Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Värd på http://www.allbest.ru/

Användning av elektroniska enheter och enheter

Introduktion

De aktuella elektroniska enheterna ingår delvis i radiotekniksystemen (RTS), vars allmänna klassificering kan presenteras i form av följande tabell 1.

bord 1

Enheter	Typ och syfte med systemet
1. Överföring av information	sändning och TV RV och TV, radiorelälinjer (RRL), kommunikation via satellit, mobil kommunikation, roaming, telemetri (TM), kommandoöverföring (PC)
2. Informationsutvinning	radar (detektering och klassificering av mål, bestämning av koordinater och rörelseparametrar) (RL), radionavigering (RN), radioutforskning av fossiler och tillståndet på jordens yta (RR), radioastronomi (RA), radiointelligens för en annan landets RES (RR)
3. Radiostyrning	radiostyrning av missiler (RC), radiostyrning av rymdfarkoster, inklusive radiofjärrkontroll via satelliter, som underminerar stridsspetsen av projektiler (PBC)
4. Förstörelse av information	Radiomotåtgärder (RP)

Ett utmärkande drag för informationsöverföringssystem är att här visas meddelandena i radiosignalen vid den punkt där den sänds ut. När de väl har spridits genom miljön tas de emot och meddelanden extraheras från dem. Blockschemat för ett sådant system ser ut som Fig.1.

II. Ett utmärkande drag för informationshämtningssystem är att användbar information visas i radiosignalen under utbredning och reflektion av radiovågor eller när bildning och emission av radiovågor är oberoende av det aktuella systemet (fiendens RTS, naturliga källor, etc.). ). Blockschemat för ett sådant system, applicerat på platsen, ser ut som Fig.2.

En egenskap hos radiostyrsystemet (RC) är att informationen som sänds med radiosignaler används direkt för att styra objekt och processer (till exempel flygkontroll av raketer, satelliter, flygplan etc.).

III. Systemet inkluderar även andra (exekutiva, icke-radiotekniska) länkar som återspeglar egenskaperna hos kontrollobjektet och funktionerna i kontrolluppgiften. Blockschemat för RP-systemet (på exemplet med målsökande missiler) visas i fig. 3.

IV. Informationsförstöringssystem är designade för att lösa problemen med att motverka fiendens RTS, fokuserade på överföring och utvinning av information. Deras egenskaper bestäms av uppgifterna. Figurerna 1 - 3 visar de enklaste, enstaka systemen. I verkliga lägen fungerar de tillsammans med många system (i nätverket) och i kombination med olika RTS (i radiokomplexet).

Utöver de ovan nämnda huvudsakliga används RTS inom industri, medicin, vetenskaplig forskning etc. Det är tydligt att denna klassificering inte är stel. I många fall kombinerar en riktig RTS flera funktioner. RTU-systemet inkluderar till exempel radar- och bärraketer och informationsöverföringssystem, telemetri och kommandoöverföring.

Ett karakteristiskt drag hos radioelektroniska system är användningen av en radiosignal som informationsbärare. Syftet med information är ett av tecknen på klassificeringen av system.

Beroende på vilken typ av signaler som används finns det: - kontinuerliga, pulserande och digitala system.

I kontinuerlig - information visas genom att ändra amplitud, frekvens, fas för en kontinuerlig, vanligtvis harmonisk, signal.

I puls - signalen är en sekvens av radiopulser, i vilken information kan överföras både av de ändrade parametrarna för individuella pulser (A, t n), och hela sekvensen (n i paketet, intervallen mellan dem).

I digitala system är signalen förkvantiserad i tid och nivå. Varje nivå motsvarar en kodgrupp av pulser som modulerar bärvågen. Sådana system är lätta att samverka med datorer som bearbetar och lagrar information som sedan uppfattas av displayenheten.

Bland de listade systemen är de mest utbredda idag TV-system, från vilka vi kommer att börja studera kursen.

TV-apparater och system

TV-system (TV) kallas informationsöverföringssystem (PI) som är utformade för att sända och återge optiska bilder på avstånd. Beroende på syftet särskiljs sändningar och tillämpade system.

TV-system använder element-för-element-principen för bildöverföring, vars essens är den villkorliga uppdelningen av den överförda bilden i en uppsättning små element; omvandling av information om elementen till elektriska signaler; seriell överföring av signaler över en kommunikationslinje; uppspelning från bildsignaler i mottagaren).

TV-signalen, till skillnad från andra elektriska kommunikations- och informationssignaler, kännetecknas av det faktum att dess spektrum är många gånger större än spektra av konventionella signaler och upptar ett band från 50 Hz till 6 MHz (observera att spektrumet för ljudsändningar är 30 Hz 12 kHz, vilket är 500 gånger mindre TV-spektrum). En sådan signal definierar ett antal uppgifter som inte fanns under överföring av SV och även HF-informationspaket över långa avstånd. Och även om man idag har hittat sättet att sända en TV-signal (via satelliter, radiorelälinjer, kabel- och tvåtrådstelefonlinjer etc.) har sökandet efter tekniska metoder för att minska TV-frekvensbandet (naturligtvis utan att kompromissa) bildkvalitet) förblir en viktig vetenskaplig och teknisk uppgift. Detta problem har fått särskild betydelse i digital, färg och stereoskopisk färg-TV. Det är möjligt att uppskatta de övre och nedre gränserna för TV-spektrumet baserat på övervägandet av driften av följande blockdiagram (fig. 4), bestående av: en generator av rektangulära pulser, justerbar i repetitionsfrekvens; videoförstärkare; kinescope; svepgenerator; avböjningssystem; strömförsörjning.

Fig.4Fig.5

Låt oss ta scanningsparametrarna som standard (GOST 784579): scanningsfrekvens över fälten f p = 50 Hz, antal sönderdelningslinjer Z = 625, linjescanningsfrekvens f str = 15625 Hz.

Genom att sätta f gen = 50 Hz på pulsgeneratorns skala får vi två fasta horisontella ränder på kinescope-skärmen - svart och vitt. Denna frekvens f n \u003d f p \u003d 50 Hz och tas emot i det lägsta TV-spektrumet.

Ökar svängningsfrekvensen över 50 Hz får vi vid 100 Hz två par band (f gen = 2f p = 100 Hz) och generellt m par av fasta band vid f gen = mf p (där m är ett heltal).

När fgen = fstr = 15625 Hz - kommer två vertikala ränder att dyka upp på skärmen - vita och svarta, d.v.s. gränsen kommer att vända från horisontell till vertikal (överföring av 50 fält per sekund eller 25 hela bildrutor).

Ökar f-genen till 2f str = 31250 Hz, får vi två par vertikala svarta och vita ränder, och med f gen = nf str (n är ett heltal) n - par av svarta och vita ränder arrangerade vertikalt.

Med en ytterligare ökning av frekvensen, på grund av systemets begränsade upplösning, kommer vertikala smala ränder på skärmen att börja smälta samman och förlora kontrast.

Upplösningen är begränsad av följande skäl:

vilken krets som helst (vi har en videoförstärkare) som en TV-signal passerar genom (vi har rektangulära pulser) har ett begränsat frekvensband;

Kineskopets elektronstråle kan, på grund av aperturförvrängningar, inte reproducera på skärmen godtyckligt tunna och små detaljer - slag och prickar (elektronstrålens diameter tillsammans med dess beröring på skärmen - strålens öppning - bör inte vara större än tjockleken på slagen och mellanrummen mellan dem).

Strålöppningen d är relaterad till antalet Z sönderdelningslinjer (625 linjer) eftersom d = h/Z = h/625 (där h är bildhöjden). För att minska bländarförvrängningar (för att öka upplösningen) skulle det vara nödvändigt att utveckla elektronisk optik som fokuserar strålen i kineskopet så tunt som möjligt. Men en sådan lösning är inte lämplig, eftersom för d< h/Z между строками появятся темные промежутки.

Således, med d \u003d h / Z, får vi att det maximala antalet av de minsta svarta detaljerna (separerade av samma ljusgap) längs Z-vertikalen och pZ / 2 svart och pZ / 2 vit horisontellt (där p är ramformat, enligt standarden p = bildbredd; h - bildhöjd). I det här fallet kommer pZ 2/2 elementpar att placeras på hela bilden, och de överförda paren inom 1 sek f k \u003d 25 Hz (med hänsyn tagen till interlacing) f till pZ 2/2, varifrån, för den övre gräns kan du ta

f topp = f till pZ 2 /2.(1)

I praktiken tas toppen av TV-spektrumet något lägre. Minskningen bestäms av bländarförvrängningar, försämring av signal-brusförhållandet vid sändning av små delar, en spridning av parametrarna för det elektroniska fokuseringssystemet för TV-rör etc. Därför införs koefficienten k = 0,9 0,8 och, baserat på detta erhålls den övre gränsen för TV-spektrumet

f topp \u003d 0,5kf till pZ 2 \u003d 0,9254625 2 / 23 6 MHz.

Om vi ​​betraktar spektrumet av en TV-kanal, kan det noteras att dess huvuddel är koncentrerad till lågfrekvensområdet. I detta band (upp till 2,5 MHz) finns spektrumkomponenter som motsvarar stora bildelement. Högfrekventa komponenter med låg energi bär information om små delar. Horisontella frekvensövertoner med sina sidoövertoner bildar diskreta energizoner och bär information om detaljerna hos det sända objektet (fig. 6).

För att sända en bild över en radiokanal används en AM-bärvåg med frekvensundertryckning av ett sidband (fig. 7).

För att sända långsamt föränderliga signalparametrar används ändringar i den konstanta komponenten av videosignalen. I detta fall motsvarar en lägre videosignalnivå en högre belysning av ramen (eftersom videosignalen har en negativ polaritet, se fig. 8).

Fig.6Fig.7

I sända TV-system sänds tillsammans med bilden FM-ljud (Fig. 9), medan standardfrekvensbandet tilldelat TV-kanalen är 8 MHz.

Fig.8Fig.9

Kom ihåg att hela TV-signalen i intervallet två rader har formen (Fig. 10):

Interlacing principer

Den skanning som används i TV för jämna och udda fält - halvbilder skiljer sig i längden på den första och sista raden, vilket framgår av fig. 11.

Dessutom använder signalen som sänds över radiokanalen den negativa karaktären av förhållandet mellan amplitud och ljusstyrka. Denna metod: förenklar uppgiften att konstruera AGC, som i detta fall upprätthåller en konstant övre gräns för synkpulser (SI); minskar P cf - eftersom bilderna domineras av vitt ljus; effekten av brus på bildkvaliteten minskar (de är högre än "svarta" och mindre märkbara på skärmen).

1.1 Strukturdiagram för en svartvit TV

Allmänna krav för blockscheman av TV-apparater

Ta emot tv-apparater - TV-apparater byggs för närvarande enligt superheterodyne-schemat, och detta bestämmer avgörande strukturen för interaktion mellan kanaler, block, kaskader. I allmänhet är strukturen för att bygga TV-apparater av olika generationer liknande.

För närvarande produceras huvudsakligen halvledar- och integrerade TV-apparater, vilket har obestridliga fördelar.

I enlighet med GOST 18198-79 och GOST 24330-80 är alla tv-apparater, beroende på de tekniska egenskaperna, uppdelade i stationära (med en kinescope-skärmstorlek på minst 50 cm) och bärbara (med en kinescope-skärmstorlek på högst 45 cm).

