Tài liệu Giáo trình kĩ thuật truyền hình chương2 mãy thu hình trắng đen

8 Chương 2 MÁY THU HÌNH TRẮNG ĐEN 2.1 Sơ đồ tổng quát 2.1.1 Sơ đồ khối của máy thu hình trắng đen 9 8 KĐ Tiếng 1 2 KĐCT 3 Mạch trộn 4 KĐCS Hình Tách sóng 5 KĐCS Âthanh 6 T.sóng Hình KĐ Thúc KĐ AGC Cổng AGC KĐCS Hình 10 7 Dao đg nội Trễ AGC Tách XĐBộ 12 Dđộng Dọc 11 13 KĐại thúc 15 AFC Dđộng Ngang 18 Sửa dạng 14 KĐCS Dọc 17 16 KĐại thúc KĐCS Fly Back Ngang 20 Hình 2.1 Sơ đồ khối của máy thu hình trắng đen HV REC T B+ 9 2.1.2 Chức năng của các khối Ta khảo sát chức năng các khối của một máy thu hình bán dẫn sử dụng phần tử tích cực là các Transistor- là cơ sở của các máy thu hình hiện đại sử dụng các IC chuyên dụng (tích hợp hoá các Transistor) + Khối khuếch đại cao tần: Khối này thường dùng một transistor, có mức nhiễu thấp dùng để khuếch đại tín hiệu thu được từ anten, làm tăng tỉ số tín hiệu trên nhiễu nên hình rõ nét hơn. Ngoài ra, do tính đơn hướng khối có tác dụng phân cách mạch dao động ngoại sai và anten. + Khối trộn sóng: Dùng để tạo tín hiệu có tần số trung gian (trung tần). Trong các máy thu siêu ngoại sai, các tín hiệu của các kênh khác nhau vào máy thu từ anten sẽ được trộn với tín hiệu dao động ngoại sai để tạo ra tín hiệu trung tần có tần số ổn định. Nhờ vậy, tín hiệu này dễ dàng được khuếch đại, qua các tầng khuếch đại có hệ số khuếch đại lớn và ổn định, mạch dễ thực hiện trung hoà nên không phát sinh dao động tự kích. Bộ trộn thường dùng Transistor có đặc tính ngõ vào có độ phi tuyến lớn và làm việc với dòng nhỏ để hiệu suất trộn sóng cao hơn. + Khối dao động ngoại sai: Tạo ra tín hiệu hình sine tần số foi để đổi tần tín hiệu đến máy thu theo công thức fIF=foi-fai. Mạch thường dùng một Transistor cao tần. Người ta thường thiết kế thêm nút tinh chỉnh tần số dao động nhằm lấy được tần số dao động chính xác để có hình và tiếng rõ nhất. + Khối khuếch đại tín hiệu trung tần hình: Để máy thu có độ nhạy cao, người ta thường dùng 3 đến 4 tầng khuếch đại trung tần hình. Đây là các tầng khuếch đại cộng hưởng, có tín chọn lọc tần số và có băng thông rộng. Để có độ lợi lớn, các Transistor làm việc với dòng I E= (4-7)mA. Trong mỗi tầng thường dùng tụ trung hoà để triệt tiêu dao động tự kích. Các mạch cộng hưởng được chỉnh lệch tần số để tạo ra đáp tuyến chọn lọc tần số rộng. Trong tầng này, người ta còn dùng mạch cộng hưởng nối tiếp để nén tín hiệu tiếng nhằm giảm ảnh hưởng của nhiễu tiếng vào đường hình. Hiện nay, các mạch cộng hưởng lệnh tần số được thay thế bằng các bộ lọc SAW (Surface Acoustic Wave) + Khối tách sóng tín hiệu hình: Để lấy tín hiệu hình ra khỏi tín hiệu trung tần hình. Khối này thường dùng một Diođe để tách sóng biên độ, lấy tín hiệu video ra khỏi trung tần hình. Trong tín hiệu tách ra, còn có tín hiệu trung tần thứ 2 của tiếng (SIF), dạng điều chế FM, có tần số là 4,5MHz, 5,5MHz hoặc 6,5MHz tương ứng với các chuẩn FCC, CCIR hoặc OIRT. + Khối khuếch đại thúc tín hiệu hình: Do biên độ tín hiệu video cần đủ lớn để cung cấp cho tầng AGC khoá, tầng tách xung đồng bộ, tầng khuếch đại tín hiệu hình nên để giảm ảnh hưởng nặng tải lên tầng tách sóng hình, người ta thiết kế thêm tầng khuếch đại thúc. Đối với tín hiệu hình, tầng này làm việc ở chế độ C chung nên chỉ khuếch đại dòng, nhưng trở kháng vào của nó lớn nên giảm ảnh hưởng nặng tải lên tầng tách sóng. + Khối khuếch đại hình: 10 Nhằm nâng cao tác dụng của tín hiệu hình ở âm cực đèn hình hiệu quả hơn, người ta dùng tầng khuếch đại hình để tăng biên độ tín hiệu hình