Technik.teleinformatyk 312[02] z2.01_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Spo

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1


2

MINISTERSTWO

EDUKACJI

NARODOWEJ

Jarosław Świtalski

Badanie urządzeń radiowo-telewizyjnych 312[02].Z2.01

Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom

2007

łecznego”

Recenzenci: dr inż. Marian Jerzy

Korczyński mgr inż.. Krzysztof

Słomczyński


3

Opracowanie redakcyjne: mgr

inż. Ryszard Zankowski

Konsultacja:

mgr Małgorzata Sienna

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02].Z2.01

„Badanie urządzeń radiowo-telewizyjnych”, zawartego w programie nauczania dla zawodu

technik teleinformatyk.

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

SPIS TREŚCI


4

1. Wprowadzenie 3

2. Wymagania wstępne 4

3. Cele kształcenia 5

4. Materiał nauczania 6

4.1. Urządzenia radiowe 6

4.1.1. Materiał nauczania 6

4.1.2. Pytania sprawdzające 26

4.1.3. Ćwiczenia 26

4.1.4. Sprawdzian postępów 30

4.2. Urządzenia telewizyjne 31

4.2.1. Materiał nauczania 31

4.2.2. Pytania sprawdzające 53

4.2.3. Ćwiczenia 54

4.2.4. Sprawdzian postępów 58

5. Sprawdzian osiągnięć 59

6. Literatura 64

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o urządzeniach

radiowotelewizyjnych i kształtowaniu umiejętności badania urządzeń radiowo-telewizyjnych.

W poradniku znajdziesz:

– wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś

bez problemów mógł korzystać z poradnika,

– cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

– materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki

modułowej,

– zestaw zadań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

– ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

– sprawdzian postępów,

– sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie

materiału całej jednostki modułowej, – literaturę uzupełniającą.


5

Schemat układu jednostek modułowych w module

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:

– stosować jednostki układu SI,

– przeliczać jednostki,

– posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki i elektroniki,

– rozróżniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki,

– rozróżniać elementy obwodu elektrycznego,

– odczytywać schematy prostych układów elektrycznych i elektronicznych,

– charakteryzować wymagania dotyczące bezpieczeństwa pracy przy urządzeniach

elektrycznych,

– łączyć układy elektryczne i elektroniczne zgodnie ze schematem,

– wyjaśniać działanie prostych układów elektronicznych na podstawie ich schematów,

– zlokalizować uszkodzenia elementów i podzespołów układów elektronicznych na

podstawie pomiarów dokonanych w wybranych punktach,

– zaobserwować na ekranie oscyloskopu przebiegi napięć i prądów oraz je zinterpretować,

– korzystać z różnych źródeł informacji,

– obsługiwać komputer,

– współpracować w grupie.

312[02].Z2.01 Badanie urz ą dze ń radiowo-

telewizyjnych

312[02].Z2.02 Eksploatowanie systemów

radiokomunikacyjnych

312[02].Z2 Urz ą dzenia i systemy telekomunikacyjne

312[02].Z2.03 Eksploatowanie sieci telefonii

komórkowych

312[02].Z2.04 Eksploatowanie

telekomunikacyjnych systemów przewodowych


6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− posłużyć się pojęciami z zakresu radiofonii i telewizji,

− obliczać wielkości elektryczne związane z radiofonią i telewizją,

− wyjaśnić zasady tworzenia i przetwarzania sygnałów analogowych w urządzeniach

radiowo-telewizyjnych,

− posłużyć się dokumentacją techniczną urządzeń radiowo-telewizyjnych,

− scharakteryzować poszczególne bloki funkcjonalne nadajników i odbiorników radiowych

oraz telewizyjnych,

− opisać budowę i działanie urządzeń oraz systemów radiowych i telewizyjnych,

− wykonać pomiary parametrów radiowych oraz wielkości elektrycznych charakterystycznych

dla sprzętu radiowo-telewizyjnego,

− wykonać przeglądy i regulacje sprzętu radiowo-telewizyjnego,

− zlokalizować uszkodzenia i usunąć podstawowe usterki w urządzeniach

radiowotelewizyjnych,

− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas użytkowania i naprawy sprzętu

radiowo-telewizyjnego,

− posłużyć się językiem angielskim zawodowym w zakresie zagadnień sprzętu

radiowotelewizyjnego,

− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz

ochrony środowiska obowiązujące na stanowisku pracy.


7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Urządzenia radiowe

4.1.1. Materiał nauczania

Radiotechnika jest dziedziną wiedzy technicznej, która zajmuje się systemami i metodami

przesyłania dowolnych informacji na odległość, przy użyciu fal radiowych. Inaczej mówiąc,

zajmuje się bezprzewodowym przesyłaniem energii elektrycznej, niosącej informację. W miarę

rozwoju technicznego zestaw urządzeń radiotechnicznych powiększał się. Radiotechnika

wykorzystała nowe wynalazki jak: mikrofon, głośnik, urządzenia do rejestracji dźwięku

(gramofon, magnetofon), co pozwoliło na przeprowadzenie „pierwszych” transmisji radiowych.

Radiotechnika rozgałęziała się na wiele dziedzin mających dziś znaczną samodzielność.

Powstała: radiolokacja, tzn. dziedzina wykorzystująca fale radiowe do określania położenia ciał

w przestrzeni (radar); radiodetekcja umożliwiająca lokalizację źródeł promieniowania

radiowego w przestrzeni; telemetria służąca do przekazywania danych pomiarowych na

odległość oraz telewizja umożliwiająca przesyłanie ruchomych obrazów.

Urządzenia radiowe to ta część tematyki objętej nazwą radiotechnika, która dotyczy

technicznych realizacji systemów i układów tworzących tor łączności radiowej. Do transmisji

mowy lub muzyki na duże odległości niezbędne są trzy elementy: nadajnik, fala radiowa i

odbiornik (rys. 1).

Rys. 1. Schemat najprostszego toru łączności radiowej [2, s. 8]

Promieniowanie elektromagnetyczne i fala radiowa

Szczególnym przypadkiem fali elektromagnetycznej jest prąd zmienny płynący w

przewodzie. Prąd w przewodzie płynie dzięki doprowadzeniu do jego końców napięcia. Wokół

przewodu, w którym płynie prąd zmienny, zgodnie ze znanymi prawami fizyki, wytwarza się

zmienne pole magnetyczne. Oba pola (elektryczne i magnetyczne) są w przewodzie ze sobą

nierozerwalnie związane, a ponadto otaczają go. Można więc przyjąć, że z przewodu jest

wypromieniowywana energia pola elektromagnetycznego. Pole to rozchodzi się wokół

przewodu z prędkością zależną od parametrów ośrodka, według zależności:

v = 1

me

gdzie:

ν – prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej,

µ – przenikalność magnetyczna ośrodka, ε

– przenikalność elektryczna ośrodka.

W próżni i powietrzu prędkość ta wynosi ok. 3 · 108 m/s.


8

Pole elektromagnetyczne można przedstawić w postaci linii sił pola elektrycznego i

prostopadłych doń linii sił pola magnetycznego (rys. 2). Identycznie można sobie wyobrazić

falę elektromagnetyczną, która w istocie jest ruchomym polem. Może być ono przedstawione

w postaci kolejnych zagęszczeń i rozrzedzeń linii sił, przy czym kierunki tych linii (wektory)

zmieniają się okresowo.

Rys. 2. Pole elektromagnetyczne: a) pole magnetyczne wokół przewodnika prostoliniowego, b) mechanizm

rozchodzenia się linii sił pola magnetycznego wokół przewodnika, w którym płynie prąd przemienny, c)

wykres obrazujący zmiany natężenia pola magnetycznego w pewnym punkcie przestrzeni w funkcji

czasu, d)obraz linii sił pola elektrycznego [2, s. 28]


9

Odległość między kolejnymi minimami (lub maksymami) linii sił (pola magnetycznego lub

elektrycznego) określa długość fali λ. Jest ona tym mniejsza im większa jest częstotliwość prądu

w przewodzie. Częstotliwość ta jest równa częstotliwości zmian kierunku wektorów i

powiązana z długością fali wg wzoru:

l = v

f

gdzie:

λ – długość fali,

ν – prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej, f

– częstotliwość prądu w przewodzie.

Propagacja fali elektromagnetycznej jest związana z przenoszeniem energii. Miarą tej

energii może być np. moc przepływająca przez 1 m2 powierzchni prostopadłej do kierunku

rozchodzenia się fali. W praktyce dogodniejsze jest operowanie tylko składową elektryczną fali

i określania wartości skutecznej pola E tej fali, podawanej w V/m. Wygoda polega na

bezpośredniej interpretacji pomiarowej tej wielkości. Fala elektromagnetyczna napotykając na

swej drodze przewodnik (antena odbiorcza) wywołuje w nim przepływ prądu. Występuje tu

analogia do powstawania prądu w przewodzie objętym działaniem zmiennego pola

magnetycznego. Upraszczając zagadnienie (pomijając relacje między długością fali a długością

przewodu), można przyjąć, że np. siłę elektromotoryczną o wartości 25 µV ma natężenie 25

µV/m. Siłę elektromotoryczną, wywołaną przepływem prądu mierzymy między końcami

przewodu pomiarowego.

Rozchodzenie się fal radiowych

W zależności od długości fali elektromagnetycznej stosuje się ich umowny podział,

określający jednocześnie ich przydatność dla różnych form łączności.

Tabela 1. Podział fal elektromagnetycznych [opracowanie własne]

Zakres Długości fal Częstotliwość Symbol

zakresu

fale długie

fale średnie

fale krótkie

fale ultrakrótkie

fale decymetrowe

fale centymetrowe

2000...1000 m

600...200 m

100...10 m

10...1 m

1...0,1 m

10...1 cm

150...300 kHz

500...1500 kHz

3...20 MHz

30...300 MHz

300...3000 MHz

3...30 GHz

DF (D, Dł)

SF (S, Śr)

KF (K)

UKF, VHF (U) UHF

mikrofale

W radiofonii przyjęto następujący podział na zakresy:

Fale długie – 150...285 kHz

Fale średnie – 525...1605 kHz

Fale krótkie – pasmo 75 m pasmo 31 m pasmo 16 m

pasmo 49 m pasmo 25 m pasmo 13 m

pasmo 41 m pasmo 19 m pasmo 11 m

UKF OIRT – 65...73,5 MHz


10

UKF CCIR –

88...108 MHz

Natężenie fali radiowej w miejscu odbioru będzie zależało od mocy nadajnika, odległości

odbiornika od nadajnika i od warunków rozchodzenia się fal. O warunkach rozchodzenia się fal

radiowych decydują właściwości atmosfery.

W otaczającej Ziemię atmosferze można wyróżnić kilka warstw o różnym stopniu

zjonizowania. Część atmosfery znajdująca się przy Ziemi nosi nazwę troposfery i sięga do

wysokości kilkunastu kilometrów. Począwszy od wysokości ok. 70 km wzwyż rozciąga się

jonosfera. Fale radiowe przechodzące przez warstwy o różnym stopniu zjonizowania mogą

ulegać załamaniu, odbiciu, tłumieniu lub przejść bez zmian kierunku propagacji.

Fale długie rozchodzą się we wszystkich kierunkach, ale nie odbijają się od zjonizowanych

warstw atmosfery. Ich odbiór jest możliwy tylko w bliskiej odległości od powierzchni Ziemi i

stąd nazywają się falami przyziemnymi. Fale przyziemne można podzielić na powierzchniowe

i troposferyczne.

Rys. 3. Rozchodzenie się fal długich: 1 – fal powierzchniowa, 2 – fala troposferyczna, N

– nadajnik [1, s. 63]

Ziemia nie jest idealnym przewodnikiem, więc występują straty rozchodzącej się fali

powierzchniowej. Wskutek tego fala ugina się ku powierzchni Ziemi. Fala troposferyczna

natomiast dociera do odbiornika dzięki uginaniu się w troposferze. Przyczyną uginania się fali

w troposferze, jak i w całej atmosferze, są różne wartości stałej dielektrycznej w

poszczególnych warstwach atmosfery.

Fale średnie w dzień rozchodzą się jako fale powierzchniowe. W dzień fala jonosferyczna

jest silnie tłumiona przez dolne warstwy jonosfery. Dopiero po zapadnięciu zmroku zanika

tłumienie dolnych warstw jonosfery i o zasięgu decydują fale jonosferyczne (odbicie od

jonosfery).

Rys. 4. Rozchodzenie się fal średnich

1 – fala powierzchniowa, 2 – fala jonosferyczna, N

– nadajnik [1, s. 63]

O zasięgu fal krótkich decydują fale odbite od jonosfery. Odbicie fali radiowej od jonosfery

następuje dla określonego pasma częstotliwości. Zakres częstotliwości fal radiowych, jakie

mogą się odbijać od jonosfery, zależy od stopnia zjonizowania jonosfery oraz od kąta

promieniowania. Jeżeli kąt promieniowania φ jest mały, to promieniowana fala radiowa


11

przeniknie przez warstwę jonosfery i nie nastąpi jej powrót na Ziemię. Przypadek ten pokazano

na rys. 5a (fala radiowa oznaczona 1).

Rys. 5. Rozchodzenie się fal krótkich: a) odbicie jednokrotne; b) wielokrotne odbicie od jonosfery 1, 2 – fale

radiowe, N – nadajnik [1, s. 64]

Fale radiowe odbite od jonosfery, docierając do powierzchni Ziemi, mogą odbić się od niej

i ponownie dotrzeć do jonosfery, a następnie ulec kolejnemu odbiciu w kierunku Ziemi. W

omawianym przypadku mamy do czynienia z wielokrotnym odbiciem fal radiowych. Przy

odbiorze fal krótkich występują strefy martwe, są to strefy (rys. 5b), do których nie dociera

sygnał radiowy ani w postaci fali jonosferycznej, ani fali przyziemnej.

Ze zwiększaniem częstotliwości promieniowanych fal radiowych odbijające właściwości

jonosfery zanikają, i wówczas fale UKF przenikają przez jonosferę. Odbiór jest możliwy tylko

w zasięgu bezpośredniej widoczności. W praktyce zasięg fal UKF jest nieco większy niż wynika

to z bezpośredniej widoczności.

Anteny nadawcze i odbiorcze

Zadaniem anteny nadawczej jest przetworzenie mocy sygnału w.cz. na energię fali

elektromagnetycznej, a następnie na wyemitowaniu tej fali w przestrzeń. W antenie odbiorczej

fala elektromagnetyczna dochodząca do niej indukuje napięcie w.cz., które następnie jest

przetwarzane przez dalsze układy odbiornika radiowego. Antena odbiorcza i nadawcza są

elementami odwracalnymi, tzn. antena odbiorcza może spełniać rolę anteny nadawczej i

odwrotnie.

Antenę nadawczą możemy rozpatrywać jako szczególny przypadek obwodu

rezonansowego, złożonego z cewki, kondensatora i źródła energii. Obwód taki cechuje się

częstotliwością rezonansową, dla której amplituda prądu zmiennego w obwodzie osiąga

maksimum. Jeżeli w obwodzie takim, uziemionym w odpowiednim punkcie (rys. 6) zaczniemy

rozsuwać okładziny kondensatora, to linie sił pola elektrycznego będą obejmowały coraz

większą przestrzeń. W ostatniej fazie otrzymamy tzw. obwód otwarty.

Rys. 6. Przekształcenie zamkniętego obwodu rezonansowego w antenę nadawczą [2, s. 29]

Antena radiowa charakteryzuje się następującymi podstawowymi parametrami:


12

– impedancją wejściową, – charakterystyką promieniowania, – sprawnością.

Antena ma określoną impedancję. Impedancja anteny powinna być dopasowana do

impedancji wyjściowej stopnia mocy nadajnika. W stanie dopasowania z nadajnika jest

przekazywana maksymalna moc do anteny.

Jedną z najbardziej popularnych anten stosowaną w radiofonii jest antena pionowa (rys.

7). Impedancja anteny pionowej na zaciskach a-a zależy od stosunku długości anteny l i

długości fali elektromagnetycznej λ promieniowanej przez antenę. Impedancję wejściową

anteny można opisać wzorem:

Z = R + jX

gdzie:

R – rezystancja anteny, X

– reaktancja anteny. oraz

R = Rp + Rstr

gdzie:

Rp – rezystancja promieniowania anteny, Rstr

– rezystancja strat anteny.

