电子调谐器与频道预选器

一、电子调谐器与频道预选器 电子调谐器即电调谐高频头,内部包含着许多调谐回路(高放回路,输入回路,本机 振荡回路),这些调谐回路又都是通过改变变容二极管的端电压来进行调谐的,故称电 子调谐器。 为了使选择频道时的调谐过程简便易行,彩色电视机采用调谐电压预先置 定并存储的方法,完成预置,存储记忆和控制不同频道调谐电压的电路称频道预选 器。电子调谐器和频道预选器二者是密切相关的。 1作用 高频调谐器其作用： （1）选台。从天线感应的电信号中选出所需高频电视信号。 （2）放大。 （3）变频。将接收到的任一频道的高频电视信号变成图像中频信号和伴音第一 中频信号，并将它们送到图像中放通道进行放大。 2。调谐器的主要性能指标 （1）杂波系数 为了保证图像背景的纯洁、无雪花状干扰，一般要求调谐器的杂波系数低于 8dB。为此一方面要减少回路的插入损耗；另一方面，应选用低噪声管以及合理安 排晶体管的工作状态来解决。 （2）功率增益 为了提高接收机的灵敏度和信杂比，一般要求调谐器的功率增益为2030dB同 时要求高低频道的增益差应小于 8dB。 高频电路指出：整机噪声系数（即杂波 系数）N F 与其各级的噪声系数存在下列关系： NF=NF1+（NF 2-1）/AP1+（NF 3-1）/AP1AP2+式中：N F 1、N F 2、N F 3 分别为第一级、第二级、第三级的噪声系数，而AP1、AP2 分别为第一级、第二级的功率增益。由此可见，若要整机的噪声系数小，起决定性 作用的是第一级放大器的噪声系数要小，而功率增益要高。因为高频调谐器正是电 视机的最前级，所以要求其功率增益大，噪声系数小。 （3）选择性与通频带 为了能顺利通过具有8MHz带宽的高频电视信号和有效地抑制邻近频道的干扰， 调谐器应有适当的通频带和良好的选择性。为此，一般要求调谐器总的频率特性为 双峰曲线，顶部不平度小于20，6dB处带宽应小于11MHz。如图4-4所示。 对于镜像干扰和中频干扰应具有 40dB 的抑制能力。因为镜像频率（等于本振 f0 加中频 fi 的频率）变频后，它和本振之差等于中频，能顺利地通过中放电路，故要 求高放级能及早将它抑制掉。 图 4-4 调谐器的幅频特性 （4）交叉调制 如果邻近频道的信号很强，由于晶体管的非线性，就会对欲收频道信号进行调 制，结果出现两个不同图像。但当欲收频道电视台关机时，干扰图像也随之消失， 这种现象叫做交叉调制。因此高频头对于邻近频道的抑制应尽可能地大。 （5）自动增益控制 当接收到的输入信号强弱变化时，为了使视放输出电压能保持稳定，通常都在 高放级加自动增益控制电路，并要求其控制范围大于20dB。 （6）本振微调频率范围和稳定度本振微调范围为1.53.0MHz，本振频率稳定度一般要求在510 4 左右。 如果本振频率偏高，则中频信号中与视频低端相对应的频率成分，将落在中放通频 带之外；而中频伴音信号却落在通带之内。结果，引起图像对比度下降和伴音对图 像产生严重的干扰。反之，当本振偏低时，中频信号中与视频高端相对应的频率分 量，将落在中放通频带之外，导致图像清晰度下降和彩色饱和度减少，甚至完全无 色。所以，在彩色电视机中，一般加有频率微调电路（AFT）以保持本振频率的稳 定。 （7）与天线馈线的匹配 高频头的输入回路必须与天线馈线的特性阻抗匹配良好。否则，会造成高频电 视信号多次反向、驻波比大，从而使图像出现重影、清晰度下降。另外，与天线馈 线匹配良好，调谐器可获得最大的信号输入功率，从而提高了输入信号的信噪比。 3电调谐和 AFT原理 （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。整个电视频 道所占的频率范围很宽,常把它们分为VHF(甚高频)和UHF(特高频)两部分， 如图4-5 所示。其中，VHF调谐回路由 LC 集中参数元件组成, 而 UHF波段则采用分布参数 调谐回路。图 4-5 电子调谐器组成图 （2）电调谐原理 高频头分为机械调谐和电调谐两类。早期电视机使用机械调谐比较普通，它是 采用鼓形开关或者转盘式开关来换接线圈，从而实现频道转换的，并且采用微调电 容或者微调电感的方法来实现频率微调。例如，联合设计的 KP122 型 VHF 高频 头就是采用鼓形开关换接线圈，实现频道转换，且利用微调本振线圈中的铜芯（即 微调电感）来实现调谐的。由于机械调谐体积大、且易磨损、寿命短，已逐步被电 调谐所取代。 调谐即改变回路的谐振频率， 从原理上讲，改变回路的电容或者电感的方法都能 达到改变谐振频率的目的来实现调谐。电调谐是利用变容二极管的结电容随其反向 偏压变化而变化的特点。让它充当调谐回路的可变电容，使用连续可调的直流电压 改变变容二极管的结电容来达到回路的调谐。 一个典型的变容二极管2CB14，其结电容与外加电压的关系如图4-6 所示。由图 可见，图 4-6 变容二极管 2CB14结电容变化曲线 当偏置电压从30V3V 时，电容 CJ 当偏置电压从30V3V 时，电容 CJ 变化范围为318PF ，其电容熔融变化比为：Cmax/Cmin=18/6=6 。 由变容二极管构成的调谐电路如图4-7所示。图中，电容C 数值较大，回路谐振 频率主要由 CJ 的变化决定。由图不难看出，基本的电子调谐原理为：RWU CJf0 从而完成调谐。 图 4-7 电调谐原理及等效电路 （3） 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Kf = fmax/ fmin = Cmax/Cmin （4-1） 对于 VHF频段，按我国频率分配标准，fmax=219 MHZ（对应12 频道中心频率）， fmin = 52.25 MHZ( 对应12 频道中心频率 ) 。所以，所需的调谐回路频率覆盖系数 Kf 为 K f = 219/52.5=4.17 (4-2) 相应地。要求变容二极管的变容比为 Cmax/Cmin = K f 2 =17.4 (4-3) 前面分析的 2CB14 变容二极管 Cmax/Cmin=6，可见它不能满足覆盖 VHF 频段中 112 频道的要求。故实际调谐回路设计中，将 VHF频端划分为高、低两个分频段， 分别为（L） 频段和（H）频段。对于频段采用稍大电感，对于频段采 用较小电感，大、小电感通过开关二极管的通断进行切换，再配以变容二极管进行 调谐，就可以全部覆盖 VHF频段。 和频段间转换的原理电路如图 4-8 所示。图中 L1 和 L2 是为了配合、 频段转换而设置的，开关二极管 VD 并联在 L2 两端。在接收频段时，因反偏而 截止，回路电感为 L1 + L2；在接收 频段时，VD 饱和导通，L2 被短路，回路电 感只剩下 L1。目前，电调高频头中频段转换大多采用 2CK 系列硅开关二极管，它 具有较好的开关特性。图 4-8 电调谐频段转换原理电路 对于 UHF 频段，通过计算表明，即使不划分分频段，采用像 2CB14 这类变容 二极管作调谐元件，已可以满足频率覆盖的要求。例如 对于 UHF频段，按我国频率分配标准，fmax=95125MHZ（对应 68频道中心频 率）， fmin = 471.25MHZ( 对应13 频道中心频率 ) 。所以，所需的调谐回 路频率覆盖系数 Kf 为 K f =95125 /471.25=4 故采用像2CB14 可以满足频率覆盖的要求。 电调谐与机械调谐相比，实现统调比较困难。统调亦称跟踪，它是指高频头调 谐于每个频道时，本振回路的固有频率和高放输入回路（高放回路）的固有频率之 差，应准确地等于图像中频频率。在电调谐的高频头中，转换频道是靠一个共同的 电压去控制上述三个回路中的变容二极管，使在每一个频道中，本振频率比主回路 的频率都高一个中频38Mhz，因此，这相当困难。必须采用下列两措施： 选择变容二极管，使其电容随电压变化曲线具有相同的特性。这样能使频率 变化的比值相同。但是，这还不能在每个频道上保证输入调谐回路，高放回路与本 振回路准确跟踪。采用与收音机相类似的两点跟踪法。 当外界环境温度和电源变化时会引起本振 的变化。为此，电调谐高频头必须采用自动频率微调（AFT）电路来提高频。 4 频道预选器 频道预选器的种类和电路形形色色， 有机械式、 电子式， 有按键开关、 触摸开关， 有红外或语音遥控式等等。但其原理无非是采用不同方法控制电子调谐电路所需的 各种电源、频道转换电压及调谐电压等。按频道预选器的控制信号分，可分为模拟 式和数字式；按控制形式分，可分为压控式和频控式等。通常，模拟采用电位器控 制方式，其中，电位器充当着调谐电压的记忆元件。目前国产电视机