Tài liệu Giáo trình kỹ thuật điện: Mạch tự động điều chỉnh độ lợi AGC AUTOMATIC GAIN CONTROL pptx

* Nguyên lý hoạt động của mạch AGC khóa KEYED AGC hình Vậy: BJT chỉ dẫn trong thời gian tồn tại xung đồng bộ ngang.. Nhờ vậy, mạch AGC hạn chế được nhiễu biên độ cao trong tín hiệu hình

Giáo trình kỹ thuật điện Mạch tự động điều chỉnh độ lợi AGC AUTOMATIC GAIN CONTROL

CHƯƠNG 4 MẠCH TỰ ĐỘNG ĐIỀ CHỈNH ĐỘ LỢI AGC AUTOMATIC GAIN CONTROL

I KHÁI NIỆM CHUNG

Để ổn định độ tương phản của hình, giảm ảnh hưởng của hình biến đổi theo cường độ sóng thu của hiện tượng Ant (hiện tượng FADING) nhà thiết kế dùng mạch tự động điều chỉnh độ lợi AGC Mạch đo biên độ tín hiệu hình và qua đó điều chỉnh lại độ lợi của các tầng khuếch đại trung tần hay cao tần

Để tăng hiệu quả, trong TV transistor, thường dùng kỹ thuật AGC khóa để giảm sự gây rối của các nhiễu biên độ cao trong tín hiệu hình Mạch AGC này chỉ mở để đo xung đồng bộ ngang và căn cứ vào đó để chỉnh lại độ lợi của các tầng khuếch đại

* Nguyên lý hoạt động của mạch AGC khóa (KEYED AGC)

hình

Vậy:

BJT chỉ dẫn trong thời gian tồn tại xung đồng bộ ngang Trong các thời gian còn lại BJT tắt Nhờ vậy, mạch AGC hạn chế được nhiễu biên độ cao trong tín hiệu hình, đồng thời xung đồng bộ và xung FlyBack có tần số cao 15750Hz nên mạch AGC đáp ứng nhanh Đó chính là

ưu điểm của mạch AGC khóa so với các mạch AGC khác như mạch AGC loại RC

R9, R10, R11 : Cầu chỉnh phân cực cho RFAMPS

D1 : AGC trễ (Delay AGC)

C4 : Tụ thoát

• Khi tín hiệu nhập vào quá bé vi<vimin Æ Q1 dẫn yếu Æ vCQ1 ít âm Æ vBQ2 tăngÆ Q2

dẫn mạnh Æ vEQ2 tăng Æ D1 tắt, tương đương với trường hợp cắt bỏ AGC không cho tác động đến RFAMP để cho nó tác động mạnh làm cho tín hiệu đầu ra của Tuner tăng Æ S/N thỏa và trên màn hình không xuất hiện nhiễu

• Khi tín hiệu vào tăng quá lớn vi>vimax Æ Q1 dẫn rất mạnh Æ Q2 dẫn rất yếu Æ vEQ2

giảm nhỏ Æ D1 dẫn điện Æ AGC tác động lên RF làm giảm phân cực RFAMP để tránh làm cho nó bảo hòa

AGC Tuner chỉ hoạt động khi vi>vimax

Khi điều chỉnh R8, R10 thì thay đổi điện áp phân cực cho tầng khuếch đại trung tần hình

và tầng khuếch đại cao tần

R8, R10 gọi là chiết áp AGC

5 AGC thuận v AGC nghịch

Đặc tuyến hfe = f(ic) của BJT có dạng như hình vẽ

Đoạn [BC] dốc hơn đoạn [AB]

Trong đoạn [AB] ta có: ICQ1 < ICQ2 thì hfe1 < hfe2

• Xét điểm Q2 ∈ [AB]

Khi vi tăng, muốn Av giảm thì ta phải giảm hfe vì

ie

L fe v

h

Rh

Rh

A = ⋅

Muốn vậy mạch AGC phải làm tăng phân cực ⇒ điểm Q3 phải dời về điểm Q4 (ICQ3 Æ

ICQ4)

Vậy đoạn [BC] ứng với mạch AGC thuận

Trong mạch AGC đã khảo sát ta thấy:

Khi vi tăng mạch AGC có tác dụng làm giảm phân cực IF và REAMP nên là mạch AGC nghịch và các BJT khuếch đại trung tần và cao tần phải làm việc trong đoạn AB của đường đặc tuyến hfe = f(ic)

CHƯƠNG 5 MẠCH ĐỒNG BỘ SYSCHRONOUS CIRCUIT

sẽ trôi theo chiều dọc

+ Tín hiệu đồng bộ ngang sẽ đồng bộ hoá cho mạch quét ngang chạy đúng tần số 15750Hz (hoặc 15625Hz) để hình ảnh đứng yên theo chiều ngang hay không bị xé hình + Mạch đồng bộ lấy tín hiệu hình hỗn hợp (composite Signal) có biên độ và cực tính thích hợp

Thông thường tín hiệu hình hỗn hợp được lấy từ ngõ ra của VIDEO DRIVE

hình

Mạch thường có thành phần triệt nhiễu biên độ tác động vào

• Sơ đồ khối của mạch

hình

+ BJT đồng bộ ON trong thời gian có xung đồng bộ và OFF trong thời gian còn lại + BJT khuếch đại đồng bộ cũng hoạt động giống như vậy

Nếu tín hiệu đồng bộ có cực tính âm thì dùng BJT PNP

Nếu tín hiệu đồng bộ có cực tính dương thì dùng BJT NPN

I I THÀNH PHẦN MẠCH ĐIỆN VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH

C3 : tụ liên lạc

R'5 : trở tạo điện thế âm để tắt Q2 trong thời gian không có xung đồng bộ

R6, R7 : điện trở tải của Q2

C3 nạp qua BE của Q2 Æ vEQ2 = 1, vCQ2 = 0

Trong thời gian không có xung đồng bộ (I3), C2 phóng điện qua R3 áp một điện tích dương lớn vào cực B của Q1 làm cho Q1 tắt nhanh, Diode D ngăn không cho C2 phóng qua

R2

Điện áp trên các cực của Q1, Q2 được vẽ như hình vẽ

C3 phóng điện từ cực dương qua R5, R'5 về cực âm của nó làm trên R'5 xuất hiện một điện áp âm lớn và Q2 tắt nhanh trong thời gian không có xung đồng bộ

• Mạch triệt nhiễu R1C1

Nhiễu có phổ rất cao (tần số nhiễu rất lớn)

Nếu đặt 2 tụ nối tiếp C1 và C2 mà C1<<C2 thì khi nhiễu xuất hiện, C1 nạp rất mạnh (biên

độ lớn hơn rất nhiều biên độ trên C2), trong khi đó C2 chưa tác động kịp nên nạp một lượng nhiễu nhỏ Sau đó C1 phóng nhanh qua R1 để có thể nạp lại xung thứ hai Đây là mạch triệt nhiễu RC

R6, R7: cầu phân cực cho Q2

R9, R5, R10, C6: mạch tích phân

C4 : tụ liên lạc

Khi tín hiệu nhiễu dưới 75% thì Q1 OFF Nó sẽ triệt nhiễu bằng R5C3

hình

Khi tín hiệu nhiễu có biên độ lớn hơn thì Q1 dẫn làm xuất hiện xung dương rất lớn ở cực

C của Q1 Nó cộng với xung nhiễu âm tại cực B của Q2 tạo ra xung dương tại B/Q2 làm Q2

OFF trong thời gian có xung nhiễu lớn

Q3 : đảo pha + khuếch đại

Trong thời gian có xung đồng bộ Q1: OFF Æ Q2: ON Æ vc/Q2 = 0

Khi không có xung đồng bộ Q1: ON Æ Q2: OFF Æ

R1 +R2 +R3R1 + R2 +R3 +R4

V PHÂN CHIA XUNG ĐỒNG BỘ

Ta có dạng xung đồng bộ và tín hiệu video tổng hợp (theo chuẩn FCC)

hình

Trong thời gian quét mành ngược cần có nhưng xung ngắn (như xung đồng bộ dòng) để chuyển động của chùm tia điện tử quét dòng vẫn phải thực hiện liên tục đồng thời sau xung đồng bộ dọc cần phải có những xung ngắn như xung đồng bộ ngang để giữ cho hình ảnh đứng yên ở mép trên cùng bên trái của màn đèn hình CRT

