電視信號(hào)調(diào)頻調(diào)制解調(diào)模塊功能和使用說明 

一、電視信號(hào)調(diào)頻解調(diào)模塊是我公司的配套實(shí)驗(yàn)?zāi)K之一 ，通用高頻實(shí)驗(yàn)箱它的作用是實(shí)現(xiàn)電視基帶信號(hào)的調(diào)頻解調(diào)，使其可以用于無線通信、在光纖等介質(zhì)通道中傳輸。由于采用脈沖調(diào)頻調(diào)制，有效信息表現(xiàn)為高頻載波頻率的變化，與傳輸后的載波幅度無關(guān)因此，可以很容易地消除傳輸中各種幅度變化引起的噪聲干擾，實(shí)現(xiàn)可再生中繼，大大提高傳輸質(zhì)量，延長傳輸距離。采用該核心技術(shù)設(shè)計(jì)的工業(yè)產(chǎn)品已成功應(yīng)用于多個(gè)省市電視臺(tái)的信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)，如演播室中心到發(fā)射臺(tái)的傳輸干線，并逐步推廣到各種遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控應(yīng)用實(shí)踐證明，取得了良好的效果。電路模塊的核心部件是NE568高頻鎖相環(huán)和MC13155寬帶調(diào)頻限幅正交鑒頻器。前者用于頻率調(diào)制，后者用于頻率解調(diào)兩種芯片都是衛(wèi)星通信用的進(jìn)口集成電路。用NE568代替簡單的變?nèi)荻O管調(diào)頻電路可以使電路一致、可靠性和溫度穩(wěn)定性大大提高，系統(tǒng)整體性能明顯改善，體現(xiàn)了現(xiàn)代高質(zhì)量電子元器件的優(yōu)良技術(shù)性能。學(xué)生在使用“變?nèi)荻O管調(diào)頻電路模塊”在學(xué)習(xí)了低頻語音信號(hào)調(diào)頻過程中簡單原始的基本調(diào)頻原理后，采用“電視信號(hào)調(diào)頻調(diào)制解調(diào)模塊”在更高的頻率范圍內(nèi)熟悉和了解現(xiàn)代新器件的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)無疑是非常有益和必要的，可以開闊我們的視野，貼近調(diào)頻調(diào)制解調(diào)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

二、電路結(jié)構(gòu)及工作原理視頻輸入插座的頻率范圍為0 ~ 6.5MHz視頻基帶信號(hào)首先由UG01緩沖和隔離，然后進(jìn)行視頻增強(qiáng)。視頻范圍很廣，其4.43MHz彩色副載波及以上的高頻部分在傳輸中比低頻部分衰減更多。如果不采取必要的措施，接收到的信號(hào)將在頻率上失真高頻成分的不足可能會(huì)使電視畫面中的圖像細(xì)節(jié)模糊，色彩失真，甚至使色彩嚴(yán)重消失。常用來解決這個(gè)問題、簡單易行的方法是在發(fā)射端有意識(shí)地人為提高信號(hào)的高頻分量，然后在發(fā)射后在接收端根據(jù)接收信號(hào)的實(shí)際情況將高頻分量恢復(fù)到正常值。改善原始信號(hào)高頻分量的過程稱為“加重”并且在接收端將高頻分量恢復(fù)到正常值的過程被稱為“去加重”在加權(quán)視頻信號(hào)的幅度被調(diào)整到某個(gè)值之后，它通過電容器CG04、電阻RG23送到FM調(diào)制芯片NE568的17腳進(jìn)行調(diào)頻。NE568的振蕩中心頻率F0必須與接收端匹配，否則接收端無法正確鑒頻。這里中心頻率F0由CG14和電位器WG02決定，這個(gè)頻率的微調(diào)可以通過電位器WG02來實(shí)現(xiàn)，出廠時(shí)已經(jīng)精確調(diào)至36MHz。NE568的FM輸出引腳為19和20引腳，以差分形式輸出，因此在后續(xù)電路中設(shè)置差分輸入-單端輸出的高頻放大器充分利用差分信號(hào)，比單端輸入的電路增益提高一倍。信號(hào)經(jīng)超高頻晶體管TG01放大處理，達(dá)到3V峰峰值進(jìn)入箝位電路，等幅的FM信號(hào)箝位在0和0~2V之間，從而將TTL電平轉(zhuǎn)換為PECL電平。眾所周知，ECL信號(hào)的規(guī)范是專門為傳輸高頻數(shù)字信號(hào)而設(shè)計(jì)的為了降低器件的功耗，其信號(hào)擺幅很小，只有0.8～1.0Vpp，通常以差分形式傳輸，但原始設(shè)計(jì)規(guī)范在負(fù)電平下工作，不管數(shù)據(jù)是否“1”還是“實(shí)際平均電壓在負(fù)電壓范圍，使得電源配置和與其他電路的接口比較麻煩。PECL水平意味著“正極性ECL水平儀”，解決了上述問題，目前應(yīng)用廣泛。本模塊的TTL-PECL轉(zhuǎn)換在UG04芯片中完成，該芯片由3、4兩個(gè)引腳輸出PECL電平的差分信號(hào)，初始電阻RG09~RG12、RG30~RG33是雙方的PECL阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，該信號(hào)適用于雙絞線、光纖收發(fā)器等高速數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)或設(shè)備接口可以方便長距離高速傳輸。該模塊主要側(cè)重于調(diào)制解調(diào)技術(shù)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的連接采用電路板上的一對(duì)短銅線）傳輸?shù)腇M信號(hào)通過RG35-CG19和RG36-CG20以差分形式送到接收端FM鑒頻芯片MC13155的1腳和16腳，進(jìn)行寬帶FM限幅正交鑒頻。電容Cx、由電感LG03形成的環(huán)路必須精確調(diào)整，以匹配原始頻率。鑒頻解調(diào)后恢復(fù)的視頻信號(hào)仍為差分形式，通過芯片的4腳和5腳輸出。由于解調(diào)后的信號(hào)幅度比較小，不足以直接驅(qū)動(dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備，需要通過UG06A將差分轉(zhuǎn)換放大為單端信號(hào)此時(shí)，信號(hào)中包含了被強(qiáng)調(diào)部分的頻率成分，并與36MHz載波及其上下邊帶的大量高頻成分混合在一起需要通過低通網(wǎng)絡(luò)和UG06B芯片進(jìn)一步處理，實(shí)現(xiàn)去加重，濾除殘留載波成分，最后通過阻抗匹配電阻RG53送出“視頻輸出”插座。該模塊設(shè)置輸入視頻、視頻加重V+、壓控振蕩器VCO輸出、信號(hào)輸出、鉗位偏置信號(hào)、解調(diào)輸入、收端載波、FM解調(diào)信號(hào)、+/f視頻輸出和最終/a很多測試觀察孔，如去加重后的輸出，方便示波器觀察分析信號(hào)路徑上關(guān)鍵點(diǎn)的波形，全面了解FM信號(hào)調(diào)制解調(diào)的全過程。電視信號(hào)調(diào)頻調(diào)制解調(diào)模塊的完整電路原理圖見下頁。


 
三、實(shí)驗(yàn)方法和注意事項(xiàng)
1、信源幅度的調(diào)整：信號(hào)源使用小型攝像機(jī)的輸出視頻信號(hào)，小型攝像機(jī)空載時(shí)輸出信號(hào)幅度一般在2Vpp左右。視頻信號(hào)的內(nèi)容會(huì)有一些變化）用75歐姆同軸電纜將信號(hào)引入模塊“視頻輸入”插座，匹配低阻輸入電路后，幅度降低到1Vpp左右。電位計(jì)WG01用于調(diào)節(jié)調(diào)制器輸入信號(hào)的幅度產(chǎn)品出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)整到最佳位置，一般不需要調(diào)整。不過建議用戶自己記下TPG01（V/+）測試孔處視頻信號(hào)的峰峰值，了解調(diào)制芯片所需的實(shí)際輸入信號(hào)幅度請(qǐng)注意：這個(gè)值一般很小，只有小型相機(jī)輸出信號(hào)的幾分之一左右調(diào)節(jié)不當(dāng)會(huì)使系統(tǒng)過載飽和，工作狀態(tài)變差甚至無法正常工作。
2、調(diào)制調(diào)頻信號(hào)的觀測：調(diào)制器UG02視頻調(diào)制后的FM信號(hào)輸出端，中心頻率為36MHz的載波為19、20個(gè)引腳的輸出為差分輸出，每個(gè)引腳上的單端信號(hào)幅度在200至240 MVPP之間（視視頻信號(hào)的內(nèi)容而定，下同）當(dāng)沒有連接視頻圖像信號(hào)時(shí)，數(shù)字示波器可以直接讀取基本穩(wěn)定的載波中心頻率（可以調(diào)整WG02進(jìn)行校準(zhǔn)）然而，當(dāng)連接視頻圖像信號(hào)時(shí)，F(xiàn)M信號(hào)的振蕩波形受到角度調(diào)制的影響“發(fā)虛”，非常直觀。如果您想觀察調(diào)頻信號(hào)的放大波形，您可以將示波器連接到TPG03（FM調(diào)頻信號(hào)）在測試點(diǎn)，信號(hào)幅度在2 ~ 3vpp之間。
3、調(diào)頻信號(hào)送線傳輸前的箝位和電平轉(zhuǎn)換過程觀察：UG02的19、20針信號(hào)需要經(jīng)過UG03A雙單端轉(zhuǎn)換、放大和TG01緩沖放大足以驅(qū)動(dòng)TTL/PECL電平移位器的幅度，但其底部箝位必須在TTL信號(hào)規(guī)定的0電平，才能有效驅(qū)動(dòng)TTL器件。將示波器設(shè)置為DC、1V/Grid gear，在沒有輸入信號(hào)的情況下設(shè)置零電平基線水平位置，然后將探頭連接到二極管DG01的負(fù)極（上端）觀察調(diào)整電位計(jì)WG03，并將放大的FM信號(hào)底端固定在地平面基線上。傳輸線上的PECL電平信號(hào)可以在TPG04中找到（解調(diào)輸入）觀察試井，注意其PECL數(shù)據(jù)信號(hào)的波形特征、電平范圍并比較差分信號(hào)。
4、調(diào)頻信號(hào)解調(diào)電路的調(diào)整：在TPG04（解調(diào)輸入）觀察井在觀察到正確的PECL電平調(diào)頻信號(hào)后，通過調(diào)節(jié)鑒頻解調(diào)芯片附近的微調(diào)電容CG25，改變諧振電路的中心頻率，使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)匹配，即可使解調(diào)電路正常工作。如果不可能始終調(diào)整到同步狀態(tài)，則需要重新檢測始發(fā)載波的這些頻率是否偏離規(guī)定值太多。在正常鎖定狀態(tài)下，TPG05測試孔（FM解調(diào)）可以觀察到解調(diào)后的視頻信號(hào)，但是沒有經(jīng)過放大，所以幅度很小。
5、視頻放大器和視頻去加重部分的觀察和調(diào)整：應(yīng)該在視頻輸出TPG08的測試孔處觀察到一個(gè)類似于原始視頻信號(hào)的波形，其幅度可以通過視頻放大器的增益調(diào)節(jié)電位器WG04來調(diào)節(jié)。請(qǐng)注意，最終發(fā)送到視頻監(jiān)視器的信號(hào)幅度應(yīng)盡可能與始發(fā)端的原始信號(hào)幅度一致。注意：應(yīng)該仔細(xì)調(diào)整視頻信號(hào)接收器和發(fā)射器的振幅如果調(diào)整不當(dāng)，過大或過小都會(huì)使圖像失真：壓縮的同步頭會(huì)導(dǎo)致圖像抖動(dòng)、變形和扭曲甚至根本無法成像；彩色副載波的過度衰減會(huì)使圖像色彩消失。
說明：由于該模塊解調(diào)后的低通濾波電路由于模塊體積的限制比較簡單，有可能信號(hào)中殘留一些高頻載波成分，而一般的視頻監(jiān)視器對(duì)這種高頻成分并不敏感，所以對(duì)還原圖像影響不大。
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