Elettronica- un campo della scienza e della tecnologia che studia e applica dispositivi il cui funzionamento si basa sul flusso di corrente elettrica nel vuoto, nel gas e nel corpo solido. Le elevate prestazioni e l'elevata affidabilità dei dispositivi elettronici hanno portato al loro ampio utilizzo nella tecnologia informatica, nell'ingegneria radio, nelle comunicazioni, nella navigazione, nell'industria, ecc. Con l'aiuto di dispositivi elettronici, l'energia elettrica della fonte di alimentazione viene convertita nell'energia di un segnale utile (amplificatori, generatori di segnale, ecc.), conversione della corrente alternata in corrente continua (raddrizzatori) e della corrente continua in corrente alternata (inverter), conversione dei tipi di energia, regolazione della tensione, della frequenza, ecc.

Nei dispositivi elettronici La conversione dell'energia elettrica e dei segnali viene effettuata utilizzando dispositivi elettronici (elementi attivi elettronici). Oltre ai dispositivi elettronici, utilizzano alimentatori e componenti passivi: resistori, condensatori, induttori.

Attualmente vengono utilizzati principalmente dispositivi elettronici a semiconduttore. In essi, il trasferimento di cariche elettriche avviene in un solido (semiconduttore). Questi includono diodi, transistor, tiristori, ecc.

Diodo semiconduttore(Fig. 1) è una struttura a due strati che si forma in un cristallo. Uno strato ha conduttività elettrica di tipo n e l'altro di tipo p. In generale, questa struttura è chiamata giunzione pn o giunzione elettrone-lacuna. La proprietà principale della transizione elettrone-lacuna è la sua conduttività elettrica unidirezionale.

Fig. 1. Diodo semiconduttore: a) struttura semiconduttrice del diodo;

b) designazione grafica convenzionale; c) caratteristica volt-ampere

Quando una giunzione pn viene miscelata direttamente, la sua conduttività elettrica aumenta e attraverso la giunzione passa una corrente, che dipende fortemente dalla tensione applicata. Quando la giunzione p-n è polarizzata inversamente, la conduttività elettrica della giunzione diminuisce e praticamente nessuna corrente elettrica la attraversa.

Viene chiamato un diodo a semiconduttore con una giunzione p-n polarizzata inversa, in cui, con cambiamenti relativamente piccoli nella tensione inversa nella regione vicina alla tensione di rottura, la corrente inversa aumenta bruscamente diodo zener(Fig. 2). Viene utilizzato per creare stabilizzatori di tensione.

Fig. 2. Diodo Zener a semiconduttore: a) designazione grafica convenzionale; b) caratteristica volt-ampere

Varicap chiamato diodo a semiconduttore con una giunzione pn polarizzata inversa, utilizzato come condensatore variabile per la sintonizzazione elettronica di circuiti selettivi in ​​frequenza (Fig. 3).

Fig.3. Varicap semiconduttore: a) designazione grafica convenzionale;

b) caratteristica volt-capacità

I triodi a semiconduttore (transistor) si dividono in bipolari e ad effetto di campo.

Transistor bipolareè chiamato dispositivo a semiconduttore con due giunzioni pn (Fig. 4). Ha una struttura a tre strati di tipo n-p-n- o p-n-p. La regione centrale tra due giunzioni pn è chiamata base. Il suo spessore è piuttosto ridotto. Le regioni adiacenti sono chiamate emettitore e collettore. Di conseguenza, la giunzione pn emettitore-base è chiamata emettitore, e la giunzione base-collettore è chiamata collettore.

Fig.4. Struttura del semiconduttore e designazione grafica convenzionale dei transistor bipolari: a) tipo n-p-n; b) tipo pn-p

Transistor ad effetto di campoè un dispositivo a semiconduttore la cui resistenza cambia sotto l'azione di un campo elettrico trasversale creato da un elettrodo di controllo (gate) adiacente al volume conduttivo del semiconduttore. Esistono due tipi di transistor ad effetto di campo: con una giunzione di controllo p-n(figura 5) e persiana coibentata(Fig. 6).

Fig.5. Struttura del semiconduttore e designazione grafica convenzionale di un transistor ad effetto di campo con una giunzione di controllo p-n: a) con un canale di tipo n; b) con un canale di tipo p

Fig.6. Struttura del semiconduttore e designazione grafica convenzionale di un transistor ad effetto di campo con gate isolato: a) con un canale integrato; b) con un canale indotto

A differenza dei transistor bipolari, in cui il trasferimento di carica è controllato modificando la corrente di base, in un transistor ad effetto di campo la corrente viene controllata modificando la tensione di controllo, che regola la larghezza del canale attraverso il quale scorre la corrente. La regione del canale da cui inizia il movimento dei portatori è chiamata sorgente, mentre la regione verso cui si spostano i portatori principali è chiamata drain. La regione di controllo nel dispositivo che attraversa il canale è chiamata gate. Modificando la tensione tra gate e source, viene modificata la sezione trasversale del canale.

Vengono chiamate strutture multistrato con tre giunzioni pn tiristori. La loro proprietà principale è la capacità di trovarsi in due stati di equilibrio stabile: massimamente aperto (con alta conduttività) e massimamente chiuso (con bassa conduttività). Per questo motivo svolgono la funzione di chiave elettronica senza contatto con conducibilità unidirezionale. Vengono chiamati tiristori con due terminali (due elettrodi). tiristori a diodi (dinistori), e con tre (tre elettrodi) – o tiristori triodo (tiristori), O tiristori simmetrici (triac), se sono in grado di condurre corrente in entrambe le direzioni (Fig. 7).

Fig.7. Tiristori: struttura del semiconduttore: a) tiristore a diodo (dinistore); d) trinistore; g) tiristore simmetrico (triac); designazione grafica convenzionale: b) diodo tiristore; d) trinistore; h) triac; caratteristiche corrente-tensione: c) diodo tiristore; e) trinistore; i) triac

Le fotocellule a semiconduttore includono: fotoresistore, fotodiodo, fototransistor, fototiristore, LED (Fig. 8).

Fig. 8. Designazione grafica convenzionale delle fotocellule a semiconduttore: a) fotoresistore; b) fotodiodo; c) fototransistor; d) fototiristore; e) LED

Fotoresistore chiamato dispositivo a semiconduttore la cui resistenza dipende dall'illuminazione. All'aumentare dell'illuminazione, la resistenza della fotoresistenza diminuisce.

Principio di funzionamento di un fotodiodo basato su un aumento della corrente inversa della giunzione p-n quando è illuminata. Il fotodiodo viene utilizzato senza una fonte di alimentazione aggiuntiva, poiché esso stesso è un generatore di corrente e l'intensità della corrente è proporzionale all'illuminazione.

In un fototransistor La giunzione pn base collettore è un fotodiodo.

LED emettono luce quando la corrente continua li attraversa. La luminosità del bagliore è proporzionale alla corrente diretta.

Se si combinano un LED e un elemento fotosensibile, ad esempio un fototransistor, in un unico alloggiamento, la corrente di ingresso può essere convertita in una corrente di uscita con completa separazione galvanica dei circuiti. Tali elementi optoelettrici sono chiamati optoaccoppiatori(Fig. 9).

Fig. 9. Designazione grafica convenzionale degli accoppiatori ottici a semiconduttore:

a) resistore; b) diodo; c) transitorio; d) tiristore

Oltre ai fotoresistori, i resistori a semiconduttore più comuni includono: termistori E varistori, la cui resistenza cambia rispettivamente con la temperatura e la tensione applicata (Fig. 10).

Fig. 10. Designazione grafica convenzionale dei resistori a semiconduttore: a) termistore; b) varistore

Con l'aiuto dei dispositivi elettronici considerati vengono eseguite le necessarie trasformazioni di energia elettrica e segnali. Il tipo di conversione più semplice è il raddrizzamento della corrente alternata; quelli più complessi sono l'inversione della corrente continua in corrente alternata, l'amplificazione, la generazione e la conversione di segnali di varie forme.

Raddrizzatori convertire la tensione alternata della rete di alimentazione in tensione continua al carico (Fig. 11). Sono utilizzati come fonti di alimentazione secondaria. La tensione alternata della rete di alimentazione viene ridotta o aumentata al valore richiesto utilizzando un trasformatore di potenza e quindi raddrizzata utilizzando un raddrizzatore. Di conseguenza, all'uscita del raddrizzatore viene generata una tensione di direzione costante, che è pulsante (cioè cambia di valore nel tempo) e quindi non è adatta per alimentare la maggior parte dei dispositivi elettronici.

Fig. 11. Schema a blocchi del raddrizzatore

Per ridurre l'ondulazione della tensione rettificata, all'uscita del raddrizzatore è incluso un filtro livellatore e in alcuni casi viene inoltre introdotto uno stabilizzatore di tensione costante.

Di base circuiti raddrizzatori può essere suddiviso in semionda(Fig. 12) e onda intera(Fig. 13).

Fig. 12. Circuiti e diagrammi temporali dei raddrizzatori a semionda: a) monofase; b) trifase

Fig. 13. Raddrizzatori a semionda: raddrizzatori monofase: a) circuito a ponte; b) con uscita dal punto medio dell'avvolgimento del trasformatore; c) i loro diagrammi temporali; raddrizzatore trifase; d) circuito a ponte trifase; e) il suo diagramma temporale

Filtri antialiasing Trasmettono all'uscita solo la componente continua della tensione raddrizzata e attenuano il più possibile le sue componenti alternate. Nel caso più semplice, il filtro livellatore può contenere un solo elemento: un'induttanza con una grande induttanza collegata in serie all'uscita del raddrizzatore o un condensatore con una grande capacità collegato in parallelo al carico (Fig. 14 ).

Figura 14. Filtri antialiasing: a) induttivi; b) capacitivo; c) i loro diagrammi temporali

Stabilizzatore di tensioneè un dispositivo che mantiene la tensione attraverso il carico con una determinata precisione quando la resistenza del carico e la tensione di rete cambiano entro determinati limiti (Fig. 15). La tensione mantenuta dallo stabilizzatore è impostata da un elemento di supporto: un diodo zener (Fig. 2).

Fig. 15. Schemi circuitali e temporali di uno stabilizzatore di tensione parametrico

Amplificatoreè un dispositivo progettato per aumentare l'ampiezza e la potenza del segnale in ingresso senza modificarne gli altri parametri. L'aumento dell'ampiezza e della potenza del segnale all'uscita dell'amplificatore si ottiene convertendo l'energia della fonte di alimentazione CC nell'energia del segnale CA in uscita. In generale, gli amplificatori elettronici sono dispositivi multistadio. Le singole cascate sono collegate tra loro da circuiti attraverso i quali viene trasmesso un segnale alternato (amplificato) e non viene fatta passare la componente costante del segnale. Le cascate sono realizzate secondo un circuito con un emettitore comune e una sorgente comune, un collettore comune e uno scarico comune, una base comune e un cancello comune (Fig. 16).

Figura 16. Circuiti per il collegamento di transistor con comune(i): a) emettitore;

b) collettore; c) basamento; d) fonte; d) scarico; e) persiana

Il circuito di qualsiasi cascata è costituito da una fonte di alimentazione, un transistor e circuiti di polarizzazione che garantiscono che il transistor funzioni in modalità corrente continua, ovvero in modalità quiescente (Fig. 17).