Rys. 7. Antena pionowa [1, s. 65]

Antena może promieniować różną cześć mocy w różnych kierunkach. Tę własność anteny

opisuje się charakterystyką promieniowania. Charakterystyką promieniowania anteny nazywa

się linię łączącą punkty dookoła anteny, w których wartość natężenia pola

elektromagnetycznego jest stała.


13

Rys. 8. Charakterystyki kierunkowe: a) w płaszczyźnie pionowej anteny ćwierć- i półfalowej pionowej, b) w

płaszczyźnie poziomej dipola o różnych stosunkach długości l do długości fali λ, c) charakterystyka anteny kierunkowej w płaszczyźnie poziomej [2, s. 30]

Moc dostarczana do anteny jest częściowo wypromieniowana i częściowo zamieniana na

ciepło. Część mocy, która jest zamieniana na ciepło nosi nazwę strat. Antena powinna

charakteryzować się możliwie małymi stratami, tzn. możliwie jak najwięcej mocy dostarczonej

do anteny powinno być wypromieniowane. Sprawność anteny można opisać wzorem:

h = Pp

Pp + Pstr

gdzie:

η – sprawność anteny, Pp

– moc promieniowania,

Pstr – moc strat.

Innym rodzajem anten stosowanych w odbiornikach radiowych są anteny ferrytowe

(zakresy fal długich i średnich). Antena ferrytowa jest wykonana w postaci cewki nawiniętej na

wydłużonym rdzeniu ferrytowym. Jest ona zwykle bardzo silnie sprzężona z obwodem

rezonansowym lub nawet stanowić jego część. Zazwyczaj na wspólnym rdzeniu ferrytowym

nawija się cewki obwodu wejściowego fal długich i średnich. Antena ferrytowa ma

charakterystykę kierunkową. Nie odbiera sygnałów przychodzących z kierunku wyznaczonego

przez oś anteny. Przez odpowiednie ustawienie anteny (odbiornika) można osłabić sygnały

zakłócające dochodzące do odbiornika.

W zakresie fal ultrakrótkich (UKF) stosuje się półfalowe anteny dipolowe. Na rys. 9a

przedstawiono półfalowy dipol prosty z jednoczesnym zaznaczeniem rozkładu napięcia u i

prądu i wzdłuż dipola. Na rys. 9b przedstawiono charakterystykę promieniowania wyznaczoną

w płaszczyźnie dipola.


14

Rys. 9. Półfalowy dipol prosty: a) antena dipolowa, b) charakterystyka promieniowania [1, s. 68]

W praktyce bardzo często stosuje się półfalowe dipole pętlowe (rys. 10). Mają one

sztywniejsza konstrukcję niż dipole proste. Charakterystyki promieniowania obu dipoli są takie

same, natomiast różnią się impedancją. Impedancja półfalowego dipola prostego wynosi

60...75Ω a półfalowego dipola pętlowego 240...300Ω.

Rys. 10. Półfalowy dipol pętlowy [1, s. 69]

Dla promieniowania przez antenę mocy w.cz. w określonym kierunku lub odbioru

sygnałów z określonego kierunku stosuje się anteny kierunkowe, tzn. anteny, które promieniują

tylko w pożądanym kierunku. Są to anteny wieloelementowe. Na rys. 11 przedstawiono

pięcioelementową antenę kierunkową typu Yagi.

Rys.11. Antena pięcioelementowa typu Yagi: 1, 2 – reflektory, 3 – dipol promieniujący 4,5 – direktory [1, s. 69]

Nadawanie i odbiór radiowy. Przemiana częstotliwości w radiofonii

Sygnałem o częstotliwości akustycznej, np. z mikrofonu, jest modulowany elektryczny

sygnał w.cz. Zmodulowany sygnał w.cz. jest doprowadzony do anteny nadawczej. Z anteny

nadawczej sygnał ten jest wypromieniowywany do otaczającej przestrzeni. W otaczającej

przestrzeni sygnał w.cz. rozchodzi się w postaci fali elektromagnetycznej. Fala

elektromagnetyczna po dotarciu do anteny odbiornika radiowego indukuje w niej napięcie


15

w.cz. Napięcie w.cz. w odbiorniku radiowym jest przetwarzane do postaci odbieranej przez

zmysły człowieka czyli dźwięk.

Obecnie w odbiornikach radiowych prawie wyłącznie stosuje się zasadę odbioru z

przemianą częstotliwości (rys. 12). Polega ona na przekształcaniu wszystkich sygnałów w.cz.

pochodzących z różnych nadajników na jeden sygnał o stałej częstotliwości zwanej

częstotliwością pośrednią fp. Częstotliwość pośrednią otrzymuje się w stopniu przemiany

odbiornika radiowego w wyniku wzajemnego oddziaływania (mieszania) napięcia odbieranego

sygnału w.cz. i napięcia w.cz. z generatora lokalnego zwanego heterodyną (stąd nazwa

odbiornika z przemianą częstotliwości – odbiornik superheterodynowy).

Rys. 12. Przekształcenie różnych odbieranych częstotliwości na jedną stałą częstotliwość pośrednią w odbiorniku

superheterodynowym [5, s. 218]

W wyniku procesu przemiany częstotliwości powstaje wiele składowych o różnych

częstotliwościach będących sumą lub różnicą częstotliwości odbieranego sygnału i

częstotliwości heterodyny. W radiofonii przyjęto częstotliwość pośrednią:

Fp = Fh − Fs

gdzie:

Fp – częstotliwość pośrednia,

Fs – częstotliwość odbieranego sygnału w.cz., Fh

– częstotliwość heterodyny.

Przyjęto następujące wartości częstotliwości pośredniej:

– odbiorniki AM – 465 kHz

– odbiorniki FM – 10,7 MHz

W torze odbiornika radiowego umieszczone są filtry pośredniej częstotliwości (obwody 1

– 4 na rys. 12) dostrojone do częstotliwości pośredniej.

Wadą odbioru superheterodynowego jest możliwość powstawania zakłóceń wywołanych

obecnością t.zw. sygnału lustrzanego. Jeżeli do anteny odbiornika radiowego dochodzi oprócz

sygnału właściwego o częstotliwości Fs również sygnał o częstotliwości Fl (większej od

częstotliwości heterodyny Fh o wartość Fp) zwany sygnałem lustrzanym i gdy Fl nie jest

wytłumiony przez obwody wejściowe, to w wyniku mieszania otrzymamy dwa sygnały o

częstotliwości pośredniej. Jeden będzie pochodził od właściwego sygnału w.cz. a drugi od

zakłócającego sygnału w.cz (sygnał lustrzany). Wynika to z tego, że składowa o częstotliwości

określonej wzorem poniżej będzie miała tą samą wartość liczbową.

Fpl = Fl − Fh

gdzie:


16

Fpl - częstotliwość pośrednia pochodząca od sygnału lustrzanego,

Fl – częstotliwość sygnału lustrzanego, Fh – częstotliwość

heterodyny.

Dla skutecznego stłumienia sygnałów lustrzanych (szczególnie na zakresach fal krótkich)

stosuje się konstrukcję odbiornika z podwójną przemianą częstotliwości, gdzie pierwsza

częstotliwość pośrednia wynosi 2 MHz, natomiast druga częstotliwość pośrednia wynosi 465

kHz.

Tor nadawczy w radiofonii

Na rys. 13a przedstawiono schemat blokowy nadajnika radiowego, w którym modulacja

amplitudy odbywa się w stopniu małej mocy. Sygnał akustyczny mowy lub muzyki jest

przetwarzany przez mikrofon na sygnał elektryczny i następnie wzmacniany. W stopniu małej

mocy moduluje się sygnałem m.cz. (akustycznym) amplitudę sygnału w.cz. Zmodulowany

sygnał w.cz. jest wzmacniany przez wzmacniacz mocy w.cz. Wzmacniacze w.cz. mogą

pracować jako wzmacniacze selektywne lub jako wzmacniacze aperiodyczne. Selektywne

wzmacniacze mocy w.cz. o liniowej charakterystyce amplitudowej mogą pracować w klasie B,

AB lub A. Wzmacniacze aperiodyczne o liniowej charakterystyce muszą pracować w klasie A.

Rys. 13. Schemat blokowy nadajnika z modulacją amplitudy: a) modulacja w stopniu małej mocy, b) modulacja

w stopniu dużej mocy [1, s. 50]

W rozwiązaniach praktycznych nadajników radiowych najczęściej stosuje się modulację

amplitudy sygnału w.cz. w stopniu mocy w.cz. (rys. 13b). Wzmacniacz mocy w.cz. może

pracować w klasie B lub C. Między anteną a wzmacniaczem mocy znajduje się obwód

sprzęgający. Pozwala on na dopasowanie impedancji anteny do impedancji wyjściowej

wzmacniacza mocy w.cz.

Na rys. 14 przedstawiono schemat nadajnika radiowego z modulacją częstotliwości FM.

Sygnał akustyczny mowy lub muzyki jest przetwarzany przez mikrofon na sygnał elektryczny.

Sygnał elektryczny m.cz. jest wzmacniany. Następnie tym sygnałem jest modulowana

częstotliwość generatora w.cz. Przy modulacji częstotliwości generatorów kwarcowych

uzyskuje się stosunkowo niewielką dewiację częstotliwości. Wielokrotne powielenie

częstotliwości daje powiększenie dewiacji częstotliwości do wymaganej wartości. Jednocześnie

uzyskuje się wymaganą częstotliwość fali nośnej.


17

Rys. 14. Nadajnik z modulacją częstotliwości [1, s. 51]

Schemat blokowy i zasada działania odbiornika radiowego AM/FM

Na rys. 15 przedstawiono schemat stereofonicznego odbiornika AM/FM, w którym istnieją

oddzielne tory dla sygnałów AM i sygnałów FM. Ma on tylko wspólny tor m.cz. dla obu

rodzajów odbieranych sygnałów.

Rys. 15. Schemat odbiornika AM/FM stereofonicznego. Zwarte styki przełącznika: 1–2 – odbiór AM, 2–3 – odbiór

FM [1, s. 78]


18

Obecnie omówimy tor przeznaczony do odbioru sygnałów AM. W obwodzie wejściowym

wydzielany jest sygnał o tej częstotliwości, do której jest dostrojony obwód wejściowy. W skład

obwodu wejściowego wchodzi eliminator p.cz. Zadaniem jego jest tłumienie sygnałów o

częstotliwości pośredniej, jakie mogą dostać się z anteny do wejścia odbiornika radiowego. Jeśli

sygnał p.cz. przychodzący z anteny nie będzie skutecznie tłumiony, to będziemy mieć odbiór

zakłócony tym sygnałem przy odbiorze każdego innego sygnału w.cz.

Wydzielony w obwodzie wejściowym sygnał w.cz. jest doprowadzony do wzmacniacza

w.cz. Zastosowanie wzmacniacza w.cz. poprawia stosunek sygnału do szumu dla odbieranych

sygnałów w.cz. Pozwala to jednocześnie na zwiększenie czułości odbiornika radiowego.

Tak wzmocniony sygnał w.cz. jest dalej doprowadzony do mieszacza. W mieszaczu

zachodzi proces mieszania odbieranego sygnału w.cz. z sygnałem heterodyny. W wyniku

mieszania otrzymujemy napięcie o częstotliwości pośredniej. Sygnał ten jest wzmacniany we

wzmacniaczu selektywnym, zwanym wzmacniaczem p.cz. We wzmacniaczu p.cz. umieszczono

regulator selektywności, którym reguluje się szerokość pasma przenoszenia odbiornika

radiowego. Przy odbiorze bardzo słabych sygnałów zwężenie pasma przenoszenia zmniejsza

zakłócający wpływ silnych sygnałów o częstotliwościach bliskich częstotliwości sygnału

odbieranego. Przy odbiorze stacji lokalnej sygnał odbierany jest tak duży, że sygnały

pochodzące od innych stacji praktycznie nie zakłócają odbioru. W tym przypadku pasmo

przenoszenia odbiornika radiowego może być znacznie szersze, co znacznie poprawia jakość

odbieranych sygnałów.

W odbiorniku zastosowano automatyczną regulację wzmocnienia (ARW). Zastosowanie

ARW zmniejsza wpływ amplitudy odbieranego sygnału w.cz. na wartość mocy sygnału

akustycznego na wyjściu odbiornika. Przy odbiorze silnych stacji nadawczych, ARW

zabezpiecza stopnie końcowe wzmacniacza p.cz. i detektor przed przesterowaniem. Do

automatycznej regulacji wzmocnienia wykorzystuje się napięcie stałe pobierane z detektora.

Napięcie to jest proporcjonalne do amplitudy odbieranego sygnału. Działanie ARW w

przedstawionym układzie jest objęty wzmacniacz w.cz., mieszacz i wzmacniacz p.cz.

W celu zapewnienia mniejszych zniekształceń demodulowanego sygnału napięcie do

układu ARW, do wysterowania wskaźnika strojenia i do sterowania wzmacniaczy m.cz. jest

pobierane z oddzielnych układów detektorów.

Ze wzmacniacza p.cz. sygnał p.cz jest doprowadzony do układu detektora. W wyniku

demodulacji otrzymuje się sygnał m.cz, który jest wzmacniany przez wzmacniacz mocy m.cz.

W głośniku sygnał elektryczny jest przetwarzany na sygnał akustyczny.

Tor FM odbiornika radiowego składa się z następujących układów: obwodu wejściowego,

wzmacniacza w.cz., wzmacniacza p.cz., detektora częstotliwości i dekodera sygnału

stereofonicznego.

Początkowe układy toru FM, takie jak wzmacniacz w.cz, mieszacz oraz heterodyna,

spełniają podobną rolę jak w torze AM. We wzmacniaczu p.cz. jednocześnie z wzmocnieniem

odbieranego sygnału jest ograniczona jego amplituda. Do detektora częstotliwości jest

doprowadzony sygnał o stałej amplitudzie, co zapewnia wyższą jakość zdemodulowanego

sygnału. Zdemodulowany sygnał jest doprowadzony do dekodera stereofonicznego. Na wyjściu

dekodera otrzymuje się rozdzielony sygnał prawego i lewego kanału. Praca dekodera

sygnalizowana jest świeceniem diody elektroluminescencyjnej LED. Przy odbiorze sygnału

monofonicznego dekoder nie działa, ale na jego wyjściach pojawia się sygnał o amplitudzie

takiej samej dla lewego i prawego kanału. Jest to sygnalizowane wyłączeniem diody LED.

W torze FM stosuje się układ automatycznej regulacji częstotliwości (ARCz), który

zapewnia automatyczne dostrojenie się heterodyny do częstotliwości odbieranego sygnału. W


19

niektórych rozwiązaniach technicznych jest też stosowana automatyczna regulacja

wzmocnienia.

Sygnał stereofoniczny po zdekodowaniu jest wzmacniany przez dwa niezależne

wzmacniacze m.cz. (kanału: lewego i prawego). W każdym wzmacniaczu m.cz. można

wyróżnić następujące układy funkcjonalne: regulator wzmocnienia, wzmacniacz napięcia

m.cz., regulator barwy dźwięku i wzmacniacz mocy. Układ regulacji barwy dźwięku umożliwia

niezależną regulacje niskich i wysokich tonów.

Przy odbiorze sygnałów AM lub FM monofonicznych oba wzmacniacze m.cz. są

sterowane tym samym sygnałem.

Rodzaje modulacji. Budowa modulatorów

Do przesyłania sygnałów akustycznych (mowy, muzyki) drogą radiową używa się innego

sygnału elektrycznego (fali nośnej) o znacznie większej częstotliwości, na który „nakłada się”

elektryczny sygnał akustyczny. Proces „nakładania” sygnału akustycznego na sygnał o znacznie

większej częstotliwości nazywamy modulacją.

Sygnał elektryczny charakteryzuje się następującymi parametrami:

– amplitudą, – częstotliwością, – fazą.

Sygnałem akustycznym można oddziaływać na każdy z wymienionych parametrów

sygnału wielkiej częstotliwości (w.cz.). W zależności od tego na jaki parametr sygnału

elektrycznego w.cz. oddziałuje sygnał akustyczny rozróżnia się rodzaje modulacji.

Jeśli sygnał akustyczny oddziałuje na wartość amplitudy sygnału w.cz., to mamy do

czynienia z modulacją amplitudy (AM). Jeśli sygnał akustyczny oddziałuje na wartość

częstotliwości sygnału w.cz., to mamy do czynienia z modulacją częstotliwości (FM). Przy

oddziaływaniu sygnałem akustycznym na fazę sygnału w.cz. mamy do czynienia z modulacją

fazy (PM).

