую сигналом в эфире. Но приемник для сигналов с ОБП существенно сложнее и дороже, чем для обычных АМ сигналов, прежде всего из-за необходимости восстанавливать несущую. Желание применить в приемнике простейший АМ детектор приводит к необходимости сохранить в сигнале несущую. Однако передача несущей и только одной боковой приводит к появлению при детектировании так называемых квадратурных искажений. Эти искажения хорошо заметны на крупных деталях изображения, которым соответствуют низкие модулирующие частоты, и слабо заметны на мелких деталях, которым соответствуют высокие модулирующие частоты. Поэтому было принято решение сохранить обе боковые полосы на нижних частотах (приблизительно до 1МГц), избавившись тем самым от искажений на крупных деталях. Но в результате этого на выходе АМ детектора сигнал на верхних частотах, где передается только одна боковая, будет в два раза меньше, чем на нижних, что похоже на завал верхних частот. Для устранения этого в приемнике делают кососимметричное ограничение АЧХ на нижних частотах, как это показано на рис.11 (срез Найквиста).

*

Рис. 11. АЧХ фильтров ТВ передатчика и ТВ приемника.

Сегодня в телевизионных приемниках находит применение только супергетеродинная схема. В таком случае на выходе преобразователя частоты (смесителя) получим две промежуточные частоты – изображения и звука, отличающиеся при нашем стандарте на 6,5 МГц. Обычно используется верхнее преобразование частоты, при котором f _гет > f _сигн , следовательно, промежуточная частота звука f _{пч зв} = f _гет – f _{нес. зв} ниже промчастоты изображения. Возможны, по крайней мере, два варианта построения дальнейшей схемы.

В схеме двухканального телевизионного приемника к выходу смесителя подключаются параллельно два усилителя промежуточной частоты – изображения и звука, частоты настройки которых отличаются на 6,5 МГц. Достоинством этой схемы являются малые взаимные помехи между сигналами изображения и звука. Однако в таком приемнике при уходе частоты гетеродина будут наблюдаться искажения сигнала звукового сопровождения из-за смещения спектра ЧМ колебания при расстройке гетеродина на нелинейный участок S-кривой частотного детектора, а также на скаты сравнительно узкополосной АЧХ УПЧ. В канале изображения при умеренных уходах частоты гетеродина искажений не будет, что обусловлено инвариантностью амплитудного детектора к значению несущей частоты детектируемого АМ колебания.

Если несколько расширить полосу пропускания УПЧ изображения с тем, чтобы через него проходил и сигнал звукового сопровождения, то на амплитудном видеодетекторе (это нелинейный элемент) будут происходить биения двух сигналов (промежуточной частоты изображения 31,5 МГц и промежуточной частоты звука 38 МГц), в результате чего в числе прочих комбинационных частот получится и разностная частота 6,5 МГц, промодулированная как по амплитуде сигналом изображения, так и по частоте сигналом звука. УПЧ звука в такой схеме работает на разностной частоте, значение которой не зависит от частоты гетеродина, так что звук не искажается при уходе этой частоты. Амплитудную модуляцию разностного сигнала несложно подавить ограничителем, а для ослабления помех от сигнала звукового сопровождения в канал изображения применяют режекторный фильтр. Кроме того, для уменьшения перекрестных искажений делают в АЧХ общего УПЧ (традиционно его не совсем верно называют УПЧИ) так называемую «площадку» для сигнала звука с ослаблением на 10–14 дБ. Такой приемник называется одноканальным или «с приемом звукового сопровождения на биениях».

*

ПРС СМ УПЧЗ ЧД УЗЧ ГЕТ УПЧИ АД ВУ АС ДЦ ГСР ИЦ ГКР

Рис. 12.

Канал звукового сопровождения одноканальногоприемника по сути представляет собой супергетеродин с двойным преобразованием частоты, причем значение второй промежуточной частоты (6,5 МГц для действующего стандарта) в силу особенностей ее получения зависит не от частоты гетеродина, а от несущих частот передатчиков изображения и звука (точнее, их разности).

В современных моделях ТВ приемников (начиная с четвертого поколения) используется схема, называемая обычно квазипараллельным каналом и являющаяся усовершенствованным вариантом одноканальной схемы.

Следует отметить, хотя данный момент и не относится к телевидению, что утверждение в [1] и [2], будто бы спектр зеркального канала подавляется фильтрами промежуточной частоты, является ошибочным (правильно – контурами преселектора).