Ur synvinkeln av kraven på funktionell interaktion bör blockschemat för TV:n ge:

mottagning av signaler från bärarfrekvenser för bild och ljud i 8 MHz-bandet i metervågsbandet med frekvenser från 48,5 MHz till 299,75 MHz och i decimetervågbandet med frekvenser från 470 till 622 MHz;

omvandling av bärfrekvenssignaler till mellanfrekvenssignaler (IF) med värdena f pr.iz = 38,0 MHz och f pr.zv = 31,5 MHz;

val av PTS-bilden från IF-signalerna och dess förstärkning till den nivå som är nödvändig för att styra kineskopet;

extrahering av differensfrekvenssignaler (andra IF av ljud) från IF-signaler av bild och ljud med efterföljande omvandling och förstärkning av dessa signaler till en nivå som kan driva en högtalare;

separation av synkblandningen från PTS och dess uppdelning i horisontella och vertikala synkpulser med deras efterföljande riktning till motsvarande svepgeneratorer;

skanna TV-bilden horisontellt och vertikalt;

anti-brus, bländare, -korrigering, återställande av den konstanta komponenten (anti-brus - en ökning av signal-brusförhållandet (användningen av fälteffekttransistorer med hög ingångsresistans) för att minska inverkan av ingångskapacitansen av sändarrörets shunt R n; apertur - (öppning - elektronstråletvärsnitt) - associerad med Orsaken elimineras genom att införa en korrigeringslänk i videoförstärkarens väg med ett frekvenssvar av den omvända formen av bländarkarakteristiken för sändningsröret och ett linjärt fassvar;

Strukturdiagram av TV:n

Transistorkretsar tillverkade av TV-industrin skiljer sig ibland också från varandra. Men användningen av samma typ av transistorer i vissa kaskader och block ledde naturligtvis till att kretslösningar förenades. Figur 12 visar ett blockschema över en transistor-TV.

Fig.12Fig.13

Av funktionellt syfte är blockschemat villkorligt uppdelat i 7 kanaler och block (en sådan uppdelning är motiverad genom att förenkla sökningen efter skada i kretsen, eftersom den yttre manifestationen av ett fel är nära relaterat till en eller annan specifik kanal eller TV-block ).

Transistor-TV-kretsen inkluderar en högfrekvensenhet 1, en bildkanal 2, en ljudkanal 3, en synkroniseringskanal 4, en horisontell avsökningskanal 5, en vertikal avsökningskanal 6 och en strömkälla 7.

Högfrekvent block

Högfrekvensblocket (HF-blocket) (fig. 13) tar emot från matarledningen signaler från två bärvågsfrekvenser av bild och ljud f nes.iz och f nes.sv, förstärker dem och omvandlar dem med hjälp av en lokaloscillator in i signaler med lägre mellanfrekvenser f pr.out = 38,0 MHz, f pr.sv = 31,5 MHz. HF-enheten består av en kanalväljare för mätarvågområdet (SCM), en kanalväljare för decimetervågområdet (SKD) och en avstämningsenhet (BN). Inställningsenheten styr omkopplingen av kanaler i SCM och övergången till läget för att ta emot signaler från decimetervågområdet - slå på ACS.

SKM inkluderar en högfrekvensförstärkare (UHF), en lokaloscillator, en mixer (omvandlare). ACS inkluderar endast UHF och en genererande autodyne-omvandlare. ACS-systemens gemensamma arbete är följande. Vid mottagning i mätarens våglängdsområde fungerar endast SCM. Vid mottagning inom området för decimetervågor slås ACS och SCM-omvandlaren på, eftersom den genererande ACS-omvandlaren tillhandahåller inte signalamplituden för den erforderliga nivån.

SCM-omvandlaren fungerar i detta fall som en förstärkare, vilket bringar nivån på IF-signalerna till den erforderliga amplituden.

Omkopplingen av dessa driftlägen utförs av avstämningsenheten, båda UHF:erna täcks av AGC-spänningen.

Bildkanal

Bildkanalen tillhandahåller huvudförstärkningen av signalerna för mellanfrekvenser (IF) för bilden och ljudet, detekteringen av bildens IF-signaler, som ett resultat av vilket PTS tilldelas, förstärkningen av PTS till en nivå som ger kontroll över kineskopets elektronstråle. Bildkanalen inkluderar också en AGC-krets som styr förstärkningen av IF-, UHF SKM- och UHF SKD-stegen.

Bildkanalen består av avvisande och filtreringskretsar av en trestegs UPCH, en videodetektor (VD), en videoförstärkare (VU), ett kineskop och en AGC-krets (fig. 14).

Bildmellanfrekvensförstärkaren (IFFI) tar emot IF-bild- och ljudsignaler från RF-enheten och skickar dem genom en gemensam bredbandsförstärkningskanal. Det första steget av UPCH utför matchning av RF-blocket med ett klumpat urvalsfilter (FSS), i vilket amplitud-frekvenskarakteristiken (AFC) för kanalen bildas, vilket huvudsakligen bestämmer dess selektivitet. UPCH är sammansatt enligt ett enkanalsschema, där IF-signalerna för bilden och ljudet förstärks samtidigt. Denna möjlighet tillhandahålls av skillnaden i moduleringsmetoder (amplitud och frekvens).

För att utesluta ömsesidig påverkan av signaler på varandra, passerar ljudet IF genom UPCH med avvisning (dämpning) upp till en nivå av 0,1 från det maximala frekvenssvarsvärdet. För närvarande produceras alla inhemska TV-apparater enligt enkanals UPCHI-systemet. AGC-spänningen täcker den första hjälmen på UPCHI.

Videodetektorn (VD) tar emot förstärkta IF-bildsignaler från UPCH och extraherar PTS från dem, som sedan sänds till videoförstärkaren. VD är gjord enligt schemat för en diodamplituddetektor med HF-korrigering som är nödvändig för passage av HF-komponenterna i videosignalen.

Videoförstärkaren (VU) förstärker PTS när det gäller spänning och effekt i frekvensbandet från 50 Hz till 5 MHz och justerar bildkontrasten. Fordonsenheten är gjord enligt ett tvåstegsschema. Det första steget - en preliminär parafasförstärkare - förser AGC-kretsen och synkroniseringskanalen med bipolära signaler.

AGC:s automatiska förstärkningskontrollkrets förser det första steget av UPCH och UHF med en automatiskt växlande spänning, vars värde beror på signalnivån på TV:ns antenningång. Denna spänning i sin tur. Ändrar stegens förstärkningar så att när insignalnivån minskas ökar de och när insignalnivån ökas minskar de. Som ett resultat förblir kanalförstärkningen (kontrasten) oförändrad när insignalnivån fluktuerar kraftigt.

Kinescope är bildkanalens stängningslänk. I den utför PTS luminansmodulering av strålen, vilket tillsammans med horisontella och vertikala svep skapar intrycket av en bild.

Ljudkanal

Ljudkanalen (fig. 15) separerar signalerna från den andra ljud-IF (6,5 MHz) från huvudbilden och ljud-IF. Kretsen har en oberoende differensfrekvensdetektor (DRF) ansluten till UPCH. Ljudkanalen består av en HDR, en förstärkare för signaler av det andra IF-ljudet av en mellanljudsfrekvens (UPCHZ), en frekvensdetektor (BH), en lågfrekvent förstärkare (ULF) och en högtalare (Gr).

Fig.15Fig.16

UPCHZ-kretsen, förutom förstärkning, bör begränsa amplituden för de andra IF-ljudsignalerna, eftersom den innehåller ramsynkroniseringspulser som skapar en lågfrekvent bakgrund i högtalaren. Det svarta hålet allokerar ljudfrekvenssignaler, som efter förstärkning i ULF:n verkar på högtalaren och ger ljudackompanjemang till bilden.

Synkroniseringskanal

Synkroniseringskanalen (fig. 16) tar emot PTS från den preliminära kaskaden av WU, extraherar från den en synkblandning bestående av en kombination av horisontella och vertikala synkroniseringspulser, förstärker den och delar upp den i horisontella och vertikala synkpulser, som sedan gå till motsvarande svepgeneratorer.

Synkroniseringskanalen består av en amplitudväljare (AS), en parafasförstärkare (PFC), ett integrerande filter (IF) och en automatisk frekvens- och fasjusteringskrets (APC och F). AS:en allokerar en synkblandning från PTS:n med användning av amplitudvalsmetoden, som förstärks i PFC. Två enheter är anslutna till PFC:n: IF och AFC och F. Med hjälp av IF extraheras ramsynkroniseringspulser från synkblandningen genom integrationsmetoden, vilka sedan matas till ramgeneratorn, vilket synkroniserar dess funktion. AFC- och F-kretsen justerar automatiskt radgeneratorns frekvens och fas i enlighet med klockans frekvens och fas. Denna krets har två ingångar och en utgång. Synkroniseringspulser tas emot vid en ingång, pulser från radgeneratorn tas emot vid den andra. Här jämförs pulserna i frekvens och fas, och beroende på deras sammanfallande uppträder en spänning vid utgången som justerar radgeneratorn.

Horisontell kanal

Den horisontella avsökningskanalen (fig. 17) ger horisontell avböjning av kinescope-strålen med hjälp av horisontella avböjningsspolar. Den består av en huvudlinjegenerator (ZGS), en tvåstegs effektförstärkare (PA), en dämpare (D), en utgångsledningstransformator (TVS), en högspänningslikriktare (HV) och linjeavböjningsspolar (SOC) , som är en del av avböjningssystemet (OS) .

Fig.17Fig.18

Med hjälp av TVS ökas de omvända pulserna i amplitud, likriktas, fördubblas av en spänningsmultiplikationskrets och matas till kineskopets andra anod i form av en hög likriktad spänning.

Vertikal kanal

Den vertikala avsökningskanalen (fig. 18) distribuerar kinescope-strålen vertikalt med hjälp av personal som avleder spolar.

Kanalen består av en rammasteroscillator (FCG), en emitterföljare (EP), en tvåstegs effektförstärkare (PA) och personaldeflektionsspolar (COC). ZKG genererar en sågtandsspänning för att driva effektförstärkarstegen. EP tillhandahåller den nödvändiga koordinationen mellan ZKG-utgångsstegen för ramarna. Effektförstärkaren genererar sågtandsströmmar av den erforderliga formen och kraften i personalavledningsspolarna.

Strömförsörjning

Strömförsörjningsenheten (PSU) förser TV:n (inklusive glöden från kinescope) med en stabiliserad konstant spänning. Den består av en krafttransformator, en diodlikriktare och en elektronisk spänningsregulator. Med hjälp av en krafttransformator sänks spänningen på AC-nätet 220-127 V till de värden som är nödvändiga för normal drift av TV:n. Diodlikriktaren omvandlar växelspänningen till en pulserande, följt av utjämning med hjälp av filter. Den elektroniska stabilisatorn säkerställer konstansen av värdena för utgående DC-spänning inom de specificerade gränserna med fluktuationer i den förbrukade strömmen och nätspänningen.

De funktionella interaktionerna mellan kanaler och block i en transistor-TV är som följer.

Högfrekventa signaler av bärfrekvenserna för bilden och ljudet tas emot av den mottagande antennen och skickas genom matarledningen till TV:ns antenningång. Med kanalväljaren väljs önskat program, RF-enheten omvandlar dessa signaler till lägre mellanfrekvenser av bild och ljud. Deras värden förblir desamma oavsett vald kanal.

I UPCH sker huvudförstärkningen av IF-signalerna och avvisandet av interferens från intilliggande kanaler. Vidare, i videodetektorn, väljs PTS med alla dess komponenter och RF-korrigeringsåtgärder vidtas för att säkerställa passagen av RF-komponenterna i videosignalen.

Från förförstärkaren förgrenas signalerna i tre riktningar: till slutsteget av videoförstärkaren, till synkroniseringskanalen och till AGC-kretsen.

