频率合成视频调谐器工作原理分析

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频率合成视频调谐器工作原理分析

   该电子调谐器为一体化电子调谐器及多制式电视音、视频解调器,它能够接收从DS1~DS57频道、Z1~Z38频道的所有电视信号,包含了电视接收机高、低通道的全部功能。本产品为多制式解调器,它能解调PAL B/G、I、D/K;SECAM Lˊ/L 制式的电视信号,采用+5V单电源供电方式,频道和制式的选择均采用I2C控制。既可应用在彩色电视接收机主通道,也可用在计算机音、视频接受卡上作为音、视频解调处理使用。


   特点
   一体化高频电子调谐及多制式电视音、视频解调器,高频电子调谐采用频率合成方式,音、视频解调设计采用I2C控制直接进行制式转换,以选择PAL D/K、B/G、I;NTSC M四种中的任一制式。具有体积小、重量轻、可靠性高、通用性强的特点;在电气性能方面,具有调谐准确,工作稳定可靠,输出的音、视频信号失真小,信噪比高,DP、DG特性优良等特点,由于全部采用I2C总线控制,方便了CPU进行频道、制式的选择,所以可广泛用于对音、视频进行处理的场合。

1.3  组成方框图

 


  

 由图1所示的组成方框图可看出,本产品主由要高频电子调谐器、中频放大解调单元、PLL控制电路三部分组成。首先是信号接收,即调谐器部分,采用470MHz全频道方式设计,VL、VH、UHF三段分离,三个频段电路程式相似,每一个频段都具有相对独立的输入回路和MOS-FET双调谐高放回路。UHF、VHF 各自独立的振荡和混频以及PLL控制电路均由集成电路完成。其中VL、 VH段共用一个混频器和一个振荡器,经过级间回路的VL、VH段的信号通过开关管的切换进入混频器;而振荡器则是通过切换连入振荡回路的电感量来使振荡器分别工作在VL或者VH段。该集成电路采用I2C总线控制方式,由数据线(SDA) 送来的频道信息经过处理,可以直接选中相应的频道。

 

   

   调谐器输出的中频信号首先进入两路独立的SAW声表面滤波回路,分别对视频和音频进行滤波。之后两路信号各自放大。接着视频和调幅音频信号在内部VCO的控制下分别进行解调。视频信号再进过一次滤波、放大,就输出视频基带信号。对音频来说:调幅信号直接放大解调输出,调频信号则还要经过一次滤波、鉴频、放大,才最后输出音频信号。中频单元中的AGC回路产生的RF AGC电压控制高放回路的第二栅极,以调节高频放大级的增益;AFC产生电路生成的AFC电压在中频单元内直接转换成数字信号提供给主机CPU使用。

 

  

    2  主要技术参数

 

    2.1  一般要求

    2.1.1  使用条件

    环境温度: -10℃~+60℃

    相对湿度: 小于95%。

    大气压力: 86kPa~106kPa。

    电源电压:标称值±5% 。

    2.1.2  端子名称及电压

端子名称

端子说明

电压值

T1(调试用)

整机使用为悬空

------

T2

电源电压BM

4.7~5.5

T3

SCL输入电压

4.7~5.5

T4

SDA输入电压

4.7~5.5

T5

AS 地址片选

最大 5.5

M1

SDA输入电压

4.7~5.5

M2

SCL输入电压

4.7~5.5

M3

复合视频信号输出

------

M4

中频部分电源电压

4.7~5.5

M5

音频输出

------

 

 

    

      ① BT端子只是在调谐器调试时使用, 用户在使用时必须悬空;

      ② T3和M2可以直接连接;T4和M1可以直接连接。

     2 .1.3 接收频道

     2.1.3.1  PAL D/K

    VHF L DS1 ~ Z-7   频道( 49.75MHz ~ 160.25MHz);

    VHF H DS6 ~ Z-38  频道(168.25MHz ~ 464.25MHz);

    UHF   DS13~ DS57  频道(471.25MHz ~ 863.25MHz)。

     2.1.3.2  PAL I和PAL B/G

    VHF  L     频道  48.25MHz ~ 161.25MHz;

    VHF  H     频道 168.25MHz ~ 463.25MHz;

    UHF        频道 471.25MHz ~ 863.25MHz。

     2.1.3.3  SECAM Lˊ/L

    VHF  L     频道  55.75MHz ~ 152.25MHz;

    VHF  H     频道 164.75MHz ~ 464.25MHz;

    UHF        频道 471.25MHz ~ 863.25MHz。

     2.1.4  输入阻抗

    75Ω不平衡式。

     2.1.5  输出阻抗

    音频输出阻抗 1kΩ。  

    视频输出阻抗 75Ω。

     2.2  电子调谐器部分

     2.2.1  接收方式

    超外差式。

     2.2.2  接收电视制式

    PAL  D/K ; PAL  I;  PAL  B/G; SECAM Lˊ/L。

     2.2.3  中间频率

    图像中频(ƒiP): 38.9MHz (PAL/SECAM L);33.9MHz (SECAM Lˊ);

    伴音中频(ƒiS): 33.4MHz (PAL B/G);32.9MHz (PAL I);

                   32.4MHz (PAL D/K);32.4MHz (SECAM L);

                   40.4MHz (SECAM Lˊ)。

    彩色中频(ƒIC ): 34.47MHz(PAL B/G I D/K);34.65MHz(SECAM L);

                    38.15MHz(SECAM Lˊ)。

    2.2.4  功率增益

    VHF频段应大于或等于30dB,UHF频段应大于或等于29dB

    2.2.5  自动增益控制范围

    VHF频段应大于或等于40dB,UHF频段应大于或等于30dB。

    2.2.6  噪声系数

    VHF频段应小于或等于8.0dB,UHF频段应小于或等于 9.5dB。

    2.2.7  最大输入信号电平

    大于或等于 100dBμV (AGC ON时)。

    2.2.8  假象抑制比

    对[(ƒP+38.9)+(33.9~38.9)]MHz假象频率范围内的干扰抑制比:

    VHF(≤300MHz):最小值 51dB;

    VHF(>300MHz):最小值 51dB;

    UHF :最小值 46dB。

    2.2.9  中频抑制比

    对33.9MHz~38.9MHz中频频率范围的干扰抑制比: 应大于或等于65dB(DS-1≥52dB)。

    2.2.10  交扰调制抑制能力(相隔频道)

    VHF频段内各频道均不小于 75dB;UHF频段内各频道均不小于 70dB。

    2.2.11  输入端本振干扰电压

    VHF 频道基波和1000MHz以下谐波应小于或等于 46dBμV;

    UHF 频道基波应小于或等于 46dBμV。

    2.3  中频解调单元部分

    2.3.1  有限噪声灵敏度

    VHF全频段应小于或等于 47dBμV;

    UHF全频段应小于或等于 52dBμV。

    2.3.2  图像信噪比(S/N)

    全频段应大于或等于 46dB。

    2.3.3  视频输出(87.5%调制度时)

    (2.0±0.3)Vp-p 。(负载阻抗1kΩ时)

    同步信号:(30±3.5)%。

 

    2.3.4  微分相位特性(DP)

    小于或等于 10度 。

    2.3.5  微分增益特性(DG)

    小于或等于 10% 。

    2.3.6  音频输出(调制度为100%时)

    PAL 制式:(500±80)mVrms;

    输   入: 音频400Hz,50%调制 (±25kHz频偏);

               1kΩ负载。

    SECAM 制式:(500±80)mVrms;

    输   入:  音频400Hz,50%调幅(相当于FM的±25kHz频偏);

              1kΩ负载。

    2.3.7  音频信噪比 (S/N)

    PAL:最小值 46dB,典型值 58dB。

    2.3.8  音频失真度

    PAL :最大值 4.5% (典型值:2.0%);

    输入:59dBμV,音频1kHz,60%调制,±30kHz频偏,1kΩ。

    SECAM:最大值 4.5% (典型值:2.5%);

    输入:59dBμV,音频1kHz,60%调幅,1kΩ负载。

 

   3  工作原理简介

 

    3.1  电子调谐器部分

   本调谐器能实现从DS-1~DS-57频道和从Z-1~Z-38所有CATV增补频道的全面覆盖,采用三频段(VHFL、VHFH、UHF)平行独立的形式,三频段都具有独立的输入回路、高频放大回路和级间双调谐回路;混频电路、本振回路为UHF和VHF段分别工作方式,通过电子开关控制其转换。由于三个频段具有相似的电路程式,故以下电路说明及图示均以VHF High频段为例。

电视信号进入电子调谐器后,通过由L1、L2、C1组成的高通回路和由L3、C2组成的中频吸收回路,进入各自的输入回路,然后各自进入放大电路。高频放大器采用具有反向AGC特性的双栅场效应管, 其输入为单调谐回路电感抽头电容分压式结构,具有选择性好、调整方便、插入损耗小的特点,图中DT5、C24组成的可变电容分压式匹配和可变传输回路用于调整输入回路内的匹配及耦合系数,改善接收频道的行波系数。

 


  

    高频输出与混频器之间为双调谐回路,调试方便,可获得矩形系数好的信号传递波形、插入损耗小、增益高。


 

   

    VHF low、VHF high、UHF的混频级,本振级和中频放大的功能均由集成电路TDA6502TS来完成。集成电路内含电源稳压器,使调谐器工作更加稳定可靠。

 


  

        3.2  锁相环控制部分

锁相环控制部分由集成在TDA6502TS内部的锁相环及其外围电路组成。通过内部电路从调谐器单元中的振荡器中取得本振信号送入锁相环内部的16位可编程分频器进行1/N分频后,得到f1,与此同时,锁相环系统中的基准振荡器输出由参考振荡频率4.0MHz经过1/512分频后得到鉴相频率ƒRR=7.8125kHz), ƒR与同时送入的ƒ1送入数字相位比较器,并以此结果驱动电荷泵工作,调节BT电压的值,从而达到ƒ1= ƒR,将本振频率锁定在需要接收的电视频道上。其中分频比N由数据线(SDA)输入,由于采用的是I2C控制方式,由数据线输入的还有控制信号,包括频段选择信号,通过对其BS0~BS4口的控制,使调谐器工作于单一频段。并且中频解调部分也需要I2C来选择各个制式。

        3.3  中频解调部分

调谐器输出的中频信号分别进入视频和音频SAW声表面滤波回路。视频声表需要I2C来选择PAL和SECAM制式。之后两路信号各自放大。接着视频在内部VCO的控制下进行解调,视频基带信号再进过一次滤波、放大,就输出视频信号。对音频来说:调频信号经过混频后经过一次滤波、鉴频、放大,才最后输出音频信号;而调幅信号则直接进行解调、放大,输出音频信号。中频单元中的AGC回路产生的RF AGC电压控制高放回路的第二栅极,以调节高频放大级的增益;

AFC产生电路生成的AFC电压在中频单元内直接转换成数字信号提供给主机CPU使用。

       3.4  结构特点

    本调谐器在结构上是由金属框架和一块装有元器件的低损耗印制板组成VHF/UHF 一体化的视频调谐器,天线插座位于金属框架的一端,其余端子(电源电压、时钟线、数据线、地址线、调谐电压、A、V输出频段切换电压等)为金属端子合件, 位于视频调谐器的下方,金属框架与上下盖组合成金属屏蔽盒。

   调谐器图纸:

 

 


 

 

 

 


 

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