电视接收技术

1、您现在的位置是：网络教程 ->第五章第五章 电视接收技术5.1 电视接收技术概论5.2 高频调谐器5.3 图象通道电路5.4 解码电路5.5 同步分离电路5.6 扫描电路5.7 显象管及其附属电路§ 5.1 电视接收技术概论5.1.1 电视的接收方式与信号分离一、电视的接收方式电视信号的接收，主要分为地面广播电视接收、电缆电视技术接收、卫星直播电视接收三种方式。普通电视机能直接接收地面广播电视和电缆电视，附加一定设备就可接收卫星直播电视。电视接收机的任务就是将接收到的电视信号转变成黑白或者彩色图象。它对电视信号可采用模拟或者数字处理方式。目前电视机正处在从模拟信号处理向数字信号

2、处理过渡的阶段，电视信号的接收正朝着数字处理和多种视听信息综合接收的方向发展。当代科学技术之飞跃，引起了电视接收技术的变革。其主要表现是：1.利用数字集成电路，对电视信号进行数字化处理，以便压缩频带，获得高质量的图象。2.利用超声波、红外线和微处理技术实现遥控。完成选台、音量调节、对比度、亮度、色饱和度、静噪控制、电源开关、复位控制等遥控动作。3.利用微处理技术进行自动搜索，自动记忆，预编节目程序。利用频率合成技术和存贮技术，在屏幕上显示时间、频道数和作电视游戏等。二、电视信号的分离电视台播送的高频电视信号的时域波形和频谱图分别如图4.73和图4.75所示。微弱和高频电视信号必须先经过高频放大

3、、变频、中频放大和视频检波后，才能变成具有一定电压幅度的彩色全电视信号；然后根据亮度信号、色度信号、同步信号和色同步信号在时域和频域中的特点，利用它们在频率、相位、时间、幅度等方面的差异进行分离，如图5.11所示。例如：视频检波后，图象信号（06MHz）和伴音信号（6.5MHz）可进行频率分离；亮度信号（06MHz）和色度信号（4.43±1.3MHz）可进行频率分离；亮度信号和复合同步信号，可以进行幅度分离；色度信号（行正程）和色同步信号（行逆程）可进行时间分离；和色度信号在频率和相位上不一致，可进行频率、相位双重分离等等。分离后的各种信号分别完成自己的功能，最后在显象管上显示出彩色

4、（或黑白）图象。电视机的电路组成就是根据上述电视信号的分离法则进行设计的。5.1.2 黑白电视接收机的组成图1.52示出分立元件黑白电视接收的方框图。主要由信号通道（包括高频头，中放，视放和伴音通道），扫描电路（包括同步分离，场、行扫描电路）和电源三部分组成。信号通道的任务是将天线接收到的高频电视信号变换成视频亮度信号和音频伴音信号。亮度信号激励显象管产生黑白图象，伴音信号推动扬声器产生电视伴音。扫描电路的任务是为显象管提供场、行扫描电流和各种电压，使显像管产生与电视台摄象管同步扫描的光栅。电源部分的任务是将交流市电转变成电视机所需要的各种直流电压。一、信号通道电视天线周围存在着各种各样的电磁

5、波，由天线和输入电路选出欲接收频道的电视信号，再经过高频放大器有选择性的放大，与本振输出的频率较高的正弦波混频得到中频信号。图5.13示出混频级输入和输出信号频谱变换图。在变频前，图象载频低于本频道的伴音载频；变频后，图象中频高于伴音中频。这是由于本振频率高于图象载频和伴音载频的缘故。但是，图象中频和伴音中频之差不变，例如，保持6.5MHz。图象和伴音两中频信号经公用通道放大进入视频检波级。检波器有两个作用：一是从中频信号中检出其包括-视频全电视信号；二是利用检波器的非线性作用，完成图象中频和伴音中频的差拍作用，产生出6.5MHz调频的第二伴音中频信号。检波级的输入和输出信号频谱变换如图5.1

6、3所示。检波器的输出信号不仅馈给视放级，而且馈给同步分离电路、自动增益控制（AGC）电路及伴音中放电路，因此采用射随器进行预放大，以加强其负载能力。预放级也有两个作用：一个将全电视信号和第二伴音中频信号分离。二是将全电视信号进行电流放大，分别馈级视放级，同步分离级和AGC电路；将第二伴音中频信号进行电压放大馈级伴音通道。因此，从天线至预视放称为黑白电视机图象信号和伴音信号和公共通道。全电视信号的一部分经视放级放大去激励显象管产生黑白图象。另一部分送到同步分离级，分离同步信号，用以控制接收机的扫描电路，产生与发送端同步的扫描运动。第三部分送到AGC电路，对高频头和图象中放的增益进行自动控制，从而

7、保证接收机的稳定接收。第二伴音中频信号经伴音中频放大电路的放大和限幅，由鉴频器解调出伴音信号，再经低频放大，推动扬声器产生电视伴音。鉴频器输入和输出信号和频谱变换如图5.13所示。图5.14示出视频检波前后的图象信号。检波前为图象载频信号，混频级前后的载频分别为图象载频与图象中频；检波后为图象视频信号。该图还示出伴音鉴频前后的伴音信号波形。鉴频前为调频信号，从天线至混频的载频为伴音载频，混频至检波为伴音第一中频，检波至鉴频为伴音第二中频。鉴频后为伴音的音频信号。二、超外差内载波式接收的优点上述信号接收具有两个特点；1.超外差方式；2.伴音内载波方式。超外差方式与直接放大方式相比，具有下列优点；

8、增益高、工作稳定。其原因是混频前后频率不同，相当于隔离，故多级放大不易自激。转换频道和调谐方便。容易形成残留边带接收所需的幅频特性，选择性好。超外差又分为单通道和双通道两种方式，如图5.15所示。其差别在于图象信号和伴音信号的分离点不同，前者在视频检波之后才分离，后者在混频之后就分离。在单通道方式中，图象中频和伴音第一中频公用一个通道进行放大，同时加入视频检波器，检波器除检出视频图象信号外，还使图象中频和伴音中频差拍产生第二伴音中频信号（例如6.5MHz）。因此，单通道方式亦称为伴音内载波方式。它与双通道方式相比，其优点是当高频头的本振频率发生偏移后，第二伴音中频始终保持不变，从而避免了鉴频失

9、真。而双通道则不然，本振频率的偏移引起伴音中频30.5MHz的偏移，使以30.5MHz为中心频率的鉴频器工作在严重的不对称状态，引起伴音的音频信号波形严重失真。理论分析证明：为了不使图象中频信号对伴音第二伴音中频信号引起严重的寄生调幅，必须要求图象中频信号的幅度U1 m始终要大于或等于伴音第一中频信号的幅度U2 m的二倍，即U1 m2U2 m。在负极性调制中，对应于白色电平图象中频信号的载波幅度最小。电视中的调制度通常规定为90，即白色电平时，图象的载波幅度为最大幅度（同步头的幅度）的10。所以要求进入检波器的伴音第一中频信号的幅度应当小于或者等于最大幅度5，这就是中频特性线中，伴音中频（30

10、.5MHz）要衰减至5（26dB）的原因。三、同步分离和扫描电路视频图象信号经过自动杂波抑制ANC电路，消除其中的干扰脉冲。送到同步分离，分离出复合同步信号，它分成两路：一路复合同步信号经积分电路分离出场同步信号。场同步信号使场振荡产生的锯齿波信号与发送端同步，场锯齿波信号经场推动和场输出级的放大，在场偏转线圈中产生场扫描电流，场扫描电流使显象管电子束作与发送端同步的垂直扫描运动。另一路复合同步信号本应通过微分电路分离出行同步信号来控制行扫描电路，使其产生与发端同步的行扫描电流，但是，为了提高行扫描电路的抗干扰性，现代电视接收机都采用自动频率相位控制（AFPC）电路。由于AFPC电路自身的特点

11、，可以直接将复合同步信号加入其鉴相器，并让行振荡的频率与其比较。如果两者的频率和相位存在差别，则输出与误差成比例的电压，并经过低通滤波器来控制行振荡器的频率，使其与发端同频同相，由于AFPC电路中低通滤波器的作用，行同步的抗干扰性大大加强。与发端同步行振荡信号经行推动和行输出级放大，在行偏转线圈中产生行偏转电流，行偏转电流使显象管电子束产生与发送端同步的水平扫描运动。另外，还将行扫描逆程脉冲进行升压、整流得到显象管需要的高压（1028kV）、中压以及视放电路需要的电压。若采用键控AGC电路，还需要行扫描电路提供行扫描逆程脉冲。5.1.3 彩色电视接收机的组成图5.16为PAL制彩色电视接收机的

12、方框图，它与黑白机有许多相同的地方，其主要不同点是了解码器和彩色显象管的附属电路，另外彩色显象管取代了黑白显象管。高频头、中频通道、预视放、伴音部分、扫描部分基本相同，其不同之处是伴音检波和图象检波要分开。解码器是彩色电视机所特有的，它相当于黑白电视机视放部分的扩大。它的主要任务是将彩色全电视信号进行解码，还原成R、G、B三个基色信号。它主要由亮度通道、色度通道、副载波恢复电路、解码矩阵四大部分组成。亮度通道的任务是产生不带色度信号的亮度信号，并要求它与色差信号在时间上保持一致，且具有适当的幅度。它主要包括自动清晰度（ARC）电路和副载波吸收电路，亮度放大电路，延时均衡电路等。色度通道主要由带

13、通放大、梳状滤波器和U、V同步检波电路组成，它的任务是产生U、V两个色差信号。副载波恢复电路由色同步选通放大，鉴相器，副载波晶体振荡器，PAL识别电路，电子开关，90°移相器等电路组成。它的任务是为U同步检波器提供与电视台同频同相的基准副载波，为V同步检波器提供±90°副载波。解码矩阵的任务是将Y、U、V还原成R、G、G三基色信号，经视放末级放大后，送到彩色显旬管，产生彩色图象。解码器还包括自动色度控制（ACC）和自动消色（ACK）电路等附设电路。彩色显象管的附属电路包括会聚（自会聚管不需要），几何畸变校正，白平衡调整及色纯调整，消磁等电路。5.1.4 集成电路电