Från slutsteget av videoförstärkaren går PTS in i kinescope, där de elektriska signalerna med hjälp av PTS och OS omvandlas till en bild. AGC-kretsen justerar automatiskt förstärkningarna för det första steget av UPCH och stegen för UHF-kanalväljarna för mätarens och decimetervågbanden i enlighet med ändringen i insignalnivån för TV:n.

Ljudkanalen är ansluten till det sista steget av UPCH. Med hjälp av HDR väljs det andra IF-ljudet med en frekvens på 6,5 MHz. Resonans UPCHZ förstärker och begränsar dessa signaler i amplitud. Vidare omvandlas frekvensmodulerade svängningar med hjälp av BH till lågfrekventa ljudsignaler, som efter förstärkning i ULF verkar på högtalaren. Högtalaren omvandlar lågfrekventa signaler till ljud.

Synkroniseringskanalen är ansluten till den preliminära kaskaden av fordonsenheten och utför de nödvändiga omvandlingarna av de horisontella och vertikala synkroniseringssignalerna, vilket säkerställer den synkrona driften av de horisontella och vertikala avsökningsgeneratorerna.

Masteroscillatorer fungerar i självsvängande lägen, vilket ger ett kontinuerligt raster på kinescope-skärmen. När signaler tillförs TV:ns antenningång synkroniseras generatorerna med liknande generatorer på sändningssidan. Vidare bildar de horisontella och vertikala avsökningskanalerna de sågtandsströmmar som är nödvändiga för korrekt funktion av avlänkningssystemet.

En stabiliserad strömförsörjning ger konstant spänning till alla steg i kretsen. I vissa TV-apparater kan strömförsörjningen även användas för att ladda batteriet.

1.2 Strukturdiagram för en enhetlig TV

Blockschemat i Fig. 19 över enhetliga TV-apparater av II - III generationer skiljer sig i princip lite från varandra. De befintliga skillnaderna är främst relaterade till livsmedelskedjor. Konventionellt är schemat uppdelat i sju kanaler och block som nämnts ovan.

RF-enheten innehåller traditionella transistor-TV-enheter. Kombinationen av PTK-SKD gemensamt arbete är liknande.

Bildkanalen innehåller ytterligare kretsar för automatisk justering av frekvensen på lokaloscillatorn (APCG), en spänningsomvandlare (PARU) och en överbelastningsskyddskaskad (kortslutning). APCG-kretsen tar emot IF-bildsignalerna från det tredje steget av UPCH. Om lokaloscillatorfrekvensen avviker från normen kommer bilden IF också att ha en frekvensavstämning i förhållande till värdet 38,0 MHz, som AFCG-diskriminatorn kommer att svara på.

Kortslutningen skyddar de kaskader som täcks av AGC-spänningen från överbelastning. Ljudkanalen när det gäller dess funktionella uppgifter och strukturdiagram liknar transistorversionen. Transformationen och extraheringen av det andra IF-ljudet producerar en amplitud VD. I vilka åtgärder samtidigt vidtas för att utesluta passage av denna frekvens från WU.

Synkroniseringskanalen innehåller traditionella kaskader. Den horisontella avsökningskanalen kan skilja sig åt i närvaro av höga spänningar i alla steg. Radutgångssteget (VKS) och högspänningslikriktaren (HV) utför funktionerna av en effektförstärkare respektive en högspänningslikriktare.

Den vertikala avsökningskanalen liknar också transistorkanalen. Effektförstärkarens funktioner utförs av ramutgångssteget (VKK).

Strömförsörjningsenheten består av en krafttransformator, två diodlikriktare, utjämningsfilter och förser alla steg i kretsen med konstant spänning, med växelspänning för lampglödning, med undantag för glödning av högspänningskenotronen, och med växelspänning spänning för skyddskretsen.

Högfrekvent block

högfrekvent förstärkare

Högfrekvensenheten (HF-enheten) i en modern TV består av båda väljare (SK-M och SK-D), med vilka du kan ta emot program av alla sända TV-områden.

SK-M (PTK) tar emot från antennen via matarledningen och ingångskretsarna signalerna från två bärfrekvenser i mätarvågsområdet, förstärker dem och omvandlar dem med hjälp av heterodyningsprocessen till signaler med lägre mellanfrekvenser. En av huvudfördelarna med heterodynmottagning är att, oavsett vald kanal, förblir IF oförändrad, medan förstärkningsvägen förenklas.

SK-M (PTK) består av ingångskretsar, en högfrekvensförstärkare, en lokaloscillator och en mixer. I enlighet med de uppgifter som kanalväljarna utför kan ytterligare två krav formuleras: lägsta möjliga nivå av inre brus och största möjliga dämpning av lokaloscillatorsignalerna i väljarens ingångsanordningar. Det första kravet ökar TV:ns känslighet, det andra - minskar den penetrerande effekten av lokaloscillatorsignalerna in i antennen.

Väljaringångskretsarna, som har resonansegenskaper, väljer de nödvändiga signalerna i 8 MHz-frekvensbandet från uppsättningen av signaler som induceras i antennerna, och säkerställer också matchningen av matarledningen med UHF-ingången, vid vilken den maximala signalen är överförs i denna länk. De optimala ingångskretsarna är uppstegsresonanstransformatorer med en vågimpedans vid kanalens mittfrekvenser lika med 75 ohm.

Dessutom minskar en step-up transformator avsevärt möjligheten att skicka lokaloscillatorsignalerna till antennen, eftersom. för dessa signaler är det ett steg nedåt.

Transistor UHF (Fig. 20) är sammansatt enligt en gemensam baskrets, som ger tillräcklig förstärkning av höga frekvenser. En positiv spänning + E appliceras på emitterkretsen genom motståndet R1. I ingångskretsen utgör spolen L 2, kondensatorn C 3, C 5 och transistorns ingångskapacitans parallellt med den en resonanskrets som ger en 1,5-faldig ökning av spänningen. Seriell notch-krets C2, L1 är avstämd till frekvenser lika med de mellanliggande. Ibland finns det flera sådana kretsar i ingångskretsen, som minskar penetreringen av interferenssignaler från antennen med en frekvens som är lika med IF för bilden och ljudet.

Kondensatorer C3, C5 tillhandahåller ofullständig anslutning av ingångskretsen till transistorns emitterkrets, vilket gör det möjligt att minska denna krets shunteffekt på kretsen och bilda den erforderliga bandbredden för ingångskretsen. AGC-spänningen appliceras på transistorns baskrets genom motståndet R4. Genom att öka den positiva spänningen vid basen av denna transistor stängs den av, vilket minskar förstärkningen av UHF. Ibland används omvänd AGC-spänningspolaritet. Med en ökning av den negativa spänningen vid basen av V tr, ökar kollektorströmmen och spänningsfallet över motståndet R1 ökar. Detta leder till en minskning av den konstanta spänningen över bas-emittergapet och till en minskning av förstärkningen. Ovanstående metoder för AGC har fått namnen direkt och omvänd AGC, respektive (bestäms av värdena på motstånden och förspänningen). UHF-kollektorbelastningen består av ett dubbelslinga bandpassfilter L 3 , L 4 , vars frekvenssvar, liksom för ett UHF-rör, har formen av en dubbelpuckelkurva avstämd till bildens och ljudets bärvågsfrekvenser .

Omvandlare

Mixern blandar svängningarna för den lokala oscillatorfrekvensen f g med svängningarna för bärfrekvenserna för bildsignalerna f n.s. och ljud f n.sv. Bland många kombinationer av frekvenser i omvandlarens lastresonanskrets bildas skillnadsfrekvenser:

F pr. från \u003d f g - f n. från \u003d 38.0 och F ave. star \u003d f g - f n. ut = 31,5 MHz.

Transistoromvandlaren (fig. 21, a) är gjord enligt en gemensam emitterkrets, vilket minskar UHF-bandpassfiltrets shunteffekt och gör det möjligt att öka kaskadens selektivitet. Fig. 21c visar ett diagram över en autodyne-mixer som används i bärbara TV-apparater med ett frekvenssvar som liknar fig. 21b.

Här tillförs en signal från UHF-utgången (L 3 C 3) till emitterkretsen C eb, som adderas i transistorns dioddel med lokaloscillatorns frekvenssignal. För växelriktaren är kretsen L 1 C 4 C 1 en kapacitans som är parallellkopplad L 2. Den lokala oscillatorn är gjord enligt det kapacitiva trepunktsschemat. Kollektorn genom C 4 är ansluten till kretsen L 1 C 1, och återkoppling från kollektorn till emittern sker genom transistorns egen kapacitans och en extra kondensator C 2.

Bildkanal

I bildsignalförstärkare används resonanskretsar i stor utsträckning, med hjälp av vilka amplitud-frekvenskarakteristika bildas, som i slutändan bestämmer kanalselektiviteten. Resonanskretsar används inte bara som kaskadbelastningar, utan också för att avvisa interferens från intilliggande kanaler och dämpa sina egna signaler av mellanfrekvenser.

IF förstärkare

Mellanfrekvensbildförstärkaren (IFFI) har en avgörande effekt på TV:ns huvudindikatorer: känslighet, klarhet, selektivitet, ljudkvalitet och synkronisering. Som redan noterats, i moderna enkanals-TV-apparater, passerar mellanfrekvenssignaler av både bild och ljud genom UPCH och förstärks. I detta avseende bör UPCH ha ett tillräckligt brett band av förstärkta frekvenser och samtidigt utesluta möjligheten av ömsesidig påverkan av dessa signaler på varandra. Utifrån utnämningen är det möjligt att formulera kraven för UPCHI:

tillhandahålla en förstärkning som är tillräcklig för att isolera en signal med en amplitud på 2 V i detektorns belastning med ett förstärkt frekvensband på upp till 5 MHz;

avvisande av signaler av mellanfrekvenser för bilden och ljudet till nivåer av 0,5 respektive 0,1;

interferensavvisning av intilliggande signaler vid frekvenser på 30,0; 39,5; 41,0 MHz.

Utifrån de angivna kraven är det möjligt att konstruera frekvenssvaret för UPSI som uppfyller dessa krav. (se fig. 22)

För en bättre förståelse, låt oss förtydliga begreppen känslighet, klarhet och selektivitet, som främst bestämmer kvaliteten på TV:n.

Känsligheten är relaterad till den totala förstärkningen av stegen från antenningången till detektorn, som i synnerhet bestämmer bildkontrasten och synkroniseringskvaliteten.

Bildens klarhet, som är känt, bestäms av bandbredden för de förstärkta signalerna för hela videokanalen och i synnerhet UPCH, vilket också är förknippat med ljudkvalitet.

Selektivitet påverkar alla de listade egenskaperna hos TV:n, eftersom. den bestämmer valet av användbara signaler för en given kanal. För korrekt funktion av videodetektorn, videoförstärkaren och kinescope bör signalamplituden vid utgången av UPCH vara 4 V.

Låt oss använda Fig. 23 och beräkna vad förstärkningen av UPCH bör vara, med tanke på att känsligheten för TV-apparater sträcker sig från (50 till 200 μV).

Enligt den välkända formeln är den totala förstärkningen för en uppsättning enheter eller kaskader lika med produkten av förstärkningarna för dessa enheter eller kaskader K total = K 1 K 2 ...K n .

Den totala förstärkningen för ingångskretsarna, UHF och UPCH, med hänsyn till den erforderliga amplituden för UPCH-utgångssignalen och TV:ns känslighet, kommer att vara:

K totalt \u003d 4 / (5010 6) \u003d 80000,

därför står UPCHI för

K upchi \u003d K totalt / K in. från K UHF \u003d 80000 / \u003d 2000.

PAFI består vanligtvis av tre steg av resonansförstärkare, där den nödvändiga selektiviteten och förstärkningen tillhandahålls av en kombination av notch-kretsar.