Modulacja amplitudy AM

Na rys. 16a przedstawiono przebieg sygnału w.cz., którego amplituda jest stała w czasie.

Można go opisać wzorem

u(t)=UW cos(2pFt +Φo ) gdzie: u(t) – wartość sygnału w.cz. w danej chwili

czasu t, Uw – amplituda sygnału w.cz., F –

częstotliwość sygnału w.cz., Φo – faza początkowa

sygnału w.cz..


20

Rys. 16. Sygnał zmodulowany w amplitudzie: a) przebieg sygnału bez modulacji; b) przebieg sygnału

modulującego; c) przebieg sygnału zmodulowanego [1, s. 8]

Na rys. 16b przedstawiono przebieg sygnału m.cz., którym zmodulowano amplitudę

sygnału w.cz.. Wskutek modulacji, amplituda zmienia się w takt zmian sygnału modulującego

(rys. 16c). Przebieg sygnału zmodulowanego w amplitudzie można opisać wzorem u(t)=UW

[1+ mcos(2pft +j o )cos(2pFt +Φo )]

gdzie:

f – częstotliwość sygnału modulującego, φo –

faza początkowa sygnału modulującego, m –

współczynnik głębokości modulacji.

Współczynnik głębokości modulacji określony jest wzorem

m = Um

Uw

gdzie:

m – współczynnik głębokości modulacji, Um

– amplituda sygnału modulującego,

UW – amplituda sygnału modulowanego.

Głębokość modulacji jest najczęściej określana w procentach. Jeśli głębokość modulacji

przekracza 100%, to występują zniekształcenia sygnału.

W wyniku modulacji amplitudy powstaje wiele dodatkowych przebiegów o

częstotliwościach położonych wokół częstotliwości fali nośnej. Na rys. 17 przedstawiono

częstotliwościowe widmo sygnału zmodulowanego w amplitudzie. Przyjęto częstotliwość fali

nośnej F = 100 kHz natomiast częstotliwość sygnału modulującego f = 1 kHz.


21

Rys. 17. Widmo sygnału zmodulowanego w amplitudzie [1, s. 8]

W rzeczywistości sygnał akustyczny, którym jest modulowana fala nośna zawiera wiele

składowych o różnych częstotliwościach. Zajmuje on określone pasmo częstotliwości (rys. 18).

Modulując falę nośną tym sygnałem powstaje sygnał o widmie przedstawionym na rys. 19.

Zmodulowany sygnał składa się z fali nośnej i dwóch wstęg bocznych.

Rys. 18. Widmo sygnału modulującego [1, s. 9]

Rys. 19. Widmo sygnału zmodulowanego w amplitudzie [1, s. 9]

Pasmo częstotliwości ΔF, jakie zajmuje zmodulowany sygnał można wyliczyć ze wzoru

2∆F = 2 fg

gdzie:

fg – maksymalna częstotliwość sygnału modulującego.

W radiofonii dla zakresów fal AM przyjęto fg = 10 kHz, co nie zapewnia wysokiej jakości

przesyłanego dźwięku. Inną wadą modulacji AM (istotną dla odbiorcy) to duża wrażliwość

sygnału na zakłócenia amplitudowe (atmosferyczne i przemysłowe).

Pewną odmianą modulacji amplitudowej jest tzw. modulacja jednowstęgowa (SSB), w

której sygnał zmodulowany w amplitudzie składa się tylko z jednej wstęgi bocznej. Druga

wstęga boczna oraz fala nośna jest wytłumiona. Sygnał SSB zajmuje dwa razy węższe pasmo

częstotliwości niż sygnał z dwiema wstęgami bocznymi. Sygnał SSB nie może być odbierany

przez odbiorniki radiowe powszechnego użytku. Do odbioru tego sygnału stosuje się specjalne

typy odbiorników posiadające generator fali nośnej.


22

Modulacja częstotliwości FM

Sygnał o zmodulowanej częstotliwości ma stałą amplitudę, natomiast zmienia się wartość

jego częstotliwości. Wartość chwilowa częstotliwości zmienia się w takt zmian napięcia

modulującego. Można ją opisać wzorem

F(t)= Fo +∆F cos(2pft +j o ) gdzie:

F(t) – wartość chwilowa częstotliwości,

Fo – częstotliwość fali nośnej,

ΔF – dewiacja częstotliwości (wartość maksymalnego odchylenia chwilowego częstotliwości

fali nośnej od częstotliwości Fo.

Dewiacja jest proporcjonalna do amplitudy sygnału modulującego.

∆F = kUm

gdzie:

k – współczynnik,

Um – amplituda sygnału modulującego.

Widmo sygnału o modulowanej częstotliwości składa się ze znacznie większej liczby

składowych niż widmo sygnału o modulowanej amplitudzie. Na rys. 20 przedstawiono widmo

częstotliwości sygnału o modulowanej częstotliwości. Sygnał modulujący zawiera jedną

składową o częstotliwości f. Liczba składowych zawarta w widmie częstotliwości sygnału o

modulowanej częstotliwości zależy od indeksu modulacji.

Rys. 20. Widmo częstotliwości sygnału o modulowanej częstotliwości [1, s. 11]

Indeks modulacji określa stosunek wartości dewiacji do wartości częstotliwości sygnału

modulującego

∆F

b =

f

gdzie:

β – indeks modulacji, ΔF – dewiacja, f –

częstotliwość sygnału modulującego.

Szerokość pasma częstotliwości (2Δf) zajmowanego przez sygnał o modulowanej

częstotliwości można obliczyć ze wzoru

2∆f = 2 fmmax + 2∆Fn

gdzie:


23

fm max – wartość maksymalna częstotliwości modulującej, ΔFn

– dewiacja fali nośnej.

Dla sygnału radiofonicznego została przyjęta wartość dewiacji ΔFn = 50 kHz oraz wartość

maksymalna częstotliwości modulującej fm max = 15 kHz.

Modulacja częstotliwości FM ma szereg zalet w stosunku do modulacji amplitudowej

AM:

– znacznie szersze pasmo akustyczne przenoszone przez falę nośną, – system odbioru FM wolny jest od zakłóceń amplitudowych, – możliwość przekazywania programów stereofonicznych.

Modulatory

Sygnałem elektrycznym mowy lub muzyki moduluje się falę nośną w.cz. W zależności od

rodzaju modulacji fali nośnej wyróżnia się modulatory:

– amplitudy, – częstotliwości, – fazy.

W tranzystorowych wzmacniaczach mocy w.cz. sygnał modulujący może być

doprowadzony do obwodu bazy, emitera lub obwodu kolektora.

Na rys. 21 przedstawiono schemat przykładowy tranzystorowego wzmacniacza mocy z

modulacją w obwodzie emitera. Sygnał w.cz. jest doprowadzony do bazy tranzystora, natomiast

sygnał modulujący jest doprowadzony do emitera tranzystora. Napięcie modulujące wywołuje

zmianę amplitudy prądu w.cz. płynącego w obwodzie kolektora tranzystora. Amplituda prądu

w.cz. w obwodzie kolektora zmienia się współbieżnie z wartością sygnału modulującego.

Modulacja w obwodzie emitera jest bardziej liniowa niż w obwodzie bazy. Liniowy zakres

modulacji osiąga się przy współczynniku głębokości modulacji dochodzącym do m = 90%.

Rys. 21. Wzmacniacz w.cz. z modulacja w obwodzie emitera [1, s. 59]

Modulacja częstotliwości może być realizowana przez przestrajanie generatora napięciem

modulującym. Na rys. 22 Przedstawiono przykładowy układ generatora z rezonatorem

kwarcowym z modulacją częstotliwości. W układzie tym rezonator kwarcowy X jest połączony

szeregowo z pojemnością wypadkową Cw. Pojemność wypadkowa Cw określa pojemność diody

pojemnościowej D i pojemności kondensatora C. Napięcie modulujące doprowadzone do diody

pojemnościowej będzie wywoływać zmianę jej pojemności. Pojemność wypadkowa Cw, z jaką

jest połączony rezonator kwarcowy, będzie również zmieniać się w takt napięcia modulującego.

Wywołane zmiany pojemności wypadkowej będą powodować przestrajanie generatora

kwarcowego. Zakres przestrajania generatora jest niewielki (mniejszy niż 0,5%). Chcąc

uzyskać wymaganą wartość dewiacji częstotliwości stosuje się wielokrotne powielanie

częstotliwości.


24

Rys. 22. Układ generatora kwarcowego z modulacją częstotliwości [1, s. 60]

Stereofonia

Zadaniem kodowania stereofonicznego jest umożliwienie przesłania informacji nie tylko o

treści obrazu dźwiękowego, ale także o jego cechach przestrzennych. Stereofonia wykorzystuje

dwa kanały, oznaczane jako L (lewy) i P (prawy). Sygnały m.cz. w tych kanałach pochodzą z

dwóch mikrofonów ustawionych w studiu. Po stronie odbiorczej słuchacz powinien uzyskać w

głośnikach (słuchawkach) sygnały wiernie odtwarzające dźwięki docierające do mikrofonów.

Mając do dyspozycji dwa kanały przesyłowe, jak np. w magnetofonie stereofonicznym,

można każdy z tych sygnałów przesłać oddzielnie. W radiofonii staje temu na przeszkodzie

zasada kompatybilności (odpowiedniości). Zasada ta mówi, że sygnał stereofoniczny powinien

być możliwy do odtworzenia przez odbiornik monofoniczny – oczywiście bez wrażeń

przestrzennych. Narzuciło to konieczność zawarcia całej informacji o obrazie dźwiękowym w

paśmie częstotliwości normalnie przetwarzanym przez odbiornik monofoniczny (do 15 kHz).

Informacje o walorach przestrzennych dźwięku są przesyłane inną metodą w paśmie

ponadakustycznym. Obie informacje (o treści i o przestrzeni dźwięku) są przekazywane jednym

kanałem. Aby spełnić opisane wyżej wymagania zastępuje się sygnały L i P sygnałami ich sumy

S i różnicy R tzn.

S = L + P ; R = L − P

2 2

Sygnał sumy jest przekazywany w zakresie częstotliwości akustycznych. Sygnał różnicy

jest wykorzystywany do modulacji AM podnośnej o częstotliwości 38 kHz. W wyniku powstają

dwie wstęgi boczne modulacji, zawarte między (38–15) kHz a (38+15) kHz oraz prążek 38 kHz.

Ze względów energetycznych niekorzystne jest przesyłanie tego prążka, dlatego też wytłumia

się go. W celu odtworzenia sygnału różnicy w odbiorniku, do widma jest dodawany prążek 19

kHz – tzw. pilot. Zabiegi te prowadzą do utworzenia złożonego sygnału stereofonicznego

(MPX).

Rys. 23. Widmo złożonego sygnału stereofonicznego MPX [2, s. 65]

Widmo tego sygnału (rys. 23) zawiera prążki z zakresu akustycznego – do 15 kHz, prążek

19 kHz (pilot) oraz dwie wstęgi modulacyjne między 23 a 53 kHz. Dopiero taki zakodowany


25

sygnał, zawierający pełną informację o obu kanałach, jest przesyłany do modulatora FM w

nadajniku. Sumaryczna szerokość pasma zajmowanego przez sygnał MPX jest blisko

czterokrotnie większa niż sygnału stereofonicznego.

Sposoby transmisji informacji użytkowych w kanale radiowym

Pomysł na umieszczenie na dodatkowej podnośnej informacji użytkowych może być

realizowany na różne sposoby. Jednym z nich jest wprowadzony przed kilku laty RDS, czyli

Radio Data System, za pomocą którego przesyłane są dane wraz z sygnałem audio. System ten

powstał w wyniku trudności identyfikacji odbieranej radiostacji. Podczas przestrajania

odbiornika w paśmie UKF FM, napotyka się wiele stacji, ale jednym ze sposobów ich

identyfikacji jest słuchanie, aż do odebrania wiadomości pozwalających na rozpoznanie

nadawcy. Szczególne kłopoty napotykają słuchacze w samochodach, przemieszczających się z

obszaru odbioru jednej stacji do następnej.

Dane przesyłane są powyżej pasma słyszalnego, podobnie jak w przypadku sygnału

stereofonicznego (rys. 24). W tym przypadku częstotliwość podnośna RDS wynosi 57 kHz,

trzykrotnie więcej od częstotliwości tonu pilotującego 19 kHz. Do przesyłania danych jest

używana modulacja fazowa. Znajdując się powyżej zmultipleksowanych sygnałów mono i

stereofonicznych, składowa RDS zupełnie z nimi nie koliduje. W ten sposób system ten

zachowuje pełna kompatybilność z istniejącymi odbiornikami i transmisjami.

Rys. 24. Widmo sygnału FM-STEREO, RDS [opracowanie własne]

Do odtworzenia danych, w procesie demodulacji w odbiorniku jest używany ton pilotujący

19 kHz. Dane po odebraniu muszą zostać przetworzone, do czego jest używany mikroprocesor,

co jest naturalne wobec liczby funkcji stosowanych w większości współczesnych odbiorników.

RDS udostępnia wiele bardzo pożytecznych funkcji. Odbiornik przechowuje w pamięci

kod identyfikacyjny radiostacji wraz z jej częstotliwością. Oprócz tego kodu odbiornik może

zapamiętać informację, że dana radiostacja mieści się na liście wybranych przez słuchacza

nadajników, wyświetlając jej nazwę.

Inną użyteczną możliwością RDS jest ułatwianie odbioru komunikatów drogowych.

Radiostacje regularnie nadające komunikaty o warunkach jazdy informują o tym w swoim

kodzie. Kod ten jest oprócz tego wysyłany w momencie nadawania komunikatu. Może to być

wykorzystywane do automatycznego zwiększania głośności, jeżeli została ona nastawiona na

niską lub zatrzymać odtwarzanie kasety (płyty CD), umożliwiając wysłuchanie komunikatu.

Odbiorniki oznaczone EON (Enhanced Other Networks) mogą automatycznie przestrajać się

do właśnie nadającej komunikat drogowy radiostacji. Po zakończeniu nadawania komunikatu

odbiornik może powrócić do przerwanego odbioru swojej stacji.

Podobny system identyfikacyjny jak RDS został zaproponowany dla zakresów AM

odbiornika. Nazwano go AMDS (system danych AM). Wśród proponowanych udogodnień na


26

pierwszych miejscach znajduje się wiele zawartych w RDS. W szczególności użyteczne są

częstotliwości wraz z nazwami programów lub radiostacji. Komunikaty o ruchu drogowym

zostały także włączone do tego systemu, jednak raczej na falach średnich, będących z natury

pasmem raczej lokalnym. Inaczej niż w transmisjach UKF FM, w których jest możliwe

skorzystanie z umieszczonej powyżej pasma audio podnośnej, w transmisjach AM trzeba było

znaleźć inną metodę przesyłania dodatkowych informacji. Wykorzystano do tego modulację

fazową częstotliwości nośnej z maksymalną szybkością przenoszenia 200 bitów na sekundę.

Detektor sygnału audio odbiera tylko zmiany amplitudy, modulacja fazy nie powinna, więc być

słyszalna. W ten sposób można równolegle przesyłać sygnały audio i danych.

Treść dokumentacji techniczno-serwisowej sprzętu radiowego

Do prawidłowego wykonania podstawowych pomiarów, konserwacji i napraw

odbiorników radiowych konieczna jest kompletna instrukcja serwisowa.

Instrukcja serwisowa odbiornika radiowego zwykle zawiera:

– charakterystykę odbiornika,

– podstawowe parametry techniczne,

– schematy ideowe i montażowe,

– opis działania odbiornika,

– wykaz podzespołów,

– opis czynności przy demontażu i montażu niektórych podzespołów (np. głowica UKF),

– wykaz elementów półprzewodnikowych w odbiorniku oraz ich zamienniki,

– wykaz aparatury kontrolno-pomiarowej,

– opis regulacji i strojenia (w tym tzw. tabela strojenia dla poszczególnych zakresów fal

AM/FM),

– oscylogramy napięć,

– napięcia na wyprowadzeniach układów scalonych i tranzystorów, – spis elementów

odbiornika.

Strojenie i pomiary w odbiornikach radiowych

Strojenie i pomiary odbiorników radiowych są niezwykle ważne przy naprawie sprzętu. Od

nich zależy czy odbiornik radiowy zachowuje podstawowe parametry techniczne. Każda

ingerencja w sprzęt podczas naprawy może naruszyć zestrojenie odbiornika. Dlatego też

integralną częścią naprawy musi być kontrola podstawowych parametrów i ewentualna korekta

warunków pracy poszczególnych obwodów. Podstawą czynności strojeniowych i kontrolnych

jest instrukcja serwisowa, opracowana indywidualnie dla każdego typu produkowanego

odbiornika.

