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1、,第6章 電視信號(hào)接收與顯示原理,,,天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院,電視原理,6.1 模擬電視信號(hào)的接收 6.2 模擬電視機(jī)高頻、中頻電視信號(hào)的處理 6.3 模擬電視機(jī)視頻電視信號(hào)的處理 6.4 電視圖像的同步、掃描與顯示 6.5 采用數(shù)字處理技術(shù)的電視機(jī) 6.6 數(shù)字電視信號(hào)的接收 6.7 數(shù)字電視機(jī)頂盒盒中間件 6.8 數(shù)字電視廣播中的條件接收 6.9 平板顯示原理 6.10 投影顯示原理,6.1 模擬電視信號(hào)的接收,高頻、中頻信號(hào)處理 視頻信號(hào)處理 伴音信號(hào)處理 同步、掃描與顯示 電源,6.2 模擬電視機(jī)高頻、中頻電視信號(hào)處理,6.2.1 高頻電視信號(hào)的接收 高頻調(diào)諧器從天線接收的電信號(hào)中選
2、出所需頻道的高頻電視信號(hào),經(jīng)放大、混頻,獲得圖像中頻和伴音中頻電視信號(hào)。 VHF:48MHz223MHz UHF:470MHz960MHz 圖像中頻(PIF): 38MHz 伴音中頻(SIF):31.5MHz 混頻 通過超外差本振與高頻電視信號(hào)混頻產(chǎn)生中頻電視信號(hào)。 例如12頻道:254.25216.2538MHz 254.25222.7531.5MHz,將高頻電視信號(hào)變?yōu)橹蓄l電視信號(hào)的好處: 1.中頻頻帶固定,便于控制頻響,易于改善選擇性。 2.在較低的頻率下,易于實(shí)現(xiàn)高的放大增益。 3.中放級(jí)不會(huì)反饋到高放級(jí)而引起自激,可以提高靈敏度。 輸入電路: 天線、饋線、輸入電路間的阻抗
3、匹配。 降低干擾信號(hào)幅度,提高選擇性。 (干擾:中頻干擾,鏡像干擾,交調(diào)干擾,VHF高低頻道干擾,UHF對(duì)VHF頻道干擾,拍頻干擾,本振輻射干擾。) 高頻放大: 通頻帶與電視信號(hào)頻帶相適應(yīng),各頻道有足夠的增益。 足夠的線性動(dòng)態(tài)范圍。 低噪波系數(shù)。 噪波系數(shù): 整機(jī)噪波系數(shù)與各級(jí)噪波系數(shù)的關(guān)系:,本振: 頻率穩(wěn)定 頻率自動(dòng)微調(diào)(AFT) 電調(diào)諧 用連續(xù)可調(diào)的直流電壓改變變?nèi)荻O管的結(jié)電容,實(shí)現(xiàn)本振回路的調(diào)諧。,6.2.2 中頻電視信號(hào)的放大,由34級(jí)差分放大器組成。 增益: 分立器件:6070dB 集成電路:4050dB(乘法檢波器,負(fù)擔(dān)小) 接收機(jī)靈敏度主要取決于中放
4、電路增益。 幅頻特性:,自動(dòng)增益控制(AGC) 中放AGC40dB, 高放AGC40dB 聲表面波濾波器(SAWF) 位于高、中頻電路之間,實(shí)現(xiàn)中放幅頻特性。,電聲/聲電轉(zhuǎn)換,IDT叉指形換能器,6.2.3 視頻信號(hào)檢波,準(zhǔn)同步檢波器,6.3 模擬電視機(jī)視頻電視信號(hào)的處理,PALD解碼器:由亮度通道、色度通道和副載波恢復(fù)電路組成。 5步信號(hào)處理過程: 1.亮色分離 2.色同步信號(hào)與色度信號(hào)的分離 3.紅、藍(lán)色度信號(hào)分離 4.同步檢波,將色度信號(hào)變換成色差信號(hào) 5.解碼矩陣,將亮度信號(hào)、色差信號(hào)變換成3基色信號(hào),6.3.1 亮度信號(hào)處理,1.亮色分離 (1)頻帶分離法 CVBS通過中心頻率為彩
5、色副載頻的窄帶陷波器,濾除色度信號(hào)主要能量。 CVBS通過中心頻率為彩色副載頻的帶通濾波器,分離出色度信號(hào)。,優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單,成本低。 缺點(diǎn): 亮色分離不干凈,殘存亮色互串現(xiàn)象。 高頻亮度信號(hào)受損,圖像清晰度下降。 自動(dòng)消色電路(ARC): 當(dāng)彩色電視機(jī)接收黑白電視信號(hào)或彩色電視信號(hào)色度很弱時(shí),為了能收看到全清晰度的黑白圖像,副載波陷波電路自動(dòng)斷開。 (2)梳狀濾波法(后面講述),,,2.延遲 亮度通道帶寬6 MHz,色度帶通濾波器帶寬2.6 MHz,信號(hào)延時(shí)與帶寬成反比,為使亮度信號(hào)與色度信號(hào)同時(shí)到達(dá)解碼矩陣,在亮度通道中插入0.5us1us的延遲電路。 3.放大與頻率補(bǔ)償 亮度信號(hào)帶寬6MHz
6、,需要寬頻帶亮度放大器,及高頻增益補(bǔ)償; 放大器的增益和直流電平可調(diào),前者可改變對(duì)比度,后者可改變亮度。,6.3.2 圖像清晰度增強(qiáng),電視信號(hào)的水平清晰度主要決定于亮度信號(hào)的特性。 方法: 1.輪廓校正 低頻大幅度信號(hào)的邊緣校正 高頻小幅度信號(hào)的的細(xì)節(jié)校正 2.掃描速度調(diào)制,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,6.3.3 色度信號(hào)處理,1.帶通放大器與自動(dòng)彩色控制(ACC)電路 為保證色度信號(hào)幅度穩(wěn)定,用色同步信號(hào)峰值檢波取得的控制電壓,控制色度帶通放大器的增益。 2.色度信號(hào)與色同步信號(hào)的分離 由行同步脈沖經(jīng)過一定的延時(shí)產(chǎn)生門控脈沖,控制交替導(dǎo)通的色同步消隱電路和色同步選通電路。 3. u
7、(t)和v(t)分離 通過梳狀濾波器進(jìn)行頻譜分離(見第3章) 4.同步檢波 用兩個(gè)模擬乘法器組成同步檢波器(見第3章) 5.副載波恢復(fù)電路,,ec(t)+eb(t),6.4 電視圖像的同步、掃描與顯示,6.4.1 同步信號(hào)的分離 幅度分離:采用限幅切割方法將復(fù)合同步信號(hào)與圖像信號(hào)分離; 頻率分離:利用微分電路和積分電路將行同步信號(hào)與場(chǎng)同步信號(hào)分離。 復(fù)合同步信號(hào)分離 先鉗位后限幅,克服圖像內(nèi)容變化和低頻干擾的影響。 采用晶體管由截止到導(dǎo)通的正向分離方式,以保證同步信號(hào)前沿的準(zhǔn)確性。 自動(dòng)噪聲消除,6.4.2 掃描電路,1.作用 為偏轉(zhuǎn)線圈提供行、場(chǎng)掃描電流; 為顯像管提供行、場(chǎng)消隱脈沖; 提供
8、電視機(jī)所需的一些電壓及控制脈沖。 2.特點(diǎn) 積分電路分離出來(lái)的場(chǎng)同步信號(hào)比較干凈,直接控制場(chǎng)振蕩,使場(chǎng)掃描同步。 微分電路分離出來(lái)的行同步信號(hào)夾雜著脈沖干擾,采用間接同步方式,通過32fH壓控振蕩器、分頻器、自動(dòng)頻率相位控制(AFPC),控制行振蕩,使行掃描同步。 場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈以電阻分量為主,行偏轉(zhuǎn)線圈以電感分量為主,為獲得鋸齒波電流,場(chǎng)激勵(lì)信號(hào)為脈沖鋸齒波,行激勵(lì)信號(hào)為方波脈沖。 行輸出電路工作在高反壓、大電流狀態(tài),由分立元件組成。 掃描需要非線性失真校正。,6.4.3 行輸出電路,T1 行推動(dòng)變壓器; LH行偏轉(zhuǎn)線圈; VT行輸出管; LT行線性調(diào)節(jié)器; VD阻尼二極管;
9、 C逆程電容; CsS形校正電容; T2 行輸出變壓器 LLHLT,等效電路,正程前半段:由VD、LH 、 E完成 正程后半段:由VT、LH 、 E完成 逆程:由LH 、 C自由振蕩完成,高壓、中壓及部分低壓的產(chǎn)生 行輸出變壓器將行逆程脈沖變壓、整流和濾波,得到彩色顯像管所需的高壓(20kV30kV),中壓(加速極電壓幾百伏,聚焦極電壓幾千伏),視放管所需的中壓(100200V),以及部分低壓。 優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單實(shí)用,掃描中斷高壓自動(dòng)消失,保護(hù)顯像管。 掃描非線性失真校正 場(chǎng)掃描非線性失真校正 行掃描非線性失真校正,6.4.5 顯像管及其顯示原理,自會(huì)聚彩色顯像管 精密一字
10、形一體化電子槍 精密偏轉(zhuǎn)線圈 色純磁鐵 靜態(tài)會(huì)聚磁鐵 開槽蔭罩和條狀熒光粉屏,6.5 采用數(shù)字處理技術(shù)的電視機(jī),6.5.1 數(shù)字處理電視機(jī)的組成,數(shù)字化處理只對(duì)視頻檢波后、視放末級(jí)前的視頻信號(hào),以及伴音鑒頻后、功放前的音頻信號(hào)進(jìn)行; 同步分離,行場(chǎng)掃描及同步部分以數(shù)字方式進(jìn)行; 調(diào)諧器的選臺(tái)、遙控及視頻、音頻控制以數(shù)字方式進(jìn)行; 數(shù)字處理電視機(jī)的優(yōu)點(diǎn): 提高圖像質(zhì)量(亮色分離較徹底,逐行掃描消除閃爍等); 增加功能(多畫面,畫中畫,靜止畫面等); 增值服務(wù)(可視數(shù)據(jù),文字廣播等); 提高生產(chǎn)效率,降低成本; 適用于各種彩色電視制式。,6.5.2 用數(shù)字處理方法實(shí)現(xiàn)亮色分離,數(shù)字梳狀濾波器使延遲
11、前后的信號(hào)具有相同的幅度和嚴(yán)格的延遲時(shí)間; 不但可以實(shí)現(xiàn)行梳狀濾波,還可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)或幀梳狀濾波,做到亮色主譜線以及副譜線的完善亮色分離。 行梳狀濾波器(2行延遲電路),6.5.3 數(shù)字處理電視機(jī)的主控系統(tǒng),1.電視機(jī)主控系統(tǒng)的功能 主控系統(tǒng)包括紅外遙控和微處理器兩部分 正常工作模式: 選臺(tái)及預(yù)置 模擬量控制(對(duì)比度、亮度、色飽和度、清晰度、音量、高低音、平衡等) 開/關(guān)機(jī)、待機(jī)、AV/TV、靜音等 屏幕顯示控制 圖文電視控制 畫中畫控制 調(diào)試模式 維修模式,2. 主控系統(tǒng)的組成,紅外LED,3. 數(shù)字調(diào)諧選臺(tái),兩種方式:電壓合成選臺(tái),頻率合成選臺(tái) 電壓合成選臺(tái):直接將變?nèi)荻O管的調(diào)諧電壓A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量存入 EEPROM,選臺(tái)時(shí)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為模擬量控制變?nèi)荻O管和輸入、高放、混頻電路; 頻率合成選臺(tái):由4MHz石英晶體振蕩器經(jīng)1024分頻產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率,每一個(gè)電視頻道對(duì)應(yīng)一個(gè)整數(shù) M,保存在EEPROM中,選臺(tái)時(shí)讀出M產(chǎn)生該頻道的本振頻率,經(jīng)M分頻與基準(zhǔn)頻率鎖相(PLL)。,4. 消除閃爍技術(shù),隔行變逐行 行重復(fù)法利用行存儲(chǔ)器每行重復(fù)顯示兩次 行插入法將相鄰兩行的平均值插入到兩行之間; 倍場(chǎng)頻 幀重復(fù)法 場(chǎng)重復(fù)法 場(chǎng)插入法,