ESpec - мир электроники для профессионалов


Главная » Видеотехника » Просмотр статьи

Как работает телевизор: устройство и принцип работы

Вся техника периодически может выходить из строя, и телевизор, который имеется практически в каждом доме, тому не исключение. Для возможности своевременной его починки собственными силами необходимо разбираться в схеме работы каскадов, их предназначении и взаимодействии друг с другом, а также представлять основы работы ТВ-приемника.

Основной принцип (технология) работы телевизора

Одним из главных устройств любого телевизора, обеспечивающим прием сигнала, является телевизионная антенна (ТА), причем главным параметром ее работы является правильное согласование выходного R активного вибратора с сопротивлением, присущим кабелю снижения (КС). Он необходим для того, чтобы передавать входящий импульс, принятый ТА и является коаксиальным кабелем высокой частоты, имеющим достаточный КПД (фидер).

Согласование необходимо для достижения более высокого КБВ (коэффициента бегущей волны) в самом кабеле снижения. Устройство согласования предназначено для преобразования R в величину, близкую по значению сопротивлению, которым обладает фидер.

Также ТА обязана иметь определенные значения по полосе пропускания, это является важным параметром, так как ее ширина напрямую определяет равномерность ее амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).

Структурную схему обычного, черно-белого телевизора можно представить:

Сигнал, поступающий с антенны, попадает на входное избирательное устройство (ВИУ), которое выделяет тот телевизионный сигнал, требующийся в определенный момент. С учетом того, что его U достаточно мало, далее следует его усиление посредством высокочастотного усилителя (УВЧ).

После усиления он идет на частотный преобразователь (ПЧ), представляющий собой смеситель с гетеродином, точность настройки которого необходима для получения высококачественного изображения (четкости, отсутствия любых искажений по фазе и качеству звука). Плюс, правильная и четкая подстройка способствует сглаживанию имеющихся помех, поступающих от других ТВ-каналов.

По количеству колебательных контуров гетеродин полностью аналогичен ВИУ. После настройки сигнала в гетеродине, он идет на смеситель, куда также приходит и параметр от ВИУ.

Согласно принципу работы смесителя, который переносит принимаемую частоту на промежуточную, в нем происходит умножение частоты имеющегося изображения и частоты звука на частотную составляющую гетеродина.

В результате этого на выходе получаются колебания частоты изображения i, а также звука f (все они - промежуточные).

fПР = fГ – fС

Таким образом, на выходе ПЧ имеются промежуточная i изображения и звука, при этом первая должна быть на 6,5 МГц выше второй.

Независимо от того, какой канал настраивается, эти значения являются постоянной величиной и имеют следующие значения:

  • i изображения = 38 МГц.
  • f звука = 31,5 МгЦ.

Данные колебания хотя и являются высокочастотными, однако содержат меньшие f принятых сигналов. Если требуется точно его подстроить, в подобных ситуациях параметры гетеродина возможно регулировать посредством изменения С (емкости) в цепи колебательного контура.

Как правило, в современных моделях имеется блок АПЧГ, который автоматически подстраивает гетеродин.

Проходя через СК (селектор каналов телевизора), промежуточные частоты попадают в БУ, преобразующего промежуточную частоту получаемой картинки (УПЧИЗ).

После него усиленный импульс идет на детектор (ВД).

ВД осуществляет два основных предназначения:

  • Выделение видеосигнала.
  • Получение новой, 2-ой промежуточной частоты звуковой составляющей, которая представляет собой разницу между промежуточными частотными составляющими картинки и звуковой составляющей и равна 6,5 МГц.

Таким образом, ВД является ничем иным, как ПЧ.

После ВД сигнал видео идет на усилитель (УВС), а после - на модулятор самого кинескопа (МК).

Полученное значение(6,5 МГц) идет на УПЧЗ, после чего она передается на детектор (ЧД), выделяющий непосредственно сам звук, после чего отправляет его на УЧЗ и впоследствии – на громкоговоритель (ГР).

Синхронизирующий сигнал выделяется из УВС посредством блока синхронизации (БС) и, не претерпевая видоизменений, проходит все имеющиеся блоки.

В БС происходит его разделение на строчные и также кадровые импульсы при помощи блоков, осуществляющих развертку (БКР, БСР), после чего они идут на ОС.

После БС все импульсы, получаемые посредством БКР и БСР идут на выпрямитель высокого U (ВВ), необходимый для запитки одного из анодов кинескопа (К). Изначально напряжение на схему U подается из блока питания (БП).

Как уже было сказано, после УВС строчные, а также кадровые импульсы составляют полный готовый видеосигнал. Благодаря этому на экране К электронный луч двигается синхронно и с той же фазой, что и луч, который передается с трубки телецентра.

