Глава 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Глава 3. Всеволновые тюнеры
Одно из последних нововведений в мире ТВ — «встроенные» тюнеры (модели Томсон с RCE и GE шасси). Элементы и цепи тюнера расположены на основной монтажной плате вместе со всеми остальными схемами. И поскольку такой тюнер нельзя заменить целиком, придется искать и устранять неисправности. Вам стало страшно? Не бойтесь — это почти то же самое, что искать неисправности в любой другой схеме.
Вам нужно знать, как работает тюнер, а также как найти и устранить неисправность — только тогда возможен качественный ремонт. А теперь рассмотрим схемы встроенных тюнеров, находящихся в RCE и GE шасси, и примем во внимание то, что принцип действия и устройство тюнеров (как отдельных, так и встроенных) у большинства телевизоров одинаков.
Телевизионный сигнал, представляющий собой смесь сигналов изображения и звукового сопровождения от большого числа различных источников, поступает на единственный антенный вход высокочастотного блока — тюнера. Предназначение тюнера — выбрать один заданный телевизионный канал и усилить сигнал, передаваемый по этому каналу, а на остальные не обращать внимания.
Современные всеволновые тюнеры дают возможность принимать сигналы телевидения в диапазоне частот от 45 до 800 МГц.
С помощью варикапа невозможно перестраивать резонансный контур во всем диапазоне принимаемых частот, поэтому тюнер разделен на две секции: UНF и VHF, как показано на блок-схеме рис. 3.1. Секция VHF обрабатывает каналы более низкой частоты в диапазоне метровых волн, а секция UHF имеет дело с высокочастотными каналами в диапазоне дециметровых волн. В каждой из секций имеются усилитель высокой частоты, перестраиваемые полосовые фильтры, гетеродин и смесительный каскад. Во многих тюнерах есть еще предварительные усилители и полосовые фильтры промежуточной частоты. Обе секции — UHF и VHF — имеют похожие схемы, поэтому мы рассмотрим только VHF.
Рис. 3.1. Структурная схема всеволнового тюнера
Усилительные и преобразовательные каскады в современных тюнерах выполнены, как правило, на двухзатворных полевых МОП транзисторах по каскадной схеме «Общий исток — Общий затвор», дающей наибольший коэффициент устойчивого усиления в широкой полосе частот от десятков МГц до 1 ГГц. Принципиальная схема типичного УВЧ современного тюнера представлена на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Схема типичного УВЧ
Сигнал поступает на один из затворов, а на другой подается напряжение автоматической регулировки усиления (АРУ).
УВЧ на полевом МОП-транзисторе работает по тому же принципу, что и усилитель на электронной лампе. Когда на один из затворов подается отрицательное напряжение, ток стока уменьшается. Подача положительного напряжения увеличивает ток стока.
При нормальной работе тюнера на затвор транзистора УВЧ поступает сигнал с амплитудой 0,5—5,0 мВ. Проводимость транзистора увеличивается или уменьшается в зависимости от напряжения АРУ, и соответственно меняется коэффициент усиления сигнала. Усиленный сигнал снимается с вывода стока, нагрузкой которого является перестраиваемый полосовой канальный фильтр.
Напряжение АРУ, подаваемое на другой затвор транзистора УВЧ, управляет усилением транзистора по напряжению. Увеличение напряжения увеличивает коэффициент усиления, а уменьшение напряжения уменьшает его. При полном усилении у тюнеров с обедненными полевыми транзисторами напряжение АРУ обычно составляет от 6 до 9 В. Если уровень телевизионного сигнала, поступающего на вход тюнера, увеличивается, напряжение АРУ падает, чтобы понизить усиление УВЧ. Таким образом предотвращается перегрузка смесительного каскада и усилителя промежуточной частоты.
VHF-транзистор усиливает сигналы низкочастотных телевизионных каналов, тогда как UHF-транзистор усиливает сигналы каналов дециметрового диапазона. Возьмем, к примеру, шасси RCA (рис. 3.2). Транзистор Q7102 усиливает сигналы с частотами от 49,75 до 463,25 МГц, а транзистор Q7101 — от 471,25 до 855,25 МГц.
Для каждого выбранного канала работает только один из двух имеющихся транзисторов. Другой выключен или заблокирован. Транзисторы УВЧ включаются при подаче напряжения на сток и при отключении напряжения на истоке, а выключаются при подаче напряжения на исток и при отключении напряжения на стоке.
Снова обратимся к рис. 3.2: Q7102 активен, когда напряжение переключения диапазонов V/C имеет уровень логической «I». Это напряжение открывает транзистор Q7403, подсоединяя исток Q7102 к земле. Напряжение на стоке Q7101 становится близким к нулю, и транзистор UHF отключается. Когда напряжение переключения диапазонов V/C имеет уровень логического «О», Q7403 закрывается, и положительное напряжение с его коллектора подается на исток Q7102, отключая его и включая Q7101.
Обе секции тюнера (VНF и UHF) обычно имеют по три перестраиваемых полосовых фильтра. Первый такой фильтр расположен перед УВЧ, а два других расположены на выходе усилителя перед смесительным каскадом. На рис. 3.3 показаны первичные и вторичные фильтры с полосой пропускания, равной ширине канала; подобный фильтр находится и на входе УВЧ.
Рис. 3.3. Схема перестраиваемых полосовых фильтров
Каждый перестраиваемый полосовой фильтр состоит из индуктивно-стей и конденсаторов, составляющих параллельную резонансную цепь. Фильтры настраиваются таким образом, чтобы резонансная частота совпала с центральной частотой нужного телевизионного канала. Полоса пропускания настроенных цепей приблизительно равна 6 МГц; она полностью пропускает сигнал одного канала и отфильтровывает другие каналы. На рис. 3.3 первичный полосовой фильтр состоит из L7111 и L7112 с подсоединенными параллельно конденсатором С7119 и вари-капом CR7108.
