Обоснование структурной схемы

Обоснование структурной схемы.

Из рассмотренных в разделе 1 телевизионных модуляторов для сетей кабельного телевидения самыми высокими эксплуатационными характеристиками обладают перестраиваемые телевизионные модуляторы в которых в качестве источника высокочастотного сигнала несущей используется синтезатор частоты с ФАПЧ. Такие модуляторы имеют следующие достоинства большей диапазон рабочих частот, высокая точность настройки модулятора на несущую частоту канала, высокая стабильность несущей частоты, такие модуляторы просты в настройке и эксплуатации.

Одним из таких модуляторов является телевизионный модулятор на основе интегральной схемы телевизионного модулятора TDA8722T выпускаемой фирмой Philips. Его структурная схема приведена на рис.2.1. Видеосигнал со входа видео поступает на фиксатор уровня в котором производится восстановление постоянной составляющей и коррекция группового времени запаздывания. Далее видеосигнал поступает на ограничитель в котором производится ограничение уровня белого в случае поступления на вход модулятора видеосигнала имеющего слишком большей размах. Ограничение уровня белого необходимо для избежание искажений и слишком большей глубины модуляции видеосигнала.

После этого обработанный видеосигнал поступает на усилитель, где усиливается до необходимого уровня и дальше поступает на электронный коммутатор. Электронный коммутатор предназначен для переключения режима модуляции входным видеосигналом и режима модуляции сигналом испытательной таблицы.

Сигнал испытательной таблицы формируется встроенным генератором испытательной таблицы и поступает на второй вход электронного коммутатора. Переключение коммутатора происходит по команде устройства управления. С выхода электронного коммутатора видеосигнал поступает на модулятор сумматор, где происходит амплитудная модуляция сигнала промежуточной частоты видеосигналом и суммирование полученного амплитудно-модулированного видеосигнала промежуточной частоты с частотно-модулированным сигналом звукового сопровождения.

В результате чего происходит формирование полного телевизионного сигнала промежуточной частоты. Сигнал звукового сопровождения поступает с аудиовхода модулятора на вход частотного модулятора звука, где происходит частотная модуляция сигала генератора промежуточной частоты сигналом звукового сопровождения. Внешний опорный контур генератора промежуточной частоты позволяет установит частоту генератора в соответствии с действующим телевизионным стандартом.

Частотно-модулированный сигнал звукового сопровождения с частотного модулятора звука поступает также поступает на модулятор сумматор. Также на модулятор сумматор поступает сигнал проверка баланса с устройства управления. С выхода модулятора сумматора промодулированный телевизионный сигнал поступает на вход смесителя в котором происходит перенос телевизионного сигнала промежуточной частоты на несущую частоту выбранного канала. Сигнал несущей частоты канала поступает на вход смесителя с выхода синтезатора частоты.

С выхода смесителя высокочастотный телевизионный сигнал поступает на симметричный буферный каскад, где происходит его усиление до необходимого уровня и на трансформатор преобразующий симметричный выход в асимметричный. Далее сигнал поступает на выход модулятора. Сигнал несущей частоты канала формируется программируемым синтезатором частоты с ФАПЧ. Высокочастотный сигнал несущей канала поступающий на смеситель вырабатывается генератором управляемым напряжением ГУН . Настройка ГУНа на необходимую частоту осуществляется с помощью перестраиваемого опорного контура.

Выходной сигнал ГУНа также поступает на прескалер с коэффициентом деления равным 8. С выхода прескалера сигнал поступает на делитель с переменным коэффициентом деления, коэффициент деления которого устанавливается устройством управления в зависимости от выбранного канала. Значение коэффициента деления N делителя с переменным коэффициентом определяется по формуле , 2.1 где - значение частоты несущей выбранного телевизионного канала - значение частоты опорного генератора 4 МГц деленное на 128 31,25 кГц. Далее сигнал с выхода делителя поступает на вход фазового дискриминатора.

На второй вход фазового дискриминатора поступает сигнал опорного генератора стабилизированного кварцем предварительно разделенного делителем частоты с коэффициентом деления равным 128. Фазовый дискриминатор сравнивает фазы поступающих сигналов и в случае их несовпадения вырабатывает сигнал ошибки.