Niezależnie od rodzaju odbiornika, przed przystąpieniem do procesu strojenia i pomiarów,

należy upewnić się, czy jest on sprawny. Najprostszą metoda jest kontrola punktów pracy

wszystkich elementów czynnych toru. Rozpoczynamy zawsze od pomiarów napięć zasilania,

po uprzednim sprawdzeniu stanu i wartości bezpieczników w obwodach zasilania. Napięcia

stałe na wyprowadzeniach elementów czynnych są podawane na schematach ideowych (lub w

tabelach w instrukcji serwisowej) przy braku sygnału zmiennego w torze. Ponadto należy

uwzględnić wszystkie pozycje przełączników funkcyjnych (poszczególne zakresy fal

radiowych), gdyż ich położenie zmienia na ogół wartości napięć stałych w niektórych punktach

toru.

Drugim krokiem jest kontrola i ewentualne ustawienie regulowanych punktów pracy

elementów układu. Dotyczy to np. zakresu napięć przestrajania diod pojemnościowych, punktu


27

pracy tranzystorów końcowych stopnia mocy lub napięcia niezrównoważenia wzmacniacza

mocy m.cz.

Trzecim krokiem powinna być słuchowa kontrola poprawności działania odbiornika, bądź

w normalnych warunkach eksploatacji, bądź za pomocą przyrządów pomiarowych. Chodzi, w

uproszczeniu, o to, czy sygnały zmienne przedostają się w miarę normalnie przez tory

odbiornika. Dopiero po stwierdzeniu jego sprawności można przystąpić do ostatecznego

strojenia i kontroli parametrów.

Uruchomienie, zestrojenie i kontrola parametrów odbiornika radiowego wymaga

zastosowania wielu przyrządów pomiarowo-kontrolnych. Należą do nich:

– miliwoltomierz w.cz. (selektywny i szerokopasmowy),

– miliwoltomierz m.cz.,

– generator m.cz.,

– oscyloskop,

– miernik mocy wyjściowej,

– miernik zniekształceń nieliniowych, – generator sygnałowy AM/FM, – koder

stereofoniczny.

Ogólne zasady napraw odbiorników radiowych

Naprawa odbiorników radiowych powinna polegać na usunięciu uszkodzenia oraz na

doprowadzeniu urządzenia do takiego stanu technicznego, aby spełniał podstawowe parametry

techniczne podane przez producenta.

Przed przystąpieniem do naprawy odbiornika radiowego należy zapoznać się z jego

budową oraz zasadą działania poszczególnych układów. Należy również zapoznać się z

kolejnością demontażu odbiornika. Informacje te są zawarte zwykle w instrukcji serwisowej.

Instrukcja serwisowa zawiera schemat ideowy odbiornika oraz schematy montażowe, które

są bardzo przydatne przy lokalizacji poszczególnych elementów. W instrukcji podany jest

również opis sposobu regulacji odbiornika oraz kolejność jego strojenia. Instrukcja serwisowa

zawiera charakterystyki przenoszenia częstotliwości (oscylogramy) właściwie zestrojonych

układów.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jak można wyjaśnić pojęcie fali elektromagnetycznej?

2. Jaka jest różnica w rozchodzeniu się fal długich, średnich, krótkich i UKF?

3. Jakie zadania spełnia antena nadawcza i odbiorcza?

4. Jakimi parametrami charakteryzuje się antena radiowa?

5. Na czym polega nadawanie i odbiór radiowy?

6. Jakimi cechami charakteryzuje się odbiór z przemianą częstotliwości?

7. Jak można wyjaśnić powstawanie w odbiorniku superheterodynowym zakłóceń

wywołanych sygnałem lustrzanym?

8. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełniają obwody wejściowe?

9. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełnia wzmacniacz w.cz.?

10. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełnia mieszacz i heterodyna?

11. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełnia wzmacniacz p.cz.?

12. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełniają demodulatory?

13. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełnia automatyczna regulacja wzmocnienia?

14. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełnia automatyczna regulacja częstotliwości?


28

15. Jakie zadanie w odbiorniku radiowym spełnia stereodekoder?

16. Jaka jest różnica między modulacją amplitudową a modulacją częstotliwościową?

17. Na czym polega zasada przesyłania sygnałów stereofonicznych?

18. Na czy polega transmisja dodatkowych informacji użytkowych w systemie RDS?

19. Jakie przyrządy kontrolno-pomiarowe należy stosować przy strojeniu i pomiarach w

odbiornikach radiowych?

20. Jakie są ogólne zasady napraw odbiorników radiowych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sklasyfikuj zakresy fal radiowych przyjęte w radiofonii.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria klasyfikacji,

2) dokonać analizy podziału,

3) odszukać wzór na długość fali λ,

4) zapisać przy zakresach fal radiowych obliczone długości fal λ.

Wyposażenie stanowiska pracy: −

papier formatu A4, ołówek,

− literatura z rozdziału 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Porównaj sposób rozchodzenia się fal radiowych na zakresach fal długich, średnich,

krótkich i UKF.



1) rozpoznać zjawisko,

2) dokonać analizy wpływu właściwości atmosfery na rozchodzenie się fal radiowych, 3)

zapisać jakimi drogami rozchodzą się fale radiowe dla poszczególnych zakresów.




Ćwiczenie 3

Oblicz częstotliwość odbieranego sygnału w.cz. do której dostrojony jest odbiornik

radiowy AM. Częstotliwość heterodyny wynosi fh = 685 kHz.



29


1) rozpoznać proces,

2) odszukać wzór,

3) zapisać zależność na wyliczenie częstotliwości fs, 4) wykonać obliczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier formatu A4, ołówek, −

literatura z rozdziału 6 poradnika.

Ćwiczenie 4

Oblicz częstotliwość sygnału lustrzanego fl dla odbiornika radiowego AM. Częstotliwość

odbieranego sygnału w.cz. wynosi fs = 625 kHz.



1) rozpoznać zjawisko,

2) odszukać wzory,

3) zapisać zależność na wyliczenie częstotliwości fl, 4) wykonać obliczenia.




Ćwiczenie 5

Oblicz głębokość modulacji m na podstawie przedstawionego oscylogramu.

Y = 0,2 V/dz

Rysunek do ćwiczenia 5



1) rozpoznać proces, 2)

odszukać wzory,


30

3) wykonać obliczenia.


− papier formatu A4,


Ćwiczenie 6

Zlokalizuj i scharakteryzuj bloki funkcjonalne odbiornika radiowego AM zaznaczone na

rysunku liczbami.




1) rozpoznać poszczególne bloki funkcjonalne,

2) zapisać nazwy bloków,

3) dokonać analizy działania zaznaczonych bloków,

4) uzasadnić trafność określenia zaznaczonych bloków.




Ćwiczenie 7

Wykonaj pomiar tłumienia sygnałów lustrzanych w odbiorniku radiowym AM.



1) odszukać w materiałach dydaktycznych określenia sygnałów lustrzanych,

2) zapoznać się z metodą tekstu przewodniego,

3) połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem blokowym zamieszczonym w instrukcji,

4) wykonać pomiary,

5) wyliczyć i zapisać tłumienie sygnałów lustrzanych dla poszczególnych zakresów fal

radiowych odbiornika,

6) dokonać analizy uzyskanych wyników i je zapisać.


− odbiornik radiowy przystosowany do wykonywania pomiarów,


31

− tekst przewodni,

− instrukcja do wykonania ćwiczenia,

− stanowisko do badania,

− zestaw przyrządów kontrolno-pomiarowych,

− papier formatu A4, ołówek, − literatura z

rozdziału 6 poradnika.

Ćwiczenie 8

Wykonaj przegląd i regulację stereofonicznego odbiornika radiowego.



1) podłączyć odbiornik radiowy do instalacji antenowej,

2) wykonać przegląd pod kątem jakości odbioru na wszystkich zakresach fal radiowych

odbiornika,

3) wykonać regulacje dostępne z zewnątrz odbiornika: siła głosu, barwa dźwięku i

równoważenie kanałów (balans),

4) wykonać programowanie stacji radiowych na zakresie UKF,

5) sprawdzić jakość odbioru programów stereofonicznych, 6) zapisać spostrzeżenia.


− stereofoniczny odbiornik radiowy,

− instrukcja obsługi odbiornika,




Ćwiczenie 9

Zlokalizuj uszkodzenie i usuń usterkę w zasilaczu odbiornika radiowego.



1) odszukać w materiałach dydaktycznych ogólne zasady napraw odbiorników radiowych,

2) zdemontować odbiornik w kolejności w/g instrukcji serwisowej,

3) wykonać pomiary napięć w wybranych punktach,

4) dokonać analizy uzyskanych wyników i zapisać spostrzeżenia,

5) zlokalizować i wymienić uszkodzony element,

6) zmontować odbiornik,

7) sprawdzić poprawność działania odbiornika po dokonanej naprawie.


− odbiornik radiowy,

− schemat ideowy i instrukcja serwisowa odbiornika,



32

− multimetr cyfrowy,



4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie fali elektromagnetycznej?

2) określić różnice w rozchodzeniu się fal radiowych?

3) określić zadania anteny nadawczej i odbiorczej?

4) określić parametry anteny radiowej?

5) wyjaśnić pojęcie nadawanie i odbiór radiowy?

6) scharakteryzować odbiór z przemianą częstotliwości?

7) wyjaśnić pojęcie sygnału lustrzanego?

8) określić zadania poszczególnych bloków odbiornika radiowego?

9) wyjaśnić pojęcie automatycznej regulacji wzmocnienia? 10) wyjaśnić

pojęcie automatycznej regulacji częstotliwości? 11) rozróżnić pojęcia:

modulacja amplitudy, modulacja częstotliwości, modulacja fazy?

12) wyjaśnić pojęcie kompleksowy sygnał stereofoniczny MPx? 13) wyjaśnić

zasadę transmisji informacji użytkowych RDS?

14) wyliczyć przyrządy kontrolno-pomiarowe stosowane przy strojeniu i

pomiarach w odbiornikach radiowych?

15) określić ogólne zasady napraw odbiorników radiowych?

4.2. Urządzenia telewizyjne

4.2.1. Materiał nauczania

Nadawanie i odbiór sygnałów telewizyjnych

Telewizja jest działem telekomunikacji zajmującym się przesyłaniem na odległość

obrazów ruchomych i nieruchomych wraz z towarzyszącym obrazom dźwiękiem. Metody

przesyłania są podobne jak te, które stosowane są w radiofonii.

Podstawowymi procesami w telewizji przy nadawaniu obrazu są

– przetwarzanie obrazu optycznego na odpowiadające mu sygnały elektryczne (analiza

obrazu),

– przesyłanie tych sygnałów z nadajnika do odbiornika telewizyjnego,

– przetwarzanie otrzymanych sygnałów elektrycznych w odbiorniku na obraz optyczny

ściśle odpowiadający obrazowi nadawanemu (synteza obrazu).

Analiza obrazu

Podstawowym procesem przy nadawaniu obrazu jest przetworzenie poszczególnych

elementów tego obrazu na odpowiadające im sygnały elektryczne, nazywane sygnałami obrazu

(wizji). Najczęściej spotykany sposób przetwarzania obrazu optycznego na sygnał obrazu

monochromatycznego przedstawiono na rys. 25.


33

Rys. 25. Przetwarzanie obrazu optycznego na sygnał obrazu monochromatycznego [6, s. 15]

Obraz świetlny, poprzez system optyczny zapewniający właściwą ostrość, pada na

powierzchnię światłoczułej płytki. Na płytce tej powstają ładunki elektryczne stanowiące obraz

ładunkowy, wiernie odpowiadający obrazowi optycznemu. Główne zadanie analizy obrazu

polega na zamianie optycznych zależności przestrzenno-czasowych (obrazu ładunkowego) na

ściśle odpowiadające im sygnały elektryczne. Zamiana ta odbywa się dzięki tzw. wybieraniu

obrazu. Wybieranie obrazu ładunkowego odbywa się w ten sposób, że strumień elektronów

przesuwa się w poziomie i w pionie. Następuje rozłożenie obrazu płaskiego na elementy. Na

ogół proces wybierania rozpoczyna się od lewego górnego punktu obrazu do jego prawej

krawędzi. W czasie powrotu strumienia wybierającego jest on wygaszany. Taki rodzaj

wybierania nosi nazwę wybierania liniowego jednokierunkowego. Ważnym zagadnieniem jest

określenie liczby linii, na które obraz zostaje podzielony w wyniku wybierania. W standardzie

europejskim obraz podzielony jest na 625 linii a w ciągu 1s analizowanych jest 25 obrazów.

Wybieranie liniowe jednokierunkowe może być realizowane jako:

– wybieranie kolejnoliniowe, – wybieranie międzyliniowe.

Wybieranie kolejnoliniowe niekiedy jest stosowane w prostszych urządzeniach telewizji

użytkowej. Wybieranie międzyliniowe, stosowane w telewizji programowej, polega na tym, że

każdy obraz jest analizowany dwukrotnie (rys. 26). W pierwszym półobrazie analizowane są

linie nieparzyste, a w następnym linie parzyste. Obraz jest podzielony na dwa półobrazy – dwa

pola. Dzięki takiemu podziałowi pozorna częstotliwość pulsowania światła na ekranie

odbiornika jest równa częstotliwości półbrazu, co powoduje, że wrażenie migotania jest

znacznie słabsze aniżeli przy wybieraniu kolejnoliniowym. Czas wybierania jednej linii zależy

od liczby linii, na które został podzielony obraz. W standardzie o liczbie linii 625 czas

wybierania jednej linii (wraz z czasem powrotu) tH = 64 µs. Częstotliwość związana z

wybieraniem linii, czyli częstotliwość odchylania poziomego wynosi fH = 1/tH = 15625 Hz.

Częstotliwość odchylania pionowego wynosi 50 Hz.

Rys. 26. Przykład rozłożenia linii przy wybieraniu międzyliniowym: a) półobraz linii nieparzystych, b) półobraz

linii parzystych, c) obraz całkowity [ 6, s. 16]

Analiza obrazu kolorowego polega na przetwarzaniu wszystkich elementów powierzchni

obrazu optycznego w ustalonej kolejności na trzy sygnały obrazu odpowiadające barwom

podstawowym: jeden – odpowiadający zawartości w poszczególnych elementach powierzchni


34

obrazu barwy czerwonej (sygnał ER), drugi – odpowiadający barwy zielonej (sygnał EG) i trzeci

– odpowiadający zawartości barwy niebieskiej (sygnał EB). Proces ten przedstawiono na rys.

27.

Rys. 27. Proces analizy obrazu kolorowego na trzy sygnały barw podstawowych [6, wkładka]

Kolorowy obraz optyczny pada poprzez system optyczny na układ luster i pryzmatów,

które rozczepiają go na trzy obrazy: czerwony, zielony i niebieski. Następnie poszczególne

obrazy optyczne tworzą w lampach analizujących odpowiadające im ściśle trzy obrazy

ładunkowe. W wyniku wybierania każdego obrazu ładunkowego przez strumień elektronów,

uzyskuje się trzy sygnały barw podstawowych: ER, EG, i EB.

Synteza obrazu

Synteza obrazu monochromatycznego odbywa się na ekranie kineskopu

monochromatycznego pod wpływem sygnału obrazu. Sygnał obrazu doprowadzony do

kineskopu moduluje natężenie strumienia elektronów, padającego na ekran pokryty specjalną

substancją, zwaną luminoforem. Luminofor emituje światło w kolorze zbliżonym do białego z

jaskrawością (luminancją) proporcjonalną do natężenia strumienia elektronów. W wyniku tego

na ekranie uzyskuje się odwzorowanie rozkładu jaskrawości poszczególnych punktów

nadawanego obrazu. Do zapewnienia synchronizmu między analizą i syntezą obrazu służy

całkowity sygnał synchronizacji.

