HCV-08 八路影像分配器 電路追蹤與修改

huang22

學習畫電路，跑電路 : LTSPICE.

狀況: 社區小門訪客之彩色攝影機的影像偏白，缺乏色彩。電路是經過兩層之HCV-08 八路影像分配器到各住戶對講機的螢幕.

上面是電路板正反面，右側圖有經鏡像處理，方便追蹤電路.



用LTSPICE畫電路。
分析工作點.OP與.AC暫態分析

AC暫態分析的信號圖形，原始電路(左側)上半部波形有被截掉
右側模擬修改電路板，將1K電阻改為0.5K，使降低輸出端的直流準位,(7.2V ---> 6.3V)
使波形上半部正常.

心得:
9VDC,47K,22K電阻決定信號輸入PNP電晶體工作點電壓約 3VDC；(另22K乘IB 之電壓值小 ,IB: uA等級 ，可忽略)

diode工作電流約 1mA ; 電晶體集極 IC約 2mA ; 基級IB約 0.007mA  (電流增益300計)

未焊上的 C12 位置(@ Q2之B與C極) ，曾直接焊上104(0.1uF)則螢幕上無影像訊號輸出，太大? 電腦模擬時，真的信號輸出像水平線.無輸出.  
另以電腦模擬用68P則輸出OK.有波形.

比當年在學校時還精實!

在原先1K電阻處，背面直接焊上(手邊只有)1.2K電阻測試之，
影像真的恢復了色彩，感覺也較清晰.

分享之.

PS. 找不到C945與A733電晶體的模型，就以LTSPICE現有電晶體的模型來直接模擬.

scottwang

請問一下,方便分享你的asc檔嗎?

huang22

scottwang 發表於 2015-3-29 04:10 PM
請問一下,方便分享你的asc檔嗎?

OK!
rar 後上傳， 分享.

不太會做分析， 希望有其他可分享之分析圖形被貼出來.

scottwang

huang22 發表於 2015-3-29 08:20 PM
OK!
rar 後上傳， 分享.

謝謝.

scottwang

0.5K的回授電阻,若改為0.47K的波形更大,0.43K也比0.5K大一點點,改為0.39K就開始縮減波幅了.

你可以試試看結果是相同.

scottwang

我看自己所測試的結果好像與你所測的並不相同,你又想要看波形,所以我又重測一下,增加了波形做比較,也用動畫展示,大約2秒變換一次,迴授電阻用三種043K,0.47K,0.5K做比較測試,紅色為Q2 C之波形, 綠色為R11,R12的共同點之波形.

▽ 0.43K -- 紅色為Q2 C之波形, 綠色為R11,R12的共同點之波形.



▽ 0.47K -- 紅色為Q2 C之波形, 綠色為R11,R12的共同點之波形.




▽ 0.5K -- 紅色為Q2 C之波形, 綠色為R11,R12的共同點之波形.




▽ 2秒變化一次的動畫,注意看左上角阻值與波形 --

huang22

scottwang 發表於 2015-3-30 12:06 AM
我看自己所測試的結果好像與你所測的並不相同,你又想要看波形,所以我又重測一下,增加了波形做比較,也用動畫 ...

謝謝版主的用心，並且說明 R10""回授電阻"的電阻值對波形大小的影響.

看到這句話我嚇一跳，你說 " 我看自己所測試的結果好像與你所測的並不相同"
我還以為"輸出波形的上半部被截斷的現象"是我弄錯了!  

我當初只想到R10電阻值(原來是1K)對輸出直流準位的影響，進而限縮(截斷)輸出信號的振幅，使信號失真.
倒是沒想到R10的電阻值，也影響輸出波形振幅大小.

感謝!

只是訝異，這市售"對講監視系統"的電路成品怎麼會有這樣"信號被截斷"現象。
剛模擬將電源由9V提升到12V，則整體電路(R10=1K)，波形則沒有被截斷現象 .

scottwang

那個信號不算被截斷,是壓縮,會壓縮是因為放大區域工作點的問題,上半波電壓不足,所以波幅上不去,你提高電壓之後,波幅就上得去.

若不想被壓縮就只能降低輸入信號振幅,或者提高電壓.

放大信號要先找出工作的中心點,也就是波形的中點電壓,剛開始用較大的電壓,讓它上下波都有切到,然後上下調整去找出中點的電壓,也就是上下波峰被切一樣多,再把信號降回正常值,讓它的輸出信號的上下波峰都沒有被切到,此時的中心點就是最佳的工作點.

ysc

huang22 發表於 2015-3-30 02:55 PM
我當初只想到R10電阻值(原來是1K)對輸出直流準位的影響，進而限縮(截斷)輸出信號的振幅，使信號失真.
倒是沒想到R10的電阻值，也影響輸出波形振幅大小.

R10是回授電阻，用來控制 Gain (增益)，就如同 OP 的回授電阻一般，當然會影響輸出波幅大小。

huang22

scottwang 發表於 2015-3-30 04:17 PM
那個信號不算被截斷,是壓縮,會壓縮是因為放大區域工作點的問題,上半波電壓不足,所以波幅上不去,你提高電壓 ...

請問 "上半波電壓不足,所以波幅上不去" 是指:
Q1在DC偏壓下加上交流信號的正半波時，Q1的VBE(順向)電壓(偏低)不足，
Ib小到，使得Ic與Ib間不成預期的電流比(增益)，使波形變形嗎?

請問 "放大信號要先找出工作的中心點,也就是波形的中點電壓,剛開始用較大的電壓,讓它上下波都有切到,然後上下調整去找出中點的電壓" 是指:  
調整Q1的B極直流偏壓嗎? 在這電路圖中，要調整哪個電阻?

謝謝!


補充內容 (2015-3-30 08:30 PM):
R10=1K/0.5K時，Q3的VCE電壓1.8V/2.7V， 前者(1.8V)好像使Q3工作在靠近飽和區，導致較大輸入信號會使波形輸出變形.飽和.

huang22

ysc 發表於 2015-3-30 04:56 PM
R10是回授電阻，用來控制 Gain (增益)，就如同 OP 的回授電阻一般，當然會影響輸出波幅大小。
...

請教:
從+9VDC 到Q3， R11=3.3歐姆電阻，再到R10=1K 再到 R1, Q1 , R2, R3 到接地，
這迴路似乎也影響Q1的B極直流偏壓，也影響輸出output的直流準位.
況且R10僅影響正半波的波形!
若要稱呼R10為回授電阻，合適嗎?

skyboat0520

最好再確認一下電路的正確性，例如 C1,R1,C3,R7,R9 總覺得"怪怪的"！

huang22

skyboat0520 發表於 2015-3-30 08:00 PM
最好再確認一下電路的正確性，例如 C1,R1,C3,R7,R9 總覺得"怪怪的"！

電路圖是隨意先畫在紙上，再任由電腦編號零件，並沒有依照照片上印刷的標示，
第一次畫圖，沒想到這一點，抱歉!

lazy104

huang22 發表於 2015-3-30 08:17 PM
電路圖是隨意畫的任由電腦編號零件，並沒有依照照片上印刷的標示，
抱歉! ...

那顆VR的功用好像沒顯出來, 直接設定成0好像怪怪的

ysc

huang22 發表於 2015-3-30 07:46 PM
請教:
從+9VDC 到Q3， R11=3.3歐姆電阻，再到R10=1K 再到 R1, Q1 , R2, R3 到接地，
這迴路似乎也影響Q1 ...

這個電路很類似音響用的 OTL 功率放大，只要中點電壓正確，R10 會同時影響正負半週，一開始應該是中點電壓不對才會誤會以為只會影響正半週。

huang22

lazy104 發表於 2015-3-30 08:22 PM
那顆VR的功用好像沒顯出來, 直接設定成0好像怪怪的

因為旋鈕偏向一邊非0即1K，我也沒實際量過，抱歉! 漏量測了!

直覺是某頻率帶的雜訊接地，所以就給數值 0，
請問您的看法是?

huang22

ysc 發表於 2015-3-30 08:34 PM
這個電路很類似音響用的 OTL 放大功率放大，只要中點電壓正確，R10 會同時影響正負半週，一開始應該是中 ...

當初，覺得輸出直流準位怎沒在9V的一半，4.5VDC ，也是如同您的想法.

scottwang

huang22 發表於 2015-3-30 07:14 PM
請問 "上半波電壓不足,所以波幅上不去" 是指:
Q1在DC偏壓下加上交流信號的正半波時，Q1的VBE(順向)電壓( ...

若是電源為9V,假設理想的工作點為4.5V,目前你的工作點電壓超過4.5V,表示必須要降低Q4的電壓,所以需要提升前級Q2的工作電流,以降低Q4 B極的電壓值,也連帶降低R12的電壓值,由Q2,Q1往前推,由於Q2沒有其它的零件,因此重點就放在Q1與其相接的各個電阻,你可以先去玩玩看.

lazy104

huang22 發表於 2015-3-30 09:01 PM
因為旋鈕偏向一邊非0即1K，我也沒實際量過，抱歉! 漏量測了!

直覺是某頻率帶的雜訊接地，所以就給數值 0 ...

對這種放大電路完全沒概念, 所以試著也從照片做做逆向工程反推電路圖研究看看,
手畫一了部份後與樓主的比對時看到VR不見了...

一開始直觀的以為應該可以調整放大功率 (類似光碟機調整雷射頭功率), 所以被設成0感覺怪怪的;
剛才再仔細看看應該只是單純做為濾掉某些頻帶調整用, 對輸出似沒啥影響.

huang22

scottwang 發表於 2015-3-31 04:30 AM
若是電源為9V,假設理想的工作點為4.5V,目前你的工作點電壓超過4.5V,表示必須要降低Q4的電壓,所以需要提升 ...

您分析的真好! 謝謝!
提升Q4的前級，Q2的工作電流IB，使Q2接近飽和區，降低VCE的電壓!進而降低輸出直流準位.

嘗試將R5 由330歐姆，提升到1.2K左右，可以下降輸出端的直流準位. 對原來R10=1K下，輸出波形也有改善.

scottwang

huang22 發表於 2015-3-31 11:05 AM
您分析的真好! 謝謝!
提升Q4的前級，Q2的工作電流IB，使Q2接近飽和區，降低VCE的電壓!進而降低輸出直流準 ...

看你能否調出中點電壓為4.5V,而波形振幅又是所能輸出不變形的最大值,還要上下的波形都對稱? (在模擬軟體若無法直接指出中點電壓值的情形下,就以目視就好)

你可以比較看看,調不同地方的阻值,中點電壓仍然可以調出來,但是輸出不一定是最大值.

scottwang

lazy104 發表於 2015-3-31 09:04 AM
對這種放大電路完全沒概念, 所以試著也從照片做做逆向工程反推電路圖研究看看,
手畫一了部份後與樓主的 ...

你去下載LTspice來玩,不用另外花錢的.
模擬軟體模擬的結果不一定與實際的相同,但是好處是把它玩到電路掛了都無所謂 ... {:14_1485:}

huang22

scottwang 發表於 2015-3-31 11:50 AM
看你能否調出中點電壓為4.5V,而波形振幅又是所能輸出不變形的最大值,還要上下的波形都對稱? (在模擬軟體 ...

Q1 將輸入信號衰減
Q2 將上述的衰減信號放大   
Q3 好像是輸出的驅動級???
當VDC=9V ， R10=1K， 若將R5=330改470歐姆，則輸出波形就沒有變形現象!
故, Q2 的工作點電壓，可能因電壓從12V降到9V而跑掉了，Q2的B極直流準位偏低了.造成波形變形.
Q3/Q4 似乎不是用來工作在一半的電源電壓? ?


補充內容 (2015-3-31 09:54 PM):
嘗試原電路 R5=330下，將R10 設為1或0 歐姆，得到增益為1 的輸出信號，才叫做信號分配器，若改為 VR 便可調整增益，放大信號輸出.  這應是最終結果.

scottwang

huang22 發表於 2015-3-31 07:55 PM
Q1 將輸入信號衰減
Q2 將上述的衰減信號放大   
Q3 好像是輸出的驅動級???

試試這個數值:
測量輸出電壓波形,看中點電壓為多少V?
Vdc=9V
R10=0.47K
R5=910
---------
Vdc=12V
R1=680
R10=1K
R5=680
---------
Vdc=12V
R1=680
R5=680
R10=680

huang22

來認錯........
圖中R9=0 ，這個1K的可變電阻VR， 實際量它的值有1K與0.5K， 模擬造成波形被截(飽和)，應是假設此R9=0造成，不曉得這兩個RC電路是做什麼用?  請教了!

此VR=1K ，(R9)似乎有稍微影響增益及電阻數值過低則影響波形， 輸入信號振幅過大時 ，輸出波形則變形。

另R10=1K ，約有1.5倍增益； R10=0，增益為1 .

(攝影機輸出) 輸入影像訊號的大小，一般用AC檔量測，不知讀值約多少?  1V ??  請教大家了!

螢幕上影像剩黑白缺乏色彩，或許是電路最終輸出信號振幅過大所致，我猜. 因為信號經過兩層的HCV-08.

我把第二層的電路板R10=0(跳線短路)，讓增益為1 ，影像色彩清晰. 但有兩戶，似乎是直接由第一層的HCV-08 ( R10=0.55K) 直接分出信號，加上距離最遠. 便無影像. 準備將第一層R10改1K可變電阻，再調整看看.