Схема восстановления постоянной составляющей

В телевизионной технике нашли применение два основных типа схем восстановления постоянной составляющей(ВПС):

1) неуправляемыe схемы ВПС (НСВПС);

2) управляемыe схемы ВПС (УСВПС).

Структурная схема НСВПС приведена на рисунке 36. На входной элемент (Вх.э.) НСВПС поступает полный телевизионный сигнал (ПТВС). Строчными синхроимпульсами ТВ сигнала управляет ключ К. Когда К открыт, то реализуется заряд (дозаряд) конденсатора по цепям: a) выход Вх.э.-К-регулятор уровня фиксации (РУФ)-корпус; б) выход Вх.э.-вход выходного элемента (Вых.э.)-корпус. Обычно входное сопротивление Вых.э. относительно велико при сравнении с входным (проходным) сопротивлением цепи К-РУФ и соответственно основная величина тока заряда (до заряда) конденсатора замыкается через цепь К-РУФ.

Рисунок 36 - Структурная схема НСВПС.

В активной части строк ТВ сигнала (в интервалах времени между строчными синхроимпульсами) ключ К закрыт и реализуется разряд по цепям: a) корпус-вход Вых. э. – выход Вх.э.; б) корпус-РУФ-закрытый К-выход Вх.э. Обычно проходное сопротивление К в закрытом состоянии относительно велико при сравнении со входным сопротивлением Вых.э. и соответственно основная величина тока разряда конденсатора замыкается через Вых.э.

Ток разряда , создавая соответствующее падения напряжения в точке входа Вых.э., обеспечивает получение постоянной составляющей ТВ сигнала в периодах прямого хода строк. При этом ток разряда, а следовательно, и постоянная составляющая определяются величиной заряда , реализованного гасящими импульсами ТВ сигнала.

Таким образом, если амплитуда гасящих импульсов ТВ сигнала остаётся неизменной, то в интервалах гасящего импульса дозаряжается до разности напряжений в точках выхода Вых.э. и входа К.

Разряд конденсатора в интервале прямого хода в таком случае определяет величину дозаряда и приводит к изменению восстановленной величины постоянной составляющей в интервале прямого хода на величину .

В установившемся режиме НСВПС, т.е. при неизменном уровне гасящих импульсов ТВ сигнала, как уже отмечалось, имеет место постоянство дозаряда конденсатора в пределах одного периода строки. Это приводит к отклонению вершины гасящего импульса от уровня фиксации на величину у. Максимальная величина у получается при максимальном уровне строчных синхроимпульсов строк, т.е. при передаче уровня белого. При изменениях размаха (средней составляющей) видеосигнала на входе НСВПС значение у меняется. Такое изменение приводит к нестабильности уровня чёрного видеосигнала на выходе НСВПС. При передаче чёрного поля у приближается к нулю.

Спад яркости изображения к концу строки и нестабильность уровня чёрного являются недостатками, присущими НСВПС. Другим серьёзным недостатком НСВПС является неодинаковое быстродействие схемы при переходах от светлого к тёмному и от тёмного к светлому в ТВ изображении и к соответствующим уровням средней составляющей ТВ сигнала.

Структурная схема УСВПС приведена на рисунке 37. Особенностью работы УСВПС является введение независимого управления ключом К от специального формирователя импульсов фиксации (ФИФ).

Рисунок 37 - Структурная схема УСВПС

На вход ФИФ поступают синхронизирующие импульсы. В ФИФ реализуется формирование специальных импульсов управления, отпирающих К в заданном участке на интервале строчного гасящего импульса. Управляющие импульсы от ФИФ открывают (закрывают) ключ К в момент, совпадающий с заданным интервалом строчного гасящего импульса в исходном ТВ сигнале. Когда К открыт, то реализуется перезаряд конденсатора через выходное сопротивление Вх.э., проходное сопротивление К и РУФ. Время перезаряда должно быть меньше заданной длительности управляющего импульса.

Особенностью работы УСВПС кроме практического отсутствия спада яркости к концу прямого хода строки является и постоянство скорости установления схемы ВПС при изменениях гасящих импульсов от тёмного к белому и наоборот, а также возможность фиксации только по уровню чёрного. Исходя из вышесказанного, выбираем УСВПС.

3.6 Расчет элементов принципиальной
электрической схемы

3.6.1 Расчёт схемы формирования импульсов фиксации

Схема формирования импульсов фиксации (ФИФ) (рисунок 38) выполняет функцию выделения сигнала импульсов фиксации (ИФ) из входного сигнала стробирующих импульсов цветовой синхронизации микросхемы КА174ХА11 и состоит из: диода VD1 и стабилитрона VD2, образующих неуправляемую схему фиксации; электролитического конденсатора С2, сглаживающего пульсации напряжения питания; резистора R1, задающего режим работы стабилитрона VD2.

Рисунок 38 - Принципиальная схема ФИФ и каскада

согласования КС.

Параметры диода VD1 должны удовлетворять следующим требованиям:

< < , где - постоянное прямое напряжение диода;

- напряжение импульсов фиксации.

= 5 (В), тогда < < 5 (В).

1.2 , где - максимально допустимое обратное напряжение диода;

= 10 (В) - максимальное напряжение сигнала на выходе микросхемы К174ХА11. .

Этим требованиям удовлетворяет диод типа КД503Б.

Основные параметры диода типа КД503Б [16]: постоянное прямое напряжение при = 10 (мА): = 0.7 (В); предельное постоянное обратное напряжение = 30 (В); предельно допустимый постоянный прямой ток при T = - 60…+35 : = 20 (мА); время обратного восстановления при = 10 (мА), = 10 (В): =10(нс). Уровень фиксации определяется как = - ( + ), где = 5 (В) – максимальный уровень гасящих импульсов;

= 0.5 (В) – максимальное постоянное прямое напряжение стабилитрона; = 1 (В) – предел изменения уровня импульса гашения, получаемого на выходе микросхемы К174ХА11.

= 5 (В) – (0.5 (В) + 1 (В)) = 3.5 (В).

В качестве источника выберем стабилитрон типа КС133А.

Основные параметры стабилитронa типа КС133А:

напряжение стабилизации при = 10 (мА), при Т = +25 : = 3.3 (В); предельное постоянное прямое напряжение при = 50 (мА):

= 1 (В); предельный ток стабилизации при T +50 :

= 81 (мА).

Задаёмся током стабилизации = 10 (мА) и рассчитываем величину сопротивления R1.

, где = 12 (В) - напряжение питания;

= 3.3 (В) – напряжение стабилизации стабилитрона VD2.

(Ом). Определим рассеиваемую мощность резистора: . Выбираем резистор типа МЛТ-0.125-910 Ом 10%.

Определим величину ёмкости конденсатора С2: C2 > , где = 20 (мс) - период напряжения в цепи питания. C2 > (Ф). Выбираем конденсатор типа К50-35-47 мкФ.