LABORATORIO DE TELEVISIÓN RECEPTOR DE TELEVISIÓN ETAPAS DE F.I., DEMODULADOR DE IMAGEN Y SEPARADOR DE SINCRONISMOS. - Sincronismo Horizontal

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1 LABORATORIO DE TELEVISIÓN PRÁCTICA N1 1 RECEPTOR DE TELEVISIÓN ETAPAS DE F.I., DEMODULADOR DE IMAGEN Y SEPARADOR DE SINCRONISMOS - Cadena de FI - CAG Diferido - Sincronismo Horizontal - Sincronismo Vertical

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3 ÍNDICE 1.- AMPLIFICADOR Y DEMODULADOR DE FI DE IMAGEN Introducción Curva de respuesta de F.I Retardo de grupo Demodulador de F.I CAG diferido Circuito de FI del TV de prácticas 2.- MEDIDAS Y AJUSTES EN LAS ETAPAS DE F.I Curva de respuesta Niveles de portadoras Flanco de Nyquist CAG diferido Trampa de 5,5MHz. 3.- SEPARADOR DE SINCRONISMOS Introducción Circuito integrado TDA Circuitos periféricos. 4.- MEDIDAS EN EL CIRCUITO DE SINCRONISMOS Medida de oscilogramas Oscilador de líneas. Márgenes de enganche y retención Sicronismo vertical. Entrelazado de líneas Análisis oscilográfico de los impulsos de sincronismo de la señal de vídeo. 1-1

4 1.- AMPLIFICADOR Y DEMODULADOR DE FI DE IMAGEN INTRODUCCIÓN Antes de describir esta etapa se recuerda el proceso seguido por la señal de R.F. hasta convertirse en la F.I. Para ello se hará uso de la figura 1 que representa el diagrama de bloques básico de un sintonizador convencional. Señal de RF F. I. Al demodulador CAG O. L. f OL = f PI + 38,9 MHz Figura 1.- Diagrama de bloques de un sintonizador. En primer lugar se selecciona un canal por medio de un filtro paso banda de sintonía variable. El ancho de banda de este filtro y su respuesta en función de la frecuencia se da en la figura 2. 0 db - 3 db 0 db - 3 db PI 8 9 MHz PS P.I.: Portadora de Imagen P.S.: Portadora de Sonido Figura 2.- Curva de respuesta del filtro de entrada de R.F. del sintonizador. A continuación, la señal de R.F. se amplifica y mezcla con la de un Oscilador Local cuya frecuencia se sitúa en todo momento 38,9 MHz. por encima de la Portadora de Imagen. De los distintos productos que aparecen en la mezcla se elige la diferencia, que es la F.I. 1-2

5 En el proceso de conversión de R.F. a F.I. en el sintonizador se produce un intercambio de posiciones entre las portadoras de imagen y sonido. En efecto, la portadora de imagen a nivel de FI en el estándar B/G de TV tiene una frecuencia de 38,9MHz, que resulta ser más alta que la de sonido, cuyo valor es de 33,4MHz. La señal resultante a nivel de de FI en el sintonizador se amplifica y filtra para eliminar productos no deseados de la mezcla, antes de ser entregada a los circuitos de FI de la placa de señal del televisor. La sintonía de los canales se hace de forma muy precisa por medio de un sistema de síntesis de frecuencia y un dispositivo PLL. Está prevista, además, la posibilidad de desplazar la frecuencia del oscilador (sintonía fina) en un margen relativamente amplio para acomodar la nitidez de la imagen al gusto del usuario. Ya en la placa de señal del televisor, la señal de F.I. que entrega el sintonizador se amplifica, se conforma en un filtro especial (SAW) y finalmente se demodula. A la salida del demodulador aparece la información de vídeo en banda base y la interportadora de sonido (5,5MHz en norma B/G) modulada en FM con la información de audio. Ver la figura 3. Figura 3.- Diagrama de bloques para la demodulación de F.I. Mientras que la respuesta de la información de vídeo demodulada depende en gran medida de la frecuencia del oscilador local (sintonía del canal seleccionado), la del sonido no varía (dentro de ciertos límites) al estar situada sobre una portadora (intercarrier) cuya frecuencia (5,5 MHz.) es constante. Esta portadora de sonido aparece en el demodulador de F.I. por mezcla de la P.I. (38,9 MHz) y la P.S. (33,4 MHz), siendo esta la razón por la que se ajusta la profundidad de modulación de la P.I. en la emisora a un valor máximo del 90%. En el supuesto de que alcanzara el 100% desaparecería la señal intercarrier de 5,5MHz en el receptor y, por consiguiente, el sonido. 1-3

6 1.2.- CURVA DE RESPUESTA DE F.I. La conformación de la curva de respuesta de la señal de F.I. se hace mediante un filtro con tecnología SAW (Surface Acoustic Wave) ubicado en la cadena de FI, cuya respuesta de amplitud en función de la frecuencia se muestra en la figura 4. 0 db Flanco de Nyquist. - 3 db - 6 db db 30,9 31,9 33,4 34,47 38,9 40,4 MHz PC 41,4 PICAS (G) PS PI PSCAI (G) PICAS (B) PSCAI (B) PICAS: Portadora de imagen del canal adyacente superior PSCAI: Portadora de sonido del canal adyacente inferior Figura 4.- Curva de respuesta del filtro de F.I. Sobre esta curva hay que hacer las siguientes consideraciones: 11- Para compensar el efecto de la banda lateral vestigial (BLV) empleado en la transmisión (ver la figura 5), que supone transmitir en doble banda lateral (DBL) el espectro situado 0,75MHz a ambos lados de la portadora, y en banda lateral única (BLU) el comprendido entre +0,75MHz y +5MHz, la portadora de imagen (PI) se sitúa sobre el flanco de Nyquist a unos 6 db por debajo de la máxima respuesta del filtro. El flanco de Nyquist tiene una anchura de banda que cubre la zona de señal que se transmite en doble banda lateral, es decir, aproximadamente 1,5MHz centrados alrededor de la portadora de imagen (Figura 6). En estas condiciones, la amplitud a la salida del demodulador de las componentes transmitidas en DBL tiene el mismo nivel que las transmitidas en BLU, con lo que se recupera en el televisor una respuesta plana para la señal de vídeo. 1-4

7 0,75 MHz 0,25 1,25 PI PC PS PI 0,25 4,43 1,07 1,5 CANAL RF 7 MHz (NORMA B) MHz Figura 5.- Distribución del espectro de los canales de TV en norma B (VHF). En norma G (UHF) hay una separación de 1 MHz entre principio y final de dos canales adyacentes. 0 db (100%) 90 % PI - 6 db (50%) 10 % 1 1,5 MHz Figura 6.- Configuración del flanco de Nyquist dentro de la curva de respuesta del filtro de F.I. 21- Al actuar sobre la sintonía fina, varía la frecuencia del oscilador local del sintonizador, y con ello, la posición de la P.I. sobre la curva de F.I. Esto último se traduce en una modificación de la respuesta de vídeo a la salida del demodulador, y por tanto, de la definición o resolución de la imagen. La figura 7 ilustra este comportamiento cuando la frecuencia del oscilador local se sitúa por encima y por debajo de su valor nominal. 1-5

8 PI PS - 6 db PS PI - 6 db PS PI - 6 db 33,4 38,9 MHz 33,4 38,9 MHz 33,4 38,9 MHz 5 MHz 5 MHz 5 MHz a b c a: P.I. por encima del valor nominal. Atenuación de las frecuencias altas de vídeo. b: P.I. en su posición nominal. Respuesta ideal. c: P.I. por debajo del valor nominal. Realce de las frecuencias altas de vídeo. Figura 7.- Influencia de la posición de la P.I. sobre la curva de respuesta del filtro de F.I. 31- La P.S. se atenúa unos 25dB para facilitar una separación eficaz entre las señales de vídeo y sonido (intercarrier) a la salida del demodulador de F.I. La figura 8 muestra la forma de onda de la señal a la salida del demodulador. Se aprecia que sobre la información de vídeo aparece superpuesta la de 5,5MHz. (sonido intercarrier). Figura 8.- Señales de vídeo compuesto y sonido intercarrier a la salida del demodulador. 1-6

9 Cuando el nivel de la señal intercarrier es excesivamente alto, como ocurre en el caso de una incorrecta sintonía del canal (figura 9), aparece un fenómeno perturbador conocido como Abarras de sonido en la - 6 db PS PI 33,4 38,9 MHz Figura 9.- Desintonía del canal recibido que provoca un incremento de la señal intercarrier sobre la información de vídeo. 41- Según la figura 5, la P.I. del canal adyacente superior y la P.S. del inferior están a 1,5 MHz. (2,5 MHz. para la norma G) de la P.S. y P.I., respectivamente, del canal sintonizado, pudiendo provocar perturbaciones sobre éste si su nivel es elevado. Para evitarlo, el propio filtro de F.I. introduce una atenuación superior a 50 db sobre dichas portadoras RETARDO DE GRUPO. La distorsión de retardo de grupo es un parámetro que afecta de manera importante a la señal de TV en su paso por las diferentes etapas del receptor, sobre todo las de F.I. Para que la calidad de la imagen no se degrade por este motivo, el retardo de grupo debería ser constante en el margen de frecuencias de vídeo comprendido entre 0 y 5 MHz. El elemento que introduce la distorsión de retardo más importante en el receptor de TV es el filtro SAW de la cadena de FI, sobre todo en la zona correspondiente a las altas frecuencias de la señal de vídeo. Es en esta zona donde el filtro SAW tiene la transición más abrupta desde la banda de paso a la banda atenuada. La corrección de esta distorsión en el receptor sería muy costoso, y por ello el CCIR adoptó la solución de aplicar una precorrección en el transmisor que neutralizara en gran medida la que introduce el receptor. En la figura 10 se reproduce la curva de precorrección de retardo de grupo que se aplica a los transmisores que trabajan según las normas B y G. Lógicamente, la distorsión de retardo de un receptor de TVC estándar debería tener a cada frecuencia aproximadamente el mismo valor que el transmisor, pero de signo contrario. 1-7

10 Retardo (ns) F (MHz) ,75 4,43 4, F (MHz) Retardo (ns) Tolerancia (ns) 0,25 0 "20 1, "60 2, "70 3, "70 3,75 0 "70 4, "45 4, "100 Figura 10.- Curva de retardo de grupo de un transmisor y tabla de valores y tolerancias. 1-8

11 1.4.- DEMODULADOR DE F.I. La demodulación de la señal de F.I. se efectúa en un detector síncrono. Este tipo de detección requiere la referencia de la portadora de imagen, que se extrae de la F.I. con un circuito resonante paralelo sintonizado a 38,9 MHz. Las características del citado filtro, principalmente la relación L/C y el Q, determinan en gran medida el comportamiento del demodulador, por lo que se exige de él un cuidadoso diseño y ajuste. Es habitual que el demodulador ofrezca dos salidas, utilizándose una de ellas para excitar el canal de vídeo mientras que la otra se lleva a la etapa demoduladora de F.M. para la recuperación del sonido. En ambos casos se emplean trampas y filtros para seleccionar la señal deseada (figura 11). Figura 11.- Diagrama de bloques del amplificador y demodulador de F.I. La supresión de la componente de 5,5MHz en la SVC se hace para evitar que el sonido perturbe la imagen. No obstante, se ha comprobado que con un simple circuito trampa no basta para atenuar suficientemente la señal intercarrier sin que, bajo determinadas circunstancias, se vea alterada la información de croma. Este problema se ha resuelto añadiendo una segunda trampa conectada al circuito en la forma que indica la figura 12. Figura 12.- Trampa adicional para una óptima supresión de la señal de 5,5MHz en el canal de vídeo. 1-9

12 Lo que antecede corresponde al caso de una transmisión de señales de TV con sonido monofónico donde hay una única portadora situada a 5,5MHz de la de imagen (normas) B y G. En transmisiones estereofónicas se utilizan dos portadoras, tanto para el sistema alemán IRT (analógico) como para el sistema NICAM 728 (digital). En el primero de ellos hay una segunda portadora (5,742 MHz.) que se modula en frecuencia con la información de sonido del canal derecho (señal R), mientras que la de 5,5MHz, a afectos de compatibilidad, lo está con la información de sonido completa (R+L)/2 (canales derecho e izquierdo). Ver la figura 13. Portadora de Imagen 0dB Pico de Sincro -13dB -20dB MHz Sonido I fv + 5,5MHz Sonido 2 fv + 5, MHz Figura 13.- Canal de TV con transmisión de sonido estereofónico según el sistema alemán IRT. Normas B y G PAL. El sistema NICAM 728, adoptado oficialmente en España, utiliza una segunda portadora de 5,85MHz (normas B y G) para la transmisión de dos canales de sonido de alta calidad codificados digitalmente. Puesto que el sistema tiene que ser compatible, se mantiene la portadora de 5,5MHz modulada en frecuencia con el sonido analógico original (figura 14). Portadora de Imagen Portadoras de Sonido 0,75 5,5 MHz 0,35 MHz Subportadora de Crominancia 4,43 MHz 1,30 0,57 NICAM f(mhz) -1,25 f imagen f croma f sona f sond +6,75 Canal de 8 MHz Norma "G" PAL Figura 14.- Situación de las portadoras en una transmisión de TV con sonido estereofónico según el sistema NICAM. Norma G. 1-10

13 Así como en los sistemas de TV con sonido monofónico la conformación de la curva de respuesta y posterior demodulación de la señal de F.I. en el receptor se hace según el método explicado, en los estereofónicos se utilizan dos filtros SAW, uno para extraer la información de imagen y otro para el sonido. El primero de ellos tiene una respuesta prácticamente nula para las portadoras de sonido (figura 15), mientras que en el segundo filtro SAW la respuesta es máxima tanto para la portadora de imagen (38,9 MHz) como para las de sonido (33,4 MHz y 33,16 MHz en el sistema alemán; 33,4 MHz y 33,05 MHz en el NICAM 728). Ver la figura 16. Figura 15. Respuesta del filtro de F.I. para extraer la información de vídeo en receptores de TV estereofónicos. Figura 16. Respuesta del filtro de F.I. para extraer la información de sonido en receptores de TV estereofónicos. 1-11

14 1.5.- CAG DIFERIDO La cadena de F.I. incluye etapas amplificadoras de ganancia controlada por un circuito de CAG que mantiene constante la amplitud de la señal de FI a la entrada del demodulador en un amplio margen de niveles de señal a la entrada del receptor. La acción de este CAG propio de la cadena de F.I. se complementa con otro, denominado CAG diferido, que regula la ganancia del amplificador de entrada del sintonizador a partir de 1mV de señal en antena. Con la acción conjunta de ambos circuitos se consigue una señal de vídeo compuesta (SVC) prácticamente constante para niveles de R.F. comprendidos entre 50 µv y 50 mv. Este mecanismo de CAG diferido optimiza la relación señal/ruido de la F.I. a la entrada del demodulador (y por consiguiente de la SVC), puesto que cuando los niveles de señal de RF a la entrada del sintonizador son bajos, éste mantiene máxima ganancia y por tanto mínimo factor de ruido, estando a cargo de la cadena de FI el mantenimiento del nivel de la señal. En cambio, con niveles de RF ya elevados, y cuando el CAG de FI empieza a saturarse, se actúa sobre la ganancia del sintonizador, lo que empeora su factor de ruido, pero por tratarse ya de señales de RF de nivel alto, la relación señal/ruido no se ve afectada. En la figura 17 se ve la curva de variación de la SVC a la salida del demodulador de F.I. en función del nivel de señal de R.F. aplicado a la antena. Punto A: Comienzo de actuación del CAG normal (FI) Punto B: Comienzo de actuación del CAG diferido (RF) Punto C: Fin de la regulación. Figura 17.- Curva de variación de la señal demodulada en función del nivel de R.F. en antena. 1-12

