彩色电视机原理与检修一体化教案

1、 彩色电视机原理与维修技能第一单元彩电基础第一节色度学基础知识一光和色电磁光给人亮度感和色度感。光的本质电磁波是一种特殊的物质，人眼不可见，人体无知觉的物质。波频谱中，4X10148X10i4Hz为可见光，只占电磁波频谱的一小部分。见图11。I无线电波线外可见光旳宇宙射线01051O101015IO201025(Hz)图11电磁波频率及基本性质可见光波长为380nm780nm，对应频率是4X10148X10i4Hz，包含人眼可以清楚分辨的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。不同波长的光给人以颜色不同的感觉。太阳光包含有所有的可见光，从红到紫。三棱镜或水中的镜子可以分解太阳光为七色光。物体颜色的产生有两

2、种形式，一是自身发光，二是反射发光。二人眼的视觉特性人眼对不同颜色的光的亮度感觉不一样，人眼最敏感的光的波长是555nm绿色。人眼视网膜中光敏细胞有杆状细胞和锥状细胞，杆状细胞灵敏度高，主辨明暗，但不辨颜色；锥状细胞有红、绿、蓝之分，分别感知红、绿、蓝。人眼对颜色的分辨率比对亮度的分辨率低。（有些动物不能辨别颜色或辨色不全，就是因为它们没有锥状细胞或不全。色盲则是锥状细胞出现了变异。）彩色三要素：亮度与光的强弱和波长（颜色）有关；色调与物质的吸收、反射特性及照射光源有关；饱和度反映颜色的深浅程度。三彩色图像的重现人眼能够辨别的颜色有一百多种，但电视系统不可能传送这么多种颜色的信息，而是选择人眼

3、最敏感的红绿蓝三种基本颜色，简称为三基色，分别用R、G、B表示。1三基色原理自然界中任何颜色都可以由红绿蓝三种单色光按不同比例混合而得到；反之，自然界中任何一种颜色都可以分解为红、绿、蓝三种单色。所以，电视系统可以通过只传送三基色就能还原出万紫千红的大千世界。2混色法红+绿=黄红+蓝=紫绿+蓝=青红+绿+蓝=白色互补色相加成白色红+青=白色红、青互补；绿+紫=白色绿、紫互补；蓝+黄二白色蓝、黄互补。空间混色效应：将三基色光点同时投射在屏幕上相邻处，当色点足够小，观察者相距色点足够远时，人眼看到的将不是三个色点，而是一种混合色，如上述“混色法”所列示例。彩色显示屏（包括电子射线显像管、液晶显示屏

4、、等离子显示屏等）就是根据三基色原理和人眼的空间混色效应制成的。3亮度方程式在饱和度为100的白光中，三基色对亮度的贡献是不尽相同的，实验证明，绿光最大为59，红色次之为30，蓝色占11，可以表示为Y=0.30R+0.59G+0.11B写成电压形式为Ey=0.3Er+0.59Eg+0.11EB实训老师演示1三棱镜分解太阳光，观察自然光的组成。2用标准彩色电视信号发生器向电视机送入彩条信号，并调整基色成分，观察成像效果。3调整电视机电路或软件设置，改变图像的基色成分或比例，观察图像效果。学生操作观察电视机屏幕，了解三基色色点的组成，空间位置结构。思考与练习1光的本质是什么？2可见光的频率和波长范

5、围分别是多少？3彩色三要素是什么？4解释三基色原理。5解释空间混色效应6写出亮度方程式。第二节彩色图像的传送怎样把R、G、B三种彩色信号发送出去，并且便于接收机还原？有多种方法都可以实现，但无论哪种方法，都必须要考虑与早先的黑白电视机兼容。一兼容制彩电1基本要求包括以下三个方面。（1）扫描制式与黑白机相同。（2）电视信号中必须包含亮度信号（为什么？黑白电视机其实就是亮度电视机），供黑白电视机重现黑白图像。（3）彩色信号频带宽度必须与黑白电视机相同。2兼容制彩电的基本原理过程方框图如下图12。图12彩色信号的发送与接收过程3彩电制式就是电视系统用于传输电视图像信息的工作方式，包括扫描方式（隔行或

6、逐行），扫描频率，每帧图像扫描行数，图像信号频带宽度，伴音制式等。不同的制式，决定着彩电接收机的电路结构和工作原理的区别。目前世界上有三大彩色制式：NTSC制式；PAL制式；SECAM制式。（注意：这里所说制式不包括伴音制式。）我们国家公共电视台都是采用PAL制式。二彩色全电视图像信号的形成过程彩色全电视图像信号，包含有产生图像所需的全部信息的信号，简称视频信号。电视机工作在“视频”方式时，其它影像设备向电视机输送的就是此信号（伴音信号需另接音频信号线）。电视机工作在“射频”接收方式时，视频信号是要靠电视机自己从天线（或闭路线）送来的射频（载波）信号中取得的。在发射机中，视频信号是怎样产生的？

