最新新彩色电视机原理与维修

1、何祖锡 主 编彩色电视机原理与维修第2版电子教案第2章高等职业教育电子信息类贯穿制教材电子技术专业2007年11月 第2章 电视图像信号知识要点： 1.彩色全电视信号的组成、作用与特点。 2.电视信号的发送与接纳。 3.彩色电视机的根本电路组成。2.1电视制式2.1.1电视制式电视制式：是电视广播与接纳机之间商定的特定方式或技术规范。电视制式包括了黑白电视制式和彩色电视制式两部分。1.黑白电视制式黑白电视制式包括了扫描的方式方法及参数，及图像信号与伴音信号的带宽、调制方式等主要参数。部分黑白电视制式参见表2.1。我国采用D/K制。第2章 电视图像信号2.彩色电视制式彩色电视制式主要指彩色信号调

2、制的方式方法。三种彩色电视的制式的规范见表2.2。我国采用PAL制。彩色电视机的制式应包括黑白制式与彩色制式两部分。我国彩色电视机的制式为。 PAL-D/K制。2.1.2 兼容制兼容制是指彩色和黑白电视节目可以互看的电视制式。兼容制彩色电视制式要求：1彩色电视信号中要有一个亮度信号，被黑白电视机接纳显示黑白图像，又能被彩色电视机显示彩色图像的亮度2彩色电视信号中应有反映图像彩色的色度信号，用来传送图像的彩色。3彩色电视机与黑白电视机采用一样的黑白制式。2.1.3 三种兼容制彩色电视制式1NTSC制NTSC制一正交平衡调幅制。这种制式是用色差信号对彩色副载波进展正交平衡调幅，所以也称做正交平衡调

3、幅制。该制式兼容性较好，具有图像颜色明晰及电视接纳机电路构造简单等优点，但它对信号相位失真非常敏感，容易产生颜色失真。采用NTSC制的国家和地域主要有美国、日本、加拿大、墨西哥及中国台湾等。2PAL制PAL制一逐行倒相正交平衡调幅制。在NTSC制的根底上，将已调的红色差信号进展逐行倒相，抑制了NTSC制的相位敏感性，使颜色失真得到改善，但接纳机电路较为较复杂。采用PAL制的国家主要有德国、芬兰、奥地利、中国等。3SECAM制。SECAM制轮行调频制。这种制式是亮度信号每行延续传送，两个色差信号逐行轮番传送。两个色差信号对两个频率不同的副载波调频后，插入亮度信号一同传送。抑制了NTSC制的相位敏

4、感性，同样也使接纳机电路复杂化。而且，图像比前两种制式差。采用SECAM的国家主要有前苏联、法国、东欧各国及部分非洲国家。NTSC制、PAL制和SECAM制均可与黑白电视兼容，但因各种制式对色度信号传输处置的方式及解调电路存在差别，使得它们之间不能相互兼容。三种制式各有优缺陷，所以它们能共存至今。2.2彩色全电视信号2.2.1 亮度信号Y或A1亮度信号的获得亮度信号构成表示图如图2.1所示。在彩色电视系统中，先将反映景物的光经过物镜成像，再经分色镜分解成红、绿、蓝三个基色光图像，分别经过三摄像管把景物光像转换为红、绿、蓝三个基色电信号UR, UG, UB。UR, UG, UB信号用电阻矩阵电路

5、转换成为亮度信号UY。图中电阻矩阵的电阻值可由亮度方程决议。2.亮度信号的特点1亮度信号的幅度。亮度信号的幅度反映图像的亮暗的程度。彩色电视信号普通采用正极性视频信号。正极性视频信号用相对幅度 1100%来表示白图像，用零0%表示黑图像。也就是说信号幅度越大，图像越亮；幅度越小，图像越暗。2亮度信号的频率。亮度信号的频率反映图像所占屏幕面积的大小，即图像的繁简程度。例如，图2.2中a亮度信号为每行一个信号周期，即亮度信号的频率为行频fH。图2.2中b亮度号为每行四个信号周期，即亮度信号的频率为4fH。显而易见，图像面积越小，或者说图像越复杂，亮度信号的频率越高。3亮度信号的频带。从第1章可知，