14、视接收机的组成从60年代中期在电视机采用小规模集成电路，到近期采用中、大规模集成电路，电视机的集成电路化发展非常迅速。采用小规模集成电路的电视机称为第一代集成电路电视机，而采用中、大规模集成电路的电视机称为第二代集成电路电视机。我国自行设计或者制造的电视机集成电路有5G300系列，7CD系列和X系列等。国外的电视机集成电路品种繁多，常见的主要有HA系列（日立），KC系列和PC系列（NEC），TA系列（东芝），AN系列（松下）等。目前世界各国在电视机集成电路上各有特点。美国、日本趋向于把单元分得少一些，每个单元的功能较多，因此电路集成度高。而西德、法国、荷兰、英国等西欧国家则趋向于把单元电路分得

15、多一些，每一个单元电路功能少，生产中成品率高，成本低。重点是产品的标准化、系列化、通用化。有些电路单元，除了在电视机中使用外，还可以用在其他电子设备中，扩大了应用范围。图5.17是昆仑牌B341型集成黑白电视机，它由六块集成电路组装而成。除了高频谐调器、行输出、视放输出管和电源调整管外，其余有源器件，都由集成电路组成。它们的机芯可以通用于14时、16时黑白显象管，电、光、声性能均能满足一般使用要求，国内还有许多电视机与它相似。另外，还有三至五块集成电路组成的黑白电视机，这里就不一一列举例了。图5.18为日本东芝公司生产的C1421Z彩色电视机的方框图。图象中频系统由声表面波滤波器F1026Y和

16、单块图象中频集成电路TA7607AP组成。它能完成图象中频放大、视频同步检波、AGC检波、中放AGC和延迟高放AGC电路AFT电路、预视放及自动噪声抑制（ANC）等功能，是一块完整的图象中频系统集成电路。它的延迟AGC电压是负控的，以配合双栅MOS管高频调谐器的AGC电路工作。若要配合NPN晶体管高频调谐器的AGC电路，可选用TA7611P，它的延迟AGC电压是正控的，其他功能与TA7607AP相同。伴音系统采用TA7176AP集成电路，它包括伴音中放限幅、伴音鉴频及前置低放等功能，但是音频功率放大输出级则采用分立元件电路。扫描系统采用TA7609P集成电路，它包括同步分离、行AFPC、行振荡

17、、行预激励、X射线防护、场振荡、场激励等功能。行激励、行输出及场输出级均用分立元件组成。解码系统彩TA7193P集成电路，能完成受控色度放大、ACC检波放大，副载波恢复、消色、PAL开关、RY、BY色度信号同步解调、GY矩阵等功能。而亮度（Y）信号的处理电路及R、G、B视放输出级均由分立元件组成。利用集成块TC9002AP、TMM841P、TA7619AP、TA7315BP和电子调谐器相配合能完成电子选台、红外线或超声波遥控、在荧光屏上显示时间等功能。§5.2 高频调谐器5.2.1 高频调谐器的作用、组成和主要性能指标一、作用与电路组成高频调谐器亦名频道选择器或高频头。其作用是从天线

18、感应的电信号中选出所需高频电视信号、并进行放大，由混频级产生图象中频信号和伴音第一中频信号，并将它们送到图象中放通道进行放大。由于VHF频段（45210MHz）和UHF频段（470960MHz）所占频率范围很宽，通常采用甚高频（VHF）调谐器和超高频（UHF）调谐器分别接收。图5.21（a）为VHF调谐器的原理方框图，UHF调谐器也可以设计成类似的电路结构形式。但是，由于UHF信号频率很高，UHF调谐器（又称U头）的增益不容易做得很高。在U头工作时，可将UHF调谐器变成放大器，加以补偿。U头与VHF调谐器有两种连接方式：其一是两次变频方式（如图（b），先用U头把UHF信号变成较低的中频UHF（

19、实际上是VHF的一个频道）信号，再与VHF调谐器累接。其二是一次变频方式（如图（c），它是用U头直接得到图象中频（PIF）信号，并让VHF调谐器的本振停振。此时，只有VHF调谐器的混频器起作用，实际变成一级图象中频放大器。二、调谐器的主要性能指标1.杂波系数为了保证图象背景的纯洁、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；中一方面，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

20、噪声系数存在在下列关系：（5.21）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KP1、KP2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，一般要求调谐器总和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。对于镜象干扰和中频干扰应具有40dB的抑制能力。因为镜

21、象频率（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。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象。但当欲收频道电台关机台，干扰图象也随之消失，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±1.5±3.0Mhz，本振频率稳定度一般要求在5×1

22、04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，引起图象对比度下降和伴音对图象产生严重的干扰。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，导致图象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，从而使图象出现重影、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

23、信噪比。5.2.2 电调谐和AFT原理一、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。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。对于VHF频段，由于频道覆盖

24、系数可见Kc=Cmax/Cmin=16。上式说明，若要覆盖112频道，变容二极管的最大与最小电容之比Kc16，而且前器件只达到Kc6的水平。解决覆盖问题的方法是用开关二极管将电感L分为高低两段。例如15频道为低段，612频道为高段，每一段的覆盖系数Ki2，故Kc=Cmax/Cmin4，所以变容二极管可以满足要求。图5.22是利用开关二极管转换频段的原理图。当开关K连接到12V时，D截止，电感为（L1L2），电感量较大，对应于低频段（即电视15频道）；而当K接4V时，D导通，L2被大电容2200pF短接，电感只有L1起作用，电感量较小，对应于高频段（即电视612频道）。在高、低频段内接收哪个频道