15 La tensión de CAG diferido para el control de la ganancia del sintonizador procede de una de las etapas amplificadoras de la cadena de FI. En la figura 18 puede verse una curva de variación típica de la tensión de CAG diferido en función del nivel de señal de R.F. a la entrada del sintonizador. Figura 18.- Curva de la tensión del CAG diferido. El punto A marca el comienzo de la regulación (60dBµV = 1mV). En efecto: con señales en antena de nivel inferior a 1mV (60dBµV) la tensión de CAG diferido es constante y mantiene la máxima ganancia del amplificador del sintonizador. A partir del citado nivel, la tensión de CAG diferido va siendo progresivamente menor, de forma que la ganancia del sintonizador disminuye para mantener constante el nivel de señal de FI a su salida. 1-13

16 Figura 19.- Esquema del Circuito de F.I. del TVC de Prácticas. 1-14

17 1.6.- CIRCUITO DE F.I. DEL TV DE PRÁCTICAS La figura 19 representa el esquema del circuito de F.I. utilizado en el Televisor de prácticas. En este circuito, la amplificación y demodulación de la señal de F.I. se realiza en el CI TDA5800, mientras que la conformación de la curva de respuesta se hace con el filtro de onda superficial (SAW) SW174A. Las pérdidas de inserción de este filtro, estimadas en unos 20dB, se compensan con el preamplificador SL Este CI genera, además, la tensión de CAG diferido que controla la ganancia de la etapa de R.F. del sintonizador. Ver la figura 20. Figura 20.- Diagrama de bloques del CI SL1431. El circuito integrado TDA 5800, cuyo diagrama de bloques aparece en la figura 21, está constituido principalmente por un amplificador de banda ancha de cuatro etapas con ganancia controlada, un limitador de amplitud, un demodulador síncrono para la señal de F.I. y un generador de tensión de CAG que controla la ganancia del amplificador. Asimismo, dispone de un circuito de CAF (Control Automático de Frecuencia) utilizable en televisores que no incorporen el sistema de síntesis de frecuencia con control por PLL para la selección de los canales. 1-15

18 Figura 21.- Diagrama de bloques del CI TDA5800. Finalmente, este integrado acepta una señal de vídeo compuesto procedente de una fuente externa a través del pin 8. La conmutación entre esta señal y la demodulada se hace con una tensión continua aplicada al pin 3. La señal de vídeo seleccionada aparece por los pines 5 y 6 con polaridades invertidas. La primera de ellas se lleva al canal de vídeo, y de la otra se extrae la portadora intercarrier de 5,5MHz que contiene la información de sonido. Independientemente de estas dos salidas de vídeo hay una tercera, pin 7, que se utiliza como fuente de señal para grabación, control, monitorización, etc, después de atravesar una etapa amplificadora previa (figura 22). Figura 22.- Disposición de entradas y salidas de la señal de vídeo en el CI TDA

19 Proceso de la señal de FI Tomando como base el esquema de la figura 19, el camino recorrido por la señal de F.I., a partir del pin 9 del sintonizador, es el siguiente: La señal de FI llega a la entrada del amplificador SL1431 después de atravesar la célula constituida por L1, C1 y R3, la cual forma parte del filtro que actúa como carga del transistor amplificador de F.I. situado en el sintonizador (figura 23). Figura 23.- Configuración del filtro de carga del amplificador de F.I. del sintonizador. La respuesta de este filtro, después de ajustada la bobina L1, es plana en la banda que cubre el canal de recepción a nivel de FI, es decir: similar a la representada para la señal de RF en la figura 2, pero con las portadoras de imagen y sonido en posiciones intercambiadas. Una vez amplificada en el integrado SL1431, la señal de F.I. es conformada en el filtro SAW antes de alcanzar el amplificador de entrada del TDA5800 por los pines 21 y 22. A continuación se demodula síncronamente, para lo cual se extrae la P.I. con un circuito resonante paralelo sintonizado a 38,9 MHz, después de atravesar un limitador de amplitud (figura 24). Figura 24.- Diagrama de bloques del circuito demodulador de F.I. 1-17

20 La SVC demodulada se amplifica antes de aparecer con polaridad opuesta por los pines 5 y 6 del CI. Desde el pin 5 la señal de vídeo compuesto se lleva a la base de T2, después de atravesar un circuito trampa sintonizado a 5,5MHz. El resto de portadora intercarrier que queda sobre la SVC se suprime con un filtro cerámico conectado en el emisor del mismo transistor antes de alcanzar el decodificador de vídeo. Ver la figura 25. Figura 25.- Recorrido de la SVC entre la salida del demodulador y la entrada del decodificador de vídeo. La señal del pin 6 se lleva directamente al demodulador de F.M. después de atravesar un circuito que extrae la portadora intercarrier (figura 26). Figura 26.- Recorrido de la SVC entre la salida del demodulador de F.I. y la entrada del de sonido. 1-18

21 2.- MEDIDAS Y AJUSTES EN LAS ETAPAS DE FI 2.1. CURVA DE RESPUESTA. Instrumentación: - Analizador de Redes - Sonda inyectora. - Sonda de Osciloscopio. Conexión del equipo: Para la realización de las medidas se conectará la señal de salida del Analizador de Redes al punto P1 del sintonizador (punto de inyección de FI) por medio de la sonda inyectora precedida de un atenuador de 10dB (figura 27). Esta conexión se realizará después de haber calibrado el Analizador de Redes, según se explica más adelante. RF out RF in Sintonizador Analizador de Redes Atenuador 10 db FI P1 Sonda Inyectora P1 Ls FI FI Sintonizador Figura 27.- Conexión de la señal de barrido del Analizador de Redes al sintonizador. 1-19

22 Para completar el montaje de medida se introducirá en la entrada de RF del canal de transmisión del Analizador de Redes, empleando una sonda de osciloscopio, la señal de FI presente en la salida del filtro SAW (pin 21 del Circuito Integrado TDA5800, ver figuras 19 y 28). RF out RF in Analizador de Redes FI Sonda de Osciloscopio X10 FI 5 4 SL SAW 2 5 R TDA5800 Figura 28.- Conexión al Analizador de Redes, mediante sonda de osciloscopio, de la señal de F.I. presente en la salida del filtro SAW. Medidas: Se pretende obtener la curva de respuesta de la cadena de F.I. desde la entrada al sintonizador por el punto de inyección de FI (P1) hasta la entrada del amplificador y demodulador de FI (Circuito Integrado TDA5800), pasando por el preamplificador SL1431 y el filtro conformador de respuesta (SAW) SW174A. Para conseguirlo proceder del siguiente modo: 11 Activar exclusivamente el canal para medidas de transmisión en el Analizador de Redes. 21 Seleccionar un barrido de unos 15MHz centrado en 36MHz. 31 Poner en 0dBm el nivel de señal de salida del Analizador de Redes. 41 Activar marcas a las frecuencias: 33,4MHz (sonido), 34,47MHz (crominancia) y 38,9MHz (portadora de imagen). 1-20

23 51 Conectar directamente la sonda inyectora (precedida de su atenuador de 10dB) a la sonda de osciloscopio y calibrar el canal de transmisión. Todas las marcas seleccionadas deberán indicar 0dB en estas condiciones. 61 Poner el conmutador vídeo/rf del chasis del TV en posición RF. 71 Realizar las conexiones indicadas en las figuras 27 y Realizar los ajustes precisos de la escala vertical del Analizador para visualizar completamente la curva de respuesta en la anchura de banda seleccionada. La curva conseguida tendrá, aproximadamente, la forma que muestra la figura 29. Figura 29.- Curva de respuesta de F.I. en la pantalla del Analizador de Redes NIVELES DE PORTADORAS Partiendo de las mismas condiciones del apartado anterior, hacer lo siguiente: 11 Aplicar marcas de 33,4MHz, 34,47MHz y 38,9MHz correspondientes a las portadoras de sonido, croma y vídeo, respectivamente. 21 Aplicar una 40 marca y posicionarla hacia el centro de la banda, en el nivel más elevado de la curva de respuesta. 21 La altura de cada portadora vendrá dada por la diferencia entre el nivel de la 40 marca y el nivel de las 3 anteriores, debiendo conseguirse, aproximadamente, los valores siguientes: P.I. P.S. P.C. -6 db -20 db -4 db 1-21

24 2.3. FLANCO DE NYQUIST Partiendo de las condiciones del apartado 2.1., situar dos marcas en los dos extremos del flanco de Nyquist anotando los valores de frecuencia mostrados por el Analizador de Redes (figura 30). La diferencia entre ellas debe estar comprendida entre 1,5 y 2 MHz. PC PI PS F F 1 2 Figura 30.- Situación de las marcas para determinar la anchura del flanco de Nyquist CAG DIFERIDO Instrumentación: - Generador de vídeo (mira) - Multímetro digital Conexión del equipo: Seleccionar el mismo canal de RF en el TVC y en la mira (por ejemplo el 25). Multímetro (V=) en el punto 5 del sintonizador. Medidas: Sin señal en antena, anotar el valor de la tensión medida en el voltímetro. Aplicar a la antena del TV un nivel de señal de 60dBµV (1mV). Para ello atenuar 20dB la salida máxima de la mira (80dBµV). Ajustar el potenciómetro R5 (figura 20) hasta que comience a decrecer la tensión anterior. Finalmente trazar una curva de la tensión medida en el punto 5 del sintonizador (CAG diferido) en función del nivel de señal de RF. La curva obtenida será similar a la mostrada en la figura

25 2.5. TRAMPA DE 5,5 MHz Instrumentación - Mira - Osciloscopio Conexión del equipo Señal de carta blanca. Osciloscopio en emisor de T2 (figuras 19 y 25). Seleccionar el mismo canal de RF en el TVC y en la mira. Medidas 1kHz. Activar la portadora de sonido (P.S.) en la mira y suprimir la modulación interior de Ajustar la sensibilidad del amplificador vertical del osciloscopio a unos 20mV/div, y centrar sobre la pantalla la linea horizontal correspondiente al nivel de blanco de la información de vídeo. Modificar la frecuencia de la portadora de imagen ( P.I.) en la mira para incrementar de forma notable la componente de 5,5MHz superpuesta a la señal de vídeo (fig 32). Ajustar la bobina L3 (figuras 19 y 25) a un mínimo de amplitud de la componente de 5,5MHz. Figura 32.- Señal de vídeo con información de 5,5MHz (intercarrier) superpuesta. 1-23

26 3.- SEPARADOR DE SINCRONISMOS INTRODUCCIÓN La sincronización de las bases de tiempo horizontal y vertical del televisor con los impulsos que envía la emisora, junto con las informaciones de vídeo y sonido, es la función principal de la etapa que se describirá seguidamente. Para ello el televisor de prácticas utiliza el circuito integrado TDA2593, cuyo diagrama de bloques se representa en la figura 33, mientras que el esquema teórico completo de esta etapa en la que aparece el citado integrado acompañado de diversos componentes periféricos complementarios se da en la figura 34. Las funciones que realiza son las siguientes: - Generación de los impulsos de sincronismo para el disparo de la base de tiempo del barrido vertical - Generación de los impulsos de excitación de la etapa de salida de desviación horizontal - Generación de la señal de almena - Conmutación de la constante de tiempo del filtro del circuito PLL del oscilador de líneas (barrido horizontal) para la reproducción correcta de imágenes procedentes de videocassettes (VCR) - Ajuste de la frecuencia del oscilador de líneas - Ajuste de la fase horizontal (centrado de la imagen) CIRCUITO INTEGRADO TDA2593 En base a la figura 33 se explica brevemente el funcionamiento de cada uno de los bloques del circuito integrado TDA2593. Separador de Sincronismos Este circuito recibe la SVC que entra por el pin 9 y separa la información de sincronismo del resto de la señal. 1 24

27 Figura 33.- Diagrama de bloques del TDA

28 Figura 34.- Esquema del circuito completo de sincronismos del televisor de prácticas. 1 26

29 Supresor de Ruidos Recibe la SVC por el pin 10 y separa los impulsos de ruido que superan el nivel de sincronismo del resto de la información. Después de invertirlos se llevan al separador de sincronismos, donde tiene lugar la suma con el ruido de entrada. Al estar ambas señales en oposición de fase se anulan. La figura 35 ilustra este fenómeno. Figura 35.- Funcionamiento del circuito supresor de ruidos Formación de los Impulsos de Sincronismo Vertical y Etapa de Salida Una vez separados los impulsos de sincronismo de la señal de vídeo se integran, dando lugar a los de sincronismo vertical que después de atravesar una etapa adaptadora aparecen finalmente por el pin 8. Estos impulsos se llevan al integrado TDA1670A que constituye la base de tiempo vertical completa (oscilador y etapa de salida). Generador de Impulsos de Almena Con los impulsos de retorno horizontal que entran por el pin 6 y los que genera el propio oscilador de líneas se origina la señal de almena. Esta señal, cuya finalidad es borrar el retrazado horizontal y extraer la salva de la señal de crominancia, está constituida por dos impulsos de diferente amplitud y duración. El pedestal inferior de la señal de almena se utiliza para el borrado del retrazado horizontal y el superior sirve para separar la salva de la señal de vídeo. Oscilador de Líneas y Circuito PLL1 Se trata de un oscilador RC controlado en frecuencia y fase por un circuito PLL. La señal que genera se compara en el comparador de fases 1 con los impulsos de sincronismo procedentes del circuito conmutador modo de sincronismo. De esta comparación resulta una tensión de corrección que después de filtrada se lleva al oscilador para su control. 1 27

30 Conmutador Modo de Sincronismo Para conseguir una mayor inmunidad a las perturbaciones parásitas, los impulsos de sincronismo de líneas que se aplican al comparador de fases 1 se generan en este circuito a partir de los impulsos recibidos de la emisora y otros procedentes del generador de impulsos de puerta de sincronismo. En la figura 36 puede verse esta parte del circuito donde se aprecia la presencia de un detector de coincidencia que permite conseguir un margen de retención del circuito oscilador considerablemente elevado. Impulso de sincronismo de línea DETECTOR DE COINCIDENCIA CONMUTADOR MODO SINCR. PUERTA SH - SV GENERADOR PUERTA SINCRONISMO COMPARADOR DE FASE OSCILADOR Tensión de Control Figura 36.- Generación de impulsos en el circuito conmutador modo sincronismo. Conmutador de la Constante de Tiempo del Filtro del Circuito PLL1 En televisores de generaciones pasadas aparecía un doblamiento de la imagen, generalmente en el extremo superior o inferior, durante la reproducción de cintas de vídeo en un VCR, debido a pequeñas irregularidades o deformaciones en los bordes de la cinta que provocaban ligeras variaciones en la frecuencia de los impulsos de sincronismo horizontal al comienzo o final de cada campo. Por otro lado, la constante de tiempo del filtro del circuito PLL que controla la frecuencia del oscilador se dimensiona normalmente para que éste se muestre insensible a los ruidos parásitos que accidentalmente acompañan a los de sincronismo, es decir, para que no reaccione ante variaciones bruscas e imprevistas de la señal, que es lo que ocurre precisamente cuando ésta proviene de un VCR. En este caso, el oscilador de líneas será incapaz de seguir las pequeñas variaciones de frecuencia de la señal del VCR, dando lugar, como se ha dicho anteriormente, a los clásicos desgarros o doblamiento de la imagen. La solución consiste en disminuir la constante de tiempo del filtro del circuito PLL1 durante el proceso de reproducción de cintas de vídeo aplicando una tensión positiva al pin 11, para que el oscilador siga las variaciones de frecuencia de los sincronismos del VCR 1 28

