电视原理第六章.ppt

第六章,电视接收与显示原理,电视机经历了电子管、混合式、全晶体管、集成电路（6片、3片、1片）多功能化、电调谐化、遥控、无调整化.黑白机只处理亮度，彩色机多一套解码器，不同的制式解码器不同，其余略同。以PAL制为例介绍电视接收机。,6.1电视机的组成,两大部分1.无线电接收、解调（通用）2.视频（伴音）信号处理（专用）：复制像素、排列成图,接收解调,应用通信电子线路放大方式：直接放大：高放+检波超外差式：先变成固定中频然后放大、选频、检波处理通道：单通道：图像、伴音合用部分通道简单、稳定双通道：图像、伴音分别放大不易串扰国产电视机均为“超外差单通道电视接收机”,6.1.1黑白机组成,一、无线电接收解调（各处频率、波形）,二、图像伴音处理,6.1.2彩色机的组成,原则上，把黑白机的视放换成解码器，把黑白管换成彩色管就成。实际上，彩色机对各种指标要求都要高，加了许多改善性能的自动控制（AFT、ACC、ACK、ABL）,PAL-D解码器（P299）,三条通道：伴音、图像、扫描亮度、色差色同步各处信号：分离、变换改进性能：ACC、ACK、箝位、会聚、色纯、枕校、白平衡、消磁、X线防护,各种分离，（变换？）,6.2模拟电视机高、中频通道,6.2.1高频调谐器一、组成任务：选出有用信号，变成中频接收范围：1-12chVHF头13-68chUHF头全频道？48MHz860MHz连续频率（增补频道）（CATV）高频头,调谐方式：机械改C改L电子变容管、开关二极管程式：VHFUHF,结构1、调感：4套线圈切换2、调容：4连可变电容同轴旋转3、电子调谐：结构简单全印刷电路化可靠、寿命长节目预选、自动化,二、性能要求,1、通频带、选择性带内8MHz放进，带外越小越好（主要是中、镜频）,2、增益和信噪比全机的第一级3、本振稳定本振漂移中频漂移，影响中频选频加AFT4、受AGC控制,三、电子调谐器,变容管UdCj组成回路加上偏置开关切换,节目预选器,选定一个频道，提供一组电压用按键切换用微处理芯片合成：电压综合式数字调谐（模拟人工调谐方法）频率综合式数字调谐（输入设置频率）,四、AFT（自动频率调谐）,目的：稳定本振（中频）频率方法：检测中频频率，把误差电压反馈控制本振完整的环路有时特指鉴频器,6.2.2图像中频电路,一、作用与要求1.增益60dB以上2.AGC控制量40dB以上3.特殊的中放幅频曲线（电视机特有）,理由：,残留边带要求，图像载频附近衰减50%为减少音、图互扰，伴音增益低26dB为保证带宽，-6dB通频带大于4.43MHz为抑制邻频干扰，带外衰减大于30dB重点：低频道伴音载频高频道图像载频注：彩电伴音-50dB及2.07M干扰一说是历史遗迹,二、中放实现方案,1.谐振放大器（配合吸收回路）2.宽带放大+集中选频IC宽带放大+声表面波滤波器集成化、免调试，插入衰减稍大（加预中放）,三、声表面波滤波器（SAWF）,弹性固体周期性振动沿表面传播压电晶体，伴随压电效应，电声变换传输效率与波长、叉指尺寸、重合包络相关频响曲线等于包络线的富氏变换特点：体积小、重量轻、简化电路、简化调试、一致性好、线性好、稳定可靠缺点：插入损耗较大适用于高频、超高频、微波,6.2.3视频信号检波,1.检出0-6MHz全电视信号（幅度解调）2.差出6.5MHz第二伴音中频把31.5MHz理解为38MHz的一个边频把检波器理解为非线性部件“混频”31.5M为信号，38M为本振（内载波）为减少调幅波的“本振”对输出幅度的干扰必须让检波器工作在“本振”控制的开关状态否则出现“蜂音”。（为什么伴音要降低为5%？为什么“单通道”更稳定？）