Видеотехника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Автоматический коммутатор сигналовРаспечатать: Автоматический коммутатор сигналов

Автоматический коммутатор сигналов



Значительная часть находящихся в пользовании недорогих моделей телевизоров и компьютерных мониторов не имеет необходимого в современных условиях числа входов для подключения внешних источников сигналов, а устаревшие телевизионные приёмники в основном оборудованы только одним композитным входом для подачи видеосигнала. Это создаёт неудобства, если к телевизору или компьютерному монитору, оснащённому одним видеовходом и декодером PAL/NTSC, требуется подключать несколько воспроизводящих видеоустройств (проигрыватель видеодисков, спутниковый тюнер, игровую приставку, мобильный плейер или видеокамеру). Частое переключение соединителей приводит, в конце концов, к выходу их из строя. Чтобы существенно уменьшить эти неприятности, рекомендуется собрать относительно несложный автоматический коммутатор сигналов, который упростит процедуру использования многочисленной видеотехники и повысит надёжность её эксплуатации.

Рис. 1

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. Оно представляет собой электронный коммутатор сигналов, имеющий по два видео- и аудиовхода. Его выходы подключают соответственно к композитному видеовходу телевизора (монитора) и аудиовходу, но можно и к разъёму SCART через переходник. Устройство построено на интегральных микросхемах NJM2233BS с двумя входами, выборочно коммутируемыми на один выход. Максимальная рабочая частота микросхем достигает 10 МГц.

На микросхеме DA1 собран коммутатор аудиосигналов. Когда на её управляющем входе SW1 присутствует низкий уровень напряжения, на выход OUT микросхемы проходит сигнал, поступающий через вход "Аудио 1" на её вход IN1. При высоком уровне на входе SW1 управляющего напряжения на выход коммутатора пройдёт сигнал с входа "Аудио 2". Конденсаторы C2 и C3 препятствуют проникновению на оба входа микросхемы радиочастот, в том числе видеосигналов при ошибочной их подаче на аудиовходы коммутатора.

Аналогично работает и коммутатор видеосигналов, реализованный на микросхеме DA2. Видеосигнал "Видео 1" проходит на выход при низком уровне напряжения на управляющем входе, а видеосигнал "Видео 2" - при высоком. Следует иметь в виду, что в случае отсутствия видеосигнала "Видео 1" высокий уровень на управляющем входе присутствует всегда. Подробнее об этом будет рассказано дальше.

Резисторы R1 и R2 обеспечивают согласование входного сопротивления коммутатора с выходным сопротивлением источников видеосигналов. Стабилитроны VD1-VD4 и диоды VD7-VD10 защищают входы и выходы микросхем от импульсов высокого напряжения, которые могут возникать при подключении сигнальных кабелей к работающим от сети переменного тока устройствам. Обычно разностное напряжение между общими проводами двух "незаземлённых" устройств с импульсными блоками питания не превышает 600 В, но иногда из-за особенностей схемотехники, например, при отсутствии разрядных резисторов между первичной и вторичной цепями импульсного блока, такое напряжение может достигать 10 кВ и более. Типичным признаком-индикатором этого следует назвать проска-кивание искры между штыревой и гнездовой частями соединителя при их приближении.

Подаваемые пары (аудио- и видео-) сигналов могут переключаться автоматически. Если видеосигнал поступает только на вход "Видео 2", то оба коммутатора пропускают на выходы сигналы, приходящие на входы IN2 микросхем DA1 и DA2. Это происходит потому, что на входах управления обеих микросхем действует, как было сказано выше, напряжение высокого уровня (около 5 В). Если же видеосигнал подан и на вход "Видео 1", то независимо от того, есть на входе "Видео 2" видеосигнал или нет, обе микросхемы переключаются и пропускают сигналы, поступающие на их входы IN1.

Переключением коммутаторов управляет узел, собранный на транзисторах VT1 и VT2. Приходящий на вход "Видео 1" видеосигнал через цепь R12C1 проходит на базу транзистора VT1, усиливается и через разделительный конденсатор C8 поступает на выпрямитель, выполненный на диодах VD5 и VD6. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором C9. Постоянное напряжение с него воздействует через резистор R17 на эмиттерный переход транзистора VT2, открывая его. Напряжение между коллектором и эмиттером транзистора VT2 и, следовательно, напряжение на выводах 7 микросхем DA1 и DA2 становится близким к нулю. В результате обе микросхемы переключаются на коммутацию сигналов, поступающих на их входы IN1.

Следовательно, вход "Видео 1" имеет приоритет перед входом "Видео 2". Если же при наличии видеосигнала на входе "Видео 1" требуется переключить устройство на коммутацию сигналов со вторых входов, можно воспользоваться кнопкой SB1 с фиксацией. При замыкании её контактов на выход коммутатора будут проходить сигналы с его вторых входов.

При такой логике работы автоматического коммутатора к его вторым входам желательно подключить наиболее часто используемый источник сигналов, например проигрыватель DVD, а к первым входам подсоединить реже используемый аппарат, который будет иметь приоритет, например игровую видеоприставку.

Узлы коммутатора питаются от параметрического стабилизатора, собранного на транзисторах VT3 и VT4. Полевой транзистор VT4 работает в качестве источника стабильного тока для стабилитрона VD11. Диод VD12 защищает устройство от неправильного подключения напряжения питания. Если в готовом коммутаторе такая ситуация исключена, диод можно не устанавливать. Хотя напряжение питания микросхем может быть от 5 до 13 В, для них выбрано значение 10,5 В. Это связано с тем, что при напряжении менее 9 В может наблюдаться ухудшение качества синхронизации в старых отечественных телевизорах, в которых устройство синхронизации развёрток собрано на микросхеме К174ХА11.

Обе микросхемы устройства питаются стабильным напряжением через фильтры L1C10C12 и L2C11C13, что предотвращает появление муара и других подобных дефектов на изображении. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии напряжения питания. Устройство потребляет ток 30 мА при входном напряжении питания 12 В. При использовании коммутатора ухудшение качества видеосигнала не было замечено.

Рис. 2

Все детали устройства, кроме кнопки SB1, всех гнёзд типа "Тюльпан" и светодиода HL1, смонтированы на монтажной плате размерами 78x65 мм навесным способом. Их ориентировочное расположение видно на рис. 2. Обратная сторона платы не показана, так как большая часть соединений выполнена выводами самих деталей, а необходимые перемычки - проводом МГТФ-0,03. Общий провод (минусовый провод питания) коммутатора сделан на плате в виде перечёркнутой буквы Ш многожильным монтажным проводом диаметром 1 мм.

Резисторы в устройстве могут быть любые малогабаритные. Неполярные конденсаторы - К10-50 или аналоги. В коммутаторе, собранном автором, резисторы R16 и R17, а также керамические конденсаторы С10, С11 и С18 применены в исполнении для поверхностного монтажа. Оксидные конденсаторы - К50-35, К53-19, К53-30 и т. п. Дроссели L1 и L2 можно установить любые малогабаритные маломощные с индуктивностью в пределах 10...100 мкГн. Автор применил дроссели для поверхностного монтажа от старого компьютерного жёсткого диска. Все эти элементы размещены с обратной стороны платы.

Диоды 1N914 (VD5-VD10) можно заменить 1N4148 или КД503, КД521, КД522 с любым буквенным индексом, а MUR120 (VD12) - любым из серий 1 N4001 -1N4007, КД105, КД208, КД243. Вместо стабилитронов BZV55C-6V2 (VD1-VD4) можно применить любые из 1N4735A, 1N4734A, BZV55C-5V1, TZMC-6V2, а вместо стабилитрона BZV55C-11 (VD11) - любой из TZMC-11, 1N4741A, КС211Ж.

Транзисторы STS9014 (VT1, VT2) заменимы BC547 или SS9014, а также КТ3102, КТ6111 с любыми буквенными индексами, а транзистор 2SD2058 (VT3) - любым из КТ817, КТ819, КТ863. Вместо полевого транзистора КП303В (VT4) подойдёт любой из серий КП303, 2П303, КП307 с начальным током стока 2.3 мА. При заменах следует учитывать различия в цоколёвках упомянутых серий транзисторов.

Микросхемы NJM2233BS выполнены в корпусе SIP-9. Их можно легко заменить аналогичными NJM2233BL в корпусе SIP-8 с похожей цоколёвкой. Микросхемы NJM2233BX в корпусах с двухрядным расположением выводов имеют цоколёвку, существенно отличающуюся.

Источником питания коммутатора может служить любой блок с постоянным выходным напряжением 12.24 В, способный обеспечить выходной ток не менее 30 мА. Например, подойдёт любой блок от антенных усилителей, если заменить стабилизатор 78L12 более мощным и увеличить ёмкость конденсатора фильтра выпрямленного напряжения. При встраивании коммутатора в телевизор или монитор можно использовать имеющийся там источник подходящего напряжения, например, обычно работающий в облегчённом режиме источник напряжения 12...18 В, предназначенный для питания УМЗЧ или ламп подсветки ЖК-экрана.

При питании устройства от одного и того же источника с неизменным выходным напряжением вместо полевого транзистора (VT4) можно установить резистор. Его сопротивление выбирают так, чтобы ток через стабилитрон VD11 был в интервале 2.3 мА. При этом конденсатор C19 должен иметь ёмкость в пределах 47...100 мкФ. Стабилизатор может быть собран и на любой подходящей микросхеме в корпусе TO-220, например LM78M12, причём минимальное входное напряжение питания должно быть не ниже 15 В.

Рис. 3

Компоновка конструкции коммутатора показана на рис. 3. На верхней крышке корпуса размещены входные (слева) и выходные гнёзда, кнопка SB1 для переключения входных сигналов, гнёзда для подачи напряжения питания и светодиод HL1.

Безошибочно собранный коммутатор начинает работать сразу и не требует налаживания.

Это устройство удобно применять не только для автоматической коммутации сигналов от двух разных источников, но и в качестве своеобразного "буфера", например, во время ремонта при соединении DvD-проигрывателя и телевизора, когда один из аппаратов неисправен. Это уменьшит вероятность повреждения исправного аппарата. Хотя коммутатор и содержит узлы для защиты интегральных микросхем, аналогичные защитные узлы могут отсутствовать в переключаемых аппаратах. Поэтому соединять различную аппаратуру даже через описанный коммутатор желательно при полном отключении всех задействованных аппаратов от электрической сети.

Если необходима коммутация многоканальных сигналов звука, то нужно установить соответствующее число узлов, собранных на микросхемах NJM2233BX, включив их аналогично микросхеме DA1 рассмотренного устройства. В этом случае может потребоваться установка транзистора VT3 на небольшой теплоотвод.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.


Дата публикации: 13.08.2014
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics