Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра телевидения и управления (ТУ)

Телевизионные устройства (ТВУ)

Методические указания по самостоятельной работе

студентов, обучающихся по специальностям

100101 – Сервис, 210303 – Бытовая радиоэлектронная аппаратура, 210312 – Аудиовизуальная техника

2012

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие...............................................................................4

Контрольная работа 1.................................................................6

Контрольная работа 2...............................................................19

Контрольная работа 3...............................................................32

Примеры решения типовых задач..........................................47

Рекомендуемая литература.....................................................57

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное учебное методическое пособие предназначено для организации самостоятельной работы студентов по дисциплине «Телевизионные устройства». Теоретический материал по этой дисциплине изложен в учебном пособии [1]. Изучение дисциплины студентами специальностей 210303 и 210312 производится в седьмом семестре. Поскольку теоретической базой для данной дисциплины является содержание курса «Основы телевидения», изучаемого в шестом семестре, студентам рекомендуется освежить в памяти основные принципы телевидения или, по крайней мере, обращаться к учебному пособию [2] и учебному методическому пособию [3], если возникают затруднения с освоением нового материала.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Изучение теоретических разделов курса сопровождается проведением практических занятий и выполнением лабораторных работ

Важными элементами самостоятельной работы студента при изучении дисциплины является выполнение индивидуального контрольного задания. В пособии сосредоточено 3 контрольные работы по 15 вариантов в каждой работе. Общее количество предлагаемых задач – 105. Они охватывают практически все основные разделы курса. Задачи составлены таким образом, что контрольная работа № 1 может быть выполнена после изучения раздела 1 учебного пособия и т. д. В заключительном разделе учебного методического пособия приведены примеры решения типовых задач.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1

Вариант 1.1

Заполните биты четности в 8-разрядном коде Хэмминга

2. На рис.1 изображена схема 4-разрядного ЦАП со взвешенным суммированием токов. Параметры схемы: В; . Требуется определить:

– вес младшего разряда в составе выходного напряжения ;

– максимальное значение ;

– входной код (по состоянию ключей К0….К3);

– соответствующее входному коду значение .

Вариант 1.2

1. На рисунке приведена конкретная реализация 8-разрядного кода Хэмминга на входе канала связи. Выпишите все возможные варианты искажений данного 8-разрядного слова на выходе канала связи, которые исправляются кодом Хэмминга.

2. Для схемы ЦАП ( рис. 1) вычислить значение выходного сигнала при входном коде 1011 (старший разряд слева), если известно: В; .

Вариант 1.3

1. На рисунке приведена конкретная реализация 8-разрядного кода Хэмминга, с помощью которого передается информационное 4-разрядное слово 1100. Выпишите все возможные варианты искажений информационного слова, которые могут быть исправлены в рамках данной реализации кода Хэмминга.

2. Используя в качестве прототипа схему рис. 1, постройте схему 6-разрядного ЦАП. При этом выполните следующие требования:

– вес старшего разряда 1,6 В;

– опорное напряжение В;

– определите величину сопротивления

– ключи К0….К5 установите в положение, соответствующее входному коду 101010 (старший разряд слева);

– для данного входного кода вычислите значение выходного сигнала ЦАП.

Вариант 1.4

1. На рисунке приведены четыре реализации 8-разрядного кода Хэмминга на выходе канала связи. Необходимо обнаружить и исправить ошибки в принятых кодовых словах.

2. Составите таблицу перевода десятичных чисел от 16 до 31:

– в натуральный двоичный код;

– в симметричный двоичный код;

– в код Грея.

Вариант 1.5

1. На рисунке приведен блок цифровых данных, для которого необходимо вычислить и занести в таблицу значения битов чётности по строкам и столбцам.

2. Используя в качестве прототипа схему рис. 1, постройте схему 5-разрядного ЦАП, приняв В; . Определите:

– вес младшего разряда в составе выходного напряжения ;

– максимальное значение ;

– значение при входном коде 11001.

Примечание: В схеме ЦАП ключи К0,…,К4 установите в положение, соответствующее заданному входному коду 11001.

Вариант 1.6

1. Определите результирующее отношение сигнал/шум в цифровом канале яркости, если известно, что на входе 6-разрядного АЦП отношение сигнал/шум . Шумы дискретизации и аналоговые шумы (на входе АЦП) считать независимыми.

2. На рисунке показано расположение отсчетов по растру для яркостного Y и цветоразностных и сигналов при цифровом компонентном кодировании в формате 4:4:4.

а) Определите суммарную скорость цифрового потока данных С, если известна длина кодового слова бит и частота дискретизации МГц.

б) определите суммарную скорость данных при бит и частоте дискретизации , выбранной с таким расчетом, чтобы отсчеты сигналов Y, и с активной части растра были равномерно распределены на время кадра (стандарты разложения ; Гц).

Вариант 1.7

1. На рисунке приведены параметры дискретизации () и квантования (, ) для телевизионного сигнала, представленного в компонентной форме (яркостный Y и два цветоразностных и ).

а) Определите скорость цифрового потока данных С при передаче указанных сигналов.

б) Определите общее число отсчетов (кодовых слов), соответствующих активной части растра (стандарт разложения ).

2. На рисунке приведена конкретная реализация 8-разрядного кода Хэмминга на выходе канала связи. Определите, какое 4-разрядное информационное слово передано по каналу связи.

Вариант 1.8

1. В схеме 4-разрядного ЦАП ( рис. 1) установите ключи К0, …,К3 в положение, соответствующее входному коду 1010, приняв В; . Определите напряжение на выходе ЦАП.

2.
На рисунке показано распределение отсчетов по растру для яркостного Y и цветоразностных и сигналов.

Определите:

– формат цифрового компонентного кодирования;

– скорость цифрового потока С, если известна частота дискретизации яркостного сигнала МГц, а число уровней квантования составляет для яркостного сигнала 512, для сигналов цветности 128.

Вариант 1.9

1. Используя в качестве прототипа схему рис. 1, постройте схему 3-разрядного ЦАП. Величины опорного напряжения Е и сопротивления выбрать таким образом, чтобы:

– аналоговый сигнал на выходе ЦАП имел отрицательную полярность;

– максимальное напряжение сигнала на выходе ЦАП В.

Установите ключи К0,…,К2 в положение, при котором В.

Определите соответствующее значение входного кода.

2. На рисунке показано распределение отсчетов по растру для яркостного Y и цветоразностных и сигналов.

Определите:

– формат цифрового компонентного кодирования;

Вариант 1.10

1. На рисунке приведен блок цифровых данных с проверкой на четность по столбцам и кадрам. Найдите в блоке данных положение ошибочного бита (возможно битов). Внесите исправления в блок данных.

2. Для схемы 4-разрядного ЦАП ( рис. 1) определите значения опорного напряжения Е и резистора , при которых В соответствует входному коду 1010 (старший разряд слева).

Вариант 1.11

1. Определите скорость цифрового потока при непосредственном цифровом кодировании композитного видеосигнала PAL. Число уровней квантования принять . Частоту дискретизации рекомендуется выбирать , где – частота цветовой поднесущей.

2. Заполните биты четности в 8-разрядном коде Хэмминга.

Выпишите все возможные варианты искажений информационного слова 1100, которые исправляются кодом Хэмминга.

Вариант 1.12

1. Определите скорость цифрового потока при непосредственном цифровом кодировании композитного видеосигнала NTSC (стандарт разложения M). Число уровней квантования принять . Частоту дискретизации рекомендуется выбирать равной , где – частота цветовой поднесущей.

2. На рисунке приведены четыре реализации 8-разрядного кода Хэмминга на выходе канала связи. Необходимо обнаружить и исправить ошибки в принятых кодовых словах.

Вариант 1.13

1. На рисунке показано распределение по растру отсчетов яркостного Y и цветоразностных и сигналов.

Определите:

– формат цифрового компонентного кодирования;

– скорость суммарного цифрового потока С при 8-битном кодировании для сигнала Y и 6-битном кодировании для сигналов и , если частота дискретизации сигнала яркости Y составляет МГц.

2. На рисунке приведены четыре реализации информационных 4-разрядных слов. Заполните биты четности в соответствии с помехоустойчивым 8-разрядным кодом Хэмминга.

Вариант 1.14

1. На рисунке показано распределение по растру отсчетов яркостного Y и цветоразностных и сигналов.

Определите:

– формат цифрового компонентного кодирования;

– скорость суммарного цифрового потока С при 10-битном кодировании для сигнала Y и 8-битном кодировании для сигналов и , если частота дискретизации сигнала яркости Y составляет МГц.

2. С выхода устройства помехоустойчивого кодирования получен блок цифровых данных с проверкой на чётность по строкам и столбцам. На основе анализа данных необходимо определить вид неисправности устройства кодирования и дать рекомендации для ее устранения.

Вариант 1.15

1. На рисунке показано распределение по растру отсчетов яркостного Y и цветоразностных и сигналов.

Определите:

– формат цифрового компонентного кодирования;

– скорость суммарного цифрового потока С при 9-битном кодировании для сигнала Y и 7-битном кодировании для сигналов и , если частота дискретизации сигналов и составляет МГц.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2

Вариант 2.1

1. На рис. 2 приведена схема усилителя высокой частоты (УВЧ) дециметрового диапазона (ДМВ) телевизионного тюнера. Используя схему рис. 2 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему каскада УВЧ. Применить биполярный транзистор n-p-n-типа, включенный по схеме с общим эмиттером.

Примечание: взаимозаменяемость означает, что каскад может быть включен на место прототипа без изменения питающих и управляющих напряжений.

2. Дешифрируйте кодовую посылку (без битов синхронизации) системы дистанционного управления (ДУ) в формате RC-5.

Результат представьте в виде двоичного и десятичного чисел.

Вариант 2.2

1. Используя схему рис. 2 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему каскада УВЧ для ДМВ-диапазона телевизионного тюнера. Применить биполярный транзистор p-n-p-типа, включенный по схеме с общим эмиттером.

2. Сформируйте кодовую посылку (без битов синхронизации) системы ДУ в формате RC-5.

Посылка должна содержать команду 38 (десятичное число), передаваемую по адресу 17 (десятичное число).

Вариант 2.3

1. Используя в качестве прототипа схему рис. 2, разработайте взаимозаменяемую схему каскада УВЧ для ДМВ-диапазона телевизионного тюнера. Применить биполярный транзистор n-p-n-типа, включенный по схеме с общей базой.

2. Опишите назначение и принцип работы приведенной на рисунке схемы импульсной вольтодобавки в выходном каскаде кадровой развертки. Приведите осциллограммы тока, протекающего через кадровые катушки (КК), и напряжений в точках 1 и 2 схемы.

Вариант 2.4

2. На рис. 3 приведена схема выходного каскада кадровой развертки с импульсной вольтодобавкой.

Подробно, с привлечением осциллограмм поясните принцип работы и назначение ключа обратного хода (КОХ). В частности, как изменится ТВ изображение, если КОХ выйдет из строя (например, останется в разомкнутом состоянии)?

Вариант 2.5

1. Используя в качестве прототипа схему рис. 2, разработать взаимозаменяемую схему каскада УВЧ для ДМВ-диапазона телевизионного тюнера. Применить каскодную схему на биполярных транзисторах p-n-p-типа.

2. На рис. 4 изображена упрощенная схема выходного каскада строчной развертки телевизора. Укажите путь протекания и направление отклоняющего тока I в следующие отрезки времени:

– во время 1-й половины прямого хода строки;

– во время 2-й половины прямого хода строки;

– во время обратного хода строчной развертки.

Примечание. ток всегда протекает по замкнутому пути (контуру).

Вариант 2.6

1. На рис. 5 приведена схема гетеродина метровых волн (МВ) телевизионного тюнера. Гетеродин собран по схеме емкостной трёхточки с общей базой на биполярном транзисторе p-n-p типа с инверсным питанием.

Используя схему рис. 5 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему гетеродина МВ на биполярном транзисторе n-p-n-типа. Автогенератор выполнить по схеме емкостной трёхточки с общей базой.

2. Для схемы выходного каскада кадровой развертки ( рис. 3) постройте и поясните осциллограммы напряжений на контактах 3, 5 и 6 микросхемы TDA 8172.

Вариант 2.7

2. Для схемы выходного каскада строчной развертки ( рис. 4) укажите назначение, перечислите выполняемые функции и опишите принцип работы диодов VD1 и VD2. Покажите, в частности, на каких временных интервалах диоды закрыты (и почему), а на каких – открыты (и почему).

Вариант 2.8

1. Используя схему рис. 5 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему гетеродина МВ телевизионного тюнера на биполярном транзисторе n-p-n-типа. Автогенератор выполнить по схеме емкостной трёхточки с общим коллектором.

2. На рисунке изображена схема восстановления квадратурных составляющих поднесущей в декодере PAL.

Опишите принцип действия устройства и его назначение. Нарисуйте схему подобного устройства для декодера NTSC (стандарт М). Чем эти устройства отличаются друг от друга? В частности, чем отличается структура сигнала ошибки на выходе импульсно-фазового детектора (ИФД) в том и другом случае?