,一、实现方案,1、二极管包络检波器分立、简单、效率低、无增益、干扰大2、IC模拟乘法器集成、有增益、输入小、干扰小,二、AGC（自动增益控制）,输入电平变化时，稳定输出电平电台原因：远近、功率、频道接收机：地点、位置、条件媒介：衰落、气候、太阳辐射造成显像管超出动态，部分黑白灰度被切割中放进入非线性，同步头被割，图像扭曲混频电压过大，交调、互调、黑白反转。,6.2.4伴音电路,完整的伴音通路从天线扬声器通常前段主要为图像服务，伴音通道特指音图分离之后的部分。一、作用1、分离出6.5MHz第二伴音中频2、放大、解调3、产生足够的功率推动扬声器,二、实现,功能1：LC选频放大6.5MHz陶瓷滤波器功能2、3：集成电路有多种组合KC583，TA7176，TA7680（与图像合并为一块）,6.3模拟视频信号处理,黑白机只有一个视放大动态（Vcc100V以上）宽频带（fT、分布电容）要补偿视频信号极性？,信号与显像管配合,丢失直流？红旗特写镜头,6.3.1亮度通道,大的功能如图技术细节：6.5MHz陷波，滤除伴音高频补偿（ARC，勾边），提高清晰度对比度、亮度控制箝位，恢复直流分量,一、放大器（略）,二、陷波器频响电路效果,三、勾边电路（轮廓增强）,勾边，补救清晰度原信号高频丢失微分再微分反相叠加还有一些更复杂的电路,四、箝位与亮度调整,电视信号含有直流分量，代表画面平均亮度与信号内容有关，人为补入的直流不能替代方法一：用直接耦合方法二：交流耦合，用箝位恢复直流电平电路：箝位电容，隔去已经失真的直流电平箝位开关，充当钳子箝位电平，重新安排基准电压,开关在指定时刻导通电容电压幅度Uc=A+E（或B+E）输出波形被提升了Uc调整基准电压E，用户可以改变亮度实例P252，,五、亮度延时线,色度通道频带窄，处理过程多亮度通道频带宽，响应快，不能同时输出延时0.6微秒实现：半集中参数,七、对比度调节,改变亮度通道的交流增益（亮度调节改变亮度通道的直流电平）,6.3.2色度通道,一、作用从全电视信号中分离出色度（频分）带通放大从色度信号中分离出色差（时分）色同步分离对色度相邻行取平均（频分）梳状滤波器正交解调（时分、相位分）同步检波器附属功能：ACC、ACK、色饱和度控制等,二、电路,1、带通放大放大：晶体管、IC选频：LC谐振中放带宽不足解调后边带不对称必须矫正选频+高通边带被矫正,ACC自动色度控制,色度的AGC，稳定色度信号的幅度AGC用同步头控制ACC用色同步控制（根据色同步的大小）方法同AGC，要求不高，一级足够,2、色同步分离,选通门（开关）色同步色差出现的时刻不同，用开关切换开关信号来源于延时的行同步头,ACK自动色度开关,发现没有彩色，或者彩色太微弱，关断送往后级的信号（干扰）控制信号来源于色同步的有无同时配上人工增益调节色饱和度,3、梳状滤波器,作用：时域对相邻行取平均频域分离Fu、Fv电路：,超声延时线,63.943S折合声波在玻璃里走17cm太长，用反射缩小体积,基带延迟线,相邻行取平均也可以在色差信号解调后进行，不再用考虑副载波相加时的相位问题。用开关电容或者CCD进行电荷平移（数字移位寄存器的移动概念，被移动的是模拟的电荷量）,4、同步检波器,梳状滤波器分离了Fu、Fv，尚未解调作用：把Fu、Fv解调为U、V把逐行倒相的V信号复原进一步分离U、V电路：模拟乘法器（包络检波器？）参考信号sinsct可解出Ucossct可解出Vcossct可解出V,6.3.3色同步通道（辅助通道）,后勤，前方需要什么，就供给什么1、基准副载波：0、90发射时没有，只有色同步，如何变成连续的副载波？振荡器+定时校正,2、逐行倒相信号（PAL开关）从识别信号中来：135鉴相3、辅助信号：ACC：色度信号偏大？