电视原理实验.doc

实验一 彩电的直观检查与内部结构剖析一、实验目的1利用彩色电视测试卡信号直观评价彩色电视机的质量。2熟悉电视机整机的基本结构，了解电视机主要部件的名称、形状与作用。3学会利用示波器观测视频信号的基本方法，通过观测视频信号，加深对光电转换过程的理解。二、实验设备TPETV2型电视实验学习机 1台彩色电视信号发生器1台双踪示波器 1台万用表 1块三、实验步骤1电视机的使用与操作插上电源线，将电视信号送至电视机天线输入端。开机，观测图像是否稳、清晰，彩色是否逼真，伴音是否正常。调节并认识图像的亮度、色度和对比度。特别提示：电视机要搁置稳定，显像管颈部位朝向隐蔽处，以避免受到碰击。打开后盖前清除电视机底板下的杂物，避免通电时引起底板短路。非经允许，不准调整底板及视放电路板上的开关和电位器，以免影响电视机整机性能。电视机内部许多地方带有高压电，通电测试或维护时，不要随意用手触摸，以免触电。2观测主要部件仔细观察机箱主体，找到显像管及偏转系统，注意显像管及偏转系统的结构特点及与之相连的其它附件的外形。仔细观察电路主板，找到行输出变压器、高频调谐器、开关变压器等主要部件，同时熟悉其它电视机专用器件。3检测视频信号通电前根据电路图在视放电路上找到显像管的3个阴极。视放电路板套在显像管管脚上，面对显像管管脚，从缺口处开始，管脚编号按顺时针方向递增，由此即可找到显像管的三个阴极。将标准彩条信号加至电视机的视频输入端。开机，使显像管屏幕上出现彩条信号。用示波器分别观测三个阴极的信号波形。观测波形形状，读出信号重复频率。四、结果分析1通过实训，能正确使用与操作电视机。2在实验中，对电视机内部结构及主要部件有初步认识。能由电路图在电视机中找到相应的实物。下面介绍在实训中应仔细观察的几种主要部件。显像管：显像管是电视接收系统的终端显示器件，其主要功能是将图像信号还原为光图像，实现电光转换。显像管由一根被绝缘层保护的导线缠绕，这根导线称为消磁线圈，它的作用是在每次开机时产生一个交变且迅速递减的磁场，以消除外磁场对显像管的影响。偏转系统：包括行、场偏转线圈和中心调节磁环，偏转系统套装在显像管管颈和锥体的相边处，其主要功能是控制电子束在水平方向和垂直方向的偏转，实现扫描。套在偏转线圈上的带柄的圆环内部含有磁极，可以影响显像管管颈处的磁场，对显像管内部电子束的偏转产生作用，其作用是调节电子束的会聚。显像管出厂前已经调好，因此，不能随意调节。电子调谐器：俗称高频头，主要功能是将各频道的电视信号进行选择、放大、混频，产生各种固定频率的中频信号。开关变压器：主要功能是与开关管等器件配合组成开关电源，为本机提供所需的各种直流电压。五、实验报告要求1整理实验记录。2根据检查结果，对所检查的彩色电视机作出质量评价。实验二 电源的测试一、实验目的1学会分析开关电源的滤波电路、振荡电路和电压调整电路。2掌握开关电源的电源滤波、振荡和电压调整等电路的工作原理及测试方法。3了解开关电源的电源滤波、振荡和电压调整等电路的技术数据和故障特点。二、实验设备TPETV2型电视实验学习机 1台彩色电视信号发生器 1台双踪示波器 1台万用表 1块常用工具 1套三、实验原理电源电路如图16所示。CN12机芯的电源包括整流滤波、稳压调整、保护三个部分。由市电输入的220V交流电压经整流滤波后，得到约300V不稳定的直流电压。该开关稳压电路输出6组直流电源。第一组为18V，供给伴音功放。第二组为130V主电源，供给行输出电路。同时，该组电源经过R141、N141等降压稳压后，得到32V直流电压，供给调谐电压产生电路。第三组为25V，供给行推动、场输出等电路。第四组5V2电源，为微处理器、存储器、控制板、字符定位电路的V702、V703、遥控接收器N941等供电。第五组是9V电源，为预中放V101、N201的R、G、B输出和行启动、视放末级的发射极和消亮点电路、AV接口电路等供电。第六组5V稳压电源，给调谐器、LA76810和束电流检测电路供电。下面，对开关电源工作原理进行简要分析。1整流滤波L503、C501组成型低通滤波器，防止电网的高频干扰进入机内。C503C506四个小电容并在整流二极管VD501VD504两端，防止高频浪涌电流损坏二极管。R502为整流滤波电路的限流电阻。RT501、XS502组成消磁电路，当电视机冷态开机时，RT501的电阻值只有十几欧姆,在消磁线圈内流过很大的电流，对显像管屏幕自动消磁。随时间图31 开关电源电路增加，RT501的电阻值不断加大，流过消磁线圈的电流也逐渐减小直到消磁线圈内的电流衰减为零。2稳压调整稳压调整电路采用并联自激式开关电源，它包括振荡、误差放大、稳压和激励等部分。开关电源的振荡电路如图17所示。接通电源后,整流输出的脉动直流电压通过R520、R521加在开关管V513的基极,另一路通过开关变压器T511初级绕组加在开关管的集电极。V513基极有电流注入后，开始由截止变为导通，在其集电极就有电流。由于绕组里有电流流过时，在其两端感应出一上正下负的电动势，同时在反馈绕组也感应出一上正下负电压。该电压经C514、R519耦合到V513，使V513从导通加速变为饱和状态。此时，由于反馈绕组也向电容C514充电。当C514上端电位低于0.7V时，开关管V513退出饱和进入放大区。同时，绕组的电流开始减小，并在其两端产生一上负下正的感应电动势。同样，在反馈绕组也感应出一上负下正电压，经C514加在V513的基极，使V513加速截止。如此周而复始，形成振荡。图32 开关电源的振荡电路开关电源的误差放大和稳压电路如图18所示。开关电源的稳压调整是通过调节开关管的导通时间长短来实现的，开关管导通时间长，初级绕组存储的能量就多，输出的直流电压就高。反之，导通时间短，初级绕组储能少，输出的直流电压就低。要实现输出电压的稳定，稳压电源至少要监测两处的电压变化：一处是主电压输出端，另一处是输入端的整流电压。（1）输出端电压监测：当负载和输入电压变化使130V直流电压波动时，通过R561、R562、RP551、R553分压，使三极管V553的基极电压也产生波动。如果130V升高，V553基极电压也升高，由于V553的发射机接稳压管，使其导通电流增加，流过光电耦合器VD515的电流也增加。经过光电耦合器VD515，使R515上的电压升高，V512导通电流加大。对开关管V513基极分流加大，缩短导通时间，减少初级绕组的存储能量使输出电压降低。（2）输入端电压监测：当输入的整流电压升高时，除了130V升高，还使流过R511的电流加大，R511两端的电压也升高，导致V511导通，注入V512基极电流增加，使V512V512导通更加充分，缩短V513的导通时间，使130V输出电压降低。图33 开关电源的误差放大和稳压电路3保护电路VD517、VD518、VD519、R517、R523组成双向限幅电路，当输入电压过高时，反馈绕组上感应的脉冲电压升高，限幅电路导通，流过R515上电流加大，使V512基级电位升高。V512饱和，由于V512的分流作用使开关管V513截止。保护了开关电源。VD514和R520、R521、R522组成钳位式保护电路。当反馈绕组脚上的脉冲电压升高时，R522两端脉冲电压也升高，使VD514导通，升高的脉冲通过VD514、R520、R521被钳在电源电压范围内，保护了开关管。4次级输出电路VD554、C564整流滤波后，经V583、R583、VD587、C574稳压滤波，输出的是9V电源。该电源经R209接到LA76810的脚，作为行振荡启动电源，并为LA76810的脚（R、G、B输出及预中放等部分电源）供电。另外，9V电源还作为视放消亮点电路、AV接口和场输出电路、高频头和ABL电路等的电源。VD557、C565整流滤波后得到的18V电源，供伴音功放使用。VD553、C563整流滤波，经V582电子滤波输出的25V电源，为场输出、行激励等部分供电。另外，该整流电压经V581、R581、VD533降压调节后输出5V2电源，为CPU存储器、波段开关管、红外接收器、字符定位脉冲整形电路的供电。5遥控待机状态遥控待机是通过CPU（D701）的脚（Power）输出电位控制，当脚为高电位时，V585、V586均饱和。V585饱和后，VD586正端接地。由于VD586的负端通过光耦的二极管和R555接到130V上，使其处于齐纳击穿状态，流过光耦二极管的电流始终较大，通过光耦三极管，及V512，使开关管V513截止，处于待机状态。另外，V586饱和使V583三极管基极电位为1V左右，输出电流减少，9V、5V电源供电的相关电路停止工作，V582的基极接地电位，切断25V电源输出。四、实验步骤1拔下电源接头，测插头阻值；按下本机电源开关，再测一次电阻，注意二者区别。2插上电源插头，打开电源开关，测C507两端直流300V电压。3测量V513集电极300V电压。测量以下6组电源电压：第一组为18V，供给伴音功放。第二组为130V主电源，供给行输出电路。同时，该组电源经过R141、N141等降压稳压后，得到32V直流电压，供给调谐电压产生电路。第三组为25V，供给行推动、场输出等电路。第四组5V2电源，为微处理器、存储器、控制板、字符定位电路的V702、V703、遥控接收器N941等供电。第五组是9V电源，为预中放V101、N201的R、G、B输出和行启动、视放末级的发射极和消亮点电路、AV接口电路等供电。第六组5V稳压电源，给调谐器、LA76810和束电流检测电路供电。4拔下电源接头，测电源保险管F501。五、数据的测量及信号的测试整理所测的各种参数和波形，填入自己设计的实验报告中。六、结果分析由L503、C507、C518等组成型低通滤波器，抑制开关电源产生的高频干扰串入电网。VD501VD504组成交流整流电路，C503C506四个小电容并在整流二极管两端，防止高频浪涌电流损坏二极管,起保护作用。R502为整流滤波电路的限流电阻。RT501、XS502组成消磁电路。当电视机冷态开机时，RT501的电阻值只有十几欧姆，在消磁线圈内流过很大的电流，对显像管屏幕自动消磁。随时间增加，RT501的电阻值不断加大，流过消磁线圈的电流也逐渐减小直到消磁线圈内的电流衰减为零。稳压调整电路采用并联自激式开关电源，它包括振荡、误差放大、稳压和激励等部分。接通电源后,整流输出的脉动直流电压通过R520、R521加在开关管V513的基极,另一路通过开关变压器T511初级绕组加在开关管的集电极。开关电源的稳压调整是通过调节开关管的导通时间长短来实现的，由于开关管导通时间长，初级绕组存储的能量就多，输出的直流电压就高。反之，导通时间短，初级绕组储能少，输出的直流电压就低。要实现输出电压的稳定，稳压电源至少要监测两处的电压变化：一处是主电压输出端，另一处是输入端的整流电压。由VD517、VD518、VD519、R517、R523组成双向限幅电路，当输入电压过高时，反馈绕组上感应的脉冲电压升高，限幅电路导通，流过R515上电流加大，使V512基级电位升高。V512饱和，由于V512的分流作用使开关管V513截止。保护了开关电源。VD514和R520、R521、R522组成钳位式保护电路。当反馈绕组脚上的脉冲电压升高时，R522两端脉冲电压也升高，使VD514导通，升高的脉冲通过VD514、R520、R521被钳在电源电压范围内，保护了开关管。VD554、C564整流滤波后，经V583、R583、VD587、C574稳压滤波，输出的是9V电源。该电源经R209接到N201（LA76810）的脚，作为行振荡启动电源。并经R207接到LA76810的脚，作为R、G、B输出及预中放等部分的电源。另外，9V电源经N503产生5V直流电源，为视放消亮点电路、AV接口和场输出电路、高频头和ABL电路等供电。VD557、C565整流滤波后得到的18V电源，供伴音功放用。VD553、C563整流滤波，经V582电子滤波输出的25V电源，为场输出、行激励等部分供电。另外，该整流电压经V581、R581、VD533降压调节后输出5V2电源，为CPU、存储器、波段开关管、红外接收器、字符定位脉冲整形电路等供电。实验三 高频头及中频通道的性能测试一、实验目的1学会分析高频调谐器和中放部分电路。2掌握高频调谐器和中放部分电路故障判别步骤和方法。3了解高频调谐器和中放部分电路的数据和故障特点。二、实验设备TPETV2型电视实验学习机 1台彩色电视信号发生器1台双踪示波器 1台万用表 1块扫频仪 1台常用工具 1套三、实验原理1高、中频电路高频调谐器和中放部分电路如图34所示。由天线接收的高频电视信号，进入高频调谐器U101，经高放、混频输出中频信号。高频调谐器的工作受微处理器脚输出的调谐电压、脚输出的波段开关电压和中频处理电路输出的射频AGC电压控制。中频信号经预中放、声表面波滤波器送到小信号处理集成电路N201（LA76810）的、脚进行处理。在N201内部完成图像中频放大，锁相环视频检波，AGC电压，AFC电压检测等处理后，从N201的脚输出视频信号经过C248耦合，再送到N201的脚，由其内部进行视频处理。图34 高频调谐器和中放部分电路 四、实验步骤1选择6个频道分别测量每个频道所对应的AGC，VT，UHF，VH，VL的工作电压。五、数据的测量及信号的测试整理所测的各种参数和波形，填入自己设计的实验报告中。六、结果分析调谐器输出的中频电视信号经过R101、C106耦合到预中放V101的基极，经过V101预放大后，由C111耦合到Z101声表面滤波器，再送到N201（LA76810）的中频信号入端、脚。微处理器D701（CHT0410）脚输出的VT（调谐）电压的PWM脉冲，经过R144耦合到V141的基极。脉冲宽度调制信号经过V141的集电极输出，再经过R146、R147、C147、R148、C148、R149、C149等组成的三节积分电路，把脉冲宽度调制信号平滑成线性上升的直流调谐电压。送到调谐器的VT端子，进行调谐选台。调谐电压的变化范围为133V，因此要提供一个32V的稳压电源。由微处理器D701（CHT0410）脚输出的波段控制电压，经过三极管VI05V107倒相隔离后，分别送到调谐器的BL、BH、BU端子，用于选台时切换接收信号的频段。由N201（LA76810）脚输出的射频AGC电压，经过C206、C131滤波后，加到调谐器的AGC控制端,控制高放级的增益。5V电源经过R131、R132分压后，加在调谐器的AGC控制端，作为该端的直流偏置电压。射频AGC电压的延迟调节由微处理器经过I2C总线控制，省去了延迟调节电位器，提高了整机的可靠性。对接收机的有限噪声灵敏度和AGC控制范围，均可由I2C总线数据调节。前置中频放大器V101及其偏置元件、调谐元件等组成前置中频放大器，放大中频信号。补偿声表面波滤波器的插入损耗。当N201（LA76810）、脚的AGC电压异常时，则可能是LA76810的、脚内电路不良或滤波电容击穿或严重漏电，从而使送往调谐器的AGC电压不正常。导致调谐器内部高放级增益减小，电视机接收灵敏度降低。若LA76810的、脚的AGC电压正常，再测量调谐器的RFAGC端的电压。若该端电压很低，可能是C131短路或AGC调节电位器不良。一般来说，只有中放AGC失控，仅产生图像上半部扭曲；若中放IFAGC与高放RFAGC均失控，则整幅图像杂乱无章。实验四 CPU的测试一、实验目的1学会分析微处理器电路。2掌握微处理器电路的故障判别步骤和方法。3了解微处理器电路的数据和故障特点。二、实验设备TPETV2型电视实验学习机 1台彩色电视信号发生器 1台双踪示波器 1台万用表 1块常用工具 1套三、实验原理1微处理器微处理器D701（CHT0410）的工作程序，在制造时已固化在内部的只读存储器（ROM）中。采用同一型号的微处理器的不同彩色电视机具有不同功能，并不是微处理器功能不同造成，而是在设计时，只采用了微处理器部分功能所致。微处理器工作过程就是执行指令程序的过程。在具备I2C总线控制功能的微处理器中，功能的设置和节目的调整通过遥控器进行。微处理器对外部电路的控制，采用数据总线方式和模拟电压方式（包括脉宽调制方式）。微处理器要正常工作，完成对整机电路的控制，不仅需要微处理器内部无故障，还需要必备的外部条件。微处理器正常工作的外部条件是：电源电压VDD、D701脚复位电压要正常、D701、脚时钟振荡要正常。2自动搜索预置节目自动搜索预置节目由波段驱动开关V105、V106、V107，微处理器D701、脚外部电路和微处理器内部相关电路共同完成。3数据总线数据总线信号由微处理器、脚组成。脚为时钟信号（SCL）输出端，脚为数据信号（SDA）输出端。该组数据信号通过I2C总线与存储器D702（AT24C08）进行数据交换，实现节目状态、电视机功能存储记忆。如果该组数据信号或存储器不正常，电视机光栅、图像、字符均会出现故障，整机将无法进入正常工作状态。4字符电路字符电路产生、定位与输出，由微处理器脚的外部电路和内部相关电路来完成。脚为R字符输出端，、为G、B字符信号输出端、脚为字符消隐信号输出端。脚为字符定位行脉冲输入端，脚为字符定位场脉冲信号输入端。5过流保护微处理器脚为过流保护检测端，对开关电源的5V、25V端电压和负载进行检测，当这几个输出端负载短路或无输出电压时，脚电压下降，微处理器内部保护电路启动，微处理器脚电源控制端输出高电平，控制开关电源回到待机状态，使开关电源停止振荡,无电压输出，行场扫描电路停止工作。图35 遥控系统6遥控控制遥控控制信号从微处理器脚输入，用遥控器进行控制时，脚电压在2V左右变化。脚输入遥控信号，由微处理器电路译码处理后，启动微处理器内部相关电路执行对应工作程序，通过微处理器实现对整机电路的控制。该部分出现故障时，将不能实现遥控控制。7键盘控制D701（CHT0410）的、脚为本机键盘扫描模拟信号电压输入端。按下、脚外接微动开关S901S906，微处理器在、脚输入的模拟电压范围进行判断，判别结果发出相应控制指令，启动微处理器内部指令程序电路执行对应的工作程序，完成对整机电路工作状态的调整。采用模拟电压作为本机键盘的输入信号的优点在于节约微处理器引脚个数，使电路结构简化，缺点是按键接触点老化或不良将导致微处理器误码，使电视机误操作。8存储器存储器D702采用AT24C08。存储器的作用是对整机电路的工作状态、功能、节目状态进行存储记忆。存储器与微处理器通过数据总线进行数据交换。存储器的供电电压为5V，和微处理器用同一个电源供电。存储器工作不正常，整机不能进人正常工作状态,不仅会造成节目状态不能记忆，还会出现整机功能丢失，光栅不正常等故障现象。四、实验步骤1测量CPU和存储器每个管脚对地的正向电阻。2测量CPU和存储器每个管脚对地的工作电压。五、数据的测量及信号的测试整理所测的各种参数和波形，填入自己设计的实验报告中。表31 CHT0416引脚功能和测量数据引脚符 号功 能静态电压伏对地电阻千欧(参考，跟表的特性有关)1BASS低音控制2MUTE静音控制34SECAM567POWER待机控制8TUNE调谐输出9GND地10XTAL1振荡11XTAL2振荡12VDD电源13KEYIN键盘输入14AFTINAFT输入1516KEYIN2键盘输入17RESET复位18FILTER字符振荡滤波1920VSYNC场定位脉冲入21HSYNC行定位脉冲入22R红字符输出23G绿字符输出24B蓝字符输出25OSDBLK字符消隐26272829SDAIC总线数据30SCLIC总线时钟31SAFTY保护控制32CS调试片选33ID白平衡调试检测输出34REMIN遥控输入35SIF伴音中频切换3637TVAVTVAV切换383940UU段输出41HH段输出42LL段输出表32 AT24C08引脚功能和测量数据引脚符号功 能静态电压伏动态电压伏对地电阻千欧红笔测黑笔测1A0地址端2A1地址端3A2地址端4VSS地5SDAIC总线数据6SCLIC总线时钟7TEST测试8VDD电源六、结果分析D701（CHT0410）的脚为系统复位端。复位是电平控制，复位电压的作用是在每次接通电源时，产生一个复位脉冲，对微处理器D701（CHT0410内部电路进行清零，使微处理器内部电路初始化，保证微处理器具备正常系的统功能。复位脉冲产生电路是由V702、VD704等元件组成，总电源开关接通时