Лекция-11. РАЗВЕРТКА ТВ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Строчная развертка.

Кадровая развертка.

РАЗВЕРТКА ТВ ИЗОБРАЖЕНИЯ.

Развертка изображения осуществляется путем отклонения электронного луча по определенному закону. В современных кинескопах из-за большого размера используется электромагнитная система отклонения –катушками индуктивности. Эквивалентная схема такой системы имеет вид:

Рис.11.1. Формирование отклоняющего тока в отклоняющих катушках.

Влияние емкости катушек С_к на работу строчной и кадровой разверток различно. Поскольку кадровая развертка работает на низкой частоте 50 Гц, то С_кможно не учитывать, а на частоте строк она оказывает большое влияние на форму и размах отклоняющего тока и напряжения.

Если не учитывать влияние емкости, то управляющее напряжение, которое нужно подавать на катушки опишется выражением:

U_к = U_L+ U_r = L_кdi/dt + r_кi.

Для получения пилообразного токав отклоняющих катушках на них необходимо подавать пилообразную и импульсную составляющие.

При r_к>>wL_к, приложенное напряжение должно иметь пилообразную форму

r_к<<wL_к –напряжение должно иметь импульсную форму, т.к. форма его определяется производной тока.

wL_к≈r_к – напряжение должно быть импульсно-пилообразной формы, причем их соотношение определяется значениями L_к и r_к.

Таким образом, для формирования пилообразного тока в катушках отклонения всякая система развертки должна иметь задающий генератор, специальное формирующее устройство, и выходной каскад.

Поскольку частоты строчной и кадровой разверткиотличаются в 312,5 раз, то отсюда вытекает различие в конструкции и принципе работы этих устройств.

СТРОЧНАЯ РАЗВЕРТКА

Основной особенностью строчной развертки является довольно высокая частота ее работы 15625 Гц, при этом, как правило r_к<wL_к и для формирования в отклоняющих катушках тока пилообразной формы требуется импульсная форма напряжения (рис.11.1.г).Для этого наиболее простой и эффективной является схема выходного устройства строчной развертки с двухсторонним ключом. На рис.11.2.представлена практическая схема генератора СР черно-белого кинескопа.

Рис. 11.2.Схема генератора СР черно-белого телевизора

Для обеспечения высокой помехоустойчивости строчной синхронизации все задающие генераторы строчной развертки имеют инерционную систему синхронизации на основе ФАПЧ.

Выходной каскад такого генератора выполнен на транзисторе VT2 и обратно включеннымдиоде VD1, который часто называют демпферным диодом (гасителем колебаний). Диод VD1выполняет 2 функции:

1. Обеспечивает обратную проводимость VT2, находящегося в насыщении под действием ЭДС переполюсованной катушки во время первой половины обратного хода.

2. Устраняет необходимость точного выбора времени открытия ключа- транзистора, поскольку ЭДС переполюсованной катушки в начале прямого хода автоматически включает диод в прямом направлении и начинается формирование пилообразного тока в его отрицательной полуволне. При этом время включения транзистора может быть отодвинуто вплоть до середины прямого хода.

Питание на выходной каскад поступает через первичную обмотку трансформатора выходного строчного (ТВС), выполняющую функцию разделительного дросселя, а вторичные обмотки используются для получения высоких напряжений для цепей питания кинескопа(накала- 6.3В, ускоряющего – 0.5…1кВ и фокусирующего электродов 4.7…5.5кВ). Для этой цели служат выпрямители во вторичных обмотках, в которых трансформированные импульсы обратного хода выпрямляются в соответствующей полярности и фильтруются конденсаторами для снижения пульсаций. Способ получения высоких напряжений с блока строчной развертки наиболее эффективен, поскольку задача трансформации и фильтрации напряжений на частотах 15625 Гц решается значительно проще, чем на 50 Гц.

Постоянное напряжение для питания 2 анода кинескопа (12-30 кВ) в современных телевизорах получают при помощи диодно-ёмкостного многоступенчатого умножителя, поскольку при токах луча 200…300 мкА габариты умножителя малы, а снижение напряжения высоковольтной обмотки ТВС до 5…8 кВ обеспечивает высокую электрическую прочность и надежность всей цепи питания анодного питания.

Для уменьшения искажений изображения из-за нелинейности отклоняющего тока служит регулятор линейности строк (РЛС),состоящий из намотанной на ферритовом сердечнике катушки находящемся в поле постоянного магнита. При определенной величине и направлении отклоняющего тока, его магнитное поле либо компенсирует поле постоянного магнита, либо складывается с ним, что меняет степень насыщения феррита и индуктивность катушки либо резко возрастает, либо становится очень малой. Таким образом, меняя ориентацию постоянного магнита относительно катушки, можно изменять положение регулируемой области на экране, обеспечивая одинаковую скорость перемещения луча по горизонтали.

Для предотвращения протекания постоянного тока через отклоняющие катушки и коррекции подушкообразных искажений при больших углах отклонения луча на плоском экране используется разделительный конденсатор Cs,который с индуктивностью отклоняющих катушек Ls образует последовательный колебательный контур, в котором ток собственных синусоидальных колебаний складывается с пилообразным током отклонения и при правильной настройке колебательной системы отклоняющий ток получает на прямом ходе S-образную форму, которая устраняет подушкообразные искажения.

В выходных каскадах СР современных телевизоров часто применяют настройку резонансной системы ТВС на 3 или 5-ю гармонику импульсов обратного хода, что позволяет получить более высокие значения на вторичных обмотках ТВС при меньшем количестве витков в обмотках. Для этого к первичной обмотки Тр2 подключается встречно включенная компенсационная обмотка нагруженная на регулируемый дроссель L1.

Для управления выходным каскадом требуются довольно мощные импульсы базового тока 0.5…0.7 А, поэтому каскад предварительного усиления на VT1 часто делают с согласующим трансформатором Тр1,имеющим коэффициент трансформации 4…5 и обеспечивающим при заданных токах напряжение на выходе каскада не менее 4…5.В.

Для ускорения срабатывания выходного транзистора применяется ускорительная RC цепочка R4,C2.

В современных телевизорах задающие генераторы выполняются на ИМС типа 174АФ1, 174АГ1, 174ХА11 в которых, как правило, производятся 2 автоматические регулировки со своими фазовыми детекторами (ФД):

1. Частоты «R2» при помощи отдельного ФД, сравнивающего частоты ЗГ и ССИ.

2. Фазы импульсов «R1» при помощи другого ФД, сравнивающего фазы импульсов обратного хода выходного каскада с импульсами ЗГ, что обеспечивает управление цветовой синхронизации в многостандартных цветных телевизорах.

Кроме того, в цветных телевизорах для коррекции подушкообразных искажений используются более сложные устройства:

1. В дельта - кинескопах применялся специальный трансформатор- трансдуктор,в котором строчная пила модулировалась кадровой, а кадровая пила- строчной.

2. В компланарных кинескопах обычно применяю широтно-импульсный модулятор.

КАДРОВАЯ РАЗВЕРТКА

Поскольку кадровая развертка работает на значительно более низкой частоте чем строчная (50 Гц), то построение их генераторов существенно отличаются от строчных. На прямом ходу развертки реактивной составляющей кадровой катушки можно пренебречь, при этом выходной каскад работает как усилитель на активную нагрузку. При этом отклоняющие катушки подается напряжение пилообразной формы, а S-коррекция пилообразного напряжения достигается за счет простейших нелинейных цепей, или применением частотно-зависимых отрицательных обратных связей. Однако во время обратного хода присутствие относительно большой индуктивности должно быть учтено, причем, чем меньшее время обратного хода требуется, тем больше необходимо напряжение питания, т.е. тем меньше К.П.Д. каскада. На рис.11.3 представлена обобщенная схема выходного каскада кадровой развертки.

Рис.11.3. Обобщенная схема выходного каскада кадровой развертки

В современных телевизорах выходной каскад выполняется по двухтактной без трансформаторной схеме, работающих в режиме «В» или близком к нему «АВ»,однако относительно короткое время обратного хода приводит к не симметрии загрузки транзисторов. Как видно из рис.10.3(б) транзистор VT2, открытый во время обратного хода развертки рассеивает значительно большую мощность, чем нижний, через который происходит разряд конденсатора С2 во время второй половины прямого хода. Эта несимметрия загрузки транзисторов тем больше, чем больше постоянная времени катушек τ=Lк/Rк,т.е. чем больше импульсная составляющая U_L на катушках. Для борьбы с этим используют специальные методы повышения КПД например, удвоение напряжения питания на время обратного хода развертки за счет накопительного конденсатора С1.Для работы вольтодобавки необходимо чтобы во время прямого хода транзистор VT4 закрыт и тогда происходит заряд C1 через диод VD2 по напряжения питания, а во время формирования обратного хода VT4 должен быть полностью открыт. При этом к верхнему концу резистору R2, а следовательно к правой обкладке C1 также будет приложено напряжение питания. Таким образом, во время обратного хода коллектору VT2 будет проложено удвоенное питающее напряжение складывающееся из напряжения конденсатора C1 и напряжения питания с R2. Данная схема позволяет снизить питающее напряжение выходного каскада во время прямого хода, что повышает КПД каскада.