Synteza obrazu kolorowego odbywa się na ekranie kineskopu kolorowego, który

zewnętrznie jest podobny do kineskopu monochromatycznego, jednakże pod względem

budowy różni się zasadniczo. Ekran kineskopu kolorowego od strony wewnętrznej jest pokryty

paskami luminoforów świecących (przy ich pobudzeniu przez strumień elektronów) na

czerwono, zielono i niebiesko. Każda trójka plamek: czerwona, zielona i niebieska tworzy z

pewnej odległości od ekranu jedną plamkę świetlną, której kolor wypadkowy zależy od

luminancji świecenia poszczególnych plamek. Wszystkie plamki luminoforów tego samego

koloru są pobudzane do świecenia oddzielnym strumieniem elektronów. W kineskopie

kolorowym występują trzy strumienie elektronów. Każdy ze strumieni elektronów pada tylko

na przyporządkowaną mu plamkę jednego koloru – tak więc jeden strumień pada tylko na

plamkę czerwoną, drugi – tylko na plamkę zieloną, trzeci – tylko na plamkę niebieską

(rys. 28).


35

Rys. 28. Proces syntezy obrazu kolorowego z trzech sygnałów barw podstawowych [6, wkładka]

Budowa i zasada działania kineskopów monochromatycznych i kolorowych

Kineskop jest to próżniowa lampa elektronowa, w której za pomocą soczewek

elektrostatycznych są wytwarzane wąskie strumienie (lub strumień) elektronów. Strumienie

elektronów uderzają w warstwę luminoforu, powodując jego świecenie o odpowiedniej barwie

i luminancji. Strumienie te są odchylane względem osi kineskopu, dzięki czemu powstaje na

całej jego powierzchni, nazywanej ekranem, obraz świetlny.

Kineskop monochromatyczny składa się z trzech zasadniczych części: wyrzutni

elektronów, układu odchylającego i ekranu. Wzajemne usytuowanie tych podzespołów i ich

budowę przedstawiono na rys. 29.

Rys. 29. Budowa kineskopu monochromatycznego [6, s. 26]

Zadaniem wyrzutni elektronów jest wytworzenie wąskiego strumienia elektronów.

Wyrzutnia elektronów składa się z katody, siatki pierwszej (zwanej cylindrem Wehnelta) i

układu ogniskującego.

Źródłem elektronów jest pośrednio żarzona katoda tlenkowa. Prąd jej (a tym samym

gęstość strumienia elektronów uderzającego w ekran) jest regulowany poprzez zmianę

potencjału siatki pierwszej względem katody, który w normalnych warunkach pracy jest

ujemny. Zmiana różnicy potencjałów między katodą a siatką pierwszą zmienia ilość elektronów

przenikających przez tę elektrodę; powoduje to zmianę prądu strumienia elektronów, a w

konsekwencji zmienia się jasność świecenia danego punktu na ekranie. Typowy rozkład

potencjałów poszczególnych elektrod kineskopu pokazano na rys. 30. Anoda składa się z dwóch

części, między którymi znajduje się siatka ogniskująca. Między tymi elektrodami powstaje pole


36

elektryczne skupiające strumień elektronów, zwane przez analogię do układów optycznych

soczewką elektrostatyczną.

Rys. 30. Konstrukcja wyrzutni elektronów [6, s. 26]

Rozkład pola elektrycznego w soczewkach elektrostatycznych i tory elektronów

przedstawiono na rys. 31. Na tym samym rysunku tory elektronów po przejściu przez pierwszą

soczewkę elektrostatyczną (stanowi przestrzeń między siatką sterującą i siatką ekranującą), są

rozbieżne, tworząc coraz to bardziej rozbieżną wiązkę. W kineskopie natomiast jest potrzebny

strumień skupiony w jedną małą plamkę na powierzchni ekranu. W tym celu stosuje się drugi

zespół skupiający (anoda-siatka ogniskująca-anoda), który tworzy taki rozkład pola

elektrycznego, że strumień elektronów zostaje skupiony na powierzchni ekranu.

Rys. 31. Zasada działania soczewek elektrostatycznych [6, s. 27]

W kineskopach odchylanie strumieni (lub strumienia) elektronów przeprowadza się za

pomocą pól magnetycznych wytwarzanych w zespole odchylania (cewki odchylania poziomego

i pionowego). Odchylanie w polu magnetycznym oparte jest na zjawisku oddziaływania pola

na ładunek elektryczny będący w ruchu.

Ekran kineskopu jest przetwornikiem energii kinetycznej wiązki elektronów na energię

świetlną. Ekran kineskopu monochromatycznego jest pokryty od wewnątrz luminoforem. Jest

to warstwa odznaczająca się specjalnymi właściwościami. Strumień elektronów uderzając w

luminofor z odpowiednio dużą energią kinetyczną powoduje świecenie w miejscu uderzenia.

Obecnie stosuje się kineskop maskowy typu PIL (ang. precision in line – precyzja w linii).

Precyzja ta polega na takim wykonaniu cewek odchylania poziomego i pionowego aby

zbieżność strumieni elektronów następowała samoczynnie (samozbieżność). Dlatego zespół

odchylania, zespół zbieżności i czystości kolorów są trwale związane z kineskopem i tworzą z

nim jedną całość konstrukcyjną.

Kineskopy kolorowe są wyposażone w trzy niezależne działa elektronowe. Promienie

elektronowe wytworzone przez te działa bombardują ekran pokryty trzema różnymi


37

luminoforami świecącymi w kolorach podstawowych RGB. Te trzy luminofory są tak

rozmieszczone, że tworzą tzw. trójki. Przed pokrytym luminoforami ekranem znajduje się

stalowa maska cieniowa z podłużnymi otworami. Trzy promienie elektronowe zbiegają się w

otworach maski, przechodzą przez nią, a następnie każdy z nich, jak to przedstawiono na rys.

32, pada na odpowiadający mu luminofor na ekranie. Maska cieniowa jest tak zaprojektowana,

że każdy promień elektronowy pobudza tylko „swój” luminofor (promień z działa niebieskiego

tylko luminofor niebieski itd.), a nie jakikolwiek inny.

Rys. 32. Wytwarzanie obrazów kolorowych na ekranie kineskopu kolorowego [7, s. 38]

Na ekranie powstają trzy obrazy w kolorach podstawowych, które są tak ze sobą związane,

że nie mogą być rozróżnione przez ludzkie oko. Następuje mieszanie addytywne dające

wrażenie koloru, zależnego tylko od intensywności poszczególnych promieni elektronów.

Ogólne zasady przenoszenia informacji o luminancji i barwie obrazu

Dla zapewnienia prawidłowej syntezy obrazu na ekranie telewizyjnym wymagane jest

zapewnienie ścisłego synchronizmu pracy między przetwornikiem analizującym a kineskopem.

Umożliwia to przesyłanie w całkowitym sygnale wizyjnym oprócz sygnału obrazu również

sygnałów pomocniczych (wygaszania i synchronizacji).

Sygnał wygaszania stanowi ciąg impulsów prostokątnych, występujących podczas

powrotów strumienia wybierającego w procesie analizy. Wygaszanie ma zapewnić

niewidoczność powrotnego biegu plamki, musi więc występować zarówno podczas powrotu

odchylania linii (sygnały wygaszania poziomego), jak i podczas powrotu odchylania ramki

(sygnały wygaszania pionowego). Dla zapewnienia właściwej skuteczności wygaszania poziom

impulsów wygaszania znajduje się w odpowiednim odstępie względem poziomu czerni

sygnału.

Sygnał synchronizacji składa się z dwóch ciągów impulsów prostokątnych o różnych

czasach powtarzania:

– dla informacji o zakończeniu analizy linii (impulsy synchronizacji poziomej), –

dla informacji o zakończeniu analizy półobrazu (impulsy synchronizacji pionowej).

Typowe wzajemne stosunki poziomów sygnałów: obrazu, wygaszania i synchronizacji

przedstawiono na rys. 33.


38

Rys. 33. Typowe wzajemne stosunki poziomów sygnałów: obrazu, wygaszania i synchronizacji [ 6, s. 42]

Impulsy synchronizacji wypełniają obszar „podczarny”, są zatem niewidoczne na ekranie

odbiornika telewizyjnego. Są one powtarzane w celu synchronizacji generatorów odchylania –

raz na każdy okres odchylania w danym kierunku. Główne zadanie sygnału synchronizacji

polega na dokładnym wyznaczeniu chwili, w której następuje rozpoczęcie biegu powrotnego

generatora odchylania.

Sygnał synchronizacji dzieli się na impulsy synchronizacji ramki (pionowej) i impulsy

synchronizacji linii (poziomej). Zasadnicza różnica między nimi polega na różnym czasie

trwania. Czas trwania impulsów synchronizacji linii wynosi 4,5...4,9 µs, a impulsów

synchronizacji ramki 160...192 ms. Przy wybieraniu międzyliniowym sąsiednie półobrazy

różnią się od siebie względnym położeniem ostatniego impulsu synchronizacji linii w stosunku

do impulsu synchronizacji ramki (rys. 34). Dla wyrównania różnic między ostatnim impulsem

synchronizacji poziomej a pierwszym impulsem synchronizacji pionowej w półobrazie

parzystym i w półobrazie nieparzystym wprowadzono impulsy wyrównawcze.

Rys. 34. Otoczenie sygnału synchronizacji pionowej przy wybieraniu międzyliniowym: a) półobraz parzysty, b)

półobraz nieparzysty [6, s. 42]

Dla jednoczesnego wysłania wielu różnych sygnałów wizji (reprezentujących różne

obrazy) muszą być one „zakodowane” w taki sposób, aby istniała stosunkowo łatwa możliwość

ich indywidualnego „odkodowania” w odbiorniku telewizyjnym. W tym celu stosuje się

(podobnie jak w radiofonii) modulację sygnału częstotliwości nośnej, za pomocą całkowitego

sygnału wizji. Jeżeli do sygnału częstotliwości nośnej modulowanego całkowitym sygnałem

wizji zostanie dodany drugi sygnał nośny (o innej częstotliwości) zmodulowany sygnałem fonii


39

(dźwięku towarzyszącego), to taki złożony sygnał nosi nazwę sygnału telewizyjnego telewizji

czarno-białej.

Podstawowym zagadnieniem w telewizji był wybór rodzaju modulacji do przesyłania tak

złożonego sygnału. Wybrano dla całkowitego sygnału wizji modulację amplitudową z

częściowo wytłumioną wstęgą boczną. Istnieją szczegółowe przepisy określające przebieg

charakterystyki amplitudowej nadajnika i odbiornika. Częstotliwości wizyjne są transmitowane

dwuwstęgowo do ok. 0,75 MHz, natomiast powyżej 1,25 MHz są przesyłane wyłącznie

jednowstęgowo (rys. 35).

Rys. 35. Charakterystyki: a) znormalizowana charakterystyka nadajnika, b) idealizowana charakterystyka

odbiornika [6, s. 43]

Przy przesyłaniu obrazu czarno-białego przesyłana jest tylko informacja o luminancji

nadawanej sceny w odpowiednim paśmie zapewniającym przenoszenie drobnych szczegółów.

W przypadku analizy obrazu kolorowego liczba torów informacji wynosi trzy i tyle też torów

potrzeba do syntezy obrazu kolorowego. Jednakże koegzystencja systemów telewizji kolorowej

i telewizji czarno-białej wymaga spełnienia przez wszystkie systemy telewizji kolorowej tzw.

zasady odpowiedniości. Zasada ta sprowadza się do dwóch podstawowych założeń:

– możliwości odtwarzania programu nadawanego w kolorze przez odbiorniki telewizji

czarno-białej (oczywiście w postaci czarno-białej),

– możliwości odtwarzania przez odbiorniki telewizji kolorowej programów przeznaczonych

dla odbiorników telewizji czarno-białej.

Zasada odpowiedniości wymaga, aby jeden z sygnałów obrazu telewizji kolorowej był

identyczny z sygnałem obrazu w telewizji czarno-białej (tzn określał rozkład luminancji w

analizowanym obrazie), natomiast pozostałe sygnały niosły informację o barwie światła.

Zasadę tworzenia podstawowych sygnałów w obecnych systemach telewizji kolorowej

przedstawiono na rys. 36.


40

Rys. 36. Podstawowe sygnały w telewizji kolorowej (część nadawcza) [6, s. 45]

Sygnały barw podstawowych poddaje się najpierw procesowi korekcji ewentualnych

zniekształceń, wprowadzanych przez przetwornik analizujący. Następnie z tych trzech

sygnałów wytwarza się w tzw. układzie macierzowym trzy nowe przebiegi według poniższych

zasad:

EY = 0,30ER + 0,59EG + 0,11EB

ER−Y = ER − EY

EB−Y = EB − EY

Pierwszy z nich (EY) niosący pełną informację o rozkładzie luminancji analizowanego

obrazu, nosi nazwę sygnału luminancji. Dwa pozostałe, niosące informacje wyłącznie o barwie,

ze względu na sposób tworzenia określa się jako sygnały różnicowe (ER-Y – sygnał różnicowy

czerwony oraz EB-Y – sygnał różnicowy niebieski). Jak widać w procesie transmisji pominięto

sygnał różnicowy EG-Y ale może on być w odbiorniku odtworzony z przebiegów przesyłanych

przez proste sumowanie

(− EG−Y )= 0,51ER−Y + 0,19EB−y

Jak widać z przedstawionych właściwości sygnałów EY, ER-Y i EB-Y, spełniają one

postawione wcześniej wymagania i mogą służyć do transmisji informacji o świetle w torach

telewizji kolorowej z zachowaniem zasad odpowiedniości (stąd nazwa sygnały transmisyjne).

Opisane procesy zachodzą w tzw. koderze telewizji kolorowej. Przesunięcie sygnałów

różnicowych, o paśmie ograniczonym do 1,5 MHz, dokonuje się za pomocą modulacji tymi

sygnałami dodatkowego przebiegu, zwanego podnośną chrominancji. Sposób modulacji i

częstotliwość podnośnej są różne w stosowanych obecnie systemach telewizji kolorowej.

Zmodulowane podnośne chrominancji, po ewentualnym dodatkowym ukształtowaniu

polepszającym odporność na zakłócenia, tworzą tzw. sygnał chrominancji, który po

zsumowaniu w określonych systemem telewizji kolorowej proporcjach z całkowitym sygnałem

synchronizacji i wygaszania oraz sygnałem luminancji tworzy całkowity sygnał wizji telewizji

kolorowej (SCWtvc). Sygnał ten moduluje nośną wizji, która po zsumowaniu ze zmodulowaną

nośną fonii tworzy sygnał telewizyjny telewizji kolorowej.

Sygnał telewizyjny telewizji kolorowej pod względem zajmowanego pasma, a także

sposobu modulacji i przekazu informacji o luminancji nie różni się od sygnału telewizyjnego

czarno-białego, więc może być bezpośrednio odebrany przez odbiornik czarno-biały. W


41

rzeczywistości jednak sygnał telewizyjny telewizji kolorowej jest znacznie bardziej złożony,

gdyż niesie więcej informacji (rys. 37).

Rys. 37. Przykładowe rozmieszczenie częstotliwości nośnych w sygnale telewizyjnym telewizji kolorowej

[6, s. 46]

W odbiorniku telewizji kolorowej następują procesy odwrotne (rys. 38). Sygnał

telewizyjny telewizji kolorowej zostaje podany do demodulatora. Na wyjściu demodulatora

powstaje całkowity sygnał wizji telewizji kolorowej. Sygnał ten podawany jest następnie do

dekodera (wraz z sygnałami pomocniczymi), że na jego wyjściach powstają sygnały: luminancji

(EY) i różnicowe (ER-Y i EB-Y). Sygnały luminancji i różnicowe są przekształcane w układzie

macierzy na sygnały barw podstawowych, które są następnie przetwarzane w kineskopie

kolorowym na odpowiadający im obraz kolorowy.

Rys. 38. Podstawowe sygnały w telewizji kolorowej (część odbiorcza) [6, s. 47]

Normalizacja sygnałów telewizyjnych

Prawidłowe funkcjonowanie systemów telewizji programowej zapewnione jest poprzez

normalizację ich podstawowych parametrów technicznych. Zakres normalizacji obejmuje w

telewizji znaczną liczbę parametrów decydujących o działaniu całego systemu. Podstawowe

znaczenie ma ustalenie postaci sygnału telewizyjnego, przy czy rozróżnia się parametry analizy

(wybieranie i synchronizacja) oraz parametry transmisji (modulacja wizji i fonii, przedziały

częstotliwości, moce nadajników). Zespół przepisów normalizujący strukturę i parametry

sygnału telewizyjnego wraz z tolerancjami na poszczególne wartości nazywa się standardem

telewizyjnym. W europie obowiązują dwa standardy OIRT i CCIR.

Przekazywanie informacji o kolorze analizowanego obrazu jest w telewizji programowej

także unormowane. Szczegółowy wykaz zasad, według których jest formowany sygnał

chrominancji, nosi nazwę systemu telewizji kolorowej. Obecnie istnieją trzy podstawowe

systemy telewizji kolorowej NTSC, SECAM i PAL.


