Analys av en TV modulator

[Oskar]

Fick tag i denna fina tingest för ett tag sedan.

20231111_154507.jpg

Eftersom det mesta är diskret analog elektronik är det lite roligt att titta runt och försöka klura ut hur den fungerar.

Förutom massvis med transistorer så är det 3st IC kretsar i den. 2st Siemens 042 S, blandare. Sedan 1st TBA120, vilket är lite av ett mysterium. Det är ju en FM demodulator, tänkt för att få fram ljudet ur en vanlig TV signal med 5,5MHz eller 6MHz ljudbärvåg. Kunde inte direkt se nyttan med en sån IC när man skall skapa en modulerad RF TV signal. En gissning jag kunde klämma fram var att man demodulerar den färdiga TV signalen och får fram en audiosignal, som man matar tillbaka någonstans i början av audiokedjan, men med omvänd fas, för att få negativ återkoppling och förbättra ljudet? 1st Siemens 042 S och Siemens TBA120 finns på kort 1.

20231111_154420.jpg

Skulle man gå igenom prylen helt och hållet och rita upp schemat skulle det kanske klarna, men någon kanske har en idé?

I övrigt är uppbyggnaden rätt begriplig. Jag har hittat två oscillatorer på "kort 1", en på 38,91MHz och en på 33,41MHz - skillnaden blir 5,5MHz - vilket är precis vart ljudbärvågen skall ligga i en TV signal. Så jag tror att 38,91MHz frekvensmoduleras, 33,41MHz amplitudmoduleras och sedan blandas de två signalerna i en av Siemens 042 S kretsarna. Nedan en närbild på bara "kort 1":

20231111_154425.jpg

På kort 2 finns ytterligare en st Siemens 042 S och ett gäng trissor som förstärker upp signalen. Där finns också en oscillator till, men på en högre frekvens, så att 38,91MHz och 33,41MHz åker in här och ut kommer en videosignal på 160MHz.

Utsignalen från modulatorn ligger på kring -3dBm, vilket är rätt kraftigt. Kanske kommer modulatorn från ett kabel TV nät?

20231107_084721.jpg

20231106_123708.jpg

På baksidan möblerade jag om lite, med RCA kontakter för audio och video in. Spänningsmatningkontakten var en märklig typ jag inte sett tidigare, modifierade dit en enkel push-pull kontakt från Ebay.

Jag gillar verkligen signalen ut från denna, mycket ren och fin och med stympat undre sidband precis som det skall vara. Enklare RF modulatorer är inte så här "rena" är min erfarenhet.

20231107_091927.jpg

Har jag fått något ovan helt om bakfoten tack jag tacksamt emot förklaringar

[YD1150]

Har en likadan samt två för satellit-TV.

Tror att TBA120S används som en "FLL" - en frekvenslåst slinga för att få en stabil 5,5MHz signal
men möjlighet att kunna frekvensmoduleras med tillräckligt stort sving.

Ja, signalbehandlingen är "seriös" med ett SAW-filter på 38.9MHz för att ge stympat sidband eller Vestigial sideband på utrikiska- precis som en
riktig analog signal. Vanliga RF-modulatorer från VHS-video var av det enklare slaget.

[Oskar]

Tack för svar och vad kul att det finns fler där ute!

Intressant med TBA120 i FLL, måste studera lite hur kopplingen skulle kunna se ut. Används alltså då de demodulerande egenskaperna hos TBA120?

Jag skulle vilja förstå den här så pass att jag i alla fall kan rita upp ett blockschema.