Do đó người ta chia xung đồng bộ mành và xung xoá mành thành 12 xung san bằng, 6 xung bó sát, 9 đến 12 xung như xung đồng bộ ngang

hình

* Vì sao xung đồng bộ dòng không tác động được vào mạch V.OSC để có thể làm sai dao động dọc?

Xung đồng bộ ngang có độ rộng xung hẹp nên khi qua mạch tích phân nó không đủ rộng để nạp cho tụ đến một giá trị điện áp cho phép cho nên nó không ảnh hưởng đến mạch V.OSC

Còn xung đồng bộ dọc thì có cấu tạo từ 6 xung bó sát, độ rộng lớn và đứng sát nhau, khi đến mạch tích phân thì làm điện áp trên tụ tăng dần và đến xung thứ 6 thì điện áp trên tụ đủ lớn để kích thích đồng bộ cho mạch V.OSC

hình

• Tác động của xung đồng bộ vào mạch vi phân:

Các xung san bằng, xung bó sát và các xung như xung đồng bộ dòng đều được đổi thành những xung nhọn coi như chúng tương tự như xung đồng bộ dòng vì thời gian quét dòng ngược chuyển động của chùm tia điện tử quét dòng vẫn phải liên tục nhờ các xung này

CHƯƠNG 6 MẠCH QUÉ DỌC

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

Mạch quét dọc làm tia điện tử dịch chuyển theo chiều dọc trên màn hình

+ Yêu cầu chính đối với mạch quét dọc là có tần số ổn định, không phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ và điện áp, bảo đảm chắc chắn sự điều khiển đồng bộ, không để các xung gây nhiễu ảnh hưởng, cho điện áp ra lớn có độ tuyến tính cao

+ Thông thường hệ thống làm lệch tia điện tử theo chiều dọc là cuộn dây gọi là Vert Yoke Để đảm bảo cho độ tuyến tính theo chiều dọc thì dòng điện quét chạy trong cuộn dây Iq

phải có dạng răng cưa tuyến tính Mà cuộn dây là cuộn cảm có điện trở lớn nên để Iq có dạng răng cưa thì vq phải có dạng hình thang

V.DRIVE là khối dùng để phối hợp trở kháng giữa V.OSC và V.OUT

V.OUTPUT có thể được thiết kế một trong những dạng sau:

Biến áp OTL

C3 : tụ liên lạc

R4 : cùng với C2 tạo xung răng cưa đưa vào tầng sau

R5 : điện trở giảm thế, V SIZE

R6, C4: mạch sửa dạng

R10 : điện trở tải của Q2

R7, R8, R9: cầu phân cực cho Q2

C5 : tụ lọc tần số thấp

VCH : cuộn chặn, làm tải của Q3

R12 : điện trở bổ chính nhiệt

VDR : voltage depended Resistor: điện trở phi tuyến thay đổi trị số theo điện

thế, để ổn định biên độ điện áp quét dọc

Khi tiếp điện vào mạch, do có tụ C1 và C2 ⇒ điện áp trên 2 tụ lúc ban đầu bằng 0 (không thay đổi tức thời) nên vBEQ1 = 0 do vB = vE = 12V ⇒ Q1 tắt Sau đó C1 và C2 đều nạp

C1 nạp một điện áp do cầu phân thế định C2 nạp một điện thế bằng Vcc ⇒ vBE tăng Æ IBQ1

tăng Æ Q1 mở Dòng qua Q1 chạy từ Vcc qua L2, Q1, R4 xuống masses, làm phát sinh trên L3

một điện áp cảm ứng phải có chiều sao cho Q1 dẫn mạnh hơn Æ dòng qua Q1 tăng sẽ kéo theo điện áp cảm ứng tăng Æ dòng phân cực tăng Æ Q1 càng dẫn mạnh hơn nữa Æ Q1 đi đến bảo hoà Nhưng khi Q1 bảo hòa Æ ICQ1=Cte Æ Δi = 0 làm phát sinh điện cảm ứng sang L3 có chiều ngược với chiều điện áp ban đầu Vì L3 > L2 ⇒ điện áp cảm ứng thông thường sẽ rất lớn, hơn điện áp phân cực từ 8 ÷ 10 lần làm Q1 bị ngưng dẫn nhanh chóng Đây là trường hợp

Q1 bị nghẹt hay bị chặn Gọi là dao động nghẹt hay dao động chặn (Blocking Oscilator) Sau thời gian t, điện áp cảm ứng tiến dần đến giá trị 0 Æ vBEQ1 tăng đến vγ Æ Q1 mở và quá trình cứ tiếp diễn: Q1 tắt, Q1 dẫn Dạng sóng tại R4 sẽ là hình chữ nhật nếu không có tụ sửa dạng C2

+ Khi chiết áp R2 Æ A ⇒ vPC tăng Æ vBEQ1 ít âm hơn và B Æ BA làm T1 giảm Æ T =

T1+T2 giảm Æ fv tăng

+ Khi chiết áp R2 Æ B ⇒ vPC giảm Æ vBEQ1 âm hơn và B Æ BB làm T1 tăngÆ T = T1

+ T2 tăng Æ fv giảm

Vậy khi chỉnh R2: B Æ A thì fv tăng

Khi fv = 50Hz hoặc fv = 60Hz: hình đứng yên theo chiều dọc

R2: giữ hình đứng yên gọi là V.HOLE

hình

Đồng bộ để giữ cho dao động dọc đồng tần số và đồng pha với đài phát

Trong thời gian Q1 tắt ta tác động một xung thích hợp thì Q1 sẽ đổi trạng thái Ta nói Q1

đồng bộ với xung kích

Muốn đồng bộ được tốt thì xung đồng bộ phải thoả mãn điều kiện:

+ Biên độ phải đủ lớn để vBEQ1 >> vγ ở thời điểm kích

+ Phải có cực tính dương

+ Xung đồng bộ phải đi trước một tí (chỉnh R2 để thoả mãn điều kiện này)

Khi hình ảnh mờ Æ biên độ tín hiệu đồng bộ giảm Æ hình tuôn chạy

+ Khi R5 Æ D Æ R5 Æ max Æ viQ2 Æ min Æ hình ảnh co lại theo chiều dọc

+ Khi R5 Æ D Æ R5 Æ min Æ viQ2 Æ max Æ hình ảnh giản ra theo chiều dọc

Vậy khi chỉnh R5 hình ảnh bị giản ra hay co lại theo chiều dọc

R5: V.SIZE

R6C4 có tác dụng làm dòng quét dọc Iqd thay đổi tuyến tính theo thời gian, lúc đó hình ảnh

sẽ tuyến tính theo chiều dọc trên màn hình

hình

hình vẽ mô tả quan hệ giữa độ tuyến tính của dòng Iqdọc trong cuộn dây làm lệch tia điện

tử (VDY) và độ tuyến tính của hình ảnh theo chiều dọc

+ Dòng quét Iqd theo đường thẳng 1 tương ứng với hình tròn 1 trên màn hình

+ Tương tự Iqd theo đường cong 2 tương ứng với hình 2 + Tương tự Iqd theo đường cong 3 tương ứng với hình 3

CHƯƠNG 7 MẠCH QUÉT NGANG

1i

dt

diL

vq = Vq = Cte (xung chữ nhật)

+ Mạch quét ngang tạo điện áp đại cao thế cung cấp cho Anode

với điện áp 9KV ÷ 18KV đối với trắng đen

và 18KV ÷ 30KV đối với màu

+ Tạo điện áp xung Parabol đốt tim đèn hình

+ Tạo điện áp trung thế từ 100V ÷ 400V để cấp cho các phần sau đây:

o Video output (xuất hình)

o Lưới màn (screen)

o Lưới hội tụ Focus

o Katode của đèn hình

o Đôi khi cung cấp cho phần quét dọc và xuất âm

+ Cung cấp tín hiệu cho mạch AGC khoá

+ Cung cấp tín hiệu cho mạch AFC

+ Cung cấp tín hiệu đưa vào cực E của BJT video output để làm tắt BJT trong thời gian xóa ngang

I SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH QUÉT NGANG

hình

HBT: Horizontal Blocking Transformer: biến thế dao động ngang kiểu Block

HDT: Horizontal Drive Transformer: biến thế của BJT H.Drive

Dao động Blocking thích hợp nhất cho kiểu tạo xung hình chữ nhật nên rất thông dụng, đồng thời kiểu mạch này cho tần số ổn định hơn cả

1 Ho t động của mạch khuế h đại công suất ng ng H.OUTPUT

hình

Gọi C: là tụ điện tương đương với toàn bộ tụ điện trong khu vực

L: là cuộn dây tương đương với toàn bộ cuộn dây trong khu vực

+ Trong khoảng thời gian 0 ÷ t1:

Xung kích vào vBEQ4 ở mức 1 ⇒ Q4 bảo hoà ⇒ vL = -V Dòng iL tăng tuyến tính (muốn vậy V phải ổn định)

+ Trong khoảng thời gian t1 ÷ t2:

Xung kích vào vBEQ4 ở mức 0 ⇒ Q4 tắt, xuất hiện điện áp cảm ứng

dt

diL

L =− ⋅ có chiều dương ở cực C của Q4, iL vẫn không đổi chiều nhưng giảm dần, dòng này chọn trong vòng L, C và nạp điện cực đại và tụ bắt đầu phóng điện ngược trở lại cuộn dây L cho nên dòng iL đổi chiều iL và tăng dần chiều âm như hình vẽ

Vì L có giá trị lớn và

dt

diLlớn nên điện áp cảm ứng vL rất lớn (có thể bằng 8 ÷ 10 lần điện áp tăng cường V) vL đặt lên cực CE của Q4 ⇒ Q4 phải có điện áp chịu đựng cao khoảng 1000V)

+ Trong khoảng thời gian t2 ÷ t3:

Xung kích ở mức 1 làm Q4 từ tắt chuyển nhanh sang bảo hoà và điện áp trên L bằng -V như trong giai đoạn 0 ÷ t1

Chú ý: trong khoảng thời gian t2 ÷ t3 Q4 bảo hoà lại nhưng lúc đó trong cuộn dây và tụ điện vẫn còn tích trữ năng lượng L là V ± ΔV chứ không phải là không đổi dòng iL thực chất

là không tăng tuyến tính mà uốn lượn ⇒ Để khắc phục ta dùng diode Damper D5

D5 triệt năng lượng còn dư trong cuộn LC khi Q4 bảo hòa lại

2 Ho t động của mạch tăng cường D3 C16

hình

Ở bán chu kỳ dương ở A và âm ở B như hình vẽ ⇒ sức điện động trong cuộn AB nạp cho tụ điện C16 qua diode D3 như hình vẽ làm trên tụ C16 có tích một lượng điện áp khoảng bằng 1/2 Vcc = 6V

Sau đó ở bán chu kỳ âm ở A và dương thì D3 cản dòng điện xã của C16.

Do đó điện áp nguồn cung cấp cho Q4 thực chất bằng:

V18V6V12V

ta nhìn thấy vật thể với màu sắc riêng biệt của nó

Ánh sáng thấy được là ánh sáng điện từ có tần số từ 3,8.1014 đến 7,9.1014Hz Tương ứng với bước sóng 780nm Æ 380nm với vận tốc truyền c ≈ 300.000Km/s

Hình 1: Dải sóng điện từ

Nguồn sáng có phổ đều từ 380nm Æ 780nm sẽ cho cảm giác ở mắt người là nguồn sáng trắng

hình

Nếu nguồn sáng chỉ có một khoảng ngắn của phổ nơi trên thì mắt người ghi nhận được một trong các màu phổ như dưới đây:

Hình 2: 7 màu phổ

I MÀU SẮC VÀ ĐẶC TÍNH

3 Màu sắc

Màu của vật không phải là nguồn sáng

Khi ánh sáng trắng chiếu vào một vật nào đó thì một số bước sóng bị vật ấy hấp thụ hoàn toàn hoặc một phần Các bước sóng không bị hấp thụ còn lại phản chiếu đến mắt cho ta cảm giác vè một màu nào đó

Màu đen về phương diện ánh sáng được xem là màu trắng có cường độ chiếu sáng thấp dưới khả năng kích thích của mắt

4 Các đặc tính x c định một màu

Độ chói là cảm nhận của mắt với cường độ của nguồn sáng là đáp ứng của mắt với biên

độ trung bình của toàn phổ

hìn

Độ bảo hòa của một màu là sự tinh khiết của màu ấy với màu trắng, là khả năng màu ấy

bị pha loãng bởi ánh sáng trắng nhiều hay ít

Như vậy các nguồn đơn sắc có độ bảo hòa tuyệt đối vì không bị ánh sáng trắng lẫn vào Nguồn sáng trắng có độ bảo hòa bằng 0 vì xem như đã bị ánh sáng trắng lẫn vào hoàn toàn

Màu bất kỳ = Lượng sáng trắng + Lượng sáng màu

Hình 9: Độ bảo hoà

Độ bảo hoà ở đây là mối tương quan giữa tỉ lệ hai thành phần lượng sáng trắng và lượng sáng màu Thành phần sáng trắng càng nhiều, độ bảo hoà càng kém và ngược lại Tia laze có

độ bảo hoà cực tuyệt đối vì chỉ còn một bước sóng duy nhất

Sắc thái của một màu hoàn toàn là cảm giác chủ quan của con người Thường sắc thái quyết định bới bước sóng lấn lướt nhất trong toàn phổ Cùng một màu đỏ chẳng hạn nhưng mỗi người cảm nhận sắc thái đỏ đó có thể khác nhau

I I CẤU TẠO CỦA MẮT NGƯỜIThí nghiệm kiểm chứng

5 Cấu tạ của mắt

Mắt người bị kích thích trong vùng của bước sóng điện từ 380nm ÷ 780nm và cảm nhận

là ánh sáng Cảm nhận này có được là nhờ các tế bào thần kinh thị giác nằm bên trong hốc mắt Có hai loại tế bào thần kinh thị giác, khoảng:

+ 130 triệu tế bào que nằm rãi rác khặp võng mô, cho cảm giác về độ chói (cường độ sáng)

+ 7 triệu tế bào nón hầu hết tập trung ở hoàng điểm (nằm ngay chính giữa phía trong hốc mắt) cho cảm giác về cả cường độ sáng và màu sắc

Tế bào này có 3 loại:

+ Loại thứ nhất: nhạy với màu lơ (Blue)

+ Loại thứ hai: nhạy với màu đỏ (Red)

+ Loại thứ ba: nhạy với màu lá cây (Green)

6 Độ chói của mắt

Hình vẽ biểu diễn độ chói của mắt ở từng bước sóng Nếu lấy một nguồn sáng trắng có cường độ chuẩn mà mắt người ghi nhận độ chói 100% thì cũng với cường độ ấy, ánh sáng đỏ (Red) cho mắt cảm giác độ chói 30%, ánh sáng lơ (Blue) là 11% và ánh sáng xanh (Green) là 59%

Từ đó suy ra công thức tín hiệu trắng đen của mắt: Độ chói của 1 màu X

Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B Với Y là độ chói của một màu (R, G, B)

R, G, B là tỉ lệ phần trăm của 3 thành phần R, G, B tạo ra màu X

* Thuyết 3 màu

Các kết luận

Kết luận 1: Tất cả các màu đều được từ ba màu cơ bản R, G, B gọi là thuyết ba màu Kết luận 2: Mắt thu nhận hình ảnh của vật và 3 loại tế bào hình nón cho ta cảm giác về màu sắc của vật

Chú ý: ví dụ độ chói của các màu

Việc chọn các màu cơ bản cần phải thoả mãn điều kiện: