Генератор испытательных сигналов для регулировки телевизора

Широков внедрение цветного телевидения требует создания специальной контрольно-измерительной аппа­ратуры.

Известно, что в силу специфики устройства и дей­ствия трехлучевого цветного кинескопа такие парамет­ры, например, как чистота цвета свечения экрана, ста­тический и динамический баланс белого, точность совме­щения растров, требуется проверять и регулировать именно в условиях эксплуатации. Поэтому особый инте­рес представляют малогабаритные переносные генера­торы испытательных сигналов, позволяющие осущест­вить визуальный контроль и настройку цветных телеви­зоров на месте их установки.

Ниже описан генератор испытательных сигналов, по­зволяющий по контрольным изображениям на экране кинескопа оценивать основные параметры цветного те­левизионного приемника и осуществлять его настройку.

Этот генератор вырабатывает сигналы сетчатого, то­чечного и шахматного полей, сигналы градаций уровня яркости, а также сигналы контроля четкости разре­шающей способности по вертикали: такой набор испыта­тельных сигналов позволяет осуществлять статическое и динамическое сведение лучей, регулировку чистоты Цвета и баланса белого в цветных телевизорах, а также проверять качество работы и проводить другие основные регулировки цветных и черно-белых телевизоров и быто­вых видеомагнитофонов.

Рис. 1. Структурная схема генератора

Генератор выполнен по упрощенной схеме на инте­гральных логических элементах и транзисторах. Сборка и настройка его вполне доступны радиолюбителю сред, ней квалификации. Малые габариты и масса генерато­ра позволяют рекомендовать его для использования мастерами телеателье при настройке цветных телевизо­ров на дому.

Генератор имеет два выходных высокочастотных разъема для подключения коаксиального кабеля с вол­новым сопротивлением 75 Ом. Один из разъемов пред­назначен для съема испытательных видеосигналов, дру­гой — радиосигналов.

Уровень выходного видеосигнала регулируется от О до 1,5 В. Полярность сигнала соответствует принятой для унифицированных цветных и черно-белых телевизо­ров отечественного производства.

Уровень выходного радиосигнала устанавливается при наладке генератора (300 — 500 мкВ). Глубина-амплитудной модуляции радиосигнала изменяется той же регулировкой, что и уровень видеосигнала.

Структурная схема генератора испытательных сиг­налов приведена на рис. 1. Он состоит из синхрониза­тора, элементов формирования испытательных видеосиг­налов, генератора высокой частоты и переключателя ре­жимов работы.

Синхронизатор предназначен для генерирования строчных и кадровых синхронизирующих импульсов, а также импульсов, необходимых для формирования раз­личных испытательных сигналов. С этой целью синхро­низатор содержит задающий генератор, делитель ча­стоты, формирователь строчных синхроимпульсов, фор­мирователь кадровых синхроимпульсов, сумматор син­хроимпульсов и инвертор — эти элементы обведены на рис. 1 пунктирной линией. Задающий генератор работа­ет на частоте 16 кГц. Делением частоты его выходного сигнала на 320 обеспечивается развертка кадров с ча­стотой 50 Гц. Такое соотношение частот выбрано с целью упрощения схемы устройства и сокращения числа ее элементов. Настройка прибора осуществляется одной ручкой — изменением частоты задающего генератора. Максимально возможное отклонение одной из частот от стандартного значения (при номинальном значении другой частоты) не превышает 2,4% и практически не сказывается на качестве испытательного сигнала.

Задающий генератор вырабатывает напряжение прямоугольной формы (меандр) с частотой примерно 16 кГц. Этим напряжением запускается формирователь строчных синхроимпульсов, вырабатывающий импульсы отрицательной полярности длительностью т_с = 10 — 12 мкс. Кроме того, напряжение с выхода задающего ге­нератора поступает на делитель частоты, на выходе ко­торого формируются сигналы прямоугольной формы с частотами 800, 400, 200, 100 и 50 Гц.

