CORECTAREA DISTORSIUNILOR NELINIARE

tehnica mecanica

Principalele cauze care pot provoca schimbarea fazei subpurtatoarei de crominanta cu nivelul semnalului de luminanta sunt:

1- limitarea amplitudinii subpurtatoarei de crominanta. Componenta fundamentala a unui semnal limitat, singura care poate fi transmisa prin canalul standard de largime de banda limitata, este decalata ca faza fata de semnalul incident. Aceasta decalare de faza este functie de gradul de limitare. În emitatoarele de televiziune asemenea fenomene pot sa se produca atât în domeniul alb (limitare sau comprimare), cât si în domeniul negru (comprimare). Se stie ca, comprimarea, ca efect de neliniaritate este un caz special de limitare si deci poate fi însotita de o variatie de faza.

2- transmisia semnalului pe ramuri paralele, si apoi recombinarea lui. În aceasta categorie intra emitatoarele cu etaje de putere în paralel. Daca timpul de propagare a semnalului prin cele doua ramuri nu este egal la toate nivelele de luminanta, semnalul însumat la iesire va prezenta o variatie de faza functie de semnalul de luminanta.

Nota

Limitarea la alb, este un parametru impus de conditiile procesului de exploatare a unui lant complex de transmisie (studio - linii de transmisie (RR) - emitator) si de-a-lungul caruia diagrama de nivele are o variatie practic inevitabila. Se pot considera doua situatii:

2 - Variatia în sensul maririi nivelului semnalului video la intrarea emitatorului TV, care produce marirea adâncimii (gradului) de modulatie la alb, catre o zona profund neliniara (provocând aparitia unor distorsiuni neliniare care nu pot fi compensate) si reduce nivelul minim al amplitudinii purtatoarei de imagine sub 10% din nivelul ei maxim, nivel la care canalul de sunet al receptoarelor tip "intercarrier" ar putea fi preluat de zgomot (modulatie de frecventa sub pragul de zgomot). Este posibil deasemenea ca marirea semnalului de intrare sa conduca la supramodulatie cu efecte grave asupra calitatii imaginii transmise (prin crearea de componente parazite în interiorul si în afara benzii canalului util).

Din aceste motive, în televiziune, nivelul maxim al semnalului video (alb) la intrarea etajului modulat se regleaza la valoarea corespunzatoare unei adâncimi de modulatie de 87 %, semnalul de luminanta la intrarea echipamentului având nivelul nominal 0,7 V_vv

Pentru a nu depasi valoarea maxima admisa, emitatoarele sunt prevazute cu posibilitatea de a limita cresterea nivelului semnalului peste o anumita valoare. De la aceasta valoare - în sensul cresterii - fie ca se produce o limitare de nivel, fie ca se face o comprimare a acestuia.

Asa dar, instalatia pentru limitarea supramodulatiei este destinata mentinerii constante a nivelului de alb, respectiv a gradului de modulatie, care conform standardelor trebuie sa fie de 12,5 ± 2,5% din nivelul de vârf.

Limitarea nivelului de alb nu se face net, la o crestere a nivelului semnalului de intrare va creste într-o mica masura si gradul de modulatie. Eficienta schemei de limitare la alb se apreciaza ca buna, daca prin marirea nivelului semnalului la intrare cu 3 dB, gradului de modulatie nu va creste mai mult de 2 % (grad de modulatie de max. 90%).

Schema bloc a unui tip de limitator de alb este prezentata în fig.62.

Semnalul de intrare se aplica simultan pe doua cai. Calea principala de banda 5 sau (6MHz), începe cu o linie de întârziere de cca.100 ns. Urmeaza amplificatorul A3 si etajul de însumare în care semnalul video din calea principala se aduna cu semnalul provenit din calea secundara. Pe calea secundara amplificartorul A1 realizeaza impedanta si nivelul necesar pentru atacul filtrului trece-jos. Acest filtru are caracteristica plata pâna la cca. 2 MHz (-0,5 dB), iar la frecventa de 4,43 MHz prezinta o atenuare de cel putin 20 dB. Aceasta caracteristica se alege din conditia de a nu se transmite pe aceasta cale semnale de 4,43 MHz, iar în banda 0 - 2 MHz faza filtrului sa fie cât mai liniara.