31 Generador de Impulsos de Puerta de Sincronismo A partir de la señal del oscilador de líneas se generan en este circuito impulsos de puerta que hacen la misma función que los de sincronismo procedentes de la emisora, pero desprovistos en gran medida del ruido externo. Generador de impulsos de excitación de la etapa de salida de líneas con selección de anchura (duración) y control de fase La etapa de salida de deflexión horizontal necesita impulsos de excitación de características perfectamente definidas en cuanto a amplitud, duración y posición de fase. Estos impulsos se originan en una etapa controlada por la señal del oscilador de líneas y regulada en fase por el circuito PLL2. En este último circuito se comparan los impulsos de retorno horizontal que entran por el pin 6 con los del oscilador de líneas. De la comparación aparece una tensión de corrección que gobierna en todo momento la fase de los impulsos de excitación. Para compensar el descentramiento de los cañones de los tubos de imagen se prevé un ajuste para la fase de líneas con una tensión positiva aplicada al pin 5, que permite centrar la imagen en sentido horizontal respecto de los límites de la pantalla independientemente de la posición del barrido, según se aprecia en la figura 37. a: Límites de la pantalla. b: Límites de la imagen. c: Límites del barrido. Figura 37.- A: Barrido descentrado hacia la izquierda. Imagen centrada B: Barrido centrado. Imagen centrada C: Barrido descentrado hacia la derecha. Imagen centrada 1 29

32 3.3.- CIRCUITOS PERIFÉRICOS La SVC alcanza la entrada del separador de impulsos de sincronismo (pin 9) después de atravesar la red pasiva representada en la figura 38 que suprime las componentes de alta frecuencia, incluyendo los ruidos parásitos que podrían provocar la pérdida eventual del sincronismo de líneas ("desgarros" de la imagen) y de cuadros ("salto" vertical de la imagen). +12V C2 R1 C3 C TDA2593 Señal de Vídeo Compuesto C1 R3 R4 +12V Figura 38.- Red de entrada al circuito separador de sincronismos y supresor de ruido. La frecuencia de trabajo del oscilador de líneas está determinada por R13 y C11 (ver figura 34), previéndose ambos componentes con valores de tolerancia relativamente bajos (del orden del 2%), para evitar fuertes dispersiones de la frecuencia libre de oscilación entre un televisor y otro. El ajuste exacto a la frecuencia nominal de Hz se hace con el potenciómetro R15, con el que se aplica una tensión positiva al pin 15. En este mismo punto actúa la tensión de corrección del circuito PLL a través del filtro de la figura TDA V R8 C7 R10 R11 R14 R15 Ajuste de frecuencia C6 C10 R13 Figura 39.- Filtro del circuito PLL del oscilador de líneas. En definitiva, la frecuencia del oscilador viene determinada por la suma de las dos tensiones aplicadas al pin 15. En cuanto al ajuste de fase, o centrado de la imagen, se realiza con una tensión positiva tomada del potenciómetro R7 y aplicada al pin 5. Ver la figura

33 4.- MEDIDAS EN EL CIRCUITO DE SINCRONISMOS 4.1. MEDIDA DE OSCILOGRAMAS Instrumentación: - Osciloscopio - Generador de vídeo (mira) Conexión del equipo: Conmutador de selección de señal de entrada al TV en posición de "vídeo". Señal de barras de color en la entrada de vídeo. Controles de luminosidad, contraste y saturación en su posición media. Medidas: 1 V 4 V µs µs Oscilograma 1 Oscilograma 2 Señal de vídeo compuesto en Señal de almena en el punto P3 el pin 10 del TDA de la figura 34. Observar variación al tocar R7 (Centrado horizontal) 1,5 µs 52,5 µs 5,5 3,5 0,5 10 V 11 V µs 140 µs 20 ms 64 µs Oscilograma 3 Oscilograma 4 Impulso de sincronismo vertical Impulso de excitación de la etapa en el pin 8 del TDA 2593 de salida de líneas en el pin 3 del TDA

34 4.2. OSCILADOR DE LÍNEAS. MÁRGENES DE ENGANCHE Y RETENCIÓN Instrumentación: - Frecuencímetro. - Mira Conexión del equipo: Controles de contraste, luminosidad y saturación en su posición media. Carta de barras de color. Frecuencímetro en el pin 3 del TDA2593. Medidas: Margen de enganche Mover el cursor del potenciómetro R15 en un sentido hasta que se pierda el sincronismo. A continuación girarlo lentamente en sentido contrario hasta conseguir justamente el sincronismo de la imagen. Desconectar la señal de vídeo. Medir la frecuencia de líneas. Conectar nuevamente la señal de vídeo de la mira. Hacer la misma operación anterior, pero esta vez girando el cursor de R15 en sentido contrario, y anotar el nuevo valor de la frecuencia. El margen de enganche del sincronismo horizontal vendrá dado por la diferencia entre los dos valores. Margen de retención Partiendo del estado de sincronismo, mover el cursor de R15 en un sentido hasta que justamente se pierda. Desconectar la señal de vídeo. Medir la frecuencia de líneas. Conectar de nuevo la señal de vídeo. Repetir la operación anterior, pero esta vez girando el cursor de R15 en sentido contrario. El margen de retención del sincronismo horizontal vendrá dado por la diferencia de las dos frecuencias medidas. Ajuste de la frecuencia del oscilador de líneas en funcionamiento libre Desconectar la señal de vídeo. Ajustar el potenciómetro R15 para tener una lectura en el frecuencímetro de Hz, aproximadamente. 1 32

