wielowejściowy przelacznik audio-video.pdf

3/99

Wielowejœciowy prze³¹cznik

Audio-Video

Budowa i zasada dzia³ania

Na rysunku 1 przedstawiono schemat

ideowy prze³¹cznika. W uk³adzie mo¿na

wyró¿niæ trzy bloki: sygna³owy, sterowa-

nia oraz blok zasilania.

Zasadnicze zadanie uk³adu, a wiêc

prze³¹czanie Ÿróde³ sygna³ów spe³niaj¹

dwa uk³ady CD 4052 (US1 i US2). W jed-

nym uk³adzie CD 4052 znajduj¹ siê dwa

czterowejœciowe multipleksery oznaczone

jako X i Y. Multipleksery te prze³¹czane s¹

wspó³bie¿nie za pomoc¹ sygna³ów

A i B podawanych z bloku sterowania. Po-

ni¿ej przedstawiono tabelê stanów uk³a-

dów CD 4052.

Sygna³y z wejœæ video s¹ podawane

na wejœcia X0, X3 uk³adu US1. Kondensa-

tory C1, C4 s³u¿¹ do odseparowania sk³a-

dowej sta³ej. Rezystory R1, R2 stanowi¹

znamionowe obci¹¿enie wyjœæ urz¹dzeñ

bêd¹cych Ÿród³ami. W zale¿noœci od sta-

nów logicznych na wejœciach AB uk³adu

US1, jeden z sygna³ów wejœciowych jest

podawany na wyjœcie X multipleksera

(nó¿ka 13 US1). Poniewa¿ sygna³ po st³u-

mieniu przez uk³ad dopasowuj¹cy i po

przejœciu przez multiplekser ma mniejsz¹

amplitudê ni¿ sygna³ wejœciowy musi on

zostaæ wzmocniony do poziomu sygna³u

wejœciowego. Do tego celu s³u¿y trójstop-

niowy wzmacniacza wizyjny zbudowany

na tranzystorach T1, T2 i T3. Z wyjœcia

X multipleksera sygna³ jest podawany na

bazê tranzystora T1 pracuj¹cego w konfi-

guracji wspólnego emitera. Wzmocnienie

tego stopnia wynosi:

Prezentowany poni¿ej uk³ad zosta³ zaprojektowany z myœl¹

o u¿ytkownikach odbiorników telewizyjnych, wyposa¿onych tylko

w jedno wejœcie m.cz. i borykaj¹cych siê z problemem pod³¹cze-

nia do OTV wiêcej ni¿ jednego urz¹dzenia. Jednak zakres jego za-

stosowañ mo¿e byæ o wiele szerszy: pocz¹wszy od domowych ze-

stawów Audio-Video a skoñczywszy na systemach telewizji prze-

mys³owej.

Problem pojawia siê w momencie za-

kupu nowego elementu naszego zestawu

telewizyjnego lub wie¿y Hi-Fi. Po przynie-

sieniu nabytku do domu okazujê siê, ¿e

wszystkie dostêpne gniazda wejœciowe te-

lewizora lub wzmacniacza s¹ zajête i aby

cieszyæ siê nowym nabytkiem nale¿y zre-

zygnowaæ z jednego z u¿ywanych wcze-

œniej urz¹dzeñ. Sytuacja ta jest doœæ czêsta

w przypadku starszego sprzêtu, który pro-

jektowany by³ w czasach kiedy iloœæ Ÿróde³

sygna³u video ogranicza³a siê do magne-

towidu a sygna³ów audio do radia i ma-

gnetofonu.

Idea prezentowanego uk³adu jest

bardzo prosta - zwiêkszyæ iloœæ wejœæ m.cz

telewizora, wzmacniacza lub magnetowi-

du bez wp³ywu na jakoœæ sygna³ów. Uk³ad

posiada cztery wejœcia sygna³ów wizyj-

nych i towarzysz¹ce im wejœcia sygna³ów

audio, które s¹ prze³¹czane wspó³bie¿nie

z wejœciami video. Uk³ad pozwala na wy-

branie jednego z czterech sygna³ów wej-

œciowych audio-video i podanie go na

wyjœcia, bez pogorszenia jakoœci prze³¹cza-

nych sygna³ów.

