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:

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Твердотельные батареи Panasonic 04.10.2025

Твердотельные аккумуляторы считаются следующим шагом в эволюции энергосистем: в отличие от традиционных литиево-ионных, они не содержат жидкого электролита, что существенно снижает риск возгорания и утечки. Именно на это делает ставку Panasonic, намереваясь завершить подготовку первых образцов к марту 2027 года, то есть к концу 2027 финансового года. Как сообщил технический директор подразделения Panasonic Energy Сеичиро Ватанабе, после выпуска опытных моделей клиенты проведут тесты, которые могут занять около двух лет, прежде чем начнется полноценное серийное производство. Хотя основным направлением для компании по-прежнему остаются литиево-ионные аккумуляторы, Panasonic стремится использовать свой опыт в сфере электромобильных технологий, чтобы выйти на новые рынки - прежде всего в области роботов и промышленных систем. На этом направлении японская корпорация намерена соперничать с такими компаниями, как TDK, уже закрепившимися в сегменте твердотельных решений. Интерес к новой ...>>

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Случайная новость из Архива Автомобильные технологии будущего от Hyundai 04.04.2017 Компания Hyundai Motor представила новые разработки мобильности будущего. Одним из направлений исследований являются технологии подключенного автомобиля (Connected Car). Hyundai, в частности, планирует предложить клиентам регулярные обновления программного обеспечения и функций автомобиля даже во время движения. Постоянный контроль диагностических показателей машины вместе с анализом больших данных помогут выявлять потенциальные неполадки до того, как они превратятся в серьезные проблемы. Кроме того, Hyundai предложит решения для снижения расходов, основанные на анализе моделей вождения и истории расхода топлива. Hyundai представила новейшую концепцию интеграции автомобиля в жизнь владельца в виде самостоятельно разработанной платформы служб подключенного автомобиля (ccSP). Эта система позволит клиентам напрямую подключаться к службам Интернета вещей (IoT). Так, голосовое управление Home to Car позволит водителям заводить автомобиль, открывать и закрывать двери речевыми командами. А решения Car to Home дадут возможность подключаться к системе "умного" дома, включая домашнее освещение, климат-контроль и аудиокомплекс. Hyundai уже тестирует самоуправляемые автомобили на базе модели Ioniq. В прототипах используется новая система автопилотирования со скрытым лидаром в переднем бампере, а не на крыше. Передовые системы автоматического управления отличаются максимальной простотой за счет интеграции существующих функций серийной модели, включая передний радар системы интеллектуального круиз-контроля и камеры системы контроля полосы движения. Наконец, Hyundai показала концепт-кар Future Eco (FE) Fuel Cell с силовой установкой на топливных элементах. Запас хода на одной заправке превышает 800 км, что позволяет эксплуатировать машину в условиях существующей ограниченной водородной инфраструктуры. Концепт оснащается множеством интеллектуальных технологий для удобства, комфорта и безопасности. FE Fuel Cell дает представление о дизайне и возможностях будущего серийного электромобиля на топливных элементах, который должен появиться на рынке в феврале 2018 года.

Другие интересные новости:

▪ Твердотельные накопители UltimaPro X от Integral

▪ Смартфон Nokia X7

▪ Держи ноги в тепле

▪ Каждый живет в своей собственной реальности

▪ Энергосберегающая одежда на солнечных батареях

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство видео. Подборка статей

▪ статья Умеренность есть лучший пир. Крылатое выражение

▪ статья Где выпадает больше всего осадков? Подробный ответ

▪ статья Как жить в лесу и без палатки. Советы туристу

▪ статья Схема электроизгороди. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Индикатор подключения нагрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025