电视接收系统电路分析

1、第4章 电视接收系统电路分析 4.1 黑白与彩色电视机的基本组成4.2 公共通道电路分析4.3 视频通道电路分析4.4 扫描系统电路分析4.5 开关电源电路分析4.6 遥控电路分析4.1 黑白与彩色电视机的基本组成 4.1.1 黑白电视接收机的组成 主要由五部分组成： 公共通道小信号处理电路（高频头、中放、检波）； 视频通道预视放（同步分离、AGC、第二伴音）、视频放大、显像管； 伴音通道伴音中放、鉴频、功放； 扫描电路系统行场振荡、激励、功放、高压； 电源电路变压器降压（16伏）、整流滤波（18伏）、稳压（12伏）。 图41 黑白电视接收机的原理方框图 原理方框图： 4.1.2 彩色电视接收

2、机的组成 彩色电视接收机由二部分组成，一部分和黑白电视接收机基本相同，以保证彩色电视机可以接收黑白电视节目；另一部分则是彩色电视所特有的。在接收彩色电视节目时，视频检波器输出彩色视频信号，与黑白电视机不同的是增加了一路到色度信号解码器的输出信号。解码器的作用完成将彩色全电视信号转化为三基色电信号，从而通过彩色显像管重现彩色图像。 图42 彩色电视机方框图 PALD彩色电视接收机方框图 4.1.3 彩色与黑白电视机共有电路及不同要求 1. 高频调谐器部分 (1)频率特性较黑白机更平坦。 (2)本机振荡的频率稳定度要求较高（加有AFT）。 (3)驻波比相对要小。如果馈线的特性阻抗与天线、电视机的输

3、入阻抗不相等，则高频信号的接收端（高频头的输入端）不能将馈线传送来的高频信号全部接收，而将其中一部分反射回去，这样一来，在馈线中同时存在入射波和反射波，两者叠加会使馈线中各点电压或电流有起伏变化，通常把这种情况叫驻波。 图43 高频调谐器的频率特性 2.中放和视频检波部分 (1)AGC的控制范围60dB（相同）。 (2)一般采用同步检波。有增益，并可抑制2.07MHZ差拍干扰；黑白电视机一般采用二极管包络检波。问题：1、2.07MHZ是怎样来的？ 2、为什么同步检波能抑制它？ 3.亮度通道部分 (1)加有ARC电路和轮廓校正电路4.43MHZ陷波开关电路和高频提升电路。 (2)加有亮度信号延时

4、网络(亮度延迟线)-延时0.6us。 (3)具有直流恢复电路黑色电平钳位电路。 4.扫描和高压电路部分 (1)阳极电压较高17”彩电2.3万伏； 17”黑白机1.4万伏。 (2)扫描电路输出功率较大主电源112伏。 17”彩电总功率60W ；黑白机35W。 (3)一般加有自动亮度限制(ABL)电路将取样电阻串在高压回路里。 4.2 公共通道电路分析 4.2.1 电子调谐器与频道预选器 1.电子调谐器 (1)组成。电子调谐器主要由输入回路、高放、本振和混频四部分电路组成。 图44 电子调谐器组成框图 (2)电子调谐原理。调谐即改变回路的电容达到改变谐振频率的目的。图45 变容二极管管2CB14电

5、容变化曲线 图46 电子调谐原理及等效电路 32V 频率覆盖和频段划分。采用可变电容进行调谐,谐振频率从最高频率fmax变化到最低值fmin时,其比值fmax/fmin称为调谐回路的频率覆盖系数,用Kf标记,则： 对于VHF频段,按我国频率分配标准, fmax=219MHz(对应12频道中心频率),fmin=171MHz(对应6频道的中心频率)。所以,所需的调谐回路频率覆盖系数Kf为：(42) 1711.28881.68(41) (f =1/2LC)（1和5频道中心频率） 相应地,要求变容二极管的变容比为 ： 实际变容比为： K2f = 6(43) 2.8（1.28和1.68取大的）对于UHF