Полосы пропускания фильтров настроены так, что выбор различных каналов осуществляется при изменении емкости. Диод переменной емкости, или варикап, при подаче постоянного напряжения обратного смещения ведет себя как переменный конденсатор. Например, меняя подаваемое напряжение обратного смещения от 1 до 30 В, емкость вари-капа можно изменить от 200 до 20 пФ. Такое изменение емкости настраивает полосовой LC фильтр на определенную частоту ТВ канала. Чем меньше емкость, тем больше резонансная частота LC фильтра.
Изменяя в указанных пределах емкость варикапа, можно настроить полосовой канальный фильтр в диапазоне частот примерно от 45 до 200 МГц. Однако этого не достаточно для приема всех каналов, приходящихся на VHF секцию тюнера. Для того чтобы расширить частотный диапазон полосовых фильтров, резонансную схему выполняют в виде нескольких последовательно включенных индуктивных контуров. Эти контуры подключаются и отключаются коммутирующими диодами.
При подаче напряжения на коммутирующий диод он закрывается и отсоединяет дополнительный контур от LC цепи. Когда коммутирующий диод открыт, то дополнительный контур является частью резонансной цепи. Чем меньше индуктивных контуров включено последовательно, тем ниже индуктивность LC цепи и тем выше резонансная частота.
В данной схеме коммутирующими диодами являются CR7109 и CR7110. Когда диоды открыты, это позволяет при подаче на диоды- варикапы напряжения настройки от 1 до 28 В настраивать цепь в диапазоне от 45 до 170 МГц. Таким образом могут быть приняты каналы с 1 по 17. При закрытых коммутирующих диодах изменение напряжения настройки в этих же пределах перестраивает резонансные цепи в пределах от 215 до 420 МГц, т.е. принимаются каналы с 18 по 55.
Характеристики всех трех LC канальных полосовых фильтров VHF и UHF секций тюнера должны совпадать. Это значит, что при подаче напряжения настройки они будут иметь одинаковую резонансную частоту и ширину полосы пропускания. Небольшое отклонение одной из характеристик одного из фильтров уменьшит либо коэффициент усиления в заданной полосе частот, либо ширину полосы частот, которая должна быть равна 6,5 МГц.
Кроме трех канальных полосовых фильтров в тюнерах обычно имеются на входе фильтр высоких частот и заграждающий FM полосовой фильтр. Эти фильтры блокируют сигналы FM-радиостанций с частотами ниже частоты 1 канала, которые могут попасть в УВЧ и смесительный каскад, вызвать интермодуляционные искажения и, таким образом, исказить принятый ТВ сигнал.
В смесительном каскаде тюнера происходит сложение сигнала несущей выбранного телеканала с сигналом перестраиваемого генератора — гетеродина. В результате сложения получается сигнал промежуточной частоты, содержащий всю передаваемую информацию данного телеканала. Например, сигнал несущей видеосигнала 2 канала (59,25 МГц) складывается с частотой гетеродина 98,15 МГц.
Разница между этими частотами составляет 38,9 МГц. При ширине полосы пропускания тракта промежуточной частоты 6,5 МГц промежуточная частота несущей звукового сопровождения равна 32,4 МГц для стандарта D/K и 33,4 МГц для стандарта B/G.
Частота гетеродина определяет, какой из ТВ каналов (с кабеля или с антенны) попадает в полосу пропускания усилителя промежуточной частоты. Гетеродин должен быть настроен на частоту, точно на 38,9 МГц превышающую частоту видеонесущей выбранного канала. В RCA шасси гетеродин VHF секции тюнера настраивается в диапазоне от 88 до 425 МГц — для выбора каналов с 1 по 50.
В RCA шасси VHF и UHF гетеродины находятся в микросхеме 1C U7301 (рис. 3.4). Конденсаторы и индуктивности, подсоединенные к выводам 9 и 11, образуют резонансную LC цепь, определяющую частоту VHF генератора. LC цепь состоит из L7304, L7305, конденсатора С7314 и варикапа CR7302.
Рис. 3.4. Схема гетеродина тюнера телевизора Томсон (шасси RCA)
Гетеродин тюнера — это генератор, управляемый напряжением. Для того чтобы настроить частоту LC генератора, варикапом изменяют емкость LC цепи. Как и в случае с полосовыми фильтрами каналов, подаваемое на варикап напряжение обратного смещения устанавливает резонансную частоту LC цепи, на 38,9 МГц превышающую частоту несущей видеосигнала выбранного канала. Подаваемое на варикап напряжение настраивает LC схему в определенном диапазоне частот. В случае RCA шасси этот диапазон — от 88 до 185 МГц для каналов с 1 по 17.
Для того чтобы расширить диапазон частот генератора, в LC цепь включена дополнительная индуктивность — точно так же, как в полосовых фильтрах. На схеме рис. 3.4 индуктивность L7305 является частью LC цепи, когда коммутирующий диод заперт, и для выбора каналов с 1 по 17 частота гетеродина варьируется от 88 до 185 МГц. Для того чтобы LC цепь смогла генерировать более высокую частоту, на диод подается открывающее напряжение. Индуктивность L7305 при этом шунтируется и надежно убирается из резонансной цепи, а частота LC генератора может быть установлена в пределах от 185 до 425 МГц для настройки на каналы с 18 по 50.