С выхода фазового дискриминатора сигнал ошибки поступает на вход формирователя, где из него формируется сигнал управления опорным контуром ГУНа. Далее сигнал Рис.2.1. Структурная схема телевизионного модулятора. управления поступает на усилитель, где усиливается до необходимого уровня и поступает на опорный контур ГУНа. В результате чего происходит настройка ГУНа на частоту несущей выбранного телевизионного канала. Сигналы с выхода делителя с переменным коэффициентом деления и делителя опорного генератора ФАПЧ также поступают на вход логического устройства, которое обеспечивает вывод одного из сигналов на выход порта модулятора для их контроля, по команде устройства управления.

Система управления модулятором состоит из микроконтроллера, устройства индикации номера канала и устройства управления модулятором. При нажатии на кнопку выбора канала микроконтроллер формирует кодовую команду переключения синтезатора частоты на выбранный канал. Эта команда передается по двухпроводной шине в устройство управления.

Также микроконтроллером формируется сигнал индикации выбранного канала, который преобразуется дешифратором в семисегментный код и отображается на двухразрядном индикаторе. Микроконтроллер также обеспечивает динамический режим работы индикатора. Формат команды передаваемой микроконтроллером устройству управления по шине показан в таблице 2.1. Команда состоит из байта адреса С8 и двух байт данных в которых передается значение рабочей частоты для синтезатора частоты и информация о выбранном режиме работы модулятора.

Таблица 2.1. Формат команды модулятора. Байт Бит 7 Бит 6 Бит 5 Бит 4 Бит 3 Бит 2 Бит 1 Бит 0 Байт адреса С8 1 1 0 0 1 0 0 0 Байт данных 1 0 Б11 Б10 Б9 Б8 Б7 Б6 Б5 Байт данных 2 1 Т0 Т1 Т2 Р0 Б4 Б3 Б2 Примечания 1. Б2 Б11 10 программируемых бит значения рабочей частоты синтезатора частоты. Значение рабочей частоты задается двенадцатибитным числом два первых бита которого являются постоянными и не программируются. 2. Т0 Т2 Биты задающие режим работы модулятора. Значения битов Т0 Т2 для разных режимов работы модулятора приведены в таблице 2.2. 3. Р0 бит управления состоянием выхода порта Р0 0 порт выключен.

Р0 1 порт включен. Таблица 2.2. Значение битов Т0 Т2 при разных режимах работы модулятора. Бит Т0 Бит Т1 Бит Т2 Режим работы модулятора 0 0 0 Нормальный режим. 0 0 1 Режим испытательной таблицы 0 1 0 Режим синтезатор частоты выключен 0 1 1 Режим проверка баланса 1 0 0 Контроль деленной частоты сигнала ГУНа 1 0 1 Режим проверки синтезатора частоты 1 1 0 Контроль сигнала опорного генератора 1 1 1 Отключение фазового дискриминатора.

Значение рабочей частоты синтезатора частоты задается двенадцатибитным числом равным значению несущей частоты выбранного телевизионного канала в мегагерцах. Первые два бита этого числа означают дробную часть значения частоты и являются неизменными. Коды команд модулятору для 21 61 каналов дециметрового диапазона и нормального режима работы модулятора с выключенным выходом порта приведены в таблице 2.3. Устройство управления модулятором дешифрует команды приходящие от микроконтроллера по шине и передает их на соответствующие узлы модулятора.

По его команде устанавливается коэффициент деления делителя с переменным коэффициентом деления в синтезаторе частоты, что позволяет установить необходимую частоту несущей канала. Также устройство управления осуществляет переключение состояние выхода порта и включение следующих сервисных режимов работы модулятора 1. Режим испытательной таблицы.

В этом режиме сигнал несущей частоты канала модулируется сигналом встроенного генератора испытательной таблицы. Этот режим необходим для настройки приемных устройств на необходимую частоту. Таблица 2.3. Коды команд модулятора. ТВ канала. Частота, МГц. Двенадцати- битноечисло. Управляющая информация для TDA8722. Байт адреса. Байт данных 1. Bin Hex Bin Hex 21 471,25 011101011101 11001000 C8 00111010 3A 22 479,25 01110101 11001000 C8 00111011 3B 23 487,25 011110011101 11001000 C8 00111100 3C 24 495,25 011110111101 11001000 C8 00111101 3D 25 503,25 01011101 11001000 C8 0010 3E 26 511,25 0101 11001000 C8 001 3F 27 519,25 1011101 11001000 C8 010 40 28 527,25 10111101 11001000 C8 0101 41 29 535,25 100001011101 11001000 C8 01000010 42 30 543,25 10000101 11001000 C8 01000011 43 31 551,25 100010011101 11001000 C8 01000100 44 32 559,25 100010111101 11001000 C8 01000101 45 33 567,25 100011011101 11001000 C8 01000110 46 34 575,25 1000101 11001000 C8 01000111 47 35 583,25 100100011101 11001000 C8 01001000 48 36 591,25 100100111101 11001000 C8 01001001 49 37 599,25 100101011101 11001000 C8 01001010 4A 38 607,25 10010101 11001000 C8 01001011 4B 39 615,25 100110011101 11001000 C8 01001100 4C 40 623,25 100110111101 11001000 C8 01001101 4D 41 631,25 100111011101 11001000 C8 01001110 4E 42 639,25 100101 11001000 C8 01001111 4F 43 647,25 101000011101 11001000 C8 01010000 50 44 655,25 101000111101 11001000 C8 01010001 51 45 663,25 101001011101 11001000 C8 01010010 52 46 671,25 10100101 11001000 C8 01010011 53 47 679,25 101010011101 11001000 C8 01010100 54 48 687,25 101010111101 11001000 C8 01010101 55 49 695,25 101011011101 11001000 C8 01010110 56 Продолжение таблицы 2.3. ТВ канала.

Частота, МГц. Двенадцати- битноечисло.

Управляющая информация для TDA8722. Байт адреса. Байт данных 1. Bin Hex Bin Hex 50 703,25 1010101 11001000 C8 01010111 57 10000111 87 51 711,25 101100011101 11001000 C8 01011000 58 10000111 87 52 719,25 101100111101 11001000 C8 01011001 59 10000111 87 53 727,25 101101011101 11001000 C8 01011010 5A 10000111 87 54 735,25 10110101 11001000 C8 01011011 5B 10000111 87 55 743,25 101110011101 11001000 C8 01011100 5C 10000111 87 56 751,25 101110111101 11001000 C8 01011101 5D 10000111 87 57 759,25 101111011101 11001000 C8 01011110 5E 10000111 87 58 767,25 10101 11001000 C8 0101 5F 10000111 87 59 775,25 11011101 11001000 C8 0110 60 10000111 87 60 783,25 110000111101 11001000 C8 01100001 61 10000111 87 61 791,25 110001011101 11001000 C8 01100010 62 10000111 87 2. Режим выключения синтезатора частоты.

В этом режиме на выходе модулятора нет сигнала.

Он может быть использован для избежания наводок на другие устройства, когда модулятор не используется. 3. В режиме проверка баланса сигнал несущей перемодулируется. Это упрощает измерения сигнала несущей частоты. 4. Режим контроля сигналов опорного генератора ФАПЧ и деленной частоты сигнала ГУНа. В этом режиме один из вышеперечисленных сигналов присутствует на выходе порта.

Работа в этих режимах возможна при включенном выходе порта. 5. Режим проверки синтезатора частоты.

В этом режиме можно подать внешнее управляющее напряжение на опорный контур ГУНа и проверить его работу. Сигнал управления с системы ФАПЧ на ГУН при этом не поступает. 6. Режим отключения фазового дискриминатора. В этом режиме ГУН выключен, а на выходе модулятора присутствуют модулирующие сигналы изображения и звука.

Блок питания модулятора преобразует напряжение электросети 220 В в постоянные стабилизированные напряжения 33 В и 9 В, необходимые для питания узлов модулятора. На плате модулятора имеется встроенный стабилизатор напряжения 5 В стабилизирующий напряжение питания микроконтроллера и цифровых цепей микросхемы модулятора. Встроенный стабилизатор напряжения микросхемы модулятора осуществляет стабилизацию напряжения питания аналоговых узлов микросхемы модулятора. 2.2.