電視信號調頻調制解調模塊功能和使用說明 

一、電視信號調頻解調模塊是我公司的配套實驗模塊之一 ，通用高頻實驗箱它的作用是實現電視基帶信號的調頻解調，使其可以用于無線通信、在光纖等介質通道中傳輸。由于采用脈沖調頻調制，有效信息表現為高頻載波頻率的變化，與傳輸后的載波幅度無關因此，可以很容易地消除傳輸中各種幅度變化引起的噪聲干擾，實現可再生中繼，大大提高傳輸質量，延長傳輸距離。采用該核心技術設計的工業(yè)產品已成功應用于多個省市電視臺的信號傳輸網絡，如演播室中心到發(fā)射臺的傳輸干線，并逐步推廣到各種遠程視頻監(jiān)控應用實踐證明，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寬帶調頻限幅正交鑒頻器。前者用于頻率調制，后者用于頻率解調兩種芯片都是衛(wèi)星通信用的進口集成電路。用NE568代替簡單的變容二極管調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，體現了現代高質量電子元器件的優(yōu)良技術性能。學生在使用“變容二極管調頻電路模塊”在學習了低頻語音信號調頻過程中簡單原始的基本調頻原理后，采用“電視信號調頻調制解調模塊”在更高的頻率范圍內熟悉和了解現代新器件的實際應用技術無疑是非常有益和必要的，可以開闊我們的視野，貼近調頻調制解調技術的實際應用。

二、電路結構及工作原理視頻輸入插座的頻率范圍為0 ~ 6.5MHz視頻基帶信號首先由UG01緩沖和隔離，然后進行視頻增強。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，接收到的信號將在頻率上失真高頻成分的不足可能會使電視畫面中的圖像細節(jié)模糊，色彩失真，甚至使色彩嚴重消失。常用來解決這個問題、簡單易行的方法是在發(fā)射端有意識地人為提高信號的高頻分量，然后在發(fā)射后在接收端根據接收信號的實際情況將高頻分量恢復到正常值。改善原始信號高頻分量的過程稱為“加重”并且在接收端將高頻分量恢復到正常值的過程被稱為“去加重”在加權視頻信號的幅度被調整到某個值之后，它通過電容器CG04、電阻RG23送到FM調制芯片NE568的17腳進行調頻。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，這個頻率的微調可以通過電位器WG02來實現，出廠時已經精確調至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)電路中設置差分輸入-單端輸出的高頻放大器充分利用差分信號，比單端輸入的電路增益提高一倍。信號經超高頻晶體管TG01放大處理，達到3V峰峰值進入箝位電路，等幅的FM信號箝位在0和0~2V之間，從而將TTL電平轉換為PECL電平。眾所周知，ECL信號的規(guī)范是專門為傳輸高頻數字信號而設計的為了降低器件的功耗，其信號擺幅很小，只有0.8～1.0Vpp，通常以差分形式傳輸，但原始設計規(guī)范在負電平下工作，不管數據是否“1”還是“實際平均電壓在負電壓范圍，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，目前應用廣泛。本模塊的TTL-PECL轉換在UG04芯片中完成，該芯片由3、4兩個引腳輸出PECL電平的差分信號，初始電阻RG09~RG12、RG30~RG33是雙方的PECL阻抗匹配網絡，該信號適用于雙絞線、光纖收發(fā)器等高速數據傳輸介質或設備接口可以方便長距離高速傳輸。該模塊主要側重于調制解調技術，發(fā)射機和接收機之間的連接采用電路板上的一對短銅線）傳輸的FM信號通過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)路必須精確調整，以匹配原始頻率。鑒頻解調后恢復的視頻信號仍為差分形式，通過芯片的4腳和5腳輸出。由于解調后的信號幅度比較小，不足以直接驅動視頻監(jiān)控設備，需要通過UG06A將差分轉換放大為單端信號此時，信號中包含了被強調部分的頻率成分，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絡和UG06B芯片進一步處理，實現去加重，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。該模塊設置輸入視頻、視頻加重V+、壓控振蕩器VCO輸出、信號輸出、鉗位偏置信號、解調輸入、收端載波、FM解調信號、+/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路徑上關鍵點的波形，全面了解FM信號調制解調的全過程。電視信號調頻調制解調模塊的完整電路原理圖見下頁。


 
三、實驗方法和注意事項
1、信源幅度的調整：信號源使用小型攝像機的輸出視頻信號，小型攝像機空載時輸出信號幅度一般在2Vpp左右。視頻信號的內容會有一些變化）用75歐姆同軸電纜將信號引入模塊“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WG01用于調節(jié)調制器輸入信號的幅度產品出廠時已經調整到最佳位置，一般不需要調整。不過建議用戶自己記下TPG01（V/+）測試孔處視頻信號的峰峰值，了解調制芯片所需的實際輸入信號幅度請注意：這個值一般很小，只有小型相機輸出信號的幾分之一左右調節(jié)不當會使系統(tǒng)過載飽和，工作狀態(tài)變差甚至無法正常工作。
2、調制調頻信號的觀測：調制器UG02視頻調制后的FM信號輸出端，中心頻率為36MHz的載波為19、20個引腳的輸出為差分輸出，每個引腳上的單端信號幅度在200至240 MVPP之間（視視頻信號的內容而定，下同）當沒有連接視頻圖像信號時，數字示波器可以直接讀取基本穩(wěn)定的載波中心頻率（可以調整WG02進行校準）然而，當連接視頻圖像信號時，FM信號的振蕩波形受到角度調制的影響“發(fā)虛”，非常直觀。如果您想觀察調頻信號的放大波形，您可以將示波器連接到TPG03（FM調頻信號）在測試點，信號幅度在2 ~ 3vpp之間。
3、調頻信號送線傳輸前的箝位和電平轉換過程觀察：UG02的19、20針信號需要經過UG03A雙單端轉換、放大和TG01緩沖放大足以驅動TTL/PECL電平移位器的幅度，但其底部箝位必須在TTL信號規(guī)定的0電平，才能有效驅動TTL器件。將示波器設置為DC、1V/Grid gear，在沒有輸入信號的情況下設置零電平基線水平位置，然后將探頭連接到二極管DG01的負極（上端）觀察調整電位計WG03，并將放大的FM信號底端固定在地平面基線上。傳輸線上的PECL電平信號可以在TPG04中找到（解調輸入）觀察試井，注意其PECL數據信號的波形特征、電平范圍并比較差分信號。
4、調頻信號解調電路的調整：在TPG04（解調輸入）觀察井在觀察到正確的PECL電平調頻信號后，通過調節(jié)鑒頻解調芯片附近的微調電容CG25，改變諧振電路的中心頻率，使發(fā)射機和接收機匹配，即可使解調電路正常工作。如果不可能始終調整到同步狀態(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）可以觀察到解調后的視頻信號，但是沒有經過放大，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整：應該在視頻輸出TPG08的測試孔處觀察到一個類似于原始視頻信號的波形，其幅度可以通過視頻放大器的增益調節(jié)電位器WG04來調節(jié)。請注意，最終發(fā)送到視頻監(jiān)視器的信號幅度應盡可能與始發(fā)端的原始信號幅度一致。注意：應該仔細調整視頻信號接收器和發(fā)射器的振幅如果調整不當，過大或過小都會使圖像失真：壓縮的同步頭會導致圖像抖動、變形和扭曲甚至根本無法成像；彩色副載波的過度衰減會使圖像色彩消失。
說明：由于該模塊解調后的低通濾波電路由于模塊體積的限制比較簡單，有可能信號中殘留一些高頻載波成分，而一般的視頻監(jiān)視器對這種高頻成分并不敏感，所以對還原圖像影響不大。
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