Владимир Поляков - Посвящение в радиоэлектронику

Телебашня в Останкине.

Не пора ли нам перейти к тому, что к нам ближе, а именно к нашем домашнему телевизору? В его «нутро» вам, вероятно, приходилось заглядывать. Множество деталей, соединительных проводов… Как же во всем этом разобраться? Поможет структурная схема, тем более, что принципы передачи изображений нам в основном ясны. Давайте в ней разберемся.

Прежде всего необходимо принять сигнал. Чаще всего для этого служит коллективная телевизионная антенна, от которой проведен кабель и к вашему телевизору. Телевизионных антенн разработано великое множество, но основным типом остается знакомый нам полуволновый диполь-вибратор. Для того чтобы он лучше принимал сигнал от телецентра и ослаблял приходящие помехи, рядом с вибратором устанавливают другие, пассивные вибраторы, формирующие желаемую диаграмму направленности.

Первый блок на структурной схеме — ПТК, или переключатель телевизионных каналов (здесь будут использоваться сокращения, привычные для литературы по телевидению). В ПТК входит усилитель радиочастоты, смеситель и гетеродин элементы, имеющиеся в каждом супергетеродинном приемнике. На каждый канал имеется набор катушек, все они закреплены на общем барабане. Поворачивая барабан ручкой переключения каналов, мы можем включать определенный комплект катушек, соответствующий выбранному каналу. Переключатель телевизионных каналов с барабанными переключателями теперь используется все реже. Им на смену пришли ПТК с электронной настройкой, малогабаритные и более надежные.

Для перестройки резонансной частоты контуров в них установлены специальные полупроводниковые диоды-варикапы. На варикап подается запирающее напряжение смещения, при этом р - n переход не пропускает электрический ток. Но его емкость изменяется при изменениях напряжения смещения. Необходимое для настройки на каждый канал напряжение устанавливается заранее с помощью потенциометров, а включение канала производится нажатием кнопки или сенсорного контакта. Согласитесь, что такой способ настройки гораздо удобнее. После преобразования частоты сигнала приводятся к единой для всех каналов полосе. Промежуточная частота несущей изображения по существующему стандарту равна 38 МГц, звука — 31,5 МГц. Но как же так, ведь в любом канале частота звуковой несущей выше частоты несущей изображения? Все просто: гетеродин ПТК настраивается выше частоты канала и проходит инверсия спектра. Для первого канала, например, частота гетеродина равна 87,75 МГц. Вычитая из этого значения 49,75 МГц (частота видеонесущей), получаем 38 МГц, а вычитая 56,25 МГц (частота звуковой несущей), получаем 31,5 МГц.

Далее следует УПЧИ усилитель промежуточной частоты изображения. Раньше он содержал три-четыре ламповых каскада усиления, а теперь несколько транзисторных каскадов. Между каскадами установлены колебательные контуры и фильтры, выделяющие только нужный спектр частот. Они определяют селективность приемника. Усиленный сигнал подается на детектор, а продетектированный видеосигнал через видеоусилитель — на управляющий электрод кинескопа. Там видеосигнал управляет током луча, а следовательно, и яркостью элементов изображения в соответствии с передаваемым сюжетом. А как же звук? Отдельного усилителя сигнала с частотой 31.5 МГц нет — он хорошо усиливается в УПЧИ и попадает на детектор вместе с видеонесущей. Между несущими звука и изображения возникают биения. Их частота равна разности частот несущих, т.с. 6, 5 МГц. Сигнал с этой частотой и выделяется после видеодетектора и дополнительно усиливается в УПЧЗ-усилителе промежуточной частоты звука. Сигнал ПЧЗ промодулирован по амплитуде видеосигналом и по частоте звуковым сопровождением. Амплитудную модуляцию можно снять ограничителем. Да к тому же и частотный детектор (ЧД) ее хорошо подавляет. В результате на выходе ЧД выделяется звуковой сигнал, подаваемый через усилитель звуковой частоты (У3Ч) на громкоговоритель. Описанный тракт приема получается проще, чем тракт с отдельными приемниками каналов звука и изображения.

Следующий блок, подключенный к выходу видеоусилителя, селектор синхроимпульсов (ССИ). Он отделяет синхроимпульсы от видеосигнала и подает их на генератор кадровой развертки (ГКР) и строчной развертки (ГСР). Генераторы вырабатывают ток пилообразной формы, питающий отклоняющие катушки, для получения растра на экране кинескопа. Этот процесс нам уже знаком. Последний элемент структурной схемы высоковольтный выпрямитель (ВВ), питающий кинескоп высоким напряжением, ускоряющим электроны. Выпрямитель присоединен к генератору строчной развертки, и вот почему.

Было бы очень сложно делать сетевой выпрямитель на напряжение в десятки киловольт. Но по счастью, у нас уже есть генератор строчной развертки, вырабатывающий ток с частотой 15625 Гц. Это довольно высокая частота, следовательно, период колебаний тока мал, всего 64 мкс. Но еще меньше время обратного хода луча, т. е. время, за которое пилообразный ток изменяется от максимального значения до минимального. Оно составляет, согласно телевизионным стандартам, не более 12 мкс. Строчные катушки обладают некоторой индуктивностью, да и подключены они к генератору развертки через трансформатор (так называемый строчник), также обладающий индуктивностью. А когда в индуктивной цепи резко изменяется ток (вспомните катушку Румкорфа), возникает большая ЭДС самоиндукции. Поэтому при работе генератора строчной развертки на его трансформаторе возникают импульсы напряжения амплитудой в несколько киловольт. Так это же то, что нужно! Остается выпрямить их и подать на анод кинескопа. Тем более, что потребляемый кинескопом ток очень невелик: не более нескольких миллиампер. Так устроено питание кинескопа во всех современных телевизорах. Если вышел из строя генератор кадровой развертки, на экране видна одна горизонтальная ярко светящаяся линия: все строки сливаются в одну. Если же отказал генератор строчной развертки, на экране ничего не видно: вместе со строчной разверткой прекратилось и питание кинескопа высоким напряжением. Вот мы и рассмотрели устройство телевизора.

«Но как же цвет?» спросите вы. Да, мы рассматривали черно-белый телевизор. Их сейчас выпускают все меньше и меньше, а черно-белые телепередачи уже почти не ведутся. Наступила эра цветного телевидения. О нем мы сейчас и побеседуем.

Структурная схема телевизионного приемника.

Проще всего это было сделать лет 25 назад. Тогда продавалась цветная пленка, накладываемая на экран черно-белого телевизора. Сверху она была голубой (небо), внизу зеленой (трава), а в середине… я уже забыл, какой она была в середине! Поскольку такой вариант цветопередачи не устраивал ни телезрителей, ни уважающих себя инженеров, пленка из продажи быстро исчезла, а специалисты разработали модели цветных телевизоров. Как же передают цвет? И сколько цветов надо передавать? Оказывается, основных цветов всего три: красный, зеленый и синий. В телевидении их обозначают начальными буквами соответствующих английских слов: R( red ), G( green ), В( blue ). Любой другой цвет можно получить комбинацией этих трех. Желтый, например, получается при смешении красного и зеленого. Таким приемом широко пользуются художники, смешивая на палитре краски.