Напряжение частоты 50 Гц поступает на формиро­ватель кадровых синхроимпульсов — ждущий муль­тивибратор, генерирующий импульсы длительностью т„ = 240 мкс.

Сформированные таким образом кадровые и строч­ные синхроимпульсы суммируются (операция «ИЛИ») и через инвертор поступают на один из входов схемы сложения, где смешиваются с испытательными сигна­лами.

Для формирования испытательных сигналов исполь­зуются строчные синхроимпульсы и напряжения крат­ных частот, снимаемые с делителя частоты.

Формирователь вертикальных линий управляется вы­ходными сигналами мультивибратора, синхронизация которого осуществляется строчными синхроимпульсами. На выходе формирователя вертикальных линий выра­батываются импульсы длительностью т_в = 0,3 мкс, час­тота следования которых 320 (160) кГц обеспечивает воспроизведение на экране телевизора 20 (10) верти­кальных линий.

Формирователь горизонтальных линий запускается напряжением частоты 800 (400) Гц, поступающим с од­ного из выходов делителя частоты. Длительность им­пульсов горизонтальных линий равна т_г = 52-60 мкс, а частота их следования соответствует 16 (8) горизонталь­ным линиям за время кадра. Испытательный сигнал «сетчатое поле» формируется суммированием импульсов вертикальных и горизонтальных линий в схеме суммиро­вания, выполняющей операцию «ИЛИ», а для получения сигнала «точечное поле» импульсы вертикальных и го­ризонтальных линий поданы на схему совпадения (опе­рация «И»).

Испытательный сигнал «Вертикальные полосы гра­даций яркости» формируется суммированием импуль­сов строчной синхронизации и импульсов вертикальных линий: таким образом вырабатывается ступенчатое на­пряжение, модулирующее кинескоп телевизора по яр­кости от уровня белого до уровня черного в пределах рабочего хода каждой строки. Число полос на экране равно 10 (20).

Испытательный сигнал («Горизонтальные полосы градаций яркости») вырабатывается формирователем, на вход которого поступают напряжения с делителя частоты (50, 100 и 200 Гц). Выходной сигнал этого формирователя — ступенчатое напряжение — модулиру­ет кинескоп телевизора по яркости от уровня белого до уровня черного в пределах кадра. Число полос на экра­не телевизора равно 8.

Испытательный сигнал («Шахматное поле») форми­руется суммированием напряжений прямоугольной формы: с частотой 80 кГц — от мультивибратора и с час­тотой 200 Гц — с соответствующего выхода делителя частоты. При этом на экране телевизора обеспечивает­ся воспроизведение шахматного поля с числом квадра­тов 10 X 8. Кроме того, на вход этой схемы суммиро­вания подано напряжение с частотой 4,0 или 2,5 МГц от генератора сигналов контроля четкости. Это позволя­ет в каждой белой клетке нечетных полос шахматного поля воспроизвести на экране телевизора вертикальные линии контроля четкости, соответствующие разрешаю­щей способности примерно 450 и 250 строк соответ­ственно.

Испытательные сигналы положительной полярности с помощью переключателя S подаются на схему сло­жения, где они смешиваются с кадровыми и строчными синхроимпульсами. Полный видеосигнал через эмиттер-ный повторитель поступает на выходной разъем «Выход видео» и на генератор высокой частоты для амплитуд­ной модуляции. Этот генератор работает на частоте одного из телевизионных каналов. Испытательные ра­диосигналы снимаются с выходного разъема «Выход ВЧ».

Принципиальная схема генератора испытательных сигналов представлена на рис. 2.

Задающий генератор и мультивибратор собраны каж­дый на трех логических элементах «ИЛИ» — «НЕ» ми­кросхемы D1 и D2 соответственно. Их времязадающие цепи {С1, СГ, R2, R3 и СЗ — С6, R5, R6 соответственно) содержат плавные регулировки: R3 «Частота строк», вы­веденную на переднюю панель, и R6 «Число вертикаль­ных линий» — под шлиц. Частота колебаний мультивиб­ратора (320, 160 или 80 кГц) определяется положением переключателя S9 «Редко — Густо» и кнопки S2 «Шах­матное поле». Задающий генератор и мультивибратор работают в автоколебательном режиме, причем мульти­вибратор синхронизируется строчными синхроимпульса­ми отрицательной полярности.

Формирователи строчных синхроимпульсов и сигна­лов вертикальных линий выполнены на элементах «ИЛИ» — «НЕ» D1.4, D2.1, D2.2 и D5.4, D6.1, D6.2 со­ответственно. Длительности выходных импульсов т_с = = 10 — 12 мкс и т_в = 0,3 мкс задаются подбором емко­стей конденсаторов С2 и С7.

Формирователи кадровых синхроимпульсов и импуль­сов горизонтальных линий — ждущие мультивибраторы, каждый из которых собран на трех элементах «ИЛИ» — «НЕ» микросхем D3 и D4 соответственно. Длительности импульсов определяются параметрами цепей С10, R9, R10 и С8, С8', R7, R8 и равны соответственно t_K = 240 мкс и т_г = 52 — 60 мкс. В цепях пуска этих формирователей установлены дифференцирующие кон­денсаторы С11 и С9.

Рис. 2. Принципиальная схема генератора

Сумматор синхроимпульсов и формирователь сигна­лов сетчатого поля выполнены каждый на одном логи­ческом элементе «ИЛИ» — «НЕ» (D2.3 и D6.3). В сумма­торе синхроимпульсов осуществляется инвертирование выходных импульсов с помощью логического элемен­та D2.4, выполняющего операцию «НЕ». Аналогично ин­вертируются импульсы и в других цепях формирователя сигналов, например на входе формирователя сигналов вертикальных полос градаций яркости (D6.4).

Делитель частоты построен на триггерах D10 — D18. Триггеры D12 — D14 обеспечивают деление частоты на 5, а каждый из остальных — на 2.

Формирователь сигналов точечного поля собран на элементах микросхемы D7, из которых D7.1, D7.2 и D7.4 выполняют операцию «НЕ», a D7.3 — операцию совпа­дения «И» — «НЕ».

Формирователь сигналов шахматного поля выполнен на микросхеме D8, элементы D8.1, D8.3 и D8.4 которой выполняют операцию «ИЛИ» — «НЕ», a D8.2 — опера­цию «НЕ». Суммирование сдвинутых полос шахматного поля происходит на нагрузке сумматора R16, R15.

Генератор сигналов контроля четкости собран по схе­ме ждущего мультивибратора на элементах D9.1 W.D9.2 микросхемы D9. Для запуска этого мультивибратора на один из входов элемента D9.2 поданы строчные син­хроимпульсы. Частота его выходного сигнала, опреде­ляемая положением кнопки S6, равна 4,0 МГц (цепь R23, С22) или 2,5 МГц при включении конденсатора С23 параллельно конденсатору С22.

Выход генератора сигналов контроля четкости под­ключен к одному из входов элемента D8.3, так что вер­тикальные линии контроля четкости воспроизводятся в белых квадратах четных полос шахматного поля.

Формирователь сигналов горизонтальных полос гра­даций яркости — сумматор на резисторах Rll — R13, подключенных к инверсным выходам (Q) триггеров D16 — D18. Формирователь сигналов вертикальных полос града­ций яркости собран на диодах V4, V5 и транзисторах V8 и V9. Выходной ступенчатый сигнал формируется следующим образом. Положительные импульсы верти­кальных линий, снимаемые с инвертора D6.4 через ди­од V5, заряжают конденсатор С24 во время рабочего хода каждой строки. Каждый очередной импульс подза­ряжает конденсатор на одну и ту же величину напряже­ния. Постоянная времени разряда этого конденсатора достаточно велика, поэтому в паузах между импульсами напряжение на конденсаторе остается практически не­изменным. Число градаций равно количеству импульсов вертикальных линий, поступающих за время рабочего хода строки. В конце каждой строки отрицательный им­пульс строчной синхронизации, поступающий в схему через диод V4, разряжает конденсатор С24 и цикл на­чинается снова. Сформированный таким образом сту­пенчатый сигнал через змиттерный повторитель на тран­зисторе V8 подается на базу транзистора V9 усилитель­ного каскада. Далее этот сигнал через конденсатор С27 поступает на переключатель S8.