6、频段,13和68频道：954 / 474 = 2 K2f =4图47 电调谐频段转换原理电路 图4 8 电位器记忆预选器原理电路 2. 频道预选器 频道预选器的种类和电路主要有三种：有机械式、电子式, 红外线遥控式等。 4.2.2 中频放大与同步检波系统 中频放大与同步检波系统的组成如图410所示。 其中,前置中放为分立元件放大器,是为补偿声表面波滤波器(SAWF)的插入衰减（15dB）而设置的。 图410 中频放大与同步检波系统组成的方框图 限幅放大和同步检波波形图：f=38MHZff 1. 中频放大器及其相关电路 (1)频率特性由声表面波滤波器决定。 图411 中放频率特性 上邻道图像载波

7、57.75 65.75 下邻道伴音载波 64.25 56.25 (2) 增益中放50dB，检波20dB，高放20dB。共90dB， 31600倍。一般都用有限噪声灵敏度来计算和测量。 1/6 (3) AGC电路信号弱的时候不起作用，信号强的时候起作用。 图412 AGC电路组成方框图 图413 AGC的理想控制特性I AGC三极管的 I曲线31.5VP-P图414 AFT原理方框图 (4) 自动频率微调(AFT)电路。 现设视频检波系统限幅放大器输出电压为u1,经移相后的电压为u2,则乘法器输出电压uo为 uo= - Ku1u2 (44) 若以U1m和U2m分别表示u1和u2的振幅,则 u1=

8、U1msint (45) u2=U2msin(t+) (46) 将式(45)、式(46)代入式(44),得：(47) . 式(47)中第一项为直流分量,第二项为谐波分量,经2滤波器滤除第二项,乘法器输出为：(48) u1u2tu06.5V20滤波器 fu38 (5)声表面波滤波器(SAWF)。在集成电路电视机中,中放幅频特性一般由SAWF形成。图416 SAWF原理结构图 (a)结构; (b)符号 去中频放大电路 2. 视频信号同步检波 视频信号检波用同步检波电路。检波器由限幅放大、双差分模拟乘法器和低通滤波器组成。 设图像中频调幅波(PIF)为： u2(t)=U2(1+mcost)cosPI

9、t (49) 式中,U2、PI分别为图像中频载波振幅和角频率, mcost为调制波， m为调幅系数。u2(t)经限幅放大后变为方波u1(t)。 u1(t)=U1cos(PIt-) (410) 为滞后相角。 将u1(t)和u2(t)送乘法器,相乘后的输出以uP(t)表示,则： uP(t) = Ku1(t)u2(t)=KU1U2(1+mcost)cos Pit cos( PIt-) = KU1U2(1+mcost)cos(2 PIt ) + cos (411) 式中,K为模拟乘法器的传输系数。再由低通滤波器滤除其中的二次谐波分量后,得到的同步检波输出为： uP(t)= KU1U2(1+mcost)

10、cos (412) 调试中只要调节限幅器外接38MHZ调谐回路,可使=0,从而得最大输出： upm(t)= KU1U2(1+mcost) (413) 同步检波原理方框图：限幅放大和同步检波波形图：f=38MHZff 3. 中频通道集成电路 TA7607，TA7680。 四片机TA7607， TA7176 ，TA7193，TA7609。 二片机TA7680，TA7698。 (1) TA7680性能特点: 具有三级直接耦合的中频放大器,中放增益高,频带宽。 中放增益可控,中放AGC范围大于60dB。 视频检波采用双差分模拟乘法器,检波线性好,灵敏度高,伴音载频和色副载波的差拍2.07MHz造成的干

11、扰小。 预视放中设置有黑、白噪声抑制电路,反应速度快,抗脉冲干扰能力强。 中频AGC采用峰值检波电路,线路简单,且不需外部调整。 AFT采用双差分乘法器,性能稳定,控制灵敏度高。 负向RFAGC输出,适用于高放级为双栅场效应管的电子调谐器。(TA7681为正向RFAGC输出，适用于高放级为双极型电子调谐器）。 视频放大级设有 (TV/AV)开关,用VTR、VCD、DVD等放像时开关置AV，相当于5脚接地，预视放输出为0，阻断噪波。 预视放级输出的是正极性的全电视信号。 伴音第二中放采用三级直接耦合差分放大器,具有良好的限幅特性。 采用正交鉴频电路,外接元件少。 音量调节采用电子音量控制方式,控