7、它包含哪些信息？又是怎样发送出来的？这需要以下几个过程。1.三基色信号的分色录制由摄像机的摄像头分别取得R、G、B三路信号，即耳、Eg、EB信号。2传送信号的选定和再运算（1）亮度信号ey因为黑白机需要及人眼对亮度的高灵敏识别特性，需要传送亮度信号，亮度信号由三基色组合而成，即：Ey=0.3Er+0.59Eg+0.11Eb（2）色差信号ErY和EBY为了最大限度地减少色度信息对亮度信号的干扰，色度信息使用滤除了亮度信号的色差信号。三个色差信号的组成由下式运算表示：坯Y=0.70Er0.59Eg0.11EBEgy=-0.30Er+0.41Er-0.11EbEby=0.30Er0.59Eg+0.8

8、9Eb实践证明，三个色差信号中,egY的幅度通常较小，为了提高信噪比，实际上选择Er_Y和EbY传送。在接收机中，egY可以由下式计算而得到恢复。EGy030E0o11E0。59RY0。59BY并且，由三个色差信号以及亮度信号，可以进一步运算获得三基色，即ErEy+Ey=ErEgEy+Ey=EgEbEy+Ey=Eb频带压缩为了保证在与黑白机相同的06MHz频带宽度内传送Y及Er-Y、Eb-Y，必须对它们的频率宽度进行压缩。方案是，er-y和Eb-Y都只保留01.3MHz予以传送，高于1.3MHz的信号被滤除。如下图1一3所示。图13色差信号的频带压缩频谱间置频谱分析可知，亮度信号并没有把06M

9、Hz的频带全部占满，而是留有间隙的，而且越高频区域间隙越大。将色度信号安插在亮度信号的频谱间隙中频谱间置，就可以不用扩展彩色信号的通频带，又可以避免亮度和色度信号的相互干扰。如何实现频谱间置呢？就是用色差信号去调制一个载波的幅度，形成一个中心频率为载波频率的调幅的色度信号，即调幅移相。载波的频率选择在亮度信号的频谱高端的间隙处，PAL制为4.43361875MHz,NTSC制为3.58MHz。这里的载波也被称为副载波。这样，01.3MHz的色度信号就被转移到了亮度信号的高频段的间隙处。5正交平衡调幅怎样才能将两个色差信号调制在一个载波上？可以采用正交平衡调幅。设载波频率为，红色差信号v=er_

10、y，蓝色差信号U=eb_y，则正交平衡调幅后可以得到色度信号F（NTSC制）FVcost+UsintSS6彩色全电视图像信号的合成彩色全电视信号由色度信号F、色同步信号Fb、亮度信号虽和辅助信号ES（扫描信息）四个部分组合而成，简称为FBYS。（1）NTSC制的FBYS为FBYS=F+F+E+EBYS=Vcost+Usint+-Bsin（t+180o）+E+ESS2SYS（2）PAL制FBYS为了克服NTSC制色度信号容易产生色调失真，对电路的性能质量要求过高的缺点，PAL制色度信号采用逐行倒相正交平衡调幅。即色度信号在奇数行传送NTSC行F=Vcost+Usint，偶数行传送PAL行SSF=

11、Usint_Vcost。所以PAL制全电视信号FBYS可以表示为SSFBYS=Usint土Vcost+bsin（t土180o）+E+ESS2SYS7.射频信号的发送得到全电视信号后，发射机还要将图像信号调幅，伴音信号调频（频率比图像载波高6.5MHz），再将它们混合放大，得到的射频信号最后通过天线或闭路线发送出去。过程见图1_4。图1_4射频信号的获得与发送实训老师演示1利用标准电视信号发生器，产生亮度信号、色度信号、全电视信号、三基色信号、亮度信号，用示波器观察它们的波形，注意各种信号的区别与特点。2调整电视机的收看制式，观察各种制式下的图像和伴音效果。思考与练习1兼容制彩电需要满足哪些条件

12、？2彩色电视有哪些制式？我国采用的是哪一种？3彩色全电视图像信号包含哪些信号？写出它的表达式。4写出亮度、色差、PAL色度、NTSC色度信号与基色信号之间的关系式。5色度副载波频率是多少？我国电视系统第一频道的图像载频和伴音载频分别是多少？第三节彩色电视机的基本组成基本组成方框图包括高频调谐器、中频处理电路、伴音通道、亮度通道、色度解码器、矩阵电路、视放输出电路、行扫描电路、场扫描电路、系统控制、开关电源，以及显示器等。基本电路方框图如下图15。扬声器调谐遥控音量亮度亮度通道系统色度对比度色度解码R-YB-Y咼频调谐器 # #开关电源行场扫描1550Hz场输出彩色电视机基本电路方框图显像管 彩