lên trên 50Vpp (Máy thu hình càng lớn thì điện áp này càng cao). Để tín hiệu ra ít bị méo, tải ở cực C phải là phần tử trở, do đó muốn lấy được biên độ tín hiệu cao, điện áp cung cấp phải lớn (lớn hơn 100V). Trong tầng này thường có chiết áp Contrast để điều chỉnh hệ khuếch đại điện áp tín hiệu, nhằm điều chỉnh độ tương phản của hình. + Khối khuếch đại tín hiệu trung tần tiếng thứ 2: ở cực C của tầng khuếch đại thúc, người ta đặt mạch cộng hưởng để lấy tín hiệu trung tần tiếng thứ 2 SIF. Sau đó tín hiệu được tiếp tục khuếch đại ở 2 hay 3 mạch khuếch đại trung tần cho đủ lớn để đưa vào khối tách sóng âm thanh. + Khối tách sóng âm thanh: Là khối tách sóng FM để loại bỏ tần số trung tần tiếng thứ 2 có tần số 4,5MHz (FCC), 5,5MHz (CCIR), hoặc 6,5MHz (OIRT). Kiểu tách sóng FM tỉ lệ được sử dụng phổ biến trong khối này. + Khối khuếch đại công suất âm thanh: Dùng để khuếch đại tín hiệu âm thanh đến mức đủ lớn để đưa ra loa. Nó gồm có tầng khuếch đại thúc và tầng khuếch đại công suất tín hiệu âm tần. + Đèn phóng tia âm cực (CRT: Cathode Ray Tube): Đèn thường có dạng hình phễu, mặt đèn có dạng hình chữ nhật. Dưới tác dụng của điện thế rất lớn (đại cao thế) ở vách dương cực đèn hình, các tia điện tử được hút từ bề mặt Cathode được đốt nóng, với vận tốc lớn, đập vào màn hình làm phát sáng chất phốtpho được phun trên bề mặt màn hình tạo ra các điểm sáng tối. ở cỗ đèn hình, có bố trí các cuộn dây lệch dọc và lệch ngang để lái tia điện tử theo chiều dọc và theo chiều ngang trên màn hình. Khi tín hiệu video đưa vào Cathode thay đổi thì số điện tử đập vào màn hình cũng thay đổi theo, làm cho các điểm khác nhau trên màn hình có độ sáng tối (độ chói) thay đổi và tạo ra hình ảnh. + Cổng AGC: Để ổn định độ tương phản của hình, giảm ảnh hưởng của hình biến đổi theo cường độ sóng thu được ở anten, người ta dùng mạch tự động điều chỉnh độ lợi (hệ số khuếch đại) AGC. Mạch đo biên độ tín hiệu hình, qua đó chỉnh lại độ lợi của các tầng khuếch đại trung tần và cao tần. Trong các máy thu hình Transistor, người ta dùng kỹ thuật AGC khoá (cổng AGC) để giảm sự gây rối bởi các nhiễu biên độ cao trong tín hiệu hình. Mạch AGC chỉ mở để đo biên độ của xung đồng bộ ngang và căn cứ vào đó để điều chỉnh lại độ lợi, còn trong các khoảng thời gian còn lại thì mạch đóng cổng. + Khuếch đại AGC (AGC Amp): Khuếch đại tín hiệu AGC nhằm tăng hiệu quả cho việc tự động điều chỉnh. + Trễ AGC (AGC Delay): Tác dụng thường xuyên của mạch AGC vào tầng khuếch đại cao tần sẽ làm tăng nhiễu hột và giảm chất lượng của hình. Mạch trễ AGC có tác dụng chỉ cho tín hiệu AGC tác động vào mạch khuếch đại cao tần khi tín hiệu vào anten quá lớn, tác động giảm độ lợi của tầng khuếch đại trung tần không bù đủ cho mức tăng của tín hiệu vào, lúc đó 11 mạch trễ AGC sẽ cho tín hiệu AGC qua mạch khuếch đại cao tần làm giảm độ lợi của nó, tránh cho nó bị bảo hoà vì tín hiệu vào quá lớn. + Khối tách xung đồng bộ, khuếch đại xung và đảo pha xung: Để đồng bộ tín hiệu giữa máy phát và các máy thu, trong tín hiệu truyền hình, ngoài tín hiệu hình, người ta còn phát đi các xung đồng bộ dọc và đồng bộ ngang. Khối này tiến hành tách các xung đồng bộ, khuếch đại và có khi đảo pha chúng để thực hiện đồng bộ các mạch quét ngang và dọc để giữ cho hình ảnh đứng yên theo chiều ngang và theo chiều dọc trên màn hình. + Khối quét dọc gồm dao động dọc, khuếch đại thúc và k đại công suất dọc: Dao động dọc có tần số 50 Hz (CCIR, OIRT) hoặc 60Hz (FCC) được tạo ra từ mạch dao động đa hài, dao động nghẹt hoặc dao động thạch anh (được chia xuống từ tần số cao). Sau đó, được khuếch đại thúc và khuếch đại công suất để đưa đến cuộn lệch dọc. Điện áp tín hiệu quét dọc thường có dạng hình thang biên độ trên 60Vpp, sao cho dòng điện quét tạo ra trong cuộn lệch dọc phải có dạng răng cưa tuyến tính để tạo lực từ lái tia điện tử theo chiều dọc trên màn hình. + Khối tự động điều chỉnh tần số AFC: Tín hiệu đồng bộ ngang được so pha với tín hiệu dao động ngang (sau khi đã được sửa dạng cho phù hợp việc so pha) để lấy ra điện áp sai lệch VAFC , điều chỉnh mạch dao động ngang chạy đúng tần số và pha của đài phát. + Khối quét ngang gồm dao động ngang, khuếch đại thúc và khuếch đại công suất ngang: Dao động ngang có tần số 15.625 Hz (CCIR, OIRT) hoặc 15.750Hz (FCC) được tạo ra từ mạch dao động đa hài, dao động nghẹt hoặc dao động thạch anh (được chia xuống từ tần số cao). Sau đó, được khuếch đại thúc và khuếch đại công suất để đưa đến cuộn lệch ngang. Tầng khuếch đại công suất ngang làm việc theo cơ chế khoá. Điện áp tín hiệu quét ngang thường có dạng hình chữ nhật biên độ trên 80Vpp, sao cho dòng điện quét tạo ra trong cuộn lệch ngang phải có dạng răng cưa tuyến tính để tạo lực từ lái tia điện tử theo chiều ngang trên màn hình. + Biến thế Flyback: Là loại biến thế làm việc với xung hồi ngang, có số vòng dây rất lớn, đặc biệt là số vòng dây thứ cấp, tạo ra các xung đại cao thế, trung thế và các tín hiệu dùng cho mạch so pha, cung cấp xung mở cổng cho mạch AGC khoá, đưa đến cực E của mạch khuếch đại hình để xoá tia quét ngược trên màn hình... + Mạch nắn điện đại cao thế: Cung cấp điện áp điện thế rất lớn (từ 9Kv-24Kv) để cung cấp dương cực ở vách đèn hình. + B+: mạch nắn điện trung thế, cung cấp điện cho tầng xuất hình, tầng khuếch đại công suất dọc, âm thanh, và cung cấp điện cho chân đèn hình gồm lưới màn (Screen) lưới hội tụ (Focus)... 12 2.2 Khối đổi kênh 2.2.1 Sơ đồ khối   KĐ cao tần Trộn tần  D động nội Trộn tần D động nội Hình 2.2 Sơ đồ khối của khối đổi kênh 2.2.2 Mục đích yêu cầu + Thu các kênh sóng ở dải tần VHF và UHF. Sau đó biến đổi xuống thành tần số trung tần. + Cần phải có độ khuếch đại đồng đều ở tất cả các kênh. + Có tỉ số tín hiệu trên nhiễu (S/N) đủ lớn. + Có chiều rộng dải tần đúng tiêu chuẩn. + Có độ ổn định lớn, nghĩa là khả năng dao động tự kích nhỏ. + Khả năng lựa chọn tần số tốt. Tương ứng với 1 dao động nội (dao động ngoại sai), có thể có 2 tần số, một cao, một thấp hợp với tần số dao động nội để tạo ra trung tần. Khối trộn tần phải có khả năng lựa chọn lấy một. + Cần phối hợp trở kháng giữa anten và tầng khuếch đại cao tần để tránh hiện tượng phản xạ sóng và nhiễu vào máy thu. Nếu không được phối hợp trở kháng thì khi sóng điện từ vào máy thu năng lượng sẽ vào máy thu một phần (lớn hay bé phụ thuộc vào mức độ phối hợp trở kháng), phần còn lại sẽ bị dội lại chạy đến đầu kia dây dẫn sóng ra đến anten, đến đây sóng vào lại máy thu và cũng chỉ một phần năng lượng vào máy thu, cứ như vậy cho đến lúc năng lượng giảm đủ nhỏ. Sự phản xạ này tạo ra các hình phụ bên cạnh hình chính trên màn hình. Số hình phụ tỉ lệ với số chu kỳ dội lại của sóng điện từ, còn khoảng cách giữa hình chính và hình phụ tỉ lệ với chiều dài dây dẫn sóng. 13 + Vấn đề phối hợp trở kháng để lượng phản xạ nhỏ nhất phải đi đôi với vấn đề giảm mức nhiễu không làm giảm tỉ số S/N, do đó người ta thường đặt các bộ lọc suy giảm nhiễu ở ngay mạch vào máy thu. + Mạch vào của các kênh sóng VHF có kết cấu khác nhau tuỳ theo nó được