25、，可改变电位器W的位置，使VB电压值变化，从而引起变容二极DD结电容变化来决定。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，应准确地等于图象中频频率。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，本振频率比主放回路的频率都高一个中频37Mhz，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

26、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）电路来提高频率稳定度。二、自动频率微调（AFT）原理高频头本振频率如果偏离正确值，将会使彩色图象和伴音产生失真，甚至收不到图象和声音，或者无彩色等现象发生。调节不准确或者环境温度变化都会引起本振频率的漂移，因此，造成收看同一节目时要多次进行调谐。AFT电路能克服上述缺点，其方框图如5.23所示。其原理是：将末级中放的输出，送给调准于图象中频37MHz的鉴频器。本振频率漂移时，未级中放输出的图象中频信号也偏离37MHz。因此，鉴频器输出相对应的直流电压（即AFT电压），加到本振回路的变

27、容二极管上，改变本振回路电容，使本振频率恢复正常。5.2.3 节目预选前面已指出；在电调谐高频头的变容二极管两端，每一个频道都对应一个确定的控制电压。节目预选是指将这个电压预先储存起来，当观众欲收看某频道时，将该频道的控制电压取出并加在变容二极管两端，从而使电视机自动地进入该频道工作，接收所希望的频道。记忆（存贮）这个控制电压的方式主要有三种：模拟控制方式；数字控制方式；利用语音识别技术加以控制。一、模拟控制方式它是利用手动可变电位器对某一固定直流电压分压，以取得相应不同频道所需要的调谐电压，再馈级变容二极管进行调谐，而波段转换则需要一组连动的多刀多掷机械开关进行调整。电位器精度要求较高，其个

28、数等于欲预置的频道数。此外，电源电压的波动和环境温度的变化都会引起调谐误差。图5.24是这种工作方式的一个实例。K1K2为节目预选触摸开关，D11D18为指示预选节目的发光二极管。K0是一个多刀三掷开关，可以分别选择VHF（15频道）、VHF（612频道）和UHF频段。具体控制方法是当K0处于三个不同位置时，BV、BSW、BU三点将输出不同的电压，从而达到选择以上三个频段的目的。W1W8记忆（存贮）预选频道所需控制电压，通过TA7177AP和TA7178AP和BG1的选通放大由BT端输出，再加到变容二极管两端，从而实现了预选频道的调谐。二、数字控制方式模拟控制方式仍然是一种机械控制方式，它存在

29、体积大和欲预置频道数有限的缺点。数字控制方式是利用数字存贮器来记忆变容二极管所需的控制电压，并通过微处理器进行数字信号的运算和控制，来实现高频头的调谐。它具有选台快速简便和精度高的优点。它又分为电压合成、频率合成和声表面波合成三种方式。下面仅就电压合成方式作一简介。电压合成方式是借助于微电脑技术，利用电压合成方法把各频道所需的调谐电压值数字化，并储存在存贮器中。当进行选台操作时，根据选台地址从存贮器中取出相应的数据，由D/A转换器转化为模拟的调谐电压进行频道选择。因此，它无机械磨损，可靠性高，容易实现自动的预置调谐，同时，大容量的存贮器可以记忆大量的频道数据，且具有很高的调谐精确度。图5.25

30、示出电压合成方式调谐原理方框图。微处理器根据主机键或遥控发射器的功能选择指令（如手动微调、手动预置、自动预置）及键盘的选台指令扫描，产生频道所需的调谐电压数字信号并储存在存贮器中。当确定了欲接收的频道后，便以存贮器中取出该频道的调谐电压数字信号，并经D/A转换器、低通滤波器形成模拟调谐电压送至高频调谐器进行调谐。在扫描搜索过程中，由本机产生的自动频率调谐（AFT）信号及表征正常接收状态的行同步检出脉冲共同形成由快扫描转为慢扫描的控制信号以获取精确的调谐点。微处理器还要提供电视波段的切换信号，以便进行VHF高低波段及UHF波段的切换。并且还馈给频道显示器预置频道的BCD码，以显示预置数字。而在最

31、新的集成度高的单片LSI中，还可以完成框图中其它功能，如包括有源低通滤波器、波段电子开关、AFT电压形成、行同步信号检出等等。三、利用“语言识别与合成”技术进行频道转换和电视机开关以及音量控制最新具有“语言识别”功能的彩色电视机是利用一个8位微处理器TMP9080AC组成控制系统并应用声音识别技术，通过口头指令直接进行操作的彩色电视机。它可实现频道转换、电源开、关和音量等三个方面的控制。它预先将有关控制内容的口头指令记录在机内，且存贮要识别的声音信号。当操作口头指令一经发出，该系统接收后就将它与已经记录的口头指令进行比较。如能识别，电视机就能按其指令而动作。例如，对着机内话筒说一声“八频道”，

32、电视机就马上回答“可以”，同时自动进入八频道工作。如果接收机对该指令不能识别，就会用声音回答“请再说一遍”，与此同时面板上表示“重复”的指示灯也亮了。电源开、关和音量控制也有类似的过程。上述控制内容，不仅可以通过口头指令进行，也可以按手动操作来完成。电视机发出的回答声音“可以”与“请再说一遍”两句，是预先存贮在半导体存贮器中，根据口头指令由微处理器来进行控制的。§5.3 图象通道电路黑白电视的图象通道是指高频头以后，处理图象信号的全部电路，它包括图象中放、视频检波、视频放大、自动增益控制（AGC）、消噪声电路（ANC）、自动频率微调电路（AFT）。各部分之间的相互关系如图5.31所示

33、。图象信号经过这个系统加工处理之后，就可以供给黑白显象管重现电视图象了。彩色电视的图象通道比黑白电视要复杂，主要区别在视频部分，增加了解码电路（见§5.4）。对于集成电路而言，由于视频末级放大通常是工作在高压大电流状态下，所以除视频放大外，其余所有电路均可用一至三块集成电路代替。5.3.1 图象中频放大电路一、作用与性能要求图象中频放大器是超外差电视接收机的重要组成部分。它的任务是将混频器送来的中频电视信号（包括图象中频信号和伴音中频信号）进行放大，使之达到视频检波器正常工作所需要的电平，接收机的主要性能指标，如灵敏度、选择性、通频带等在大程度上主要取决于中放的性能。图象中放应具有下

34、列性能要求：1.增益：分立元件中放电路的增益约为3070dB，集成中放电路的增益为4050dB，电视机各级增益可按图5.32进行估算。从天线至显象管可分为两段进行考虑：从天线至视频检波输出。设接收机灵敏20m V，视频检波输出电压为1伏峰峰值（1Vpp）；视频检波虽存在小信号检波失真的问题，但是，当视频检波输出幅度增大到1Vp时，则可认为不存在小信号失真。这一段的电压总增益，即85dB。通常高频头的增益不能做得太高，一般为25dB，视频检波器的衰减量为12dB，中放增益为72dB，所以分立元件电视机的中放增益为6070dB。由于集成电路的视频检波器大都采用乘法检波器，它有20dB的增益，因此，

35、集成电路中放的负担大为减轻，其增益只需4050dB就够了。从视频检波输出至显象管的输入端。显象管输入端的激励电压通常在20200VP1，按100VP1计算，视放增益KV=100，即40dB。2.幅频特性：中放幅频特性具有如下特点，如图5.33所示。图象中频应在特性曲线高端科坡的中点、且距离上、下端均为0.75MHz，这是因为电视信号采用残留边带方式传送的缘故。（参考4.7.1节）图象中频增益调得偏高，即37MHz衰减小于6dB，则检波输出的视频信号中低频部分幅度增大，高频成分相对减少。这将造成对比度增大，清晰度下降。反之，37MHz调得偏低，则视频信号低频成分减少，高频成分相对增加。这会引起对

36、比度下降，甚至出现重影和镶边。关于伴音中频（30.5MHz）吸收点。a.对于黑白电视机而言应衰减26dB，其原因有二：一是为了减少伴音对图象的干扰；二是为了减少图象对伴音信号的寄生调幅，（见5.1.2节）。b.彩色电视机要求伴音中频电平衰减至50dB。由于视频检波时还会产生副载波中频（32.57MHz）与伴音中频的差频（2.07MHz），为了减少它对图象的干扰，应将伴音中频信号振幅进一步衰减至50dB，副载波中频也要衰减至6dB。c.曲线在（30.5±0.1）MHz范围内应保持平坦响应，以便对伴音调频的两个边带信号能够进行均匀放大；另外，当高频头本振稍有失谐时，不致产生严重和伴音干扰

37、图象的现象。中放通频带B的宽度，应由37MHz频率点算起到图中所示的70幅度（3dB）所对应的频率点为止，要求B达到55.5MHz。因5.33实线所示曲线称为宽带中放，其优点是图象清晰度高，色度信号也得到均匀放大。图中虚线所示称为窄带中放曲线，前后沿不陡，又称为“馒头形”曲线，其优点是相频特性较好，2.07Mhz的干扰小，彩色电视机通常彩这种曲线。3. 选择性。中放频率特性必须具有良好的选择性，应能有效地抑制邻近频道的干扰。现举例说明选择性的重要性及其要求。以电视机正接收二频道为例，若高频头选择性不佳，邻近一、三频道信号部分地被接收（如图5.34a所示），则混频后得图（b）所示的中频信号。可见

38、，最近的干扰是高邻道（三频道）图象载频和低邻道（一频道）伴音载频。它们分别对应的中频频率是29MHz和38.5MHz。为了消除这些干扰，提高选择性，必须对以上两频率处加所谓“吸收回路”，使其放大倍数下降30dB，如图（c）所示。4. 自动增益控制AGC范围。从天线接收到的信号强度通常在100V至200mV的范围内变化。为了使电视机能适应在强信号作用下工作，必须要求中放和高频头的增益都能自动调整，整个AGC范围应达200mV/100V2000倍（66dB）。通常要求中放AGC能控制40dB，高频头AGC能控制20dB。5. 因为中放增益很高，极易引起自激，因此，要求中放电路应远离自激状态，保持工

39、作稳定。二、中频放大器的电路形式中频放大系统的特性应把混频输出级考虑在内，因为混频输出电路本质上是中频放大系统的一部分。中放系统的幅频特性应满足前节中所提出的要求，总增益应为70dB左右。中频放大电路的形式大致可分为三类：1. 多级LC参差调谐放大器。它一般由三级谐振频率不同的单调电路组成。只要给每一级回路配置适当的Q值，就可得到需要的曲线形状。其缺点是当AGC电压变化时，引起晶体管输出电容变化，从而导致中放特性曲线随AGC电压大小而变化。2. 两级双LC调谐放大器，它的电路形式如图5.35所示。其频率特性主要由混频输出级和三中放输出的两个双耦合回路的特性来保证。中间一中放和二中放的QL值很低

40、，通带较宽，所以AGC电压加到一、二中放时，对中放曲线的形状影响较小，从而改善了AGC影响中放曲线形状的缺点。3. 多级RC宽带放大器，它的电路形式如图5.36所示。其中放频率特性主要由混频级输出回路、第四中放的双耦合回路和吸收回路来保证。其优点是AGC电压对中放曲线影响更小，且调整简单，易于集成化。其缺点是RC放大器增益不高，故需要中放的级数较多。5.3.2 声表面波滤波器（SAWF）声表面波滤波器（Surface Acoustic Wave Filter）是1965年末出现的新固体电子器件，它广泛应用电子学的许多部门。声表面波中频滤波器可以取代LC中频滤波器，它能够获得优良的幅频特性和相频

41、特性，并且不需要。调整它轻巧、简单、可靠、重复性好，适合于大批生产。SAWF给图象通道部分的集成化带来了一次革新。一、声表面波（SAW）与声表面波滤波器（SAWF）所谓声表面波，就是沿着弹性固体（如铌酸锂，石英等压电晶体）表面或介面传播的弹性波，它实际上是一种超声波。声表面波有许多种，其中应用最广播的是瑞利波，它是由两个速度相同的声波（声横波和声纵波）迭加形成的，克勤克俭 质点运动的轨迹呈椭圆型。5.3.3 自动增益控制（AGC）电路为使电视机能够重现高质量的图象，要求输入信号必须具有一定的强度。但是，由于电视的接收状态即距离电视台的远近或者接收频道不同，电波的传输出质量与接收天线的好坏不同，

42、以及电源波动、温度变化、飞机或雷达干扰等原因造成了接收机的输入信号差别很大，因此输入信号的波动会对接收图象的质量造成严重的影响。输入信号过强时，可以导致图象对比度过强，灰度级数减少和图象上部扭曲，同步破坏，以及伴音失真并使图象清晰度下降，甚至造成同步不稳等故障。为了克服上述各种缺点，必须设置AGC电路。AGC电路是根据输入信号的强弱，自动地控制高放和中放增益，来保证电视机输入信号虽有变化，但是图象对比度却基本不变的。AGC电路的控制范围因电视机的级别而异，一般要求在2060dB之间。通常分配于高放AGC为20dB，中放AGC为40dB，AGC控制灵敏度要求在±3dB以内。AGC电路实

43、际是一个负反馈系统，输入信号越强，负反馈越深。它是依靠控制高放和中放晶体管的增益来实现的。控制晶体管增益有两种方式，利用减少集电极电流来减少增益的控制方式称为反向AGC；利用增加集电极电流来减少增益的控制方式称为正向AGC。正向AGC的优点是增益控制范围大，非线性失真小。缺点是需要较大的控制功率。反向AGC的优点是所需控制功率小，对增益一频率特性影响小。缺点是AGC电压引起的非线性失真较大。现代的晶体管电视机通常采用正向AGC，而由场疚管组成高、中放电路可采用反向AGC。AGC电压的形成方式有：信号平均值式，峰值检波式，键控式，延迟式等，这几种方式各有优缺点。平均值方式是利用视频信号的平均值来

44、控制增益。由于视频信号中的图象信号随着图象内容不同随时都在变化，因此，即使接收机的输入信号电平不变，视频信号的平均值也是变化的。这样得到的AGC电压不仅随输入信号的强弱而变化，而且随图象内容而变化，这就必然造成被控制的高、中放增益也随图象内容的变化而变化，所以这种方法一般都不采用。峰值检波式AGC电路可以克服上述缺点，因为其AGC电压仅与视频信号的峰值（行同步脉冲）成正比而与图象内容无关；其缺点是当混入的干扰脉冲幅度超过同步信号的幅度时，对AGC电路的影响较大，因此峰值检波AGC之前需要加杂波消除电路。另外，还可以采用键控式AGC电路来克服干扰脉冲对AGC电路的影响。延迟式AGC电路就是使高放

45、AGC的起控时间要比中放AGC的起控时间延迟一些。换句话说，就是等中放AGC的控制深度达到一定程度后，高放AGC再行起控。图5.313是这种控制特性的示意图。弱输入信号时，高、中放AGC都不起控，视频信号的输出幅度随天线输入信号的增大而增大。当天线输入信号达到某一电平时（例如A点），视频信号输出达到规定值；输入信号继续增加，中放AGC起控使中放增益下降，迫使视频信号的输出幅度基本不变。这时高放AGC尚未起控，增益仍为最大，这有利于提高整机的信杂比。当输入信号再增大至B点，中放AGC控制电压已接近最大值，中放增益差不多已不能再降低，这时高放AGC才开始起控，使高放增益随天线输入信号的增加而下降。

