У багатьох сім'ях до цих пір експлуатуються телевізори застарілих марок - УЛЦТ, УПИМЦТ і навіть 3УСЦТ. Їх власники, маючи досвід радиолюбительского конструювання, хотіли б наділити належні їм апарати рядом можливостей, властивих новим сучасним моделям, поліпшити якість прийнятого зображення і деякі параметри. В цій статті розповідається, як можна вдосконалити старі телевізори, використовуючи мікросхему TDA8362.
Масове виробництво кольорових телевізорів в нашій країні розгорнулося в 1973 р. з випуском уніфікованої лампово-напівпровідникової моделі УЛПЦТ і надалі - УЛПЦТ(И), на зміну яким прийшла серія УПИМЦТ і надалі - 2УСЦТ і 3УСЦТ. Їх річний випуск у кращі роки перевищував два мільйони штук. І хоча в 1991р. з'явилися апарати четвертого покоління, основну масу виробництва до останніх років становили телевізори 3УСЦТ. Не дивно, що після розпаду СРСР у жителів Росії залишилося понад 40 млн. кольорових телевізорів переважно першого-третього покоління. Всі вони, з точки зору сучасного користувача, вважаються застарілими і морально, і фізично.
Якщо питання про моральному старінні апаратів ясний, то про їх фізичному старінні можна судити, якщо згадати, що вік збереглися у населення телевізорів УЛПЦТ досягає 20...25 років (їх виробництво припинено у 1978р.). Телевізорів ж УПИМЦТ (вік 15...20 років) налічується 5-6 млн. Нарешті, парк 3УСЦТ становить нині 20-25 млн. примірників з віком від 5 до 20 років. За тодішніми нормами строк служби телевізора дорівнював 15 років. З цієї точки зору всі апарати УЛПЦТ, УПИМЦТ і частина 3УСЦТ вже відслужили своє і повинні начебто поступитися місце новим.
Однак і в журналі "Радіо" та в інший літературі досі з'являються статті з пропозиціями щодо модернізації старих телевізорів. І це добре. Про продовження їх життя можна і потрібно думати. Це потрібно і тому, що фінансове становище багатьох родин не дозволяє їм замінити наявний телевізор новим. До того ж не менше 10-15 млн. апаратів 3УСЦТ не відпрацювали покладеного терміну і ще можуть послужити своїм власникам. Все це дозволяє вважати, що проблема модернізації телевізорів з метою подовження ресурсу, підвищення надійності і введення нових функцій при умови невеликих витрат (не більш 20% від вартості нового апарату) - вельми актуальна і залишається такою ще не один рік.
Одним із шляхів вирішення цієї проблеми можна назвати введення в застарілі телевізори сучасної елементної бази. Але перш ніж перейти до конкретних пропозицій, звернемося трохи до історії.
Інтегральні мікросхеми у вітчизняних телевізорах вперше були застосовані у 1976р. в одній зі моделей УЛПЦТ(І), якої був використаний модуль кольоровості БЦИ на мікросхемах серії К224. Більш широке застосування мікросхеми знайшли два роки тому в телевізорах УПИМЦТ, коли електронна промисловість налагодила масове виробництво серії К174. Перші її прилади мали низький ступінь інтеграції і потребували великому числі зовнішніх радіокомпонентів. Так, десять десять мікросхем в блоці обробки сигналів (БОС) телевізора УПИМЦТ супроводжувалися різними 440 деталями. За сучасними мірками, це занадто багато для радіоканалу і каналу кольоровості.
В опублікованій тут таблиці вказані відомості про числі деталей в блоках радіоканалу, синхронізації, кольоровості та вихідних видеоусилителях телевізорів різних поколінь. З неї випливає, що положення трохи покращилася з появою телевізорів 2УСЦТ і 3УСЦТ, в яких були застосовані більш досконалі мікросхеми серії К174.
Покоління телевізорів Число мікросхем Кількість зовнішніх елементів Число точок настройки Всього В тому числі транзисторів резисторів підстроювальних резисторів постійних конденсаторів коливальних контурів УПИМЦТ 10 440 35 195 17 155 22 39 2УСЦТ, 3УСЦТ 6-7 300-330 16-21 150-155 13-18 95-125 7-8 21-26 4УСЦТ 6 280-320 8-9 100-130 10-12 105-120 10-12 20-24 5-6 покоління
з TDA8305/4504
з TDA8362
5-6
3-6
340-350
160-170
24-25
3-14
155-160
70-75
6-7
4-5
125-130
60-70
12
1
18-19
5-6 3УСЦТ з МРКЦ 7 180 7 85 7 78 1 9
Однак кількість навісних деталей залишалося як і раніше великою, що знижувало експлуатаційну надійність цих найбільш масових телевізорів. Надійність знижувало також велика кількість органів регулювання для налаштування при виробництві і після ремонту і наявність двох десятків пар міжблокових з'єднувачів з сотнею контактів. Не випадково в телевізорах п'ятого-шостого поколінь чітко проявилася тенденція до використання мікросхем високого ступеня інтеграції, що дозволяють при розширення переліку функцій зберегти, а то і зменшити їх кількість, так і склад зовнішнього обрамлення, зменшити число елементів (точок) регулювання. Від численних з'єднувачів тепер позбавляються, відмовляючись від касетно-модульної конструкції і повертаючись до моноблочному шасі - основі перше промислових і аматорських телевізорів. Там, де від з'єднувачів відмовитися не можна, їх застосовують нові, більш надійні моделі.
Що стосується мікросхем, то в телевізорах четвертого-п'ятого поколінь тракти радіоканалу і кольоровості раніше містять п'ять-шість корпусів і вимагають такого ж числа навісних деталей, що і моделі третього покоління. На цьому фоні виділяються в кращу сторону багатофункціональні мікросхеми фірми Philips, що дозволяють в телевізорах шостого покоління вирішувати схемотехнічні завдання більш економно і реалізувати радіотракт і тракт кольоровості на трьох корпусах при скороченні зовнішнього обрамлення вдвічі. До них відносяться БІС TDA8362, TDA8375, TDA8396, яких найбільш широко використовують першу. Її застосовують не тільки провідні закордонні фірми (наприклад, телевізор Panasonic-TX-21S та ін), але і в СНД ("Горизонт-CTV-655", "Електрон-ТК-570/571", "TVT-2594/2894"). В деяких моделях використовують не три, а шість мікросхем, що пояснюється застосуванням інтегральних відеопідсилювачів, розсіюючих меншу потужність і зменшують число транзисторів з 14 до 3.
Безумовно, мікросхема TDA8362 може бути використана і в телевізорах застарілих моделей при їх модернізації (заміни блоків радіоканалу, кольору і синхронізації більш досконалими).
Детальний опис структури та робочих параметрів мікросхеми TDA8362 дано в [1] і [4]. Вона забезпечує обробку сигналів чорно-білого і кольорового телебачення як за проміжній частоті (ПЧ), так і поданих у формі цветоразностных і колірних сигналів, кодованих за системами SECAM, PAL, NTSC. При цьому сигнали ПЧ можуть мати, як зазвичай, застосовується негативну модуляцію, так і використовується у французькому стандарті L позитивну. Відеосигнали можуть бути представлені у форматі VHS, S-VHS. Крім того, вона обробляє частотно-модульовані сигнали звуку по стандартам M (4.5 МГц), B, G, H (5.5 МГц), I (5.996 МГц), D, K, L (6.5 МГц) і аудіосигнали ЗЧ, а також сигнали рядкової і кадрової синхронізації (остання на частотах 50 і 60 Гц) при числі рядків в кадрі в межах 488...722.
Реалізація всіх цих функцій в одній мікросхемі досягнута з використанням звичайних біполярних транзисторів для обробки аналогових сигналів будь-яких частот і транзисторів структури МОП для вирішення завдань цифровими методами.