13、色电视机的信号处理过程天线信号首先进入高频调谐器（俗称高频头），高频调谐器对信号进行选择、变频并放大，输出中频信号IF，IF包括38MHz图像载频和31.5MHz伴音载频。中频处理电路主要对信号进行放大、检波，伴音二次变频，获得全电视图像信号和6.5MHz的第二伴音中频信号。亮度通道主要是对亮度信号进行延时和放大，另外还对信号进行某些特效处理和改善补偿。色度解码电路的功能是从色度信号中解调出红、绿、蓝三个色差信号。矩阵电路用于混合运算亮度、色差和系统控制电路送来的字符信号，并以三基色方式对外输出。视放输出电路是对三基色信号进行放大，输出的信号用于调制显像管电子束强度，进而驱动显像管产生彩色图像

14、。行扫描电路产生与输入信号同步（15625Hz）的水平扫描电流，场扫描电路产生与输入信号同步（50Hz）的垂直扫描电流，分别送入行、场偏转线圈，产生偏转磁场，使电子束在屏幕上作上下左右偏转，进而显示出图像。系统控制电路相当于电视机的大脑，它接收人的指令，也受系统软件程序的自动控制，并产生相应的操作信号，控制整机各个部分正常工作。开关电源将220V市电变成电视机所需的多种直流电压源，分别向各个电路输出。三彩电发展史简介1分立元件时代电路元件以独立的电子管、晶体管等组成，电路体积大、成本高，结构很复杂，功能很少。2多片集成电路（四片以上）时代3大规模集成电路时代4遥控机时代5总线控制时代6超级芯片

15、时代7目前及今后的发展方向实训老师演示1利用标准电视信号发生器，产生亮度信号、色度信号、全电视信号、三基色信号亮度信号，用示波器观察它们的波形，注意各种信号的区别与特点。2调整电视机的收看制式，观察各种制式下的图像和伴音效果。3打开电视机机盖，向学生讲解电视机内部结构，说明主板电路的构成、显像管、扬声器、消磁线圈、面板控制键，以及相关连接线、插件等外观与安装位置特点。思考与练习1兼容制彩电需要满足哪些条件？2彩色电视有哪些制式？我国采用的是哪一种？3亮度信号、色度信号、全电视信号与三基色信号有什么关系？写出它们的关系式。 第二单元开关电源第一节开关电源特点和类型一开关电源特点1自身功耗小，效率

16、高，利用开关管高速开/关，产生脉冲宽度可变，平均输出电压可调的输出电压。工作电压宽，好的开关电源在电网电压在130260V之间波动时仍然能够正常输出。重量轻，体积小，主要是省去了输入变压器。过流过压保护功能完善，提高了整体的稳定性和可靠性。带负载能力强。易于实现多路不同电压输出。缺点是存在谐波辐射干扰，使电视机屏幕上出现网纹干扰。二.开关电源类型开关调整管的种类不同：分为晶体三极管、场效应管、可控硅、集成电路等开关管启动方式不同：分为自激式和它激式。开关管与负载连接方式不同：分为并联式和串联式，后者有机芯底板带电的缺点，使用较少，前者使用广。按待/开机方式不同：分为全关断待机和降压待机方式，早

17、期电视机前者用得多，近年新型彩电后者多用。第二节开关电源工作原理这里介绍脉冲变压器耦合并联型开关电源，以实习机长虹G2136K为例。一.组成框图见图21。各部分主要元件构成：整流滤波：启动电路：开关管：脉宽调整：自激反馈：光电耦合器：比较放大器：取样电阻：市电电源滤波：10.消磁电路：11.输出侧整流电路二电路工作原理1自激振荡原理。自激振荡电路如图22所示。1）启动期：刚开机时，+300V经启动电阻给开关管V513基极提供偏置，使开关管进入微导通状态，电流通路为I。弓+300V弓R520弓R521弓R522TR524TV513b极T地。2）上升期：V513Ib的启动，使其Ic渐升，T511中

18、L37感生电压Q正Q负，并互感L2中Q正g负产生如下正反馈过程：Ib刁TIc刁Tl37上正下负TL12上正下负TI经C514、R519、R524汇入IbTIb刁12abb此过程使V513迅速饱和，I上升到极大值。c饱和期：V513持续饱和导通，C514电流由下向上充电，电流逐渐减小，但能维持足够大的Ib使V513饱和。下降期：当C514充电电流小到一定程度时Ib=I+I,不能维持V513饱和，boaTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark34产生如下过程：Ib、TIc、TL37感生电压下正上负TL2上负下正I反向TUb、TIb、V513迅速截止。abb HYPERL

19、INK l bookmark36截止期：V513完全截止后，启动电流经R519TC514TL12T地,使C514充电为上正下负且逐渐升高，当C514上端电压升到约0.7V时，V513将再次导通并产生又一次“上升期”，以后周而复始。2稳压原理。输出电压“样品”取自+B130V,当+B过高时，将产生如下过程：+130V刁T.刁TI刁T光电管中光管光更亮T光电管输出电流I刁TIcex下降TIb2(=Io-Ix)减小TV513截止时间延长T开关变压器储能少T输出电压+B等下降。稳压电路工作过程如下图23所示130V+B3开机/待机控制原理。包括两个部分：1)开机/待机控制，该机采用降压待机方式，待机时

20、开关电源处于间隙振荡状态，主电源130V和场输出26V降低约1/2。控制过程是：经CPUgT控制管V585T箱位管VD585T光电耦合器T开关电源(V513)。电路见图24。2）小信号电路电源控制，即对5V1、5V2、9V、26V电源的控制。电路分析见图25。4保护电路包括过压保护与过流保护。电路图见图26。1）过压保护：当输出Uo过高时，变压器各绕组Ve1、Ve2必然也较高，当Ve28.5V时，VD519被击穿，反馈电流经VD518VD519R523V512，V512饱和C极电压降为零，开关管V513因b极被拉至0V而截止，输出电压降低2）过流保护：当Ic因故过大时，If也很大，流经R524

21、时，R524两端产生较高电压（左低右高），此高压经R526、R515分压加到V512b极，V512趋于饱和，V513趋于截止，Ic减小，完成过流保护。9V+E图Uoo+300VR515R526R523-C-立Ve2-VD519-C行AFC251）行振荡及AFC电路：LA76810脚内外电路配合，首先产生256倍行频=4MHz的高频脉冲；再经才分频后得到15625Hz方波，并在行AFC电路控制下微调频率和相位，使之与外来行同步信号同频同相同步，最后，行激励方波脉冲由LA7681027脚输出。2）行激励级（行推动）：主要由三极管V431和推动变压器组成，作用是将来自LA7681027脚行频方波脉冲

22、放大并进行阻抗变换，得到低压高电流的方波脉冲，向下一级行输出管b极提供低压大电流激励。3）行输出级主要元件有：行输出管（1500V,5A，50W）V432；行输出变压器T402；行逆程电容C436；S校正电容C442；行线性补偿电感L441、L442；行偏转线圈H.DY等。行输出电路工作过程简述：行管因基极受方波脉冲的激励而进入开关状态，在由+BT行管C、E极T阻尼管TS标正电容T行偏线圈T地-+B所组成的闭合回路中，行偏线圈反复充/放电而形成行频锯齿波电流，进而产生偏转磁场，并完成电子束的扫描。行输出电路工作过程示意图如下图66。正程前半段正程后半段逆程电流H.DY行线圈3535图66行输出

23、电路简化图三行输出电路的几个特点几个特点：1）失真校正与补偿Q扫描电流非线性失真校正：用“非线性失真校正电感线圈”实习机用L441、L442、L441本质是非线性电感，其电感量会随着电流增大而减小，扫描电流校正前后的波形如下图67。Q屏幕延伸性失真校正：采用合适容量的“S极校正电容”实习机用C442,使行扫描电流产生“S形畸变”如下图68。Q忱形失真校正：由于荧光屏曲率半径过大（大屏幕直角平面彩电特别严重）造成，使扫描光栅不是理想矩形而是枕形。校正方法：25寸或更小屏幕彩管，由特制的偏转线圈自行校正；29寸或更大屏幕彩电，采用专设的水平枕形失真校正电路。（电路参见有关大屏幕彩电电路图）2）行管

24、和阻尼管（在行输出管内部）为锯齿波电流提供扫描正程前（正向电流）、后（反向电流）半段电流；扫描逆程电流是经逆程电容振荡形成，行锯齿波行逆程脉冲电压高低和时间长短取决于行逆程电容容量。它们的关系如下：高压低逆程电容容量大，光栅行幅大、屏幕亮度低高压高，严惩时击穿行管，损坏电源逆程电容容量小COM二ERI二CLR.接口电路V8018041.2.3红外线接收系统控制中央控制微处理器(CPU)。工存储器。当AFC电压变化到S曲线的中点2.5V时，表明高频头调得最佳图像，此时CPU将对VT电压进行锁定并完成存储记忆。输入输出接口。将CPU输出的0V5V的脉宽调制信号转换为适合受控电路需要的电压。输入输出接口电路的典型结构见下图74。(b)电压上移型图74几种常见的接口电路4.时钟振荡。355复位。6本机键控矩阵。7红外发射器。8红外接收器。9字符输出电路。五遥控操作过程简介遥控指令发射器上的每一按键代表着一种控