nối với anten 300  hay 75  . Có máy bố trí cả mạch vào 300  hay 75  với nhiều đầu dây ra. + Mạch vào của các kênh sóng UHF có khi không dùng mạch điều hưởng, chỉ có bộ lọc suy giảm nhiễu trong dải tần. 2.2.3 Chức năng các khối + Mạch khuếch đại cao tần: Có nhiệm vụ tăng tỉ số tín hiệu trên nhiễu (S/N), khử can nhiễu, nhất là tần số ảnh và tần số lọt thẳng bằng trung tần. Ngoài ra, do tính đơn hướng, mạch khuếch đại cao tần có tác dụng phân cách mạch dao động ngoại sai và anten, giảm khả năng dao động nội bức xạ ngược ra anten gây nhiễu; tăng độ ổn định cho tầng dao động ngoại sai và nâng cao tác dụng của mạch tự điều chỉnh độ khuếch đại AGC. Hệ số khuếch đại của mạch này không cần lớn lắm (  20dB) để tránh hiện tượng dao động tự kích. Đồng thời, nó phải ưu đãi cả sóng mang hình và tiếng. Thông thường đặc tuyến khối này có hình cánh cung, hai cạnh của đặc tuyến phải đủ dốc dể lọc bỏ được các tần số ảnh. Trong các kênh sóng VHF, mạch khuếch đại cao tần thường được mắc theo sơ đồ E chung, có trở kháng đầu vào khoảng (0,5  - 1K  ), lớn hơn so với sơ đồ B chung nên dễ phối hợp với mạch vào. Tuy nó có hệ số khuếch đại lớn nhưng phải dùng tụ trung hoà B-C. Một số máy mắc theo B chung, có tần số cắt cao nên khó bị dao động tự kích. Có máy lại dùng sơ đồ C chung, có trở kháng vào khá lớn (độ vài trăm K  ) nhưng hệ số khuếch đại điện áp nhỏ. Trong các kênh sóng UHF, mạch khuếch đại cao tần thường được mắc theo sơ đồ B chung. Nhiều máy không có mạch khuếch đại cao tần. + Mạch trộn tần: Có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu trung tần cho quá trình trộn tín hiệu từ đài phát đến anten của máy thuĠ và tín hiệu dao động nộiĠ tại máy thu. Thông thường trong máy thu hình người ta thường dùng phương pháp trộn kiểu tổng chứ không trộn kiểu nhân. f IF / VID  f ai  f RF / VIDi f IF / S  f ai  f RF / Si Bảng 2.1. Tần số trung tần hình và tiếng và khoảng cách giữa chúng theo các chuẩn khác nhau FCC CCIR OIRT fIF/VID 45,75MHz 38MHz 38MHz fIF/S 41,25MHz 32,5MHz 31,5MHz Khoảng cách 4,5MHz 5,5MHz 6,5MHz ưu điểm của phương pháp này là chỉ cần tín hiệu nội có biên độ nhỏ, vì vậy nó không bức xạ ra anten gây nhiễu. Mỗi một kênh tương ứng với một tần số dao động nội riêng sao cho hiệu f oi  f ai  f IF tương ứng với kênh i muốn thu nào đó phải đúng bằng 14 tần số trung tần ổn định ( f IF =không đổi) Thông số trung tần hình và tiếng của 3 chuẩn trắng đen khác nhau như sau: + Mạch dao động nội: Tạo ra tín hiệu hình sine để đổi tần với tín hiệu từ đài phát đến anten của máy thu f ai theo biểu thức: f oi  f ai  f IF .Đối với các máy thu hình bán dẫn, mạch dao động ngoại nội thường được thiết kế theo sơ đồ dao động 3 điểm điện dung mắc B chung vì nó đảm bảo cho biên độ dao động không đổi trong toàn dải tần và sự gia tăng hồi tiếp đối với tần số cao được bù bằng sự giảm hệ số khuếch đại ở tần số đó nên nó ổn định. Trong mạch, người ta còn bố trí các núm tinh chỉnh, tạo ra tần số dao động ngoại nội chính xác để có hình và tiếng rõ nhất. 2.2.3 Sự phân bố tần số tín hiệu hình và tiếng Việt Nam hiện nay sử dụng hệ tiêu chuẩn truyền hình hệ PAL D/K, trong đó hệ màu PAL được xây dựng dựa theo chuẩn trắng đen OIRT. Theo đó, kênh truyền hình được chia thành 5 dải: Bảng 2.2. Sự phân bố của các dải tần số theo chuẩn OIRT Tên dải tần Dải I Dải II Dải III Dải IV Dải V Kênh 1 đến 2 3 đến 5 6 đến 12 21 đến 60 61 đến 81 Tần số [MHz] 48 đến 66 76 đến 100 174 đến 230 470 đến 582 582 đến 960 Ví dụ dải tần III (kênh 6 -12): Kênh 7 Kênh 8 Kênh 