Som redan noterats tillhandahåller frekvenssvaret undertryckandet av interferens av intilliggande kanaler i UPCH. Betrakta, med hjälp av exemplet i Fig. 22, orsakerna till uppkomsten av dessa störningar. Bärfrekvenserna för tv-sändarna som bildar landets tv-nät väljs med hänsyn till kravet på minsta möjliga ömsesidiga störning. Emellertid är frekvenserna för intilliggande kanaler så nära varandra att deras kanter faller in i lösningen av UHF-frekvenssvaret. Eftersom bärvågsfrekvenserna för intilliggande kanaler är 1,5 MHz från varandra, kommer störningen som genereras efter interaktionen av bärvågorna med lokaloscillatorn också att vara 1,5 MHz bortsett från mellanfrekvenserna i båda riktningarna:

f pl = 31,5 - 1,5 = 30,0 MHz; f p2 = 38,0 + 1,5 = 39,5 MHz.

Eftersom kanalerna i mätarvågsområdet är ojämnt fördelade (den första kanalen är 1,5 MHz bortsett från den andra), finns det möjlighet till en annan störning:

f p3 = f p4 + 1,5 = 41,0 MHz.

Praxis visar att störsignaler bör dämpas med en faktor på 100-200 i förhållande till de maximala frekvenssvarsvärdena.

Låt oss överväga mer detaljerat bildandet av vänster och höger sluttningar av frekvenssvaret. Videosignalens bandbredd är placerad mellan bild- och ljudbärarna. Området för högfrekventa komponenter, som bestämmer bildens maximala klarhet, ligger nära ljudbäraren. Som ett resultat av interaktionen av bärvågorna med lokaloscillatorn i RF-blocket, är frekvenssvaret för UPHI en spegelbild av frekvenssvaret som visas i fig. 10. Som ett resultat är de högfrekventa komponenterna i videosignalen på frekvenssvaret för UPHI nu placerade till vänster och deras antal bestäms av brantheten hos den vänstra lutningen av frekvenssvaret.

För maximal infångning av högfrekventa komponenter i videosignalen bör lutningen vara så brant som möjligt (se fig. 22). Samtidigt finns på samma sluttning en mellanljudsfrekvens, som avvisas till en nivå av 0,1 från det maximala frekvenssvaret. Segmentet av kurvan i IF-ljudområdet på 31,5 MHz ska vara platt och parallellt med frekvensaxeln med en bredd lika med ljudbandet P-ljud. Annars dyker den så kallade diskriminatoreffekten upp (svarta staplar på skärmen i takt med ljudet). Figur 25 visar orsakerna till diskriminatoreffekten.

På den högra lutningen av frekvenssvaret finns en mellanfrekvens för bilden f pr.iz, i det område där de lågfrekventa komponenterna i videosignalen är koncentrerade. I samband med den partiella undertryckningen av det nedre sidobandet av videosignalen uppstår oundvikliga distorsioner, orsakade av ett överskott av lågfrekventa komponenter i området f nes.iz. LF-energin är dubbelt så stor som de andra komponenterna i videosignalen. För att eliminera dessa förvrängningar förkastas IF-bildens frekvenssvar till en nivå av 0,5 av maxvärdet för frekvenssvaret, och den högra lutningen på frekvenssvaret bör vara så platt som möjligt.

Ett exempel på en trestegs UPCH visas i fig. 26. Förstärkaren har fyra tvåkretsbandpassfilter, varav tre är anslutna via en kapacitans och ett i det efterföljande steget genom en induktans. På grund av användningen av kiseltransistorer med låg omvänd kapacitans finns det inget behov av att neutralisera återkopplingen.

För att minska överhörning placeras alla störfrekvensfilter vid ingången på förstärkaren (i FSS). En av dem är ett kompensationsfilter. De andra kretsarna för bandpassfiltren vid ingången och utgången av mellansteget har en kapacitiv delare. I det sista steget av förstärkaren förhindrar den induktiva kopplingen mellan filterkretsarna IF:s övertoner från att komma in i förstärkarens utgång.

I kaskaderna av UPCH-TV-apparater av II- och III-generationerna bildas lutningarna för frekvenssvaret av T-, M-formade och differentialbryggfilter Fig.27. I UPCH-transistorer bildas frekvenssvaret med användning av ett lumped selection filter (FSS), som visas i fig. 28

videodetektor

Utsignalen från UCHI matas till videodetektorns ingång. I de flesta TV-kretsar utför videodetektorn 2 uppgifter: väljer enveloppen för bildsignalen och väljer skillnadsfrekvensen för ljudkanalen. Som videodetektor används vanligtvis halvvågslikriktare baserade på punktgermaniumdioder (fig. 29). Kärnan i driften av en dioddetektor är att dioden omvandlar amplitudsvängningarna för den ingående RF-signalen till en ensidig pulserande spänning, som sedan utjämnas på grund av närvaron av en kondensator. I belastningsmotståndet tilldelas ett kuvert av denna spänning - en full tv-signal. Processen att isolera PTS visas i fig. 29b.

Videoförstärkare (VU)

VU (Fig. 30) tjänar till att förstärka den detekterade PTS till den nivå som är nödvändig för att styra kineskopets elektronstråle. Dessutom utför fordonsenheten ett antal andra funktioner: den genererar en styrspänning för AGC-kretsarna, justerar bildkontrasten och fungerar som en pulserande spänningskälla för att styra synkroniseringskanalen. För normal modulering av kinescope-strålen är det nödvändigt att ha en videosignal med en svängning på cirka 40 V. Med linjär detektering bör amplituden för bildsignalen som tillförs från detektorns belastning till RF-ingången vara » 2 V Härav följer att K U VU bör vara lika med 20. Frekvensbandet som upptas av videoförstärkaren är från 0 till 5,5 MHz. Frekvenssvaret för fordonsenheten bör ha den form som visas i fig. 30b. En viss ökning av förstärkningen i 5 MHz-regionen (med 20 - 30%) är användbar, eftersom. detta ökar bildens klarhet.

Automatisk förstärkningskontroll (AGC)

Signalstyrkan vid TV-ingången varierar beroende på driftskanalen och radiovågsutbredningsförhållandena. Med hjälp av AGC hålls amplituden för signalen i bildkanalen konstant när dess nivå fluktuerar vid TV:ns ingång. AGC-spänningen, vars värde är proportionell mot nivån på insignalen, appliceras på UHF- och UPCH-stegen. Med en ökning av insignalnivån minskar förstärkningen av dessa steg under verkan av AGC-spänningen, och med en minskning ökar den. Detta säkerställer konstantiteten hos amplituden för signalerna som tillförs detektorn. Normal AGC-drift upprätthåller en konstant bildkontrast och synkroniseringsstabilitet.

Moderna TV-apparater använder en nyckel-AGC-krets som använder synkpulser som styrsignal.

AGC-transistorkretsen (fig. 31) består av 2 transistorer V 1, V 2, som utför funktionerna för DC-förstärkare (UCA) respektive ett nyckelsteg (CC). I intervallet mellan klockpulsen är kollektorkretsen V2 kortsluten till jord genom den öppna VD2 och TVS:ns lindningar. När den horisontella synkroniseringspulsen och svepets svep VD2 sammanfaller i tiden, låses den positiva sveppulsen och synkroniseringspulsen, likriktad av V D1, laddar C1. Mängden laddning Ci är direkt proportionell mot amplituden av synkpulsen, och därmed signalnivån vid TV:ns ingång. Värdet på laddningsspänningen Ci bestämmer värdet på kollektorströmmen VT1 och AGC-spänningen. Ju större laddning C1, desto större kollektorström V1, desto lägre är den positiva AGC-spänningen. En positiv spänning bildas på laddningskondensatorn med 1 PRT horisontella synkpulser.

Automatisk lokaloscillatorfrekvenskontroll (ALFO)

Hög bild- och ljudkvalitet beror till stor del på den exakta och stabila driften av den lokala oscillatorn. Sådant arbete tillhandahålls av APCG-systemet. Reagerar på lokala oscillatorfrekvensavvikelser från normen. Betrakta blockschemat för APCG (Fig. 32)

Orsakerna till den instabila driften av den lokala oscillatorn kan vara en förändring i nätspänningen, uppvärmning av delar under drift och andra. Driften av APCG-systemet är baserad på omvandlingen av fasförskjutningar som uppstår när lokaloscillatorfrekvensen avviker till en spänning som styr återställningen av denna frekvens med hjälp av en varicap.

APCG-kretsen består av en fasdiskriminator och en UPT. Styrelementet - varicap - är parallellkopplat med lokaloscillatorkretsen. När storleken på styrspänningen som appliceras på varicap ändras ändras dess kapacitans och lokaloscillatorfrekvensen.

Ljudkanal

Mellanfrekvensljudförstärkare (UPCHZ)

Såsom noterats utförs ljudöverföring i televisionssändningar genom frekvensmodulering av bärvågsfrekvensoscillationer. Ljudkanalen använder enhetliga blockscheman för att konvertera och extrahera ljudsignaler. Vissa av dess icke-huvudsakliga skillnader bestäms av TV:ns klass och modell.

Signaler för ljudets skillnadsfrekvens (2:a IF) bildas i VD:n som ett resultat av interaktionen mellan bild- och ljudets mellanfrekvens

f pr. från. sv \u003d f pr. från f pr. sv \u003d 38,0 31,5 \u003d 6,5 MHz.

Mellanfrekvensljudförstärkaren (UPCHZ) väljer differensljudfrekvenssignalerna f rch.sv = 6,5 MHz förstärker och begränsar dem och sänder dem till frekvensdetektorn. UPCHZ är gjord enligt schemat för en två-tre kaskadresonansförstärkare med inkluderandet av en selektiv valkrets vid ingången, avstämd till f = 6,5 MHz. Frekvensmodulering är att under inverkan av en ljudsignal (eller någon annan signal) ändras frekvensen för bärvågen. När moduleringsfrekvensen (ljudtonen) ändras, ändras hastigheten för ändring av bärvågsfrekvensen i enlighet därmed.

Att ändra volymen på ljudet ökar intervallet för bärvågsfrekvensen (den maximala avvikelsen för bärvågsfrekvensen från medelvärdet). Bärvågsfrekvensområdet som motsvarar det starkaste ljudet är vanligtvis 75kHz (150kHz). UPCH-bandbredden är dock vald att vara 300 kHz. Bandets avsmalning leder till uppkomsten av ytterligare amplitudmodulering av ljudbäraren.

En integrerad krets används som en UPCHZ, vilket säkerställer en effektiv drift av frekvensdetektorn.

frekvensdetektor

Fig.33Fig.34

I detektorn i fig. 34 är lasten kombinerad i en R3. En sådan krets är asymmetrisk, och principen för dess funktion är liknande.

Ljudsignalförstärkare

Lågfrekvensförstärkaren (ULF) är designad för att förstärka ljudfrekvenssignaler till en nivå som säkerställer normalt högtalarljud. ULF och består av två eller tre steg monterade på transistorer eller mikrokretsar. Slutsteget utför funktionerna hos en effektförstärkare. ULF-kretsar är väldigt olika, men de förenas alla av gemensamma kvalitetskrav.

Förstärkningen K visar förhållandet mellan utspänningen och ingången K = U ut / U in och i en flerstegsförstärkare K totalt = K 1 K 2 K 3 ..... K n.

Uteffekten karakteriserar kraften hos den lågfrekventa strömmen i förstärkarens - högtalares utgångsbelastningsresistans.

Ingångs- och utgångsimpedanserna är viktiga förstärkarparametrar. Speciellt på transistorer, där frågorna om att matcha dessa resistanser är av största vikt för att överföra den erforderliga signaleffekten.

