Конструкция, детали и налаживание

Описание работы основных узлов схемы

Сопоставляя принципиальную схему генератора со структурной схемой, видим, что кварцевый генератор образцовой частоты 4МГц реализован с помощью мультивибратора на элементах DD5.1 и DD5.2. В результате деления этой частоты на выходе счетчика DD2 (выход <15) на каждый 16-ый входной импульс формируется импульс длительностью около 0,1мкс, образуя сигнал частотой 250 кГц создающий на экране вертикальные линии.

Резисторы R2-R5 преобразуют сигналы двоичного кода на выходах 1, 2, 4, 8 счетчика DD1 в ступенчатое изменяющееся напряжение градации яркости. Нажимая на кнопку SB1.1 («:2») можно уменьшить количество разрядов двоичного кода, снимаемых с выходного счетчика, и получить вместо 12 полос градации яркости 6 полос.

Триггер DD3.1 формирует строчные гасящие импульсы с периодом следования 64мкс и длительностью 12мкс следующим образом. До появления импульса на входе R триггера DD3.1 находится в единичном состоянии, т.к. вход 4 подключен к инверсному выходу 6. Поступающий на выход R импульс устанавливает его в нулевое состояние, что соотве6тствует началу формирования строчного гасящего импульса. Под действием на выход С второго положительного перепада, возникающего на выходе 1 счетчика 1 триггер 3.1 возвращается в исходное состояние. В результате на инверсном выходе триггера возникают положительные гасящие импульсы длительностью 12мкс.

Триггер DD3.2 формирует строчные синхроимпульсы длительностью 4мкс, фронт которых сдвинут на 2мкс относительно фронта гасящих. Сдвиг обеспечивают элементы VD1 и R6, выполняющие логическую операцию ИЛИ и управляющие входом D. На вход R триггера DD3.2 поступают кадровые синхроимпульсы, в результате чего на его выходе формируется полный синхросигнал.

Формирователя кадровых синхроимпульсов и сигналов горизонтальных линий и полос реализованы на элементах DD4, DD5, DD6. Исходными импульсами для этого узла служат импульсы строчной частоты, поступающие из триггера DD3.1 и воздействующие на вход Т счетчика DD4. Элементы DD4 и DD6 обеспечивают благодаря обратным связям, коэффициенты деления, равные соответственно 63 и 5, что определяет число строк в кадре и частоту кадровых синхроимпульсов.

Кадровые синхроимпульсы формируются RS триггером, состоящим из элемента DD5.3 инвертора и находящегося в счетчике DD4. В начале формирования каждого синхроимпульса счетчики DD4 и DD6 устанавливаются фронтом входного импульса в нулевое состояние. В такое же состояние переходит RS триггер под действием на вход элемента DD5.3 отрицательного импульса, продифференцированного цепью С2, R12, R13. Управление по входу V2 при этом выключено. Уровень 1, возникший на выходе элемента DD5.3 воздействует на входы V8 и С2 счетчика DD4 и, открывая выход S2, обеспечивает выделение на нем спада 4-ого входного импульса. Последний возвращает RS триггер в исходное состояние и формирование кадрового синхроимпульса завершается. В результате на выходе S2 счетчика DD4 возникают отрицательные импульсы кадровой частоты длительностью 204мкс (12+64+64+64).

Формирование сигнала горизонтальных линий осуществляется в счетчике DD4 следующим образом. При формировании кадра изображения воздействие единичного уровня на установочный вход V2 обеспечивает выделение на выходе S1 шестнадцатого входного импульса, а затем каждого 32-ого. Так как общий коэффициент деления счетчика равен 63, то на выход проходят входные импульсы с порядковыми номерами 16, 48,79,111,142 и т.д.(16+32+31+32+31). Длительность этих импульсов равна 52мкс, а фаза привязана к фазе СГИ. На экране кинескопа они вызывают подсветку соответствующих строк растром.

Формирование сигнала горизонтальных полос происходит при прохождении импульсов, снимаемых с выхода S1 счетчика DD4 через отдельный триггер счетчика DD6. При этом частота их следования уменьшается вдвое, а скважность становится равной 2(меандр).

Конвертер на транзисторе VT1 представляет собой генератор РЧ с коллекторной модуляцией, настроенной на частоту 1-ого или 2-ого телевизионного канала. Роль коммутатора играет набор переключателей SB1-SB9. Различные комбинации нажатых кнопок этих переключателей позволяют получить желаемое испытательное изображение на экране кинескопа.