42

System telewizji kolorowej NTSC

System ten jest historycznie pierwszym na świecie systemem telewizji kolorowej. Nazwa

NTSC pochodzi od pierwszych liter „National Television Systems Cimmitte” (Komitet do

opracowania narodowego systemu telewizji kolorowej.

System NTSC jest podstawowym systemem telewizji kolorowej, na którym bazują w

większej lub mniejszej mierze pozostałe dwa jej systemy, a mianowicie SECAM oraz PAL. W

systemie tym są przekazywane do odbiornika równocześnie trzy informacje o elemencie

nadawanego obrazu, a mianowicie jego luminancja, barwa i nasycenie koloru. Jest stosowana

podnośna chrominancji zmodulowana amplitudowo i fazowo (tzw. modulacja kwadraturowa)

sygnałami różnicowymi koloru oraz wytłumianie samej podnośnej. W ten sposób informacja o

kolorach jest przesyłana tylko jako sygnał chrominancji złożony z dwóch wstęg bocznych

częstotliwości podnośnej chrominancji przy całkowitym wygaszeniu samej podnośnej

chrominancji. Dla uniknięcia wzajemnej interferencji, a w jej wyniku wzajemnego zakłócania

sygnału luminancji i sygnału chrominancji, które są przenoszone przez ten sam kanał, dobrano

częstotliwość podnośnej tak aby po zmodulowaniu sygnałami koloru, sygnały jej wstęg

bocznych mieściły się w przerwach widma częstotliwościowego sygnału luminancji. W

systemie NTSC częstotliwość podnośnej chrominancji wynosi 3,579545 MHz.

Poważną wadą systemu NTSC jest niestałość kolorów odbieranych obrazów. System ten

jest wrażliwy na wszelkie zmiany kąta przesunięcia fazowego sygnału chrominancji;

przejawiają się one zmianą kolorów oglądanych obrazów. Zmiany fazy mogą być odbiciami fal

elektromagnetycznych od przeszkód, wahaniami odbieranego natężenia pola stacji nadawczej,

różnicami czasu przelotu sygnałów w kablach i łączach oraz w poszczególnych obwodach

nadajnika i odbiornika. Dlatego kolory odbieranego obrazu w odbiornikach telewizji kolorowej

systemu NTSC nastawia się ręcznie za pomocą pokrętła „Regulacja barwy”.

System telewizji kolorowej SECAM

Cechą charakterystyczną systemu SECAM jest niejednoczesna transmisja sygnałów

różnicowych. W czasie trwania jednej linii obrazu jest transmitowany (oprócz sygnałów:

luminancji, fonii i pomocniczych) tylko jeden z sygnałów różnicowych, np. ER-Y (tzn. podnośna

jest modulowana tylko tym sygnałem). W następnej linii przekazywany jest drugi z sygnałów,

w naszym przypadku: EB-Y. Ciąg przesyłanych sygnałów ma więc postać

..ER-Y(n-1), EB-Y(n), ER-Y(n+1), ... itd.

Do realizacji takiej metody kodowania umieszcza się w koderze telewizji kolorowej

SECAM przełącznik elektroniczny przełączany co linię impulsami synchronizacji linii.

Ukształtowany ciąg sygnałów różnicowych moduluje w częstotliwości podnośną chrominancji,

której częstotliwość spoczynkowa ulega zmianie co linię i wynosi: – dla sygnału ER-Y –

4,40625 MHz, – dla sygnału EB-Y – 4,25 MHz.

W dekoderze odbiornika telewizji SECAM zachodzą procesy odwrotne do kodera.

Utracona w koderze jednoczesność transmisji jest tutaj przywracana poprzez zapamiętanie, na

czas trwania jednej linii obrazu, nadawanego aktualnie sygnału różnicowego (zatem sygnały te

są nadawane kolejno i zapamiętywane, tzn. kolejno, z pamięcią) i „podstawienie” go w

następnej linii na miejsce sygnału odrzuconego. Stąd nazwa systemu SECAM (franc. Sequence

de Couleurs Memoire – kolejne nadawanie kolorów z pamięci). Rolę pamięci pełni linia

opóźniająca sygnał o czas 64 µs. Każdy z torów sygnałów różnicowych jest dołączany: w jednej

linii do sygnału aktualnie odbieranego, w – drugiej do sygnału wyjściowego linii. Dołączanie

takie jest realizowane za pomocą elektronicznego przełącznika torów.


43

Warunkiem koniecznym poprawnego przebiegu procesu odtwarzania jednoczesności

sygnałów różnicowych jest zapewnienie zgodności pracy przełączników torów w koderze i

dekoderze (tzw. synfazowość ich pracy). W tym celu, podczas gdy strumienie wybierające w

kineskopie wykonują ruch jałowy powrotny z dołu do góry obrazu, tj. w czasie trwania impulsu

wygaszania pola, przesyła się ciąg 8÷9 impulsów identyfikujących aktualne położenie

przełącznika w koderze, stąd noszą one nazwę: impulsów identyfikacji.

Wadą przewidzianego przez twórców systemu SECAM sposobu uzyskiwania zgodności

pracy przełączników w torze (za pomocą impulsów identyfikacji) jest stosunkowo duży odstęp

czasu między kolejnymi możliwościami dokonania sprawdzenia tej zgodności. Odstęp ten

wynika z okresu powtarzania impulsów identyfikacji (raz na półobraz), co w praktyce oznacza

możliwość zakłócenia odbioru obrazu kolorowego nawet przez okres 2...3 kolejnych

półobrazów.

System telewizji kolorowej PAL

System telewizji kolorowej PAL (Phase Alternation Line – zmiana fazy co linię) jest

udoskonalonym i przystosowanym do europejskich standardów telewizji czarno-białej

systemem telewizji kolorowej NTSC.

W koderze telewizji kolorowej PAL (rys. 39) sygnały barw podstawowych: ER, EB, i EG

wytwarzają w układzie macierzowym sygnał luminancji EY i sygnały różnicowe, które

oznaczono:

EU = 0403(EB − EY )

EV = 0877(ER − EY ) Sygnały różnicowe EU i EV zostają następnie doprowadzone odpowiednio do modulatorów

U i V.

W systemie telewizji kolorowej PAL stosowana jest tzw. modulacja kwadraturowa z

wytłumioną podnośną chrominancji. Istota modulacji kwadraturowej polega na tym, że do

modulatorów doprowadzone są podnośne o tej samej częstotliwości, ale przesunięte w fazie

względem siebie o 90o. Obie te podnośne są modulowane amplitudowo przez sygnały EU i EV.

Dla uzyskania modulacji kwadraturowej sygnał z generatora podnośnej koloru o bardzo

stabilnej częstotliwości zostaje doprowadzony do modulatorów w następujący sposób:

– do modulatora U bez przesunięcia fazowego,

– do modulatora V z przesunięciem w fazie o +90° dla linii: 2n – 1, z przesunięciem w fazie

o –90° dla następnej linii: 2n (zmiana fazy podnośnej o 180° co linię – stąd nazwa systemu).


44

Rys. 39. Schemat kodera systemu telewizji kolorowej PAL [6, s. 54]

Przełączanie faz podnośnej jest realizowane za pomocą przełącznika elektronicznego

sterowanego impulsami o częstotliwości linii fH, który wybiera sygnał z przesuwnika fazowego

+90° lub –90°. Uzyskiwane na wyjściach modulatorów sygnały są następnie sumowane i tworzą

sygnał chrominancji systemu telewizji PAL.

Sygnał luminancji EY zostaje podany do linii opóźniającej, która wprowadza niezbędne

opóźnienie dla wyrównania czasu przejścia z sygnałem chrominancji i zostaje następnie

doprowadzony do sumatora. Do tego samego sumatora są doprowadzone: całkowity sygnał

synchronizacji i impulsy synchronizacji kolorów tak, że na wyjściu sumatora powstaje

całkowity sygnał wizji telewizji kolorowej PAL.

Przełączanie faz podnośnej doprowadzonej do demodulatora o ±90°, czyli zmiana fazy na

przeciwną co linię, umożliwia w systemie telewizji kolorowej PAL eliminację (przez

kompensację) zniekształceń fazowych – co było podstawową wadą sytemu NTSC.

Zakodowaną informację o kolorze po stronie nadawczej można odzyskać stosując

czynności odwrotne do wykonywanych przy kodowaniu. Urządzeniem służącym do

odtwarzania sygnałów transmisyjnych: EV, EU i EY jest dekoder (rys. 40).

Filtr pasmowy w torze chrominancji przepuszcza jedynie sygnały o częstotliwościach

3,1...5 MHZ, a więc tylko sygnał chrominancji. Następnie znajduje się blok rozdziału sygnałów

chrominancji. Zawiera on linię opóźniającą 64µs, przesuwnik fazowy 180° i dwa sumatory (+,

–). W blokach tych następuje sumowanie i odejmowanie (zmiana fazy o 180°) sygnałów

chrominancji z dwóch kolejnych linii przy wykorzystaniu sygnału opóźniającego. Wynikiem

tych operacji jest uzyskanie dwóch ciągów sygnałów odpowiadających zmodulowanym

składowym sygnału chrominancji telewizji kolorowej PAL (U i V).

Sygnały te zostają następnie doprowadzone do fazoczułych demodulatorów.

Równocześnie z nimi do układów demodulatorów zostają doprowadzone sygnały podnośnej,

przesunięte w fazie 0 kąt φ ±90° (w zależności od fazy podnośnej). Uzyskiwane na wyjściach

demodulatorów sygnały EV i EU są wykorzystane wraz z sygnałem luminancji EY w układzie

macierzowym do wytworzenia sygnałów barw podstawowych.


45

Rys. 40. Schemat dekodera telewizji kolorowej PAL [6, s. 56]

Jako generator podnośnej koloru stosowany jest na ogół kwarcowy, samowzbudny

generator sterowany sygnałem synchronizacji podnośnej w systemie PAL (tzw, „burst”).

Sygnał ten wytwarzany w koderze, składa się z dziesięciu okresów częstotliwości podnośnej i

jest umieszczony na tylnym progu impulsu wygaszania poziomego (rys. 41). Faza tego sygnału

ulega zmianie kolejno co linię, co umożliwia synfazowanie pracy przełączników

elektronicznych w koderze i dekoderze systemu.

Rys. 41. Sygnał synchronizacji kolorów w systemie telewizji kolorowej PAL [6, s. 56]

Nadajnik wizji

Uproszczony schemat typowego nadajnika wizji pokazano na rys. 42. Składa się on z

dwóch torów: toru wielkiej częstotliwości i toru modulacji. Na wejściu toru wielkiej

częstotliwości znajduje się generator fali nośnej. Dla zapewnienia dużej stabilności

generowanej częstotliwości nośnej, generator ten jest zbudowany jako kwarcowy. Następne

stopnie, czyli powielacze częstotliwości, zapewniają uzyskanie odpowiedniej częstotliwości

nośnej. Sygnał o częstotliwości nośnej i odpowiedniej amplitudzie podlega modulacji sygnałem

wizji we wzmacniaczu wielkiej częstotliwości. W procesie modulacji powstają równocześnie

obie wstęgi boczne, chcąc więc zgodnie ze standardem telewizyjnym wytłumić jedną z nich,

zastosowano filtr wstęgi bocznej. Tor modulacji składa się ze wzmacniacza kształtującego i

modulatora. Główną ich rolą jest zapewnienie uzyskania takiego kształtu obwiedni modulacji,

aby był on ścisłym odwzorowaniem kształtu wejściowego sygnału wizji z ośrodka nadawczego.


46

Rys. 42. Uproszczony schemat nadajnika wizji [6, s. 62]

Nadajnik fonii (towarzyszącego dźwięku) jest w zasadzie identyczny z konwencjonalnym

nadajnikiem radiofonii ultrakrótkofalowej z modulacją częstotliwości. Moc nadajnika fonii

wynosi ok.1/4 do 1/5 mocy nadajnika wizji. Zarówno nadajnik wizji jak i nadajnik fonii pracują

na wspólną szerokopasmową antenę nadawczą. Dla uniknięcia wzajemnego oddziaływania

nadajników na siebie łączy się je ze wspólną anteną za pomocą układów zwanych diplekserami.

Głównym zadaniem anteny nadawczej, a właściwie systemu antenowego jest wytworzenie

takiej charakterystyki promieniowania, aby uzyskać przy założonym zasięgu jak

najkorzystniejsze pokrycie terenu. Zagadnienie to jest szczególnie ważne w terenie górzystym

ze względu na odbicia sygnału.

Schemat blokowy i zasada działania odbiornika telewizji kolorowej

Fale elektromagnetyczne zmodulowane w nadajniku całkowitym sygnałem telewizji

kolorowej indukują w antenie odbiornika sygnał, który jest doprowadzony do głowicy wielkiej

częstotliwości (rys. 43).

Rys. 43. Schemat blokowy odbiornika telewizji kolorowej [6, wkładka]


47

W głowicy następuje przemiana częstotliwości i sygnał o zmienionej częstotliwości i

poddany detekcji w bloku pośredniej częstotliwości. Z detektora wizji sygnał zostaje podany

do dekodera całkowitego sygnału wizji telewizji kolorowej, gdzie następuje odzyskanie

sygnałów transmisyjnych, tj. sygnału luminancji oraz sygnałów różnicowych ER-Y i EB-Y.

Prawidłowe działanie dekodera CSW tvc zapewniają impulsy identyfikacji kolorów i impulsy

synchronizacji poziomej. W układzie sterowania kineskopu z sygnałów transmisyjnych

otrzymuje się sygnały barw podstawowych, które sterują gęstością odpowiednich strumieni

elektronów w kineskopie.

W bloku synchronizacji następuje wydzielenie (selekcja) i rozdzielenie (separacja)

impulsów synchronizacji poziomej SH i pionowej SV. Impulsy synchronizacji zapewniają

poprawną pracę układów odchylania poziomego i pionowego. Układy odchylania poziomego

wytwarzają przebiegi sterujące odchylaniem w poziomie strumieni elektronów i współpracują

z zasilaczem wysokiego napięcia, który dostarcza odpowiednio wysokie napięcie do zasilania

kineskopu. Impulsy synchronizacji pionowej synchronizują pracę układów odchylania

pionowego. Przebieg wyjściowy z tego układu, odpowiednio ukształtowany (w stopniu

końcowym odchylania pionowego), steruje odchylaniem strumieni elektronów w pionie.

Przebiegi odchylania poziomego i pionowego są doprowadzane do układów pomocniczych

stopni końcowych odchylania. Układy te zapewniają uzyskiwanie: zbieżności strumieni

elektronów, korekcji kształtu pola obrazu, stabilizacji wymiarów i zabezpieczenia kineskopu

przed uszkodzeniem.

Układ automatycznej regulacji wzmocnienia ARW zapewnia stałość jakości odbieranych

obrazów, natomiast układ automatycznej regulacji częstotliwości ARCz – automatyczne

dostrojenie odbiornika do wybranej stacji.

Zmodulowany sygnał fonii może być pobierany z głowicy w.cz. lub z detektora wizji.

Budowa bloku fonii jest podobna do budowy odbiornika radiowego FM.

W nowszych konstrukcjach producenci wprowadzili udoskonalenia związane głównie z

udogodnieniem obsługi. Do nich należy zaliczyć: mikroprocesorowy system sterownia

odbiornika telewizyjnego i dekoder teletekstu. Dekoder teletekstu umożliwia odbiór gazety

telewizyjnej na odpowiednich kanałach. Mikroprocesorowy system sterowania odbiornika

pozwala między innymi na wybór wcześniej zaprogramowanego kanału. Ponadto system ten

umożliwia załączanie i wyłączanie odbiornika określonego dnia i godziny do odbioru

wybranego programu telewizyjnego, zaprogramowanie innych nastaw odbiornika, takich jak

np. jaskrawość, kontrast, nasycenie barw, siła głosu itd. Liczba zaprogramowanych nastaw

zależy głównie od pojemności układu pamięci. Spotyka się również odbiorniki umożliwiające

jednocześnie oglądanie dwóch obrazów z różnych kanałów – tzw. PIP („picture in picture” –

„obraz w obrazie”). Obraz dodatkowy jest z reguły mniejszy i bez fonii.