9 8MHz fRF/VID7 fRF/S7 0,5 0,75 183,25MHz fRF/VID8 0,5 0,75 189,75 191,25MHz fRF/S8 fRF/VID9 197,75 199,25MHz fRF/S9 6,5MHz 1,5MHz Hình 2.3 Sự phân bố các kênh theo trục tần số (chuẩn OIRT) f 15 Bảng 2.3. Sự phân bố tần số của dải III theo chuẩn OIRT Kênh Cao tần hình fRF/VID[MHz] Cao tần tiếng fRF/S[MHz] 6 7 8 9 10 11 12 175,25 183,25 191,25 199,25 207,25 215,25 223,25 181,75 189,75 197,75 205,75 213,75 221,75 229,75 fRF/VID8 Lọc bỏ để tiết kiệm dải tần 0,5 0,75 fRF/S8 6,5MHz f 191,25MHz 197,75MHz Hình 2.4 Đặc tính biên tần cụt của cao tần(chuẩn OIRT). 2.3 Khối khuếch đại trung tần hình 2.3.1 sơ đồ khối Bẩy sóng Cộng hưởng 1, f1 KĐại TT 1 KĐại TT 2 Cộng hưởng 2, f2 KĐại TT 3 Cộng hưởng 2, f3 2 Hình 2.5 Sơ đồ khối phần trung tần máy thu hình ở tầng này, trung tần hình và tiếng đều được khuếch đại nhưng hình được khuếch đại nhiều hơn nên tầng này được gọi là trung tần hình. 2.3.2 Mục đích yêu cầu Tần số hình của kênh trên -6dB -26dB fIF/S -40dB Tần số tiếng của kênh dưới fIF/VID Hình 2.6 Đặc tuyến biên tần trung tần hình 16 + Tầng khuếch đại trung tần hình phải đảm bảo phần lớn hệ số khuếch đại của toàn máy thu hình - Tín hiệu từ bộ trộn (mixer) đến (đầu vào mạch bẩy sóng) có biên độ khoảng vài mV mà tầng tách sóng hình cần đến vài V đối với tín hiệu nhỏ nhất (tuỳ thuộc độ nhạy của máy thu), nên khối khuếch đại trung tần hình phải có độ khuếch đại đến khoảng mấy ngàn lần, do đó trong các máy thu hình sử dụng Transistor, thường dùng 3 đến 4 transistor mắc theo mạch cực phát chung. Mỗi bộ khuếch đại trung tần có thể đạt độ khuếch đại khoảng 20dB và dòng IE các trong các Transistor khoảng 4mA đến 7mA. - Các transistors ở tần này là loại cao tần, yêu cầu có điện dung vào và ra nhỏ để giảm ảnh hưởng của các transistors đến độ ổn định tham số của các tầng khuếch đại. Tuy nhiên do các transistors thường được mắc theo sơ đồ E chung nên điện dung giữa các cực lớn, ảnh hưởng đến độ ổn định, ngoài ra, đầu vào đầu ra của chúng thường có các mạch cộng hưởng nên dễ xảy ra dao động tự kích. Do đó, người ta thường bố trí các mạch trung hoà hồi tiếp ký sinh mắc giữa 2 cực B và C của các transistors để ổn định và chống các dao động tự kích này. ở tầng này sự trung hoà được thực hiện dễ dàng hơn ở khối đổi kênh vì tần số làm việc thấp hơn và trị số hồi tiếp thường cố định. + Đặc tuyến tần số phải có độ đồng đều cao đối với tín hiệu trung tần hình và có độ chọn lọc tần số tốt, loại trừ can nhiễu của các tần số không mong muốn. - Tầng này phải có độ méo pha nhỏ (rất quan trọng đối với hình ảnh ở đèn hình), đặc tuyến tần số cần chọn sao cho đối với tần số thấp thì méo nhỏ, nghĩa là không gây ra việc nén tần số của một biên tần khi qua dải thông. - Độ suy giảm phải xuống đến 40-60dB đối với tín hiệu trung tấn hình và trung tần tiếng của kênh lân cận. Ngoài ra, nó còn làm suy giảm trung tần tiếng so với trung tần hình của kênh đang thu xuống khoảng 26 dB để giảm ảnh hưởng của tiếng vào đường hình. Biên độ [%] Đáp tuyến mạch cộng hưởng1 Đáp tuyến mạch cộng hưởng 2 Đáp tuyến mạch cộng hưởng 3 100% 70% 50% Đáp tuyến bao quát của 3 mạch cộng hưởng 10% Hình 2.7 Đáp tuyến của các mạch cộng hưởng và đáp tuyến bao quát của chúng 17 - Để tạo ra đặc tuyến biên tần rộng, có độ đồng đều cao đối với tín hiệu trung tần hình thì trong các khối khuếch đại trung tần hình người ta thiết kế các mạch cộng hưởng có các tần số cộng hưởng khác nhau nhưng thuộc phạm vi của băng tần. Ngoài ra, trong các mạch cộng hưởng còn bố trí các điện trở song song để mở rộng băng thông. - Để triệt ảnh hưởng của hình của kênh trên và tiếng của kênh dưới đến kênh đang thu, đồng thời giảm biên độ tại tần số trung tần tiếng để khỏi ảnh hưởng vào đường hình, người ta còn bố trí các bẩy sóng ở đầu vào của khối trung tần này. 2.4 Khối khuếch đại hình và tách sóng hình 2.4.1 Mục đích yêu cầu + Tách tín hiệu hình (Video) tổng hợp ra khỏi sóng mang trung tần hình Tín hiệu hình tổng hợp có biên độ khoảng từ 1Vpp đến 5Vpp. + Khuếch đại tín hiệu hình tổng hợp lên đến mức khoảng từ 40Vpp-100Vpp (tuỳ theo kích cỡ máy thu hình) - Vì tín hiệu hình tổng hợp là tín hiệu băng rộng (0-6MHz) nên mạch khuếch đại trung tần hình là mạch khuếch đại băng rộng. Muốn vậy, người ta bố trí mạch bù tần số bằng cuộn dây và tụ đIện để mở rộng băng thông về phía tần số cao. Một số phương pháp mở rộng băng tần thông dụng là sử dụng cuộn đỉnh nối tiếp, cuộn đỉnh song song và mạch bù tần số song song RC. 2.4.2 Sơ đồ mạch điện B12 R1 82k C1 20uF D1 C2 .005 R2 10k R3 12k L1 C3 6p C L2 C4 6p R 4 8,2k L5 L Q1 L3 1uH R5 330 B150 C5 L4 C6 R11 10k R6 82k Q2 R7 8,2k R8 2,2k C7 20uF C8 .0022 K R14 220k R9 43Ω C A 9 47uF B R10 3k C10 .2 R13 500k R12 C11 220k .05 R15 1M 400 B Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện tách sóng hình và khuếch đại hình tiêu biểu 2.4.3 Thành phần mạch điện và nguyên lý hoạt động D1: Diode tách sóng hình, tách tín hiệu hình tổng hợp ra khỏi sóng mang trung tần hình. Dùng diode và mạch lọc thông thấp để tách sóng vì tín hiệu hình tổng hợp được điều chế AM. Đồng thời tại đây cũng xảy ra quá trình trộn sóng 2 tần số trung tần hình f IF/VID và 18 trung tần tiếng fIF/S để tạo ra trung tần thứ hai của tiếng fIF/S2 theo biểu thức: fIF/VID-fIF/S =fIF/S2 . - Đối với chuẩn FCC: 45,75MHz-41,25MHz=4,5MHz - Đối với chuẩn CCIR: 38MHz-32,5MHz=5,5MHz - Đối với chuẩn OIRT: 38MHz-31,5MHz=6,5MHz Do diode có anode quay về cực B của Q 1 nên cực tính của tín hiệu video sẽ dương ở masse và âm ở cực B của Q 1 như hình vẽ tạo nên tách sóng âm. ưu điểm của nó là chống nhiễu cao. Nhiễu thường cùng chiều với xung đồng bộ, khi có nhiễu lớn thì điện áp đặt lên tiếp giáp BE của Q 1 càng âm, do đó Q1sẽ tắt, nên tín hiệu không đến được tầng khuếch đại hình, nghĩa là triệt được nhiễu biên độ. Q1: Khuếch đại thúc tín hiệu hình tổng hợp Q2: Khuếch đại tín hiệu hình tổng hợp R1, R2: Cầu phân cực cho D1. C1: tụ thoát, tụ lọc tần số thấp C2: tụ thoát, tụ lọc tần số cao R3, R4: Cầu phân cực cho Q1. L1, C3, C4: mạch lọc trung tần hình, lọc thông thấp L2: cuộn đỉnh nối tiếp Để mở rộng băng thông người ta thiết kế các cuốn đỉnh nối tiếp và song song (nhằm nâng cao biên độ tín hiệu tại các tần số cao: điểm A, B, C…) L2, Ci: hình thành mạch cộng hưởng nối tiếp tại tần số f 1 (điểm A) làm vB/Q1>> vì làm tăng biên độ tín hiệu tại điểm A như hình vẽ.Tương tự, đối với tầng khuếch đại hình thì L3 là cuộn đỉnh nối tiếp tại tần số f 2 (điểm B). Chú ý, Co là điện dung ra của Q 1là giảm biên độ tín hiệu ra ở tần số cao. 2.5 Mạch tự động điều chỉnh độ khuếch đại 2.5.1 Nguyên lý hoạt động 15750 Hz Xung từ Flyback đến 8 Tín hiệu hỗn hợp VE = Cte (Phân cực không đổi) 56 Thời gian BJT dẫn Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của khối AGC khoá 19 Để ổn định độ tương phản của hình, giảm ảnh hưởng của hình biến đổi theo cường độ sóng thu của hiện tượng Ant (hiện tượng FADING) nhà thiết kế dùng mạch tự động điều chỉnh độ lợi AGC. Mạch đo biên độ tín hiệu hình và qua đó điều chỉnh lại độ lợi của các tầng khuếch đại