Frekvensområdet indikerar förstärkarens förmåga att sända i oförvrängd form en uppsättning av erforderliga frekvenser.

frekvensförvrängning. Ju bredare intervall av oscillationsfrekvenser som normalt förstärks av förstärkaren, desto mindre distorsion. En idealisk förstärkare bör, inom det frekvensområde som den är konstruerad för, förstärka dem lika mycket. I praktiken förstärker varje förstärkare vibrationer av olika frekvenser olika, vilket gör att förhållandet mellan ljud av olika frekvenser bryts. En indikator på frekvensdistorsion är förstärkarens frekvenssvar. Orsaken till frekvensdistorsion är närvaron av kapacitanser och induktanser i förstärkaren, vars resistans beror på frekvensen. Frekvensförvrängning förekommer också i högtalaren, och i den verkar de mycket starkare. Därför är det ibland användbart att introducera avsiktligt definierade frekvensförvrängningar i förstärkaren för att korrigera förvrängningar i högtalaren.

Som regel är TV-ljudförstärkarkretsar utrustade med tonkorrigerare (tonkontroller) som gör att du kan eliminera dessa högtalardefekter.

Icke-linjära förvrängningar förvränger formen på signaler och genererar därigenom övertoner av oscillationer. Vid utgången av en sådan förstärkare blir oscillationerna mer komplexa, eftersom. en serie enkla sinusformade oscillationer läggs till dem, som inte fanns vid förstärkarens ingång. De visar sig i det faktum att ljudet blir hest, skramlande. Orsakerna till icke-linjär distorsion i förstärkaren är: icke-linjära egenskaper hos elektroniska enheter. Betydande icke-linjära förvrängningar skapas också i högtalare. För att bedöma icke-linjär distorsion används koefficienten för icke-linjär distorsion, som visar vilken % av alla onödiga övertoner som skapas av förstärkaren själv, i förhållande till huvudsvängningen. Med en koefficient för icke-linjär distorsion > 10 % förstör ljudheshet och skramlande intrycket av konstnärliga sändningar, och när det överstiger 20 % distorsion blir de oacceptabla.

Närvaron av reaktiva motstånd i förstärkningsanordningen leder till uppkomsten av fasförvrängningar, men det mänskliga hörselorganet känner inte av dem.

Synkroniseringskanal

Amplitudväljare (AC)

För korrekt funktion av svepgeneratorerna skickar sändaren horisontella och vertikala synkroniseringspulser ut i rymden som en del av en komplett TV-signal. Inledningsvis separeras dessa synkroniseringspulser från resten av PTS-komponenterna, delas upp i horisontella och vertikala pulser och skickas till svepgeneratorerna. De listade operationerna bestämmer också strukturen för synkroniseringskanalen. För att förbättra brusimmuniteten i horisontella synkroniseringskretsar används för närvarande en krets för automatisk justering av linjegeneratorns frekvens och fas (AFC och F), som ingår direkt framför generatorn.

AU extraherar en synkblandning från PTS, bestående av en kombination av horisontella och vertikala synkpulser. Synkroniseringspulser upptar en nivå över släckningspulserna (se fig. 10), vilket avsevärt förenklar urvalstekniken.

Figur 35 visar ett schematiskt diagram av AU och grafer som förklarar dess funktion. Enligt funktionsprincipen är AU en resistiv förstärkare som arbetar i begränsande läge. Kretsen som förbinder högtalarna med videoförstärkaren inkluderar en övergångskondensator C p och en störningsskyddskrets R pp C pp., vilket försvagar effekten av kortimpulsbrus på högtalaren. Bland de största nackdelarna med Ac är dess känslighet för impulsbrus. Om interferensen uppstår i pausen mellan synkpulserna och dess amplitud är tillräckligt stor, kommer den att sticka ut vid högtalarens utgång och kan av generatorn uppfattas som en synkpuls.

Liknande dokument

Grunderna i att bygga en färg-TV. Kompatibla färg- och svartvita TV-system. PAL-systemet och dess egenskaper. Funktioner i SEKAM-systemet (Frankrike, USSR). Frekvenssvar för centralvärmens förstärkningsbana. Färgburstsignaler.

abstrakt, tillagt 2009-01-13


Huvudelementen i SKTV: mottagande tv-antenner och förstärkare, huvudstationer, omvandlare. Kabel-tv-systemets struktur, kraven på kretsar. Grundläggande metoder för informationsåterkoppling. Frekvensfördelning av signaler.

abstrakt, tillagt 2011-03-18


Funktionsprincipen för TV-skannern. Schematisk bild av den vertikala och horisontella skanningsmodulen. Beskrivning av enhetens design, felsökning och reparation. Justering och kontroll efter reparation. Säkerhet och industriell hygien.

terminsuppsats, tillagd 2013-10-01


Övervägande av blockschemat för en hushålls-TV: egenskaper hos radiokanalblock och skanningar. Designa en tidssvepgenerator med specificerade noder. Beräkning av slutsteget, högspänningsblock, filamentlindning av bränslepatroner och fokuseringskrets.

terminsuppsats, tillagd 2011-08-30


Syfte och enhet för LG färgbilds-TV-mottagare. Noder för att byta signaler, styra TV:ns driftslägen, signalbehandling. Ställa in och justera LG TV, de viktigaste felen och metoderna för att eliminera dem.

terminsuppsats, tillagd 2013-05-18


Triggerenheter som funktionella element i digitala system: stabila tillstånd för elektrisk jämvikt för bistabila och multistabila triggers. Strukturdiagram och klassificering av enheter, laster och hastighet av logiska element.

abstrakt, tillagt 2009-12-06


Uppfinningen av televisionens historia - en av 1900-talets största tekniska uppfinningar. Principer för bildöverföring över avstånd med radioelektroniska medel. Museikopior av TV-apparater. Generaliserat blockschema över ett TV-system.

presentation, tillagd 2014-11-12


Konstruktion av utgångs- och förutgångskaskader för svepgeneratorn. Valet av elementbasen för de utvecklade noderna. Schema för skannern. Frame Generator Synchronization. Spänningar av den erforderliga formen för driften av enheten för dynamisk konvergens av strålar.

terminsuppsats, tillagd 2011-08-30


Grundläggande koncept och principer för att använda kort. Metoder för identifiering av plastkort. Funktioner hos smartkortsenheten. Tillämpning av kryptografi för kort med magnetremsor. Elektroniska betaltjänster. Beräkningsstandarder.

abstrakt, tillagt 2004-12-05


Historien om televisionens utveckling. TV-klassificering. Konsument- och funktionsegenskaper. Antal program. Optiska och rasteregenskaper, text-TV. Produktutvärdering efter parametrar. Karakterisering av konsumtionens resultat.

1. Definition av elektroniska enheter. Klassificering av elektroniska enheter

Elektroniska anordningar är anordningar vars funktion är baserad på användningen av elektriska, termiska, optiska och akustiska fenomen i fast, flytande, vakuum, gas eller plasma. De vanligaste funktionerna som utförs av elektroniska enheter är omvandling av informationssignaler eller energi.

Huvuduppgifterna för en elektronisk enhet som omvandlare av informationssignaler är: förstärkning, generering, överföring, ackumulering och lagring av signaler, såväl som deras val mot bakgrund av brus.

Elektroniska enheter kan klassificeras efter deras syfte, fysiska egenskaper, grundläggande elektriska parametrar, strukturella och tekniska egenskaper, typ av arbetsmiljö etc.

Beroende på typen av signaler och metoden för informationsbehandling är alla befintliga elektroniska enheter indelade i elektrokonvertering, elektriskt ljus, fotoelektriskt, termoelektriskt, akustoelelektriskt och mekanoelektriskt.

Beroende på typen av arbetsmedium särskiljs följande klasser av enheter: halvledare, elektrovakuum, gasurladdning, kemotron (arbetsmedium är en vätska). Beroende på de funktioner som utförs och syftet är elektroniska enheter indelade i likriktare, förstärkare, generatorer, omkoppling, indikator etc.

Efter frekvensområde - lågfrekvent, högfrekvent, superhögfrekvent; med kraft - låg effekt, medelkraft och kraftfull.

2. Lägen och parametrar för elektroniska enheter

Konceptet med läget för en elektronisk enhet inkluderar en uppsättning villkor som bestämmer dess funktion. Varje läge bestäms av en uppsättning parametrar. Det finns elektriska, mekaniska, klimatiska lägen.

Var och en av dessa lägen kännetecknas av sina egna parametrar.

De optimala driftsförhållandena för enheten under drift, testning eller mätning av dess parametrar bestäms av det nominella läget. De begränsande parametrarna kännetecknar de maximalt tillåtna driftsätten. Dessa inkluderar de maximalt tillåtna spänningsvärdena på enhetens elektroder, den maximala tillåtna effekten som försvinner av enheten, etc. Det finns statiska och dynamiska lägen. Om enheten arbetar med konstant spänning på elektroderna kallas detta läge statiskt. I det här fallet ändras inte alla parametrar med tiden. Driftssättet för enheten, där spänningen på åtminstone en av elektroderna ändras med tiden, kallas dynamisk. Förutom modparametrarna finns det parametrar för en elektronisk enhet (till exempel förstärkning, intern resistans, interelektrodkapacitanser, etc.). Förhållandet mellan förändringar i strömmar och spänningar på elektroderna i ett statiskt läge beskrivs av statiska egenskaper. Uppsättningen av statiska egenskaper vid fasta värden för den tredje parametern kallas familjen av egenskaper.

3. Elektrisk ledningsförmåga hos material.

Halvledare som används i elektronik har ett enda kristallgitter. Varje atom i kristallgittret på grund av kovalenta bindningar hålls stadigt i kristallgittrets noder. I ett idealiskt gitter är alla elektroner anslutna till sina atomer, så en sådan struktur leder inte elektricitet. Men små energiska effekter kan leda till att vissa elektroner lossnar från deras atomer, vilket gör att de kan röra sig runt kristallgittret. Sådana elektroner kallas ledningselektroner. Energitillstånden för ledningselektronerna bildar en zon av energivärden (nivåer) som kallas ledningsbandet. Valenselektronernas energitillstånd bildar valensbandet. Mellan den maximala energinivån för valensbandet W in och miniminivån för ledningsbandet Wc ligger bandgapet. Bandgapet i Wc bestämmer den minsta energi som krävs för att frigöra en valenselektron, dvs joniseringsenergin för en halvledaratom. Bandgapet för de flesta halvledare är 0,1 - 3 eV.

4. Begreppet elektrokemisk potential (Fermi-nivå).

Sannolikheten att hitta en fri elektron i energitillståndet W bestäms av funktionen

Donatordopade halvledare kallas elektroniska halvledare, eller n-typ halvledare.

När temperaturen ökar skiftar Fermi-nivån till mitten av bandgapet. I fallet med en halvledare med en acceptorförorening är elektroner minoritetsladdningsbärare, hål är majoritetsbärare och en halvledare med en acceptorförorening kallas en hål, eller p-typ halvledare.

När temperaturen ökar skiftar Fermi-nivån till mitten av bandgapet.

5. Egen konduktivitet.

Inneboende och föroreningskonduktivitet hos halvledare

1. Funktioner hos halvledare

hål." Verkliga partiklar är bara elektroner ( e). E elektronisk ledningsförmåga beror på rörelsen av fria elektroner. Hålledning orsakas av rörelsen av bundna elektroner som passerar från en atom till en annan och ersätter varandra i sin tur, vilket motsvarar rörelsen av "hål" i motsatt riktning. "Hålet" tilldelas villkorligt en "+"-laddning. I rena halvledare är koncentrationen av fria elektroner och "hål" densamma. elektronhål konduktivitet - konduktivitet som orsakas av bildandet av fria laddningsbärare (elektroner och "hål") som bildas när kovalenta bindningar bryts kallas egen ledningsförmåga.

6. Föroreningars elektriska ledningsförmåga hos halvledarmaterial.

Orenhetskonduktivitet - ledningsförmåga på grund av bildandet av fria laddningsbärare när föroreningar med en annan valens (n) införs Donator orenhet n föroreningar > n halvledare Arsenik till germanium n ca. =5; np/wire-to=4

Varje föroreningsatom bidrar med en fri elektron

Halvledare n-typ med givarens orenhet Stora laddningsbärare elektronerIcke-primära transportörer handla om - "hål" Elektronisk konduktivitet Acceptor förorening n föroreningar< n полупроводник

Indium till germanium nprim. =3; np/wire-k=4 Varje föroreningsatom fångar en elektron från huvudhalvledaren, vilket skapar ett ytterligare hål.

7. Elektriska övergångar i halvledarenheter

En elektrisk övergång är ett övergångsskikt mellan regioner av en solid kropp med olika typer eller värden av konduktivitet. Den vanligaste elektriska övergången mellan halvledare av n- och p-typ, kallad en elektron-hålsövergång, eller p-n-övergång. Övergångar mellan regioner med samma typ av elektrisk konduktivitet, men med olika värden på specifik konduktivitet (n+-n; p+-p) används också. "+"-tecknet markerar området med en högre föroreningskoncentration.

Metall-halvledarövergångar har använts i stor utsträckning. Elektriska kopplingar kan skapas både på basis av halvledare med samma bandgap (homojunctions) och med olika bredder (heterojunctions).

Elektriska kopplingar används i nästan alla halvledarenheter. Fysiska processer i korsningar ligger till grund för driften av de flesta halvledarenheter.

Asymmetriska p-n-övergångar används ofta, där koncentrationen av föroreningar i emittern är mycket högre än i den andra

områden - basen. I symmetriska p-n-övergångar är koncentrationen av acceptorer i p-regionen lika med koncentrationen av donatorer i n-regionen.

8-9 Elektronhålsövergång i jämviktstillstånd

Kontaktpotentialskillnad.

Jämvikt motsvarar noll extern spänning vid korsningen. Eftersom koncentrationen av elektroner i n-regionen är mycket större än i p-regionen, och koncentrationen av hål i p-regionen är större än i n-regionen. Som ett resultat kommer laddningar att diffundera från ett område med högre koncentration till ett område med lägre koncentration, vilket kommer att leda till uppkomsten av en diffusionsström av elektroner och hål.

Vid gränsen mellan p - och n-regioner skapas ett lager som är utarmat i mobila bärare. En okompenserad laddning av positiva joner uppträder i området nära kontakt av n-typen, och en okompenserad laddning av negativa föroreningsjoner uppträder i hålområdet. Således laddas en elektronisk halvledare positivt och en hålhalvledare är negativt laddad.

Mellan regionerna i en halvledare med olika typer av elektrisk ledningsförmåga uppstår ett elektriskt fält med styrka E. Det resulterande dubbla lagret av elektriska laddningar kallas ett blockerande lager, det utarmas i huvudbärarna och har som ett resultat en låg elektrisk konduktivitet.

Fältstyrkevektorn är riktad på ett sådant sätt att den förhindrar diffusionsrörelsen hos majoritetsbärarna och accelererar minoritetsbärarna. Detta fält motsvarar kontaktpotentialskillnaden ϕ k associerad med den inbördes diffusionen av bärare. Utanför p-n-övergången förblir halvledarområdena neutrala. Rörelsen av minoritetsbärare bildar en drivström riktad mot diffusionsströmmen. Så under jämviktsförhållanden måste motdriften och diffusionsströmmarna vara lika, dvs.

Därefter uttrycket för kontaktpotentialskillnaden ϕ k i p-n-övergången

10. Elektron-hålsövergång i ett icke-jämviktstillstånd

Om en spänningskälla är ansluten till p-n-övergången kommer jämviktstillståndet att störas och ström kommer att flyta i kretsen. Skilj mellan direkt och omvänd inkludering av en p-n-övergång.

10.Direkt anslutning. Låt den externa spänningen appliceras med plus till p-området och med minus till n-området. Dessutom är det motsatt i tecken på kontaktpotentialskillnaden. Eftersom koncentrationen av mobila bärare i p-n-övergången är mycket lägre än i p- och n-regionerna, är resistansen hos p-n-övergången mycket högre än resistansen för p- och n-regionerna. Vi kan anta att den pålagda spänningen sjunker helt i korsningen. Majoriteten av bärarna kommer att röra sig mot kontakten, vilket minskar bärarunderskottet i p-n-övergången och minskar motståndet och tjockleken på p-n-övergången. Flödet av större bärare genom kontakten kommer att öka. Strömmen som flyter genom korsningen kallas framåtspänning, och spänningen som appliceras på korsningen kallas framåtspänning. Diffusion av hål genom korsningen leder till en ökning av koncentrationen av hål bakom korsningen. Den resulterande koncentrationsgradienten av hål orsakar deras diffusionspenetration i djupet av n-regionen, där de är minoritetsbärare. Detta fenomen kallas injektion (injektion). Hålinjektion bryter inte mot den elektriska neutraliteten i n-regionen, eftersom den åtföljs av tillförseln av samma antal elektroner från den externa kretsen.

11. Omvänd inkludering.

Om en extern spänning appliceras plus till n-regionen och minus till p-regionen, så sammanfaller den i tecken med kontaktpotentialskillnaden.I detta fall ökar spänningen vid korsningen och höjden på potentialbarriären blir högre än i frånvaro av spänning.

Riktningen för den resulterande strömmen är motsatt riktningen för framåtströmmen, så den kallas omvänd ström, och spänningen som orsakar den omvända strömmen kallas omvänd spänning. Fältet i övergången accelererar bara för minoritetstransportörer. Under inverkan av detta fält minskar koncentrationen av minoritetsbärare vid övergångsgränsen och en koncentrationsgradient av laddningsbärare uppträder. Detta fenomen kallas bärarextraktion.

Eftersom antalet minoritetsbärare är litet är extraktionsströmmen genom korsningen mycket mindre än framåtströmmen. Den är praktiskt taget oberoende av den applicerade spänningen och är mättnadsströmmen.

Således har p-n-övergången en asymmetrisk konduktivitet: konduktiviteten i framåtriktningen överstiger avsevärt konduktiviteten hos p-n-övergången i omvänd riktning, som används allmänt vid tillverkning av halvledaranordningar.

12. Volt-ampere karakteristik för p-n-övergång

Ström-spänningskarakteristiken för en p-n-övergång är beroendet av strömmen genom p-n-övergången på storleken och polariteten hos den pålagda spänningen.

https://pandia.ru/text/78/661/images/image016_9.jpg" width="714" height="480 src=">

13. Egenskaper för p-n-korsning

Vid höga negativa spänningar distrikt-övergång finns det en kraftig ökning av den omvända strömmen. Detta fenomen kallas sammanbrott distrikt-övergång. Övergångsnedbrytning sker vid ett tillräckligt starkt elektriskt fält, när minoritetsladdningsbärare accelereras så mycket att de joniserar halvledaratomer. Under jonisering skapas elektroner och hål, som accelererar, återigen joniserar atomer etc., vilket resulterar i att diffusionsströmmen genom korsningen ökar kraftigt och på ström-spänningskarakteristiken distrikt-övergång i området för stora negativa spänningar, observeras ett omvänt strömhopp. Det bör noteras att efter sammanbrott misslyckas korsningen endast när irreversibla förändringar i dess struktur inträffar vid överhettning, vilket observeras under termisk sammanbrott. Om strömmen försvann in distrikt- övergången hålls på en acceptabel nivå, den förblir i drift även efter ett haveri. Ett sådant haveri kallas elektrisk (återställbar).
276" align="left">

De flesta halvledardioder är gjorda på basis av asymmetriska p-n-övergångar. Som strukturella element i dioder används också p-i-, n-i-övergångar, metall-halvledarövergångar, p+-p-, p+-n-övergångar, heteroövergångar. Dioder med p-i-n-, p+-p-n - och n+-n-p-strukturer tillverkas också. Hela strukturen med en elektrisk koppling är innesluten i ett metall-, glas-, keramik- eller plasthölje för att utesluta miljöpåverkan. Halvledardioder tillverkas både i diskreta och integrerade versioner. Huvudelementet i en halvledardiod är distrikt-övergång, så strömspänningskarakteristiken för en riktig diod är nära strömspänningskarakteristiken distrikt-övergång som visas i figur 3.3, d. Parametrarna och funktionssättet för dioden bestäms av dess ström-spänningskarakteristik, vilket illustrerar beroendet av strömmen som flyter genom dioden jag från pålagd spänning U. En typisk ström-spänningskarakteristik för enheten visas i figuren.

504" height="390" align="center">

Ris. 2. Grafiska beteckningar på halvledardioder.

1 - allmän beteckning (likriktare, puls, högfrekvent diod); 2 - zenerdiod; 3 - två-anoder zenerdiod; 4 – tunneldiod; 5 - inverterad diod; 6 - varicap; 7 - LED; 8 - fotodiod

17. Likriktardioder

Designad för att omvandla växelström med en frekvens på 50 till 20 000 Hz till en pulserande ström i en riktning och används ofta i strömförsörjning för radioelektronik för olika ändamål. Kisel används som halvledarmaterial för sådana dioder, mer sällan germanium och galliumarsenid. Principen för drift av likriktardioder är baserad på ventilegenskapen för p-n-övergången. Uppdelad i dioder med låg, medel och hög effekt. Lågeffektdioder är utformade för att likrikta strömmar upp till 300 mA, medel och hög effekt - för att likrikta strömmar från 300 mA till 10 A respektive från 10 till 1000 A. Fördelar med kiseldioder: låga backströmmar; möjlighet att använda vid högre omgivningstemperaturer och höga backspänningar. Fördelen med germaniumdioder är ett lågt spänningsfall på 0,3¼0,6 V under flödet av likström (jämfört med 0,8¼1,2 V för kisel).

Plana, legerings-, diffusions- och epitaxiella dioder, gjorda på basis av asymmetriska p-n-övergångar, används som likriktardioder. Barriärkapacitansen för korsningen på grund av det stora området är stor och dess värde når tiotals picofarads. Germaniumdioder kan användas vid temperaturer som inte överstiger 70-80 °C, kisel - upp till 120-150 °C, galliumarsenid - upp till 150 °C.

Den maximala backspänningen för lågfrekventa likriktardioder med låg effekt sträcker sig från flera tiotal till 1200 V. För högre spänningar producerar industrin likriktarpoler med seriekoppling av dioder. Omvända strömmar överstiger inte 300 µA för germaniumdioder och 10 µA för kiseldioder.

Effekt (effekt) dioder skiljer sig i frekvensegenskaper och fungerar vid frekvenser i intervallet från tiotals hertz till tiotals kilohertz och är huvudsakligen gjorda av kisel.

Drift vid höga strömmar och höga backspänningar är förknippad med frigöring av betydande effekt i p-n-övergången. Därför används kylare i installationer med dioder med medium och hög effekt - radiatorer med luft- och vätskekylning. Med luftkylning avlägsnas värme med hjälp av en radiator. I detta fall kan kylning vara naturlig (på grund av luftkonvektion) eller forcerad (genom att blåsa instrumentlådan och kylaren med en fläkt). Med vätskekylning leds en värmeavlägsnande vätska (vatten, frostskyddsmedel, transformatorolja, syntetiska dielektriska vätskor) in i kylaren genom speciella kanaler.

Huvudparametrarna för likriktardioder är:

maximalt tillåten framåtström Ipr max;

framåtspänningsfall över dioden Upr (vid Ipr max);

maximalt tillåten backspänning Uobr max;

backström vid en given backspänning Irev (vid Urev max);

omgivande driftstemperaturområde;

korrigeringsfaktor Kv;

begränsande frekvens av rättelse, motsvarande en minskning av korrigeringsfaktorn med 2 gånger.

18. zenerdioder

Halvledarzenerdioder kallas dioder utformade för att stabilisera spänningsnivån i kretsen. Principen för drift av zenerdioder är baserad på användningen av den elektriska typen av nedbrytning av p-n-övergången med omvänd förspänning.

På den omvända grenen av I–V-karakteristiken finns en sektion med ett svagt beroende av spänningen på storleken på den omvända strömmen (en sektion med ett elektriskt genombrott av p-n-övergången). Plana kiseldioder används som zenerdioder. CVC för zenerdioden visas i fig. 5. Storleken på den omvända spänningen vid vilken elektriskt genombrott börjar utvecklas beror till stor del på utgångsmaterialets resistivitet, som bestäms av föroreningskoncentrationen.

Vid en spänning på mindre än 6 V dominerar tunnelavbrott i diodens p-n-övergång. I intervallet från 6 till 12 V observeras båda typerna av elektriskt haveri - tunnling och lavin, och över 12 V lavinbrott råder. Med en temperaturförändring ändras stabiliseringsspänningen Ust. Lågspännings- och högspänningszenerdioder har motsatta stabiliseringsspänningsförändringar med ökande temperatur. Under tunnelhaveri minskar Ust med ökande temperatur och vid lavinhaveri ökar den. För spänningar från 6 till 12 V är inverkan av temperaturen obetydlig, eftersom båda typerna av sammanbrott finns i korsningen.

Huvudparametrarna för zenerdioden är:

stabiliseringsspänning Ust - spänningsfall över zenerdioden när en given stabiliseringsström flyter;

minsta Ict min och maximala Ict max zenerdiodströmmar;

temperaturkoefficient för stabiliseringsspänning

;

Halvledardioder som används för att stabilisera spänningar mindre än 1 V med hjälp av en direkt gren av I–V-egenskaperna kallas stabistorer.

19. Varicaps

I varicaps används beroendet av barriärkapacitansen för p-n-övergången på omvänd spänning. De är uppdelade i stämning, eller varicaps, och multiplicering, eller varaktorer. Varicaps används för att ändra resonansfrekvensen hos oscillerande system. Varaktorer används för frekvensmultiplikation.

De viktigaste specialparametrarna för varicaps är:

nominell kapacitans Sv, mätt vid en given backspänning Uobr;

kapacitansöverlappningskoefficient https://pandia.ru/text/78/661/images/image028_13.gif" width="79" height="52"> – förhållandet mellan varicap-reaktansen vid en given frekvens av den alternerande signalen till förlustmotstånd;

kapacitans temperaturkoefficient är förhållandet mellan den relativa förändringen i kapacitans och den absoluta förändringen i den omgivande temperaturen som orsakade den.

Förutom de betraktade dioderna produceras tunneldioder, Gunn-dioder, lavin-transitdioder som framgångsrikt fungerar i mikrovågsfrekvensområdet (0,3 ... 300 GHz), såväl som foto- och emitterande dioder som används i fotovoltaiska och optoelektroniska enheter och som ljusindikerande anordningar.

20. Pulsdioder

Är avsedda för arbete i digitala och andra enheter av pulsteknik. De är betecknade på samma sätt som likriktare, de har en kort varaktighet av transienta processer. De skiljer sig från likriktardioder i de små kapacitanserna i p-n-övergången (fraktioner av picofarads) och ett antal parametrar som bestämmer diodens transienta egenskaper. Reduktionen av kapacitanser uppnås genom att minska arean av p-n-övergången, så att deras tillåtna förlusteffekt är liten (30¼40 mW).

Driften av pulsade dioder påverkas av effekterna av ackumulering och resorption av laddningsbärare. När dioden utsätts för korta pulser börjar trögheten i processerna för bärarresorption och omladdning av dess kapacitans att påverka. Inställningstiden för motståndet för den direkt anslutna p-n-övergången till diod-tsetet bestäms av insprutningen av laddningsbärare, deras diffusionsrörelse djupt in i basen, vilket reducerar diodbasens bulkmotstånd till dess stationära tillstånd. Efter slutet av den rektangulära pulsen, när p-n-övergången slås på igen, ökar den omvända strömmen initialt kraftigt på grund av den intensiva förlusten av icke-jämviktsbärare, följt av dess exponentiella minskning till det stationära värdet av den termiska strömmen I0.

där vdr och vrec är hastigheterna för drift och rekombination av bärare i strukturen, som bestämmer resorptionshastigheten för bärare, W är längden på diodstrukturen mellan dess terminaler. Bärarens drifthastighet beror på fältstyrkan, är relativt liten och har sina egna gränsvärden. För att minska tvås är det nödvändigt att minska volymen av halvledarstrukturen och öka rekombinationshastigheten för minoritetsbärare, vilket uppnås genom tillverkningstekniken för pulsade dioder: införandet av neutrala föroreningar, oftast guld (Au), i utgångsmaterial för att skapa så kallade "fällor" - rekombinationscentra. Parametrarna för pulsade dioder är desamma som för högfrekventa dioder. Dessutom läggs specifika parametrar till dem:

ü den totala kapacitansen för dioden Cd (tiondelar av en picofarad-enhet);

ü maximal puls framåtspänning Upr max i;

o den maximalt tillåtna impulsströmmen Ipr max i;

ü framspänningsetableringstid tset - tidsintervallet från det ögonblick då framåtströmpulsen appliceras på dioden tills den specificerade framspänningen uppnås (bråkdelar av nanosekunder¼ bråkdelar av mikrosekunder);

ü omvänd återhämtningstid för diod tres är diodens omkopplingstid från en given framåtström till en given backspänning från det ögonblick som strömmen passerar genom nollvärdet tills backströmmen når det inställda värdet (bråkdelar av nanosekunder ¼ bråkdelar av mikrosekunder).

För att minska tvos används speciella typer av pulsade dioder: dioder med en Schottky-barriär (SBSH), dioder med laddningsackumulering (DNZ). I DBSH görs övergången på basis av en likriktande metall-halvledarkontakt, där arbetsfunktionen från metallen är större än arbetsfunktionen från halvledaren. Dessa dioder tar inte tid att ackumulera och skingra laddningar i basen, deras hastighet beror bara på hastigheten på processen för att ladda barriärkapacitansen. Strukturellt tillverkas DBS i form av en lågresistans kiselskiva, på vilken en epitaxiell film med hög resistans med samma typ av elektrisk ledningsförmåga är avsatt. Ett lager av metall avsätts på filmens yta genom vakuumavsättning. Trögheten hos DBSH bestäms huvudsakligen av likriktarkontaktens kapacitans, som kan vara mindre än 0,01 pF.

DNZ - används för att generera korta rektangulära pulser. Detta uppnås genom ojämn dopning av diodområdet. För tillverkning av sådana dioder används mesa- och epitaxialteknologier.

21. Dioder med laddningsackumulering (DNZ).

I DNZ görs basen ojämnt legerad längs längden. För sådana dioder minskar föroreningskoncentrationen i basen när man närmar sig p-n-övergången, så koncentrationen av basens huvudbärare, elektroner, visar sig också vara ojämn om basen har konduktivitet av n-typ. På grund av detta diffunderar elektronerna mot p-n-övergången, vilket lämnar en överdriven positiv laddning av donatoratomerna djupt i basen.

förorening, och nära övergången finns en överladdning av elektroner. Mellan dessa laddningar finns ett elektriskt fält riktat mot övergången. Under inverkan av detta fält koncentreras (ackumuleras) hålen som injiceras i basen vid direkt påslagning av dioden i basen nära korsningsgränsen. När dioden växlas från framåt till bakåt, rör sig dessa hål snabbt från basen till sändaren under påverkan av fältet inuti korsningen, och återhämtningstiden för backmotståndet minskar.

För tillverkning av sådana dioder används mesa- och epitaxialteknologier.

22. Dioder med en Schottky-barriär.

diod omvänd återhämtningstid tres är diodkopplingstiden från en given framåtström till en given backspänning från det ögonblick strömmen passerar genom nollvärdet tills backströmmen når det inställda värdet (bråkdelar av nanosekunder ... bråkdelar av mikrosekunder). För att minska tvos används speciella typer av pulsade dioder: dioder med en Schottky-barriär (SBSH), dioder med laddningsackumulering (DNZ). I SBSH görs övergången på basis av en likriktande metall-halvledarkontakt, där arbetsfunktionen från metallen är större än arbetsfunktionen från halvledaren. Dessa dioder tar inte tid att ackumulera och skingra laddningar i basen, deras hastighet beror bara på hastigheten på processen för att ladda barriärkapacitansen. Strukturellt tillverkas DBS i form av en lågresistans kiselskiva, på vilken en epitaxiell film med hög resistans med samma typ av elektrisk ledningsförmåga är avsatt. Ett lager av metall avsätts på filmens yta genom vakuumavsättning. Trögheten hos DBSH bestäms huvudsakligen av likriktarkontaktens kapacitans, som kan vara mindre än 0,01 pF.

23 Tunnel och omvända dioder

Funktionsprincipen för en tunneldiod (TD) är baserad på fenomenet med tunneleffekten i en p-n-övergång som bildas av degenererade halvledare. Detta leder till utseendet på ström-spänningskarakteristiken för en sektion med en negativ differentialresistans vid en framåtspänning. Det är känt att en partikel med energi som är otillräcklig för att övervinna en potentiell barriär kan passera genom den om det finns en fri energinivå på andra sidan av denna barriär, som den upptog framför barriären. Detta fenomen kallas tunneleffekten. Ju smalare potentialbarriären är och ju lägre dess höjd är, desto större är sannolikheten för en tunnelövergång. Tunnelövergången görs utan energiförbrukning. Ström-spänningskarakteristiken för en tunneldiod visas i fig. 2,26 a.

2.17. Parametrar för tunneldioder

Toppström I p (från hundratals mikroampere till hundratals milliampere).

Toppspänning U p - framåtspänning motsvarande ström p I.

Kavitetens ström I in, motsvarande spänningen U in.

Dalspänningen är den framåtspänning som motsvarar strömmen i I. Lösningsspänningen Up är den framåtspänning som motsvarar den typiska strömmen på den andra stigande grenen av I–V-karakteristiken, som bestämmer det möjliga spänningshoppet på lasten när tunneldioden arbetar i omkopplingskretsen.

24. En mängd olika tunneldioder är inverterade dioder, gjord på basis av en halvledare med föroreningskoncentrationer i p- och n-områdena av dioden, lägre än i tunneln, men högre än i konventionella likriktardioder.

Ström-spänningskarakteristiken för den inverterade dioden visas i fig. 2.28.

Den främre grenen av CVC för en omvänd diod liknar den direkta grenen av en konventionell likriktardiod, och den omvända grenen liknar den omvända grenen av CVC av en tunneldiod, eftersom vid omvända spänningar, en tunnelövergång av elektroner från valensbandet för p-regionen till ledningsbandet för n-regionen sker vid låga backspänningar (tiotals millivolt) backströmmar är stora. Således har inverterade dioder en likriktande effekt, men den ledande riktningen i dem motsvarar omvänd anslutning och blockeringsriktningen motsvarar direkt anslutning. På grund av detta kan de användas i mikrovågsdetektorer och blandare som omkopplare.

Den huvudsakliga kvalitetsindikatorn för elektroniska enheter är tillförlitligheten av deras drift, som bestäms av tillförlitligheten hos enskilda delar och sammansättningar.

Tillförlitlighet förstås som en egenskap hos ett system (produkt) förknippad med dess tillförlitlighet, hållbarhet och underhållsbarhet och säkerställande av utförandet av specificerade funktioner.

Pålitlighet bestämmer egenskapen hos systemet (produkten) att kontinuerligt upprätthålla funktion i vissa lägen och driftsförhållanden.

Varaktighet- detta är en egenskap hos en produkt eller ett system för att bibehålla driftbarhet under lång tid i vissa lägen och driftsförhållanden. Hållbarheten kvantifieras av den tekniska resursen, som är summan av intervallen för drifttid under driftperioden fram till fel eller annat begränsande tillstånd.

underhållbarhet- detta är en egenskap hos en produkt eller ett system som kännetecknar dess lämplighet för att förhindra, upptäcka och eliminera fel.

fel En sådan felfunktion kallas, utan att eliminera vilken det är omöjligt för utrustningen att fortsätta att utföra alla eller åtminstone en av dess huvudfunktioner. Misslyckanden kan vara fullständiga och partiella (villkorliga), plötsliga och gradvisa, beroende och oberoende. Den fysiska innebörden av ett plötsligt fel är att kretselementet, som ett resultat av en abrupt förändring av någon parameter, förlorar de egenskaper som är nödvändiga för att säkerställa normal drift. Kompletta fel inkluderar fel som är förknippade med en fullständig förlust av enhetens funktion på grund av öppna kretsar eller kortslutningar av interna eller externa ledningar, haveri i en PN-övergång, etc.

Orsakerna till plötsliga fel kan vara konstruktionsfel, dolda tillverkningsfel, brott mot driftregler och yttre påverkan som inte är typiska för normal drift (stötar, vibrationer, överhettning, högspänning, etc.). Sådana fel inträffar oftast under den initiala driftperioden.

Gradvisa misslyckanden är förknippade med en förändring av parametrarna för enheter (produkter) över tiden och manifesterar sig i form av parametrar som går utöver de gränser som fastställts i de tekniska förhållandena. Gradvisa misslyckanden beror på ofullkomligheten i tekniken eller dess kränkning under tillverkningsprocessen av enheter.

Huvuddelen av fel på halvledarenheter uppstår på grund av den gradvisa försämringen av parametrar, främst orsakad av en förändring i tillståndet på halvledarytan. Inträngandet av fukt eller syre på kristallens yta leder till bildandet av ledande kanaler på ytan av halvledaren, vilket kan orsaka en ökning av den omvända korsningsströmmen och en minskning av transistorns strömöverföringskoefficient. Som ett resultat har enheter tillverkade med hjälp av plan teknologi en högre stabilitet av parametrar, eftersom deras halvledaryta är täckt med en skyddande oxidfilm än enheter tillverkade med legeringsteknik.

I elektrovakuumanordningar kan sådana fel uppstå på grund av försämringen av lampans vakuum och minskningen av katodemission över tiden. Gradvis misslyckande kan vara partiell eller villkorlig, där en förändring av enhetens parametrar i vissa fall kan orsaka ett fel i kretsen, i andra - endast en partiell förändring av parametrarna. Kriteriet för villkorliga fel är en förändring av huvudparametrarna (för transistorer är detta vanligtvis en förändring av överföringskoefficienten och kollektorns omvänd ström) ett visst antal gånger utöver de normer som anges i de tekniska specifikationerna. En korrekt beräknad krets tillåter betydande förändringar i enhetens parametrar, så villkorligt misslyckade enheter kanske inte orsakar funktionsfel.

För en kvantitativ bedömning av tillförlitligheten används begreppet felfrekvens (risk), vilket förstås som förhållandet mellan antalet enhetsfel per tidsenhet och antalet korrekt fungerande enheter. Antalet misslyckanden

där n är antalet defekta enheter under tiden t i timmar; N är det totala antalet driftenheter. Sedan vanligtvis n N, alltså

För att bedöma tillförlitligheten hos elektroniska enheter (enheter) använd konceptet: sannolikheten för felfri drift sid under en viss driftperiod

Ris. 10.5. Typisk felfrekvenskurva

En typisk felfrekvenskurva visas i fig. 10.5. Denna kurva kan delas in i tre sektioner. Komplott 1 kännetecknas av en ökad intensitet av plötsliga fel, som är resultatet av dåligt utförande som uppstod när produkten började användas. Komplott 2 motsvarar den normala livslängden. Felfrekvensen minskar här, eftersom inkörningsperioden har avslutats och slitaget av enheterna ännu inte har börjat. Komplott 3 kännetecknas av en ny ökning av felfrekvensen, vilket är resultatet av åldrande eller slitage av element (till exempel förlusten av emission av katoden i en elektrovakuumanordning). För de flesta typer av halvledarenheter var det inte möjligt att fastställa närvaron av ett slitageområde, vilket förklaras av deras långa livslängd.

ALLMÄN INFORMATION OM ELEKTRONISKA ENHETER

Klassificering

elektronisk anordning(EP) är en anordning i vilken en informationssignal omvandlas eller en typ av energi omvandlas till följd av samverkan mellan fria eller bundna laddningsbärare med ett elektriskt, magnetiskt och växlande elektromagnetiskt fält.

Huvuddragen i klassificeringen av olika enligt principen om drift, syfte, tillverkningsteknik, egenskaper och parametrar kan övervägas: typ av signalomvandling; typ av arbetsmiljö och typ av laddningsbärare; struktur (enhet) och antal elektroder; kontroll metod.

Beroende på typen av signalomvandling kan alla EP:er delas in i två stora grupper. Den första gruppen inkluderar EP, som använder omvandling av en energityp till en annan. Denna grupp inkluderar elektriskt ljus ED (omvandling av typen av elektrisk signal till ljus), fotoelektroniska enheter (ljussignal till elektrisk), elektromekanisk (elektrisk signal till mekanisk), mekanoelektrisk ED (mekanisk signal till elektrisk), optokopplare (elektrisk signal till ljus och sedan igen till elektriska), etc.

Den andra gruppen inkluderar vanligtvis elektrokonverteringsanordningar där parametrarna för en elektrisk signal ändras (till exempel amplitud, fas, frekvens, etc.).

Beroende på typen av arbetsmedium och typen av laddningsbärare särskiljs följande klasser av elektroniska enheter: elektrovakuum (vakuum, elektroner), gasurladdning (förtärd gas, elektroner och joner), halvledare (halvledare, elektroner och hål) kemotron (vätska, joner och elektroner).

Elektroderna i en elektronisk enhet är delar av dess design som tjänar till att bilda enhetens arbetsutrymme och ansluta den med externa kretsar. Antalet elektroder och deras potentialer bestämmer de fysiska processerna i enheten. Detta är tydligast i elektronrör: två-elektroder (dioder), tre-elektroder (trioder), fyra-elektroder (tetroder) och fem-elektroder (pentoder).

Lägen, egenskaper och parametrar för elektroniska enheter

Den uppsättning villkor som bestämmer tillståndet eller driften av en elektronisk enhet kallas vanligtvis elektronisk enhetsläge, och alla värden som kännetecknar detta läge (till exempel ström eller spänning), - lägesparametrar. De pratar om förstärkning, impuls, frekvens, brus, temperatur och mekaniska egenskaper, om tillförlitlighet m.m. Kvantitativ information om dessa egenskaper kallas enhetsparametrar. Dessa inkluderar till exempel strömöverföringskoefficienter, karakteristiska frekvenser, brustal, felfrekvens, stötmotstånd, etc.

Låt oss först uppehålla oss vid begreppen statiska och dynamiska lägen för enheter. statisk kallas läget när enheten arbetar med konstanta ("statiska") spänningar på elektroderna. I detta läge ändras inte strömmarna i elektrodkretsarna med tiden, och fördelningarna av laddningar och strömmar i enheten är också konstanta i tiden. Med andra ord, i statiskt läge ändras inte alla lägesparametrar med tiden. Men om åtminstone en av modparametrarna, till exempel spänningen vid någon elektrod, ändras med tiden, kallas moden dynamisk.

I dynamiskt läge beror enhetens beteende avsevärt på hastigheten eller frekvensen av förändringar i påverkan (till exempel spänning).

För de flesta enheter förklaras detta beroende av trögheten hos fysiska processer i enheten, till exempel den ändliga tiden för flygning av laddningsbärare genom arbetsutrymmet eller den ändliga livslängden för bärare. Flygtidens ändlighet leder till det faktum att det momentana värdet av elektrodens ström, till vilken bärarna rör sig, vid den valda tidpunkten kommer att bestämmas inte bara av värdet på spänningen på elektroden vid detta ögonblick, men naturligtvis av förhistorien, dvs. alla spänningsvärden från ögonblicket för början av rörelsen i enheten tills laddningsbärarens ankomst till den aktuella elektroden. Därför måste förhållandet mellan momentana värden på ström och spänning i dynamiskt läge skilja sig från förhållandet mellan konstanta värden på ström och spänning i statiskt läge. Men om flygtiden är betydligt mindre än förändringsperioden för växelspänningen, kommer denna skillnad i förhållandet att vara obetydlig, d.v.s. förhållandet mellan momentana värden kommer att vara nästan detsamma som konstanta värden i statiskt läge. Denna typ av dynamiskt läge kallas kvasi-statiskt läge("kvasi" betyder "som om" eller "som om").

Elektroniska enheter, som utgör grunden för elektronik, kan klassificeras enligt två kriterier:

Enligt arbetsprincipen;

Efter funktionalitet.

Enligt arbetsprincipen elektroniska enheter kan delas in i fyra klasser:

1. Elektroniska apparater – flödet av elektroner rör sig mellan elektroderna, som befinner sig i högvakuum, d.v.s. i en miljö med en så förtärnad gas att de rörliga elektronerna inte upplever kollisioner med gaspartiklar.

2. Gasutsläppsanordningar - rörelsen av elektroner i interelektrodutrymmet sker under förhållanden av deras kollision med gaspartiklar (med molekyler och atomer), vilket under vissa förhållanden leder till gasjonisering, vilket dramatiskt förändrar enhetens egenskaper. Sådana enheter kallas jonisk.

3. Elektrokemiska anordningar - Funktionsprincipen är baserad på de fenomen som är förknippade med ursprunget till elektrisk ström i flytande kroppar med jonledningsförmåga. Sådana enheter fungerar på grundval av fenomen studerade av elektrokemi och elektronik - kemotronik.

4. Halvledare - Funktionsprincipen bygger på elektroniska fenomen i ämnen som har en kristallin struktur, som kännetecknas av ett regelbundet och ordnat arrangemang av atomer i rymden. De sammankopplade atomerna är ordnade på ett strikt definierat sätt, vilket bildas kristallgitter fast kropp.

Efter funktion elektroniska enheter kan delas in i tre grupper:

1. Elektriska omvandlare - dessa är enheter där elektrisk energi av en typ (till exempel likström) omvandlas till elektrisk energi av en annan typ (till exempel växelström av olika former). Dessa inkluderar likriktning, förstärkning, omkoppling, stabiliseringsanordningar, etc.

2. Elektrisk belysning är enheter där elektrisk energi omvandlas till optisk energi. Dessa inkluderar elektroniska ljusindikatorer, CRT, skyltindikatorer, lasrar, inkl. lysdioder osv.

3. solceller är enheter där ljusstrålningens energi omvandlas till elektrisk energi. Dessa är fotoceller, fotodioder, fototransistorer, videokameror etc.

Gemensamt för alla elektroniska enheter är att de omvandlar energier av olika slag, alltså enheter som har betydande skillnader i princip, används för samma funktionella syfte, dvs. för samma ändamål och har liknande egenskaper.