偏小？ACK：是否是彩色？,一、选通门,用开关脉冲（延时的行同步头）控制例：,二、锁相环（PLL）三大部件,1、VCO产生基准载波，本身误差不能太大晶振,2、鉴相器模拟乘法器两个信号同相输出正两个信号反相输出负正交（90）？0,鉴相曲线,正弦波输入方波输入,常规锁相环：90处为平衡点大于90，输出负；小于90，输出正,间断的、相位交替的？,信号间断：加大滤波电容信号交替？设相位锁定在定相分量180（平均值上）看VCO频率漂移，能否拉回频率？1、Uo相位在90（正确位置，=90）N行：135-90=45输出正P行：225-90=135输出负，均值为0,2、Uo相位90）N行：135-45输出正P行：225-135输出负，均值为负3、Uo相位90（离开色同步180，90）N行：135-45输出正P行：225-135输出负，均值为正效果与180定相分量完全相同,在滤成平均值之前，每行交替的7.8KHz波动代表识别分量它的正负：PAL识别它的大小：ACC它的有无：ACK3、环路滤波器一个RC低通（略）,三、PAL开关,作用：把cossct变成cossct电路：模拟乘法器开关信号来源：双稳态触发器触发信号来源：行逆程脉冲（陡峭）识别信号来源：色同步135锁相环7.8K半行频，或另用鉴相器,6.3.4末级视放（解码矩阵）,一、作用：把色差和亮度合成基色把信号放大到足够幅度二、电路：G-Y矩阵，由IC完成（加加减减）基色矩阵，分立元件，高反压管Ube=Ub-Ue=（R-Y）-（-Y）=（R-Y）+Y=RIc=Ube/rbeUc=-IcRc-R（负极性信号，加到阴极）,三、白平衡调整（参见P336）,黑白信号时：R=G=B，电信号相等第一章代表光，系数相等第二章代表电压，相等现在能不能转成相等的光系数？单位“”不一样大？电子枪不对称？荧光粉效率？,暗平衡,加消隐电平大家应该都不发光校正截止电压调整各自的直流工作点使暗电平时刚好截止。有点像黑白机的“亮度”（LEVEL),亮平衡,增加亮度电压，大家应该按比例上升校对放大量（斜率）调整各路交流增益，使亮电平时均衡上升有点像黑白机的“对比度”（DRIVE),6.4扫描电路,电视机特有电路产生分布均匀、变化线性的磁场从全电视信号中分离出同步（行、场）完成扫描电流的产生、放大、输出，且受同步控制。,6.4.1同步分离,一、幅度分离将最大值用一个晶体管切下？信号大小？直流漂移？先箝位，对齐同步头，然后切割,箝位电容箝位开关箝位电平,实际电路,BE结代替二极管，直接放大导通时的电流加点正偏，克服死区同步冲下时，用PNP管抗干扰原理（略）（用ANC）,二、消噪电路（抗干扰、ANC）,正常图像在黑白电平之间变化超出黑电平的是“黑噪声”，破坏同步超出白电平的是“白噪声”，干扰亮点抑制：设立检测电平，当“信号”超过，限幅、钳位、关闭通道。,三、行场同步分离（宽度分离）,原则上微分得窄的行同步积分得宽的场同步实际上微分干扰太多，改用间接同步（自动频率控制）不必分离积分时间常数：RC4.7s，可滤除行同步RC160s，可滤出场同步不能同时满足，所以用2级积分，还可再加一级同步放大,6.4.2场扫描电路,不从电路分析角度，而从设计角度出发讲解，显像管是终端，围绕它、侍候它。任务：将电子束产生的像素排列整齐要使偏转线圈产生锯齿形磁场要有推动它的电流要有产生锯齿的振荡器振荡要被同步,一、偏转线圈,磁场分布均匀，不产生几何失真（结构）变化线性，不产生非线性失真（电路）,从激励电路看，是一个L、R串联（或许再加点分布电容）设用恒流源驱动，看有什么电压降？将来就加这样的电压。是锯齿电压吗？Ur=Riy锯齿UL=Ldi/dt不是锯齿！Uy=Ur+UL？