46、这时虽然高放增益降低了，但因输入信号很强，所以输出信杂比仍然很高。在电路中，高放AGC的延迟一般是由控制二极管的导通电平来实现的。5.3.4 图象中频系统集成电路一、主要性能指标1. 对幅频特性的要求与分立元件中放系统基本相同。但是，也有不同之处：其五，彩色电视对伴音频30.5MHz的衰减只需要26dB，这是因为视频检波通常采用同步检波，它产生的差拍（20.7MHz）干扰很小。其二，通常采用窄带中放馒头型曲线，处衰减6dB，因此fs附近的相位失真较小，从而得到最佳的彩色图象质量。2. 图象中放的增益只需要50dB左右，这也是采用视频同步检波的缘故。在分立元件中放中，二极管检波的增益是612dB

47、，而同步检波却有20dB增益。3. AGC控制范围的要求是：中放AGC的控制能力大于40dB，高频头AGC的控制能力也需要40dB。二、电路组成除了电视中频滤波器外，彩色电视机图象中频系统主要由图象中放，视频检波及AFT三个部分组成。第一代电视机的图象中放系统通常由三块集成电路分别完成中放、检波和AFT三大作用，例如5G313、5G39A和5G36；还有两块集成块（例如HA1144和HA1167）组成的中放系统。第二代图象中频系统集成电路是将上述三大作用集成在一起的单片集成电路。图5.314所示TA7611P就是典型的单片式图象中频系统集成电路，晶体管T1是中频前置放大器，以补偿声表面波中频滤

48、波器的插入损耗。经过中频滤波以后的图象中频（PIF）信号从脚以及（16）脚平衡输入到集成中放电路中，经过三级具有AGC特性的中频放大级放大后，送到视频同步检波器（它是由双差分模拟乘法器组成的视频检波器）。视频检波器的信号经过预视放放大后，从（12）脚输出视频电视信号及伴音第二中频信号，此集成电路采用了同步放大平均值式AGC检波以取出AGC电压。为了提高抗干扰性能，设置了噪声抑制电路，检波出的AGC电压经过直流放大后先控制中放末级，再控制第二中放，最后才控制第一中放。并且，经过RFAGC延迟后，从（4）脚输出RFAGC电压去控制高放级的增益。TA7611O是配合高放管为双栅场效应管的负向控制AG

49、C集成电路，其它作用和TA7611P相同，从（4）脚输出经过延迟后的负向RFAGC电压。经过限幅放大器取出的图象中频载波信号和经过移相90°的信号，在双差分鉴相器中进行鉴相，输出的直流误差信号经直流放大后，从（5）、（6）脚输出去控制高频调谐器的本振电路，以进行自动频率微调（AFT）之用。§5.4解码电路5.4.1 概述解码是编码的逆过程。解码器的任务，是对预放输出的彩色全电视信号进行与编码过程相反的信号处理，还原出R、G、B三基色信号。不同的彩色电视制式，其编码和解码的原理和方法不相同；即使同一种电视制式，其编码和解码的方式也并非是唯一的。概括地说，可分为模拟和数字处理两

50、种方式。若按电路分类，解码器可以分别由分立元件或者集成电路组成。图5.41是分立元件组成的模拟信号处理方式的解码器方框图，5.4.5节还要介绍集成电路组成的解码器。关于数字化解码器，读者可以参考有关文献。图5.41所示的解码器由亮度通道、色度通道、副载波恢复电路三大部分组成，下面分别叙述它们的工作原理。5.4.2 亮度通道亮度通道的作用是，从彩色全电视信号中分离出亮度信号，并经延时、放大和加入各种提高图象质量的附加措施。例如，勾边、黑电平钳位、机内消隐信号加入等，然后送至矩阵电路，它相当于黑白电视机的视频放大器。因此，亮度通道应该具有6MHz的视频带宽和足够的线性放大量，它主要包括副载波隐波器

51、，自动清晰度控制（ARC）电路，视频放大电路及亮度延时线。其方框图如图5.42所示。一、亮度信号与色度信号的分离可以利用两者的频率差异进行分离，分离过程如图5.43所示。用4.43MHz陷波器从全电视信号中分离出亮度信号，抑制掉色度信号，减少彩色副载波对亮度的光点干扰；用4.43±1.3Mhz的带通滤波器分离出色度信号，馈送给色度解调电路。抑制色度信号的目的是为了避免色度信号对亮度信号的干扰，以免图象清晰度下降。4.43Mhz陷波器在吸收掉色度信号的同时，必然也要将同样频率范围内的亮度信号成分吸收掉。因此，副载波隐波电路应是窄频带的，否则亮度信号中的高频成分损失太多，会使图象清晰度下

52、降。当彩色电视机接收轩白电视信号或接收彩色电视信号而色度信号很弱时，为了能收看到全清晰度（相当于6MHz带宽）的黑白图象，副载波陷波电路应能自动断开。这种图象清晰度的自动调整是由自动清晰度控制（ARC）电路来完成的。ARC电路如图5.44所示，R1、C1、C2、L组成桥T型4.43MHz陷波器。当彩色电视信号正常时，消色控制电压为高电平（例如4V）使D导通，陷波器起作用；当接收黑白信号或者彩色信号很弱时，消色控制电压为低电平（0伏）使D截止，陷波器不起作用，所以能收看全清晰度的黑白图象。二、亮度信号的延时电路理论指出：网络通频带越宽，信号通过后的延时越短。高度通道的带宽为6MHz，而色度带通滤

53、波器的带宽为2.6MHz，因此，亮度信号比色度信号要提前到达解码矩阵。如不采取补救措施，则会造成彩色镶边现象，如图5.45所示。为此，就在亮度通道中插入亮度信号延时电路，人为地使亮度信号延时0.51s，以便和色度信号保持在时间上的一致性。通常采用多节集中参数延时线或圆型分布参数延时线作为亮度延时线。三、视放二为了使亮度信号达到解码矩阵所需要的幅度，通常要进行视频放大。亮度信号是一个占有06MHz频率范围的宽频带信号，所以亮度放大器属于宽频带放大器，由于晶体管频率特性输出分布电容的影响，会导致高频响应变坏，为此需要进行高频增益补偿。在视放二，还要进行图象对比度和亮度的调节。实质上，前者是依靠改变

54、视频图象信号的幅度来调整的，而后者则是改变视频图象信号的直流电平。四、直流电平的恢复在黑白电视中，亮度信号推动直流成分时，只会改变重现图象背景的亮度。而在彩色电视中，如果三基色信号推动直流成分，则不仅重现图象的亮度要改变，且其色调和饱和度都会产生失真。因此，要求亮度通道必须正确地传送亮度信号中的直流成分。为此，常采用以下两种方式：从视频检波到显象管的所有电路采用直流耦合方式。采用交流耦合，但是在亮度放大器的末级或末前级加钳位电路；通常以行消隐电平作为钳位的基准电平，一般强迫钳位都在行消隐的后肩进行。5.4.3 色度通道色度通道的任务是从彩色全电视信号中分离出色度信号，并且还原成色差信号RY、B

55、Y，再与来自亮度通道的亮度信号合成为三基色信号R、G、B，并馈送给彩色显象管，重现彩色图象。色度通道包括带通放大器，色度与色同步分离电路，梳状滤波器，U、V同步检波器，解码矩阵等，其方框图如图5.41所示。一、带通放大器与ACC电路色度带通放大器的作用，是从彩色全电视信号中分离出色度信号（如图5.43所示），并将它放大到一定的电平，以满足激励梳状滤波器的要求。1. 频率特性色度信号在彩色全电视信号的6MHz带宽中，占有（4.431.3）（4.431.3）MHz的频率范围，如图5.46（a）所示。色度带通放大器的频率特性应与色度信号的频率范围相适应。一般中心频率为4.43MHz，频带宽度取f 2

56、MHz即通频带为3.45.4MHz，它的频率特性如图5.46（b）所示。如果电视机的图象中放频率特性采用窄带方式，色度信号的频率范围处于中放特性曲线倾斜的下降沿上（图5.47（a）斜线部分），经过视频检波以后的视频频率特性，在色度信号的频率范围以内仍然保持上述倾斜的特性（如图（b）。为了补偿中放通道引起的副载波衰减及色度信号边频分量的消弱，一般要提高色度带通放大器的高频特性（如图（c）。图（d）表示组合频率特性。2. 色度带通放大器输出的色度信号幅度应该稳定。这样才能保持亮度信号和色度信号的相对关系不变。尽管在高、中放设有AGC电路，但是AGC电路只能保证亮度信号的幅度不变，而不能控制由于通道

57、的振幅一频率特性畸变而造成的色度信号振幅的变化，这是因为AGC电路是根据电视信号同步电平的变化来调整高、中放级增益的缘故。在彩色全电视信号中，色度信号的幅度因受很多因素的影响，经常发生衰减。其原因除了电磁波的衰落和天线特性不良外，还可能是高频头的本振漂移或者微调不准确，使色度信号落在中放频率特必斜坡的较低位置。这时，色度信号的幅度小于正常值，破坏了色度信号和亮度信号的相对幅度关系，使彩色失真或者彩色信杂比变坏，为此，必须设置自动色度控制（ACC）电路。它是用一个随色度信号幅度变化的电压，去控制色度带通放大器的增益。这个电压不能从色度信号本身获得，因为色度信号是随图象内容不同有很大差别。通常利用

58、色同步信号的峰值检波取得，也可以通过由副载波恢复电路产生的、反映色同步信号幅度的半行频识别信号（见5.4.4节）取得。3. 电路实例图5.48是具有ACC功能的色度带通放大器，其频率特性由高通滤波器（C1和B1的初级电感）和双调谐回路（C2、L1和C3、L2）共同组成。ACC电路由ACC检波级BG2和ACC放大级BG3组成。控制信号取自半行频识别信号。在无半行频识别信号或其值较小时，BG2截止，这可以通过正确选择R2和R3而得到保证。只有当识别信号的负峰值较大时，BG2才导通。BG2输出中的缓变成分加到BG3的基极上，当色度信号强时，半行频识别信号的幅度加大，BG3的基极电位也随之提高，因而其内阻增大，BG1的负反馈加深，使增益降低。二、色度信号与色同步信号的分离色度信号和色同步信号的分离方法如图5.49所示。用两个门电路在门脉冲控制下交替导通，把色度信号和色同步信号分开。取出行同步脉冲，并经过一定延时，使它正好与色同步信号同时出现，作为门控脉冲。门控脉冲未到时，门A导通，让B关断，色度信号可顺利通过，形成色度信号；门控脉冲来到时，门A关断