Материал: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Приёмоусилительные и видеотелевизионные системы». Самодуров А.С

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

Методические указания

к лабораторным работам № 5-6

по дисциплине «Приёмоусилительные и видеотелевизионные

системы» для студентов направления 211000.62 «Конструирование и технология радиоэлектронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») очной и заочной форм обучения

Воронеж 2014

Составитель канд. техн. наук А.С. Самодуров

УДК 621.387.62

Методические указания к лабораторным работам № 5-6 по дисциплине «Приемоусилительные и видеотелевизионные системы для студентов направления 211000.62 «Конструирование и технология радиоэлектронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А. С. Самодуров. Воронеж, 2014. 39 с.

Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов при подготовке к лабораторным занятиям по дисциплине.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле ЛР5-6_ТВ.doc

Ил. 16. Библиогр.: 3 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. А.В. Турецкий

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А. В. Муратов

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

 ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет», 2014

Лабораторная работа № 5 режимы работы телевизора “Рубин” и управление ими с помощью пду

1. Общие указания по выполнению лабораторной работы

Цель работы - изучение технических характеристик, функциональных возможностей и органов управления телевизора «Рубин».

В процессе выполнения лабораторной работы студент должен обратить внимание на функциональные возможности телевизора и на такие технические характеристики, как система цвета, диапазоны приема, потребляемая энергия, габариты и масса телевизора, а также изучить и освоить режимы работы телевизора «Рубин» на основе применения пульта дистанционного управления (ПДУ).

На выполнение лабораторной работы отводится четыре часа учебного времени, т.е. одно занятие. Перед лабораторным занятием студент должен самостоятельно выполнить домашнее задание в соответствии с данными методическими указаниями. К выполнении лабораторной работы студенты допускаются после ответа на вопросы домашнего задания и инструктажа по технике безопасности. Студент, явившийся на занятия, должен иметь методические указания по данной лабораторной работе, полученные в библиотеке.

К отчету о выполненной работе прилагаются необходимые эскизы, схемы и другие материалы, согласно указанию по оформлении отчета.

2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению

Ознакомиться с основными функциональными возможностями телевизора «Рубин», режимами его работы и способами управления: ручной, дистанционный по учебным пособиям [1 – 3], а также изучив разделы 2.1 – 2.3 настоящих методических указаний.

2.1. Функциональные возможности и технические характеристики телевизора «Рубин»

• Телевизор позволяет принимать передачи систем цветного телевидения SECAM B/G, SECAM D/K, PAL B/G, PAL D/K. Переключение на прием соответствующей системы цветности и стандарта звука происходит автоматически.

• Удобное полнофункциональное дистанционное управление с отображением выполняемых действий на экране.

• Система автоматической настройки обеспечивает поиск сигналов телевизионных вещательных станций в метровом и дециметровом диапазонах волн. Количество запоминаемых программ - 90.

• Система коррекции четкости позволяет оперативно регулировать резкость изображения для разных условий приема.

• Высокая чувствительность тракта изображения и звука обеспечивает прием телевизионных передач на большом удалении от телецентра.

• Встроенный таймер позволяет установить время автоматического отключения телевизора до 120 минут, а также обеспечивает автоматическое отключение телевизора через 5 минут после окончания вещания на выбранной программе.

• Разъем SCART обеспечивает возможность подключения к телевизору видеомагнитофона, тюнера спутникового телевидения, проигрывателя видеодисков и других внешних устройств для воспроизведения и записи видеосигналов.

• Работоспособность телевизора обеспечивается в широком диапазоне питающих напряжений от 176 до 242В без применения внешних устройств стабилизации.

2.2. Технические характеристики

Напряжение питания, В............................................... 176...242

Частота питающей сети, Гц............................................ 50...60

Потребляемая мощность, Вт, не более:...........................…65

Размер экрана по диагонали, см: .......................................... 54

Принимаемые системы телевидения PAL, SECAM, B/G, D/K

Количество запоминаемых программ .................................. 90

Номинальная выходная мощность канала звука, Вт, не менее…….. 2

Диапазон воспроизводимых частот канала звука, Гц ....... 300...10000

Напряжение и тип элементов питания ПДУ .....1,5 В, Тип LR или АА

Антенный вход ...................................... 75 Ом, коаксиальный

Тип разъема для подключения внешних видеоустройств ........ SCART

Параметры входных и выходных сигналов разъема SCART :

Выход звука .................................................... 0,5В/1кОм

Вход звука ...................................................... 0,5В/1кОм

Выход видео ..................................................... 1В/75 Ом

Вход видео ........................................................ 1В/75 Ом

Рабочий диапазон температур окружающего воздуха, С ....... +10...+35

Габаритные размеры, мм, не более

(высота х ширина х глубина): ............................ 460х507х466

Масса кг, не более: ................................................................ 21

2.3. Принципы работы устройств дистанционного управления телевизором

Передача сигналов дистанционного управления

Устройство дистанционного управления (ДУ) телевизором предназ­начено для управления различными регуляторами и переключателями на некотором расстоянии от телевизора.

Устройства дистанционного управления можно разделить по не­скольким признакам: способу кодирования передаваемой информа­ции, максимальному количеству команд, числу автономных управляемых устройств, помехозащищенности. Развитие микропроцессоров для устройств управления привело к значительному усложнению способов кодирования передаваемой информации. Многие зарубежные фирмы стали применять в устройствах управления специализированные мик­ропроцессоры с программируемой памятью, в которую заносится ин­формация, необходимая для декодирования принятого сообщения. Обобщенная схема устройства дистанционного управления приведе­на на рис. 1.

Рис. 1. Обобщенная схема устройства дистанционного управления

В состав устройства управления входят: передатчик команд с кла­виатурой управления, фотоприемник сигналов ДУ и дешифратор ко­манд. В передатчике команда формируется после нажатия соответ­ствующей кнопки клавиатуры пульта ДУ. Принятая команда шифрует­ся, модулируется и через драйвер поступает на выходной каскад (ВК), к которому подключены излучающие светодиоды (СД). Для шифрова­ния команды используются программы, хранящиеся в постоянной (ПЗУ) и оперативной (ОЗУ) памяти микропроцессора передатчика ДУ.

Излучающие светодиоды СД работают в импульсном режиме, что позволяет при малой средней мощности излучения сформировать до­статочно мощный импульсный сигнал. Импульсный ток через светодиод достигает единиц ампер, в то время как средний ток не превышает десятков миллиампер.

Фотоприемник состоит из фотодиода, усилителя с автоматической регулировкой усиления, демодулятора и выходного каскада. Фотопри­емник должен обеспечивать прием сравнительно малого светового сигнала в условиях достаточно сильного внешнего освещения и раз­личных импульсных помех (световых и электрических). Поскольку уро­вень входного сигнала может изменяться в достаточно широких пре­делах, то усилитель фотоприемника обычно снабжается системой АРУ, позволяющей регулировать его усиление в пределах 60 дБ. Избира­тельность фотоприемника повышается применением полосового уси­лителя и синхронного демодулятора.

Выходной сигнал фотоприемника через порт последовательного интерфейса поступает на вход дешифратора команд ДУ, в задачу кото­рого входит декодирование принятого сообщения и передача его на исполнительные устройства. Дешифратор команд обычно входит в со­став микропроцессора устройства управления, и его функционирова­ние должно быть согласовано с работой передатчика команд управле­ния. При их несогласованности возможны ошибки в работе системы управления и невыполнение команд.

Дешифратор команд ДУ связан через магистраль (внутреннюю шину) микропроцессора с центральным процессором. К этой же маги­страли подключены цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), порты ввода-вывода цифровой информации (ЦПВВ), интерфейс внешней шины (ИВШ), запоминающие устройства - оперативное (ОЗУ) и по­стоянное (ПЗУ), в которых хранится служебная программа и данные некоторых пользовательских регулировок.

Микросхемы передатчиков сигналов ДУ

Для использования в передатчиках сигналов ДУ различными зару­бежными фирмами разработано большое количество микросхем, мно­гие из которых представляют собой специализированные микропроцессоры с центральным процессором, ОЗУ, ПЗУ, шифратором клавиа­туры и драйвером выходного каскада, Некоторые из микросхем вы­пускаются рядом фирм, причем очень часто одна и та же схема под разными названиями. В Европе основными разработчиками и изгото­вителями микросхем для передатчиков ДУ являются фирмы ITT (Nokia), SQS-Thomson, Siemens, Philips, Telefunken. В Азии эти микросхемы вы­пускаются основными ведущими фирмами: Mitsubishi, Rohm, NEC, Panasonic, Samsung, Goldstar. В США эти микросхемы выпускаются та­кими крупными фирмами, как Motorola и Texas Instruments.

Все выпускаемые микросхемы можно разделить на группы по ряду признаков: способу кодирования информации, количеству адресов (систем), максимальному числу команд в один адрес, напряжению пи­тания, возможным режимам работы. Однако следует учесть, что даже полный набор этих характеристик не дает основания сделать вывод о взаимозаменяемости некоторых микросхем, так как при всех совпада­ющих характеристиках достаточно изменить длительность одного един­ственного импульса. Этот набор может помочь разобраться в работос­пособности той или иной микросхемы, изменить некоторые ее коман­ды или расширить число используемых команд.

Типы пультов дистанционного управления

Встречающиеся на практике пульты дистанционного управления (ПДУ) зарубежными телевизорами можно разделить на четыре груп­пы: 1) типовые, 2) заменяющие, 3) программируемые и 4) обучаемые. К типовым относятся ПДУ, предназначенные для управления опреде­ленными типами телевизоров. Такие пульты обычно поставляются в комплекте к конкретной модели телевизора, однако они могут быть использованы и для управления другими моделями телевизоров (чаще всего этой же фирмы), но с изменениями некоторых функций. Типовых пультов ДУ достаточно много, так как часто фирмы, выпуская новую модель телевизора, изготавливают для него и новый пульт ДУ.

К заменяющим относятся ПДУ, выпускаемые другими фирмами и предназначенные для замены типовых пультов. Количество заменяю­щих ПДУ также достаточно велико, однако меньше, чем типовых. Очень часто заменяющие пульты можно использовать для целой группы те­левизоров, использующих один и тот же способ кодирования пере­даваемой информации, хотя и с заменой некоторых функций клавиш управления.

В связи со сложностью приобретения типовых пультов ДУ многие зарубежные и отечественные фирмы наладили выпуск заменяющих ПДУ. Среди зарубежных фирм наибольшую известность приобрели ПДУ - фирмы VISA Electronics Corp., а среди российских производите­лей — ПДУ Александровского радиозавода «Рекорд», Московского за­вода «Рубин», а также белорусского НПО «Горизонт».

Заменяющие ПДУ по принципу действия можно разделить на две группы: а) выполненные на тех же микросхемах, что и типовые пульты, и б) выполненные на универсальных программируемых микросхемах ПДУ. Основным отличием первой группы от второй является применение раз­личных микросхем для разных моделей заменяющих пультов и, следова­тельно, применение различных печатных плат. Вторая группа пультов вы­полняется на одной и той же универсальной программируемой микро­схеме путем изменения ее программы, что позволяет использовать одну и ту же печатную плату для большого числа заменяющих пультов. Более того, в память этой микросхемы можно записать несколько различных программ, что позволяет сделать заменяющие пульты универсальными.

Программируемые ПДУ могут поставляться в двух разновиднос­тях: с установленными программами и без них. ПДУ с установленными программами используются как заменяющие. Такие ПДУ заменяют целую группу типовых пультов, построенных на различных микросхемах. Незапрограммированные ПДУ могут программироваться пользо­вателем с помощью прилагаемой к пульту инструкции. Такие ПДУ обыч­но относят к разряду обучаемых.

В настоящее время выпускаются различные микросхемы, предназ­наченные для использования в программируемых ПДУ: Р1С16С54, PIC16CR54, SIEL-US3, SIEL-M4, РСВ80С652, MN151614S55G, РСА84С922, РСА84С923 и др. Некоторые из этих микросхем можно программиро­вать только один раз, другие являются перепрограммируемыми.

Зарубежными фирмами, поставляющими программированные ПДУ, разработаны различные виды программ, которые охватывают опреде­ленные группы телевизоров. Эти программы заносятся в ПЗУ микро­схем и защищаются от копирования. В настоящее время разработано более 10 тысяч различных программ, которые охватывают практически все типовые ПДУ. Эти программы кодируются специальными кодами, которые позволяют выбирать требуемый пульт. Так, например, для замены пультов, построенных на микросхемах SAA1250 и IRT1260, раз­работано более 30 видов различных программ, а для пультов, постро­енных на микросхемах SAA3006 и SAA3010 — более 20.

Для хранения программ может использоваться встроенная память микроконтроллера или внешняя память на одной из электрически про­граммируемых микросхем. В последнем случае число хранимых в па­мяти программ может быть достаточно большим. При использовании перепрограммируемой памяти пульт делается обучаемым.

Обучаемые ПДУ наиболее просто решают проблемы, связанные с заменой типового пульта. Для обучаемых пультов необходимо на вре­мя программирования иметь типовой пульт, все функции которого пе­реносятся на обучаемый пульт. Таким образом, типовой пульт как бы является «учителем», а программируемый пульт — «обучаемым».

При программировании обучаемый пульт располагают на некото­ром расстоянии (обычно 10...20 см) от типового, так чтобы их излучаю­щие стороны были направлены друг к другу. После выполнения неко­торых подготовительных операций, зависящих от типа обучаемого пуль­та, с типового пульта посылают по очереди команды, которые обучаемый пульт записывает в собственную память. После записи всех команд проверяют их исполнение на управляемом телевизоре или с помощью индикатора ПДУ. Если какая-либо из команд не выполняется, то про­изводят повторное программирование, пользуясь инструкцией изго­товителя обучаемого пульта.

Фотоприемники сигналов ду

Фотоприемник сигналов ДУ состоит из фотодиода и усилителя. В ранних моделях зарубежных телевизоров можно встретить усилители на транзисторах. Позднее вместо транзисторных усилителей стали ис­пользовать интегральные операционные усилители, а затем — специ­ализированные усилители с синхронными демодуляторами, пиковыми детекторами и амплитудными ограничителями. В настоящее время в основном применяются интегрированные фотоприемники, в которых фотодиод входит в состав гибридной микросборки.

Все используемые усилители сигналов фотоприемников по их устрой­ству можно разделить на две группы: усилители немодулированных сиг­налов и усилители модулированных сигналов. Принципиальным отличи­ем усилителей второй группы является наличие в них полосовых фильт­ров с демодуляторами или синхронными детекторами. Такое деление усилителей обусловлено тем, что в соответствии с протоколами передачи сигналов ДУ возможна работа как с немодулированными сигналами (ре­жим Flash), так и с модулированными (режим Carrier), а по протоколу RC-5 передача ведется только модулированными сигналами. Частота несу­щей в различных стандартах отличается, но лежит в пределах 35.. .40 кГц.

2.4. Режимы работы телевизора

Телевизоры "РУБИН 55М04" и "РУБИН 55М04-1" имеют размер экрана по диагонали 54 см. Телевизоры соответствуют требованиям ГОСТ 12.2.006 по безопасности, ГОСТ 18198 по электромагнитной совместимости, а также имеют сертификат РОСТЕСТ, выданный ГНПП "ЦИКЛОН-ТЕСТ" № РОСС RU.ME67.B00577.

Телевизоры комплектуются пультом дистанционного управления (ПДУ) и имеют одинаковые органы управления на передней панели. Поэтому ссылки на нажатие тех или иных кнопок на ПДУ и передней панели телевизора относятся к любой модели телевизора, описанной в настоящем руководстве.

Кнопки управления на передней панели телевизора (кроме кнопки выключе­ния телевизора в "дежурный" режим) закрыты откидной крышкой с фиксацией закрытого положения.

Модели "РУБИН 55М04" и "РУБИН 55М04-1" отличаются только в части функций управления и видом отображаемой на экране информации. В модели "РУБИН 55М04-1" сообщения на экран выводятся на русском языке, кроме того, в ней несколько отличаются функции программирования таймера и автоматического поиска программ. При описании функций управления телевизором приведены рисунки, показывающие, как эти действия отображаются на экране телевизора для разных моделей. Для удобства изучения приемов управления телевизором, кнопки, расположенные на ПДУ, на рисунках изображены прямоугольными, а расположен­ные на телевизоре - круглыми.

Телевизоры не имеют сетевого выключателя, поэтому, при длительных перерывах в эксплуатации, рекомендуется отключать телевизор от сети, вынув вилку шнура питания из розетки. После включения вилки шнура питания в сетевую розетку он включается в т.н. "дежурный" режим работы и готов к включению в рабочий режим. При каждом подключении телевизора к питающей сети срабатывает система автоматического размагничивания кинескопа, обеспечивающая чистоту воспроизведения цвета. После перемещения или поворота телевизора чистота цвета может нарушиться - на изображении могут появиться радужные оттенки, вызванные изменением ориентации телевизора относительно магнитного поля Земли. Такое же явление может наблюдаться и при размещении телевизора вблизи массивных стальных конструкций и мощных акустических систем. Для восстановления чистоты воспроизведения цвета необходимо отключить телевизор на несколько часов от сети (например, на ночь), выключив его из розетки. После повторного подключения телевизора к сети система размагничивания кинескопа восстановит чистоту воспроизведения цвета.

При пропадании сигнала станции (окончание телевещания на выбранной программе или при отключенной антенне) телевизор автоматически выключится в "дежурный" режим через 5 минут. В телевизоре модели "РУБИН 55М04-1" при пропадании сигнала станции экран становится темным и на нем появляется надпись "НЕТ СИГНАЛА".

Подключение телевизора:

Вставьте антенный штекер в антенное гнездо 10 на задней стенке телевизора. Включите вилку шнура питания в сетевую розетку. Проверьте, что индикатор "дежурного" режима 2 светится красным цветом (он находится под светофильтром).