Dupa amplificatorul A2, care compenseaza atenuarea de insertie a filtrului se face o axare pe nivel de stingere si o preluare a semnalului de luminanta care depaseste un anumit nivel (b) semnal ce se transmite circuitului sumator cu faza inversata (c) mult amplificat. Prin însumarea semnalului (a) ce vine pe calea principala (cu nivelul de luminanta mai mare decât cel corespunzator nivelului de intrare nominal 0,7 V_vv) cu semnalul (c) se obtine semnalul (d) cu albul limitat (daca este cazul) (fig. 62. 2)

Deoarece faza semnalelor în banda 0 - 2 MHz, care sosesc la sumator pe calea secundara, difera cu 180⁰ fata de a celor care vin pe calea principala la iesirea sumatorului se va obtine semnalul limitat din fig. 62. 3.

Întrucât semnalele cu frecventa în jurul valorii de 4,43 MHz nu ajung la sumator pe calea secundara, la iesirea sumatorului aceste frecvente (semnalul de crominanta) nu sunt afectate chiar daca la intrare sosesc cu un nivel superior celui nominal (fig. 62. 4).

Linia de întârziere trebuie sa realizeze o întârziere egala cu cea introdusa pe calea secundara de catre filtrul trece-jos, în banda 0 - 2 MHz, pentru a obtine o opozitie de faza perfecta între semnalele ce ajung la sumator pe cele doua cai.

De obicei limitatoarele de alb sunt prevazute si cu un etaj de semnalizare cu LED, astfel ca pe panoul frontal se semnalizeaza depasirea nivelului de alb prestabilit.

Un alt mod de limitare a nivelului de alb se face prin comprimarea semnalului video fara a se produce "taierea" amplitudinilor maxime. Circuitul de limitare al nivelului de alb asigura deci, nivelul prestabilit. Pentru o functionare corecta a circuitului de limitare a albului, este necesar ca acesta sa primeasca la intrare un semnal video cu componenta continua restabilita (prin impulsuri de axare comandata).

În figura 63 se prezinta un circuit de limitare a nivelului de alb din semnalul video. Circuitul de axare a nivelului de stingere realizat cu tranzistorul T₂ resta-bileste componenta continua a semnalului video aplicat pe baza tranzistorului T₁. Potentiometrul P₁ regleaza nivelul tensiunii continue pe care se axeaza impulsurile de stingere în baza, respectiv în colectorul T₁.

Circuitul de limitare a albului este format din divizorul de tensiune reglabil R₁, P₂ si dioda D. Potentiometrul P₂ se regleaza astfel încât dioda D sa fie blocata atât timp cât semnalul video complex de la iesirea amplificatorului este mai mica de 1 V_vv ceea ce corespunde nivelului U_a din colectorul lui T₁. Daca nivelul de alb depaseste valoarea U_a prestabilita cu P₂, dioda D intra în conductie si limiteaza tensiunea în colectorul lui T₁ la aceasta valoare.

Stabilizarea impulsurilor de sincronizare

Stabilizarea impulsurilor de sincronizare în procesul transmisiei semnalelor video este necesara pentru urmatoarele motive:

în productiile studiourilor de televiziune apar variatii ale nivelurilor în functie de conditiile de înregistrare;

pe liniile de transmisie apar uneori fluctuatii de nivel cauzate de neadaptarile din punctele de interconectare;

reglajele emitatoarelor în anumite situatii sunt efectuate incorect, motiv pentru care apar limitari (reducerea amplitudinii impulsului sincro). De exemplu, în cazul reglajului distorsiunilor de neliniaritate, precorectorul realizeaza compensarea neliniaritatii caracteristicii de amplitudine a emitatorului în domeniul nivel alb-nivel negru si introduce o predistorsiune neliniara în domeniul impulsurilor de sincronizare. La intrarea în modulator nivelul relativ al impulsurilor de sincronizare în semnalul de televiziune se obtine mai mare sau mai mic decât nivelul standard. În felul acesta, impulsurile de sincronizare pot fi aplicate pe portiunile neliniare ale caracteristicilor dinamice ale etajelor urmatoare, astfel încât la iesirea din emitator nivelul lor relativ în semnalul radiat sa nu fie conform standardului.

Variatiile de amplitudine ale impulsurilor de sincronizare - mai ales în cazul reducerii acestora - are un efect total nefavorabil la receptionarea semnalului transmis, manifestat prin nesincronizarea corecta a imaginilor si care conduce la instabilitatea acestora.

Stabilizatorul de impulsuri de sincronizare asigura un nivel constant al impulsurilor de sincronizare la iesirea emitatorului, atunci când semnalul video complex la intrare variaza în anumite limite. Eficienta stabilizatorului difera între emitatoare (în functie de schemele utilizate), dar, de regula, se cere ca amplitudinea impulsului de sincronizare sa ramâna constanta la variatii ale acestuia în limitele   - 6 dB si +3 dB.

Sunt diferite modalitati de realizare a acestui deziderat. La baza lor stau doua principii: 1) rezectarea impulsului sincro, si adaugarea la restul pastrat, a unui impuls generat local (care are caracteristicile impulsului sincro corect). Aceasta metoda are si un alt avantaj si anume, în acest mod se elimina eventualele deformari ale impulsurilor (referitor la durata lor). 2) separarea impulsurilor de sincronizare de semnalul video de luminanta, amplificarea si limitarea lui, si apoi recombinarea cu semnalul initial. În ambele metode amplitudinea impulsului sincro are posibilitatea de a fi reglata.

Schema bloc a stabilizatorului impulsului de sincronizare din figura 64, foloseste principiul separarii impulsurilor sincro si apoi recombinarea lor.

Semnalul de intrare este aplicat unui amplificator inversor de polaritate. Acesta amplifica semnalul de intrare de cca. 3 ori, iar impedanta lui de iesire este mica, cerinta impusa de axarea comandata a procesorului de semnal video, care la intrare are un tranzistor MOS. În poarta acestui tranzistor componenta continua este refacuta prin axare comandata, în acelasi timp el extinde (amplifica) impulsurile sincro-complex. Circuitul rezonant (f₀= 4,43 MHz) de la una din intrarile în procesorul sincro, evita perturbarea de culoare pe durata axarii.

Separarea semnalului sincro-complex se realizeaza de catre separatorul de sincro. Pragul de separare este reglabil. Tot aici se regleaza componenta continua a semnalului sincro-complex. Daca valoarea instantanee a semnalului din baza tranzistorului T₂ depaseste potentialul lui T₁, potential obtinut prin detectie de vârf a semnalului video-complex, tranzistorul T₂ se deschide iar tranzistorul T₁ se blocheaza. Astfel, impulsurile de sincronizare se combina cu semnalul de luminanta. Semnalul rezultat are o amplitudine mult mai mare (luminanta = 1,4 V_vv, iar sincro = 1,2 V_vv). Semnalul sincro-complex este limitat în etajul de iesire pentru a asigura în final nivelul nominal (0,3 V_vv) sau alt nivel, impus de necesitatile de precorectie a emitatorului. Nivelul semnalului de sincronizare de la iesire este reglat cu ajutorul unui potentiometru montat pe panoul frontal.

Restabilirea componentei continue.

Stabilitatea nivelului de stingere.

Într-un emitator de structura clasica pot interveni prin regimul sau de functionare si alte modificari a-i parametrilor care sa aiba influente negative asupra calitatii imaginii reprodusa la receptie. Semnalul de videofrecventa are si o componenta continua data de valoarea medie a sa. De exemplu, pentru redarea normala a unei imagini este necesara transmiterea corecta a componentei continue a semnalului video dinamic. Aceasta este proportionala cu luminanta medie a imaginii. Deoarece în instalatii se folosesc amplificatoare cu cuplaj RC, aceasta componenta se pierde. Într-o serie de puncte din lantul de transmisiune, aceasta componenta trebuie refacuta neaparat pentru a nu apare distorsiuni sau functionari incorecte. Transmiterea corecta a componentei continue va trebui restabilita înaintea modulatiei MA cu scopul micsorarii dinamicii de modulatie (marirea eficientei energetice a emitatorului).