Схема сложения выполнена на резисторах R14, R15 и R16. Синхроимпульсы с выхода инвертора D2.4 по­даются на делитель, образованный резисторами R14 и R15, а испытательный сигнал — на делитель R16, R15. Диод V3 обеспечивает требуемое амплитудное соотно­шение между отрицательными синхроимпульсами и по­ложительными испытательными сигналами различных видов. Суммарный видеосигнал с резистора R15 через конденсатор С14 подан на базу транзистора V6, рабо­тающего в режиме с общим коллектором. В эмиттерной цепи транзистора V6 включен переменный резистор R18 «Уровень видео», предназначенный для регулирования амплитуды видеосигнала на выходном разъеме «Выход видео» и одновременно глубины модуляции радиосиг­нала.

Генератор высокой частоты выполнен на транзисто­ре V7 с колебательным контуром, образованным катуш­кой индуктивности Ы и конденсатором С19 в цепи коллектора. Режим генерации обеспечен здесь с помощью конденсатора обратной связи С18. Питание базовой цепи транзистора V7 осуществляется через резистор R19; в коллекторной цепи установлен развязывающий фильтр L3, С16. Модулирующий видеосигнал подан на базу транзистора V7 через цепочку, состоящую из конденса­тора С17 и резистора R21.

Полный телевизионный радиосигнал снимается с ка­тушки связи L2 и через емкостный аттенюатор С21 дей­ствует на выходном разъеме «Выход ВЧ». Для согласо­вания генератора с волновым сопротивлением кабеля катушка связи L2 соединена с корпусом через рези­стор R22.

Коммутирующее устройство состоит из пятикнопоч-ного переключателя S1 — S4 типа П2К с взаимной фикса­цией и S9 — П2К с невзаимной фиксацией, а также тумблеров 55 — S8 и выключателя сети типа ТВ2-1.

В исходном состоянии, когда ни одна из кнопок S1 — S4 не нажата, испытательный сигнал содержит только синхроимпульсы: на экране телевизора при этом вос­производится белое поле.

Кнопкой S1 включают сетчатое или точечное поле — в зависимости от положения тумблера S5.

При нажатии кнопки S2 включается «Шахматное поле». При этом положение тумблера S6 задает часто­ту сигнала контроля четкости 2,5 или 4 МГц.

Горизонтальные полосы градаций яркости включают кнопкой 53. Вид полос — черно-белые или полосы гра­даций яркости — задают с помощью тумблера 57.

Кнопкой S4 включают вертикальные полосы града­ций яркости. Тумблером S8 задают при этом черно-бе­лые полосы, либо полосы градаций яркости. В то же время положение кнопки 59 определяет густоту верти­кальных и горизонтальных линий поля.

Питание устройства осуществляется напряжением + 5 В от встроенного стабилизированного выпрямителя, принципиальная схема которого приведена на рис. 3.

В генераторе испытательных сигналов могут быть применены микросхемы серии К134 (К134ЛБ1 и К134ТВ1), или К136 — К136ЛАЗ и К136ТВ1. Возможно применение микросхем и других серий, например, К130, К131, К133, К155, последние, однако, потребляют значи­тельно большую энергию от источников питания. С целью уменьшения количества микросхем возможно примене­ние триггеров К134ТВ14, содержащих два JK триггера в одном корпусе.

Рис. 3. Принципиальная схема блока питания

Катушка контура L1 содержит 16 витков провода ПЭЛШО 0,33 на каркасе диаметром 5 и высотой 12 мм с латунным подстрочным сердечником. Катушка связи L2 выполняется тремя витками того же провода поверх обмотки катушки L1.

В качестве силового трансформатора использован выходной трансформатор радиолы «Рекорд 353», у ко­торого зазор устранен переборкой сердечника. Можно применить также трансформатор ТВК-ПО ЛМ. Транзистор V14 установлен на теплоотводящем ра­диаторе. Остальные детали устройства — типовые мало­габаритные.

Шасси генератора представляет собой каркас из дюр­алюминиевых уголков. Монтаж выполнен на трех печат­ных платах. На одной плате размещены все логические элементы (D1 — D9 и D10 — D18) и навесные детали. Для ослабления паразитных связей через общий источник питания каждая микросхема по питанию зашунтирована конденсатором емкостью 0,068 мкФ, установленным не­посредственно у самой микросхемы.

На второй плате смонтированы эмиттерный повто­ритель на транзисторе V6, генератор высокой частоты и формирователь вертикальных полос градаций яркости, на третьей — выпрямитель питания со стабилизатором напряжения. Силовой трансформатор крепится непосред­ственно к шасси.

Плата с логическими элементами крепится сверху, а остальные платы — снизу шасси.

Выходные высокочастотные разъемы и предохрани­тель установлены на задней стенке прибора. Регулиров­ки R3, R18 и R6 выведены на переднюю панель. Первые две имеют ручки, а последняя — под шлиц. Резисторы R8, R10 и R23 после налаживания заменяются постоян­ными и потому монтируются на плате.

Все переключатели и тумблер включения сети раз­мещены на верхней площадке шасси. Конструктивно ге­нератор испытательных сигналов оформлен в корпусе из листового алюминия. Дно корпуса имеет отверстия, обеспечивающие доступ отверткой к подстрочным кон­денсаторам С19, С21 и к сердечнику катушки Ы.

Налаживание генератора следует начинать с про­верки блока питания. Для этого надо подключить к вы­прямителю эквивалент нагрузки (резистор сопротивле­нием примерно 20 Ом) и измерить на нем напряжение. Если напряжение питания отличается от номинального ( + 5 В) незначительно, то подгонку его следует выпол­нить подбором величины сопротивления резистора R36. Значительное отклонение напряжения от номинала (на 0,3 — 0,5 В) устраняют подбором стабилитрона V13, или же подключением последовательно (параллельно) диоду V17 еще одного диода того же типа. Ориентиро­вочные режимы транзисторов Vll, V12, V14 — V16 при­ведены в таблице.

После налаживания блока питания можно подклю­чить к нему вместо эквивалента нагрузки генератор и приступить к налаживанию устройства в целом.

Частота выходного сигнала задающего генератора должна быть равной 16 кГц при установке регулиров­ки R3 в среднее положение. Подгонка частоты этого сигнала осуществляется подбором элементов R2 и С1'. Контроль частоты осуществляется по электронному частотомеру или по осциллографу. Аналогично настраи­вается и мультивибратор.

При установке регулировки R6 в среднее положение частота выходного сигнала должна быть равной:

320 кГц, когда переключатель S9 установлен в поло­жение 1;

160 кГц, когда переключатель S9 находится в поло­жении 2;

80 кГц при установке переключателя S9 в положе­ние 2 при нажатой кнопке S2.

Режимы транзисторов по постоянному току

Затем по изображению на экране осциллографа сле­дует убедиться, что полупериоды выходного сигнала мультивибратора на частоте 80 кГц одинаковы по дли­тельности: такая форма сигнала (колебания типа «ме­андр») необходима для воспроизведения на экране те­левизора шахматного поля, состоящего из квадратов.

Равенства длительностей полупериодов можно до­биться изменением номиналов элементов R5, С4, С5. Налаживание формирователей синхроимпульсов, а так­же сигналов вертикальных и горизонтальных линий сво­дится к подбору времязадающих элементов С2, С7, R9, R7, С8', с целью обеспечения требуемых длительностей вырабатываемых импульсов.

Делитель частоты и формирователи сигналов точеч­ного поля, шахматного поля и контроля четкости, а так­же формирователь сигналов горизонтальных полос гра­даций яркости при правильной сборке и исправных эле­ментах налаживания не требуют.