Видеосигнал содержит импульсы, гасящие луч в К, требуемые на обратный код указанных разверток (кадровых, строчных).

Чтобы выделить непосредственно синхроимпульсы, имеется селектор (ССИ), который находится всегда в запертом состоянии и переходит в открытое состояние из-за импульсов синхронизации. Так как амплитуда синхроимпульсов всегда выше амплитуды сигнала изображения для самых черных элементов, и происходит их выделение.  При этом их значение будет соответствовать понятию «чернее черного».

Также ССИ обладает функцией разделения на строчные и кадровые синхроимпульсы посредством измерения разницы по длительности между строчными и кадровыми импульсами (длительность последних выше).

Таким образом, посредством процедуры дифференцирования получают строчные синхроимпульсы, а при помощи интегрирования – кадровые синхроимпульсы.

После ССИ кадровые синхроимпульсы идут на ГКР (генератор кадровой развертки), где на выходном каскаде из отклоняющих катушек получается напряжение пилообразной формы, что и продуцирует линейный ток I пилообразной формы.

Отклоняющие катушки ОС, обеспечивающие кадровку, соединяются с ГКР при помощи выходного кадрового трансформатора (ВТК), обеспечивающего полное согласование R каскада (лампового) с R отклоняющих катушек. Как вариант, подсоединение может быть выполнено полупроводниками ГКР, так как их R значительно меньше.

Посредством ОС, установленной на горловину трубки кинескопа (К), происходит управление электронным лучом, при этом воздействие на него осуществляется с помощью магнитного поля соленоидов ОС.

Строчные синхроимпульсы проходят на устройство, обеспечивающее автоматическую частотную и фазовую подстройку самой строчной развертки (АПЧиФ). Там же происходит сравнение по длительности строчных синхроимпульсов и импульсов обратного хода самой строчной развертки, которые приходят с ГСР.

Если длительность строчных синхроимпульсов и импульсов обратного хода с ГСР совпадает, на выходе АПЧиФ U будет равняться нулю.

Если по длительности наблюдаются отклонения в ту или иную сторону, на выходе получается U, пропорциональное величине данного отклонения. При этом, полярность напряжения будет зависеть от времени поступления импульсов с ССИ и ГСР.

За счет имеющейся инерционности АПЧиФ, импульсные помехи, также попадающие вместе с входящим сигналом, не оказывают никакого влияния на его работу.

Выходное напряжение с АПЧиФ идет на ГСР, который в свою очередь меняет частотную составляющую напряжения развертки.

Упрощенная электрическая принципиальная (структурная) схема телевизора

Согласно представленной в предыдущем подпункте структурной схеме, становится понятным расположение и взаимодействие отдельных блоков между собой.

С учетом развития технологий, принципы построения схем и работы значительно видоизменились, так как с течением времени телевизоры с черно-белым экраном сменились вначале цветными, а затем и ЖК и плазменными.

В связи с этим, в классическую структурную схему в связи с переходом на цветное вещание были добавлены новые элементы, такие как:

  • БЦ – блок цветности.
  • БДУ – блок, обеспечивающий управление на расстоянии.
  • БКВУ – блок, обеспечивающий коммутацию всех внешних устройств.

Что касается современных, ЖК и плазменных панелей, количество различных блоков в них значительно больше.

Устройство, принципы работы черно-белых моделей (аналоговых)

Все черно-белые телевизоры, относящиеся как к ламповым, так и полупроводниковым моделям, имеют схожую структурную компоновку.

Как видно из представленного рисунка, добавлены следующие устройства:

  • Метровый селектор каналов (СКМ).
  • Дециметровый селектор каналов (СКД).
  • Усилитель промежуточной f изображения (УПЧИ).

Сигналы звука и картинки, усиленные и преобразованные в блоке, переключающем каналы телевизора (ПТК), поступают в УПЧИ.

С учетом того, что частота колебаний гетеродина отличается по значению от f поступающего импульса (выше), как уже указывалось, разница между промежуточной i картинки и звука составляет 6, 5 МГц.

Для получения изображения самого высшего качества, требуется точно настроить гетеродин на входе на нужную частоту, которая обеспечивает четкость видеоизображения и чистоту звукового сигнала, а также отсутствие искажений по фазе.

Все подобные телевизоры имеют функцию как ручной, так и автоматической подстройки

Ручная настройка помогает обеспечить правильную подстройку при приеме тестовой таблицы.

Автоматическая настройка крайне необходимо при различных коммутациях, таких как включение и прогрев самого устройства (меняется частотная составляющая гетеродина), скачка напряжения в электросети, внешних помехах или переключении требуемых каналов.