Gli amplificatori multistadio sono un collegamento in serie di stadi amplificatori simili.

Gli amplificatori integrati utilizzano l'accoppiamento diretto tra gli stadi. Tali amplificatori possono amplificare segnali che cambiano arbitrariamente lentamente e persino segnali di corrente continua e sono quindi chiamati amplificatori di corrente continua. I moderni amplificatori CC amplificano i segnali su una gamma molto ampia di frequenze e sono classificati come amplificatori a banda larga.

Fig. 17. Circuiti amplificatori: a) su un transistor bipolare; b) su un transistor ad effetto di campo

Lo svantaggio degli amplificatori accoppiati direttamente è la variazione della tensione di uscita della modalità quiescente (deriva dello zero) dovuta all'instabilità della tensione di alimentazione, della temperatura e di altri fattori. Un modo efficace per ridurre la deriva dello zero in tali amplificatori consiste nell'utilizzare stadi amplificatori differenziali.

Amplificatore differenziale progettato per amplificare la differenza tra due segnali di ingresso ed è un circuito simmetrico a due transistor con emettitori combinati, avente due ingressi e due uscite (Fig. 18).

Figura 18. Amplificatore differenziale

Amplificatore operazionale(Fig. 19), come qualsiasi altro amplificatore, è progettato per amplificare l'ampiezza e la potenza del segnale di ingresso. Ha ricevuto il nome "operativo" da analoghi su elementi discreti che hanno eseguito varie operazioni matematiche (somma, sottrazione, moltiplicazione, divisione, logaritmo, ecc.) principalmente in computer analogici. Attualmente, un amplificatore operazionale viene spesso implementato sotto forma di circuito integrato.

Fig. 19. Amplificatore operazionale

Generatori elettronici sono detti sistemi autooscillanti (autoeccitati) in cui l'energia della fonte di alimentazione (corrente continua) viene convertita nell'energia di un segnale alternato della forma desiderata.

Nei generatori di tensione sinusoidali i transistor funzionano in modalità di amplificazione. A differenza di loro nei generatori di impulsi i transistor funzionano in modalità interruttore (quando il transistor è alternativamente in uno stato completamente aperto e poi in uno stato completamente chiuso). Nello stato aperto, il transistor lascia passare la corrente massima e ha una tensione di uscita minima, determinata dalla sua tensione residua. Nello stato chiuso, la sua corrente è minima e la tensione di uscita è massima e vicina alla tensione della fonte di alimentazione. Un tale elemento è chiamato interruttore a transistor(Fig. 20).

Fig. 20. Circuiti degli interruttori a transistor: a) su un transistor bipolare; b) su un transistor ad effetto di campo; c) i loro diagrammi temporali

Multivibratori– si tratta di generatori di impulsi con feedback positivo, in cui gli elementi amplificatori (transistor, amplificatori operazionali) funzionano in modalità chiave.

I multivibratori non hanno un unico stato di equilibrio stabile, quindi appartengono alla classe dei generatori autooscillanti e sono realizzati su transistor discreti, elementi logici integrati e amplificatori operazionali (Fig. 21).

Fig.21. Circuiti di multivibratori autooscillanti: a) su elementi discreti; b) su elementi logici integrati; c) su un amplificatore operazionale; d) i loro diagrammi temporali

Circuito integrato(IC) è un insieme di diversi transistor, diodi, condensatori, resistori, ecc. Interconnessi. È prodotto in un unico ciclo tecnologico (cioè simultaneamente), sulla stessa struttura portante - il substrato e svolge una funzione specifica di conversione dei segnali elettrici.

I componenti che fanno parte del circuito integrato e non possono essere separati da esso come prodotti indipendenti sono chiamati elementi del circuito integrato o elementi integrali. Al contrario, i dispositivi e le parti strutturalmente isolati sono chiamati componenti discreti, e le unità e i blocchi costruiti sulla loro base sono chiamati circuiti discreti.

L'elevata affidabilità e qualità, combinate con dimensioni ridotte, peso e basso costo dei circuiti integrati, hanno garantito il loro ampio utilizzo in molti campi della scienza e della tecnologia.

La base della moderna microelettronica è circuiti integrati a semiconduttore. Attualmente Esistono due classi di circuiti integrati a semiconduttore: bipolari e MIS.

L'elemento principale dei circuiti integrati bipolari è il transistor npn: l'intero ciclo tecnologico è orientato alla sua produzione. Gli elementi rimanenti sono fabbricati contemporaneamente a questo transistor senza operazioni tecnologiche aggiuntive. Ad esempio, i resistori sono realizzati con uno strato di base del transistor npn, quindi hanno la stessa profondità dello strato di base. Come condensatori vengono utilizzate giunzioni pn con polarizzazione inversa, in cui lo strato n corrisponde allo strato collettore del transistor npn e lo strato p corrisponde allo strato base.

Elementi logici sono chiamati dispositivi elettronici che eseguono le operazioni logiche più semplici: NOT, OR, AND (Fig. 22).

Fig.22. Simboli e tavole di verità degli elementi logici più semplici: a) NOT; b) OPPURE; in e

Le funzioni logiche e le operazioni logiche su di esse costituiscono l'oggetto dell'algebra della logica, o algebra booleana. L'algebra della logica si basa su quantità logiche, che sono denotate dalle lettere latine A, B, C, D, ecc. Una quantità logica caratterizza due concetti mutuamente esclusivi: sì e no, vero e falso, acceso e spento, ecc. Se uno dei valori di un valore logico è indicato con A, quindi il secondo è indicato con "non A".

Per le operazioni con valori logici è conveniente utilizzare il codice binario, assumendo A = 1, “non A” = 0 o, viceversa, A = 0, “non A” = 1. Nel sistema numerico binario, lo stesso circuito può eseguire operazioni sia logiche che aritmetiche. Se il concetto "non A" è designato da una lettera speciale, ad esempio B, la connessione tra B e A sarà simile a: B = .

Questa è la funzione logica più semplice, chiamata funzione di negazione, inversione o NOT. Un circuito che fornisce questa funzione è chiamato inverter o circuito NOT.

I circuiti OR (disgiuntore) e AND (congiuntore) possono essere realizzati utilizzando resistori (logica resistore), diodi (logica diodo) o transistor (logica transistor). Molto spesso, questi circuiti vengono utilizzati in combinazione con un inverter e quindi implementano le funzioni NOR, NAND (Fig. 23).

Fig.23. Tabelle dei simboli e della verità:

a) freccia di Pierce; b) Ictus di Schaeffer

Le funzioni OR-NOT (freccia di Pierce) e NAND (tratto di Schaeffer) sono le più comuni, perché sulla base di esse è possibile implementare qualsiasi altra funzione logica. Il numero di variabili, e quindi il numero di ingressi dei circuiti corrispondenti, può essere due, tre, quattro o più. Nelle porte logiche, gli zeri e gli uno logici sono solitamente rappresentati da diversi valori di tensione: tensione (o livello zero) U 0 e tensione (o un livello) U 1 . Se il livello di uno è maggiore del livello di zero, allora si dice che il circuito funziona in logica positiva, altrimenti (U 1< U 0) она работает в отрицательной логике. Никакой принципиальной разницы между положительной и отрицательной логиками нет. Более того, одна и та же схема может работать и в одной, и в другой логике.

Il circuito NAND di tipo TTL (logica transistor-transistor) è quello più utilizzato.

Combinando circuiti logici NOR o NAND, è possibile creare una varietà di dispositivi, con e senza memoria.

Ai dispositivi digitali dotati di memoria includono: infradito, contatori, registri.

Trigger sono dispositivi che hanno due stati di equilibrio stabile e sono in grado di saltare da uno stato stabile all'altro ogni volta che il segnale di controllo in ingresso supera un certo livello, chiamato soglia operativa.

Esistono diversi tipi di flip-flop: RS, D, T, JK, ecc., Che sono prodotti dall'industria sotto forma di microcircuiti separati e sono anche realizzati sulla base di elementi logici AND-NOR o NOR-NOR ( Figura 24).

Fig. 24. Simboli grafici dei flip-flop: a) Trigger RS ​​basato su elementi logici OR-NOT; sotto forma di microcircuiti separati: b) trigger RS; c) Trigger D; d) T-trigger; e) Trigger JK

Nei dispositivi di elaborazione digitale delle informazioni, il parametro misurato (angolo di rotazione, velocità, frequenza, tempo, temperatura, ecc.) viene convertito in impulsi di tensione, il cui numero caratterizza il valore di questo parametro. Questi impulsi vengono contati contatori di impulsi(Fig. 25, UN) e sono espressi come numeri.

Fig. 25. Simboli grafici: a) contaimpulsi;

b) registrarsi; c) decodificatore; d) codificatore; e) multiplexer;

f) dispositivo logico-aritmetico

Registri sono chiamate unità funzionali di dispositivi digitali destinati a ricevere, archiviare, trasmettere e convertire informazioni (Fig. 25, B).

Ai dispositivi digitali senza memoria includono: decrittatori, crittografatori, multiplexer, demultiplexer, ecc.

Decodificatoreè un dispositivo che produce un unico segnale su una sola delle sue uscite in funzione del codice numerico binario presente sui suoi n ingressi (Fig. 25, V).

Codificatore(Fig. 25, G) svolge la funzione inversa del decoder.

Multiplexerè un dispositivo per commutare uno degli ingressi di informazione su una delle sue uscite in base al codice binario sui suoi m ingressi di indirizzo (Fig. 25, D).

Demoltiplicatore svolge la funzione inversa di un multiplexer.

A seconda del numero di elementi su un chip si parla di diversi gradi di integrazione del circuito integrato. Un grande circuito integrato (LSI) contiene diversi milioni di elementi su un chip (in un unico pacchetto) ed esegue le funzioni di dispositivi complessi. È un prodotto funzionalmente completo.

LSI, che comprende almeno le unità processore principali: un'unità aritmetico-logica (Fig. 25, e), decodificatore di comando e dispositivo di controllo, denominato microprocessore. Può anche includere altri blocchi che espandono le capacità del microprocessore. Il microprocessore viene utilizzato per l'elaborazione logica, l'archiviazione e la conversione dei dati. È un dispositivo a semiconduttore universale nelle sue capacità e può essere utilizzato nei sistemi di controllo per dispositivi complessi.

Domande sull'argomento

1. Cosa studia l'elettronica?

2. Quali dispositivi sono chiamati elettronici?

3. In che modo i materiali semiconduttori differiscono dai conduttori e dai dielettrici?

4. Come funziona una giunzione p-n? Qual è la proprietà principale della giunzione che rende possibile la produzione di dispositivi a semiconduttore basati su di essa?

5. Come funziona un diodo? Qual è la sua caratteristica corrente-tensione?

6. Come funziona un transistor bipolare e come funziona?

7. Come funziona un transistor ad effetto di campo? In cosa differisce da un transistor bipolare?

8. Quali sono i nomi e a cosa servono i terminali dei transistor bipolari e ad effetto di campo?

9. Qual è la base per la stabilizzazione della tensione con un diodo zener? Quali parametri caratterizzano i diodi zener?

10. Come convertire la tensione sinusoidale in tensione continua?

11. Come funzionano i raddrizzatori a diodi?

12. Come funzionano i filtri elettrici?

13. Come ottenere una tensione costante e stabile?

14. A cosa servono gli amplificatori di segnale elettrico?

15. Qual è il principio dell'amplificazione di corrente e tensione?

16. Qual è la differenza tra amplificatori a transistor e amplificatori a circuito integrato?

17. Cos'è un circuito integrato?

18. Quali elementi sono chiamati funzioni logiche? Come funzionano le funzioni logiche di base (di base)? Quali operazioni eseguono?