,叠加后成为锯齿脉冲波场偏转电阻分量较大，锯齿明显，逆程呈现脉冲行偏转主要是感性，基本是脉冲波。,设计扫描电路,场必须要形成锯齿，线性放大、输出行一定不要锯齿，直接用开关信号驱动,二、场输出级,输出锯齿形电流，或锯齿脉冲波电压线性放大：甲类单管：供电用扼流圈不能集成乙类推挽：易集成，（OTL）原则上同音频放大器，放大50Hz和高次谐波，负载有感性分量，电流突变时感应出脉冲。,电路,前半周推动管导通电流较小，C极电压偏高，上管导通输出正半周后半周推动管充分导通，C极电压下降，下管导通输出负半周逆程推动管迅速截止，L电流不能突变，感应出一个脉冲,三、场推动级,给输出级提供锯齿电压（电流）Iy约百毫安末级输入数毫安（小于1V）小信号线性放大甲类，共发、共集,四、锯齿形成,用RC充放电产生为保证线性只用曲线的一小段开关由晶体管承当（分立元件时就是振荡管）,五、振荡（脉冲振荡）,间歇振荡多谐振荡负阻振荡（IC）RC充放电+SMT触发器例如555电路,六、同步,用同步脉冲触发，帮助振荡器提前导通把同步信号叠加在充电锯齿波上瞬间降低触发电平推论：自由振荡频率必须低于同步频率,七、场扫描非线性失真,原因：RC充放电信号失真放大器失真显像管延伸失真改善：用电流负反馈改善放大器失真用预失真补偿,6.4.3行扫描电路,一、特点负载以电感为主，外加若干分布电容功率大行幅大于场幅L占用很多无功功率担负电压变换,二、行输出电路,给线圈加开关脉冲？！因为所以电流随时间线性上升,对偶：,电感电流是电压的积分电容电压是电流的积分恒压源、开关、电感串联恒流源、开关、电容并联电流源向电容充电，开关短路放电电压源向电感励磁，开关开路退磁电容放电有很大的短路电流电感退磁有很高的感应电压（回收能量？）,1、基本电路,暂不管开关怎么实现标定参考电流方向标定电容电压方向设开关理想设电源理想,分析,t=t0，开关通，iy上升uy=-Ect=t1，开关断，iy向Cy充电t=t2，开关断，iy=0，uy最大t=t3，开关断，uy=0，iy负最大如果继续开关断，正弦振荡,看准时机，在iy超过负的最大值后的t4，uy=-Ec时接通开关此时开关端电压为零，平稳过渡Uy被电源电压锁定，iy保持此刻斜率有积分常数就是起始电流,效率来了：锯齿波幅度2倍Iy负值区向电源回输能量（无耗！？）如何控制晶体管在此刻导通？如果不通，开关上电压将是下正上负用二极管可以连通，形成负电流此二极管称阻尼管晶体管可以在负电流区间任意时刻导通,结论,给线圈加直流电压电流就能斜升扫描电流前段由阻尼管形成扫描电流后段由行输出管形成逆程由LC自由振荡形成，与其他无关Cy称逆程电容,2、实际电路,含直流分量：隔直不通直流的元件，从电源移到地线提供直流通路，并升压：行输出变压器现在只要提供占空比大约1/2的激励脉冲就能工作,3、高、中、低压电源的产生,电感电流不能突变，逆程激起高压易击穿晶体管易升成显像管需要的高压（约为8倍Ec）可以通过行输出变压器变成高压、中压、低压电源，提供电视机内多种电源的需要,三、行激励电路,产生足够的矩形脉冲推动行输出管工作状态：开关态电压幅度：数伏（通常用变压器变换）配合RC吸收网络抑制一些感性尖峰,四、行振荡电路,产生15625Hz占空比约1/2的方波受同步信号同步间歇振荡多谐振荡负阻振荡（IC）频率调整：调充电速度同步控制：（VCO）采用2fH振荡后分频，减少对场振荡器的干扰,五、自动频率（相位）控制,AFC？习惯（图6-30），AFPC？（P296）因为：场同步来自积分器，干扰小行同步用微分器，噪声脉冲干扰？思路：看到一个同步脉冲，不要紧跟照办，可能有假？看到一串脉冲都偏离，调整！,用间接同步,输入同步与输出（锯齿）