Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 85
Текст из файла (страница 85)
15.6. Входная цепь предварительного усилителя с простой противошумовой коррекцией; а — упрощенная принципиальная схема; 6 — эквивалентная схема; в — АЧХ входной цепи у,„(м), усилителя ут н результирующая ураь тг7е д,', си~ уа У в) сопротивление шумов Л вЂ” 0,7о '. Тогда гу в'„. = / а,аг тКтп, г,. ум (15.14) Соответствующие генераторы эквивалентных шумов показаны на рис. 15.6,5 Там же показана и паразитная емкость С„= С, + +С + Сью шунтирующая сопротивление нагрузки трубки )т„(С,— выходная емкость трубки; ф— емкость монтажа; С,„— входная емкость усилительного каскада). Паразитная емкость С„и сопротивление нагрузки Я„образуют для сигнала изображения, шумов трубки т', и шумов нагрузки и' „ (кроме шумов усилителя и' ) интегрирующую цепочку — ФНЧ с постоянной времени ать„С„и коэффициентом передачи (15.15) Эта цепочка оказывает большое влияние на параметры сигнв; .пов, форму частотной характеристики предварительного усилителя и, главное, на величину отношения сигнал/помеха и характер спектрального распределения плотности мощности шумов на выходе ПВУ.
Выясним, как можно повысить отношение сигнал/помеха ПВУ. Рассмотрим случай, когда входная цепь — ФНЧ вносит незначительпыс (допустимые) частотные искажения даже на верхней граничной 374 х1АС НЫЪ'. Тндевивионное вещание частоте полосы пропускания /„т.е, когда 1 Р хд = = 095...098. ,/Г+,4Л2С'; Если известно значение Сн, то это условие соблюдается при Рандан (15.1б) 1'адан Рвхдапн~вОн ТогДа пРн Лнд,п > 1лп » 1Г у на вхоДе ПВУ с Учетом его шУлюв отношение сигнал/помеха 1'с вх .1с 1 "н Ф' 4н' у,п' у 4в с,нт~н, ~н„„'и„ вЂ”,/К, (15. 17) у вх ~ пвах где 11,,„= 1,йн — размах сигнала на входе усилителя (передающая трубка является генератором тока сигнала 1,, так как ее внутреннее в * ° д.
н.х и'„.„= у7с' .~' ~ ~н.,„у — хе нщее значение шумов нагрузки и усилительных каскадов, пересчитанных на вход усилителя. В данном частном случае отношение сигнал/помеха на выходе усилителя не изменится, так как частотные характеристики вход- ноИ цепи и ПВУ практически равномерные. и напряжения сигнала н всех флуктуациИ увеличиваются одинаково на всех частотах полосы пропускания ПВУ. Поэтому и характер спектрального распределения мощности шумов для всех источников помех останется тем же— белый шум. Однако, как праввло, отношение сигнап/помеха здесь значительно меньше, чем у предыдущего звена. Для повышения отношения сигнал/помеха ПВУ, как это следует из (15.17), необходимо: а) увеличить размах входного сигнала 11с,„за счет увеличения размаха тока сигнала передающей трубки 1,; б) увеличить размах входного снгнала за счет увеличения сопротивления нагрузки трубки Лн — простая противошумовая коррекция Брауде.
При этом шумы нагрузки также растут. но увеличение сигнала для рассмотренного частного случая в л/Л„раз «опережает» рост этих помех; в) дополнительно с простой противошумовой коррекциеИ увели~ить размах отдельных частотных составляющих входного сигнала нключением контура во входноИ цепи (рис. 15.7), настроенного нн одну нз промезкуточных частот спектра /„— сложная противошулнниви коррекция; г) уменьшить уровень шумов активных элементов входных ьзскпдон 1!ВУ путем рационалыюго конструирования, а в особых слу~пил и ~ помощью охлаждения деталей входной цепи усилителя.
ГЛАВА тз. Формирование аналогового телевизионного сигнала 375 б! г (7, Рис. 15.7. Входная цепь предварительного усилителя со сложнои противо- шумовой коррекцией: а — упрощенная принципиальная схема; и — вквиаалентная схема; а — АЧХ вход- ной цепи у„„(щ), усилителя ут(щ) и результирующая Кр,. у,(ш) = Рзо — = ьгг1 + шдйзСз. Уах («') (15. 18) Отношение сигнал/помеха на выходе усилителя 4Уу при этом не гоответсгвуст выраясению (15.17), а определяется из следующих со~к)раженнй. Первый зиз указанных способов реализуотгя за счет увеличения освещенности передаваемого изображения н, следовательно, связан с большими энергетическими затратами, а н риде случаев (например, прп передаче с натурных сценических площадок) н неосуществим. Поэтому роль остальных методов весьма велика.
Особенно эффективно повышение тр' = ьУтт„, как это следует из (15.17), за счет увеличення Лн до значения гц,л,„для рассмотренного частного случая, когда не сказывается влияние паразитной емкости С„. Но эта мера окьшынается недостаточной. Для противошумовой коррекции необходимо увеличивать гьн до значений,. в 10з...104 раз превышающих Н„д„(до 1...2 МОм), но в любом случае меньших Щ, — для отсутствия параметрических искажений.
Однако в этом случае АЧХ входной цепи у,х(ш) имеет значительный спад на высоких частотах полосы пропускания. Этн нскюкення необходимо скорректировать в одном из промежуточных каскадов усилителя так, чтобы результирующая АЧХ «входная цепь — усилитель» была равномерной в требуемой полосе частот урез = уах(~ ~)уу(~ ~) 1. Следовательно., АЧХ усилителя с учетом (15.15) долкгна иметь подъем в области высоких частот (рис. 15.6,а): 376 хтАСТЬ |Ъ'.
Телевизионное вещание Высокочастотные составляющие ТВ сигнала, ослабляющиеся во входной цепи, усиливаются в ПВУ в большей степени, чем низкочастотные, а коэффициент передачи «входная цепь — усилитель» Кв не будет зависеть от частоты, и размах сигнала на выходе ПВУ (15.19) То же самое происходит с флуктуационными шумами нагрузки: к хтвух у, = х в „. (1х20) ! ~' шв вых Спектральная плотность мощности этой составляющей шума на выходе усилителя 5 „„,„= (Ю,„„„,„)~/с1/ = 4|сТЯКв не зависит от частоты — белый шум.
Шумы активных элементов усилительных каскадов не ослабляются во входной цени, а только усиливаются в ПВУ. Поэтому — 1 ~'шувых = Ко „,г пгСг 3 (15.21) Спектральная плотность мощности шумов активных элементов каскадов на выходе усилителя определяется формой его АЧХ и пропорциональна квадрату частоты — «треугольный» шум (рис. 15,б,в): 5ш (ю) = Яш Уг(ю) = 4ИТЯ „Кг(1+ыгВгСг). Отношение сигнал/помеха на выходе ПВУ с учетом (15.19)— (15.
21) бс вых /с —,/4ЪТ7в (15.22) Максимальное значение отношения сигнал/помеха ПВУ определится при гГ„>) 3/вггС»1х „как /3 у/4ЕТ7» сы,С„,„/В (15.23) Таким образом, шумы усилителя при простой противошумовой коррекции определяются в основном флуктуациями в активных элелм птах первого каскада усилителя и имеют «треугольное» спектральное распределение. Поэтому анализ зашумленности ТВ сигнала в ПВУ по сравнению с вкладом других участков тракта пере- ГЛАВА 15. Формирование аналогового телевизионного сигнала 377 дачи сигнала (в том числе передающей трубки и входной цепи) должен проводиться исходя из величины отношения сигнал/взвешенная помеха. Вырюкеиия для отношений сигнал/помеха и сигнал/взвешенная помеха предварительного усилителя для простоИ и сложпоИ коррекции при /, ) /„, а такиге рациональные соотношения параметров схем для получения максимальных значений зр„' и ~„приведены в табл.
15.1 и 15.2, В таблицах и иа рис. 15.7 использованы следующие обозиачеиия: г,х — внутреннее активное сопротивление катушки иидуктивиости Ь,„ контура во входной цепи; (7м, — действующее значение тепловых флуктуаций в сопротивлении г,х; х = х,зт7йт7.; в = г.~ь; з = с.ес„; = в.1хвь; и = Л„С„/г„в; /р — — 1/2язг/ХвхС„'; Лв = Лв1Лвз/(Лв1 + Лвз)~ С = Сн~Снз/Сн Св = Снг +Сиз', Св1 = Ст+Се' Свг = Свх+Си' шв = 2я/в; йв =ь'вЛеСн', 11взв =швгвзв. С помощью простой противошуыовоИ коррекции удается значительно — в 20...30 раз (иа 25...30 дБ) повысить отношение сигнал/взвешенная помеха.
Это и опредсляст ес широкое использование в предварительных видеоусилителях. С помощью сложной коррекции можно дополиите.льио повысить гг лишь в 1,5 раза (иа 3,5 дБ). Однако здесь из-за наличия иидуктивности во входной цепи и паразитиых связей уменьшается устойчивость работы усилителя. Эти причины, а таклсе сло алость коррекции АЧХ входной цепи в ПВУ, т.е. обеспечение равномерной частотной характеристики «входная цепь — усилитель» (рис. 15.7,в), ограничивают использование слоясиоИ коррекции. Отношение сигнал/взвешенная помеха можно повысить также с помощью рационального конструирования входных каскадов усилителя, т.е., как это следует из (15.23), табл. 15.1 и 15.2, в основном за счет уменьшения параметров С„и Л „, т.е.
произведения СзЛ у. В качестве входных каскадов предварительных усилителей обычно используют реостатиые каскады иа полевых транзисторах с большим входным сопротивлением — каскады со стоковым выходом, истоковый повторитель и каскодиые схемы. Реостатиый каскад па триоде обладает сравнительно малым шумовым сопротивлением Л, ио вместе с тем относительно большой входноИ емкостью С„. Эта емкость зиачителыю уменьшает отношение сигнал/взвешенная помеха и устойчивость работы усилителя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
