Генератор поднесущей с ФАПЧ

 

В цветных телевизионных приемниках при приеме цветных передач необходимо генерировать специальный сигнал несущей взамен аналогичного сигнала, подавляемого на телецентре в процессе передачи. На телецентре несущая модулируется сиг­налами цветности, что приводит к образованию боковых полос. Однако для уменьшения заполнения полосы частот в спектре, занимаемом сигналами цветности [Благодаря этому достигается уменьшение влияния сигналов цветности в приемниках черно-белого изображения, т. е. улучшается совместимость рабо­ты черно-белых и цветных телевизоров. — Прим. ред.], в эфир передаются лишь сигналы боковых полос. Поэтому в приемнике необходимо генерировать такую несущую (называемую цветовой поднесущей) и добавлять ее к сигналам боковых полос. Восстанавливаемые таким образом колебания демодулируются для получения сиг­налов цветности.

Рис. 4.6. Генератор поднесущей с фазовой автоподстройкод.

 

На рис. 4.6 показана схема генератора поднесущей, позво­ляющая в окрестности определенной частоты управлять часто­той и фазой генерируемого напряжения. Здесь для стабилиза­ции частоты используется кварцованный генератор. Однако для правильной цветопередачи этот генератор должен быть точно синхронизирован с сигналом цветовой вспышки, который пере­дается вместе со строчным гасящим импульсом.

Генерируемая поднесущая должна иметь не только ту же частоту, что и сигнал цветовой вспышки (3,58 МГц), но и ту же фазу; даже слабый дрейф (связанный с набегом фазы) должен автоматически компенсироваться. Для достижения такого жест­кого регулирования управляемого кварцованного генератора его частота при помощи фазового детектора сравнивается с ча­стотой входного сигнала вспышки (см. разд. 9.11). Если гене­ратор дрейфует, то вырабатывается корректирующее напряже­ние, поступающее на вход схемы управляемого реактивного со­противления. Благодаря этой схеме осуществляется подстройка частоты генерируемого напряжения поднесущей, что существен­но улучшает синхронизацию. Генератор поднесущей и управ­ляемое реактивное сопротивление образуют замкнутый контур регулирования, в котором частота генератора управляется ве­личиной регулируемого реактивного сопротивления. Частота выходного напряжения генератора сравнивается с частотой сиг­нала цветовой вспышки, и вырабатывается сигнал управления величиной реактивного сопротивления. Вследствие этого реак­тивное сопротивление меняет частоту кварцованного генератора и улучшает синхронизацию генератора с входным сигналом. Схемы такого типа называются схемами фазовой автоподстрой­ки частоты (ФАПЧ).

С транзистора Т₂ выходное напряжение генератора посту­пает на базу буферного усилителя T₃, на выходе которого полу­чается сигнал с частотой кварцованного генератора. Далее этот сигнал через конденсатор С₄ подается на вход фазового детек­тора, где частота сигнала сравнивается с частотой сигнала цве­товой вспышки. Резистор R₃ служит для регулировки баланса схемы фазового детектора, что оказывает воздействие на цвето­вой тон (полутона) принимаемого изображения.

В схеме управляемой реактивности используется полевой транзистор Т₁; для этой же цели можно также использовать биполярные транзисторы и варикапы. В приведенной схеме на­пряжение, управляющее полевым транзистором, поступает с точки соединения резисторов R₁ и R₂. В этой схеме ток стока ПТ запаздывает относительно напряжения генератора поднесу-щей. Поэтому выходной импеданс полевого транзистора, под­ключенного к кварцованному генератору через конденсатор С₇, эквивалентен некоторой индуктивности L, обладающей некото­рым индуктивным сопротивлением XL. Такое положение обус­ловлено действием конденсатора С₆ в цепи обратной связи тран­зистора T₁: напряжение обратной связи, поступающее на затвор T₁, отстает относительно выходного напряжения этого транзи­стора. Поэтому ток стока также запаздывает относительно вы­ходного напряжения T₁. Следовательно, выходной импеданс этого транзистора эквивалентен индуктивности и характери­зуется некоторым индуктивным сопротивлением (см. гл. 12).

Транзистор T₁ включен во входную колебательную цепь ге­нератора, и поэтому его реактивное сопротивление добавляется к эквивалентной последовательной LCR-цепи, представляемой кварцевой пластиной. Любое изменение реактивного сопротив­ления, подключенного к кварцевой пластинке, будет влиять на частоту генерируемого сигнала. При этом даже в кварцованных генераторах можно получить достаточный диапазон перестрой­ки частоты для прецизионной синхронизации с сигналом цвето­вой синхронизации частотой 3,58 МГц.

Индуктивное сопротивление цепи равно отношению ампли­туды переменного напряжения, поданного на цепь, к амплитуде переменного тока, протекающего через эту цепь. Поэтому изме­нение тока в цепи исток — сток транзистора Т₁ меняет величину индуктивного сопротивления. Аналогично изменение приложен­ного напряжения смещения на затворе транзистора TI меняет индуктивное сопротивление, поскольку в этом случае из-за из­менения смещения меняется ток в цепи исток — сток.

Если изменение напряжения смещения на затворе транзисто­ра TI приводит к увеличению амплитуды переменного тока че­рез транзистор, то индуктивное сопротивление уменьшается,, что эквивалентно уменьшению индуктивности. Уменьшение об­щей индуктивности резонансной цепи генератора увеличивает частоту генерации. При уменьшении амплитуды переменного тока транзистора Т₁ эквивалентная индуктивность увеличивает­ся и частота кварцованного генератора уменьшается.

Как показано на рис. 4.6, кварцевый резонатор на частоту 3,58 МГц включен между выходом устройства управляемой ре­активности и базовым входом генераторного транзистора. Ем­кость конденсатора С₃ должна быть такова, чтобы его реак­тивное сопротивление было мало для высших гармонических составляющих кварцевого резонатора и велико для его основ­ной резонансной частоты, на которой работает генератор.

Сигнал поднесущей, получающийся на выходе схемы, посту­пает на демодулятор цвета через резистор Rn.