Автоматический коммутатор сигналов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телевидение, видеотехника

 Комментарии к статье

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 приемники в основном оборудованы только одним композитным входом для подачи видеосигнала. Это создает неудобства, если к телевизору или компьютерному монитору, оснащенному 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 надежность ее эксплуатации.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

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 разъему 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 ее управляющем входе SW1 присутствует низкий уровень напряжения, на выход OUT микросхемы проходит сигнал, поступающий через вход "Аудио 1" на ее вход IN1. При высоком уровне на входе SW1 управляющего напряжения на выход коммутатора пройдет 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 "незаземленных" 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 проскакивание 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 ее 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 разверток 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 гнезд 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 перечеркнутой 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 жесткого 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) подойдет любой из серий КП303, 2П303, КП307 с начальным током стока 2.3 мА. При заменах следует учитывать различия в цоколевках упомянутых серий транзисторов.

Микросхемы NJM2233BS выполнены в корпусе SIP-9. Их можно легко заменить аналогичными NJM2233BL в корпусе SIP-8 с похожей цоколевкой. Микросхемы NJM2233BX в корпусах с двухрядным расположением выводов имеют цоколевку, 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, подойдет любой блок от антенных усилителей, если заменить стабилизатор 78L12 более мощным и увеличить емкость конденсатора фильтра выпрямленного напряжения. При встраивании коммутатора в телевизор или монитор можно использовать имеющийся там источник подходящего напряжения, например, обычно работающий в облегченном 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 емкость в пределах 47...100 мкФ. Стабилизатор может быть собран и на любой подходящей микросхеме в корпусе TO-220, например LM78M12, причем 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 гнезда, кнопка SB1 для переключения входных сигналов, гнезда 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

Смотрите другие статьи раздела Телевидение, видеотехника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Устройство L'Oreal Colorsonic для окрашивания волос 06.01.2022 Косметическая компания L'Oreal представила устройство для быстрого и комфортного окрашивания волос в домашних условиях. Colorsonic внешне напоминает фен-щетку для укладки волос или утюжок. Но в ее нижней части находится картридж, содержащий нужную смесь для окрашивания. С помощью устройства пользователь может выбрать один из 40 цветов, после чего гаджет сам смешает нужные составляющие. Далее нужно лишь начать расчесывать волосы от корней до кончиков. В это время устройство через специальные сопла, которые движутся более 300 раз в минуту под определенным углом, равномерно распределит подготовленные краску и проявитель. Однако тем, у кого волосы более темные, все равно придется предварительно обесцветить их. Устройство расходует меньше краски и позволяет сократить расход одноразовых материалов. В перерабатываемых картриджах Colorsonic меньше пластика, чем в картриджах с обычной краской. А неиспользованные пигменты и проявитель хранятся отдельно. Система Coloright от L'Oreal уже есть в некоторых салонах Франции. Она использует искусственный интеллект (ИИ) для виртуальной примерки 1500 оттенков. Аппарат анализирует волосы и определяет индивидуальную формулу с более чем 1500 вариантами. Новый гаджет оценивает процент седины, длину, пористость и густоту. Затем устройство соединяет базовые кремы, проявители и разбавители, чтобы создать "сверхточную" формулу для идеального окрашивания волос.

Другие интересные новости:

▪ Мобильный телефон LG U880

▪ Новое применение ультразвуковым аппаратам

▪ Мужчины склонны к ожирению чаще, чем женщины

▪ Найдена связь между непереносимостью глютена и муковисцидозом

▪ Центр стыда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство видео. Подборка статей

▪ статья Что наша жизнь? Игра! Крылатое выражение

▪ статья Какая героиня русской литературы дала название принципу, объясняющему способность экономических систем к адаптации? Подробный ответ

▪ статья Режиссер монтажа. Должностная инструкция

▪ статья Универсальная панорамная SDR-приставка для КВ трансивера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Hi-Fi и регулятор громкости. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025