Лекция 6. Особенности приема в телевизионном наземном вещании

Содержание: Структурная схема ТВ приемника, основные параметры в зависимости от рабочего стандарта. Структурная схема ТВ приемника 2000х годов

В настоящее время все телевизионные приемники наземного вещания строятся по одинаковой супергетеродинной схеме с однократным преобразованием несущей частоты изображения и двукратным преобразованием несущей звука. Структурная схема приемника приведена на рисунке 6.1. Принципы работы основных ее узлов в радиотракте аналогичны звуковещательным приемникам. Отличия связаны с относительно широким спектром радиосигнала и его сложным составом для цветного изображения. Телевизионная антенна для приема радиосигналов выбираемых каналов должна иметь соответствующую полосу пропускания, а ее сопротивление (так же как и сопротивление входной цепи (ВЦ) селектора) каналов должно быть согласованно с волновым сопротивлением антенного кабеля. Эти параметры, а также диаграмма направленности и коэффициент усиления зависят от конструкции антенны, основой которой чаще всего является вибратор.

Рисунок 6.1 – Структурная схема ТВ приемника

Расположенный за входной цепью ВЦ селектора усилитель высокой частоты (УВЧ) предназначен для предварительного усиления радиосигналов избираемого канала. Частотная характеристика УВЧ и ВЦ – равномерная в пределах полосы частот канала. Форма ее за пределами полосы выбирается такой, чтобы обеспечить избирательность приемника по зеркальному (f_з = f_н.и. + f_п.ч.и.) и дополнительным каналам ( f_д = nf_г ± f_п.ч.и.) приема. Шумовые параметры УВЧ во многом определяют чувствительность приемника, поэтому в УВЧ селектора должны использоваться элементы с малым эквивалентным шумовым сопротивлением. Смеситель (СМ) и гетеродин (Г) служат для преобразования несущих изображения f_н.и и звука f_н.зв в соответствующие промежуточные частоты f_п.ч.и и f_п.ч.зв1 . Последние образуются как разность между частотой гетеродина f_г и несущими. Конструктивно УВЧ, СМ и Г объединены в один узел – селектор телевизионных каналов (тюнер). Для приема радиосигналов различных каналов колебательные контуры этого узла (ВЦ, УВЧ и Г) перестраиваются с помощью варикапов, которые позволяют осуществить электронный выбор программ и автоматическую подстройку частоты гетеродина (АПЧГ). В усилителе промежуточной частоты канала изображения (УПЧИ) производится основное усиление радиосигнала изображения и некоторое усиление промежуточной частоты f_п.ч.зв1 , формируется частотная характеристика приемника и обеспечивается тем самым чувствительность и избирательность по соседнему каналу. Система АРУ охватывает селектор (УВЧ) и УПЧИ. Характеристика УПЧИ цветного ТВ приемника по сравнению с черно-белым приемником должна обеспечить более глубокую режекцию звуковой несущей своего и соседнего каналов соответственно на частотах 31,5 и 39,5 МГц не хуже 40 дБ во избежание помех на изображении от продуктов биений между цветовой поднесущей и несущей звука с частотами 1,75 – 2,6 МГц (для различных стандартов). При этом хорошее качество изображения без указанных помех обеспечивается приемником АПЧГ, которая гарантирует точность настройки приемника на канал и соответственно точность режекции в УПЧИ первой звуковой промежуточной частоты f_п.ч.зв1 . С целью исключения квадратурных искажений, характерных при использовании линейного амплитудного детектора в системах с однополосной амплитудной модуляцией, в современных приемниках цветного телевещания в УПЧИ применяется квазисинхронныйдетектор с опорным контуром, настроенным на промежуточную частоту несущей изображения 38,0 МГц. Как известно, синхронное детектирование не требует больших амплитуд (около 50 МВ) радиосигнала. Линейность тракта усиления в УПЧИ обеспечивается гораздо легче, и получаются существенно меньшие интермодуляционные искажения сигналов яркости и цветности. Кроме того, свойство синхронного детектора выделять продукты из радиосигнала синхронно и синфазно с частотой импульсов выборки обеспечивает подавление продуктов биений между несущей звука и цветовой поднесущей. Одноканальная схема построения радиотракта ТВ приемника позволяет существенно повысить качество приема звукового сопровождения за счет двойного преобразования несущей частоты звука. Вторая промежуточная частота звука получается в отдельном амплитудном детекторе АD_зв (нелинейном элементе) – частотном преобразователе, в котором роль гетеродина выполняет большая по размаху несущая изображения f_п.ч.и . Так как f_п.ч.и представляет собой амплитудно модулированное колебание, а f_п.ч.зв1 – частотно модулирована, то продукт преобразования f_п.ч.зв2 f_{п.ч.и(АМ)} - f_{п.ч.зв1(ЧМ)} = 38 - 31,5 = 6,5 МГц будет представлять собой частотно-модулированую звуковую несущую с дополнительной амплитудной модуляцией от сигнала изображения. Очевидно, что во избежание проникновения на выход частотного детектора (ЧД) продуктов амплитудной модуляции сигнала изображения в тракте УПЧЗ (6,5 МГц) должно быть применено глубокое ограничение по амплитуде (АО), успех которого гарантирован ГОСТ 7845-92, предусматривающим недомодуляцию несущей изображения на белом в 7 - 2% от максимального уровня радиосигнала цветного телевидения. Таким образом, основное усиление несущей звукового сигнала осуществляется на относительно низкой (6,5 МГц) частоте, благодаря чему легко обеспечивается схемное решение тракта УПЧЗ. Поскольку стабильность f_п.ч.зв2 обеспечивается стабильностью (при общем гетеродине СК) кварцованных f_н.и и f_н.зв , а возможная расстройка тракта УПЧЗ из-за временных и температурных факторов воздействия на резонансные контура не более 0,1 %, то ясно, что схема приема звукового сопровождения с двойным преобразованием весьма выгодна и всемирно признана во всех стандартах ТВ вещания. Для усиления звукового сопровождения в тракте УПЧЗ применяются, как правило, три резонансных каскада с взаимной расстройкой, обеспечивающей полосу в стандарте излучения (250 кГц). В последних разработках в качестве колебательных систем УПЧЗ применяются керамические фильтры на ПАВ. Таким образом, с частотного детектора УПЧЗ радиотракта приемника низкочастотный сигнал звукового сопровождения поступает на усилитель звуковой частоты УЗЧ и далее на акустическую систему приемника. С выхода амплитудного детектора (АД) УПЧИ радиотракта полный цветовой видеосигнал раздельно поступает на амплитудный и временной селекторы синхроимпульсов для синхронизации генераторов строчной (ГСР) и кадровой разверток (ГКР) и в блок цветности, где осуществляется обработка яркостного сигнала E_Y и декодируются сигналы цветности E_R-Y и E_B-Y . Оконечным устройством блока цветности в современном приемнике является видеопроцессор (см. рисунок 6.2) – многофункциональное устройство управления параметрами цветного изображения на экране кинескопа (яркость, контрастность, насыщенность), с трех выходов которого цветоделенные сигналы E_R , E_G и E_B посредством оконечных мощных видеоусилителей кинескопа (ВУ) управляют токами лучей, соответственно яркостями основных цветов люминофорного экрана.

Рисунок 6.2 – Структурная схема ТВ приемника 2000х годов