Устройство видеоусилителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройство видеоусилителей

Видеоусилители -- это широкополосные усилители, используемые для усиления видеоинформации. Диапазон частот видеоусилителя значительно шире, чем диапазон частот усилителя звуковой частоты. Он занимает полосу частот от нескольких герц до 5 или 6 мегагерц. Например, для передачи телевизионного сигнала требуется полоса частот от 60 герц до 4 мегагерц. Радиолокаторы используют полосу частот от 30 герц до 2 мегагерц. В цепях, использующих пилообразное или импульсное напряжение, необходим частотный диапазон от одной десятой наименьшей частоты сигнала до десятикратно увеличенной наибольшей частоты. Такой широкий диапазон частот необходим потому, что несинусоидальное напряжение содержит в своем составе много гармоник и все они должны быть одинаково усилены. Так как видеоусилители должны иметь однородную амплитудно-частотную характеристику, в них используется только гальваническая или RC связь между каскадами. Гальваническая связь обеспечивает наилучшую амплитудно-частотную характеристику, тогда как RC связь имеет экономические преимущества. Усилитель с RC связями имеет плоскую амплитудно-частотную характеристику в области средних частот диапазона, подходящую для видеоусилителей. Плоская амплитудно-частотная характеристика -- это термин, показывающий, что усиление усилителя только незначительно меняется в пределах заданного частотного диапазона. Амплитудно-частотная характеристика такого усилителя представляет собой почти прямую линию; отсюда и термин -- плоская амплитудно-частотная характеристика.

Фактор, ограничивающий усиление транзисторного усилителя на высоких частотах -- это шунтирование транзистора паразитной емкостью цепи. Между переходами транзистора существует небольшая емкость, ее величина определяется размером перехода и расстоянием между выводами транзистора, а также смещением, приложенным к переходу. Переход база-эмиттер, смещенный в прямом направлении имеет большую емкость, чем переход коллектор-база, смещенный в обратном направлении.

Для того, чтобы уменьшить влияние шунтирующей емкости и увеличить усиление на высоких частотах, в транзисторных видеоусилителях используются корректирующие катушки индуктивности. На рисунке изображен метод параллельной коррекции. Небольшая индуктивность включается последовательно с резистором нагрузки.

В диапазоне низких и средних частот корректирующая индуктивность почти не влияет на амплитудно-частотную характеристику. На высоких частотах катушка индуктивности резонирует с емкостью цепи, что приводит к увеличению выходного импеданса и поднимает усиление.

Другим методом является включение небольшой индуктивности последовательно с конденсатором межкаскадной связи. Этот метод называется последовательной коррекцией

Корректирующая индуктивность эффективно отделяет входные и выходные емкости двух каскадов.

Часто параллельная и последовательная коррекции комбинируются для того, чтобы усилить преимущества обоих методов

Это комбинирование может расширить полосу пропускания усилителя до частот, превышающих 5 мегагерц.

Чаще всего видеоусилители используются в телевизионных приемниках

Транзистор Q₁ включен, как эмиттерный повторитель. Сигнал на транзистор Q₁ подается с видеодетектора. Видеодетектор получает видеосигнал с усилителя промежуточной частоты. В цепи коллектора Q₂ транзистора включена параллельная корректирующая индуктивность (L₁). На пути выходного сигнала включена последовательная корректирующая индуктивность (L₂). После этого видеосигнал подается на электроннолучевую трубку через конденсатор связи С₅.

Видеоусилитель служит для усиления сигнала в приемнике после его демодуляции. Почему в радиолокации вместо усилителя низкой частоты применяется видеоусилитель? Радиолокационный импульс имеет прямоугольную форму. Его длительность чрезвычайно мала. Точность работы системы обеспечивается малой длительностью импульса. Но для того чтобы сформировать и воспроизвести короткий импульс, требуется широкая полоса частот. Импульс содержит синусоидальные колебания основной частоты и большое число гармонических составляющих. Если ограничиться недостаточным числом гармонических составляющих, то импульс окажется более широким и уменьшится по амплитуде. Он потеряет первоначальную форму и вместе с тем свою полезность для радиолокации. Для сохранения формы импульса усилитель должен пропустить очень большое число гармоник высших порядков. видеоусилитель телевизионный приемник

Частота повторения импульсов

Как определить нужную частоту повторения импульсов? В простых случаях ее можно выбирать в очень широких пределах. Как только завершится вся рассмотренная выше последовательность событий -- с момента посылки одного зондирующего импульса и приема отраженных сигналов, сразу же можно посылать очередной импульс. Практически ограничения частоты повторения импульсов связаны со временем, отводимым для одной последовательности событий.

Известно, что радиоволны распространяются со скоростью около 300 000 км/сек. Если требуется принимать отраженный радиолокационный сигнал с дальности в 400 км, то сигнал проходит в одном направлении до цели 400 км и в обратном направлении к приемнику также 400 км. Общая протяженность его пути 800 км. Зная скорость распространения радиоволн в пространстве, получаем:

Посылать импульсы через каждые 1/370 сек невозможно. Если бы это происходило, очередной импульс начинался бы в момент возвращения отраженного сигнала и забивался бы им. Более того, ко времени передачи очередного зондирующего импульса приемник должен быть отключен от антенны. Однако, если для гарантии удвоить найденное выше время, можно посылать примерно 150 импульсов в секунду, избежав при этом наложения импульса на отраженный сигнал. При таком положении можно будет принять все отраженные сигналы. Электронный луч успеет вернуться из крайнего правого положения конца развертки к очередному начальному моменту, и вся система окажется готовой к повторению всего цикла работы. Для меньших расстояний можно взять большую частоту повторения импульсов радиолокационной станции, так как в этом случае время, необходимое для приема отраженного сигнала, будет короче. Система может быть восстановлена и приведена в готовность к посылке очередного импульса быстрее.

Изображение на экране электронно-лучевой трубки простой радиолокационной станции, определяющей дальность, имеет вид, показанный на рисунке. Показано два принятых отраженных сигнала. Один отражен объектом, удаленным на 43 км, а другой -- объектом, находящимся на расстоянии 70 км.

Судя по относительным размерам выбросов, дальний объект имеет большие размеры. Он отразил большую энергию, несмотря на свое более удаленное положение.

Размещено на Allbest.ru