Transmisja danych w kanale telewizyjnym. Teletekst

Oprócz normalnej funkcji odbiornika telewizyjnego – odbioru programów telewizyjnych,

wykorzystuje się go jeszcze do odbioru dodatkowych informacji wizyjnych. Informacje te są

wyświetlane na tle nadawanych obrazów lub zamiast nadawanego programu po naciśnięciu

odpowiedniego przycisku. Należą do nich:

– wskazania zegara, tj. czas wyświetlany cyfrowo (kolejno godzina, minuta i sekunda) z

generatora czasowego stacji telewizyjnej,

– numer odbieranego programu,

– napisy wprowadzone do obrazów na ekranie odbiornika telewizyjnego przeznaczone dla

osób słabo słyszących, napisy do filmów obcojęzycznych (w kilku wersjach językowych,

– drugi program telewizyjny, który pokazuje się na tle odbieranego obrazu pierwszego

programu telewizyjnego – PIP,


48

– gazeta telewizyjna (teletekst), którą telewidz może oglądać strona po stronie zamiast

oglądać nadawany program telewizyjny.

W przypadku systemu teletekstu wykorzystuje się okres wygaszania, który występuje

pomiędzy przesyłanymi kolejno półobrazami. Okres ten może być wykorzystany po stronie

nadawczej do wprowadzenia zakodowanych cyfrowo, dodatkowych znaków informacji

alfanumerycznej. W celu odbioru tych znaków należy wyposażyć odbiornik telewizyjny w tzw.

dekoder teletekstu. Po naciśnięciu przycisku wybierającego odbiór teletekstu znika obraz

odbieranego dotychczas programu, a zamiast niego pojawia się na ekranie pewnego rodzaju

spis treści. W spisie tym mogą być umieszczone takie pozycje, jak np.: najnowsze wiadomości,

prognoza pogody, doniesienia sportowe itp. Każdej pozycji spisu treści odpowiada trzycyfrowa

liczba identyfikacyjna. Po wybraniu tej liczby na klawiaturze pilota pojawia się na ekranie

żądana informacja, mająca postać szeregu wierszy tekstu złożonego z liter drukowanych, liczb

oraz znaków graficznych. Informacja ta jest zapisywana w pamięci i może być następnie w

spokoju odczytana z ekranu. Łącznie można wywołać w ten sposób 699 takich „stron tekstu”,

z których każda może się składać maksymalnie z 24 wierszy po 40 znaków. Niekiedy jednak

trzeba czekać nawet 25 sekund na pojawienie się żądanej informacji na ekranie odbiornika,

ponieważ poszczególne strony teletekstu przesyłane są po stronie nadawczej sekwencyjnie, na

zasadzie odtwarzania ze swego rodzaju taśmy, której początek i koniec połączono ze sobą.

Przy rozbudowanej informacji wideograficznej czas dostępu do określonej strony może być

zatem dość długi. Dla zmniejszenia tej niedogodności urządzenia dekodujące wyposaża się w

rozbudowane układy pamięci, umożliwiającej magazynowanie określonej liczby stron,

wybranych uprzednio przez użytkownika. Pozwala to na natychmiastowe ich odtworzenie po

wywołaniu.

Typową organizację transmisji teletekstowej podczas jednej linii półobrazu przedstawiono

na rys. 44. Przekaz informacji rozpoczynają 2 bajty synchronizacji: zegara i słów. Ten ostatni

służy do prawidłowej detekcji znaków, nawet przy obecności pojedynczych błędów bitowych.

Następnie jest przesyłany właściwy pakiet danych, złożony z tzw. przedrostka oraz bloku

danych. Przedrostek identyfikuje system transmisji oraz przesyła dane, które mogą mieć

charakter sterujący lub wideograficzny. Pakiet sterujący informuje dekoder o numerze

przesyłanej strony, a także, w miarę potrzeby, o numerze programu i zestawu, z których dana

strona pochodzi. Natomiast pakiet wideograficzny służy do syntezy obrazu teletekstowego.

Rys. 44. Najczęściej spotykana organizacja transmisji informacji teletekstowej podczas jednej linii obrazu [9, s. 274]

Usytuowanie wiersza w stronie jest zakodowane w bajtach przedrostka pakietu danych.

Pozwala to na swobodny wybór sekwencji przesyłania wierszy, co zmniejsza straty informacji

wywołane tzw. wypadnięciem (błędnym odebraniem) kilku sąsiednich linii teletekstowych.

Synteza obrazu teletekstowego ma charakter pośredni. Odebrany ciąg bajtów

wideograficznych nie jest przetwarzany na wizyjny sygnał analogowy (tak jak ma to miejsce


49

podczas przekazu telewizji, lecz steruje jedynie tzw. generator znaków. Urządzenie to,

stanowiące część dekodera teletekstu, dokonuje identyfikacji każdego słowa (bajtu) i wytwarza

przypisane temu słowu w wewnętrznej pamięci (typu ROM) zobrazowanie odpowiedniego

znaku na ekranie. Taki sposób wytwarzania obrazu sprawia, że jego jakość – z telewizyjnego

punktu widzenia – jest zawsze bardzo dobra, niezależnie od jakości transmisji. Natomiast

zakłócenia lub zniekształcenie odbieranego sygnału teletekstowego przejawiają się w

odtwarzanym obrazie jako: – przekłamania znaków (tzw. literówki),

– utrata (brak) znaków, wierszy lub stron, –

przemieszczenia znaków lub wierszy, –

nałożenia wierszy lub stron.

Treść dokumentacji techniczno-serwisowej sprzętu telewizyjnego

Do prawidłowego wykonania podstawowych pomiarów, konserwacji i napraw

odbiorników telewizyjnych konieczna jest kompletna instrukcja serwisowa.

Instrukcja serwisowa odbiornika telewizyjnego zwykle zawiera:

– charakterystykę odbiornika,

– podstawowe parametry techniczne,

– wykaz podzespołów i elementów wpływających na bezpieczeństwo użytkowania, –

instrukcję bezpiecznego serwisu,

– wykaz elementów półprzewodnikowych w odbiorniku oraz ich zamienniki, – opis

działania odbiornika,

– schematy ideowe i montażowe,

– wykaz aparatury kontrolno-pomiarowej,

– opis regulacji i strojenia,

– oscylogramy napięć,

– napięcia na wyprowadzeniach układów scalonych i tranzystorów, – spis elementów

odbiornika.

Pomiary w odbiornikach telewizyjnych

W codziennej praktyce zawodowej najczęściej spotyka się pomiary eksploatacyjne

(serwisowe), które charakteryzują się stosunkowo niewielkim zakresem badań (obejmują

jedynie pomiar podstawowych parametrów odbiornika) oraz niezbyt dużą dokładnością.

Przeprowadza się je zazwyczaj po wymianie uszkodzonego elementu i służą jedynie do

przywrócenia pierwotnych parametrów naprawianego odbiornika.

Przy pomiarach w odbiornikach telewizyjnych stosowane są metody pomiarowe, które

dzielą się na:

– elektryczne, – elektrooptyczne, – elektroakustyczne.

Pomiary elektryczne polegają na określaniu parametrów elektrycznych sygnału na wyjściu

odbiornika telewizji kolorowej w zależności od parametrów sygnału wejściowego. W wyniku

tych pomiarów można ocenić właściwości elektryczne odbiornika telewizji kolorowej, takie jak

np. czułość, selektywność, zniekształcenia itd. Pomiary elektryczne należą do grupy pomiarów

obiektywnych, w których wpływ badającego ogranicza się jedynie do bardziej lub mniej

dokładnego odczytu wskazań przyrządów.

Pomiary elektrooptyczne pozwalają na określenie jakości reprodukowanego w danych

warunkach obrazu tzw. kontrolnego lub pomiarowego wytworzonego metodami elektrycznymi

(pozwalają one między innymi na pomiar kontrastowości reprodukcji, luminancji jej świecenia,


50

wierności odtwarzania koloru i różnic luminancji, rozdzielczości itd.), często niezależnie od

pomiaru parametrów elektrycznych odbiornika telewizji kolorowej. W swej najprostszej postaci

pomiary elektrooptyczne sprowadzają się do oceny jakości obrazu na podstawie obserwacji na

ekranie kineskopu specjalnych obrazów kontrolnych. Ocena taka jest oczywiście subiektywna,

ale przecież jakość odbiornika jest też oceniana subiektywnie przez oglądającego.

Pomiary elektroakustyczne sprowadzają się do pomiarów parametrów akustycznych

(najczęściej ciśnienia akustycznego) dźwięku (fonii) uzyskiwanego z głośnika. Pomiary

elektroakustyczne, podobnie jak i pomiary elektrooptyczne są też mało selektywne. Do

pomiarów elektroakustycznych jako przetwornik pomiarowy stosuje się odpowiedni mikrofon

(lub mikrofony przy odbiorze sygnału stereofonicznego).

Przyrządy pomiarowe wykorzystywane do badań odbiorników telewizyjnych powinny

charakteryzować się dużymi możliwościami pomiarowymi, stabilną pracą, dużą dokładnością i

dobrymi parametrami technicznymi. Mniejsze wymagania stawia się przyrządom

przeznaczonym do pomiarów eksploatacyjnych. Serwisowe przyrządy pomiarowe powinny się

charakteryzować przede wszystkim niewielkimi wymiarami (są to na ogół przyrządy

przenośne), prostotą i uniwersalnością (maksymalne połączenie wielu funkcji w jednym

przyrządzie).

Do podstawowych przyrządów serwisowych należy zaliczyć:

– generator sygnału wizji, – oscyloskop telewizyjny,

– wobulator,

– generator obrazów testowych.

Najczęściej do kontroli obrazu kolorowego w odbiorniku telewizyjnym używa się

generatora kontrolnych pasów kolorowych. Standartowy obraz pasów kolorowych składa się z

ośmiu pionowych pasów o jednakowej szerokości. W pasach tych znajdują się trzy pasy o

kolorach podstawowych, trzy pasy o kolorach dopełniających, pas biały i pas czarny. Kolejność

pasów jest tak dobrana, że luminancja każdego następnego pasa jest mniejsza niż luminancja

pasa poprzedniego, licząc od strony lewej ku prawej. W rezultacie mamy kolejno pasy: biały,

żółty, turkusowy, zielony, purpurowy, czerwony, niebieski i czarny.

Na rys. 45 pokazane są oscylogramy sygnału luminancji i chrominancji oraz po ich

zsumowaniu całkowity sygnał wizyjny obrazu kolorowego.


51

Rys. 45. Sygnały luminancji i chrominancji oraz całkowity sygnał wizyjny odpowiadające obrazowi pasów

kolorowych [7, s. 154]

Eksploatacja, konserwacja i naprawy urządzeń telewizyjnych

Pomieszczenie, w którym ma być ustawiony odbiornik telewizji kolorowej, powinno

zapewniać prawidłowy odbiór kolorów. Niedopuszczalne jest, aby światło z okna lub innego

źródła (np. z lampy) padało bezpośrednio na ekran odbiornika, gdyż powoduje to „zblednięcie”

kolorów (zmniejszenie nasycenia). Przy instalowaniu odbiornika telewizyjnego należy także

spełnić następujące warunki: – zapewnić swobodny dostęp do pokręteł,

– zapewnić właściwe chłodzenie odbiornika (zwłaszcza umieszczonego w regale),

– odległość, z której będzie oglądany obraz, nie powinna być mniejsza niż pięć wysokości

ekranu.

Wszystkie pokrętła dostępne z zewnątrz odbiornika telewizyjnego służą do uzyskania

najlepszego obrazu i dźwięku, zgodnie z subiektywną oceną użytkownika. Mimo to można

podać pewne wskazówki.

Kontrast – należy ustawić w takim położeniu, aby na ekranie odtwarzana była maksymalna

skala gradacji szarości – od bieli do czerni (odcięcie kineskopu – brak świecenia).

Jaskrawość – należy dostosować do warunków odbioru (zbyt duża jaskrawość powoduje

zmęczenie wzroku i skraca żywotność kineskopu).

Nasycenie – powinno być takie, aby uzyskiwane obrazy miały naturalne kolory.

Siła głosu – należy uwzględnić warunki akustyczne pomieszczenia własnego i sąsiadów.

Głównym zadaniem przeglądów okresowych odbiornika telewizyjnego jest zwiększenie

czasu jego bezawaryjnej pracy. Podczas tych przeglądów dokonywane są regulacje i czynności

przy użyciu typowych obrazów kontrolnych.

Podczas okresowego przeglądu odbiornika telewizyjnego należy po odłączeniu od sieci

energetycznej (przez wyjęcie wtyczki z gniazda sieciowego) i zdjęcie tylnej pokrywy usunąć,


52

np. miękkim pędzelkiem lub odkurzaczem zaopatrzonym w odpowiednią szczotkę, kurz i brud

z wszystkich podzespołów i elementów odbiornika. Szczególną uwagę należy zwrócić na

oczyszczenie następujących podzespołów: „chassis”, kineskopu i zespołu odchylania

poziomego. W zespole odchylania poziomego należy dokładnie oczyścić transformator i

powielacz wysokiego napięcia (w nowszych odbiornikach tzw. trafopowielacz), gdyż elementy

te decydują o bezpieczeństwie przeciwpożarowym.

W celu osiągnięcia bardzo dobrej jakości napraw odbiornika telewizyjnego konieczne jest

spełnienie następujących warunków:

– znajomość budowy i zasad działania wszystkich części składowych i poszczególnych

układów naprawianego odbiornika przez osobę wykonującą naprawę,

– dysponowanie kompletną dokumentacją serwisową,

– wykonanie naprawy zgodnie z przyjętymi ogólnie i stosowanymi zasadami, jak też

zaleceniami producenta,

– wyposażenie w niezbędne narzędzia i przyrządy pomiarowe oraz zapewnienie kompletu

części zamiennych,

– przede wszystkim rzeczowa i solidna analiza i ocena przyczyn i objawów uszkodzenia.

Wszystkie czynności serwisowe związane z naprawą odbiorników telewizyjnych powinny

być usystematyzowane – zgodnie z pewnym wzorem postępowania – zwanym cyklem

serwisowym. Pełny cykl serwisowy odbiornika telewizyjnego (rys. 46) powinien składać się z

następujących etapów:

– przeprowadzenie wywiadu z użytkownikiem o zachowaniu się telewizora od chwili

wystąpienia uszkodzenia,

– przeprowadzenie oceny instalacji antenowej,

– kontrola właściwego położenia wszystkich zewnętrznych organów regulacyjnych i

przełączników dostępnych dla użytkownika,

– organoleptyczna ocena stanu elementów telewizora,

– dokonanie oceny objawów niesprawności, po włączeniu do sieci – szczegółowe badanie

jego parametrów i śledzenie zachowania się odbiornika od chwili włączenia,

– szczegółowa lokalizacja uszkodzenia, a więc wytypowanie układów, w których

przypuszczalnie występuje niesprawność,

– usunięcie uszkodzenia lub uszkodzeń,

– ustalenie i i usunięcie ewentualnych przyczyn wystąpienia uszkodzenia,

– regulacja parametrów odbiornika – jeśli jest to niezbędne,

– wygrzewanie naprawionego odbiornika – sprawdzenie poprawności pracy wszystkich

układów, łącznie z kontrolą jego funkcji użytkowych.


53

Rys. 46. Pełny cykl serwisowy odbiornika telewizyjnego [10, s. 16]

W praktyce serwisowej często odstępuje się od przedstawionej procedury postępowania.

Jeżeli nieprawidłowe działanie odbiornika telewizyjnego sugeruje występowanie uszkodzenia

określonego typu, od początku przystępuje się do sprawdzenia podejrzanego fragmentu układu.

Skrócony algorytm diagnostyki odbiornika telewizji kolorowej podany w tab. 2 obejmuje

stosunkowo nieliczną grupę uszkodzeń, ale pozwala na sformułowanie następującego sposobu

przeprowadzania napraw: objaw → blok (i) → przypuszczalne uszkodzenie. W ten sposób

należy postępować przy naprawie innych uszkodzeń odbiornika.


54

Tabela 2. Przykładowy algorytm diagnostyki odbiornika telewizji kolorowej [6, s. 265]

Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy w zakresie eksploatacji i napraw sprzętu

telewizyjnego

Naprawa każdego sprzętu elektronicznego, więc również odbiornika telewizyjnego,

wymaga znajomości i przestrzegania dalej przedstawionych zasad, gwarantujących

bezpieczeństwo dla zdrowia i życia naprawiającego.