[YD1150]

Ja, 38,9MHz är bildbärvågen som används i S042-blandaren tillsammans med videosignalen som ger dubbelt sidband. Filtreras i ett SAW-filter.
En oscillator (med varicap?) på 33,4MHz är ljudbärvåg som "injiceras" i bildsignalen.
38,9-33,4=5,5MHz som används i TBA120S, denna har en kvadraturdetektor typ Gilbert cell samma som en blandare. Spolburken med kondensatorn ger en frekvensberoende fasförskjutning av 5,5MHz signalen.
Så man har en "direkt" signal samt en fasförskjuten signal som blandas internt i TBA120S, ut kommer en frekvensberoende spänning. Mer känd som en S-kurva.
Blir som en AFC. Spänningen "slöas" ner med ett filter så den genomsnittliga spänningen matas med audiosignalen till en varicap på 33,4MHz oscillatorn. Korrektionspänningen måste filtreras för annars kompenserar man bort ljudet.

[Oskar]

Just det ja, eftersom TBA120 är satt upp att vara känslig för 5,5MHz! Då är det så att den demodulerade signalen påverkar oscillatorn, som eftersom att den skall frekvensmoduleras, är av nästan frisvängande natur - så att den dras tillbaka till 5,5MHz. Smart. Reglerloopen måste då sättas upp så att den inte är snabb nog att kompensera bort ljudet, precis som du säger.

kort1.png

Är en "dubbelkristall" på kort 1, markerad ovan, kan det vara SAW filtret?

[YD1150]

Japp helt rätt, efter så är det en buffertförstärkare.

Jag gjorde reverse engineering på hela konstruktionen, ritade av på papper. Men vart det schemat ligger vet jag inte direkt

[Oskar]

Det syns dåligt på bilden, för man får ingen uppfattning av höjd, men den där "dubbelkristallen" jag ringat in i rött ser ut precis som en HC49 kristall som fått en siamesisk tvilling, måste ju vara SAW filtret. In och utgångs-sida tänkte jag.

Hittar du schemat så säg till, vore kul att få se

Har du någon aning om vart de här modulatorerna kan ha använts? Jag var lite inne på kabel TV nät och att man hade flera stycken, en för varje kanal man ville skicka ut.

[YD1150]

Skulle tro att de har varit till något kabel-tv nät.
Har analoga satellit-tv burkar och de ger ut en stark signal som är lite väl kraftig för en TV. Med en preamp ~50dB på antenningången så borde man kunna ta emot FM TV på 23cm.

Tycker att det är värt att spara en modulator som dessa, ger ju riktig "normenlig" signal ut. Då kan man använda en äldre rör-TV också.
1mV in på antenningången på en vanlig analog färg-TV ger brusfri bild.

Hur skulle det vara om man skulle sända analog TV på 70cm med denna modulator, minska bandbredden på videosignalen så allt får plats inom 432-438MHz. Bara och bygga en blandare som flyttar signalen till 70cm.
Man får ju göra tekniska experiment.

Är väl en amatör SMxDJH som har/hade firman UHF-Units. Han konstruerade väl "QROlle" som fanns som byggbeskrivning i QTC.

[Oskar]

Låter troligt med kabel-TV, ja.

Absolut, jag blev positivt överraskad av denna pryl, mycket glad att ha fått tag på den och tänker så klart använda den.

Man kan jämföra det här med signalen från en "Televes" modulator jag haft sedan tidigt 00-tal.

20190801_235652.jpg

Televes modulatorn har inte undertryckt sidband, inte ens ljudbärvågen har man kastat bort nedtill. Med modulering ser det ganska skräpigt ut. Utsignalen ligger på omkring -38dBm.

Intressant med bakgrunden till firman, skall jag försöka komma ihåg - tack!

[YD1150]

Hittade min modulator låg nästan framför näsan.

Kristallen har jag joxat med så den är inte original.

SAW filtret med brunt hölje är ett OFW G4952 från tyska Siemens i detta exemplar.
Audio-Video ingångarna är BNC.

IC:na S042P är tillverkade 1988 vecka 10.

Konstruktören jobbade som civilingenjör på Luxor i Motala på tidigt 1970-tal, han presenterade flera byggen i QTC typ 1970-1974. "En modern sändare för 144MHz" , fanns med SSB.

[Oskar]

Sedär! Din verkar vara lite annorlunda, du hade ingen mystisk kontakt för spänningsmatning på baksidan ser jag. På min modulator var utgången modifierad till "F-kontakt" i stället för BNC och en BNC för audio saknades. Tog loss kvarvarande BNC och flyttade den till RF utgången och satte sedan RCA kontakter för video och ljudingång.

Jag har 89 på mina IC kretsar.

[MiaM]

Nu har även jag hittat denna tråd.

Håller med till 100% om teorin att den är avsedd för kabel-TV-nät. Det korrekt stympade sidbandet är såklart för att få in så många kanaler som möjligt. Allmänt så verkar kabelnäten ha haft TV1, TV2 och senare TV4 på kanaler där det inte låg någon TV-kanal ovanför, för att NICAM-stereo inte skulle ge interferens på kanalen ovanför (speciellt om filtren i TV-apparaterna inte var optimala).

Den starka signalstyrkan behövs väl dels om man direkt vill mata ett antal mottagare i ett mindre nät, typ några få trappuppgångar. Och dels behövs den eftersom man nog cirka aldrig har bandpassfilter för respektive frekvens för att mixa flera modulatorer, utan snarast bara har bredbandig impedansanpassad sammankoppling av alla modulatorer. Möjligtvis kanske man grupperar dem i olika band och har filter som kombinerar banden, så sparar man några dB signal.

Signalstyrkorna brukade allmänt vara rätt starka, jämfört med vad en TV kräver. Uttagen i denna typ av nät har rätt hög anslutningsdämpning och låg genomgångsdämpning, och varje slinga slutar med ett slutmotstånd. Detta för att folks TV-apparater inte skulle påverka varandra. Så det är väl rimligt att varje slinga har säkert 30dB eller ännu starkare signal än vad en TV kräver. (Specen på analoga TV tror jag sa 300µV på band I och 500µV på alla andra band). För att driva många slingor så behövdes förstärkare utöver signalstyrkan från modulatorn.

Två andra vanliga prylar till dessa system var dels rena förstärkare som bara matade igenom en specifik kanal på VHF (band I eller III) för TV1, och dels burkar som tog emot en specifikt UHF-kanal och konverterade till en VHF-kanal, först använd till TV2 och senare TV4.

En anekdot jag brukar berätta i dessa sammanhang: Har vid ett tillfälle varit med om en gammal rörbestyckad kanalförstärkare för band I som gav upp, och i väntan på leverans av ny ersättare så mätte vi signalstyrkan direkt från antennen. Den hade fyra element fast normala var två för att få god signalstyrka, detta var för att försöka så gott som möjligt få mer riktverkan för att minska störningar från närliggande elektrisk järnväg. Signalstyrkan var om jag minns rätt 10mV eller kanske än mer, så vi chansade på att koppla den direkt till centralantennätet utan någon förstärkare. Längst ner i bottenvåningen på nån av trappuppgångarna var signalstyrkan 100-150µV och det blev en duglig om än något grynig bild. Vet/minns inte vad för förstärkare som sen installerades, men det hade antagligen varit svårt att hitta en som klarar så stark insignal men bara har enstaka dB förstärkning, så det ingick säkert en dämpsats också...


En annan semirelevant anekdot: Dessa prylar var inte oväntat rätt dyra. Men något som var billigt var att gräva fram en TV2-tillsats/UHF-konverter från 60-talets slut ur nån bra-att-ha-låda, och ansluta direkt till RF-modulatorn på satellitmottagare, och hänga på lite antennförstärkare för villabruk för att få bra signalstyrka in till den större antennförstärkare som matade ett antal uttag i en radio-TV-butik en gång i tiden. Det visade sig också att det gick bra att köra två signaler genom samma UHF-konverterare, för att få kanal 2 och 4 ut (VHF band I). Det visade sig också att det var lättare att bara ställa in en TV med PLL-syntes på önskad kanal och justera utfrekvens på RF-modulatorn på satellitmottagaren än att släpa en TV till platsen där UHF-konverteraren stod och justera den för att få rätt frekvens ut på VHF. På detta sätt så hade butiken först en valfri satellitkanal utöver TV1 och TV2, och senare även TV4 när TV4 enbart fanns via parabol. Passande nog så kördes TV4 på just VHF kanal 4 (tror jag, eller om det blev tvärt om, TV4 på kanal 2 och annan satellitsändare på kanal 4). Detta fungerade förvånansvärt nog utmärkt under flera års tid.

[Oskar]

Tack MiaM - jag är är ett stort fan av dina sidospår

En sak jag kan tillägga i tråden är att modulatorn en kort tid in på året 2024 modifierades, så att den hamnade på centerfrekvens 174MHz. Lite osäker på vilken kanal det blir, men det var en av frekvenserna som min gamla Televes modulator fixade och som funkar fint ihop med rör-TV apparater.

På det jag tidigare i tråden kallat kort 2 finns en kristalloscillator på prick 200MHz. 200 - 38,5 blir 161,5MHz och det var alltså tidigare utfrekvens. För att få upp frekvensen till 174MHz behövs 212,5MHz. Inte helt enkelt att hitta en sån kristall. Därför tog jag en färdig oscillatorkrets, driven med 3,3V och frekvens 212,5MHz.
212.5 - 38,5 = 174MHz.

Planen blev alltså att sätta den ursprungliga oscillatorn ur spel och mata in 212,5MHz från en "extern källa".
Först kontrollerade jag ungefär vilken nivå som behövs in i oscillatorsteget, tog bort transistorn som oscillatorn var byggd kring och kopplade där in en signal från min Marconi generator. Kring -3 till 0dB fungerade fint.

20240107_195935.jpg

20240107_195921.jpg

Nästa steg var att göra ett skatbo som skulle kontrollera om oscillatorkretsen gjorde sitt jobb, validera PCB:t.

20240108_203617.jpg

Skatboet fungerade fint och gav kring 0dBm i 50 Ohm.

20240108_203642.jpg

Ritade upp ett litet kort med 3,3V regulator, en SMA kontakt och den färdiga kristalloscillatorn och beställde.
När kortet skulle lödas upp insåg jag att jag irriterande nog kollat på fel kapseltyp när jag ritade upp footprint, så det passade ju inte. Nåväl, gick att lösa genom att lägga oscillatorn på rygg.

20240223_150003.jpg

Såhär blev det, installerat i modulatorn.

20240229_185408.jpg

Med omtriming av de olika filterstegen blev signalen OK och på rätt frekvens där jag ville ha den.

20240229_185418.jpg

Jag tror bilden ovan på spektrumanalysatorn var lite preliminär, fick nog till det bättre i slutändan.

[kricka]

Finns mycket gamla prylar märkta UHF Units och Parabolic… har själv lite sådana där burkar liggandes, inkl en sändare för 1240MHz. Skulle dock vilja ha en liknande transverter för 1296MHx, men allt verkar inte tillverkats i så många ex.

[MiaM]

Trevligt! Jag önskar att jag vore bättre på / hade mer erfarenhet av att bygga RF-kretsar. Jag är på nivån att jag kan prova att mata in signal från signalgeneratorn, men inte mycket mer

Nu är jag nog 100% captain obvious, men om du kör gamla svartvita rör-TV så kan det vara värt att dels lobotomera bort färgfällan ifall den inte går att slå av/på, och dels mata RF-modulatorn med monokrom signal, t.ex. från Y/luminansutgången på S-video/komponentvideoutgångar. Horisontella upplösningen bör då bli markant bättre.

P.S. vet du om det finns entusiaster för Frankrikes gamla 819-linjerssystem? Har sett att det finns brittiska entusiaster för 405-linjesystemet. 819-systemet vore kul att köra ihop med en dator som får generera signal med rätt synkfrekvenser osv.

Googlade lite, verkar som att det finns minst en sån entusiast:
https://www.reddit.com/r/crtgaming/comm ... a_137p_it/