19. Cosa sono i dispositivi di memoria digitale?

20. Cosa sono i dispositivi digitali senza memoria?

21. Cos'è un microprocessore? A cosa serve?

Informazioni correlate.

Elettronica.

Corso di lezioni.

Introduzione.

Il ritmo di sviluppo di molti settori della scienza e della tecnologia è in gran parte legato allo sviluppo dell’elettronica. Attualmente è impossibile trovare un settore che non utilizzi dispositivi elettronici o apparecchiature di automazione elettronica, informatica o di misurazione.

In ognuno dei numerosi rami della tecnica moderna l'elettronica dà slancio ad uno stadio di sviluppo qualitativamente nuovo e produce una vera e propria rivoluzione tecnica.

L'elettronica come scienza(solitamente chiamato elettronica fisica) è impegnato nello studio di fenomeni e processi elettronici associati ai cambiamenti nella concentrazione e nel movimento delle particelle cariche in vari ambienti (vuoto, gas, liquidi, solidi) sotto l'influenza di varie condizioni (temperatura, pressione, campi elettrici e magnetici, radiazioni di vario tipo, comprese le ore e la luce).

Sfida dell'elettronica come rami della tecnologia ( elettronica tecnica) – sviluppo, produzione e funzionamento di dispositivi elettronici, dispositivi e sistemi per vari scopi.

L'efficacia della tecnologia elettronica è dovuta all'elevata velocità, precisione e sensibilità dei suoi elementi costitutivi, i più importanti dei quali sono i dispositivi elettronici.

Con l'ausilio di dispositivi elettronici è possibile convertire tipologie di energia non elettriche in energia elettrica e viceversa.

Il ruolo dell'elettronica nella creazione della tecnologia informatica, compresi i computer elettronici (computer) e i personal computer (PC) ad alta efficienza, è estremamente importante.

Classificazione dei dispositivi elettronici.

I dispositivi elettronici che costituiscono la base dell'elettronica possono essere classificati secondo due criteri:

Secondo il principio di funzionamento;

Per scopo funzionale.

Secondo il principio di funzionamento I dispositivi elettronici possono essere suddivisi in quattro classi:

1. Dispositivi elettronici – il flusso di elettroni si muove tra elettrodi situati in alto vuoto, cioè in un ambiente di gas così rarefatto che gli elettroni in movimento non subiscono collisioni con le particelle di gas.

2. Dispositivi a scarica di gas – il movimento degli elettroni nello spazio interelettrodico avviene in condizioni di collisione con particelle di gas (con molecole e atomi), che in determinate condizioni porta alla ionizzazione del gas, che cambia radicalmente le proprietà del dispositivo. Tali dispositivi sono chiamati ionico.

3. Dispositivi elettrochimici – il principio di funzionamento si basa su fenomeni legati all’origine della corrente elettrica in corpi liquidi a conducibilità ionica. Tali dispositivi funzionano sulla base di fenomeni studiati dall'elettrochimica e dall'elettronica - chemiotronica.

4. Dispositivi a semiconduttore – il principio di funzionamento si basa su fenomeni elettronici in sostanze che hanno una struttura cristallina, caratterizzata da una disposizione regolare e ordinata degli atomi nello spazio. Gli atomi interconnessi sono disposti in un modo rigorosamente definito, che forma reticolo cristallino corpo solido.

Per scopo funzionale I dispositivi elettronici possono essere suddivisi in tre gruppi:

1. Convertitori elettrici – si tratta di dispositivi in ​​cui l'energia elettrica di un tipo (ad esempio, corrente continua) viene convertita in energia elettrica di un altro tipo (ad esempio, corrente alternata di varie forme). Questi includono raddrizzatori, amplificatori, dispositivi di commutazione, stabilizzazione, ecc.

2. Illuminazione elettrica - Si tratta di dispositivi in ​​cui l'energia elettrica viene convertita in energia di radiazione ottica. Questi includono indicatori luminosi elettronici, CRT, indicatori di segnaletica, laser, incl. diodi emettitori di luce, ecc.

Quindi vai al bollitore per festeggiare con il pensiero di sbattere una tazza di tè con il volante in onore del dispositivo che hai appena assemblato, ma all'improvviso ha smesso di funzionare. In questo caso non ci sono ragioni visibili: i condensatori sono intatti, i transistor non sembrano fumare e anche i diodi. Ma il dispositivo non funziona. Cosa dovrei fare? Puoi utilizzare questo semplice algoritmo per la risoluzione dei problemi:

Installazione "moccio"

“Snot” è una piccola goccia di materiale saldante che crea un cortocircuito tra due diverse tracce su un circuito stampato. Durante l'assemblaggio domestico, gocce di saldatura così spiacevoli portano al fatto che il dispositivo semplicemente non si avvia o non funziona correttamente o, peggio ancora, parti costose si bruciano immediatamente dopo l'accensione.

Per evitare conseguenze così spiacevoli, prima di accendere il dispositivo assemblato, è necessario controllare attentamente il circuito stampato per eventuali cortocircuiti tra i binari.

Dispositivi diagnostici del dispositivo

Il set minimo di strumenti per l'installazione e la riparazione delle strutture radioamatoriali è costituito da un multimetro e. In alcuni casi, puoi cavartela solo con un multimetro. Ma per un debug più conveniente dei dispositivi, è comunque consigliabile disporre di un oscilloscopio.

Per i dispositivi semplici, questo set è sufficiente. Per quanto riguarda, ad esempio, il debug di vari amplificatori, per la loro corretta configurazione è consigliabile disporre anche di un generatore di segnale.

Una corretta alimentazione è la chiave del successo

Prima di trarre qualsiasi conclusione sulle prestazioni delle parti incluse nel progetto del vostro radioamatore, dovreste verificare se viene fornita la corretta alimentazione. A volte si scopre che il problema era dovuto a una cattiva alimentazione. Se inizi a controllare il dispositivo con il suo alimentatore, puoi risparmiare molto tempo nel debug se il problema era proprio lì.

Controllo diodi

Se sono presenti diodi nel circuito, è necessario controllarli attentamente uno per uno. Se sono apparentemente intatti, dovresti dissaldare un terminale del diodo e controllarlo con un multimetro acceso in modalità di misurazione della resistenza. Inoltre, se la polarità dei terminali del multimetro coincide con la polarità dei terminali del diodo (+ terminale all'anodo e - terminale al catodo), il multimetro mostrerà circa 500-600 Ohm e in connessione inversa (- terminale all'anodo e terminale + al catodo) non mostrerà nulla, come se ci fosse un'interruzione lì. Se il multimetro mostra qualcos'altro, molto probabilmente il diodo è difettoso e inutilizzabile.

Controllo condensatori e resistori

I resistori bruciati possono essere visti immediatamente: diventano neri. Pertanto, trovare un resistore bruciato è abbastanza semplice. Per quanto riguarda i condensatori, controllarli è più difficile. Innanzitutto, come nel caso dei resistori, è necessario ispezionarli. Se esternamente non destano sospetti, dovrebbero essere dissaldati e controllati utilizzando un misuratore LRC. I condensatori elettrolitici di solito si guastano. Allo stesso tempo si gonfiano quando bruciano. Un altro motivo del loro fallimento è il tempo. Pertanto, nei dispositivi più vecchi, tutti i condensatori elettrolitici vengono spesso sostituiti.

Controllo dei transistor

I transistor vengono testati in modo simile ai diodi. Innanzitutto, viene eseguita un'ispezione esterna e, se non desta sospetti, il transistor viene controllato utilizzando un multimetro. Solo i terminali del multimetro sono collegati alternativamente tra base-collettore, base-emettitore e collettore-emettitore. A proposito, i transistor hanno un malfunzionamento interessante. Una volta controllato, il transistor è normale, ma quando è collegato al circuito e gli viene fornita alimentazione, dopo un po' il circuito smette di funzionare. Si scopre che il transistor si è riscaldato e nello stato riscaldato si comporta come se fosse rotto. Questo transistor dovrebbe essere sostituito.

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Applicazione di strumenti e dispositivi elettronici

introduzione

I dispositivi elettronici in esame rientrano in parte nei sistemi di radioingegneria (RTS), la cui classificazione generale può essere presentata sotto forma della seguente tabella 1.

Tabella 1

Dispositivi	Tipo e scopo del sistema
1. Trasferimento di informazioni	radiodiffusione e televisione RV e TV, linee di collegamento radio (RRL), comunicazione via satellite, comunicazioni mobili, roaming, telemetria (TM), trasmissione comandi (PC)
2. Estrazione delle informazioni	radar (rilevamento e classificazione dei bersagli, determinazione delle coordinate e dei parametri di movimento) (RL), radionavigazione (RN), ricognizione radio dei minerali e dello stato della superficie terrestre (RR), radioastronomia (RA), ricognizione radio di un altro centrale elettrica regionale del paese (RR)
3. Radiocomando	radiocomando dei missili (RC), controllo radio di veicoli spaziali, compreso il telecontrollo radio tramite satelliti, detonazione di testate a proiettile (PBC)
4. Distruzione delle informazioni	Contromisure radio (RC)

Una caratteristica distintiva dei sistemi di trasmissione delle informazioni è che qui i messaggi vengono visualizzati in un segnale radio nel punto della sua emissione. Una volta distribuiti nell'ambiente, vengono ricevuti e da essi vengono estratti i messaggi. Lo schema a blocchi di un tale sistema è simile a quello di Fig. 1.

II. Una caratteristica distintiva dei sistemi di recupero delle informazioni è che le informazioni utili vengono visualizzate in un segnale radio nel processo di propagazione e riflessione delle onde radio o durante la formazione e l'emissione di onde radio indipendenti dal sistema in esame (RTS nemico, fonti naturali, ecc.) .). Lo schema a blocchi di un tale sistema, in relazione alla posizione, è simile a quello di Fig. 2.

Una caratteristica del sistema di controllo radio (RC) è che in esso le informazioni trasmesse tramite segnali radio vengono utilizzate direttamente per controllare oggetti e processi (ad esempio, controllare i voli di missili, satelliti, aerei, ecc.).

III. Il sistema include anche altri collegamenti (esecutivi, non radio) che visualizzano le proprietà dell'oggetto di controllo e le caratteristiche dell'attività di controllo. Lo schema a blocchi del sistema del reattore (usando l'esempio dell'homing del missile) è mostrato in Fig. 3.

IV. I sistemi di distruzione delle informazioni sono progettati per risolvere i problemi di contrasto dei sistemi radio nemici volti a trasmettere e recuperare informazioni. Le loro caratteristiche sono determinate dai compiti assegnati. Le figure 1 - 3 mostrano i singoli sistemi più semplici. Nella modalità reale lavorano insieme a molti sistemi (in una rete) e in combinazione con diversi sistemi radio (in un complesso di radioingegneria).

Oltre a quelli principali sopra citati, gli RTS vengono utilizzati nell'industria, nella medicina, nella ricerca scientifica, ecc. È chiaro che questa classificazione non è rigida. In molti casi un vero RTS combina più funzioni. Ad esempio, il sistema RTU comprende radar e veicoli di lancio e sistemi di trasmissione di informazioni, telemetria e trasmissione di comandi.

Una caratteristica dei sistemi radioelettronici è l'utilizzo di un segnale radio come vettore di informazioni. Lo scopo dell'informazione è uno dei segni di classificazione dei sistemi.

In base alla tipologia dei segnali utilizzati si dividono in: - sistemi continui, pulsati e digitali.

In continuo: le informazioni vengono visualizzate modificando l'ampiezza, la frequenza, la fase di un segnale continuo, solitamente armonico.

Nei segnali pulsati, il segnale è una sequenza di impulsi radio in cui l'informazione può essere trasportata sia modificando i parametri dei singoli impulsi (A, t n) sia l'intera sequenza (n in un pacchetto, intervalli tra loro).

Nei sistemi digitali il segnale è prequantizzato nel tempo e nel livello. Ogni livello corrisponde ad un gruppo di impulsi che modulano l'oscillazione della portante. Tali sistemi sono facilmente interfacciabili con computer che elaborano e memorizzano informazioni che vengono poi percepite da un dispositivo di visualizzazione.

Tra i sistemi elencati, oggi i più diffusi sono quelli televisivi, con i quali inizieremo lo studio del corso.

Apparecchi e sistemi televisivi

La televisione (TV) è un sistema di trasmissione di informazioni (IT) progettato per trasmettere e riprodurre immagini ottiche a distanza. A seconda dello scopo, si distinguono i sistemi di trasmissione e di applicazione.

I sistemi TV utilizzano il principio elemento per elemento della trasmissione dell'immagine, la cui essenza è la divisione condizionale dell'immagine trasmessa in un insieme di piccoli elementi; convertire informazioni sugli elementi in segnali elettrici; trasmissione seriale di segnali su una linea di comunicazione; riproduzione dai segnali di immagine nel ricevitore).

Il segnale televisivo, a differenza di altri segnali elettrici di comunicazione e informazione, è caratterizzato dal fatto che il suo spettro è molte volte maggiore degli spettri dei segnali convenzionali e occupa una banda da 50 Hz a 6 MHz (si noti che lo spettro della trasmissione audio è 30 Hz 12 kHz, ovvero 500 volte meno dello spettro televisivo). Un tale segnale determina una serie di compiti che non esistevano durante la trasmissione di pacchetti di informazioni CB e persino HF su distanze significative. E sebbene oggi siano stati trovati i mezzi per trasmettere un segnale televisivo (tramite satelliti, linee di comunicazione con relè radio, linee telefoniche via cavo e bifilari, ecc.), la ricerca di metodi tecnici per restringere la banda di frequenza televisiva (ovviamente senza sacrificare qualità dell'immagine) rimane un importante compito scientifico e ingegneristico. Questo problema ha acquisito particolare importanza nella TV digitale, a colori e stereoscopica a colori. I limiti superiore e inferiore dello spettro televisivo possono essere valutati considerando il funzionamento del seguente diagramma a blocchi (Fig. 4), costituito da: un generatore di impulsi rettangolare, regolabile nella frequenza di ripetizione; amplificatore video; cinescopio; generatore di scansioni; sistema di deflessione; Alimentazione elettrica.

Fig.4Fig.5

Prendiamo i parametri di scansione come standard (GOST 784579): frequenza di scansione del campo f p = 50 Hz, numero di linee di espansione Z = 625, frequenza di scansione orizzontale f linea = 15625 Hz.

Impostando il gene f = 50 Hz sulla scala del generatore di impulsi, otteniamo due strisce orizzontali stazionarie sullo schermo del cinescopio: bianco e nero. Questa frequenza è fn = fn = 50 Hz ed è accettata come la più bassa nello spettro televisivo.

Aumentando la frequenza di oscillazione sopra i 50 Hz, si ottengono due coppie di bande a 100 Hz (gene f = 2f p = 100 Hz) e generalmente m coppie di bande stazionarie con gene f = mf p (dove m è un numero intero).

Quando f gen = f str = 15625 Hz, sullo schermo appariranno due strisce verticali: bianca e nera, ad es. il bordo passerà da orizzontale a verticale (trasmissione di 50 mezzi fotogrammi al secondo o 25 fotogrammi interi).

Aumentando il gene f a 2f str = 31250 Hz, otteniamo due paia di strisce bianche e nere verticali e con il gene f = nf str (n è un numero intero) n - coppie di strisce bianche e nere posizionate verticalmente.

Con un ulteriore aumento della frequenza, a causa della risoluzione limitata del sistema, le strisce verticali strette sullo schermo inizieranno a fondersi e a perdere contrasto.

La risoluzione limitata si verifica per i seguenti motivi:

qualsiasi circuito (abbiamo un amplificatore video) attraverso il quale passa un segnale TV (abbiamo impulsi rettangolari) ha una banda di frequenza limitata;

Il fascio di elettroni di un cinescopio, a causa delle distorsioni dell'apertura, non è in grado di riprodurre sullo schermo alcun dettaglio sottile e piccolo - tratti e punti (il diametro del fascio di elettroni insieme al suo contatto con lo schermo - l'apertura del fascio - non dovrebbe essere maggiore dello spessore dei tratti incrociati e degli spazi tra loro).

L'apertura del fascio d è correlata al numero di linee di scomposizione Z (625 linee) come d = h/Z = h/625 (dove h è l'altezza dell'immagine). Per ridurre la distorsione dell'apertura (per aumentare la risoluzione), è necessario sviluppare un'ottica elettronica che focalizzi il raggio nel cinescopio il più sottile possibile. Ma questa soluzione non è adatta, perché per il d< h/Z между строками появятся темные промежутки.

Quindi, prendendo d = h/Z, otteniamo che il numero massimo di dettagli neri più piccoli (separati dagli stessi intervalli di luce) verticalmente Z, e orizzontalmente pZ/2 nero e pZ/2 bianco (dove p è il formato del fotogramma, secondo allo standard p = larghezza dell'immagine; h - altezza dell'immagine). In questo caso, l'intera immagine conterrà pZ 2 /2 coppie di elementi e coppie trasmesse in 1 secondo da f a = 25 Hz (tenendo conto della scansione interlacciata) da f a pZ 2 /2, da dove il limite superiore può essere preso

f superiore = da f a pZ 2 /2.(1)

In pratica, la parte superiore dello spettro televisivo viene presa leggermente più in basso. La riduzione è determinata da distorsioni dell'apertura, deterioramento del rapporto segnale-rumore durante la trasmissione di piccoli dettagli, dispersione nei parametri del sistema di focalizzazione degli elettroni dei tubi TV, ecc. Pertanto, viene introdotto e basato il coefficiente k = 0,9 0,8 su questo si ottiene il limite superiore dello spettro televisivo

f superiore = 0,5kf a pZ 2 = 0,9254625 2 /23 6 MHz.

Se consideriamo lo spettro di un canale televisivo, possiamo notare che la maggior parte di esso è concentrata nella regione delle basse frequenze. In questa banda (fino a 2,5 MHz) ci sono componenti dello spettro corrispondenti a grandi elementi dell'immagine. I componenti ad alta frequenza e a bassa energia trasportano informazioni su parti di piccole dimensioni. Le armoniche di frequenza orizzontali con quelle laterali formano zone energetiche discrete e trasportano informazioni sui dettagli dell'oggetto trasmesso (Fig. 6).

Per trasmettere un'immagine su un canale radio, viene utilizzata una portante AM con soppressione della frequenza di una banda laterale (Fig. 7).

Per trasmettere parametri del segnale che cambiano lentamente, vengono utilizzate le modifiche nella componente costante del segnale video. In questo caso un livello inferiore del segnale video corrisponde ad una maggiore illuminazione dell'inquadratura (poiché il segnale video è di polarità negativa, vedi Fig. 8).

Fig.6Fig.7

Nei sistemi televisivi broadcast, l'audio FM viene trasmesso insieme all'immagine (Fig. 9), mentre la banda di frequenza standard assegnata al canale TV è 8 MHz.

Fig.8Fig.9

Ricordiamo che il segnale TV completo nell'intervallo di due righe ha la forma (Fig. 10):

Principi di scansione interlacciata

La scansione utilizzata in TV per campi pari e dispari - mezzi fotogrammi - differisce nella durata della prima e dell'ultima riga, come risulta chiaramente dalla Fig. 11.

Inoltre, il segnale trasmesso sul canale radio sfrutta la natura negativa del rapporto tra ampiezza e luminosità. Questo metodo: semplifica il compito di costruire un AGC, che in questo caso mantiene un limite superiore costante degli impulsi di clock (SI); P avg diminuisce - poiché nelle immagini predomina la luce bianca; l'influenza del rumore sulla qualità dell'immagine è ridotta (sono superiori al “nero” e meno evidenti sullo schermo).

1.1 Schema a blocchi di una TV in bianco e nero

Requisiti generali per gli schemi a blocchi televisivi

I dispositivi di ricezione televisiva - televisori - sono attualmente costruiti utilizzando un circuito supereterodina e questo determina in modo decisivo la struttura dell'interazione tra canali, blocchi e cascate. In generale, la struttura di costruzione dei televisori di diverse generazioni è simile.

Attualmente vengono prodotti principalmente televisori a semiconduttori e integrati, che presentano innegabili vantaggi.

In conformità con GOST 18198-79 e GOST 24330-80, tutti i televisori, a seconda delle loro caratteristiche tecniche, sono suddivisi in fissi (con una dimensione dello schermo del cinescopio di almeno 50 cm) e portatili (con una dimensione dello schermo del cinescopio non superiore a 45 centimetri).

Dal punto di vista dei requisiti di interazione funzionale, lo schema a blocchi del televisore deve prevedere:

ricezione di segnali di frequenza portante di immagini e suoni nella banda 8 MHz nella gamma delle onde metriche con frequenze da 48,5 MHz a 299,75 MHz e nella gamma delle onde decimali con frequenze da 470 a 622 MHz;

conversione di segnali a frequenza portante in segnali a frequenza intermedia (IF) con valori f pr.iz = 38,0 MHz e f pr.z = 31,5 MHz;

separare l'immagine PTS dai segnali IF e amplificarla al livello necessario per controllare il cinescopio;

separare i segnali di differenza di frequenza (secondo suono IF) dall'immagine IF e dai segnali sonori, seguita dalla conversione e amplificazione di questi segnali ad un livello in grado di pilotare un altoparlante;

separare la miscela di sincronismo dal PTS e dividerla in impulsi di sincronismo orizzontale e verticale con la loro successiva direzione ai corrispondenti generatori di scansione;

scansione orizzontale e verticale dell'immagine televisiva;

antirumore, apertura, - correzione, ripristino della componente costante (antirumore - aumento del rapporto segnale-rumore (utilizzando transistor ad effetto di campo con elevata resistenza di ingresso) per ridurre l'influenza della capacità di ingresso dello shunt R n tubo trasmittente; apertura - (apertura - sezione trasversale del fascio di elettroni) - associata alle dimensioni finite della sezione trasversale del fascio.Il motivo viene eliminato introducendo nel percorso di amplificazione video un collegamento correttivo con una risposta in frequenza della forma inversa di la caratteristica di apertura del tubo trasmittente e una risposta di fase lineare; -correzione - allineamento dei livelli di gradazione di luminosità con un amplificatore speciale con una forma di risposta in frequenza regolabile (vengono applicati carichi non lineari)).

Schema a blocchi televisivo

Anche i circuiti a transistor dei televisori prodotti in commercio talvolta differiscono l'uno dall'altro. Tuttavia, l'uso dello stesso tipo di transistor in alcune cascate e blocchi ha portato naturalmente all'unificazione dei progetti dei circuiti. La Figura 12 mostra uno schema a blocchi di una TV a transistor.

Fig.12Fig.13

Secondo lo scopo funzionale, lo schema a blocchi è convenzionalmente suddiviso in 7 canali e blocchi (questa divisione è giustificata semplificando la ricerca di danni nel circuito, poiché la manifestazione esterna di un malfunzionamento è strettamente correlata all'uno o all'altro canale o blocco specifico del televisore).

Il circuito TV a transistor comprende il blocco ad alta frequenza 1, il canale immagine 2, il canale audio 3, il canale di sincronizzazione 4, il canale di scansione orizzontale 5, il canale di scansione verticale 6 e l'alimentatore 7.

Blocco ad alta frequenza

Il blocco ad alta frequenza (blocco HF), (Fig. 13) riceve segnali dalla linea di alimentazione di due frequenze portanti di immagine e suono f in.iz e f in.zv, li amplifica e, utilizzando un oscillatore locale, li converte in segnali con frequenze intermedie inferiori f es. da = 38,0 MHz, f star = 31,5 MHz. Il blocco HF è costituito da un selettore di canale per la gamma d'onda metrica (SKM), un selettore di canale per la gamma d'onda decimale (SKD) e un'unità di sintonizzazione (BN). L'unità di sintonizzazione controlla la commutazione dei canali nell'SCM e il passaggio alla modalità di ricezione dei segnali UHF, accendendo l'SCM.

L'SCM comprende un amplificatore ad alta frequenza (UHF), un oscillatore locale e un mixer (convertitore). L'SKD include solo UHF e convertitore automatico di generazione. Il funzionamento congiunto dei circuiti ACS avviene come segue. Quando si riceve nella gamma di lunghezze d'onda del misuratore, funziona solo SCM. Quando si riceve nella gamma UHF, il convertitore SKD e SCM sono accesi, perché Il convertitore generatore dell'ACS non fornisce l'ampiezza dei segnali al livello richiesto.

Il convertitore SCM funziona in questo caso come un amplificatore, portando il livello dei segnali IF all'ampiezza richiesta.

La commutazione di queste modalità operative viene effettuata dall'unità di sintonizzazione; entrambi gli UHF sono coperti dalla tensione AGC.

Canale immagine

Il canale dell'immagine fornisce l'amplificazione principale dei segnali di frequenza intermedia (IF) dell'immagine e del suono, il rilevamento dei segnali dell'immagine IF, in seguito al quale il PTS viene isolato, l'amplificazione del PTS a un livello che fornisce il controllo del fascio di elettroni di il cinescopio. Il canale immagine include anche un circuito AGC che controlla l'amplificazione dell'amplificatore, le cascate UHF SCM e UHF SKD.

Il canale dell'immagine è costituito da circuiti di rifiuto e filtraggio di un UPCH a tre stadi, un rilevatore video (VD), un amplificatore video (VA), un cinescopio e un circuito AGC (Fig. 14).

L'amplificatore di immagine a frequenza intermedia (IFA) riceve i segnali immagine e audio IF dall'unità RF e li invia attraverso un canale di amplificazione comune a banda larga. La prima cascata dell'UPCH coordina il blocco RF con un filtro di selezione concentrato (FSS), in cui si forma la risposta in ampiezza-frequenza (AFC) del canale, che ne determina principalmente la selettività. L'UPCH è assemblato utilizzando un circuito a canale singolo in cui l'immagine IF e i segnali sonori vengono amplificati simultaneamente. Questa possibilità è fornita dalla differenza nei metodi di modulazione (ampiezza e frequenza).

Per eliminare l'influenza reciproca dei segnali l'uno sull'altro, il suono IF passa attraverso l'amplificatore con reiezione (attenuazione) ad un livello di 0,1 dal valore massimo della risposta in frequenza. Attualmente, tutti i televisori di produzione nazionale sono prodotti utilizzando uno schema UPCH a canale singolo. Il primo casco dell'UPCH è coperto dalla tensione AGC.

Il rilevatore video (VD) riceve segnali di immagine IF amplificati dall'UPCH ed estrae da essi il PTS, che viene poi trasmesso all'amplificatore video. Il VD è realizzato secondo il circuito di un diodo rilevatore di ampiezza con correzione HF necessaria per il passaggio delle componenti HF del segnale video.

Un amplificatore video (VA) amplifica il PTS in termini di tensione e potenza nella banda di frequenza da 50 Hz a 5 MHz e regola il contrasto dell'immagine. La VU è realizzata secondo un design a due stadi. Il primo stadio - l'amplificatore parafase preliminare - fornisce al circuito AGC e al canale di sincronizzazione segnali di polarità opposta.

Il circuito di controllo automatico del guadagno AGC fornisce al primo stadio UPCH e UHF una tensione che cambia automaticamente, il cui valore dipende dal livello del segnale all'ingresso dell'antenna del televisore. Questa tensione, a sua volta. Modifica i fattori di guadagno degli stadi in modo che quando il livello del segnale di ingresso diminuisce, aumentano e quando il segnale di ingresso aumenta, diminuiscono. Di conseguenza, il guadagno del canale (contrasto) rimane invariato nonostante le fluttuazioni significative nel livello del segnale di ingresso.

Il cinescopio è l'anello di chiusura del canale dell'immagine. In esso, il PTS esegue la modulazione della luminosità del raggio che, insieme alle scansioni orizzontali e verticali, crea l'impressione di un'immagine.

Canale audio

Il canale audio (Fig. 15) separa i segnali del secondo suono IF (6,5 MHz) dall'immagine e dal suono IF principali. Il circuito ha un rilevatore di frequenza di differenza indipendente (DFD) collegato all'UPCH. Il canale audio è costituito da un DRF, un amplificatore di segnale del secondo suono IF di frequenza intermedia (IFS), un rilevatore di frequenza (FD), un amplificatore a bassa frequenza (LFA) e un altoparlante (Gr).

Fig.15Fig.16

Oltre all'amplificazione, il circuito UPCHZ deve limitare l'ampiezza dei segnali del secondo suono IF, poiché contiene impulsi di sincronizzazione dei fotogrammi che creano uno sfondo a bassa frequenza nell'altoparlante. BH emette segnali di frequenza audio che, dopo l'amplificazione a ULF, agiscono sull'altoparlante fornendo un accompagnamento sonoro all'immagine.

Canale di sincronizzazione

Il canale di sincronizzazione (Fig. 16) riceve il PTS dalla fase preliminare del computer, estrae da esso una miscela di sincronizzazione costituita da un insieme di impulsi di sincronizzazione orizzontale e verticale, lo amplifica e lo divide in impulsi di sincronizzazione orizzontale e verticale, che poi vai ai generatori di scansione corrispondenti.

Il canale di sincronizzazione è costituito da un selettore di ampiezza (AS), un amplificatore parafase (PFA), un filtro integratore (IF) e un circuito di regolazione automatica di frequenza e fase (AFC e PH). L'AS estrae una miscela sincrona dal PTS utilizzando il metodo di selezione dell'ampiezza, che viene amplificata nella PFU. Alla PFU sono collegati due dispositivi: IF, AFC e F. Utilizzando l'IF, gli impulsi di sincronizzazione dei frame vengono separati dalla miscela di sincronizzazione utilizzando il metodo di integrazione, che poi vanno al generatore di frame, sincronizzandone il funzionamento. Il circuito AFC e F regola automaticamente la frequenza e la fase del generatore di linea in base alla frequenza e alla fase degli impulsi di clock. Questo circuito ha due ingressi e un'uscita. Un ingresso riceve gli impulsi di clock, l'altro riceve gli impulsi del generatore di linea. Qui gli impulsi vengono confrontati in frequenza e fase e, a seconda della loro coincidenza, all'uscita appare una tensione che regola il generatore di stringhe.

Canale orizzontale

Il canale di scansione orizzontale (Fig. 17) garantisce la scansione orizzontale del raggio del cinescopio utilizzando bobine di deflessione orizzontale. È costituito da un oscillatore di linea principale (MSG), un amplificatore di potenza a due stadi (PA), uno smorzatore (D), un trasformatore di linea di uscita (TVS), un raddrizzatore ad alta tensione (HV) e bobine di deflessione di linea (SDC) , che fanno parte del sistema di deflessione (OS) .

Fig.17Fig.18

Con l'aiuto dei gruppi di carburante, gli impulsi inversi aumentano di ampiezza, vengono raddrizzati, raddoppiati da un circuito di moltiplicazione della tensione e forniti al secondo anodo del cinescopio sotto forma di un'elevata tensione raddrizzata.

Canale di scansione verticale

Il canale di scansione verticale (Fig. 18), utilizzando bobine di deflessione verticale, distribuisce il raggio del cinescopio verticalmente.

Il canale è costituito da un oscillatore del frame principale (MSG), un inseguitore di emettitore (EF), un amplificatore di potenza a due stadi (PA) e bobine di deflessione del frame (DC). Lo ZCG produce una tensione a dente di sega per controllare gli stadi dell'amplificatore di potenza. L'EP fornisce il necessario coordinamento tra le cascate di uscita ZKG dei telai. L'amplificatore di potenza genera correnti a dente di sega della forma e potenza richieste nelle bobine di deflessione del personale.

alimentatore

L'alimentatore (PSU) fornisce alla TV (compreso il filamento del cinescopio) una tensione costante stabilizzata. È costituito da un trasformatore di potenza, un raddrizzatore a diodi e uno stabilizzatore elettronico di tensione. Utilizzando un trasformatore di alimentazione, la tensione CA di 220-127 V viene ridotta ai valori richiesti per il normale funzionamento del televisore. Un raddrizzatore a diodi converte la tensione alternata in tensione pulsante e quindi la attenua utilizzando i filtri. Lo stabilizzatore elettronico garantisce valori di tensione CC in uscita costanti entro i limiti specificati quando il consumo di corrente e la tensione alternata della rete di alimentazione fluttuano.

Le interazioni funzionali dei canali e dei blocchi di una TV a transistor sono le seguenti.

I segnali portanti ad alta frequenza dell'immagine e del suono vengono ricevuti dall'antenna ricevente e inviati attraverso la linea di alimentazione all'ingresso dell'antenna del televisore. Utilizzando il selettore di canale viene selezionato il programma desiderato; il blocco HF converte questi segnali in frequenze intermedie inferiori di immagine e suono. I loro valori rimangono gli stessi indipendentemente dal canale selezionato.

Nell'UPCH si verifica l'amplificazione principale dei segnali IF e il rifiuto delle interferenze dai canali adiacenti. Successivamente, nel rilevatore video, si isola il PTS con tutti i suoi componenti e si adottano misure di correzione RF per garantire il passaggio delle componenti HF del segnale video.

Dall'amplificatore video preliminare, i segnali vengono ramificati in tre direzioni: allo stadio finale dell'amplificatore video, al canale di sincronizzazione e al circuito AGC.

