Описание принципиальной схемы и конструкции модулятора. Описание принципиальной схемы.
Принципиальная схема проектируемого телевизионного модулятора для сетей кабельного телевидения изображена на рис.2.2. Её можно условно разделить на три части собственно телевизионный модулятор, устройства управления и индикации на основе микроконтроллера AT90S2313 и блока питания.
Основой модулятора является специализированная интегральная схема телевизионного модулятора D1 типа TDA8722. Видеосигнал со входа модулятора через цепочку резисторов R1, R2, R3, служащую для согласования источника видеосигнала и входных видео цепей микросхемы D1, и разделительный конденсатор С2 поступает на видеовход микросхемы D1 вывод 19. Далее этот видеосигнал подвергается фиксации постоянной составляющей, коррекции группового времени запаздывания, ограничению уровня белого, служащего для избежания перемодуляции при поступлении на вход микросхемы видеосигнала с размахом больше номинального.
После этого обработанный видеосигнал усиливается усилителем и через коммутатор, служащей для переключения внешнего видеосигнала и сигнала встроенного генератора испытательной таблицы, поступает на сумматор, где производится амплитудная модуляция и смешивание амплитудно-модулированного видеосигнала с частотно-модулированным сигналом звука.
В микросхеме D1 внешняя настройка глубины модуляции с помощью резистора R5. Настройка глубины модуляции может производится в диапазоне от 65 до 90 при изменении сопротивления резистора R5 от 47 кОм до ? резистор R5 удален. График зависимости глубины модуляции от значения резистора R5 приведен на рис.4.1. Также возможна внешняя настройка соотношения уровней видеосигнала и сигнала звука в суммарном сигнале выходящем из сумматора с помощью конденсатора С3. График зависимости отношения сигнала изображения к сигналу звыка в выходном ВЧ сигнале от емкости конденсатора С3 изображен на рис.4.2. С выхода сумматора суммарный сигнал амплитудно-модулированного видеосигнала и частотно-модулированного сигнала звука поступает на смеситель, где смешивается с высокочастотным сигналом несущей телевизионного канала поступающего с синтезатора частоты.
С выхода смесителя сигнал поступает на симметричный выходной каскад, где производится усиление сигнала и на симметричные высокочастотные выходы Рис.4.1. График зависимости глубины модуляции видеосигнала от номинала резистора R5. ПЧ звука 1 4,5 МГц, 2 5,5 МГц, 3 6,0 МГц, 4 6,5 МГц, при R5 120 кОм. Рис.4.2. График зависимости отношения сигнала изображения к сигналу звыка в выходном ВЧ сигнале от емкости конденсатора С3. микросхемы D1 выводы 15 и 16 . Для согласования симметричного выхода микросхемы D1 с несимметричной нагрузкой служит согласующий трансформатор ТР1 со вторичной обмотки которого высокочастотный сигнал поступает на выход модулятора.
Сигнал звука со входа модулятора через согласующую цепочку С6R7 поступает на вход частотного модулятора звука микросхемы D1 вывод1 . Емкость конденсатора С6 зависит от выходной емкости источника звукового сигнала.
Резистор R8 служит для задания начального смещения входа модулятора звука.
Частотный модулятор звука имеет внешний опорный контур L1C7R9 служащий для установки необходимого значения частоты поднесущей звука выводы 2 и 3 микросхемы D1 . Эту частоту можно изменять в пределах от 4,5 до 6,5 МГц, что позволяет настроить модулятор для работы в любом из существующих в мире телевизионных стандартов.
Настройка частоты поднесущей звука производится путем изменения индуктивности катушки L1. Резистор R9 служит для уменьшения добротности контура необходимого для осуществления частотной модуляции.
Его сопротивление выбирается в зависимости от выбранной добротности катушки L1. Рекомендованные значения сопротивления резистора R9 в зависимости от добротности катушки L1 приведены в таблице.4.1. Не рекомендуется выбирать добротность катушки L1 меньше 30 из-за возможности срыва колебаний частотно-модулируемого генератора.
Обычно она выбирается большей или равной 50. Таблица.4.1. Рекомендованные значения сопротивления R9 в зависимости от добротности L1. Добротность катушки L1 Сопротивление резистора R9, кОм 30 40 82 33 40 50 33 27 50 60 27 22 60 70 22 18 70 100 18 15 Высокочастотный сигнал несущей телевизионного канала формируется синтезатором частоты с ФАПЧ. Он имеет внешний опорный контур генератора управляемого напряжением ГУНа на элементах L2, C6, C9, VD1, R10 и R11 и внешний усилитель сигнала управления ГУНом на транзисторе VT1. Сигнал управления опорным контуром ГУНа поступает с вывода 7 микросхемы D1 на базу транзистора VT1. На коллектор этого транзистора через фильтр питания R14C12 поступает напряжение смещения варикапа опорного контура и через фильтр R12C10 и резистор R11 поступает на варикап опорного контура ГУНа VD1. Через элементы C11R13 с коллектора транзистора VT1 на вывод 8 микросхемы D1 поступает сигнал обратной связи.
При изменении сигнала управления на базе транзистора VT1 изменяется состояние транзистора и изменяется напряжение смещения на варикапе VD1 опорного контура ГУНа. При изменении напряжения смещения изменяется емкость варикапа и резонансная частота опорного контура ГУНа. Таким образом производится настройка ГУНа на заданную частоту по сигналу управления.
К выводу 9 микросхемы D1 через конденсатор С14 подключен кварцевый резонатор опорного генератора системы ФАПЧ. Конденсатор С14 служит для коррекции формы сигнала выдаваемого этим генераторам.
Команды управления модулятором подаются по двухпроводной шине на выводы 12 SCL и 13 SDA микросхемы D1 с устройства управления и контроля.
Для стабилизации напряжения питания микросхемы модулятора D1 применен интегральный стабилизатор напряжения D5. Устройство управления и индикации собрано на основе микроконтроллера AT90S2313 производства фирмы ATMEL. Оно обеспечивает управление работай микросхемы модулятора D1 задание рабочей частоты для синтезатора частоты по двухпроводной шине и выдачу четырехразрядного числа номера выбранного телевизионного канала на схему индикации.
Работа устройства управление осуществляется в соответствии с управляющей программой, зашитой в микроконтроллере D2. Обвязкой микроконтроллера является внешний кварцевый резонатор тактового генератора подключаемый к выводам 4 и 5. Схема сброса на элементах VD2, R16, R17 и С17 подключенная к входу сброса микроконтроллера D2 вывод 1 , которая обеспечивает сброс исполняемой программы при включении питания и кнопка переключения каналов подключенная к входу В6 вывод 18 . Сигналы управления модулятором снимаются с выходов D0 и D1 выводы 2 и 3 микросхемы D2 . С выходов В0 В3 микроконтроллера D2 снимается четырехразрядное число номера выбранного телевизионного канала. Это число поступает на соответствующие входы дешифратора D3, а дешифрованное число с его выходов поступает на двухразрядный семисегментный индикатор с динамическим режимом индикации HL1. Сигналы управления динамическим режимом индикации снимаются с выходов В4 и В5 микроконтроллера D2 и подаются на общие аноды соответствующих разрядов индикатора.
Стабилизация напряжения питания микроконтроллера и дешифратора осуществляется интегральным стабилизатором напряжения D4. Блок питания служит для питания узлов модулятора необходимыми напряжениями 9В и 33В. Он состоит из силового трансформатора ТР2, двух выпрямителей и двух стабилизаторов напряжения.
В качестве стабилизатора напряжения 9В применен фиксированный интегральный стабилизатор напряжения D6 типа КР142ЕН8А. В качестве стабилизатора напряжения 33В применен интегральный регулируемый стабилизатор напряжения взвешенного типа КР142ЕН12А. Приминение этого стабилизатора позволяет точно установить напряжение питания варикапа опорного контура ГУНа, что повышает точность настройки модулятора на выбранный телевизионный канал.
Диоды VD3 и VD4 предназначены для зациты стабилизатора от пробоя в случае короткого замыкания в источнике питания или в нагрузке. 4.2.