电视原理与电视机检修

电视原理与电视机检修第1页，共77页，2023年，2月20日，星期一4.1提高电视图像质量的新技术4.1.1电视信号的数字化

1.电视信号数字化的优点

1)具有很高的图像质量所谓数字电视，就是采用离散的数字信号描述、放大、传输图像信号的电视系统。数字电视可以用再生手段截除噪声,可采用数字技术摄影,可利用帧存储技术消除图像闪烁,利用插入技术提高垂直和水平清晰度,不怕同步信号丢失,使电视图像质量显著提高。数字电视系统输出的图像信号稳定、可靠。第2页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2)抗干扰能力强

3)电视机功能强大

4)便于大规模生产

5)便于与计算机系统连接

6)传输效率高第3页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2.模拟电视信号的数字化过程模拟信号的数字化一般经过取样、量化和编码三个过程。

1)取样取样是将时域连续的模拟信号变换为时域离散信号的过程。即用一个重复频率为fs的脉冲序列对模拟信号进行取样,把本来连续的信号变成离散的信号,称为脉冲幅度调制(PAM),如图4-1-1所示。第4页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-1-1视频信号的数字化过程第5页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-1-2信号取样后的频谱第6页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2)量化经过取样后得到的取样值虽说在时间上已离散,但在幅值上仍是连续变化的模拟信号,因此需要量化才能用数字表示。量化是将模拟信号在幅度上离散化的过程,即将每个取样值变化的范围分成若干级,每一级用一个数字表示,采用四舍五入的办法,将样点值用数值最接近的量化级表示它,如图4-1-1所示。如果所有的量化间隔都相等,则称均匀量化,如按某种规律变化的则称为非均匀量化。若用n位二进制码表示一个量化级,则所表示的量化级总为M=2n。例如将某信号的取样按8等分来分,即量化电平为8级,对应的位数为3,则M=23=8。第7页，共77页，2023年，2月20日，星期一量化时采用了“四舍五入”的办法,则不可避免地带来误差。量化误差在图像中表现为量化杂波，称为量化噪声,它必将引起再生图像质量下降。根据理论分析,在均匀量化的情况下,信噪比与所用的码位数n的关系为式中,S是图像的峰值,N是量化误差的均方根值。显然,量化位数越多,量化信噪比就越大。声音信号的动态范围较大,对于高质量的音响设备应取16位量化,其信噪比可达到98dB,图像信号的动态范围小,一般取8位量化,相应的信噪比约60dB。第8页，共77页，2023年，2月20日，星期一

3)编码

(1)彩色电视信号的PCM编码。彩色电视信号经取样后形成PAM码,再经量化编码即可形成PCM编码信号。它没有进行码率压缩,其码率为BPCM=n×fs

式中,n表示位数,对于图像信号一般取n=8;fs为取样频率,按取样定理fs=2×6MHz=12MHz就可以了。但是,对于彩色全电视信号取样时,为了减少取样频率与副载波频率fsc之间的差拍干扰,一般取fs为fsc的整数倍,例如3或4倍。如果取3倍,则BPCM=8×4.3361875×3=106.4Mb/s第9页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(2)彩色电视信号的预测编码(DPCM)。电视图像信号在相邻取样点间、相邻行间和相邻帧间都有很强的相关性,这种强相关性反映了电视图像信号中存在很高的冗余度,这给压缩码率进行高效编码提供了可能性。

DPCM又称为预测量化系统,它所传输的不是信号本身,而是用过去的若干像素值对当前的像素值进行线性预测,然后将其差值进行PCM编码传送,接收端将此差值积分而再生图像。DCPM可分为帧内DPCM和帧间DPCM。第10页，共77页，2023年，2月20日，星期一①帧内DPCM。这是利用帧内相关性DPCM编码。如果预测信号与实际信号在一帧内的同一行中,则称为行内预测(一维预测)。如果二者在一帧内的不同行中,称为帧内预测(二维预测),其框图如图4-1-3所示。图4-1-3帧内DPCM系统框图第11页，共77页，2023年，2月20日，星期一②帧间DPCM。电视图像信号除了镜头切换等少数场面以外,帧间相关性比帧内更大,故可采用帧预测器组成帧间DPCM,如图4-1-4所示。不过,此时需延迟一帧,所以延迟器要用帧存储器。图4-1-4帧间DPCM框图第12页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(3)正交变换编码。利用图像像素空间的相关性,将空间域的电视图像信号变换到由正交矢量定义的变换域中,从而去除其相关性,以达到频带压缩的目的,这种编码方法称为正交变换编码。它的组成如图4-1-5所示。图4-1-5正交变换编码原理框图第13页，共77页，2023年，2月20日，星期一正交变换编码的工作原理是在通常的二维空间中,假定传送的图样点有序地排列成N2元素组,在数字上可用矩阵［X］表示:从线性代数的知识可知,对上述矩阵元素进行线性变换后,信号的重要部分就“突出”了。对突出部分量化多用些位数,次要部分少用些位数。正如前面所述,对低频部分多用数码,高频部分少用数码。这样既实现了码率的压缩,同时也保证了图像质量。第14页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(4)亚奈奎斯特取样编码。前面介绍过,在奈奎斯特取样定理中取样频率fs≥2fm,若采用fs<2fm,则称为亚奈奎斯特取样。由于降低了取样频率,使数字信号的码率减小,从而达到压缩码率的目的。不过,这样必将引起混叠杂波,使图像质量变坏。解决的办法是巧妙地选择取样频率,使混叠杂波落在原信号频谱间隙区,利用梳状滤波器滤除混叠杂波。图4-1-6(a)表示黑白电视信号和取样频率选为1/2行间时的频谱图。从图中可看出，取样后一次下边带的频谱和基带频谱混叠的情况。在(fs-fm)～fm的混叠区,混叠杂波正好落在基带频谱高频部分的间隙区。第15页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-1-6亚奈奎斯特取样的频谱及梳状滤波器频率特性图第16页，共77页，2023年，2月20日，星期一如果采用频率特性如图4-1-6(b)所示的梳状滤波器来进行滤波,则混叠杂波可以被滤除。不过,通过梳状滤波器后使(fs-fm)～fm范围内的图像垂直清晰度降低。为了不使fs太低,一般取fs=0.7×2fm。对于PAL彩色电视采用亚奈奎斯特取样时,由于PAL彩色电视信号频谱是采用1/4行频间置，若要使一次下边带的混叠部分插在带亮度与色度频谱的间隙中,就应使取样频率取 (fH为行频)间置,即取其中fs为彩色副载波。第17页，共77页，2023年，2月20日，星期一

3.A/D转换实际电路举例在对图4-1-7所示的模拟视频信号进行钳位后,送入A/D变换器,经A/D变换后,模拟彩色全电视信号变换成数字彩色全电视信号。在A/D变换时,按图像质量要求量化的比特数应为8bit。这样需用的比较器为28-1=255个,为了简化电路又要保证图像质量,这里采用一种逐行移动比较器的基准电压的办法,只用7bit量化就能得到8bit的效果。具体的做法是:设基准电压变化量为最小有效值的一半(即)。例如在第n行时间内,A/D变换器的基准电压保持原来值,而在第n+1行的时间内,给A/D变换器的基准电压加上 数值的电压,按此方法逐行变动。第18页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-1-7逐行移动基准电压比较器示意图第19页，共77页，2023年，2月20日，星期一4.1.2扫描电路的倍频技术

1.模拟彩色电视扫描系统的缺陷

1)存在行间闪烁效应隔行扫描的方法是把一帧图像分为奇数场和偶数场,场频为50Hz,帧频为25Hz。就电视机整体来说,虽然高于临界闪烁频率(48Hz),满足了人眼对电视图像的要求,但每一行的亮度重复频率却降低了一半,只有25Hz,低于临界频率。所以当人眼观看高亮度细条时,感觉到行间闪烁,行间闪烁影响了图像垂直清晰度,大面积图像闪烁容易造成视觉疲劳。第20页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2)出现并行现象在隔行扫描中,要求行、场扫描频率应保持一定的严格关系,否则两场光栅不能均匀嵌套,这时真实扫描行数减少可达一半。另外,若图像上的一个运动物体沿垂直方向向下移动的时间恰好是经过一场的时间间隔,则前后两场传送的图像细节相同,当观察者的视线随运动物体运动时,看起来是两行并成了一行,也会使图像清晰度下降一半。

3)垂直边缘锯齿化现象当图像中的一个运动物体沿水平方向运动速度足够大,因隔行分场传送,相邻两行在时间上相差一场,结果使相邻光栅左右错开,图像垂直边缘出现锯齿化的现象,运动速度越快,垂直边缘锯齿化现象越严重。第21页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2.消除隔行扫描图像缺陷的方法

1)场内行插入法场内行插入法的特点是利用同行存储器,一行图像信号重复使用2次,输入是隔行扫描图像信号,显示为逐行扫描图像信号,场频不变,行频提高1倍。它利用3个行存储器和相应的开关切换电路,低速写入,高速读出。场内行插入法可分为两种方式。第22页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(1)A行和B行之间插入A行。这种方法的原理框图如图4-1-8所示,图中A、B、C是3个行存储器,数字电视信号的写入时间是行周期64μs,读出时间是半行周期32μs,显示端行扫描频率由15625Hz提高了1倍,变为31250Hz,时序逻辑控制切换开关使一行图像信号重复两次。当A存储器以行频写入时,B存储器以两倍行频读出;当B存储器以行频写入时,C存储器以两倍行频读出;当C存储器以行频写入时,A存储器以两倍行频读出。输出信号Uo为高速输出,变成一种倍速、逐行扫描方式。这种插入方法的优点是简单,行存储容量不大,能大大改善文字和静止图像的垂直清晰度。第23页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-1-8场内行插入法一(a)框图；(b)时序图第24页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(2)A行和B行之间插行。这种方法是通过行存储器,把相邻A行和B行信号相加求平均值,得到一个新的扫描行 ,并插入A行与B行之间。这种方法的框图和时序关系图如图4-1-9所示。第25页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-1-9场内行插入法二(a)框图；(b)时序图第26页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2)帧内场插入法

(1)场顺序读出法。表4-1-1中的(a)、(b)即为场顺序读出法,其原理是把隔行扫描的奇数场和偶数场信号存入帧存储器,合成一帧图像,然后在一场或时间内按照存入时的第一帧、第二帧、第三帧、……顺序读出。这样,它把隔行扫描的电视图像信号变为帧频为50Hz或75Hz的逐行扫描(顺序)显示图像信号。这种方法写出速度仍为50Hz/15625Hz的隔行扫描信号,读出是帧频为50Hz或75Hz,行频为2fH或3fH的逐行扫描信号。帧频、行频的提高,减小了大面积图像闪烁和行间闪烁。第27页，共77页，2023年，2月20日，星期一表4-1-1帧内场插入法第28页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(2)二倍场频读出法。表4-1-1中的(c)、(d)是二倍频读出法,其主要的特点也是低速写入、高速读出,一场信号重复使用两次,这样就可以把50Hz/15625Hz的隔行扫描信号变为100Hz/31250Hz的倍频扫描电视图像信号,这是目前使用最多的倍频扫描方式。菲利浦32PW967/329W977A宽屏幕彩色电视机的扫描电路就采用倍频扫描电路,其框图如图4-1-10所示。第29页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-1-10菲利浦GFL机芯的倍频扫描框图第30页，共77页，2023年，2月20日，星期一

SAA4990是一个先进的扫描频率倍频变换与降噪集成电路,它是倍频扫描变换的控制单元,完成写入、读出时钟产生,并与输入的行、场激励脉冲锁相。87C654完成I2C总线输入接口与SAA4990等集成电路的连接。由SAA4970输出的倍频处理后的行、场激励脉冲再送到行、场扫描输出电路,完成倍场频、倍行频扫描,把每场262.5行或312.5行的隔行扫描格式变为每场525行或625行的逐行扫描格式,把场扫描频率由50Hz/60Hz变为100Hz/120Hz,大大减轻了重现图像时的行间闪烁,并具有噪声和串色分量的抑制功能。第31页，共77页，2023年，2月20日，星期一4.2提高电视伴音质量的新技术4.2.1环绕声技术

1.环绕声的基本概念环绕声是以人的听觉特性为基础,将录音、放音系统与人的听觉效果综合在一起考虑的技术。它不像高档音响系统那样追求高保真度,其再现的环境和效果可能与原声不一样,但可符合视听者主观愿望,重点是满足视听者的临场感。标准的环绕声系统包括杜比专业逻辑、杜比数(AC-3)、THX、DTS等,其主要特点是多声道记录和多声道重放。常见的模拟环绕声有四种:反射法、移相法、时间延迟混响法和矩阵法。第32页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2.环绕声产生电路图4-2-1是一般大屏幕彩色电视机环绕声处理电路,主要由减法器、移相网络、加/减混合器、音量/平衡及相应的控制电路构成。立体声信号的L、R信号经加法器运算得到差信号(L-R),再经移相器产生环绕声附加信号φ(L-R)。φ(L-R)分别通过加、减法混合器进入左、右声道,并直接作为环绕声信号,送入后置环绕声道。该电路可以对立体声信号进行处理,产生环绕声效果,也可以对单声道信号进行处理,产生伪立体声信号。这种伪立体声信号也有一定的环绕声效果。第33页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-2-1环绕声处理电路的框图第34页，共77页，2023年，2月20日，星期一在图4-2-1中,S置于位置2时用于对立体声信号进行处理,此时左(Lt)、右(Rt)、环绕(S)声道的输出分别为:(4-2-1)(4-2-2)(4-2-3)由以上三式可以看出,主声道包含有环绕声信息,即使不接环绕声音箱,也可以聆听到环绕声效果,这即所谓“虚拟环绕声(SRS)”技术。如果再配上环绕声音箱,包围感自然更好。这种模式适用于对AV输入的立体声信号进行处理。第35页，共77页，2023年，2月20日，星期一4.2.2超低音技术

1.超低音扬声器系统超低音扬声器系统是超低音技术的关键部分。由于电视机受机箱尺寸的限制,技术十分成熟的音响系统无法搬进电视机内,因而必须充分利用有效空间,采用优质扬声器和特殊的扬声器箱。目前此领域有两大流派:一是松下的多梦(Dome)扬声器系统,另一个是东芝的火箭炮(BAZOOKA)超低音系统。第36页，共77页，2023年，2月20日，星期一松下的多梦扬声器系统如图4-2-2所示,其基本原理是应用了声响管的共振原理。对于一个一端闭合的声响管,在其全长为L所决定的几个特定频率上会产生共振现象,该频率点为式中,C为声速。当n=0时,1/4波长等于声响管长度的某个频率的声波就会产生共振;同样,当n=1时,3/4波长等于声响管长度的另一频率的声波也会产生共振,依次类推,可构成超低音扬声器系统。松下的多梦扬声器系统的声响管长度为25cm,第一共振频率为340Hz。第37页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-2-2松下多梦(Dome)扬声器系统第38页，共77页，2023年，2月20日，星期一东芝火箭炮超低音扬声器系统如图4-2-3所示,是一个具有圆形构造的声响管扬声器箱,低音扬声器装于圆筒形结构的中央,其前方为闭室,后方有开口腔。这样一个系统利用声响管的共振使扬声器后方发出的声音像经过滤波器一样,截断了中、高音,形成了一个声学上的子低音系统。东芝使用4英寸扬声器的该种系统谐振频率可达67Hz，Q值为0.82。第39页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-2-3东芝火箭炮(BAZOOKA)超低音扬声器系统第40页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2.超低音电路超低音电路的作用是将伴音信号中30～120Hz的低音成分加以提升、放大,并通过超低音音箱重放出来。图4-2-4是超低音电路的组成框图,左、右声道信号是经过加法器求和运算后送入超低音处理电路进行处理的。在超低音处理电路中,信号的中、高频被抑制,低音成分得到提升,经前置和功放推动低音扬声器系统发音。第41页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-2-4超低音电路的组成第42页，共77页，2023年，2月20日，星期一4.2.3模拟的多伴音技术

1.频率分割副载波方式为了在伴音载波上传送主、副两路伴音信号,可以先用副伴音信号对超音频副载波进行调幅(AM)或调频(FM),然后与主信号合成一个频谱,再对伴音主载波调频(FM)。按两次调制方式的不同,这种多方式又分成调幅-调频制(AM[CD*2]FM)和调频-调频制(FM-FM)。这两种方式各有优缺点,目前,美国等国家采用AM-FM方式进行双伴音、立体广播,而日本等国则采用FM-FM方式进行双伴音、立体声广播。第43页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2.双载波方式这种方式是用两个伴音载波,两路伴音分别进行调幅。为了减小图像信号对伴音产生的蜂音干扰,主、副伴音载频的距离应选为半行频的奇数倍,这样也可使主、副伴音载频的差拍对图像干扰减小。我国规定主、副伴音载频的距离为半行频的31倍,即242.1875kHz。在这种方式中,主、副伴音载频与彩色副载波的差拍(2.07MHz、2.31MHz)对图像的干扰,应靠图像通道频响曲线在相应的频率上有适当的衰减来削弱。而主、副伴音间的相互串绕,特别是主伴音对副伴音的串扰,则主要通过接收机中性能良好的主、副伴音信号带通滤波来加以抑制。双载波方式主、副伴音的频带为0～15kHz,可以传送高质量的立体声节目。第44页，共77页，2023年，2月20日，星期一4.2.4NICAM(丽音)-728系统简介

1.NICAM-728伴音信号的编码

1)编码过程图4-2-5为NICAM-728多伴音/立体声伴音信号的框图。“728”是指丽音系统的信息传递速率即数据率为728kb/s。从图中可以看出,立体声的左(L)、右(R)两路声音信号或双语言的两路独立语音信号A、B,分别从两输入端口输入,首先是经过预加重网络,提高高音频分量,以便于后面电路进行处理和消除接收机解调、解码过程中产生的噪音,提高伴音通道的信噪比。然后经15kHz低通滤波器(LPF)限制音频信号带宽,避免A/D变换中由于取样产生的频谱混叠噪声。第45页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-2-5NICAM-728伴音信号编码图第46页，共77页，2023年，2月20日，星期一两路信号进入A/D变换器,取样频率为32kHz,并对每个样值进行14bit线性量化。为了降低传输码率,采用分段压缩技术,将数字伴音信号进行压缩,处理成10位。然后在10bit取样之后加一个奇偶校验位,以便进行误码保护。为了减小连续多位误码时对所传数据造成的影响,必须对压缩后的信号再进行位交织处理,即把原来数据的码序打乱,再按一定的规则重新排列。经过位交织处理后的数据信号,在传输、接收、解调、解码过程中,即使出现若干位的连续误码,经接收机解码器去位交织处理、恢复原来的数据次序之后,这些误码将分散到不同的样值中,从而使一个样值中出现多个差错的几率大大降低,提高了信号的抗误码能力。第47页，共77页，2023年，2月20日，星期一由于声音信号总存在着无声的时间间隙,这时数字伴音信号调制的载波频率的相位、幅度不变,这种能量集中的单频信号,容易对调频伴音和调幅图像信号造成干扰。为了尽量把这种干扰降低到不易觉察的程度,必须对交织后的数据信号流施以扰码处理,使之尽可能呈现为噪波状态。这样,不管数字伴音信号的内容如何,调制后的载波能量尽可能均匀地分布在整个通带的频谱上。经扰码处理后的数据流再进行差分正交相移键控调制(DQPSK),最后通过带通滤波器限制已调信号的带宽,以降低对调频模拟伴音信号及相邻近频道信号的干扰。第48页，共77页，2023年，2月20日，星期一2)NICAM数据压扩方法表4-2-1段落码与编码范围第49页，共77页，2023年，2月20日，星期一如果某一块的编码范围为1,则表示1帧(1ms)内有大幅度声音存在。对大幅度的声音,丢掉几位低有效数据所引起的幅度相对变化甚微,人们的听觉是觉察不到的。在NICAM系统中,根据14~10bit的压缩要求,丢弃了4个最低有效位。在接收机的解码器中,当得知编码范围为1时,就在10bit数码之后补上4个值为0的最低位,实现了10~14bit的扩展,可见这时解码器恢复的信号仅为10bit的分解能力。如果此范围中还有其他一些幅度的样值,恢复以后也仅有10bit的分解力。但由于人耳的遮掩效应,即当有大幅度样点存在时,人耳对其附近的小幅度声音的分辨力也大大下降,不会感觉出由这种量化噪声造成的失真。第50页，共77页，2023年，2月20日，星期一同样,对于一个编码范围属于5的范围,各样值的相对幅度都在±1/16之内,如果是正信号,至少高五位都是0,如果是负信号,至少高五位都为1。这样,只要保留作为极性标示的最高位,而弃相次的4个高位,就把原始的14bit样值压缩为10bit。在接收端的解码器中,当得知编码范围为5时,只要此范围内各样值的最高位之后补上4个与最高位相同值的位就实现了10～14bit的扩展。第51页，共77页，2023年，2月20日，星期一表4-2-2数据压扩方法第52页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2.NICAM-728伴音信号的解调、解码

NICAM-728双伴音/立体声伴音信号的解调、解码电路框图如图4-2-6所示。图像、伴音中频信号处理电路之前的信号流程和工作原理与一般电视广播接收机相同,只是在能接收NICAM制数字伴音信号的电视机中,一般都采用图像、伴音准分离方式,其第二伴音中频信号有两个:模拟调频伴音中频和数字伴音中频。根据我国的NICAM-D/K制规定,它们分别是6.5MHz和5.85MHz。两种不同的第二伴音中频信号通过不同的带通滤波器分别送到模拟伴音通道和数字伴音通道。模拟伴音通道的信号处理过程与一般电视机相同,数字伴音通道主要由数字伴音第二中频信号带通滤波、差分正交相移键控(DQPSK)解调、去扰码、去交织、检错与纠错以及NICAM数字信号的扩展、D/A变换、去加重等电路组成。第53页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-2-6NICAM-728数字伴音信号解调、解码框图第54页，共77页，2023年，2月20日，星期一4.3提高显示器质量的新技术4.3.1液晶显示技术

1.液晶通常将晶体状态物质加热到熔点就会变成透明的液体。但有一类有机化合物结晶体,将其加热到温度T1时,熔解成混浊的粘稠状液体,若继续加热至温度T2时,才变为透明的液体。通过观察,发现在T1与T2温度之间的浑浊粘稠液体具有双折射现象,表明有着类似晶体的光学各向导性。而在温度T2时形成的透明液体则显示光学各向同性。这种在T1与T2温度之间既有液体的流动性,又有晶体的光学各向异性的物质称为液晶。第55页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2.液晶的电光效应

1)电场效应

(1)扭曲向列(TN)型效应。扭曲向列型液晶盒的组成及其工作原理示意图如图4-3-1所示。在涂覆透明电极的两玻璃基片之间夹着厚度为10μm的P型向列型液晶层,液晶分子为扭曲排列。在液晶盒上、下两侧各有一偏振片,入射光侧的偏振片为起偏器,出射光侧为检偏器。起偏器的偏振方向与该侧基片表面的液晶分子轴方向一致。检偏器的偏振方向有两种选择:与起偏器的偏振方向平行或垂直。由于液晶分子扭曲的螺距为40μm,远大于可见光波长,因此,射入液晶的直线偏振光的偏振方向在通过液晶时沿着液晶分子轴扭曲旋转90°,不加电场时,当出射侧的检偏器的偏振方向与起偏器的方向平行时,出射光的偏振方向与检偏器的偏振方向垂直,则出射光被遮断,如图4-3-1(a)所示。当起偏器和检偏器的偏振方向垂直时,出射光通过检偏器,液晶盒呈透明状。第56页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-3-1TN型电光效应原理(a)不加电场时，液晶分子的排列遮断了出射光；(b)加电场时，液晶分子轴与电场E的方向平行，出射光透过液晶盒第57页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(2)宾主(GH)效应。将分子长轴方向与短轴方向对可见光吸率不同的棒状分子的二色染料作为“宾”,溶解在(作为“主”的)一定规则排列的液晶中,则二色染料分子方向与液晶分子平行。当在电压作用下改变作为“主”的液晶分子排列方向时,作为“宾”的染料分子的排列方向随着“主”分子的方向变化,从而改变了染料的可见光吸收特性,引起颜色变化。这种电光效应称为宾主效应。第58页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2)电热光效应外加电场并同时改变液晶温度,液晶的光学性质会引起变化,这种效应称为电热光效应。第59页，共77页，2023年，2月20日，星期一

3.液晶矩阵显示器的驱动方式

1)简单矩阵的驱动在简单矩阵的驱动方式的液晶显示器中,电极排列形式如图4-3-2(a)所示。其中,X电极为扫描电极,加扫描电压;Y电极为信号电极,加信号电压。X、Y电极的交叉点(Xi,Yi)就是像素。像素数目决定X、Y交叉点数。图中X、Y电极一个交叉点液晶的等效电阻为R,等效电容为C,所以X、Y电极群的各个交叉点液晶像素的等效RC并联电路通过X、Y电极的连接,形成一个主体电路,如图4-3-2(b)所示。第60页，共77页，2023年，2月20日，星期一矩阵显示常用的扫描方式有两种:(1)点顺序扫描。如图4-3-2(a)所示,选定一行Xi，依次选择Y1、Y2、Y3、……、Yn,扫描完一行,再选择Xi+1行,在点顺序扫描中,扫描一个像素的时间是扫描一幅图像所需时间的1/N2。这个比值称为“占空系数”。当N很大时,占空系数1/N2很小。由于液晶对驱动信号的有效值产生响应,所以当占空系数太小时,有效值电压的响应时间也少,这对液晶响应是不利的,要选择适当的N。第61页，共77页，2023年，2月20日，星期一

(2)行顺序扫描。如图4-3-2(a)所示,选定一行Xi后,依次选择Y1、Y2、Y3、……Yn同时加信号电压,即同时选择Y1、Y2、Y3、……Yn

。这行顺序扫描中,一个像素的占空比系数为1/N,显然它比点顺序扫描的占空系数大。第62页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-3-2简单矩阵驱动方式的液晶显示器(a)简单矩阵；(b)简单矩阵显示的立体电路第63页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2)有源矩阵液晶屏的驱动简单矩阵液晶显示中,液晶电极间的交叉效应严重地降低图像的对比度,而且现有液晶材料的阈值特性不陡峭,扫描受到限制,因此,图像的分辨力也不高。有源矩阵液晶屏能克服简单矩阵液晶屏的上述限制。其办法是在扫描电极和信号电极的交叉处安装透明的薄膜晶体管开关或非线性元件与液晶像素串联,使液晶电极之间的交叉效应减小,使液晶像素的阈值特性变陡。有源矩阵液晶显示屏又分为晶体管驱动和非线性元件驱动两类。第64页，共77页，2023年，2月20日，星期一

4.彩色液晶电视接收机

1)彩色液晶电视机的组成图4-3-3是采用a-siTET有源矩阵液晶屏的彩色液晶电视机的组成框图。从图中可以看出,在视频检波器检波之后,增加了色度信号解码电路和R、G、B信号处理电路,以及采用a-siTET有源矩阵的彩色液晶显示屏(180列×210行);视频检波器输出的彩色电视信号,一路送到伴音处理电路,产生伴音;另一路送到同步分离,产生行、帧同步脉冲fH、fF;还有一路经γ(γ≈2.2)校正后,送到色度解码电路和R、G、B信号处理电路,输出R、G、B基色视频信号。R、G、B三个基色信号分别经采样保持和Y电极驱动后,送出3行×180列Y电极信号。这时因为一个彩色像素需要R、G、B三个基色信号相加混色得到。行、帧同步脉冲触发扫描驱动器,产生210个每帧行扫描电压,送到彩色液晶显示屏的210个X扫描电极进行扫描。采样时钟频率fs是由行频fH锁相的压控晶体振荡器产生的。fs对一行基色信号采样180个样点,对R、G、B三基色共采样3×180个样点。第65页，共77页，2023年，2月20日，星期一图4-3-3彩色液晶电视机的组成框图第66页，共77页，2023年，2月20日，星期一

2)彩色晶体显示屏图4-3-4是嵌镶式三基色滤色片型相加混色的彩色液晶显示屏的横剖面示意图。起偏光片和检偏光片的偏振方向相同,同为垂直方向。TN液晶阀(见图中的色条)中掺有黑色染料分子,有利于关闭滤色片,使其不透光。不加电场时,液晶分子与上、下基片表面平行,但TN扭曲向列液晶层时,使沿液晶分子扭转90°,入射液晶的直线偏振光的偏振方向被遮断(亦即入射的光通不过滤色片),故在光出射端看不到滤色光。第67页，共77