Dallo stadio finale dell'amplificatore video, il PTS va al cinescopio, dove, con l'aiuto del PTS e del sistema operativo, i segnali elettrici vengono convertiti in un'immagine. Il circuito AGC regola automaticamente i guadagni del primo stadio dell'UPCH e gli stadi dei selettori UHF dei canali di lunghezza d'onda metrici e decimali in base alle variazioni del livello del segnale di ingresso TV.

Il canale audio è collegato all'ultima fase dell'UPCH. Utilizzando DFR, viene isolata una seconda IF audio con una frequenza di 6,5 MHz. L'UPCH risonante amplifica e limita questi segnali in ampiezza. Successivamente, con l'aiuto di BH, le oscillazioni modulate in frequenza vengono convertite in segnali audio a bassa frequenza che, dopo l'amplificazione nell'ULF, influenzano l'altoparlante. In un altoparlante, i segnali a bassa frequenza vengono convertiti in suono.

Il canale di sincronizzazione è collegato alla fase preliminare del computer ed esegue le trasformazioni necessarie dei segnali di sincronizzazione orizzontale e verticale, garantendo il funzionamento sincrono dei generatori di scansione orizzontale e verticale.

Gli oscillatori principali funzionano in modalità auto-oscillante, fornendo un raster continuo sullo schermo del cinescopio. Quando i segnali vengono forniti all'ingresso dell'antenna del televisore, i generatori vengono sincronizzati con generatori simili sul lato trasmittente. Successivamente, i canali di scansione orizzontale e verticale formano correnti a dente di sega necessarie per il corretto funzionamento del sistema di deflessione.

Un alimentatore stabilizzato fornisce una tensione costante a tutte le fasi del circuito. Su alcuni televisori è possibile utilizzare l'alimentatore anche per caricare la batteria.

1.2 Schema a blocchi di una TV unificata

Il diagramma strutturale di Fig. 19 dei televisori unificati delle generazioni II - III differisce sostanzialmente poco l'uno dall'altro. Le differenze esistenti sono legate principalmente ai circuiti di alimentazione. Convenzionalmente il circuito è suddiviso nei sette canali e blocchi sopra menzionati.

L'unità RF contiene i tradizionali dispositivi TV a transistor. La combinazione del lavoro congiunto di PTK-SKD è simile.

Il canale immagine contiene circuiti aggiuntivi per la regolazione automatica della frequenza dell'oscillatore locale (LOF), del convertitore di tensione (PARU) e di una cascata di protezione da sovraccarico (SC). Il circuito APCG riceve segnali di immagine IF dal terzo stadio dell'UPCH. Se la frequenza dell'oscillatore locale si discosta dalla norma, anche l'immagine IF presenterà un disadattamento di frequenza rispetto al valore di 38,0 MHz, al quale risponderà il discriminatore APCG.

Il cortocircuito protegge dai sovraccarichi le cascate coperte dalla tensione AGC. Il canale audio è simile nei compiti funzionali e nel diagramma strutturale alla versione a transistor. La conversione e la separazione del secondo suono IF produce un'ampiezza VD. In cui sono state contemporaneamente adottate misure per impedire il passaggio di questa frequenza dal dispositivo.

Il canale di sincronizzazione contiene fasi tradizionali. Il canale di scansione orizzontale può essere caratterizzato dalla presenza di alte tensioni in tutti gli stadi. Lo stadio di uscita delle linee (VKS) e il raddrizzatore ad alta tensione (HV) svolgono rispettivamente le funzioni di un amplificatore di potenza e di un raddrizzatore di corrente ad alta tensione.

Anche il canale di scansione verticale è simile al canale a transistor. Le funzioni di un amplificatore di potenza sono eseguite dallo stadio di uscita del frame (FCC).

L'alimentatore è costituito da un trasformatore di potenza, due raddrizzatori a diodi, filtri di livellamento e fornisce tensione costante a tutti gli stadi del circuito, tensione variabile al filamento della lampada, ad eccezione del filamento del kenotron ad alta tensione, e tensione variabile a il circuito di protezione.

Blocco ad alta frequenza

Amplificatore ad alta frequenza

Il blocco ad alta frequenza (blocco HF) di un televisore moderno è composto da entrambi i selettori (SK-M e SK-D), con l'aiuto dei quali è possibile ricevere programmi da tutte le gamme di trasmissioni televisive.

SK-M (PTK) riceve segnali da due frequenze portanti della gamma d'onda del misuratore dall'antenna attraverso la linea di alimentazione e i circuiti di ingresso, li amplifica e, utilizzando il processo di eterodina, li converte in segnali di frequenze intermedie inferiori. Uno dei principali vantaggi della ricezione eterodina è che, indipendentemente dal canale selezionato, la IF rimane invariata, mentre il circuito del percorso di amplificazione risulta semplificato.

SK-M (PTK) è costituito da circuiti di ingresso, un amplificatore ad alta frequenza, un oscillatore locale e un mixer. In base ai compiti svolti dai selettori di canale, possono essere formulati due requisiti aggiuntivi: il livello più basso possibile di rumore intrinseco e la massima attenuazione possibile dei segnali dell'oscillatore locale nei dispositivi di ingresso del selettore. Il primo requisito aumenta la sensibilità del televisore, il secondo riduce l'effetto di penetrazione dei segnali dell'oscillatore locale nell'antenna.

I circuiti di ingresso del selettore, che hanno proprietà risonanti, selezionano i segnali richiesti nella banda di frequenza di 8 MHz dalla moltitudine di segnali indotti nelle antenne e assicurano anche l'adattamento della linea di alimentazione con l'ingresso UHF, al quale viene trasmesso il segnale massimo in questo collegamento. I circuiti di ingresso ottimali sono trasformatori risonanti step-up con un'impedenza caratteristica alle frequenze medie del canale pari a 75 Ohm.

Inoltre, il trasformatore step-up riduce significativamente la possibilità che i segnali dell'oscillatore locale passino nell'antenna, perché per questi segnali è al ribasso.

Il transistor UHF (Fig. 20) è assemblato secondo un circuito con una base comune, che fornisce un'amplificazione sufficiente delle alte frequenze. Una tensione positiva +E viene fornita al circuito dell'emettitore attraverso il resistore R1. Nel circuito di ingresso, la bobina L 2, il condensatore C 3, C 5 e la capacità di ingresso del transistor parallelo ad esso formano un circuito risonante che fornisce un aumento di tensione di 1,5 volte. Il circuito notch sequenziale C 2, L 1 è sintonizzato su frequenze uguali a quelle intermedie. A volte nel circuito di ingresso sono presenti diversi circuiti di questo tipo che riducono la penetrazione dei segnali di interferenza dall'antenna a una frequenza pari all'IF dell'immagine e del suono.

I condensatori C 3, C 5 forniscono una connessione incompleta del circuito di ingresso al circuito di emettitore del transistor, che consente di ridurre l'effetto di smistamento di questo circuito sul circuito e formare la larghezza di banda richiesta del circuito di ingresso. La tensione AGC viene fornita al circuito di base del transistor attraverso il resistore R4. Quando la tensione positiva alla base di questo transistor aumenta, si spegne, riducendo il guadagno UHF. A volte viene utilizzata la polarità inversa della tensione AGC. All'aumentare della tensione negativa alla base V tr, aumenta la corrente del collettore e aumenta la caduta di tensione attraverso il resistore R 1. Ciò porta ad una diminuzione della tensione continua attraverso il gap base-emettitore e ad un calo del guadagno. I metodi AGC indicati sono rispettivamente chiamati AGC diretto e inverso (determinato dai valori dei resistori e dal bias). Il carico del collettore UHF è costituito da un filtro passa banda a doppio circuito L 3, L 4, la cui risposta in frequenza, come quella di un filtro a tubo UHF, ha la forma di una curva a doppia gobba sintonizzata sulle frequenze portanti dell'immagine e del suono .

Convertitore

Nel mixer le oscillazioni della frequenza dell'oscillatore locale f g vengono mescolate con le oscillazioni delle frequenze portanti del flusso dei segnali immagine e del flusso sonoro. Tra le numerose combinazioni di frequenze nel circuito risonante del carico del convertitore, si formano frequenze differenze:

F esempio da = f g - f n. da = 38.0 e F ave.suono = f g - f n. da = 31,5 MHz.

Il convertitore a transistor (Fig. 21, a) è realizzato secondo un circuito di emettitore comune, che riduce l'effetto di smistamento del filtro passa banda UHF e consente di aumentare la selettività della cascata. La Figura 21,c mostra un diagramma di un mixer automatico utilizzato nei televisori portatili, che ha una risposta in frequenza simile alla Figura 21,b.

Qui, un segnale dall'uscita UHF (L 3 C 3) viene fornito al circuito di emettitore C eb, che viene aggiunto nella parte a diodo del transistor con il segnale di frequenza dell'oscillatore locale. Per il circuito dell'inverter L 1 C 4 C 1 è una capacità collegata in parallelo con L 2. L'oscillatore locale è realizzato secondo un circuito capacitivo a tre punti. Il collettore è collegato tramite C 4 al circuito L 1 C 1 e il feedback dal collettore all'emettitore viene effettuato attraverso la capacità del transistor e un condensatore aggiuntivo C 2.

Canale immagine

Negli amplificatori di segnali di immagine, i circuiti risonanti sono ampiamente utilizzati, con l'aiuto dei quali si formano caratteristiche di ampiezza-frequenza, che alla fine determinano la selettività del canale. I circuiti risonanti vengono utilizzati non solo come carichi in cascata, ma anche per respingere le interferenze provenienti da canali adiacenti e attenuare i propri segnali di frequenze intermedie.

Amplificatore a frequenza intermedia

L'amplificatore di immagine a frequenza intermedia (IFPA) ha un'influenza decisiva sui principali indicatori del televisore: sensibilità, chiarezza, selettività, qualità del suono e sincronizzazione. Come già notato, nei moderni televisori a canale singolo, i segnali a frequenza intermedia sia dell'immagine che del suono passano attraverso l'UPCH e vengono amplificati. A questo proposito, l'UPFI deve avere una banda sufficientemente ampia di frequenze amplificate e allo stesso tempo escludere la possibilità di influenza reciproca di questi segnali l'uno sull'altro. In base allo scopo possiamo formulare i requisiti per l’UPCH:

fornire un guadagno sufficiente per isolare un segnale con un'ampiezza di 2 V nel carico del rivelatore con una banda di frequenza amplificata fino a 5 MHz;

rifiuto dei segnali di frequenze intermedie di immagine e suono a livelli di 0,5 e 0,1, rispettivamente;

rifiuto delle interferenze provenienti da segnali vicini alle frequenze 30.0; 39,5; 41,0 MHz.

Sulla base dei requisiti indicati è possibile costruire la risposta in frequenza dell'UPCH che soddisfi tali requisiti. (vedi Fig. 22)

Per una migliore comprensione chiariamo i concetti di sensibilità, chiarezza e selettività, che determinano principalmente la qualità di un televisore.

La sensibilità è legata al guadagno complessivo delle cascate dall'ingresso dell'antenna al rivelatore, da cui dipendono, in particolare, il contrasto dell'immagine e la qualità della sincronizzazione.

La chiarezza dell'immagine, come è noto, è determinata dalla larghezza di banda di frequenza dei segnali amplificati dell'intero canale video e, in particolare, dall'UPCH, che è anche associato alla qualità del suono.

La selettività influisce su tutte le qualità elencate della TV, perché determina la scelta dei segnali utili per un dato canale. Per il corretto funzionamento del rilevatore video, dell'amplificatore video e del cinescopio, l'ampiezza del segnale all'uscita dell'UPCH deve essere 4 V.