Прибор питается от стабилизированного источника питания. Светодиод HL индицирует включение устройства. Описанный прибор можно использовать как самостоятельно, так и совместно с генераторами цветности.

Конструкция, детали и налаживание

Все детали устройства, кроме предохранителя, транзистора VT2 и светодиода смонтированы на передней плате из двухстороннего фольгированого стеклотекстолита толщиной 1.5мм. Транзистор VT2 источника питания привинчен к теплоотводу, в качестве которого использован корпус прибора. Для уменьшения влияния внешних электромагнитных полей генератор РЧ заключен в алюминиевый экран.

В генераторе применены резисторы типа МЛТ и СП3-1Б, конденсаторы С3 К50-16, С9 К50-6, остальные КТ1-1, КД1 и КМ, кнопочные переключатели П2К с зависимой и независимой фиксацией. Дроссель типа ДМ-0,1.

Катушка L1 содержит 8 витков провода ПЭВ-2 0,23 и намотана виток к витку на полистироловом каркасе, диаметром 5мм и длиной 15мм, снабженном подстроечным сердечником СЦР1. На этом же каркасе расположен виток связи Л2 из того же провода, точное расположение которого определяется при налаживании прибора.

Т1 - трансформатор, рассчитанный на ток во вторичной обмотке не менее 0.3А при выходном напряжении около 8В. При использовании рассматриваемого генератора совместно с генератором цветности допустимый ток во вторичной обмотке следует увеличить до 0,5-0,6А.

Расчет всех описанных элементов приведен в справочнике [4].

Для проверки сначала проверяют стабилизированное напряжение на выходе источника питания, которое должно находится в пределах 4,75 5,25 В. Если это условие не выполняется, необходимо подобрать элемент стабилизатора. При этом надо учитывать, что

Uист = Uст + Uсв + Uбэ,

Где Uист напряжение на выходе источника; Uст напряжения стабилизации VD12; Uсв падение напряжения на светодиоде HL; Uбэ напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT3.

Если напряжение Uист окажется недостаточным, его можно увеличить с помощью германиевого диода включенного в прямом направлении последовательно со светодиодом. Если же напряжение Uист окажется большим, то его можно уменьшить, заменив германиевый транзистор MP42Б кремниевым, например, КT3107. Затем убеждаются в соответствии осциллограмм в характерных точках схемы.

После этого прибор подключают к телевизору коаксиальным кабелем длинной 1,5 метра. Контролируя осциллографом, сигнал на резисторе R19 при нажатой кнопке SB9, подстрочным резистором R17 устанавливают амплитуду гасящих импульсов на уровне 75% амплитуды синхроимпульсов. Далее добиваются подстроечным резистором R21 устойчивого самовозбуждения генератора РЧ. При этом напряжение на эмиттере транзистора VT1 составляет 0,65 0,75 В. Подстрочником катушки L1 настраивают генератор на частоту первого или второго телевизионного канала. Окончательное положение движка резистора R21 определяют по наиболее четкому и контрастному изображению вертикальных полос градации яркости. Наконец, подбирают такое положение витка связи L2 на каркасе катушки L1, при котором напряжение РЧ на выходе генераторе составляет несколько десятков милливольт.

При нажатии кнопок SB9, SB5, SB7 на экране телевизора появляется сетчатое поле на белом фоне, по которому удобно судить о работоспособности телевизора и устанавливать размеры изображения. Если нажать также кнопки SB1, SB2, в квадратах сетки отображаются вертикальные линии, соответствующие четкости 250 по вертикальному клину таблицы 0249. После отпускания кнопки SB1 частота линии удваивается и соответствует четкости 450, что можно использовать для настройки устройства АПЧГ.

Если оставить нажатыми только кнопки SB5, SB7 на экране появится светлое сетчатое поле на темном фоне, по которому осуществляется статическое и динамическое сведение лучей кинескопа. При дополнительно нажатой кнопке SB8 на экране появится точечное поле.

Для получения изображения «Градации яркости» одновременно нажимают кнопки SB9 и SB3, и на экране появляется 14 полос градаций яркости. При дополнительно нажатой кнопке SB1 число градаций уменьшится вдвое. Если нажать только кнопку SB9 на экране воспроизводиться белое (серое поле). При дополнительном нажатии кнопок SB4, SB6 появляется шахматное поле. Путем сочетания различных нажатых кнопок можно получить и другие изображения.

5
Описание используемых микросхем

В данном курсовом проекте использовались следующие аналоговые и цифровые интегральные микросхемы:

К155ЛА3 - микросхема логических элементов 2И - НЕ.

В одном корпусе содержится 4 логических элемента. Цоколевка микросхемы (рис. 5.1.), её условное графическое обозначение и основные параметры приведены ниже.

U0вых, не более, В0,4

U1вых, не менее, В2,4

I0вх, не более, мА-1,6

I1вх, не более, мА0,04

I0вых, не более, мА16

t10зд.р., не более, нс15

t01зд.р., не более, нс22

I1пот, не более, мА8

I0пот, не более, мА12

Краз, не более10

Рис. 5.1

К155ТМ2 - микросхема содержит два независимых комбинированных D-триггера, имеющих общую цепь питания. У каждого триггера имеется один информационный вход , вход синхронизации С и два дополнительных входа и независимой асинхронной установки триггера в единичное и нулевое состояния, а также комплиментарные выходы Q и (рис. 5.2). Логическая структура одного D-триггера содержит следующие элементы: основной асинхронный RS-триггер, вспомогательный синхронный RS-триггер записи логической единицы (высокого уровня) в основной триггер, вспомогательный синхронный RS-триггер записи логического нуля (низкого уровня) в основной триггер. Входы и - асинхронные, потому что они работают (сбрасывают состояние триггера) независимо от сигнала на тактовом входе, активный уровень для них низкий (т. е. инверсные входы и ).

Асинхронная установка D-триггера в единичное или нулевое состояния осуществляется подачей взаимопротивоположных логических сигналов на входы и . В это время входы D и С не влияют.

Если на входы и одновременно подать сигнал низкого уровня (логический нуль), то на обоих выходах триггера Q и будет высокий уровень (логическая единица). Однако после снятия этих сигналов со входов и состояние триггера будет неопределенным. Поэтому комбинация = = 0 для этих входов является запрещенной.

Загрузить в триггер входные уровни В или Н (т. е. логические 1 или 0) можно, если на входы и подать напряжение высокого уровня: = = 1. Сигнал от входа D передается на выходы триггера при поступлении положительного перепада импульса на вход С (изменение от низкого к высокому). Однако, чтобы D-триггер переключался правильно (согласно таблице состояний, табл. 5.1), необходимо уровень на входе D зафиксировать заранее, т. е. до прихода перепада на вход С. Причем этот защитный временной интервал должен быть больше времени задержки распространения сигнала в триггере (определяется по справочнику).

Цоколевка микросхемы ТМ2 приведена на рис. 5.2, а основные параметры см. ниже:

Uи.п., В5

U0вых, не более, В0,4

U1вых, не менее, В2,4

I0вх, не более, мА-1,6 (вх.2, 4, 10, 12)

I0вых, не более, мА-

I1вых, не более, мА-

Iпот, не более, мА30

t10зд.р., не более, нс25

t01зд.р., не более, нс40

I1вх, не более, мА0,04 (вх. 2, 12)

I1пот, не более, мА-

Fp, не более, МГц10

Краз, не более10

Рис. 5.2.

Таблица 5.1.

Режим работы	Входы	Выходы
	DCQ
Асинхронная установка			X	X
Асинхронный сброс			X	X
Неопределенность			X	X
Загрузка «1»(установка)
Загрузка «0»(сброс)

К155ИЕ7 - двоичный четырёхразрядный реверсивный счетчик с предварительной записью.

Условное обозначение и цоколевка этого счетчиков дана на рис. 5.3. Особенностью данного счетчиков является его построение по синхронному принципу, т. е. все триггеры, входящие в схему, переключаются одновременно от одного тактового импульса. Тактовые входы: для счета на увеличение (вывод 5) и на уменьшение (вывод 4) - раздельные, прямые динамические. Поэтому состояние счетчика будет изменяться по фронту тактового импульса. Направление счета (увеличение или уменьшение на единицу) определяется тем, на какой из тактовых входов (вывод 5 или 4) подается положительный перепад. В это время на другом тактовом входе следует зафиксировать высокий уровень напряжения. Установка счетчика в нулевые состояния осуществляется подачей на вход сброса R высокого уровня напряжения, так как вход R прямой статический. Входы разрешения параллельной загрузки инверсные статические, поэтому управляющим сигналом является низкий уровень напряжения. Для предварительной записи определенного числа в счетчик необходимо подать его двоичный код на входы D1...D4 (в ИЕ7 от 0 до 15). Для этого на вход необходимо подать низкий уровень (на входах и - высокий уровень, а на входе R - низкий). Счет начнется с записанного числа по импульсам низкого уровня, подаваемым на вход или . Информация на выходе изменяется по фронту тактового импульса. При этом на втором тактовом входе и на входе должен быть высокий уровень, а на входе R - низкий, состояние входов D безразлично. Одновременно с каждым шестнадцатым на входе импульсом на выходе , вывод 72, появляется повторяющий его выходной импульс, который может подаваться на вход следующего счетчика. В режиме вычитания одновременно с каждым импульсом на входе , переводящим счетчик в состояние 15, на выходе , вывод 13, появляется выходной импульс. То есть от выводов и берутся тактовые сигналы переноса и заема для последующего и от предыдущего четырехразрядного счетчика. Дополнительной логики при последовательном соединении этих счетчиков не требуется: выводы и предыдущей микросхемы присоединяются к выводам и последующей. Однако такое соединение счетчиков ИЕ7 не полностью синхронное, т. к. тактовый импульс на последующую микросхему будет передан с двойной задержкой переключения логического элемента ТТЛ. Входы предварительной записи и сброса R при каскадном соединении ИС объединяются в отдельные шины. Следовательно, счетчики можно переводить в режимы сброса, параллельной загрузки, а также синхронного счета на увеличение или уменьшение. Состояния счетчика даны в табл. 5.2., а основные параметры см. ниже:

U0вых, не более, В0,4

U1вых, не менее, В2,4

I0вх, не более, мА-

I1вх, не более, мА-

Iпот, не более, мА-

I0пот, не более, мА-

I1пот, не более, мА-

t10зд.р., не более, нс47

t01зд.р., не более, нс38

Iвх. проб., не более, мА-

F, не менее, МГц-

Краз, не более

Рис. 5.3.

Таблица 5.2.

Режим работы

Входы

Выходы

D0D1D2D3Q0Q1Q2Q3

Сброс

Параллельная загрузка

Счет на увеличение

Счет на уменьшение

К155ИЕ8 - делитель частоты с переменным коэффициентом деления. Структура счетчика, его цоколевка и условное обозначение приведены на рис. 5.4. ИЕ8 включает шестиразрядный счетчик (шесть триггеров) и логическую схему, обеспечивающую выдачу на вход триггеров заданного числа импульсов. Счетчик имеет прямой Q и инверсный выходы, а также выход переноса (после подсчета 63-го импульса). Входная последовательность импульсов с частотой fвх подается на прямой динамический вход С (активный перепад-фронт импульса). Максимальный коэффициент деления Kд=64. Для уменьшения Кд служат шесть входов поразрядного разрешения ЕО... Е5. Выходную частоту последовательности при подаче на вход С последовательности из 64 импульсов можно рассчитать по формуле:

fвых = fвx/64(Е5*2⁵ + Е4*2⁴ + ЕЗ*2³ + Е2*2² + Е1*2¹ + Е0*2⁰).

где коэффициенты Ei могут принимать значение 1 или 0. Следовательно, в зависимости от комбинации напряжений логических уровней на входах ЕО... Е5 на выходах Q и (выводы 5 и 6) получим 1, 2, 4, 8, 16, 32 положительных или отрицательных импульса или любую их сумму. На вход разрешения (вывод 11) и на вход (вывод 10) должны быть поданы напряжения низкого уровня, разрешающие счет. На выходе разрешения счета (переноса), вывод 7, получим отрицательный импульс после подачи последовательности из 64 импульсов. Общий сброс с остановкой деления осуществляется подачей напряжений высокого уровня на вход R (вывод 13). Для последовательного соединения счетчиков ИЕ8 служит вход СЕР (наращивание). Если сигнал CЕP=0, на выходе Q установится напряжение высокого уровня. В табл. 5.3 приведены состояния счетчика ИЕ8.