Stabilitatea nivelului de stingere este definita prin variatia acestui nivel în semnalul de iesire (dupa demodulare), raportata la nivelul nominal al semnalului de luminanta, atunci când semnalul de intrare variaza de la alb (componenta continua maxima) la negru (componenta continua minima).

Acest parametru (stabilitatea nivelului de stingere) conditioneaza precizia la care este transmisa componenta de curent continuu a imaginii, si în plus reprezinta un criteriu de stabilitate a puterii emitatorului în regimul de functionare la nivel de stingere.

Stabilitatea acestui nivel va afecta iluminarea generala a imaginii transmise, si mai ales va schimba continuu regimul de functionare al emitatorului cu efecte secundare (de usoara înrautatire sau cel putin de instabilitate) asupra caracteristicilor de liniaritate si de zgomot (prin variatia încarcarii alimentatoarelor de putere).

Refacerea componentei continue se face cu circuite de axare (fixare) comandata. Este obligatoriu ca semnalul de videofrecventa sa aiba si componenta continua în urmatoarele puncte din lant: la intrarea în corectorul de liniaritate, corectorul de faza diferentiala, limitatorul de alb si modulatorul emitatorului, precum si la cinescopul receptorului.

Pentru exemplificare, în fig. 65 se dau o serie de semnale cu componenta continua (fig. 65 b) si fara (fig. 65 c), pentru trei imagini diferite (fig. 65 a). Este evidenta necesitatea prezentei componentei continue (U₀) în ce priveste redarea corecta a semnalelor de luminanta (fig. 65 b); nivelele corespunzatoare aceleiasi luminante sunt redate diferit în lipsa componentei continue (fig. 65 b).

Din motivele deja aratate, este necesar sa se restabileasca componenta continua. Acest deziderat se realizeaza cu ajutorul unor circuite care aliniaza un nivel caracteristic al semnalelor pe un potential dat, fixând astfel nivelul respectiv.

Se pot folosi circuite simple cu diode sau circuite de fixare (axare) comandata, cu diode sau tranzistoare.

4.4.5.1. Circuite simple pentru fixarea nivelului

Aceste circuite folosesc scheme bazate pe principiul detectorului de vârf. Cu ajutorul acestuia, un nivel caracteristic al semnalului de TV, de exemplu nivelul de stingere, se fixeaza pe un anumit nivel de tensiune (egal cu zero sau cu alta valoare).

Se considera schema din figura 66, care corespunde unui circuit obisnuit de cuplaj RC între doua etaje, si un semnal de TV obtinut în urma explorarii unei linii de pe o imagine formata dintr-o bara alba pe fond negru. Semnalul se ia de polaritate pozitiva

Dupa trecerea prin condensator, componenta medie nu se mai transmite si semnalul se axeaza în jurul valorii sale medii, asa fel ca suprafetele hasurate din figura 66c sa fie egale. Condensatorul C se încarca cu tensiunea U₀ cu polaritatile indicate în figura.

Pentru refacerea componentei continue este suficient sa se monteze în paralel pe rezistenta R o dioda, cu sensul aratat în figura 66d.

Functionarea schemei de axare. Rationamentul se reia din momentul în care se conecteaza dioda în circuit. Atât timp cât tensiunea pe catodul diodei este mai mare decât pe anodul ei, dioda nu conduce. Anodul diodei este la un potential fix egal cu potentialul de referinta de 0 V iar catodul urmareste variatiile de potential date de semnalul transmis, variatii care au loc în jurul valorii medii.

Sunt momente când potentialul catodului este negativ. Aceasta se întâmpla în timpul unei parti a perioadei. Valoarea cea mai negativa apre în timpul impulsurilor de stingere pe orizontala. În acest moment dioda D se deschide si condensatorul C se descarca rapid (curentul i₁) prin rezistenta foarte mica a diodei în sens de conductie. Armatura din dreapta a condensatorului a preluat în acest moment potentialul de 0 V. Dupa aceea semnalul creste. Dioda nu mai poate conduce deoarece acum are un potential pozitiv pe catod.

Pâna la sosirea celui de-al doilea impuls de stingere, condensatorul C are tendinta sa se încarce din nou cu componenta medie. Deoarece rezistenta R este de valoare mare, condensatorul se încarca în timpul T_H   cu o sarcina foarte redusa. La sosirea unui nou impuls, condensatorul se descarca din nou prin dioda D.

Astfel, desi intervine un condensator de cuplaj, datorita acestei scheme punctul A (fig.66d) va avea potentialul 0 V, care se reface permanent în timpul stingerii. Semnalul se va alinia permanent de aceeasi parte a acestui nivel fixat, catre valori pozitive, având forma initiala.

Nivelul de axare se poate alege si de alta valoare, de exemplu de o valoare negativa, asa cum se vede în schema din figura 67. Nivelul de axare se poate regla cu ajutorul potentiometrului P. Încazul acestei scheme semnalul axat se prezinta ca în figura 67 b.

Aceste scheme simple au dezavantajul ca nu reactioneaza suficient de rapid la schimbari rapide de componenta medie a semnalului video în ambele sensuri (cazul transmiterii scenelor întunecoase urmate de cele foarte luminoase).

Circuite de axare comandata a nivelului

Circuitele de acest fel sunt preferate deoarece reactioneaza la fel de bine în orice situatie din punct de vedere al variatiilor semnalului video.

În figura 68 se prezinta o schema de axare comandata.

Tranzistorul T₃ lucreaza în regim blocat între impulsurile de comanda si în regim de saturatie în timpul impulsurilor de comanda, care au perioada de repetitie a impulsurilor de sincronizare pe orizontala, latimea mai redusa decât impulsurile de stingere, dar sunt sincrone cu acestea (fig. 69 b).

Primul etaj este un repetor pe emitor (T₁, la care nu s-a mai figurat circuitul de polarizare al bazei). Componenta continua se pierde din cauza existentei condensatorului de cuplaj C_c. Se presupune, pentru a pune mai bine în evidenta functionarea, ca semnalul se axeaza în jurul valorii medii (fig. 69 a). Aici s-a reprezentat semnalul corespunzator la doua linii de explorare, succesive.

Odata cu aplicarea impulsurilor de comanda (de polaritate pozitiva pentru un tranzistor npn) tranzistorul T₃ este adus la saturatie. Prin urmare, tensiunea la bornele sale u_CEsat fiind foarte mica, pe colectorul sau apare tensiunea U₀ de referinta, care corespunde nivelului pe care se doreste sa se faca alinierea semnalului. Aceasta tensiune U₀ se obtine la bornele unui condensator C₀ de valoare mare si este reglabila cu ajutorul potentiometrului P.

Indiferent de polaritatea tensiunii cu care era încarcat condensatorul C_c ca urmare a valorii medii a semnalului, atunci când tranzistorul T₃ este deschis, condensatorul C_c se încarca sau se descarca prin tranzistorul T₃ pâna când armatura sa din dreapta ajunge la o tensiune egala cu cea de axare. Circuitul se închide prin R_ies1, R_sat, C₀ si tranzistorul conduce într-un sens sau altul.

Între impulsurile de stingere pe orizontala, condensatorul C_c se poate descarca prin curentul rezidual I_CB0 al tranzistorului T₃ si prin rezistenta de intrare R_in2 al tranzistorului T₂.

În figura 69 b sunt reprezentate impulsurile de comanda pentru axare. Ele sunt generate de catre un circuit basculant comandat de impulsurile de sincronizare, dupa ce au fost trecute printr-un circuit de diferentiere si apoi întârziate pentru a coincide cu momentul potrivit pe palierul impulsurilor de stingere.

Imulsurile de axare nu trebuie sa modifice salva de impulsuri de sincronizare de crominanta (burst) si pentru aceasta durata lor (latimea impulsurilor), ca si actiunea lor pe palierul stingerii, precum si stabilitatea lor trebuie sa fie foarte buna.

Fixarea palierului impulsului de stingere prin axare comandata trebuie sa fie foarte bine controlata, deoarece de eficienta ei depinde si stabilitatea palierului impulsului respectiv.