12、制范围宽,无电位器接触噪声和引线感应噪声。 音频放大级设有负反馈输入端,可从外接末级功放引入负反馈以减小非线性失真。13111210图420 TA7680AP原理方框图 (2) TA7680AP的应用电路。 图421 TA7680AP应用电路 IF4.3 视频通道电路分析 视频通道电路包括亮度通道、色度处理电路、解码矩阵电路、基色矩阵恢复电路。 4.3.1 亮度通道的组成及电路分析 亮度通道主要是把黑白图像信号进行再加工，它首先由6.5MHz陷波器去除伴音信号，由4.43MHz陷波器去除色度信号完成亮色分离，再进行亮度延时、黑色电平箝位、轮廓校正和视频放大等电路组成。 图422 亮度通道组成方

13、框图 亮度通道组成方框图。. 6.5MHZ 陷波1.为什么要延时？2.不延时图像会出现什么现象？ 0. 6.5 MHz陷波器 1. 4.43 MHz陷波器及ARC电路 由预视放输出的彩色全电视信号FBAS包含着亮度信号和色度信号,在06MHz范围内二者的频谱互相交错,色度信号占有4.43MHz1.3MHz的频率范围。 图423 4.43MHz陷波器及ARC电路 2. 轮廓校正电路 4.43MHz陷波器在滤除色度信号的同时也滤除了亮度信号的高频成分。 4.436 图424 轮廓校正电路及波形(a)损失高频的电信号;(b)轮廓校正电路;(c)波形形成过程 若以突变信号方波为例,边沿高频分量丢失,出

14、现灰色过渡区,如下图所示。让C1、L1谐振在4MHZ提升点附近 3. 黑电平箝位电路 钳位电路的作用是使视频图像信号的消隐电平（黑电平）在钳位脉冲作用下达到某一预定值，从而使亮度信号内容变化时，其背景亮度不发生变化。 由于视频图像信号是单极性的,含有直流成分,直流成分的大小等于信号的平均值，这一平均值即体现了背景亮度。 图425 箝位过程的波形说明 (a)亮场图像及波形; (b)暗场图像及波形; (c)隔直流之后波形; 暗场黑色变成灰色电平 (d)箝位恢复直流后波形 例图：对比度的大小是调节信号的幅度。UB=UY+ UC3= UY+ UE-UY0 = UE +（ UY- UY0 ） UC3=U

15、E-UY0 (消隐电平) 图426 箝位电路 UY 为平均直流辅助亮度电位器平均直流UY消隐电平UY0 4. 自动亮度限制(ABL)电路 图428 ABL常用电路 4.3.2 色度通道的组成及电路分析 色度通道主要包括色度放大、色同步分离、梳状滤波器、同步检波、自动色饱和度控制(ACC)、自动消色控制(ACK)及G-Y色差矩阵电路等。最终解调出三个色差信号。框图如下。 图429 色度通道方框图 1.增益可控放大及ACC电路 图430 增益可控放大器和ACC电路 V7、V8为ACC峰值检波器,R2、C2为检波负载,V9、V10为ACC放大,V11V16为差分对色度信号放大器,其中V15和V12组

16、成共发共基主放大器,V11、V13、V14、V16起直流补偿作用。E1、E2、E3、E4 为内部偏压 2. 梳状滤波器 延时解调器又称梳状滤波器。主要由延时推动级、超声延迟线、加、减法器构成,用以分离FU、FV。图431 梳状滤波器实用电路 图432 加、减合成等效电路 n n+1 n+2直通：延迟：FVFV-FV-FUFU-FVFUFUFV-FU-FU-FV-2FV+2FV+2FU+2FU 图433 超声延迟线 3. 同步检波电路 梳状滤波器分离出的两个色度分量都是平衡调幅所得信号,其包络不反映调制信号,所以必须用同步检波电路来恢复原调制信号。集成电路色处理集成块TA7193AP(四片机用)

17、、TA7698AP(二片机用)内部同步检波单元是基本类似的双差分模拟乘法器, 相应电路如下图所示。图434 同步检波与(G-Y)矩阵电路 4.3.3 集成解码电路TA7698AP TA7698AP包括亮度通道、色度通道、副载波恢复及行场扫描等功能电路。除扫描部分外,其余部分完成解码功能。 图436 TA7698AP功能方框图 1. 亮度通道部分 亮度通道信号处理方框图如图437所示。它包括倒相放大器、对比度放大、黑电平箝位放大和视频放大器。图437 亮度信号处理方框图 . 2. 色度通道部分 色度通道信号处理方框图如图438所示。它主要包括色度信号放大、分离控制和副载波恢复等电路。 (1)色度