Usiamo la Fig. 23 e calcoliamo quale dovrebbe essere il guadagno dell'UPCH, tenendo conto che la sensibilità dei televisori varia da (50 a 200 µV).

Secondo la nota formula, il guadagno totale di un insieme di dispositivi o stadi è pari al prodotto dei guadagni di questi dispositivi o stadi K totale = K 1 K 2 ...K n.

Il guadagno complessivo dei circuiti di ingresso, UHF e UPCH, tenendo conto dell'ampiezza richiesta del segnale di uscita dell'UPCH e della sensibilità del televisore, sarà:

K totale = 4/(5010 6) = 80000,

quindi l'UPCHI rappresenta

K upchi = K totale /K pollici da K uvch = 80000/ = 2000.

L'UPCA è solitamente costituito da tre stadi di amplificatori risonanti, in cui una combinazione di circuiti notch fornisce la selettività e l'amplificazione necessarie.

Come già notato, la risposta in frequenza prevede la soppressione delle interferenze provenienti dai canali adiacenti nell'UPCH. Consideriamo, utilizzando l'esempio di Fig. 22, le ragioni della comparsa di questa interferenza. Le frequenze portanti dei trasmettitori televisivi che compongono la rete televisiva nazionale vengono selezionate tenendo conto del requisito di un'interferenza reciproca minima. Tuttavia, le frequenze dei canali adiacenti sono così vicine tra loro che i loro bordi cadono nella soluzione della risposta in frequenza UHF. Poiché le frequenze portanti dei canali adiacenti sono distanziate tra loro di 1,5 MHz, anche l'interferenza generata dopo l'interazione delle portanti con l'oscillatore locale sarà distanziata dalle frequenze intermedie di 1,5 MHz in entrambe le direzioni:

fp1 = 31,5 - 1,5 = 30,0 MHz; fp2 = 38,0 + 1,5 = 39,5 MHz.

Poiché i canali della gamma di lunghezze d'onda del misuratore sono distribuiti in modo non uniforme (il 1° canale è a 1,5 MHz dal 2°), esiste la possibilità di un'altra interferenza:

fp3 = fp4 + 1,5 = 41,0 MHz.

La pratica dimostra che i segnali di interferenza dovrebbero essere attenuati di 100-200 volte rispetto ai valori massimi di risposta in frequenza.

Consideriamo più in dettaglio la formazione delle pendenze sinistra e destra della risposta in frequenza. La banda di frequenza video si trova tra la portante dell'immagine e quella del suono. La zona dei componenti HF che determina la massima chiarezza dell'immagine si trova vicino alla portante sonora. Come risultato dell'interazione delle portanti con l'oscillatore locale del blocco RF, la risposta in frequenza dell'UPCH è un'immagine speculare della risposta in frequenza mostrata in Fig. 10. Di conseguenza, le componenti HF del segnale video sulla risposta in frequenza dell'UPCH si trovano ora a sinistra e il loro numero è determinato dalla pendenza della pendenza sinistra della risposta in frequenza.

Per massimizzare la cattura delle componenti HF del segnale video, la pendenza dovrebbe essere quanto più ripida possibile (vedi Fig. 22). Allo stesso tempo, su questa stessa pendenza si trova una frequenza sonora intermedia, che viene respinta ad un livello di 0,1 dal valore massimo della risposta in frequenza. Il segmento della curva nella regione del suono IF di 31,5 MHz deve essere piatto e parallelo all'asse delle frequenze con una larghezza pari alla banda del suono P. Altrimenti appare il cosiddetto effetto discriminatorio (barre nere sullo schermo a tempo con il suono). La Figura 25 mostra le ragioni dell’effetto discriminatorio.

Sulla pendenza destra della risposta in frequenza è presente una frequenza immagine intermedia f pr.iz, nell'area della quale si concentrano le componenti a bassa frequenza del segnale video. A causa della parziale soppressione della banda laterale inferiore del segnale video si verificano inevitabili distorsioni causate da un eccesso di componenti a bassa frequenza nella regione f ins. L'energia LF è doppia rispetto alle altre componenti del segnale video. Per eliminare queste distorsioni, la risposta in frequenza dell'immagine IF viene respinta ad un livello di 0,5 dal valore massimo della risposta in frequenza e la pendenza destra della risposta in frequenza dovrebbe essere la più piatta possibile.

Un esempio di UPCH a tre stadi è mostrato in Fig. 26. L'amplificatore è dotato di quattro filtri passa-banda a doppio circuito, tre dei quali sono collegati tramite un condensatore e uno nello stadio successivo tramite un'induttanza. Grazie all'utilizzo di transistor al silicio con bassa capacità inversa, non è necessario neutralizzare il feedback.

Per ridurre la diafonia, tutti i filtri di frequenza interferenti sono posizionati all'ingresso dell'amplificatore (nell'FSS). Uno di questi è un filtro di compensazione. I secondi circuiti dei filtri passa-banda all'ingresso e all'uscita dello stadio intermedio hanno un divisore capacitivo. Nell'ultimo stadio dell'amplificatore, l'accoppiamento induttivo tra i circuiti del filtro impedisce alle armoniche IF di raggiungere l'uscita dell'amplificatore.

Nelle cascate di televisori UPHI delle generazioni II e III, le pendenze della risposta in frequenza sono formate da filtri a ponte differenziale a forma di T, M e Fig. 27. Negli UPCH a transistor, la formazione della risposta in frequenza viene effettuata utilizzando un filtro di selezione concentrato (FSS), mostrato in Fig. 28

Rilevatore video

Il segnale di uscita dell'UPCH va all'ingresso del rilevatore video. Nella maggior parte dei circuiti TV, il rilevatore video svolge 2 compiti: estrae l'inviluppo del segnale immagine e seleziona la frequenza differenziale per il canale audio. Come rilevatore video, vengono solitamente utilizzati raddrizzatori a semionda che utilizzano diodi al germanio di tipo puntiforme (Fig. 29). L'essenza del funzionamento di un rilevatore a diodi è che il diodo converte le oscillazioni di ampiezza del segnale RF in ingresso in una tensione pulsante unidirezionale, che viene quindi attenuata dalla presenza di un condensatore. Il resistore di carico separa l'inviluppo di questa tensione: l'intero segnale televisivo. Il processo di isolamento del PTS è mostrato in Fig. 29, b.

Amplificatore video (VA)

La VU (Fig. 30) serve ad amplificare il PTS rilevato al livello necessario per controllare il fascio di elettroni del cinescopio. Inoltre, la VU svolge una serie di altre funzioni: genera una tensione di controllo per i circuiti AGC, regola il contrasto dell'immagine e funge da sorgente di tensione a impulsi per controllare il canale di sincronizzazione. Per la normale modulazione del fascio del cinescopio è necessario disporre di un segnale video con un intervallo picco-picco di circa 40 V. Con la rilevazione lineare, l'ampiezza del segnale immagine fornito dal carico del rilevatore all'ingresso RF deve essere ≥ 2 V. Ne consegue che la VU VU deve essere pari a 20. La banda di frequenza, occupata dall'amplificatore video è da 0 a 5,5 MHz. La risposta in frequenza del dispositivo dovrebbe avere la forma mostrata in Fig. 30, b. Un leggero aumento del guadagno nella regione dei 5 MHz (del 20 - 30%) è utile perché Ciò migliora la chiarezza dell'immagine.

Controllo automatico del guadagno (AGC)

La potenza del segnale all'ingresso del televisore varia a seconda del canale operativo e delle condizioni di propagazione delle onde radio. Utilizzando AGC, l'ampiezza del segnale nel canale immagine viene mantenuta costante quando il suo livello fluttua all'ingresso TV. La tensione AGC, il cui valore è proporzionale al livello del segnale in ingresso, viene fornita alle cascate UHF e UPCH. All'aumentare del livello del segnale di ingresso, il guadagno di questi stadi diminuisce sotto l'influenza della tensione AGC e, con una diminuzione, aumenta. Ciò garantisce un'ampiezza costante dei segnali forniti al rilevatore. Il normale funzionamento AGC mantiene costante il contrasto dell'immagine e la stabilità della sincronizzazione.

I televisori moderni utilizzano un circuito AGC chiave che utilizza gli impulsi di clock come segnale di controllo.

Il circuito AGC a transistor (Fig. 31) è costituito da 2 transistor V 1, V 2, che svolgono rispettivamente le funzioni di amplificatori di corrente continua (DCA) e uno stadio chiave (KK). Nell'intervallo tra l'impulso di sincronizzazione, il circuito del collettore V 2 viene cortocircuitato a terra attraverso il V D2 aperto e gli avvolgimenti del gruppo combustibile. Quando l'impulso di sincronizzazione orizzontale e l'impulso di inversione di scansione coincidono nel tempo, V D2 è bloccato con un impulso inverso positivo e l'impulso di sincronizzazione, raddrizzato da V D1, carica C 1. La quantità di carica C 1 è direttamente proporzionale all'ampiezza dell'impulso di sincronizzazione e quindi al livello del segnale all'ingresso TV. L'entità della tensione di carica C1 determina l'entità della corrente del collettore VT1 e della tensione AGC. Maggiore è la carica C1, maggiore è la corrente del collettore V1, minore è la tensione AGC positiva. Una tensione positiva viene generata sul condensatore di carica con 1 impulso di sincronizzazione orizzontale del PTS.

Regolazione automatica della frequenza dell'oscillatore locale (LOF)

L'elevata qualità dell'immagine e del suono dipende in gran parte dal funzionamento accurato e stabile dell'oscillatore locale. Questo lavoro è fornito dal sistema APCG. Risponde alle deviazioni della frequenza dell'oscillatore locale dalla norma. Consideriamo lo schema a blocchi di APCG (Fig. 32)

Le ragioni del funzionamento instabile dell'oscillatore locale possono essere cambiamenti nella tensione di rete, riscaldamento delle parti durante il funzionamento e altri. Il funzionamento del sistema APCG si basa sulla conversione degli sfasamenti che si verificano quando la frequenza dell'oscillatore locale devia in una tensione che controlla il ripristino di questa frequenza utilizzando un varicap.

Il circuito APCG è costituito da un discriminatore di fase e da un UPT. L'elemento di controllo - un varicap - è collegato in parallelo al circuito del circuito dell'oscillatore locale. Quando la tensione di controllo applicata al varicap cambia, la sua capacità e la frequenza dell'oscillatore locale cambiano.

Canale audio

Amplificatore audio a frequenza intermedia (IFAS)

Come notato, la trasmissione del suono nelle trasmissioni televisive viene effettuata mediante modulazione di frequenza delle oscillazioni della frequenza portante. Il canale audio utilizza diagrammi a blocchi unificati per convertire e separare i segnali audio. Alcune delle sue differenze senza principi sono determinate dalla classe e dal modello della TV.

I segnali della differenza di frequenza sonora (2° IF) si formano nel VD come risultato dell'interazione delle frequenze intermedie dell'immagine e del suono

f pr. da. sv = f esempio da f esempio sv = 38,0 31,5 = 6,5 MHz.