– podczas regulacji, strojenia i napraw, nie można naruszyć stanu bezpieczeństwa

odbiornika. Nie wolno dokonywać wymiany elementów oznaczonych na schemacie


55

ideowym znakiem wykrzyknika – na elementy o innych parametrach,

– w czasie pomiarów, regulacji oraz kontroli obwodów pracujących w odbiorniku, należy

włączyć pomiędzy sieć i odbiornik transformator ochronno-kontrolny (tzw. separujący)

zapewniający izolację galwaniczną od sieci,

– jeśli podczas wykonywania czynności serwisowych odbiornik telewizyjny nie wymaga

dołączenia do sieci, powinien on być bezwzględnie odłączony od gniazda sieciowego

230V,

– wkładki bezpiecznikowe powinny być wymieniane tylko na wkładki tego samego typu,

zgodnie z dokumentacją odbiornika,

– należy zachować ostrożność w trakcie kontroli obwodów znajdujących się pod napięciem

sieci, szczególnej uwagi wymaga praca w pobliżu układu wysokiego napięcia,

– nie należy manipulować równocześnie obiema rękami w odbiorniku znajdującym się pod

napięciem. Druga ręka zawsze – o ile jest to możliwe – powinna być trzymana przy sobie,

– należy unikać narażeń mechanicznych odbiornika, a w szczególności kineskopu. Implozja

kineskopu może spowodować groźne w skutkach pokaleczenie całego ciała,

– nie należy wykonywać napraw przy wykorzystaniu metalowych stołów czy krzeseł; w

pomieszczeniach brudnej lub wilgotnej podłodze, również gdy w bezpośrednim

sąsiedztwie znajdują się części metalowe, np. rury centralnego ogrzewania czy

wodociągowe. Stanowisko pracy (w warsztacie) powinno być odizolowane od podłogi

specjalnym chodnikiem dielektrycznym,

– zdjęcie kapturka powielacza z anody kineskopu należy, po uprzednim wyłączeniu

odbiornika, poprzedzić rozładowaniem do masy odbiornika przez układ ograniczający prąd

rozładowania do wartości około 2,5 mA,

– przekroczenie wartości 27,5 kV napięcia na anodzie kineskopu (w nowszych kineskopach

jest to wartość 29,9 kV) grozi uszkodzeniem kineskopu oraz powoduje znaczny wzrost

promieniowania X,

– przy każdej naprawie zwrócić uwagę na poprawność połączenia układu uziemienia

kineskopu z modułem kineskopu,

– po zakończeniu wszelkich prac w odbiorniku, należy bezwzględnie ułożyć i spiąć wiązki

kablowe w taki sposób, aby uniemożliwić ich stykanie się z elementami silnie

nagrzewającymi się lub też będącymi pod napięciem przewyższającym wartość 500V.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Na czy polega nadawanie i odbiór obrazów?

2. Na czym polega analiza obrazu i synteza obrazu?

3. Jak zbudowany jest kineskop monochromatyczny?

4. Jak zbudowany jest kineskop kolorowy?

5. Z jakich sygnałów składa się całkowity sygnał wizji telewizji czarno-białej?

6. Jaką rolę spełniają sygnały synchronizacji?

7. Jaką rolę spełniają sygnały wygaszania?

8. Na czym polega zasada odpowiedniości systemów telewizji czarno-białej i kolorowej?

9. Z jakich sygnałów składają się tzw. sygnały transmisyjne w telewizji kolorowej?

10. W jaki sposób tworzony jest sygnał chrominancji?

11. Jakie są różnice systemami telewizji kolorowej NTSC, SECAM i PAL?

12. Na czym polega modulacja kwadraturowa w systemie telewizji kolorowej PAL?


56

13. W jakim celu w całkowitym sygnale wizji telewizji kolorowej w systemie PAL przesyłany

jest sygnał „burst”?

14. Jakie zadanie w odbiorniku telewizji kolorowej spełnia blok wizji?

15. Jakie zadanie w odbiorniku telewizji kolorowej spełnia blok synchronizacji?

16. Jakie zadanie w odbiorniku telewizji kolorowej spełnia blok odchylania?

17. Jakie informacje wizyjne mogą być przekazywane podczas odbioru programu

telewizyjnego?

18. Na czym polega system teletekstu?

19. Jakie przyrządy kontrolno-pomiarowe należy stosować przy pomiarach i serwisie

odbiorników telewizji kolorowej?

20. Jakie są ogólne zasady eksploatacji, konserwacji i napraw odbiorników telewizji

kolorowej?

21. Jakie są przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy w zakresie eksploatacji i napraw

odbiorników telewizji kolorowej?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz częstotliwość odchylania poziomego w standardzie telewizyjnym USA wiedząc, że

obraz jest podzielony na 525 linii a czas wybierania jednej linii obrazu wynosi 64 µs.



1) rozpoznać zagadnienie,

2) odszukać wzór,

3) zapisać zależność na wyliczenie częstotliwości odchylania poziomego, 4) wykonać

obliczenia.




Ćwiczenie 2

Zlokalizuj na rysunku przedstawiającym fragment całkowitego sygnału wizji telewizji

czarno-białej impulsy: synchronizacji poziomej i pionowej, wygaszania linii i pola oraz

wyrównawcze.




57


1) odszukać określenia poszczególnych

impulsów,

2) zaznaczyć na rysunku wymienione impulsy, 3)

uzasadnić trafność wskazania impulsów.


− papier formatu A4, flamastry, −


Ćwiczenie 3

Oblicz częstotliwość nośną wizji, gdy częstotliwość nośna fonii wynosi 540 MHz.




2) zapisać zależność na wyliczenie częstotliwości nośnej wizji, 3)

wykonać obliczenie.




Ćwiczenie 4

Porównaj systemy telewizji kolorowej.



1) odszukać w materiałach dydaktycznych kryteria porównania,

2) podać nazwy systemów,

3) dokonać analizy porównawczej systemów,

4) zapisać różnice w systemach ze wskazaniem na cechy charakterystyczne i właściwości.




Ćwiczenie 5

Zlokalizuj na rysunku przedstawiającym fragment całkowitego sygnału wizji

odpowiadającemu obrazowi pasów kolorowych sygnały luminancji, chrominancji, burst oraz

impulsy synchronizacji poziomej.


58




1) odszukać określenia poszczególnych

sygnałów,

2) zaznaczyć na rysunku wymienione sygnały, 3)

uzasadnić trafność wskazania sygnałów.




Ćwiczenie 6

Zlokalizuj i scharakteryzuj bloki funkcjonalne odbiornika telewizji kolorowej zaznaczone

na rysunku liczbami.



59



1) rozpoznać poszczególne bloki,

2) zapisać nazwy bloków,

3) dokonać analizy działania zaznaczonych bloków,

4) uzasadnić trafność określenia zaznaczonych bloków.




Ćwiczenie 7

Wykonaj regulację równoważenia bieli w odbiorniku telewizji kolorowej.



1) odszukać w materiałach dydaktycznych przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy w

zakresie regulacji i strojenia sprzętu telewizyjnego,


3) zapoznać się z instrukcją serwisową,

4) połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem blokowym zamieszczonym w instrukcji,

5) wykonać regulację równoważenia bieli,

6) dokonać analizy wykonywanych czynności podczas regulacji.


− odbiornik telewizji kolorowej,

− instrukcja serwisowa,

− generator obrazu pasów kolorowych,



Ćwiczenie 8

Wykonaj przegląd i regulację odbiornika telewizji kolorowej.



1) doprowadzić do odbiornika sygnał z generatora obrazów testowych,

2) dokonać analizy jakości obrazu na podstawie obserwacji uzyskanych obrazów na ekranie

odbiornika,

3) wykonać regulacje dostępne z zewnątrz odbiornika w celu uzyskania najlepszego obrazu i

dźwięku (w/g subiektywnej oceny własnej), 4) dokonać analizy wykonywanych czynności.


60


− odbiornik telewizji kolorowej,

− generator obrazów testowych,

− instrukcja obsługi odbiornika,

− zestaw przyrządów kontrolno-pomiarowych, −

stanowisko do badania.

Ćwiczenie 9

Zlokalizuj uszkodzenie i usuń usterkę w bloku odchylania poziomego odbiornika

telewizyjnego.



1) odszukać w materiałach dydaktycznych przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz

ogólne zasady napraw odbiorników telewizyjnych,

2) dokonać lokalizacji uszkodzonego bloku odbiornika na podstawie charakterystycznych

objawów zaobserwowanych na ekranie odbiornika telewizyjnego

3) zdemontować odbiornik w kolejności wg instrukcji serwisowej,

4) połączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem blokowym zamieszczonym w instrukcji

serwisowej,

5) wykonać pomiary napięć stałych w wybranych punktach i zaobserwować przebiegi

napięciowe na ekranie oscyloskopu,

6) dokonać analizy uzyskanych wyników,

7) zlokalizować i wymienić uszkodzony element,

8) zmontować odbiornik,

9) sprawdzić poprawność działania odbiornika po dokonaniu naprawy.


− odbiornik telewizyjny,

− schemat ideowy i instrukcja serwisowa odbiornika,


− aparatura kontrolno-pomiarowa, −



4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie nadawanie i odbiór obrazów?

2) wyjaśnić pojęcie analiza obrazu i synteza obrazu?

3) opisać budowę kineskopu monochromatycznego?

4) opisać budowę kineskopu kolorowego?


61

5) sklasyfikować sygnały w całkowitym sygnale wizji telewizji czarno- białej?

6) rozróżnić pojęcia: sygnały synchronizacji, sygnały wygaszania?

7) wyjaśnić pojęcie odpowiedniości systemów telewizji czarno-białej i kolorowej?

8) sklasyfikować sygnały transmisyjne w telewizji kolorowej?

9) wyjaśnić zasadę tworzenia sygnału chrominancji?

10) rozróżnić systemy telewizji kolorowej NTSC, SECAM i PAL?

11) wyjaśnić pojęcie sygnału „burst”?

12) określić zadania poszczególnych bloków odbiornika telewizji kolorowej?

13) wyjaśnić pojęcie teletekstu?

14) wyliczyć przyrządy kontrolno-pomiarowe stosowane w pomiarach

i serwisie odbiorników telewizji kolorowej?

15) określić zasady eksploatacji, konserwacji i napraw odbiorników telewizji

kolorowej?

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję.

2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi. Tylko

jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie

ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Zadania wymagają stosunkowo prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed

wskazaniem poprawnego wyniku.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na

później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

9. Na rozwiązanie testu masz 40 min.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Długość fali elektromagnetycznej λ emitowanej przez nadajnik radiowy pracujący przy

częstotliwości 200 kHz wynosi

a) 66,6 m.

b) 1500 m.

c) 150 m.

d) 666 m.


62

2. Przyjęty w radiofonii przedział częstotliwości: 525–1605 kHz to zakres fal a) średnich.

b) UKF.

c) krótkich.

d) długich.

3. Przy rozchodzeniu się fal radiowych występują tzw. strefy martwe w odbiorze stacji dla fal

a) długich.

b) krótkich.

c) UKF.

d) średnich.

4. Przedstawiona na rysunku antena radiowa to

a) antena Yagi.

b) półfalowy dipol pętlowy.

c) antena pokojowa.

d) półfalowy dipol prosty.

5. Częstotliwość heterodyny fh w odbiorniku radiowym FM dostrojonym do stacji radiowej

pracującej na częstotliwości 97 MHz wynosi

a) 86,3 MHz.

b) 110,2 MHz.

c) 107,7 MHz.

d) 97,465 MHz.

6. Częstotliwość tzw. sygnału lustrzanego (mogący powodować powstawanie zakłóceń) dla

odbiornika radiowego dostrojonego do częstotliwości 5 MHz (na zakresie fal krótkich)

wynosi

a) 5,465 MHz.

b) 5,93 MHz.

c) 15,7 MHz.

d) 4,535 MHz.


63

7. Blok oznaczony znakiem zapytania na rysunku przedstawiającym schemat blokowy

nadajnika AM pełni funkcję

a) modulatora.

b) powielacza.

c) detektora.

d) dyskryminatora napięcia.

8. Skrót ARW oznacza

a) automatyczną regulację fazy.

b) automatyczną regulację warikapów.

c) automatyczną regulację wzmocnienia.

d) automatyczny rozruch wzmacniacza.

9. Blok oznaczony znakiem zapytania na rysunku przedstawiającym schemat blokowy

odbiornika radiowego spełnia funkcję

a) filtru środkowo-przepustowego.

b) demodulatora.

c) filtru m.cz..

d) dekodera stereo.

10. Rolą mieszacza w odbiorniku radiowym jest

a) wytworzenie sygnału pośredniej częstotliwości.

b) wzmocnienie sygnału wielkiej częstotliwości.

c) wydzielenie sygnału małej częstotliwości.

d) wzmocnienie sygnału pośredniej częstotliwości.

11. Zespolony sygnał stereofoniczny MPx złożony jest z

a) pilota stereo, sygnałów lewego i prawego kanału.

b) pilota stereo, sygnałów: mono M = (L+P)/2 i stereo S = (L-P)/2.


64

c) podnośnej stereo, sygnałów: mono M = (L+P)/2 i stereo S = (L-P)/2.

d) podnośnej stereo, sygnałów lewego i prawego kanału.

12. W procesie modulacji amplitudy sygnał w.cz oddziaływuje na

a) amplitudę sygnału m.cz.

b) fazę sygnału w.cz.

c) częstotliwość sygnału w.cz.

d) amplitud sygnału w.cz.

13. System transmisji informacji użytkowych w kanale radiowym w paśmie UKF-FM to a)

DAB.

b) RDS.

c) AMDS.

d) NICAM.

14. Analiza obrazu w urządzeniach telewizyjnych to

a) przetwarzanie sygnałów elektrycznych na obraz.

b) wyznaczenie poziomu sygnału luminancji.

c) przetwarzanie obrazu na sygnały elektryczne.

d) określenie zawartości kolorów RGB w obrazie.

15. Czas wybierania jednej linii obrazu wynosi

a) 20 µs.

b) 64 ms.

c) 64 µs.

d) 25 ms.

16. W standardzie europejskim obraz jest podzielony na

a) 625 linii.

b) 819 linii.

c) 525 linii.

d) 325 linii.

17. Wybieranie międzyliniowe jest stosowane w

a) telewizji użytkowej.

b) telewizji naukowej.

c) telemetrii.

d) telewizji programowej.

18. Maska w kineskopie kolorowym służy do

a) uzyskania równowagi bieli.

b) wytworzenia strumieni elektronów.

c) zapewnienia czystości kolorów.

d) skupienia strumieni elektronów.


65

19. Impulsy synchronizacji pionowej oznaczają moment

a) zakończenia analizy linii.

b) zakończenia wygaszania strumieni elektronów.

c) zakończenia analizy półobrazu.

d) rozpoczęcia analizy linii.

20. Przy częstotliwości nośnej wizji równej 207 MHz, częstotliwość nośna fonii wynosi

a) 200,5 MHz.

b) 212,5 MHz.

c) 213,5 MHz.

d) 202,5 MHz.

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ..........................................................................................................................

Badanie urządzeń radiowo-telewizyjnych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

11 a b c d

12 a b c d

13 a b c d

14 a b c d

15 a b c d

16 a b c d

17 a b c d

18 a b c d


66

19 a b c d

20 a b c d

Razem:

6. LITERATURA 1. Chaciński H.: Urządzenia radiowe. WSiP Warszawa 1989

2. Bogdan T.: Urządzenia radiowe. Podręcznik dla technikum. WSiP Warszawa 1991

3. Bogdan T.: Urządzenia radiowe. Podręcznik dla zasadniczej szkoły zawodowej. WSiP

Warszawa 1988

4. Pieniak J.: Anteny telewizyjne i radiowe. WKiŁ Warszawa 1997

5. Limann O., Pelka H.: Radiotechnika. Poradnik. WKiŁ Warszawa 1993

6. Morawski J.: Urządzenia telewizyjne. WSiP Warszawa 1988

7. Ibrahim K. F.: Odbiorniki telewizyjne. WNT Warszawa 1994

8. Urbański B.: Odbiorniki telewizji kolorowej. WNT Warszawa 1981

9. Rusin M.: Systemy transmisji. Telewizja. WKiŁ Warszawa 1990

10. Filipowski D.: Serwis odbiorników telewizyjnych. WKiŁ Warszawa 1996

11. Limann O., Pelka H.: Telewizja. Poradnik. WKiŁ Warszawa 1993

12. Wielich G.: Nowoczesny odbiornik telewizji kolorowej. AVT Warszawa 2004

13. Instrukcje serwisowe odbiorników radiowych i telewizyjnych

Technik.teleinformatyk 312[02] z2.01_u

Business

Transcript of Technik.teleinformatyk 312[02] z2.01_u