35 4.3.- SINCRONISMO VERTICAL. ENTRELAZADO DE LÍNEAS - Mira Instrumentación: Conexión del equipo: Carta blanca. Controles de contraste y luminosidad en posición media. Medidas: Un aspecto importante relacionado con el sincronismo vertical es la consecución de un adecuado entrelazado de los dos campos que forman la imagen, el cual depende tanto de la estructura y disposición de los propios impulsos de sincronismo e igualación como del comportamiento de los distintos circuitos que procesan estas señales en el receptor de TVC. Cuando el citado entrelazado es correcto se pueden ver las líneas de ambos campos junto a un cierto parpadeo de la imagen. Una observación más cómoda se consigue separando lo más posible entre sí las líneas de barrido, para lo cual basta con aumentar al máximo la altura de la imagen con el potenciómetro R9. A continuación se suprime el entrelazado en la mira, lo que da lugar a la superposición de las líneas de los dos campos, una separación nítida entre líneas de barrido sucesivas y una disminución clara del parpadeo ANÁLISIS OSCILOGRÁFICO DE LOS IMPULSOS DE SINCRONISMO DE LA SEÑAL DE VÍDEO Instrumentación: - Osciloscopio - Mira Conexión del equipo: - Osciloscopio a la salida de vídeo de la mira. Carta de blanco. Medidas: Se trata de observar con el osciloscopio (utilizando la base de tiempos retardada) la señal de vídeo compuesto de la mira para analizar la forma y disposición de los impulsos de sincronismo de un sistema de TV con exploración entrelazada. 1 33

36 25H + 12µs (supresión de trama) 2.5H 0v 2.5H 2.5H Impulsos de igualación Impulsos de sincroniz. Impulsos de igualación H + 12µs (supresión de trama) 2.5H 0v 2.5H 2.5H Impulsos de igualación Impulsos de sincroniz. Impulsos de igualación Figura 40.- Disposición de los impulsos de sincronismo vertical e igualación en dos campos consecutivos en sistema de exploración entrelazada 1 34

37 Como referencia, en la figura 40 aparece la estructura normalizada de la señal de vídeo compuesto para dos campos consecutivos, mientras que las figuras 41 y 42 representan, respectivamente, la duración de los impulsos de sincronismo horizontal, vertical e igualación y la distribución por campos de las 625 líneas de una imagen de TV. Es evidente, en relación con la figura 42, que la parte visible de una línea completa se reduce a 52µs, puesto que los 12µs restantes carecen de información de vídeo. Esto es válido en el supuesto de que el tiempo de retorno horizontal y la duración del impulso de borrado que se aplica al TRC no sobrepasen dicho valor, lo que normalmente se cumple. La parte visible en sentido vertical corresponderá a las 575 líneas con contenido de información de vídeo, siempre en el supuesto de que la duración del impulso de borrado generado en el propio televisor y aplicado al TRC sea igual o inferior a 1,6ms (25 líneas x 64µs), tiempo equivalente a las 25 líneas sin información que contiene cada campo (figura 43). En un caso teórico, los límites físicos de la pantalla del TRC se harían coincidir con el contenido de imagen, tanto en el sentido horizontal como en el vertical, aunque en la práctica, debido a las irregularidades que puedan producirse al comienzo y final de los barridos, se suele ocultar un pequeño porcentaje de ella por medio de un sobrebarrido o sobreexploración de los haces. En la figura 42 se ha considerado que el retorno vertical de los haces comienza algo más de una línea después de aparecer el primer impulso de sincronismo vertical, siendo también su duración algo superior a una línea, lo que habitualmente no ocurre en la práctica. Durante la comprobación oscilográfica de la señal de sincronismo puede anularse el entrelazado en la mira y observar la nueva disposición de los ISV dentro de la señal completa. En este caso se verá que la aparición de dichos impulsos coincidirá, en campos consecutivos, con el comienzo de una línea, dando lugar a la desaparición del entrelazado en la imagen, o lo que es igual, a la superposición de cada una de las líneas que constituye cada campo con las del siguiente. 1 35

38 Impulso de borrado de línea 12 ± 0,3µs 10,5µs N. de blanco 100 1,5 ± 0,3µs 4,7 ± 0,2µs 5,6 ± 0,1µs 2,25 ± 0,23µs (10 ± 1 ciclos) 45 N. de negro 30 Salva de color N. de sincronización ,3 ± 0,1µs 0,2 ± 0,1µs 0,2 ± 0,1µs Pórtico anterior Impulso de sincronización Pórtico posterior N. de supresión 2,35 ± 0,1µs 29,65µs 27,3µs 4,7 ± 0,2µs N. de sincronización H/2 = 32µs H/2 = 32µs Impulso de Igualación Pendiente de los flancos: 0,2 ± 0,1µs Impulso de sincronismo vertical Figura 41.- Constitución de los impulsos de sincronismo horizontal, vertical e igualación. 1 36

39 Figura 42.- Distribución de las 625 líneas de la imagen en dos campos consecutivos, en el supuesto de que la duración del retrazado vertical sea de 2,5 líneas. Exploración entrelazada Líneas borradas Líneas correspondientes a los impulsos de pre y postigualación. Líneas correspondientes a los impulsos de sincronismo. Líneas de supresión de campo. Líneas con contenido de vídeo. 1 37

40 Figura 43.- Periodo visible de una línea (52µs) y número de ellas (575) que componen la imagen de TV. 1 38