АПЧГ (автоматическая частотная подстройка гетеродина)

АПЧГ выполняется с ОС и содержит в себе различитель и элемент управления.

Различитель представляет собой не что иное, как дискриминатор фаз, где на вход идет U промежуточной частоты. Таким образом, если телевизор подстроен точно, U на выходе будет равняться нулю.

При имеющемся отклонении частоты гетеродина (от 38 МГц, номинальной), на выходе появляется управляющее U расстройки.

U расстройки идет на устройство, называемое варикапом, который соединено с контуром гетеродина в ПТК. Таким образом, данное U меняет f гетеродина ту сторону, которая противоположна расстройке.

Но полностью устранить имеющуюся расстройку АПЧГ не в состоянии, потому в наличии всегда имеется ее остаточные значения. При этом, чем выше коэффициент автоподстройки, тем меньше будет значение остаточной расстройки.

Зачастую, стандартным решением в устройствах подобного типа является использование АПЧГ по промежуточной f и УПТ (усилителем постоянного I). При такой схеме остаточная расстройка составляет порядка 50 кГц (изначально присутствует в 1,2 МГЦ).

Также многие модели первого поколения комплектуются следующими блоками:

  • Автоматической регулировкой усиления (АРУ), обеспечивающим постоянное поддержание каких-либо значений.
  • Автоматической постройкой по f и фазе (АПЧиФ).

В данных моделях за счет АПЧиФ в ГСР предусмотрена частотная и фазовая автосинхронизация с подобными параметрами синхроимпульсов от телецентра. Также обеспечивается надежная синхронизация строчной развертки сигнала на входе, если он ослаблен или присутствуют импульсные помехи, что актуально для моделей с большой диагональю экрана.

Далее, на выходе ФД (фазового детектора), который в обязательном порядке имеется в подобных моделях, будет присутствовать постоянное U, при этом его полярность и значение будут находиться в прямо пропорциональной зависимости от угла сдвига фаз импульсов.

Если данный угол будет нулевым, напряжение на выходе ФД также будет иметь нулевое значение. При других его величинах, данное U идет на управляющую сетку ЗРГ (задающий релаксационный генератор) через фильтр низких частот (НЧФ).

Если напряжение начинает меняться, происходят изменения также и в частоте собственных колебаний ЗРГ. Таким образом, данные колебаний затухнут лишь тогда, когда их расхождение с углом сдвига фаз и f синхроимпульсов также сведется к нулю.

В зависимости от схемы построения, АПЧиФ не всегда способен компенсировать все возможные отклонения f ЗРГ. Во избежание подобной проблемы в таких телевизорах с простой схемой АПЧиФ устанавливается ручная регулировка.

Что касается моделей первого класса, за счет правильного выбора схемы АПЧиФ с широким диапазоном полосы, захватывающей f ЗРГ, отпадает необходимость в установке возможности ручной подстройки. Это достигается за счет контроллера, фазового дискриминатора, который запоминает последнюю величину пикового U разностной f.

Устройство, принципы работы цветных телевизоров (аналоговых)

Данные модели являются аналоговыми и выполнены на полупроводниках.

В отличие от предыдущего изображения, в составе цветного телевизора на полупроводниках добавлены такие новые составляющие:

  • Плата дистанционного управления (ДУ).
  • Видеопроцессор, укомплектованный декодером цветности.
  • Декодер, обеспечивающий телетекст.
  • Плеер DVD.Плеер-USB.

Схема, устройство, принципы работы ЖК и плазменных панелей

В данных моделях схема значительно изменена, так как в отличие от аналогового, сигнал обрабатывается цифровым способом.

Основные блоки, присущие подобным устройствам, следующие:

  • Инвертор. Благодаря ему обеспечивается напряжение, необходимое для запитки светодиодов или ламп подсветки.
  • Память, в которой хранятся данные о настройках – ПЗУ.
  • Оперативная память, которая принимает непосредственное участие в их обработке – ОЗУ.

Таким образом, принцип действия телевизора во всех моделях остается одним и тем же, однако за счет развития современных технологий составляющие элементы претерпели значительные изменения.


Информация

Разместил(а): Administrator
Просмотров статьи: 5464

Рейтинг статьи

ужасно    1     2     3     4     5    отлично
Текущий рейтинг:  Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 Рейтинг: 3, проголосовало: 19 

Комментарии Комментарии (0) Версия для печати Версия для печати

Другие публикации раздела

Простейшие схемы источников питания
Прибор для восстановления кинескопов
Частоты телевизионных каналов
Антенные усилители
Двигатели видеомагнитофонов

Интересное от ESpec



liveinternet.ru RadioTOP Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru