1. Принцип действия устройства

Задачей блоков развертки является создание растра на экране кинескопа, выполнение всех необходимых корректировок геометрии, а также подвод к кинескопу всех необходимых напряжений. В модели ICC19 не предусмотрен блок динамической коррекции четкости изображения. Коррекция искажений растра, вызванных влиянием поля Земли, выполняется специальным отдельным модулем и только тогда, когда это необходимо. Блок модуляции скорости выборки SVM (интенсивности потока в кинескопе) помещен на плате ЭЛТ (электронно-лучевой трубки) кинескопа. В версии 50 Гц блок четкости является частью платы ЭЛТ кинескопа. Для версии 100 Гц была разработана специальная плата блока развертки (SFB 4000 00), которая крепится отдельно к жесткому основанию. В обеих версиях блок развертки подразделяется на следующие функциональные подблоки:

- контроллер развертки (для 50 Гц: часть интегральной схемы STV2161, а для 100 Гц - часть интегральной схемы STV2162) - строчная развертка - блок управления строчной разверткой - источник высокого напряжения - трансумножительHV - корректор искажений растра, вызванных влиянием магнитных полей в направлении восток-запад; диодный модулятор - кадровая развертка - система защиты Основной частью блока развертки является управляемый магистралью I2C-Bus микроконтроллер изображения STV2161/2. Все настройки по корректировке контуров развертки и кинескопа выполняются магистралью I2C-Bus.

В версии 50 Гц контроллер полностью выполняет преобразования видеосигнала изображения, осуществляет синхронизацию и выборку изображения. Этот прибор также влияет на работу импульсного преобразователя SMPS.

В версии 100 Гц преобразование сигнала изображения и операцию строчного сканирования 2H выполняет контроллер STV2162. Интегральная схема STV2162 содержит внутренний генератор для фазы Start-Up (запуск). Частота строк без импульсов синхронизации строк на входе H_Input контроллера развертки непосредственно зависит от частоты таймера. Блок управления строчной разверткой генерирует основные токи для управления импульсным транзистором. Он работает в режиме преобразования заднего фронта импульса развертки для того, чтобы дать возможность применить управляющий трансформатор малых габаритов (см. решение в модели ICC10/11).

Трансформатор строк подает следующие токи питания:

анодный ток EHT · ток статической фокусировки FOCUS

ток питания усилителей изображения напряжением +200В

ток обратного горизонтального хода луча H +UVFB · ток напряжением 13 В

ток питания накаливания кинескопа.

Контур диодного модулятора имеет параболическую характеристику для корректировки подушкообразных искажений растра кинескопа. Диодный модулятор также содержит дроссель корректировки линейности и, если это необходимо, выполняет динамическую корректировку для удвоенной частоты строк. Усилитель кадровой развертки TDA8177F управляется пилообразным напряжением от интегральной схемы STV2161/2. Сигнал обратной связи генерируется пропорционально падению напряжения на измерительном резисторе контура усилителя. Таким образом формируется замкнутый контур кадровой развертки с большой температурной стабильностью. Система защиты контролирует все выходные токи развертки. Она также реагирует на разрывы в строчной и кадровой развертке, на замыкания в отклоняющих системах и на появление слишком большого тока EHT, который может повредить кинескоп. Но эта система защиты не предохраняет от слишком большого излучения. Информация системы защиты (SAFE), поступающая от системы развертки, скапливается в одной точке накопления, куда также поступает информация от импульсного блока питания SMPS. Если поступила информация системы защиты, то величина напряжения тока на выводе 28 интегральной схемы STV2161/2 (BREATHING) понижается внешним транзистором до 0 В. Интегральная схема STV2161/2 реагирует на это, переключая устройство в режим выключения OFF (через STANDBY), и пытается дважды выполнить повторный запуск телевизора. Если это не даст положительного результата, то интегральная схема STV2161/2 установит внутренний бит Power-fail (сбой питания). Микроконтроллер прочтет этот бит.

Подробное описание контуров

Процессор развертки STV2161 - процессор для 50 Гц

Интегральная схема STV2161 заменила STV2160, которая применялась ранее в модели ICC9.

Данная схема:

позволяет управлять при помощи магистрали IIC блоком корректировки геометрии растра по направлению East-West (амплитуда E-W, ширина горизонтальная, установка H, форма E-W, наклон E-W);

содержит интегральный генератор пилообразного тока кадровой развертки с контуром управления амплитудой;

позволяет осуществлять управляемую через магистраль межстрочную выборку;

обеспечивает вертикальную корректировку величины (BREATHING);

позволяет устанавливать через магистраль параметры кадровой развертки (амплитуда, положение, корректировка S);

осуществляет панорамирование кадровой развертки и устанавливает постоянные точки для корректировки S;

выполняет вертикальное гашение;

осуществляет корректировку угловых зон экрана по направлению E-W.

В режиме STANDBY питается лишь часть магистрали I2C-Bus. В результате действия бита S_ON-bit, генерированного программой, интегральная схема STV2161 начинает мягкий запуск контуров регулировок импульсного преобразователя SMPS и блока управления H. Ток SMPS управляет транзистором, включающим трансформатор LP070, который регулирует работу блока импульсного питания (со стороны первичной обмотки трансформатора). Мягкий запуск осуществляется зарядкой внешнего конденсатора на выводе CSOFT/ST2161. Ток зарядки присутствует во время мягкого запуска и во время нормальной работы в режиме ON. Ток разрядки присутствует в режиме перезарядки для того, чтобы был возможен повторный запуск после полной разрядки конденсатора. Быстрая разрядка совершается в случае переключения телевизора в режим OFF (обычно через S_ON-bit=0). Интегральная схема STV2161 содержит петлю Ф1 для контуров выборки изображений, а также петлю Ф2 для корректировки времени запоминания состояния выходного транзистора строчной развертки. Для того, чтобы замкнуть петлю Ф2, подводится плюсовая часть графика обратного хода H от индуктивного делителя, который через два последовательно соединенных резистора подсоединяется к компаратору тока с высоким импедансом на выходе33/STV2161. Положительным выравнивающим по горизонтали напряжением является уровень 2,8 В, а отрицательным выравнивающим по горизонтали напряжением является уровень 1,2 В. Уровень порога определяет VCC/4 и составляет 2 В. Если STV2161 не получит сигнала H_REF, то после некоторого времени он самостоятельно отключит телевизор. Интегральная схема STV2161 генерирует избыточный горизонтальный сигнал гашения (Blanking), отнесенный к сигналу H_REF. Сигнал Blanking до встречи с сигналом H_REF носит название OBR - избыточный правый сигнал гашения, а после - OBL - избыточный левый сигнал гашения. Длительность обеих частей сигнала гашения можно симметрично (но не независимо друг от друга) устанавливать шагами по 4 бита в диапазоне от 0 по 8,5 мкс. Внутренний релаксационный генератор (заряжает/разряжает внутренний конденсатор) работает с частотой 2 МГц. Частоту горизонтального генератора VCO можно точно настраивать при помощи магистрали в диапазоне от 15500 Гц до 15750 Гц шагами по 125 Гц. Петля Ф1 помещается внутри контура сигнала H_REF, используя внутренний опорный сигнал Ф1_REF. Управляющий сигнал кадровой развертки, называемый FRAME_DR, вырабатывается одновременно источником тока. Этот источник вырабатывает выходной ток в диапазоне - 100 мкА-+100 мкА при выходном напряжении, изменяющемся в диапазоне 1 В-5 В. Это позволяет управлять группой интегральных схем, которые содержат выходные блоки мощности кадровой развертки и которые имеют разные базовые напряжения. Информация трансумножителя DST об интенсивности потока кинескопа используется для выполнения вертикальных корректировок BREATHING. Функция BREATHING модулирует вертикально отклоняющий пилообразный ток информацией о токе кинескопа. Корректировка растра по направлению East-West (восток-запад) реализуется в результате использования усилителя ошибки и источника тока. Источник тока управляет транзистором в схеме Дарлингтона. Сигнал обратной связи, поступающий с коллектора этого транзистора к массе и VCC1, разделяется тремя резисторами диапазонов. Это необходимо для того, чтобы правильно установить диапазоны работы блока корректировки E-W.

STV2162 - процессор для 100 Гц

Контур, содержащий STV2162 и образующий все необходимые для системы развертки сигналы, находится на главной плате вблизи разъема модуля видео. Такое конструкционное решение выбрано для минимизации расстояния между таймером, подающим сигнал 27 МГц, и его потребителями. Функции выборки изображения и управления блоком импульсного питания SMPS почти такие же, как описано выше для STV2161. Разница заключается лишь в функционировании вертикальной амплитуды в режиме Zoom. В решении STV2162 первый обратный вертикальный ход луча стартует точно в момент окончания выборки. Далее создается ток на уровне минус 20%, и второй обратный вертикальный ход луча генерируется в момент до старта последующего рабочего кадра. Таким образом образуется постоянное межпиковое напряжение для управления вертикальным рабочим ходом луча во всех режимах, в том числе в Zoom, хотя в них имеются различные значения шага (наклона).

Усилитель кадровой развертки

Катушка кадровой развертки включается между источником постоянного тока +13 В и выводом интегральной схемы TDA8177F для сохранения отрицательного напряжения выходного блока кадровой развертки. Полная выходная мощность, необходимая для отклонения луча по вертикали (рабочего следа луча), поступает на интегральную схему TDA8177F от шины +UVERT. Для обратного хода луча питание берется из специального тока возврата +UVFB. Ток +UVFB формируется трансумножителем DST (от срабатывания по заднему фронту при втором такте работы трансформатора). Применение интегральной схемы с отдельным внешним питанием для обратного хода луча имеет тот плюс, что можно использовать необходимые напряжения для формирования рабочего и обратного хода луча, независимые друг от друга, для более точного подбора к любому типу кинескопа. Это необходимо для 100 Гц-варианта из-за сложностей с поддержанием постоянной температуры интегральной схемы TDA8177F.

Основной принцип действия

Во время первой половины периода выборки (верхняя половина изображения) ток отклонения поступает от сети питания 26 В через катушку отклонения по вертикали BF001 к конденсатору CF015, который на данный момент выступает в качестве источника тока. Во второй половине периода выборки ток поступает в обратном направлении от конденсатора CF015 (который в этом случае является источником питания) через отклоняющую катушку кадровой развертки к выходу из блока питания кадровой развертки и далее к массе. Примечание. Шина напряжения 13 В не потребляет ток кадровой развертки до тех пор, пока ток от конденсатора CF015 остается достаточно большим. Для некоторых кинескопов требуется незначительный постоянный ток, который необходим для центровки кадровой развертки. Лишь этот постоянный ток (DC меньше 40 мА) будет отбираться от источника напряжения 13 В или поступать к нему в зависимости от направления вертикального смещения.

Вертикальная корректировка S

Чем более плоскими становятся экраны кинескопов, тем более важным становится соответствующее формирование тока кадровой развертки. Чтобы получить хорошую вертикальную линейность изображения, следует иметь пилообразный ток отклонения V, который образуется S-образной параметрической характеристикой. Управляющий пилообразный ток должен подвергнуться предварительной корректировке типа S для компенсации искривления плоскости экрана кинескопа. Вместо корректировки типа S часто говорят о корректировке тангенциальной ошибки, т.к. для определения параметров компонентов, необходимых в управляющем контуре, используются касательные к отдельным токам кривой типа S. Чтобы скорректировать линейный график нарастания напряжения пилообразного тока, необходимо наложить на него напряжение параболической формы. Этого можно добиться, применив внешнюю RC-цепочку (как в модели TX91). Однако для версии Zoom нужно было бы каждый раз адаптировать этот блок отдельно к каждому из режимов Zoom. Схема STV2161/2 имеет внутреннюю встроенную S-корректировку и возможность регулировки ее амплитуды. S-корректировка начинается в момент прохождения пилообразного тока через верхний порог напряжения А и кончается, когда пилообразный ток проходит через нижний порог напряжения В. Напряжения порогов связываются непосредственно с гашением по вертикали (Blanking) неиспользуемой части изображения и регулируются магистралью. Примечание. Вертикальная стабилизация амплитуды зависит главным образом от температурного коэффициента Rsens. Rsens в нижеуказанной схеме в виде блока состоит из четырех резисторов (RF012, RF023, RF024, RF025) мостовой схемы, и его задачей является компенсация температуры по изменению сопротивления Rsens.

Строчная развертка

Блок управления

Трансформаторный блок управления транзистором высокого напряжения строчной развертки работает в режиме "вперед" (т.е. срабатывает по заднему фронту импульса). Положительное напряжение зависит от цикла управляющего тока и появляется на конденсаторе CL005, который образует т. н. "виртуальную заземляющую массу". Входное напряжение первичной обмотки импульсно изменяется, на нем появляется положительное или отрицательное напряжение относительно виртуальной массы. Применение указанного режима работы потребует увеличения габаритов управляющего трансформатора, т.к. ферритовый сердечник намагничивается симметрично. Это позволяет стабилизировать ток базы путем регулировки входного напряжения. Нет необходимости включать резистор последовательно с базой транзистора, т.к. ток базы измеряется на резисторе RL013 со стороны первичной обмотки. Изменения напряжения питания или напряжения база-эмиттер регулируются линейным действием характеристики транзистора TL002. Этот транзистор имеет обратную связь с эмиттером, что обеспечивает независимую от температуры регулировку тока базы. Компоненты RL012 и CL003 создают оптимальную форму изменения тока базы транзистора L030 для минимизации потерь от насыщения. Транзистор TL001 менее насыщен, когда транзистор TL030 заблокирован и замкнут на коллектор регулирующего транзистора TL002. В этом случае отключение выходного транзистора не будет подвергаться влиянию модуляции внешними помехами в регулировочной петле. Если TL001 заблокирован низким уровнем тока H_DRIVE, напряжение на коллекторах транзисторов TL001 и TL002 регулируется оптимальным током базы для установки рабочего режима выходного транзистора TL030.

Диодный модулятор

Диодный модулятор применяется для модулирования тока строчной развертки с минимальным влиянием на величину высокого напряжения. Этого можно добиться только тогда, когда на ток, протекающий через первичную обмотку, не влияют изменения тока внутри контура развертки. Диодный модулятор является переходным соединением двух контуров с одинаковой резонансной частотой. Одну ветвь переходника составляет катушка индуктивности LL029 вместе с индуктивностью CL032, соединенной последовательно c CL029, а вторая ветвь состоит из отклоняющей катушки вместе с конденсатором возврата CL031, соединенных последовательно с CL037. Компоненты LC обоих контуров, таким образом, одинаковы. Индуктивный делитель CL031, CL032 подает управляющее интенсивностью луча напряжение на конденсатор CL032. Результирующее напряжение можно увидеть на конденсаторе CL029, если диодный модулятор не будет нагружен. В этом случае остается минимальная величина переменного напряжения на отклоняющей катушке, а также поступает минимальный ток отклонения. Напряжение питания для отклоняющей катушки строчной развертки уменьшается до уровня напряжения на конденсаторе CL029. При включении CL029 в цепь появляется полное напряжение на отклоняющей катушке, и ток отклонения становится максимальным. Ток во время рабочего хода луча поступает из индуктивности CL029, так что энергия, накопленная в индуктивности LL029, становится меньше к началу следующего обратного хода луча. Результатом этого является уменьшение напряжения на CL032. Поэтому контур управления обратным ходом луча можно охарактеризовать как два контура отклонения, соединенные последовательно, которые работают на одинаковой частоте. В случае модели 100 Гц индуктивности LL030 и LL032 гасят переходные состояния неопределенных токов и таким образом исключают появление высокочастотных помех. Катушка CL030 подбирается вместе с индуктивностью первичной обмотки трансумножителя DST таким образом, чтобы не менять частоту во время возврата в "нижней" фазе работы диодного модулятора. Без конденсатора CL030, диод DL030 мог бы включиться к концу обратного хода луча, в зависимости от амплитуды кадровой развертки изображения. Компоненты LL034 и CL033 образуют резонансный контур динамической "S"-корректировки. Для корректировки линейности строчной развертки этот контур настраивается на удвоенную DL034, DL036, RL036 и CL036, образует гасящий контур для гашения колебаний (в конденсаторе "S"-корректировки CL037), которые возникают вследствие быстрого изменения тока луча кинескопа.

Корректировка искажений геометрии по направлению Восток-Запад (E-W)

Корректировка по направлению E-W выполняется с помощью усилителя ошибки совместно с источником тока. Источник тока управляет работой транзистора в схеме Дарлингтона. Сигнал обратной связи поступает от коллектора этого транзистора и распределяется на массу и VCC1 тремя резисторами. Это сделано для правильного выбора диапазона работы схемы корректировки В-З. Можно минимизировать потребление энергии на строчную развертку в состоянии BREATHING путем подвода некоторой информации о токе луча через компоненты RL022, RL021, RL023, DL023 и CL023 на вход обратной связи В-З. Такое решение реализовано в модели ICC9.

Динамическая "S"-корректировка (корректировка 2Н)

Кинескопы с плоским экраном характеризуются своеобразной деформацией геометрии растра. Корректировка этих деформаций называется "динамической корректировкой S" или "корректировкой 2Н". Корректировка 2Н осуществляется группой контуров, состоящих из автотрансформатора и конденсатора. Резонансная частота составляет 76 кГц для модели 100 Гц и 38 кГц для модели 50 Гц. Ток от этих групп контуров добавляется к току отклонения.

Контур защиты

Контур защиты отслеживает все выходные напряжения, идущие от системы развертки. Реагирует он также на размыкание контура развертки (строчной и кадровой) и замыкание контуров развертки. Информация защиты систем развертки (т. н., "SAFE") скапливается в некоей точке накопления, как и сигналы некоторых информационных линий блока питания SMPS. Если появится сигнал защиты, вывод BREATHING схемы STV2161/2 переключится на массу через внешний транзистор TP170 или TL062. Интегральная схема STV2161/2 среагирует на это отключением питания (quasi STANDBY), потом дважды попытается включить приемник. Микроконтроллер получает информацию об отключении систем отклонения, которое произошло из-за слишком низкого напряжения электросети и информацию о появлении состояния BREATHING на проверяемой линии тока +BV. Если информация о событии BREATHING является причиной появления сигнала Power-fail, то наступает повторный запуск систем отклонения, организованный STV2161/2. Это означает, что линия тока 13 В получит снова высокое состояние. Только после третьего раза ввод BREATHING будет переключен на шину заземления GND через внешний контур, после чего STV2161/2 установит внутренний бит сбоя питания POWER-FAIL. Этот бит будет прочтен микроконтроллером. Программа отреагирует на это высвечиванием кода ошибки посредством светодиода STANDBY-LED. Действие BREATHING зависит от двух транзисторов, из которых: * Транзистор TP170 реагирует на исчезновение тока в электросети, поэтому его действие задерживается на время, за которое должны установиться все токи. Реализуют это две цепи задержки. Первая, которая является активной лишь в фазе запуска отклонения, состоит из резистора RP179 и конденсатора CP179. Когда CP179 заряжается через резистор RP179, транзистор TP175 пропускает ток. Результатом этого является то, что напряжение на конденсаторе CP171 поддерживается на уровне около VCC1 * (RP172/ (RP172+RP175)). Когда емкость CP179зарядится, транзистор TP172 перейдет в состояние высокого импеданса. После этого включается вторая цепь задержки, состоящая из компонентов RP172 и CP171. Зарядка емкости CP171 прерывается переключением коллектора TP175 на массу при помощи сигнала SAFE, но до того напряжение на CP171 становится достаточно большим, и BREATHING срабатывает через TP170. Вышеупомянутое действие имеет место только тогда, когда во время запуска отклонения все идет нормально. Применение двух цепей задержки позволяет воспользоваться более длительным временем задержки (задержка 1 плюс задержка 2) при запуске систем отклонения, плюс короткое время реакции (только задержка 2) в случае повреждения, которое может возникнуть во время работы телевизора. Конденсатор CP179 будет быстро разряжен через диод DP179, если будет отключена развертка (VCC1 обретает уровень 0 В). * Транзистор TL062 срабатывает непосредственно без цепи задержки при выводе BREATHING. Это возможно, т.к. транзистор TL062 начинает проводить в тот момент, когда уровень на прямом входе (вывод 3) операционного усилителя IL062 выше опорного уровня VCC1 на инверсном входе (вывод 2). Источником сигнала для вывода 3/IL062 является выпрямленное напряжение Uprot от обмотки трансумножителя DST (4 витка). Этот сигнал является зеркальным отражением высокого напряжения EHT. Когда величина высокого напряжения EHT станет слишком большой (более 30-40 кВ, в зависимости от чувствительности), действие систем отклонения прекратится. Сигнал 9VREG, управляющий линией напряжения +13 В, контролируется контуром, который состоит из компонентов DL072 и RL072. Если напряжение линии 9VREG будет ниже 3 В, сигнал SAFE будет снижен до слишком низкого значения, чтобы транзистор TP175 включился. Сигнал SAFE подключается к линии источника +5 В блока импульсного питания SMPS через диод DP170. Дополнительная информация о токе луча на выводе 1 трансумножителя DST может перевести сигнал SAFE в низкое состояние (при помощи компонентов DL070, RL070). Если ток луча из-за какого-либо дефекта возрастет до 3 мА, сигнал Beam станет настолько низким, что SAFE перейдет в низкое состояние. В модели 100 Гц, в которой дроссель цепи накала имеет небольшую индуктивность (13,5 мкГн), существует особая часть контура защиты, которая реагирует на замыкание накала. Выпрямленный ток накала (RL146, DL147, CL146 и RL147) подводится через компоненты DL148 и RL149 до появления сигнала SAFE. Центральная точка диодного модулятора и сигнал MODULATOR проверяется на наличие чрезмерно высокого напряжения. Если напряжение в этой точке превысит опорный уровень, задаваемый делителем, который состоит из RL069, RL068, RL067, RL066 (CL067 в случае диодного модулятора с внутренней корректировкой подушкообразных деформаций) и диода DL067, сигнал SAFE переключается на низкое состояние уровня через транзистор TL063 и резистор RL073. Транзистор TL063 может управляться также выводом 7 интегральной схемы IL062 (высокое состояние), если сигнал на инверсном входе (вывод 6) будет ниже опорного сигнала на прямом входе (VCC1 на выводе 5). Это происходит при разрыве контура развертки. Микроконтроллер может создать сигнал BREATHING путем доведения сигнала SAFE до массы через транзистор TR102. Это единственная возможность реакции микроконтроллера, когда заблокирована магистраль I2C BUS.