18、信号放大与分离控制电路。色度信号放大、分离控制电路包括第一带通放大,ACC放大,U、V分离,(R-Y)、(B-Y)解调及(G-Y)色差矩阵。 (2)副载波恢复电路。副载波恢复电路包括4.43MHZ石英晶体压控振荡器VCO、 鉴相器APC、消色/识别检测、放大及双稳态触发器PAL开关。图438 色度通道信号处理方框图 4.3.4 解码矩阵及基色放大电路 1. G-Y矩阵电路 G-Y=-0.51(R-Y)-0.19 (B-Y) 由此可知,只要将色差信号(R-Y)与(B-Y)按0.51/0.19的比例关系合成并反相即可得到(G-Y)色差信号。简单的电阻元件构成的矩阵电路如图440(a)。若忽略U1、

19、U2二信号内阻及反相放大器输入阻抗的影响,利用叠加原理可求得： 选择元件时,使R1、R2R3,则上式可近似为： 用(R-Y)和(B-Y)分别取代输入电压U1和U2,并选取R3/R1与R3/R2之比等于0.51/0.19=2.7时,那么输出Uo即为(G-Y)色差信号。(416) 图439 解码矩阵及基色放大器方框图 2. 基色矩阵恢复及放大电路 基色矩阵恢复及基色放大电路一般是合为一体的。它们在完成由三个色差信号与亮度信号合成得出三个基色电信号的同时对其进行了放大。 实际的基色矩阵及放大电路如图442所示。其中,V4、V5、V6是三个基色放大管,电阻R4、R5、R6分别为这三个晶体管的集电极负载

20、电阻。色差信号(B-Y)、(R-Y)、(G-Y)分别通过V4、V5、V6管的基极耦合电阻加入各管的基极。 图442 实际的基色矩阵及 基色放大电路 3. 白平衡及其调整 (1) 白平衡的概念由于显像管三个电子枪调制特性的斜率和截止点不同，会造成黑白图像带色，这种现象称为白不平衡，因而需要调整白平衡。调整的同时，色温（标准白）也就确定了。 (2) 调整原理及调整方法。 RGBUgkBttIkRGBIkUgkttB调暗平衡RGBIkUgkttBRGBIkUgkttB调亮平衡I白图443 自会聚管暗平衡调整示意图 4.4 扫描系统电路分析 4.4.1 TA7698AP中的扫描电路 TA7698AP中

21、的扫描电路部分如图444所示。其中包括同步分离、APC、行振荡、行预激励、X射线保护、场振荡、场预激励等电路。 图444 TA7698AP扫描电路方框图 4.4.2 行扫描输出级 行扫描输出级由： 行推动管 耦合变压器（行推动变压器） 行输出管 逆程电容 阻尼二极管 偏转线圈 行输出变压器（回扫变压器） 等元件组成。其等效电路如图445所示,以下结合此等效电路阐述一下行扫描输出级的工作原理。 图445行输出级电路(a)原理电路; (b)简化等效电路 VCEO=1600VICM=10A2SD1556B C E容量大，频率高，两端电压基本不变图446 行输出级工作波形 Um=? 逆程电压：根据LY

22、中的最大磁能等于电容器C中的最大电能,因此： 又因为,自由振荡周期 T=2 ,逆程时间THR=T/2, 所以可求得逆程电压：(420) (421) (422) LY 将我国电视系统扫描参数THS=52s， THR=12s代入式(422)中,得： 故晶体管V的c、e极最高电压Ucemax为(423) (424) EC=110V，UC=900V。 4.4.3 场扫描输出级 场输出级通常由晶体管激励级、互补推挽输出级等组成,属OTL电路(无变压器输出)。其工作原理如下图所示。图447 场输出级电路原理图 4.5 开关电源电路分析 4.5.1 工作原理及主要参数 1.电路组成及工作原理 串联型开关稳压

23、电源的基本形式如下图所示。图中,V为开关管,VD为续流二极管,L为储能电感线圈,CL为滤波电容,RL为负载电阻。 图448 串联型开关电源原理图 300V流过L的电流iL也对L充磁,故称L为储能电感。T2期间泄放电流iL随时间线性下降，其电流减小量为： （=T1/T为占空比）。 其稳态工作过程如下: 设开关管V在T1期间导通,T2期间截止,周期性地变化,则其工作周期为T=T1+T2 。负载RL端电压为Uo。T1期间iL线性上升,其电流增加量为： (425) (426)T1 2. 主要参数及其计算 (1)占空比的确定。当开关电源达到稳态工作时,电路处于平衡状态。开关管V导通期间的电流增量iL1和

24、截止期间的电流减小量iL2应相等,即:由此得出：(427) (428) (429) (2)平均电流 及L的确定。由于负载与电感L是串联的,因此电感中的平均电流即为负载电流Io,故有： 当Ui和Uo确定后, Io = Uo / RL L的最小值以Lmin表示,则:(430) (431) 图451 L对iL的影响 2I0 (3)滤波电容CL的确定。L中的电流iL是包含有三角波的脉动电流,因此应在负载RL两端并联CL,以滤除纹波。 一般选取RL CL T即可满足要求。因一般彩电开关电源中选取T=64s,负载端滤波电容一般选100 F 、120 F 、150 F 、200F。 无感电容耐压400V12

25、0F400V 4.5.2 串联式脉宽调制型开关电源电路分析 1. 整流滤波电路 220V电网电压经电源开关S801,保险丝F801,加至互感滤波器T801。互感滤波器的作用是滤除进入电网的干扰脉冲,同时也滤除机内窜入电网的传导干扰。 桥式整流，得到300V直流电压。 2. 开关调整及间歇振荡电路 开关调整电路及间歇振荡电路是开关稳压电源的核心部分。 图453 开关调整电路原理图图454 STR5412内部原理图 3.误差放大及稳压控制电路 误差放大器是由集成电路STR5412中的V3、VD1、R2、R3和R4构成,如图454所示。其中,R2、VD1构成基准电源;R3、R4对输出电压进行分压取样

26、;二者在V3发射结进行比较,在其集电极输出放大了的误差电压。 假设因某种原因,使输出电压升高,则会产生如下的控制过程: 脚电压 ）导通时间) 从而保证输出电压Uo稳定。 图452 开关电源实用电路 4. 自动消磁(ADC)电路 地磁和杂散磁场会对彩色显像管的三条电子束产生附加偏转,影响彩色显像管的色纯和会聚。为了消除这种影响,必须加专门的消磁电路来进行消磁。 自动消磁电路由下图L901和R890构成。 图455消磁原理(a)消磁线圈的安装;(b)原理电路;(c)消磁过程 4.6 遥控电路分析 4.6.1电路组成及控制功能 1.电路组成 遥控电路主要由遥控发射、遥控接收、微处理器及存储器等电路组

27、成。完成的功能主要是代替频道预选器和电位器的调节控制。 图中,箭头所指即表示受控对象及控制的电路部位。图456 遥控彩色电视机组成框图 2. 控制功能 (1) 切换频道直接切换、顺序切换。 (2) 对比度调节与色饱和度联调。 (3) 饱和度调节。 (4) 亮度调节。 (5) 音量调节 对数曲线。 (6) 屏幕显示。 (7) 开关机及定时控制。 (8) 标准状态。 (9) 伴音静噪无信号时、换台时自动静噪。 (10)TV/AV转换。 4.6.2 电压合成式遥控电路的组成及工作原理 1. 电压合成式遥控电路的组成 所谓电压合成式，即通过各种不同的脉冲电压组合，合成电压大小变化的控制方式。合成式遥控电路组成方框图如图457所示。主要由微处理器,接口电路及红外线收、发装置等组成。其主要特点是:产生选台的调谐电压、音量、对比度、饱和度和亮度等控制电压的电路型式基本相同。+EC+E5图457 电压合成式遥控电路方框图 . 2. 工作原理 (1)控制信号输入。当按下电视机面板或遥控器上某个功能键,就有相应的控制码送给微处理器。微处理器依靠扫描键盘来识别键的功能。 图458 键盘扫描原理图 20ms100ms形成控制码 (2)控制电压的产生与变换。微处理器接收到控