Існує кілька модифікацій мікросхеми, розрізняються переліком реалізованих функцій і цоколевке. У повному обсязі всі зазначені функції забезпечуються в TDA8362A, але модифікації TDA8362 і TDA8362N3 значно дешевше, хоча мають несуттєвими відмінностями.
Аналіз можливостей мікросхеми TDA8362 показує, що їх застосування в повному обсязі в наших умовах і не вимагається. Багато вважатимуть надмірністю можливість обробки сигналів NTSC, оскільки ефірні програми, кодовані в системі NTSC M-3.58 недоступні нашому глядачеві (за винятком живуть на Чукотці і півдні Сахаліну). Обробка сигналів системи NTSC 4.43 може знадобитися лише при перегляді записів на відеокасетах та відеодисках, вироблених в США, Японії і Кореї. Безумовно, не потрібно і прийом сигналів в стандартах H, I і сигналів з позитивною модуляцією стандарту SECAM-L. Однак робота за вказаним стандартами (H, I, SECAM-L, NTSC 4.43) вже передбачена в мікросхемі TDA8362 і відмовитися від них не можна, можна тільки їх не використовувати.
Ймовірно, з наведених міркувань у [2] розглянуто типова схема включення модифікації TDA8362A для обробки лише сигналів систем SECAM, PAL і стандартів B, G, D, K. В згідно з ними і пропонується радіоаматорам модуль радіоканалу, кольоровості і синхронізації (МРКЦ) на мікросхемі TDA8362, адаптований для використання в телевізорі 3УСЦТ будь-якої модифікації. Будуть також надані рекомендації для бажаючих по введенню в модуль можливості приймання сигналів системи NTSC 4.43 і використання модуля в телевізорах інших типів.
Модуль МРКЦ замінює в телевізорах 3УСЦТ модулі радіоканалу (А1) і кольоровості (А2) з субмодулями СМРК (А1.3), УСР (А1.4), СМЦ (2.1). касетно-модульна конструкція шасі телевізорів 3УСЦТ спрощує роботу по заміні модулів, зводячи її до зняття двох плат і встановлення на їх місце нової. Модуль живиться від наявних в телевізорі джерел напруг 12 і 220В. Споживаний струм у ланцюзі 12В дорівнює 160мА (замість більш 500мА у заміну модулів), що благотворно позначається на роботі випрямляча модулі живлення телевізора та знижує споживану потужність.
Розглянемо принципову схему модуля, починаючи з його радіотракту. Він включає в себе селектори каналів, попередній підсилювач з фільтром на ПАР, УПЧИ, демодулятор ПЧ, пристрою АПЧГ і АРУ. Структурна схема, що показує взаємозв'язок цих блоків, зображена на рис.1. На рис.2 представлена принципова схема тракту. В залежності від типу пристрою вибору програм (УВП) на схемі показані варіанти підключення блоків УВУ-1-15 (СВП-4/5/6) і синтезатора МСН-501 (намальовано потовщеними лініями).
Чутливість мікросхеми TDA8362 (DA1 на рис.2) на вході (висновки 45 і 46) дорівнює 100 мкВ, а за існуючими нормами чутливість телевізора в піддіапазонах I, II повинна бути не гірше 40 мкВ на антенному вході. Отже, коефіцієнт передачі (підсилення) Ку в ланцюзі від антенного входу до входу мікросхеми повинен бути не менше 8 дБ. Ланцюг містить селектор каналів СК-М-24 (Ку=15 дБ) і фільтр на ПАВ ZQ1 (Ку < -25 дБ). Це означає, що при прямому підключенні селектора до фільтру вхідна чутливість телевізора буде нижче норми не менш ніж на 18 дБ (приблизно 320 мкВ), що неприпустимо. Для її збереження включений попередній підсилювач на транзисторі VT1 c Ку > 20 дБ, що дозволяє з невеликим запасом компенсувати затухання фільтра ZQ1.
Відзначимо попутно, що Ку сучасного всеволнового селектора UV-917 фірми Philips дорівнює не менше 38 дБ при дуже низькому рівні шумів, що дозволяє безпосередньо з'єднати його з фільтром ПАР і забезпечити при цьому підвищену чутливість вдвічі телевізора. Такий селектор використаний в телевізорі "Обрій - CTV-655".
Смуговий фільтр ZQ1 повинен задовольняти наступним вимогам: працювати на несучій ПЧ зображення 38 МГц, мати широкий горизонтальний ділянку АЧХ ("полицю") у смузі 31.5...32.5 МГц і симетричний вихід. Цим вимогам відповідають фільтри на ПАХ КФПА-1007, КФПА-2992, КФПА-1040А. Широко поширені фільтри КФПА-1008, К04ФЕ001 мають вузьку "полицю" і не забезпечать прийому за стандартами B, G. Фільтр ФПЗП9-451, що використовується в телевізорах 3УСЦТ, має несиметричний вихід, що вимагає введення між ним і мікросхемою симетрувального каскаду на двох транзисторах.
Після посилення в УПЧИ (див. рис.1) сигнали ПЧ демодуляторі перетворюються на повний кольоровий телевізійний відеосигнал (ПЦТВ). Демодулятор містить вузол інверсії білої плями (обмеження викидів ПЦТВ, що викликаються перешкодами) на рівні середньої яскравості, що покращує якість зображення, запобігаючи появу перешкод на екрані, а також різке зміна амплітуди ПЦТВ і входять в нього синхроімпульсів.
Коливальний контур L3C18 (див. рис.2) служить загальним зразковим контуром для демодуляторів ПЧ і пристрою АПЧГ, що зменшує число елементів установки на модулі. Напруга АПЧГ (UАПЧГ) на контрольній точці X1N при захопленні сигналу може змінюватися в межах 0.5...6.3 і при точній настройці контуру на частоту 38 МГц і селектора на несучу зображення одно 3.5 Ст.
При використанні УВП типу УВУ, СВП напруга UАПЧГ поступає на селектори по ланцюгу R12R13R18C10R7C11, де воно, складаючись з попередньою напругою налаштування UПН, який прийшов з УВП через резистор R8, формує напруга настройки селекторів UН. У разі застосування синтезатора напруг МСН-501 додавання напруг UАПЧГ з UПН і формування UН відбувається в синтезаторі. Напруга UАПЧГ подано на нього по ланцюгу R12R13R105C23, а отримане значення UН проходить на селектори з контакту 6 рознімання X2 (A13) по ланцюгу R8C11R7C10.
Повернемося до зразкового контуру L3C18. Для кожного телевізора характерна така особливість: в процесі попередньої налаштування на яку-небудь програму при невимкнених пристрій АПЧГ виявляється, що смуга захоплення несучої зображення при підході до неї з боку низьких частот виявляється ширше такої ж смуги при налаштуванні зі сторони більш високих частот. Це явище виникає не від поганої регулювання АПЧГ. Воно пояснюється тим, що несуча зображення при правильному налаштуванні селекторів розташована на схилі АЧХ смугового фільтра ПЧ (байдуже, буде це фільтр на ПАХ в телевізорах 3УСЦТ або фільтр зосередженої селекції в УПИМЦТ). Нахил АЧХ призводить до асиметричності сигналу, подається на демодулятор пристрою АПЧГ, особливо помітною при слабкому вхідному сигналі, коли гладкий на вході селектора каналів рівень шумів стає помітно асиметричним на вході системи АПЧГ. В результаті виникає зсув напруги UАПЧГ від правильного значення, що викликає розстройці приймача і зазначену асиметричність смуги захоплення. При використанні мікросхеми TD8362 прийняті заходи до ліквідації такого дефекту включенням ланцюга C19R19.
Напруга UАРУ подано на селектори каналів з виведення 47 мікросхеми через ланцюг C13R11C12R10R9. Його початковий рівень встановлюють підлаштування резистором R15.
З висновку 4 мікросхеми на контакту 2 з'єднувача X10 (A13) надходить сигнал розпізнавання синхронізації (СОС) синтезаторі напруг для управління системою автоматичної настройки на програми. Напруга сигналу UСОС одно нулю, якщо на вході мікросхеми немає імпульсів синхронізації. Напруга UСОС одно 6, якщо на вхід приходить сигнал системи NTSC 3.58, або * В, якщо приймається "кольоровий" або "чорно-білий" сигнал систем SECAM, PAL, NTSC 4.43.
З виведення 7 мікросхеми ПЦТВ надходить на набір зовнішніх фільтрів, де він поділяється на відеосигнал і ЧМ сигнал звуку. Смугові фільтри ZQ2, ZQ3 виділяють смуги частот, в яких розміщені ЧС сигнали звукового супроводу (5.5 +/- 0.05 МГц у стандартах B, G і 6.5 +/- 0.05 МГц у стандартах D, K). Через вивід 5 мікросхеми вони, як показано на рис.3, проходять на демодулятор, а потім на комутатор аудіовходів. Демодулятор ЧС звуку має систему фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ), забезпечує автоматичну настройку на будь стандарт звукового супроводу.
Режекторние фільтри ZQ4, ZQ5 (див. рис.2), очищаючи ПЦТВ від смуг, займаних ЧС сигналами звуку, перетворюють його в відеосигнал, який через вивід 13 мікросхеми поступає на комутатор відеовходів (див. рис.3). На рис.3 показаний також комутатор R, G, B, розглянемо його роботу далі.
На комутатори аудіо - і відеовходів приходять також сигнали із зовнішніх джерел (відеомагнітофона, програвача відеодисків, ігровий відеоприставки). Управління комутаторами (функція AV/TV) забезпечується подачею відповідної напруги на висновок 16 мікросхеми: менше 0.5 для включення ефірної програми (TV); 3.5...5 В для включення зовнішньої програми формату S-VHS (AV); 7.5...8 для роботи від зовнішнього джерела формату VHS (AV). Якщо напруга на виводі 16 відсутня, мікросхема працює в режимі TV.
Нагадаємо, що недавно з'явилися відеомагнітофони формату S-VHS (наприклад, Philips-VR969) забезпечують більше висока якість зображення (400-430 ліній проти 230-270 ліній у відеомагнітофонів формату VHS та 320...360 ліній у ефірних програм). Досягається це за рахунок розміщення кольорової компоненти не у звичайній смузі 3...4.7 МГц ПЦТВ, а в смузі 5.4...7 МГц. При відтворенні такі відеомагнітофони підключені за трьома ланцюгах: аудіосигнал - на вивід 6 мікросхеми, сигнал яскравості S-VHS-Y - на висновок 15, сигнал кольоровості S-VHS-C - на вивід 16.
Якщо є тільки один зовнішній джерело відеосигналів формату VHS, то він підключений до МРКЦ так, як показано на рис.4. При використанні синтезатора МСН сигнал AV/TV приходить від нього через роз'єм X7 (A13). Якщо ж застосовані блоки УВУ, СВП, то отримувати сигнал AV/TV доведеться вручну перемикачем SA1 на два положення, що встановлюються зручному місці корпуса телевізора. В обох випадках в режимі TV формується напруга не більше 0.4 (або воно відсутнє), а в режимі AV - не менше 10 Ст. Останнім передається на висновок 16 мікросхеми через ключ на транзисторі VT4.
Тип вхідних і вихідних з'єднувачів XS1, XS2 вибирають залежно від типу їх відповідних частин у використовуваному джерелі сигналів.
Якщо є кілька джерел відеосигналів, то їх підключають до МРКЦ через згода пристрій. Детальна інформація за його побудови дана в [