L'amplificatore audio a frequenza intermedia (IFSA) seleziona i segnali della differenza di frequenza del suono f rf.sv = 6,5 MHz, li amplifica, li limita e li trasmette a un rilevatore di frequenza. L'UPCHZ è realizzato secondo il circuito di un amplificatore risonante a due o tre cascate con l'inclusione di un circuito di selezione selettiva all'ingresso, sintonizzato su f = 6,5 MHz. La modulazione di frequenza è che, sotto l'influenza di un segnale sonoro (o di qualsiasi altro segnale), la frequenza dell'onda portante cambia. Quando la frequenza di modulazione (tono del suono) cambia, la velocità di variazione della frequenza portante cambia di conseguenza.

La modifica del volume del suono aumenta la gamma di variazione della frequenza portante (la deviazione massima della frequenza portante dal valore medio). La gamma di frequenza portante corrispondente al suono più forte è solitamente 75 kHz (150 kHz). Tuttavia, la larghezza di banda UPCHZ viene scelta su 300 KHz. Il restringimento della banda porta alla comparsa di un'ulteriore modulazione di ampiezza del portatore sonoro.

Come UPCHZ viene utilizzato un circuito integrato che garantisce un funzionamento efficiente del rilevatore di frequenza.

Rilevatore di frequenza

Fig.33Fig.34

Nel rilevatore di Fig. 34, il carico è combinato in un R 3 . Questo circuito è asimmetrico, ma il suo principio di funzionamento è simile.

Amplificatore del segnale audio

Un amplificatore a bassa frequenza (LFA) è progettato per amplificare i segnali di frequenza audio a un livello che garantisca un suono normale da un altoparlante. ULF e consiste di due o tre cascate assemblate su transistor o microcircuiti. Lo stadio di uscita funge da amplificatore di potenza. I circuiti ULF sono molto diversi, ma condividono tutti requisiti di qualità comuni.

Il guadagno K è mostrato dal rapporto tra la tensione di uscita e la tensione di ingresso K = U out / U in e in un amplificatore multistadio K totale = K 1 K 2 K 3 .....K n.

La potenza di uscita caratterizza la potenza della corrente a bassa frequenza nella resistenza di carico di uscita dell'amplificatore: l'altoparlante.

L'impedenza di ingresso e di uscita sono parametri importanti di un amplificatore. Soprattutto sui transistor, dove i problemi di adattamento di queste resistenze sono di fondamentale importanza per trasmettere la potenza del segnale richiesta.

La gamma di frequenza mostra la capacità dell'amplificatore di trasmettere una serie di frequenze richieste in una forma non distorta.

Distorsione di frequenza. Quanto più ampia è la gamma delle frequenze di vibrazione normalmente amplificate dall'amplificatore, tanto minore è la distorsione. Un amplificatore ideale dovrebbe, entro la gamma di frequenze per cui è progettato, amplificarle equamente. Quasi ogni amplificatore amplifica le vibrazioni di frequenze diverse in modo diverso, a seguito del quale la relazione tra suoni di frequenze diverse viene interrotta. Un indicatore della distorsione di frequenza è la risposta in frequenza dell'amplificatore. La causa della distorsione di frequenza è la presenza nell'amplificatore di condensatori e induttanze, la cui resistenza dipende dalla frequenza. Le distorsioni di frequenza si verificano anche nell'altoparlante e in esso si manifestano in modo molto più forte. Pertanto, a volte è utile introdurre deliberatamente determinate distorsioni di frequenza nell'amplificatore, correggendo le distorsioni nell'altoparlante.

Di norma, i circuiti degli amplificatori audio televisivi sono dotati di correttori di tono (controlli del timbro) che consentono di eliminare questi difetti degli altoparlanti.

Le distorsioni non lineari piegano la forma dei segnali, generando così armoniche di vibrazione. All'uscita di un tale amplificatore, le oscillazioni diventano più complesse, perché ad essi si aggiunge una serie di semplici oscillazioni sinusoidali, che non si trovavano all'ingresso dell'amplificatore. Si manifestano nel fatto che il suono diventa rauco e tintinnante. Le cause delle distorsioni non lineari in un amplificatore sono: non linearità delle caratteristiche dei dispositivi elettronici. Negli altoparlanti si creano anche significative distorsioni non lineari. Per valutare la distorsione non lineare, utilizzare il coefficiente di distorsione non lineare, che mostra quale percentuale di tutte le armoniche extra create dall'amplificatore stesso è in relazione all'oscillazione principale. Quando il coefficiente di distorsione non lineare è >10%, la raucedine del suono e il tintinnio rovinano l'impressione delle trasmissioni artistiche, mentre quando la distorsione supera il 20% diventano inaccettabili.

La presenza di reattanza nel dispositivo di amplificazione porta alla comparsa di distorsioni di fase, ma l'organo uditivo umano non le rileva.

Canale di sincronizzazione

Selettore di ampiezza (AS)

Per il corretto funzionamento dei generatori di scansione, il trasmettitore invia nello spazio impulsi di sincronizzazione orizzontale e verticale come parte del segnale televisivo completo. Inizialmente questi impulsi di sincronizzazione vengono separati dai restanti componenti del PTS, suddivisi in impulsi orizzontali e verticali e inviati ai generatori di scansione. Le operazioni elencate determinano anche la struttura del canale di sincronizzazione. Al fine di aumentare l'immunità al rumore nei circuiti di sincronizzazione orizzontale, attualmente è ampiamente utilizzato un circuito per la regolazione automatica della frequenza e della fase del generatore orizzontale (AFC e AF), collegato direttamente davanti al generatore.

L'altoparlante estrae una miscela di sincronizzazione dal PTS, costituita da una serie di impulsi di sincronizzazione orizzontale e verticale. Gli impulsi di sincronizzazione occupano un livello superiore agli impulsi di smorzamento (vedere Fig. 10), il che semplifica notevolmente la tecnica di isolamento.

La Figura 35 mostra un diagramma schematico dell'altoparlante e grafici che ne spiegano il funzionamento. Secondo il principio di funzionamento, l'altoparlante è un amplificatore resistivo che funziona in modalità di limitazione. Il circuito che collega l'altoparlante all'amplificatore video comprende un condensatore di transizione C p e un circuito di soppressione delle interferenze R pp C pp., che indebolisce l'effetto del rumore a impulsi brevi sull'altoparlante. I principali svantaggi dell'AC includono la sua suscettibilità al rumore impulsivo. Se nella pausa tra gli impulsi di clock appare un'interferenza e la sua ampiezza è sufficientemente grande, verrà rilasciata all'uscita dell'altoparlante e potrà essere percepita dal generatore come un impulso di clock.

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INFORMAZIONI GENERALI SUI DISPOSITIVI ELETTRONICI

Classificazione

Dispositivo elettronico(ED) è un dispositivo in cui, a seguito dell'interazione di portatori di carica liberi o legati con un campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico alternato, è assicurata la conversione di un segnale di informazione o la conversione del tipo di energia.

Si possono considerare le caratteristiche principali della classificazione di vari tipi in base al principio di funzionamento, scopo, tecnologia di produzione, proprietà e parametri: tipo di conversione del segnale; tipologia dell'ambiente di lavoro e tipologia dei portatori di carica; struttura (dispositivo) e numero di elettrodi; metodo di controllo.

In base al tipo di conversione del segnale, tutti i segnali elettronici possono essere divisi in due grandi gruppi. Il primo gruppo comprende le centrali elettriche che utilizzano la conversione di un tipo di energia in un altro. Questo gruppo comprende ED elettroluminescenti (conversione di un segnale elettrico in segnale luminoso), dispositivi fotoelettronici (segnale luminoso in segnale elettrico), elettromeccanici (segnale elettrico in segnale meccanico), ED meccanoelettrici (segnale meccanico in segnale elettrico), accoppiatori ottici (segnale elettrico in segnale luminoso e poi di nuovo in elettrico) ecc.

Il secondo gruppo comprende solitamente dispositivi di conversione elettrica in cui vengono modificati i parametri del segnale elettrico (ad esempio ampiezza, fase, frequenza, ecc.).

In base al tipo di mezzo di lavoro e al tipo di portatori di carica, si distinguono le seguenti classi di dispositivi elettronici: elettrovuoto (vuoto, elettroni), scarica di gas (gas rarefatto, elettroni e ioni), semiconduttore (semiconduttore, elettroni e lacune), chemotrone (liquido, ioni ed elettroni).

Gli elettrodi di un dispositivo elettronico sono elementi del suo design che servono a formare lo spazio di lavoro del dispositivo e collegarlo a circuiti esterni. Il numero di elettrodi e i loro potenziali determinano i processi fisici nel dispositivo. Ciò è più chiaramente visibile nei tubi a vuoto: due elettrodi (diodi), tre elettrodi (triodi), quattro elettrodi (tetrodi) e cinque elettrodi (pentodi).

Modalità, caratteristiche e parametri dei dispositivi elettronici

Viene solitamente chiamato l'insieme delle condizioni che determinano lo stato o il funzionamento di un dispositivo elettronico modalità dispositivo elettronico, e qualsiasi grandezza che caratterizza questa modalità (ad esempio, corrente o tensione) – parametri della modalità. Parlano di amplificazione, impulso, frequenza, rumore, temperatura e proprietà meccaniche, affidabilità, ecc. Vengono chiamate informazioni quantitative su queste proprietà parametri del dispositivo. Questi includono, ad esempio, coefficienti di trasferimento di corrente, frequenze caratteristiche, cifra di rumore, tasso di guasto, resistenza agli urti, ecc.

Innanzitutto, soffermiamoci sui concetti di modalità statica e dinamica dei dispositivi. Statico chiamata la modalità in cui il dispositivo funziona a tensioni costanti (“statiche”) sugli elettrodi. In questa modalità, le correnti nei circuiti degli elettrodi non cambiano nel tempo e anche le distribuzioni di cariche e correnti nel dispositivo sono costanti nel tempo. In altre parole, in modalità statica, tutti i parametri della modalità non cambiano nel tempo. Tuttavia, se almeno uno dei parametri della modalità, ad esempio la tensione su alcuni elettrodi, cambia nel tempo, la modalità viene chiamata dinamico.

Nella modalità dinamica, il comportamento del dispositivo dipende in modo significativo dalla velocità o dalla frequenza dei cambiamenti nell'influenza (ad esempio, tensione).

Nella maggior parte dei dispositivi questa dipendenza è spiegata dall'inerzia dei processi fisici nel dispositivo, ad esempio il tempo finito di volo dei portatori di carica attraverso lo spazio di lavoro o la durata finita dei portatori di carica. La finitezza del tempo di volo porta al fatto che il valore istantaneo della corrente dell'elettrodo verso il quale si muovono i portatori in un momento selezionato nel tempo sarà determinato non solo dal valore della tensione sull'elettrodo in questo momento, ma, naturalmente , anche dalla preistoria, cioè tutti i valori di tensione dal momento in cui inizia il movimento nel dispositivo fino all'arrivo del portatore di carica sull'elettrodo in questione. Di conseguenza, la relazione tra i valori istantanei di corrente e tensione in modalità dinamica deve differire dalla relazione tra valori costanti di corrente e tensione in modalità statica. Tuttavia, se il tempo di volo è significativamente inferiore al periodo di variazione della tensione alternata, questa differenza nel rapporto sarà insignificante, ad es. la relazione tra i valori istantanei sarà quasi la stessa dei valori costanti in modalità statica. Questo tipo di modalità dinamica viene chiamata modalità quasi statica(“quasi” significa “come se” o “come se”).