Вариант 2.9

1. Используя схему рис. 5 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему гетеродина МВ телевизионного тюнера на биполярном транзисторе p-n-p-типа. Автогенератор выполнить по схеме индуктивной трёхточки с общим коллектором. Использовать инверсную схему питания транзистора. Переключение поддиапазонов МВ1 и МВ3 производить в емкостной ветви контура автогенератора.

2. На рисунке приведена векторная диаграмма сигнала цветности на входе синхронного детектора канала

цветового декодера PAL (микросхема TDA 4650).

Приведите выражения для расчета выходного сигнала синхронного детектора для четных и нечетных строк. Вычислите мгновенные значения полезной составляющей сигнала и перекрестной помехи для четной и нечетной строк, если известно: В; В; .

Примечание. – угловая ошибка восстановления фазы поднесущей в декодере PAL.

Поясните, каким образом дальнейшая последетекторная обработка сигнала цветности приводит к устранению перекрестной помехи.

Вариант 2.10

1. Используя схему рис. 5 в качестве прототипа, разработайту взаимозаменяемую схему гетеродина МВ телевизионного тюнера на биполярном транзисторе n-p-n-типа. Автогенератор выполнить по схеме индуктивной трёхточки с общим коллектором. Переключение поддиапазонов МВ1 и МВ3 производить в емкостной ветви контура.

2. На рисунке приведена векторная диаграмма сигнала цветности на входе синхронного детектора канала цветового декодера PAL (микросхема TDA 4650).

В;

Вариант 2.11

1. На рис. 6 приведена схема смесителя (преобразователя частоты) телевизионного тюнера. Применена каскодная схема на двух биполярных транзисторах p-n-p типа с инверсным питанием. Используя схему рис. 6 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему каскада. Выполните смеситель по каскодной схеме на двух транзисторах n-p-n-типа.

2. На рис. 7 представлена структурная схема ИМС типа TDA 4660. Опишите назначение, выполняемые функции и принцип работы микросхемы. Каким образом обеспечивается адаптация к различным телевизионным стандартам.

Уточните, в частности, значение частоты на выходе ГУН для двух стандартов разложения:

– стандарта (; Гц);

– стандарта (; Гц).

Вариант 2.12

1. Используя схему рис. 6 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему смесителя для телевизионного тюнера. Применить p-n-p-транзистор, включив его по схеме с общей базой (питание инверсное).

2. На контакт 16 ИМС типа TDA 4660 ( рис. 7) поступает сигнал с выхода синхронного детектора канала цветового декодера TDA 4650. Сигнал описывается следующими выражениями (в режиме PAL):

а) (в нечетных строках);

б) (в четных строках).

Вычислите значение сигнала на контакте 11, если известно: В; В; .

Вариант 2.13

1. Используя схему рис. 6 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему смесителя для телевизионного тюнера. Примените n-p-n-транзистор, включив его по схеме с общей базой.

2. На контакт 14 ИМС типа TDA 4660 ( рис. 7) поступает сигнал с выхода синхронного детектора канала цветового декодера TDA 4650. Сигнал описывается следующими выражениями (в режиме PAL):

а) (в нечетных строках);

б) (в четных строках).

Вычислить значение сигнала на контакте 11, если известно: В; В; .

Вариант 2.14

1. Используя схему рис. 6 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему смесителя для телевизионного тюнера. Применить биполярный транзистор p-n-p-типа, включенный по схеме с общим эмиттером (инверсное питание).

3. На рис. 8 приведена схема дискриминатора сигнала ошибки (ДСО), входящая в состав системы АББ видеопроцессора TDA 3505. Произвести расчет и построить осциллограмму сигнала ошибки RGB на выходе ДСО за время 22-й, 23-й и 24-й строки текущего поля по следующим данным: мкА; мкА; мкА; мкА; кОм; В.

Вариант 2.15

1. Используя схему рис. 6 в качестве прототипа, разработайте взаимозаменяемую схему смесителя для телевизионного тюнера. Применить биполярный транзистор n-p-n-типа, включенный по схеме с общим эмиттером.

2. На рисунке приведена схема системы АББ видеопроцессора TDA 3505. Определите величины напряжений, запоминаемых на конденсаторах С1, С2 и С3, если известно: мкА; мкА; мкА; мкА; кОм; (см. рис. 8) В.