Parametry elektryczne wejœæ i wyjœæ

uk³adu spe³niaj¹ zalecenia IEC (Internatio-

nal Electrotechnical Commission) dotycz¹-

ce z³¹cz Euro, Cinch oraz DIN. Tak wiêc

uk³ad mo¿e byæ wykorzystywany do ³¹-

czenia praktycznie wszystkich urz¹dzeñ

Audio-Video dostêpnych na rynku i wypo-

sa¿onych w wymienione z³¹cza.

Parametry elektryczne uk³adu:

Impedancja wejœæ video – 75 W

Impedancja wejœæ audio – >10 kW

Impedancja wyjœcia video – 75 W

Impedancja wyjœæ audio – <1 kW

Amplituda wyjœciowego

sygna³u video

– 1 V pp

Poniewa¿ na kolektorze T1 wzmocniony sy-

gna³ jest przesuniêty w fazie wzglêdem sy-

gna³u wejœciowego o 180 stopni, konieczne

jest zastosowanie kolejnego wzmacniacza

OE (wspólny emiter), który przesun¹³by fa-

zê o kolejne 180 stopni. Stopieñ ten zosta³

zbudowany na tranzystorze T2. Jego

wzmocnienie zale¿y, identycznie jak dla

poprzedniego, od stosunku R12 do R13

i jest zbli¿one do jednoœci. Na kolektorze

T2 otrzymujemy sygna³ zgodny w fazie

z sygna³em wejœciowym. Dalej sygna³ vi-

deo podawany jest na wtórnik emiterowy,

zbudowany na T3, zapewniaj¹cy odpowie-

dni¹ wydajnoœæ pr¹dow¹ i nisk¹ impedan-

cjê wyjœciow¹. Stopieñ ten ma du¿e znacze-

nie ze wzglêdu na ma³¹ (równ¹ standardo-

wo 75 W) impedancjê wejœciow¹ urz¹dze-

nia bêd¹cego obci¹¿eniem wyjœcia uk³adu.

Amplituda wyjœciowych

sygna³ów audio

– 500 mV

Wzmocnienie toru

wizyjnego

– 0 dB

Wzmocnienie torów

fonicznych

– 0 dB

Parametry dotycz¹ce sygna³ów wyj-

œciowych dotycz¹ sytuacji gdy wyjœcia

uk³adu s¹ obci¹¿one przez urz¹dzenie

o znormalizowanych parametrach wej-

œciowych (patrz artyku³ „Z³¹cza i kable po-

³¹czeniowe w sprzêcie Audio-Video”).

3/99

Towarzysz¹ce sygna³om video, sygna³y

audio s¹ podawane poprzez kondensatory

separuj¹ce C5, C12 na wejœcia dwóch mul-

tiplekserów uk³adu US2. Kana³u lewego

odpowiednio na multiplekser X, prawego

na Y. Wejœcia audio nie s¹ obci¹¿ane rezy-

storami tak jak wejœcia video. Wynika to

z tego, ¿e rezystancja wejœæ audio nie musi

mieæ okreœlonej wartoœci, powinna byæ je-

dynie wiêksza od 10 kW. W uk³adzie rezy-

stancjê wejœciow¹ urz¹dzenia stanowi su-

ma rezystancji kana³u multipleksera (rzêdu

100¸150 W) i rezystancji wejœciowej wtór-

ników emiterowych obci¹¿aj¹cych wyjœcia

multiplekserów. Rezystancja ta jest wiêc

w przybli¿eniu równa (dla kana³u lewego):

Dlatego sygna³y audio z wyjœæ

multiplekserów nie musz¹ byæ

wzmacniane (tak jak sygna³ video)

i s¹ podawane na wejœcia wtórni-

ków emiterowych o wzmocnieniu

równym w przybli¿eniu jednoœci.

Takie rozwi¹zanie zapewnia uzy-

skanie rezystancji wyjœæ audio,

zgodnie z zaleceniami IEC, mniej-

szej od 1 kW.

Do sygnalizacji numeru wy-

branego wejœcia s³u¿¹ diody D1,

D4. W zale¿noœci od w³¹czonego kana³u

multipleksera Y w uk³adzie US1, dodatnie

napiêcie jest podawane z nó¿ki 3 US1 na

odpowiedni¹ anodê diody (nó¿ki 1, 2, 4, 5).

Powoduje to zapalenie diody o numerze

identycznym z numerem wejœcia pod³¹czo-

nego do wyjœcia uk³adu.

Wejœcia steruj¹ce A, B obu uk³adów

US1 i US2 s¹ sterowane identycznymi sy-

gna³ami pochodz¹cymi z asynchronicznego

licznika modulo 4 zbudowanego na dwóch

Tabela 1 – Stany k³adu CD 052

Zezwolenie

(nó¿ka 6)

Wejœcie B

(nó¿ka 9)

Wejœcie A

(nó¿ka 10)

Numery

kana³ów

w³¹czonych

0x, 0y

1x, 1y

2x, 2y

3x, 3y

wszystkie

wy³¹czone

przerzutnikach typu D (uk³ad US3). Oba

przerzutniki pracuj¹ w konfiguracji tzw.

dwójki licz¹cej tzn. na wejœcie steruj¹ce jest

podawany sygna³ z wyjœcia Q. W takim

uk³adzie ka¿de naciœniêcie wy³¹cznika W£1

powoduje pojawienie siê na wejœciu zegaro-

wym zbocza narastaj¹cego i wyzwolenie

przerzutnika A, który ustawia siê na stan

przeciwny ni¿ bie¿¹cy. Wejœcie zegarowe

drugiego przerzutnika jest sterowane z wyj-

œcia Q przerzutnika A, powoduje to, ¿e

W takim przypadku spadek amplitudy

sygna³u na wewnêtrznej rezystancji kana³u

multipleksera jest praktycznie pomijalny.

+9V

Wejœcia VIDEO

C1 10 m F

WE1

VDD

C2 10 m F

WE2

WE3

10 m F

C4 10 m F

R5 1k

T1÷T3 - BC548B

WE4

+9V

US1

CD4052

R10

R12

R14

82k

470 W

82k

240 W

10k

A 10

C13

C14

R17

INH

47 m F

75 W

VIDEO

D1 D2 D3 D4

VEE

GND

R11

R13

R15

R16

3,3k

GND

22k

220 W

33k

220 W

2,2k

4 × 75 W

+9V

Wejœcia AUDIO

+9V

10 m F

VDD

R18

R20

R22 R24

WE1 L

100 W 100 W

AUDIO

WY L

10 m F

C15

WE2 L

C7 10 m F

C16

WE3 L

WY P

C8 10 m F

WE4 L

2 × 100 m F

GND

US2

C9 10 m F

CD4052

WE1 P

R19

R21

R23

R25

WE2 P

C10 10 m F

A 10

100 W

C11

10 m F

WE3 P

INH

T4÷T5 - BC558B

WE4 P

C12

10 m F

VEE

GND

+9V

W£1

9 D

+9V

PR1

C17

US4

US2-A

US2-B

BG008

+ 9V

V in

–

~12V

100n

R27

78L09

C20 C21

R26

C19

C22

100 W

C18

R28

US3

100 m F

100n 100n

470 m F

CD4013

100n

100 W

+9V

Rys. 1 Schemat ideowy wielowejœciowego prze³¹cznika audio-video

3/99

przerzutnik ten jest wyzwalany tylko w mo-

mencie zmiany tego sygna³u z 0 na 1,

a wiêc co drugie naciœniêcie W£1, nastêpu-

je zmiana stanu wyjœcia Q przerzutnika B na

stan przeciwny. Rezystory R26, R27 wraz

z kondensatorem C17 s³u¿¹ do eliminacji

z wejœcia zegarowego przerzutnika, paso¿yt-

niczych sygna³ów zwi¹zanych z drganiami

styków W£1. Kondensator C18 i rezystor

R28 pod³¹czone do wejœæ zeruj¹cych za-

pewniaj¹ identyczne ustawienie przerzutni-

ków po w³¹czeniu napiêcia zasilania.

Ca³y uk³ad jest zasilany napiêciem

+9 V uzyskiwanym z napicia zmiennego

poprzez prostownik PR1 i stabilizator US4.

le¿y zwróciæ na polaryzacjê wejœciowych

kondensatorów elektrolitycznych. Elektrody

dodatnie powinny byæ przylutowane do

wejœæ uk³adów scalonych. Diody D1, D2

mog¹ byæ koloru zielonego lub czerwone-

go w zale¿noœci od upodobañ u¿ytkownika.

Chc¹c zamontowaæ uk³ad w obudowie

i pod³¹czyæ do wejœæ i wyjœæ gniazda SCART

lub CINCH nale¿y u¿yæ przewodów ekra-

nowanych w celu unikniêcia przes³uchów

sygna³ów pomiêdzy poszczególnymi kana-

³ami (zw³aszcza w przypadku d³ugich ka-

bli). Po zmontowaniu, uk³ad pracuje od ra-

zu i nie wymaga ¿adnych czynnoœci uru-

chomieniowych.

korzystuje siê tylko wejœcia audio). Mo¿e

tak¿e s³u¿yæ do prze³¹czania kamer w syste-

mach telewizji przemys³owej.

Ciekawym rozwi¹zaniem mo¿e byæ wy-

konanie dwóch identycznych uk³adów i po-

³¹czenie równoleg³e ich wejœæ - nale¿y wów-

czas w jednym z uk³adów nie wlutowywaæ

rezystorów R1, R4. Mo¿na wtedy uzyskaæ

uk³ad pozwalaj¹cy na jednoczesne nagrywa-

nie programów na dwóch magnetowidach

lub tylko monitorowanie nagrywanego sy-

gna³u. Iloœæ wejœæ mo¿na zwiêkszyæ z 4 do 7

poprzez pod³¹czenie wyjœcia jednego uk³adu

z jednym z wejœæ kolejnego.

Wykaz elementów

Monta¿ i uruchomienie

Zastosowania

Pó³przewodniki

Mimo, ¿e uk³ady CD 4052 i CD 4013

s¹ uk³adami CMOS, mo¿na je bezpoœrednio

wlutowaæ w p³ytkê. Szczególn¹ uwagê na-

Prezentowany uk³ad mo¿e byæ wyko-

rzystany do zwiêkszenia iloœci gniazd wej-

œciowych telewizora lub wzmacniacza (wy-

US1, US2 – CD 4052

US3

– CD 4013

US4

– LM 78L09

T1÷T3

– BC 547B

T4, T5

– BC 557B

D1, D4

– diody LED

PR1

– mostek prostowniczy GB 008

Rezystory

WE4 WE3 WE2

WE1

P2 P4 P3 P1

P L

R1,R4, R17 – 75 W /0,125 W

R22,R25,

R27,R28 – 100 W /0,125 W

R9, R13 – 220 W /0,125 W

R12 – 240 W /0,125 W

R8 – 470 W /0,125 W

R5 – 1 k W /0,25 W

R15 – 2,2 k W /0,125 W

R16 – 3,3 k W /0,125 W

R14 – 10 k W /0,125 W

R7 – 22 k W /0,125 W

R11 – 33 k W /0,125 W

R6, R10 – 82 k W /0,125 W

R18,

R21, R26 – 1 M W /0,125 W

Kondensatory

VIDEO

AUDIO

C17, C18,

C20, C21 – 100nF/50 V ceramiczny

C1,C12 – 10 m F/16 V

C13, C14 – 47 m F/16 V

C15,

C16, C19 – 100 m F/16 V

C22

R17

wejœcia AUDIO

C8 C5

C16

C14

C4 C1

C11

– 470 m F/16 V

C13

C15

C12

Inne

W£1 – mikrow³¹cznik

p³ytka drukowana numer 448

R23

US1

R14

US2

US3

C10

P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zalicze-

niem pocztowym. P³ytki mo¿na zamawiaæ

w redakcji PE.

Cena: 6,00 z³ + koszty wysy³ki.

W£1

C19 C20 C21

C22 PR1

CD4013

~12V

R27

US4

C18

C17

R26

Rys. 2 P³ytka drukowana i rozmieszczenie elementów

à Rafa³ Brewka

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: