《電視信號的接收》PPT課件.ppt

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第五章電視接收系統(tǒng)（電視機）電路分析,電視機分類：雙通道與單通道；彩色與黑白目前廣泛使用的是超外差（直接放大式早已被淘汰）單通道電視接收機，這種電視機，圖像和伴音中頻通道是共用的，解調(diào)之后才將圖像與伴音分開處理，具有電路簡單，穩(wěn)定性好的優(yōu)點。而雙通道指的是在混頻器之后，把中頻圖像信號和中頻伴音信號分別送圖像通道和伴音通道進行處理，顯然這種方式電路較為復雜。,５．2黑白與彩色電視機的基本組成5．2．1黑白電視接收機的組成,5．2．2彩色電視按收機的組成,同步,,,,,原圖有誤,,,,,,,5．2．3彩色與黑白電視機的共有電路及不同要求彩色電視機與黑白電視機相比，除了增加了色度處理通道外，高頻調(diào)諧器、中放與視頻檢波、伴音通道、亮度通道、同步掃描、高壓/電源等電路就其工作原理而言，兩種電視機是相同的，但在指標要求上是有差異的。這里，我們主要說明它們在要求上的差異。在后面介紹具體電路時，仍以彩色電視機電路為主進行分析，但分析的思路和有關(guān)結(jié)論對黑白電視機也同樣適用。1．高頻調(diào)諧器部分(1)彩色電視機的頻率特性要比黑白機更平坦,在彩色電視機中，色度信號與亮度信號共用一個通道進行傳輸，所以高頻頭頻率特性不平坦會使色度信號與亮度信號的比例關(guān)系改變，造成彩色失真，甚至失去彩色。為此，要求高頻調(diào)諧器,頻率特性的頂部不平坦度不得超過10％。而黑白電視接收機即使頻率特性頂部不平坦度達到30％，也看不出圖像質(zhì)量的明顯下降。這是因為人眼對彩色失真較之亮度失真更敏感的緣故。,(2)本機振蕩的頻率穩(wěn)定度要求較高彩色電視接收機中，由于在亮度信號的高端交錯地安插著色度信號的頻譜，所以本振頻率漂移會影響彩色圖像的清晰度。為了保證圖像質(zhì)量，彩色電視接收機的本振頻率偏移要求限制在0.1％以下；而黑白電視機的本振頻率即使出現(xiàn)0.2％的偏移．人眼也不會覺察到圖像質(zhì)量的明顯下降。為了保證彩色電視機本振頻率的穩(wěn)定，設置有AFT(自動頗率微調(diào)，亦可稱為AFC)電路。2．中放和視頻檢波部分(1)AGC的控制范圍要大因為彩色視頻信號的黑色基準變動時，不但會引起圖像的黑白對比度發(fā)生變化，而且還有可能引起色調(diào)發(fā)生變化。一般要求總的自動增益控制范圍大于60dB。（高頻頭20dB，中放40dB）(2)一般采用同步檢波同步檢波可以大大降低檢波級的非線性失真，使重放的彩色更加逼真。在完成檢波的同時，還可實現(xiàn)38MHz圖像中頻與31.5MHz伴音中頻的混頻從而得到6.5MHz的第二伴音中頻（包絡檢波亦可）。(不是為了抗2.07MHz差拍干擾。為了防止2.07MHz差頻干擾，檢波前將伴音中頻電平衰減到圖像中頻電平的50dB以下。拍是線性合成),色度/伴音,,3．亮度通道部分(1)設有ARC電路和輪廓校正電路彩色全電視信號中的亮度信號頻譜與色度信號頻譜是互相交錯的，為了消除色度信號對亮度信號的干擾，亮度通道中利用了窄帶陷波器將色度副載波衰減15dB以上。因而，也使處于該位置中的亮度信號同時衰減了，降低了圖像的清晰度。為此，在亮度通道中加入輪廓校正電路(亦稱勾邊電路)，以此來彌補彩色圖像亮度信號的高頻損失。（高檔機中主要是為了校正孔闌效應）彩色電視機在接收黑白電視信號時，應使亮度信號的高頻成分不被衰減。所以副載波陷波器在接收彩色電視信號時自動接通；而在接收黑白電視信號時自動切斷,實現(xiàn)自動清晰度控制。(2)設有亮度信號延時網(wǎng)絡由于亮度通道的頻帶比色度通道要寬因而信號通過色度通道的延遲時間比通過亮度通道的延遲時間要長。如果亮度信號不加延時，會出現(xiàn)同一像素的亮度信號和色度信號不重合的彩色鑲邊現(xiàn)象。在亮度通道中接入一延遲線，使亮度信號延時后與色度信號同時到達基色輸出矩陣電路。我國的彩色電視機中一般采用0.6μs的延遲線進行補償。延時誤差一般應小于0.06μs(0.001行)。,(3)具有直流恢復電路彩色電視機中，亮度、色差信號送往矩陣電路之前，必須恢復亮度信號的直流成分，而黑白電視機可不必要。這是因為黑白電視信號失去直流分量后，引起的亮度失真僅表現(xiàn)為背景該黑的不夠黑，該亮時不夠亮，由于觀察者并不知實景，無法對比，不易覺察。而人們對某些彩色背景的顏色非常熟悉。如果彩色電視信號失去直流成分，將可能使藍天變綠、草地發(fā)黃等。因此，彩色電視機檢波后的彩色全電視信號，在傳送到顯像管之前，不能丟失其直流成分。在亮度通道中，一般采用箝位電路，將亮度信號中的黑色電平(消隱后肩)箝位在某一直流電平上，以恢復其直流成分，從而保證滿足正確的三基色電信號比例關(guān)系。,4．掃描和高壓電路部分(1)陽極電壓較高同樣尺寸的彩色顯像管其高壓比黑白電視機高得多。比如，14英寸彩色顯像管的陽極高壓約為22kV，而14英寸黑白顯像管的陽極高壓僅為12kV。同時，彩色顯像管的陽極電流也較黑白電視機大得多。(2)掃描電路輸出功率較大由于彩色電視機的陽極電壓高、電流大，所以彩色顯像管所需要的偏轉(zhuǎn)功率大，因而，掃描電路要有較大的輸出功率。(3)一般有自動亮度限制(ABL)電路為防止顯像管陽極電流過大，高壓太高而引起顯像管較早衰老、損壞，或造成其它器件出現(xiàn)故障，在彩色電視機中多采用ABL電路，以此來自動限制彩色顯像管的陽極電流，使之不超過其廠標極限值。(4)彩色電視機都設有X射線保護電路由于彩色電視機的陽極電壓較高，易于產(chǎn)生過量的X射線輻射，所以需要設置X射線保護電路。當高壓因某種原因升高超過安全值時，保護電路動作，終止高壓輸出。,5．3公共通道電路分析5．3．1電子調(diào)諧器與頻道預選器1．電子調(diào)諧器的作用與種類(調(diào)諧器俗稱高頻頭)⑴作用:A．選擇并轉(zhuǎn)換頻道B．放大由天線接收的微弱全電視信號C．把來自不同頻道全電視信號換成一個固定頻率的全電視中頻信號IFD．濾除電磁波干擾和抑制本振輻射⑵種類:A．模擬電子調(diào)諧器①電壓合成電子調(diào)諧器：電路采用變?nèi)荻O管，調(diào)節(jié)方便，線路簡單，U/V一體化。②頻率合成電子調(diào)諧器：采用（通常為4.0MHz）晶振，選臺為PLL方式，性能可靠。B．多媒體電子調(diào)諧器采用石英晶振，選臺為PLL方式，音視頻輸出功能，主要用于LCD彩電、DVD刻錄機、電腦板卡。C．數(shù)字電子調(diào)諧器數(shù)字電視（機頂盒）用,2．電壓合成電子調(diào)諧器電壓合成電子調(diào)諧器內(nèi)部包含著許多調(diào)諧回路（高放回路、輸入回路、本機振蕩回路），這些調(diào)諧回路又都是通過改變變?nèi)荻O管的端電壓來進行調(diào)諧的，故稱電子調(diào)諧器。為了使選擇頻道時的調(diào)諧過程簡便易行、彩色電視機采用調(diào)諧電壓預先置定并存儲的方法，完成預置、存儲記憶和控制不同頻道調(diào)諧電壓的電路稱頻道預選器。電子調(diào)諧器和頻道預選器二者是密切相關(guān)的。,(1)組成電子調(diào)諧器主要由輸入回路、高放、本振和混頻四部分電路組成。整個電視頻道所占的頻率范圍很寬，常把它們分為VHF(甚高頻)和UHF(特高頻)兩部分。VHF調(diào)諧回路由LC集中參數(shù)元件組成，而UHF波段則采用分布參數(shù)調(diào)諧回路。,(2)電子調(diào)諧原理改變回路電感或電容都能達到改變諧振頻率的目的，電調(diào)諧高頻頭采用變?nèi)荻O管作為回路中的可變調(diào)諧電容。變?nèi)荻O管是一個特殊的PN結(jié)晶體二極管，通過改變加在變?nèi)莨軆啥说姆聪蚱秒妷簛砀淖兘Y(jié)電容CJ，進而達到改變諧振頻率的目的。,(3)頻率覆蓋和頻段劃分受變?nèi)荻O管結(jié)電容變比的限制VHF波段劃分成Ⅰ（L）、Ⅲ（H）兩個分波段，可由開,關(guān)二極管VD在開關(guān)電壓控制下切換。S=0V：VD截止，回路電感量大，諧振頻率低；S=32V：VD導通，L2被短路，回路電感量小，諧振頻率高。,3．分布參數(shù)調(diào)諧原理⑴UHF頻段電視信號的接受特點在UHF頻段的信號的頻率很高，在400MHz以上，LC集中參數(shù)諧振回路的L、C值太小，已與元件的分布參數(shù)相當，元件的分布參數(shù)的影響不再可以忽略，所以諧振回路的分析設計須按分布參數(shù)調(diào)諧原理進行。在分布參數(shù)效應不能忽略時，導線（體）上的電流、電壓及阻抗需用傳輸線理論進行分析。⑵傳輸線基本知識介紹根據(jù)傳輸線理論，傳輸線(雙平行傳輸線、雙絞線——平衡式傳輸線；同軸線——非平衡式傳輸線)的特性阻抗ZC為：,L0為傳輸線的單位長度電感,C0為傳輸線的單位長度電容。當長度為l，特性阻抗為ZC的傳輸線的一端接有阻抗ZL時,從另一端看,其輸入阻抗Zi為：,,,,ZL,Zi,,,,l,,,磁波的波長。從上式可知：①當ZL=ZC時，Zi=ZL=ZC（完全匹配）②當l=nλ時，即使ZL≠ZC也有Zi=ZL,式中λ為傳輸線內(nèi)電,⑶無耗短路傳輸線的輸入阻抗,對于無耗短路線，由于ZL=0，所以,①時，Zi→∞，相當于并聯(lián)諧振；②時，Zi=0，相當于串聯(lián)諧振；③時，Zi呈感性，相當于電感器；④時，Zi呈容性，相當于電容器。,ZL=0,,,,⑷無耗開路傳輸線的輸入阻抗,對于無耗開路線，由于ZL→∞，所以,①時，Zi=0，相當于串聯(lián)諧振；②時，Zi→∞，相當于并聯(lián)諧振；③時，Zi呈容性，相當于電容器；④時，Zi呈感性，相當于電感器。,ZL→∞,,,⑸縮短電容調(diào)諧器可以證明，當無耗傳輸線（開路或短路）處于并聯(lián)諧振狀態(tài)下，接入點是任意的。對于傳輸線諧振器，可以用LC集中參數(shù)諧振回路來等效。,對于右圖，接入點c、d的左側(cè)是大于1/4波長、小于1/2波長的開路線，相當于電感；右側(cè)則是小于1/4波長的開路線，相當于電容。所以，可以用下圖所示的LC集中參數(shù)諧振回路等效。,作業(yè)題：請證明，當無耗傳輸線（開路或短路）處于諧振狀態(tài)下，接入點是任意的。,對于右圖，中部是大于四分之一波長、小于二分之一波長的開路線，相當于電感；在右側(cè)3、4點之間接入一個容量與長度為l3開路傳輸線相當?shù)碾娙萜鰿1，在左側(cè)1、2點之間接入一個容量與長度為l1開路傳輸線相當?shù)碾娙萜鰿T，此時諧振頻率與原開路傳輸線諧振頻率相同，可以用下圖所示的LC集中參數(shù)諧振回路等效。如果CT是可變電容時，改變它的容量，相當于改變了l1的長度，因而可以調(diào)整諧振器的諧振頻率。,這就是所謂的縮短電容調(diào)諧器。,,4．實際的高頻頭電路,4．實際的高頻頭電路,VHF工作電壓0/12V,,Ⅰ/Ⅲ波段切換電壓32V/0V,,UHF工作電壓0/12V,,工作電壓12V,調(diào)諧電壓0~32V,在這種高頻頭電路中，高放級常常采用雙柵極場效應管作信號為放大單元，其中一個柵極單獨用作AGC控制，高頻信號注入到另一個柵極。這樣做可以達到最佳的AGC控制特性，有利于減小交調(diào)干擾。,5．頻道預選器頻道預選器（俗稱選臺板）的種類和電路是形形色色的，有機械式、電子式，有按鍵開關(guān)、觸摸開關(guān)，有紅外或語音遙控式等等。但其原理無非是采用不同方法控制電子調(diào)諧器電路所需的各種電源、頻道轉(zhuǎn)換電壓及調(diào)諧電壓等。按頻道預選器的控制信號，可分為模擬式和數(shù)字式；按控制形式分，可分為壓控式和頻控式等。通常，模擬式采用電位器控制方式，其中，電位器充當,著調(diào)諧電壓的記憶元件。早期國產(chǎn)電視機頻道預選器多采用按鍵開關(guān)轉(zhuǎn)換、電位器記憶結(jié)構(gòu)。圖中，RW1～RW8電位器作為8個記億元件，可記憶8種狀態(tài)的調(diào)諧電壓，此8種電壓可控變?nèi)荻O管呈現(xiàn)8種電容量，相應于8個電視臺的調(diào)諧頻率，且可任意改變。一般，調(diào)諧狀態(tài)可預先進行，在正式收看時，撥動按鍵開關(guān)(圖中以S表示)，即可方便地找到要收看的頻道。,一個實際的頻道預選器電路分析,VHF工作電壓0/12V,Ⅰ/Ⅲ波段切換電壓32V/0V,UHF工作電壓0/12V,工作電壓12V,調(diào)諧電壓0~32V,,,,,,U,Ⅲ,Ⅰ,U,Ⅲ,Ⅰ,,,,,,5．3．2中頻放大與同步檢波系統(tǒng)一般的彩色集成電路電視機的中頻放大與同步檢波系統(tǒng)都具有圖4-10所示的框圖。其中，前置中放—般為分立元件放大器，是為補償聲表面波濾波器(SAWF)的插入衰減而設置的。,1．中頻放大器及其相關(guān)電路(1)頻率特性中放頻率特性是指中頻放大器對中頻信號中各頻率成分的相對放大量，常以響應曲線表示。圖像中頻38MHz處在50％處，是為了適應射頻電視信號采用殘留邊帶調(diào)制而制定的。以保證盡管在圖像載頻fIP0.75MHz范圍內(nèi)的檢波輸出不過大。,,伴音中頻31.5MHz增益僅為平坦部分增益的5％(即-26dB)，且兩邊各約有100kHz的平坦響應區(qū)段。這是為了避免33.57MHz彩色副載波中頻（38MHz-4.43MHz=33.57MHz）與伴音中頻31.5MHz差頻產(chǎn)生2.07MHz的視頻干擾。為使伴音調(diào)頻信號的兩個邊帶得到均等放大，故要求在31.5MHz的100kHz范圍內(nèi)特性平坦。,30MHz和39.5MHz處要求增益在平坦部分的1％(即-40dB)以下，這樣作的目的是為了有效地抑制欲接收頻道的上鄰道圖像載波和下鄰道伴音載波的干擾。,(2)增益電視機靈敏度主要取決于中放電路增益，中放級一般由3～4級差動放大器組成，其增益大約為50dB。同步檢波器一般有10～20dB的增益，則總增益約為70dB左右。一般來說，乙級電視機要求檢波輸出視頻信號峰峰值大于1V，計入高頻頭的20～25dB的增益，完全可以作到整機極限靈敏度優(yōu)于100μV(有效值)。中放增益越高，整機靈敏度也會越高，但實際靈敏度要受到信噪比的限制。,(3)AGC電路AGC電路按照控制方式有正向和反向之分。反向AGC的控制特性是：當輸入信號增強時，AGC控制電路的輸出電壓UAGC減小，受此UAGC電壓控制的高頻放大電路的增益也隨之下降，即高頻放大電路AGC呈反向控制特向；正向AGC的控制特性是：當輸入信號增強時,AGC控制電,路的電壓UAGC增大，受此電壓控制的高頻放大電路的增益也隨之下降,即高頻放大電路AGC呈正向控制特向。,AGC檢波電路把預視放輸出的全電視信號電平變換成直流電壓，經(jīng)放大后，首先加到中頻放大電路控制中放增益，再經(jīng)過延遲AGC電路加到高頻頭的高頻放大電路控制高放增益。中放電路的AGC（中放AGC通常記作IFAGC）控制范圍大約為40dB，高放電路的AGC（高放AGC通常記作RFAGC）控制范圍大約為20dB。彩色電視機理想的AGC控制特性如圖4-13所示。當輸入信號增強超過一定范圍使檢波后的視頻輸出過高時，AGC電路首先降低中放級增益，以保持視頻輸出的幅度；當中放增益達到最小后，檢波后的視頻輸出仍然偏高時，再控制高放減小高放級增益。在減小中放級增益時，則先控制末級，再控制前級。,當輸入信號降低使檢波后的視頻輸出減小時，AGC控制電路首先控制高放提高高放級增益，以保持視頻輸出的幅度；當高放級增益達到最小后，檢波后的視頻輸出仍然偏低時，再控制中頻放大電路提高中放級增益。在提高中放級增益時，要求先控制前級中放，再依次控制末級中放增益。常稱這種電路為延遲式AGC電路。,這種電路為延遲式AGC電路。,AGC電壓的獲得方式與收音機有所不同，在收音機中是提取檢波輸出信號的平均值（直流成分，與中頻幅度有關(guān)）作為AGC控制電壓，而電視信號中含有反映圖像背景亮度的直流成分，因而不能采用這種平均值式AGC控制方式。電視信號中的同步信號的電平是固定的，而同步信號對應于負極性調(diào)幅的電視高頻及中頻信號的最高電平，所以電視機的AGC方式通常為峰值式AGC。即采用峰值檢波器，檢出同步信號所對應的電平，以此電平作為AGC控制電平。,(4)自動頻率微調(diào)(AFT)電路AFT電路完成將輸入到中頻放大器的中頻信號頻率偏離標準中頻信號頻率(38MHz)的頻偏大小鑒別出來，并線性地轉(zhuǎn)換成緩慢變化的直流誤差電壓，送至高頻頭本振回路的AFT變?nèi)荻O管兩端，微調(diào)本振頻率保,證中頻準確、穩(wěn)定。AFT電路主要由限幅放大、移相網(wǎng)絡、雙差分乘法器等組成。,設限幅放大器輸出電壓u1為,移項后的電壓u2為,則乘法器的輸出電壓u0為,式中K為乘法器的增益，U1m和U2m是分別限幅、移相后等幅正弦波的振幅，是移相角。乘法器的輸出信號,u0的第一項為直流分量，第二項為諧波分量，經(jīng)LPF濾除第二項后的輸出作為頻率誤差電壓Δu0則,設計移相網(wǎng)絡對38MHz的標準中頻信號移相為90，若輸入到中頻放大器的中頻信號fIP剛好為標準中頻頻率時，輸出的頻率誤差電壓Δu0為零，AFT控制電路保持高頻頭的本機振蕩頻率不變；若輸入到中頻放大器的中頻信號fIP偏離標準中頻頻率時，移相網(wǎng)絡對該信號的移相量也不再是90了，輸出的頻率誤差電壓Δu0不為零，AFT控制電路改變高頻頭的本機振蕩頻率使高頻頭輸出的中頻達到標準中頻頻率。實際的AFT電路中的控制電壓UAFT一般由頻率誤差電壓Δu0加上6.5V的直流電壓而構(gòu)成，即當Δu0為零（頻率誤差為零）時，UAFT為6.5V。,,(5)聲表面波濾波器(SAWF)在集成電路電視機中，中放幅頻特性一般由SAWF形成（也有使用螺旋慮波器的），放大器使用集成寬帶放大器。有關(guān)聲表面波濾波器原理結(jié)構(gòu)在《高頻電子線路》課程中已有介紹，這里不再重復。實用中常將SAWF接在前置中放與中頻放大電路之間。下圖為一例實際電路。由于SAWF的輸入和輸出阻抗呈容性，所以常在其輸入和輸出端并接電感和電阻，以便與其電容構(gòu)成低Q值的諧振回路實現(xiàn)匹配。但實際使用時，為了克服聲表面波在輸入與輸出兩個換能器之間的多次反射引起濾波特性變壞,常常使輸出端,匹配,輸入端加扼流圈使之處于失配狀態(tài)，目的是減小反射波干擾。前置放大器需提供約20dB增益，8MHz帶寬，以便補償SAWF的插入衰減。,2．視頻信號同步檢波在中頻電視信號中檢出視頻信號一般用同步檢波電路。視頻同步檢波器由限幅放大器、雙差分模擬乘法器和LPF組成。,設圖像調(diào)幅信號（PIF）為：,式中U2、ωIP分別為圖像中頻載波振幅和角頻率，m為調(diào)幅系數(shù),u2經(jīng)限幅放大后變?yōu)榈确盘杣1，,將u2和u1送乘法器，相乘后的輸出以up表示，則,式中，K為模擬乘法器的傳輸系數(shù)?？梢娤喑溯敵鲋袩oPIF載波成分，經(jīng)低通濾波器后,調(diào)整限幅放大器的外電路，使θ=0即可得到最大的檢波輸出：,應該指出，同步檢波也是一個非線性過程（乘法運算），具有混頻效應。,圖象中頻與伴音中頻在此過程中可以差頻得到伴音中放所需的6.5MHz的第二伴音中頻。由于伴音中頻電平極低，33.57MHz的彩色副載波中頻與伴音中頻31.5MHz差頻產(chǎn)生2.07MHz的視頻范圍內(nèi)的信號十分微弱，不會干擾圖像信號。,優(yōu)點：①檢波線性好；②有正的檢波增益。,,,,3．中頻通道集成電路中頻通道集成電路有很多種，這里以東芝四片機的TA7607AP和東芝二片機的TA7680AP為例，介紹中頻通道集成電路的性能特點。TA7607AP在早期是比較流行的，內(nèi)部包括中放、視頻檢波、預視放、AGC、AFT等功能電路，新一代的平面直角遙控彩色電視機一般由兩片大規(guī)模集成電路組成，其中頻通道集成電路TA7680AP，除包括了TA7607AP的全部功能電路外，還包括了第二伴音中放、鑒頻和前置伴音放大電路。(1)性能特點,,KT,由TA7680AP構(gòu)成的中放通道電路如圖4-21所示。由電子調(diào)諧器輸出的中頻信號IF經(jīng)V201前置中放及SF201聲表面波濾波器對稱地輸入集成電路IC201(TA7680AP)的⑦、⑧兩腳，經(jīng)TA7680AP內(nèi)部具有負向AGC特性的三級直接耦合差分放大器放大后進視頻檢波電路。17、18引腳外接圖像中頻諧振回路T204，調(diào)節(jié)其中的電感，可使輸出最大。視頻檢波輸出經(jīng)預視放，一路15引腳輸出，另一路經(jīng)消噪電路送AGC檢波及放大電路，⑤腳外接C227為AGC檢波負載。⑩腳外接有RFAGC延時調(diào)節(jié)電位器R220用以調(diào)節(jié)RFAGC的延遲時間。AFT電路采用雙差分鑒相電路，其兩路輸入信號分別為由中放輸出經(jīng)限幅放大后提取的中頻載波和經(jīng)T205移相后的中頻載波。當圖像中頻恰好等于38MHz時，16、19腳外接的移相網(wǎng)絡正好將中頻移相90，AFT檢波輸出電壓UAFT=0；當圖像中頻偏離38MHz時，相移不等于90，因而UAFT≠0，UAFT電壓由13、14腳輸出加于電子調(diào)諧器中本振蕩變?nèi)荻O管兩端，以微調(diào)本振頻率。,5．4視頻通道電路分祈視頻通道就是將全電視信號經(jīng)放大、分解變換，恢復出原發(fā)送的三基色信號的有關(guān)視頻領(lǐng)信號處理電路。它包括亮度通道、色處理電路、解碼矩陣和基色放大等電路。5．4．1亮度通道的組成及電路分析亮度通道主要由4.43MHz陷波器、輪廓校正、黑色電平箝位、亮度延時和視頻放大等電路組成，它應完成亮度信號的分離、放大和加工處理等任務。,1．4.43MHz陷波器及ARC電路,由預視放輸出的彩色全電視信號FBAS包含亮度信號和色度信號，在0～6MHz范圍內(nèi)頻譜互相交錯，色度信號占有4.431.3MHz的頻率范圍。要從FBAS中分離出色度信號，常采用中心頻率為4.43MHz的吸收電路。顯然在吸收4.43MHz色度信號的同時使其附近的亮度信號也被抑制，這會造成圖像清晰度下降。為使彩色電視機接收黑白電視信號時不降低圖像清晰度，應自動切斷色度信號吸收電路，此電路稱ARC(自動情晰度控制)電路。在示意圖中，V為晶體管開關(guān)，,其基極加有反映色同步信號幅度的消色電壓。當彩色電視信號正常時，消色電壓約為4V，晶體管導通，由C1、C2和L組成的串聯(lián)諧振回路對4.43MHz吸收。當色同步信號太弱或接收黑白電視信號時，消色電壓為0V，開關(guān)斷開，吸收電路不起吸收作用，有效地提高了信號清晰度。,2．輪廓校正電路由于4.43MHz陷波器在濾除色度信號的同時濾除了亮度信號的高頻成分，以突變信號為例，則會產(chǎn)生邊沿變差，出現(xiàn)灰色過渡區(qū)。若在脈沖的前、后沿各加一個上沖、下陷波形的信號，如同給圖像勾畫了輪廓線，此功能電路常稱為輪廓校正或勾邊電路。,ie,這種增強圖像輪廓的作用也可以采用二次微分電路來實現(xiàn)。,以上兩種電路雖然可以起到增強圖像輪廓的作用，但是三極管集電極輸出的uC信號波形與L1、C1的諧振狀態(tài)有關(guān)，容易產(chǎn)生振鈴，使圖像出,現(xiàn)重邊現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象，可以采用延時脈沖輪廓增強技術(shù)。,3．箝位電路箝位電路的作用是正確地恢復視頻信號中的直流電平。當圖像信號中損失了直流電平，會引起灰度失真和色調(diào)失真。通過對圖像信號中黑色電平的箝位可以真確地恢復出視頻信號中的直流電平。,箝位控制脈沖是把行同步脈沖延時到消隱脈沖的后肩處而得到的。在箝位控制脈沖作用下每行對黑電平箝位一次。箝位脈,沖到來時，V1飽和，B點電平(消隱期間，為黑電平)等于UE，受控于RW1、RW2，調(diào)節(jié)UE（箝位電平）可改變圖像的亮度。,KT,4．自動亮度限制(ABL)電路顯像管亮度過高，意味著其高壓電流ia過大，有可能造成高壓電路過載、高壓輸出不穩(wěn)、元器件損壞或熒光屏過早老化等問題。所以，彩色電視機要設置ABL電路，用以限制顯像管的ia達到自動調(diào)節(jié)其亮度的目的。,當陽流ia沿圖中虛線流動時,會在R1兩端產(chǎn)生下正上負的電壓降,A點電壓UA為UA=E1-iaR1當ia小于規(guī)定值時,設計使UA＞12V，二極管VD1導通，UA被箝位在近似12V，因V1的基極電位低于12V,所以VD2截止。視頻放大器處于正,常工作狀態(tài)，ABL電路不起控制作用。當某原因使ia大于規(guī)定值時，R1上的壓降增大,導致UA小于12V,二極管VD1截止、VD2導通,控制過程如下。,5．4．2色度通道的組成及電路分析色度通道主要包括色度增益可控放大、色同步分離、梳狀濾波器、同步解調(diào)、自動色飽和度控制(ACC)、自動消色(ACK)及綠色差恢復矩陣等電路。,1．增益可控放大及ACC電路,ACC峰值檢波器,ACC放大,檢波負載,色度信號放大,直流補償,,,,,,色度信號輸入,色度同步輸入,ACC控制電壓來自于色同步信號,,行同步延遲脈沖,固定偏置,,,,,2．梳狀濾波器梳狀濾波器主要由延遲線和相加電路、相減電路構(gòu)成的，用以分離FU和FV。一個實際的梳狀濾波器電路如圖4-31所示。其中V1為延時激勵放大器，DL為延遲線，T1為裂相變壓器、L1為配諧電感，C2為耦合電容。色度信號F經(jīng)電容C1耦合加于V1基極，經(jīng)放大后由集極輸出，再經(jīng)延遲線由A點加至裂相變壓器T1上端，取自Rw的直通信號經(jīng)C2耦合加至T1中點，這樣可在輸出端分別得到相加和相減輸出。將直通信號和延遲信號分別以un和un-1表示，其輸出電壓的合成原理圖如圖4-32等效電路所示。,調(diào)節(jié)Rw可保證兩信號幅度嚴格相等,輸出分離更徹底。,延遲線DL多為超聲延遲線，它由輸入、輸出壓電換能器和延遲介質(zhì)組成。壓電換能器由多晶壓電陶瓷薄片制成，當信號加到輸入壓電換能器兩端面的電極上時，該便在延遲介質(zhì)中激起機械振動，形成超聲波。延遲介質(zhì)多為熔融石英或玻璃，超聲波在玻璃中傳播速度較低，再將其制作成如圖4-33形式，經(jīng)多次反射超聲波方到達輸出換能器還原為電信號，這樣使可大大地縮小延遲線體積。為使超聲波按規(guī)定的路徑傳播，減少不規(guī)則反射引起的干擾雜波，在延遲線表面徐有若干吸聲點，吸聲點所涂吸聲材料為橡膠、環(huán)氧樹脂和鎢粉配制而成。最后用塑料外殼封裝，以減小外界的影響。,3．同步檢波電路集成色處理電路的同步檢波單元通常是雙差分模擬乘法器。,圖4-35不能機械套用乘法運算，要分析電路信號的極性。,5．4．3集成解碼電路TA7698AP（PAL／NTSC）,輸出,1．亮度通道部分亮度通道信號處理方框圖如圖4-37所示。它包括倒相放大器、對比度放大器、黑色電平箝位放大器與視頻放大器。,2．色度通道部分色度通道主要包括色度信號放大、分離控制和副載波恢復等電路,5．4．4解碼距陣及基色放大電路1．G-Y矩陣電路由第二章式知G-Y＝-0.51(R-Y)-0.19(B–Y)。所以，只要將色差信號(R-Y)與(B-Y)按0.51/0.191的比例關(guān)系合成并反相即可得到(G-Y)色差信號。,對于左模擬乘法器，M點的交流電壓UM為,由于差分對管的兩個集電極交流電流大小相等，相位相反（電流變化量相等,,方向相反），則N點的交流電壓在不考慮P點的影響,時對于右模擬乘法器，P點的交流電壓在不考慮N點的影響時,0.51,0.19,,,所以P點的交流電壓UP應為,,,,2．基色矩陣及放大電路基色矩陣與基色放大電路有時是合為一體的。,它們在完成由三個色差信號與亮度信號合成得出三個基色電信號的同時對其進行了放大。-B、-R、-G電路中RW5、RW6分別可以調(diào)整V5、V6管的放大量,而RW1、RW2、RW3用以改變V4、V5、V6的直流電位。前者用以調(diào)整亮平衡，后者用以調(diào)整暗平衡。,3．白平衡及其調(diào)整(1)白平衡的概念白平衡就是指彩色電視機在接收黑白圖像信號或接收彩色圖像的黑白部分時，合成的光不應出現(xiàn)彩色。三個電子槍的調(diào)制特性的斜率及截止點會因制造工藝的誤差有所不同，三種熒光粉的發(fā)光效率也不完全相同，因而可能在畫面的某些地方出現(xiàn)彩色，這種現(xiàn)象稱為白不平衡，需要調(diào)整予以解決。白平衡又分為亮平衡和暗平衡。暗平衡是指彩色電視機在重現(xiàn)亮度較低的黑白圖像時，表現(xiàn)出的白不平衡現(xiàn)象；而亮平衡指重現(xiàn)亮度較高的黑白圖像時，所表現(xiàn)出的白不平衡現(xiàn)象。(2)調(diào)整原理及調(diào)整方法通常采用改變?nèi)齻€基色放大管發(fā)射極電流的方法，從而間接地改變顯像管三個陰極的直流電位，使三個基色視頻控制信號的消隱電平分別移至R、G、B各自調(diào)制特性曲線的三個截止點上，以此實現(xiàn)暗平衡調(diào)節(jié)。亮平衡的調(diào)整是通過改變?nèi)钚盘柗却笮崿F(xiàn)的，以此來補償三個調(diào)制持性的斜率及三種熒光粉發(fā)光效率的差異。因為三者中只需調(diào)整兩個即可改變?nèi)叩谋壤P(guān)系。故在圖4-42中，只設置RW5、RW6兩個電位器，分別改變紅激勵和綠激勵大小即可。,5．5掃描系統(tǒng)電路分析掃描系統(tǒng)主要包括同步分離，行、場振蕩，行、場激勵和行、場輸出級的有關(guān)電路。目前除行、場輸出級因功耗大、電壓高而未能集成外，其它部分都已被集成。5．5．1TA7698AP的掃描電路,A7698AP掃描電路部分包括同步分離、APC、行振蕩、行預激勵、x射線防護、場振蕩、場預激勵等電路。,啟動電源,,5．5．2行掃描輸出級行推動與行輸出電路由Q402、Q404和耦合（激勵）變壓器T401與行輸出變壓器T461等元件組成。其等效電路如圖4-45所示。行輸出管V（Q404）工作于開關(guān)狀態(tài)，激勵脈沖由耦合變壓器T2（相當于T401）加入，行偏轉(zhuǎn)線圈LY及逆程變壓器T1（相當于T461）均作為行輸出級負載。CS是S校正電容，C是逆程電容，VD2是等效高壓整流管（實際電路中為多級一次升壓)，VD1是阻尼二極管，與普通的二級管不同，具有較高的擊穿電壓(400～1500V)和較好的開關(guān)特性，在電路中起開關(guān)作用，對LY與C之間的自由振蕩起阻尼作用。由圖4-45(a)可見，電源EC對校正電容CS充電，使其上總保持上正、下,負，數(shù)值上近似等于EC的電壓。進而可以電源EC取代CS進行等效，同時考慮到T1初級電感量遠大于LY，故電路可進一步簡化為圖4-45(b)。1．工作過程,⑴0～t1期間，激勵電壓ui為高電平，V飽和導通，uce≈0，相當于開關(guān)接通，電源EC通過V對LY充磁，其電流iY按指數(shù)規(guī)律增長,最大值：,正程后半,⑵t1～t2期間，V截止。LY經(jīng)C放電；iY下降；t2時刻降為零。⑶t2～t3，C經(jīng)LY放電；iY負向增加；t3時刻達到最大值。實際上t1～t3期間LYC自由振蕩。⑷t3之后，VD1正偏導通，振蕩停止。負向的iY減小，在t5時刻,減小到零，但由于V已先于t5在t4時刻導通，重復前過程。,原圖有誤,,2．行逆程時間THR和逆程脈沖幅度t1～t3期間自由振蕩的周期T的一半決定了行掃描的逆程時間THR：,自由振蕩的過程是LY中磁能與C中的電能相互轉(zhuǎn)換的過程，因而LY中的最大磁場能量應等于電容器C中的最大電場能量，據(jù)此可以計算出自由振蕩波形的幅度。,則,開關(guān)管V（又可稱為行輸出管）c、e兩極的最高電壓Ucemax為,,,,,,,,1~3,5．5．3場掃描輸出級場輸出級通常亦由分立元件組成。電路形式多屬于低頻功率放大器電路的改進或變形,常由激勵級、互補推挽輸出級等元件組成。,1．電路形式⑴反饋支路①偏轉(zhuǎn)線圈、C317、R320、IC的26腳。(VR323)②R316、R352、R324及R311、C308積分加在27腳。⑵泵電源供電方式,期間，采用了泵電源供電技術(shù)。正程的后半段V307導通、V306截止，112V電源經(jīng)R325、43V電源給C313充電，到逆程開始時，V306的集電極電壓已達90伏左右。,由于逆程電壓高所以在逆程,,2．場偏轉(zhuǎn)線圈中的電流與電壓波形,掃描正程,掃描逆程,以56SX101Z為例，LV=80mH、RV=31Ω、偏轉(zhuǎn)功率指數(shù)為15.5(RVI2VPP/ΩA2)，即IVPP=0.707A。因而逆程時為降低功耗,使用了泵電源為逆程供電,以國產(chǎn)56SX101Z彩色顯像管的行偏轉(zhuǎn)線圈為例，計算行掃描供電電壓。行偏轉(zhuǎn)線圈的基本參數(shù)：電感量：LH=1.1mH；電阻：RH=1.1Ω；偏轉(zhuǎn)功率指數(shù)：LHI2VPP=31mHA2。所以行偏轉(zhuǎn)線圈中電流的峰—值峰：IHPP=5.309A。,由,得,5．6開關(guān)電源電路分析開關(guān)式穩(wěn)壓電源具有效率高、穩(wěn)壓范圍寬、體積小和重量輕等特點，因此在彩色電視機電路中得到廣泛應用4．5．1工作原理及主要參數(shù)1．串聯(lián)降壓型開關(guān)壓電源的電路組成及工作原理,導通:T1；截止:T2；周期:T＝T1+T2。,T1期間,最大值,T2期間,t=t2時iL達到最小值ILmin,穩(wěn)態(tài)時應有ILmin=IL0,δ:占空比,,,,,,,,2．平均電流、儲能電感L及濾波電容CL的確定流過L的平均電流=(ILmax+ILmin)/2。由于負載與電感L是串聯(lián)的，因此電感中的平均電流即為負載電流I0，故有,當Ui和U0確定后，δ即已確定；RL和U0確定后，I0也已確定。如果L減小，鋸齒形的紋波將增大。在極限情況下，iL(t0)=ILmin=IL0=0，而iL(t1)=ILmax=2I0，若進一步減小L值，在T2期間電感中的電流iL就會出現(xiàn)斷流，此條件下的電感值稱為臨界電感LC,其最大值LCmax應考慮到δ和I0可能達到的最小值,L>LCmax時，就能保證任何情況下電感中的電流都能保持連續(xù)。提高開關(guān)管的工作頻率，可以降低LCmax值。L值越大，開關(guān)頻率越高，電流電壓波動越小。L中的電流iL是包含有三角波的脈動電流，因此應在負載RL兩端并聯(lián)CL，以濾除紋波。一般選取RLCL>>T即可滿足要求。因一般彩電開關(guān)電源中選取T＝64μs，負載端濾波電容一般選200μF左右即可。（實際應用中應考慮到負載電流的大?。?4~7,,3．其它類型的開關(guān)電源(1)串聯(lián)升壓型開關(guān)壓電源,由于1>δ>0，所以U0>Ui。,(2)極性反轉(zhuǎn)開關(guān)壓電源,性，輸出電壓U0可升可降。當占空比δ=0.5時，輸出電壓的大小跟蹤輸入，但極性反轉(zhuǎn)。,這種電路不僅可以反轉(zhuǎn)輸入電源的極,,(3)并聯(lián)開關(guān)壓電源當次級有多個繞組(或抽頭)時,還可輸出多組不同的電壓。輸出電壓極性取決于二極管D的接法,但要注意開關(guān)變壓器初、次級的同名端。,1~3,220k,2．開關(guān)調(diào)整及間歇振蕩電路,4．誤差放大及穩(wěn)壓控制電路,U0↑→STR-5412⑤腳電壓↑→ic3(V3)↑→ic2(V2)↑→ib1(V1)↓→T1(V1導通時間)↓→δ↓→U0↓從而保證輸出電壓U0穩(wěn)定。,T802的①～④及⑧～⑥、V1、C811、R812等組成振蕩電路，屬間歇振蕩器。300V直流電壓U1，通過R811給V1基級提供適當正偏置。,3.續(xù)流回路,VD807、L811、T802的⑦～⑧回路。,5．自動消磁電路,需提醒注意的是：串聯(lián)式開關(guān)電源的儲能電感和負載對于輸入電壓是串聯(lián)連接的，故機芯底盤帶電（即所謂的熱底盤），在調(diào)試和維修時需加接1:1隔離變壓器。,自動消磁電路由L901和R890構(gòu)成。L901稱消磁線圈，它安裝在彩色顯像管外玻璃石墨層上；R890為熱敏電阻，它控制L901中的電流大小；二者串聯(lián)與電源通路中。每次開機接通電源之后，L901和R890中便通過大電流，R890熱敏電阻因此溫,度會迅速上升，阻值變大，因而流過L901的電流也隨之下降，所產(chǎn)生的磁場也會由大變小，達到消磁的目的。這一過程約在一秒鐘內(nèi)完成，且每次開機都要進行一次自動消磁，當然也會帶來較大的沖擊電流，所以彩電的保險管均采用延遲保險管。,5．7遙控電路分析5．7．1電路組成及控制功能1．電路組成電視機的遙控系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射、遙控接收、微處理器及存儲器等電路組成，其功能是代替頻道預選器和狀態(tài)控制等調(diào)節(jié)裝置。,目前的遙控器基本是紅外系統(tǒng)，發(fā)射器上的每個按鍵代表著一種控制功能，按動按鍵，將產(chǎn)生代表該功能的編碼數(shù)字脈沖串(指令),將代碼調(diào)制在頻率為38kHz(或40kHz)的載波上，由載波激勵發(fā)送器中的紅外線發(fā)光二極管產(chǎn)生受調(diào)制紅外波。,接收器接收到遙控信號通過紅外光學濾波器和光電,二極管轉(zhuǎn)換為38kHz(40kHz)的電信號，經(jīng)放大、檢波、整形等環(huán)節(jié),恢復出原發(fā)送代碼,控制代碼加到微處理器,經(jīng)識別并實施控制。,2．基本控制功能遙控電路已經(jīng)歷了由單項控制到多項控制，由電視機控制到AV設備的控制，由單機控制到多機控制的發(fā)展過程。(1)頻道切換/搜索①直接頻率合成式（鎖相或直接數(shù)字頻率合成高頻頭）②電壓合成式（電調(diào)諧高頻頭）(2)對比度調(diào)節(jié)(3)音量調(diào)節(jié)/伴音靜音(4)色飽和度調(diào)節(jié)(5)亮度調(diào)節(jié)(6)屏幕顯示ON/OFF(7)開/關(guān)機及定時控制(8)標準狀態(tài)(9)AV/TV切換(10)其他擴展功能,5．7．2電壓合成式遙控電路的組成及工作原理由于頻率合成式遙控電路結(jié)構(gòu)復雜、造價高，所以大多數(shù)遙控電路都采用電壓合成式控制電路。1．電壓合成式遙控電路的組成,當前的遙控器已無此部分,調(diào)諧電壓由鍵盤控制CPU產(chǎn)生。,,,微處理器(4位單片機)、接口電路、E2PROM、鍵盤、紅外收/發(fā)裝置等。2．工作原理(1)控制信號輸入(鍵盤掃描碼與單片機課程相同)(2)控制電壓的產(chǎn)生與變換(3)頻道的預置與記憶3．調(diào)諧電壓及各種控制電壓的產(chǎn)生,調(diào)諧電壓為14位D/A(分辨率可達2mV)，其它控制為6位D/A。（PWM）,5．7．3典型遙控電路分析(CTV320S/PCA84C640P微處理器)CTV320S是菲利浦公司開發(fā)的彩色電視專用遙控系統(tǒng)。其明顯的優(yōu)點是：集成度高、元器件少、功耗低、功能全，并能適應今后我國廣播電視新業(yè)務(如電視雙伴音和圖文廣播業(yè)務等)的開展,,所以應用較為廣泛。在我國較為流行的還有三菱M50436-560S遙控系統(tǒng)。CTV320S遙控系統(tǒng)主要由紅外遙控發(fā)射器、遙控信號接收放大器、微處理器和存儲器等組成。1．紅外遙控發(fā)射囂核心器件是菲利浦公司的SAA3010紅外遙控發(fā)射器專用集成電路，鍵盤采用矩陣掃描方式。紅外調(diào)制載頻為432kHz/12=36kHz。也可以使用其它頻率。如：456kHz/12=38kHz。,2．遙控信號的接收與放大遙控信號接收器的核心器件是TDA3048(也是菲利浦公司的)專用紅外接收集成電路。作用是將收到的紅外信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)高增益放大后進行同步檢波，并濾除36kHz載波分量經(jīng)脈沖形成與緩沖放大，恢復出原遙控信號。,需要屏蔽,3．PCA84C640P微處理器PCA84C640P是PCF84C系列微處理器中專門用于彩色電視機的遙控電路?？梢酝ㄟ^I2C總線與其它芯片聯(lián)接,便于功能擴充。存儲器為單電源串行E2PROM(I2C總線)。,4~7,4．遙控系統(tǒng)與主機的接口電路(1)電壓合成式調(diào)諧電路電壓合成遙控調(diào)諧電路系統(tǒng)采用脈寬調(diào)制數(shù)/模變換器輸出與AFT電路的S曲線比較計算后，在PCA84C640的①腳以不同的脈寬輸出，經(jīng)接口電路處理后輸出0～30V調(diào)諧電壓，送到電子調(diào)諧器以改變其本振頻率。,(2)波段轉(zhuǎn)換接口電路以UHF為例，正極性控制信號。,負極性控制信號。,(3)模擬量控制接口電路以色飽和度控制為例，正極性控制信號。,(4)待機狀態(tài)接口電路,(5)交流關(guān)機電路正常收看時，UHF、VHF(L)、VHF(H)中總有一個為高電平,所以V1導通，V2截止。在PCA84C640微機中有這樣一個程序,當按“等待”鍵(有些機器為“電源”鍵)3秒鐘后,UHF、VHF(H)、VHF(L)均無電壓輸出，V1截止，V2導通，控制專用電源開關(guān)，釋放已閉合的常開觸點，切斷送往整機的交流電源。,拍的形成,