trung tần hay cao tần. Để tăng hiệu quả, trong TV transistor, thường dùng kỹ thuật AGC khóa để giảm sự gây rối của các nhiễu biên độ cao trong tín hiệu hình. Mạch AGC này chỉ mở để đo xung đồng bộ ngang và căn cứ vào đó để chỉnh lại độ lợi của các tầng khuếch đại. * Nguyên lý hoạt động của mạch AGC khóa (KEYED AGC) Vậy: BJT chỉ dẫn trong thời gian tồn tại xung đồng bộ ngang. Trong các thời gian còn lại BJT tắt. Nhờ vậy, mạch AGC hạn chế được nhiễu biên độ cao trong tín hiệu hình, đồng thời xung đồng bộ và xung FlyBack có tần số cao 15750Hz nên mạch AGC đáp ứng nhanh. Đó chính là ưu điểm của mạch AGC khóa so với các mạch AGC khác như mạch AGC loại RC. VIDIF AMP TUNER RFAMP DETECTOR VIDEO DRIVE AGC AMP AGC GATE AGC DELAY VIDEO OUTPUT Hình 2.11 Sơ đồ khối của mạch điện AGC khoá 2.5.2 Mạch điện tiêu biểu FROM VIDEO OUTPUT R2 LOCAL AGC LEVEL DISTANCE A R1 B12 R3 B R4 R6 Q1 KEYED AGC _ VE + C1 + _ + _ Q2 AMP AGC R5 C2 + C3 _ D1 C4 R7 R8 B12 R9 R10 TO RFAMP AGC R11 TO VIDIFAMP Hình 2.12 Sơ đồ mạch AGC khoá tiêu biểu sử dụng BJT 20 2.5.2.1 Thành phần mạch điện Q1 : : AGC khóa (Keyed AGC) Q2 : AGC Amplifier R2, R3, R4 : Cầu phân cực, xác định điện áp VEQ1 = Cte C1 : Tụ thoát cực E của Q1 R1 : Trở định dòng phân cực Q1 đồng thời cách ly giữa Q1 và KĐH C2 : Tụ ngăn DC R5C3 : Mạch lọc AGC, lọc gợn do mạch hoạt động ở chế độ Switching R6 : Phân cực Q2 R7R8 : Tải cho Q2 R9, R10, R11 : Cầu chỉnh phân cực cho RFAMP D1 : AGC trễ (Delay AGC) C4 : Tụ thoát 2.5.2.2 Hoạt động của mạch AGC Khi vi tăng  tín hiệu hình hỗn hợp tại VIDEO DRIVE (hoặc VIDEO OUTPUT) tăng theo  xung đồng bộ ngang càng cao  IBQ1 tăng và do xung FlyBack đến cùng lúc với xung đồng bộ đó làm Q 1 dẫn mạch  ICQ1 tăng  C2 được nạp mạnh hơn  Sau khi hết xung đồng bộ (hết xung FB)  Q1 tắt  vCQ1<0 (do điện áp trên C2)  vCQ1 càng âm  IBQ2 giảm  vEQ2 giảm làm giảm phân cực IF và RF làm Av giảm  vo = Cte. Ngược lại  Khi vi giảm  xung đồng bộ ngang nhỏ  IBQ1 giảm  ICQ1 giảm  vCQ1 ít âm hơn  vEQ2 tăng làm tăng phân cực IF và RF làm Av tăng  vo = Cte. 2.5.2.3 Hoạt động của AGC trễ D1  Gọi vimin S  70dB là điện áp vào nhỏ nhất mà tuner vẫn đạt tỉ số:   N or 50dB Khi vi < vimin  S/N không đạt  cắt bỏ AGC để cho RF Amplifier phân cực mạnh nhất  Av = Avmax  hình thu không bị nhiễu. Khi vi  vimax  AGC hoạt động giảm phân cực RFAMP tránh làm bão hòa cho tầng này. D1 giữ nhiệm vụ đó. Cụ thể: Khi tín hiệu nhập vào quá bé vivimax  Q1 dẫn rất mạnh  Q2 dẫn rất yếu  vEQ2 giảm nhỏ  D1 dẫn điện  AGC tác động lên RF làm giảm phân cực RFAMP để tránh làm cho nó bão hòa. AGC Tuner chỉ hoạt động khi vi>vimax 2.5.2.4 Tác dụng của R3 và R8, R10  Khi R3  A  vEQ1 tăng  vi có biên độ lớn thì Q1 mới hoạt động được, tương ứng với máy thu đặt gần đài phát.  R3  A : LOCAL :ở gần  Khi R3  B  vEQ1 giảm  vi có biên độ thấp thì Q1 hoạt động bình thường, tương ứng với máy thu đặt ở xa đài phát.  R3  B : DISTANCE :ở xa Vậy R3 là biến trở chỉnh biên độ tín hiệu nhập vào máy thu để mạch AGC làm việc bình thường. R3 gọi là AGC LEVEL.  Khi điều chỉnh R8, R10 Khi điều chỉnh R8, R10 thì thay đổi điện áp phân cực cho tầng khuếch đại trung tần hình và tầng khuếch đại cao tần. R8, R10 gọi là chiết áp AGC. 2.5.2.5 AGC thuận và AGC nghịch Định nghĩa: AGC thuận: Khi vi tăng mà mạch AGC có tác dụng làm tăng dòng phân cực cho IFAMP và RFAMP để giảm Av. AGC nghịch: Khi vi tăng mà mạch AGC có tác dụng làm giảm dòng phân cực cho IFAMP và RFAMP để giảm Av.  hfe AGC nghịch B hfe2 hfe3 hfe4 hfe1 Q2 AGC thuận Q3 Q4 Q1 c A ICQ1 ICQ2 ICQ3 ICQ4 ic Hình 2.13 Đặc tuyến hfe = f(ic) của BJT Đặc tuyến hfe = f(ic) của BJT có dạng như hình vẽ. Đoạn [BC] dốc hơn đoạn [AB] Trong đoạn [AB] ta có: ICQ1 < ICQ2 thì hfe1 < hfe2 22  Xét điểm Q2  [AB] Khi vi tăng, muốn Av giảm thì ta phải giảm hfe vì A v  h fe  RL h ie Muốn vậy, mạch AGC phải làm giảm phân cực  điểm Q2 phải dời về điểm Q1 (ICQ2  ICQ1). Vậy đoạn [AB] ứng với mạch AGC nghịch.  Xét điểm Q3  [BC] Khi vi tăng, muốn Av giảm thì ta phải giảm hfe vì A v  h fe  RL . Muốn vậy mạch AGC phải h ie làm tăng phân cực  điểm Q3 phải dời về điểm Q4 (ICQ3  ICQ4). Vậy đoạn [BC] ứng với mạch AGC thuận. Trong mạch AGC đã khảo sát ta thấy: Khi vi tăng mạch AGC có tác dụng làm giảm phân cực IF và REAMP nên là mạch AGC nghịch và các BJT khuếch đại trung tần và cao tần phải làm việc trong đoạn AB của đường đặc tuyến hfe = f(ic). 2.6 Mạch đồng bộ 2.6.1 Mục đích yêu cầu  Tách tín hiệu đồng bộ dọc 60Hz (hoặc 50Hz) và tách tín hiệu đồng bộ ngang 15750Hz (hoặc 15625Hz) ra khỏi tín hiệu hình hỗn hợp.  Tín hiệu đồng bộ dọc sẽ đồng bộ hoá cho mạch quét dọc chạy đúng tần số 60Hz (hoặc 50Hz) của đài phát. hình ảnh sẽ đứng yên theo chiều dọc. Nếu không đúng thì hình ảnh sẽ trôi theo chiều dọc.  Tín hiệu đồng bộ ngang sẽ đồng bộ hoá cho mạch quét ngang chạy đúng tần số 15750Hz (hoặc 15625Hz) để hình ảnh đứng yên theo chiều ngang hay không bị xé hình.  Mạch đồng bộ lấy tín hiệu hình hỗn hợp (composite Signal) có biên độ và cực tính thích hợp.  Thông thường tín hiệu hình hỗn hợp được lấy từ ngõ ra của VIDEO DRIVE. 2.6.2 Mạch điện tiêu biểu Q1 2SC564 R2 12k Q0 C1 .047 R1 4,7k Q2 2SC828 R4 120Ω R6 330 D1 C2 1µF .01 C3 R3 820k 4,7µ R5 4,7k C4 C5 .01 R’ 5 10k R7 330 R8 22k R9 A 15k B C6 .01 C7 .01 Hình 2.14 Sơ đồ mạch đồng bộ tiêu biểu R Av = hfe . L hie 23 2.6.3 Thành phần mạch điện Qo : BJT khuếch đại thúc Video (Video Drive) Q1 : BJT tách xung đồng bộ Q2 : BJT khuếch đại đồng bộ và tải pha Ro : tải của Qo R1, C1 : thành phần triệt nhiễu RC C2 : tụ liên lạc D1, R2, R3: thành phần phân cực Q1 D1 : chặn xung dương từ C2 lên R2 khi nó xã qua R3 R5 : tải của Q1 C3 : tụ liên lạc R'5 : trở tạo điện thế âm để tắt Q2 trong thời gian không có xung đồng bộ R6, R7 : điện trở tải của Q2 C4, C5 : tụ liên lạc R8, C6, R9, C7: Mạch tích phân 2.6.4 Hoạt động của mạch Trong thời gian không có xung đồng bộ: Q1 OFF  vCQ1 = 0 Q2 OFF  vCQ2 = 1, vEQ2 = 0, vA = vB = 0 Trong thời gian có xung đồng bộ xung âm tác dụng vào B của Q 1, C2 được nạp qua mối nối BE của Q1  Q1: ON  vCQ1 = 1 C3 nạp qua BE của Q2  vEQ2 = 1, vCQ2 = 0 Trong thời gian không có xung đồng bộ (I3), C2 phóng điện qua R3 áp một điện tích dương lớn vào cực B của Q 1 làm cho Q1 tắt nhanh, Diode D ngăn không cho C 2 phóng qua R2. Điện áp trên các cực của Q1, Q2 được vẽ như hình vẽ. C3 phóng điện từ cực dương qua R5, R'5 về cực âm của nó làm trên R'5 xuất hiện một điện áp âm lớn và Q2 tắt nhanh trong thời gian không có xung đồng bộ. Mạch triệt nhiễu R1C1 Nhiễu có phổ rất cao (tần số nhiễu rất lớn). Nếu đặt 2 tụ nối tiếp C1 và C2 mà C1< L2  điện áp cảm ứng thông thường sẽ rất lớn, hơn điện áp phân cực từ 8 ÷ 10 lần làm Q 1 bị ngưng dẫn nhanh chóng. Đây là trường hợp Q 1 bị nghẹt hay bị chặn. Gọi là dao động nghẹt hay dao động chặn (Blocking Oscilator). Sau thời gian t, điện áp cảm ứng tiến dần đến giá trị 0  vBEQ1 tăng đến v  Q1 mở và quá trình cứ tiếp diễn: Q 1 tắt, Q1 dẫn. Dạng sóng tại R 4 sẽ là hình chữ nhật nếu không có tụ sửa dạng C2. 2.7.4.2 Tác dụng của chiết áp R2