Налаживание генератора сигналов контроля четкос­ти заключается в установке требуемых частот выходного сигнала (2,5 и 4 МГц) подбором номиналов элемен­тов С22, С23 и R23.

Налаживание транзисторных схем следует начинать с проверки режимов транзисторов по постоянному току на соответствие табличным данным. В эмиттерном пов­торителе проверяют качество передачи и отсутствие за­метного ослабления выходного сигнала: амплитуда по­ложительных импульсов видеосигнала на резисторе R18 должна быть не менее 1,5 В, а отрицательных синхроим­пульсов — около 0,5 В. Это соотношение обеспечивается сопротивлениями резисторов R14, R15, R16.

Целью налаживания формирователя сигналов верти­кальных полос градаций яркости является получение на коллекторной нагрузке (резистор R31) транзистора V9 ступенчатого линейно изменяющегося напряжения с раз­махом 2,8 В. Если режимы транзисторов V8 и V9 по постоянному току соответствуют табличным, а указан­ное требование не обеспечивается, то следует проверить осциллограмму ступенчатого напряжения на конденсато­ре С24: при удовлетворительной линейности его размах должен составлять 2 В. Увеличить (уменьшить) размах этого напряжения можно, уменьшая (увеличивая) ем­кость конденсатора С24.

Генератор высокой частоты настраивают с помощью подстроечного конденсатора С19 и сердечника катуш­ки L1 на несущую частоту изображения одного из пер­вых четырех телевизионных каналов. Контроль частоты при настройке осуществляют по частотомеру или при помощи телевизионного приемника.

В описываемом устройстве генератор высокой часто­ты настроен на частоту 49,75 МГц первого телевизион­ного канала. При необходимости настройки генератора на частоты выше 84 МГц число витков катушки L1 сле­дует уменьшить до 10 — 12.

Качество произведенной настройки устройства можно оценить по изображению испытательных сигналов на экране телевизора. Для этого с помощью коаксиального кабеля следует соединить выходной разъем «Выход ВЧ» прибора с антенным входом телевизора. Селектор кана­лов телевизора необходимо переключить на соответ­ствующий канал и затем включить питание телевизора и генератора испытательных сигналов.

Рис. 4. Вариант структурного построения генератора испытательных сигналов

В исходном состоянии кнопки SI — S4 должны быть отжаты, что соответствует испытательному сигналу «Белое поле». Регулировками «Частота строк» и «Уро­вень видео» следует добиться устойчивого синхронизиро­ванного растра. Затем регулировкой «Частота строк» надо остановить движение по вертикали едва заметных темных горизонтальных полос, указывающее на нали­чие разницы частот кадровой развертки и питающей сети. При нажатии кнопки S1 «Сетчатое поле» на экра­не телевизора должна появиться четкая белая сетка на черном фоне. При необходимости конденсатором С19 или сердечником катушки Ы подстраивают генератор высокой частоты (АПЧ телевизора при этом следует отключить), и конденсатором С21 подбирают уровень радиосигнала на выходе устройства.

Далее проверяют действие кнопок и тумблеров, со­ответствующих всем остальным испытательным сигна­лам.

Порядок проверок и регулировок параметров телеви­зионных приемников по испытательным сигналам широ­ко описан в литературе и здесь не приводится.

В заключение отметим, что схема коммутации кноп­кой S9 «Редко — Густо» может быть выполнена в соот­ветствии с рис. 4 и требует добавления двух триггеров D19 и D20, но в то же время исключает необходи­мость подбора номиналов элементов R5, С4 и С5 с целью обеспечения равенства длительностей полуперио­дов выходного сигнала мультивибратора на частоте 80 кГц, о котором говорилось выше. В схеме рис. 4 равенство полупериодов сигнала по длительности обес­печивается автоматически. Сигнал частоты 200 Гц от делителя частоты на формирователь сигналов «Шахмат­ного поля» подается только при нажатии кнопки S2 «Шахматное поле». На входы «Установка нуля» тригге­ров D19 и D20 поступает смесь отрицательных строчных и кадровых синхроимпульсов, полученная с выхода ин­вертора D2.4 после их суммирования.