6、PAL-D/K制亮度信号的B为5.5MHz，标称值为6MHz。f = fHf = 4 fH图2.2 图像频率计算表示图1H1H图像a1行信号波形图像b2.2.2色度信号F或C1.色度信号1基色信号：彩色图像分解得到基色图像，经摄像可得到基色信号。传送三基色信号可传送彩色图像，但在兼容制中已传送了亮度信号，亮度信号与三基色的亮度是反复的，会呵斥信号发射资源浪费。所以必需将基色信号中的亮度信号减掉。2色差信号：基色与亮度信号之差，即：UR-UY=UR-0.3UR-0.59UG-0.11UBUR-Y=0.7UR-0.59UG-0.11UB同理可得，UG-Y=-0.3UR+0.41UG-0.11UBU

7、B-Y=-0.3UR+0.59UG+0.89UB 色差信号中已没有亮度信号，所以称色度信号。传送色差信号即可传送彩色，但不用要三个色差信号都传送。由于： UY=0.3UR+0.59UG+0.11UB 此式可改写为0.3UY+0.59UY+0.11UY=0.3UR+0.59UG+0.11UB将上式移项并合并同系数项，可得：0.59(UG-UY)=-0.3(UR-UY)-0.11(UB-UY)两边同除以0.59得：UG-Y=-0.51UR-Y-0.186UB-Y阐明绿差信号可以在电视机中经过色差矩阵由红差信号与绿差信号再生出来。兼容制彩色电视发送端只需传送两个色差信号和一个亮度信号即可传送彩色图像

8、。电视机中首先由绿差矩阵得到绿差信号，再由三个色差信号与亮度信号得到三个基色信号，便可以得到彩色图像。UY+UR-Y=UR，UY+UG-Y=UG，UY+UB-Y=UB基色、亮度和色差信号的波形见以下图。2. 色度信号的调制色差信号的频谱构造与Y信号的频谱构造是一样的。将他们直接混合在一同发送，会相互关扰，在电视机中也很难将他们进展分别。为了在原有的Y信号频带内兼容色度信号，必需将色差信号移频，使之与Y信号的频谱构造错开，为此可采用频谱交错技术，将色度信号安插到亮度信号的频谱空隙中去。调制是一种最好的移频方法，不同的电视制式采用了不同的调制方式，NTSC制彩色电视采用平衡调幅制将色差信号移频。为

9、了方便调制须将色差信号先进展频带和幅度紧缩。1色差信号频带和幅度紧缩。利用人眼对彩色图像细节分辨力不高的特点，可将色差信号的频带紧缩在0.51.5MHz以内。PAL制将色差信号紧缩为1.3MHz。采用低通滤波器很容易将信号进展频带紧缩。为了使调制后的色度信号幅度不致于过大，必需将色差信号的幅度进展紧缩。将红差信号与蓝差信号分别乘以紧缩系数0.877与0.493进展幅度紧缩。V= 0.877xUR-Y U= 0.493x UB-Y 紧缩后的红差信号简称为V信号，紧缩后蓝差信号简称为U信号。2色度信号的调制。NTSC采用正交平衡调幅制。平衡调幅制就是抑制载波的调幅。正交平衡调幅制就是将U、V信号调

10、制在频率一样，相位相差900的两个副载波上。N制色度信号的矢量图如图2.4所示。通常，把U的平衡调幅波用Fu表示，把V信号的平衡调幅用Fv表示，副载波的角频率为sct。Fv和Fu相混合的正交平衡调幅称做已调色度信号，用F表示，图2.4 为 N制F信号矢量图F=FV+FU=UR-Ycosct+UB-Ysinct 上式也可用矢量方式表示，合成的F信号矢量如图2.4所示。矢量F等于两个互为正交平衡的调幅分量FV和FU的合矢量，所以F又可以表示为F=FV+FU= FM sin(ct+ ) FM=arctan(UR-Y/UB-Y)正交平衡调幅的已调色度信号既是调幅波，又是调相波。F的振幅FM与两色差信号

11、的幅度有关，反映了彩色的色饱和度；相角与两色差信号的比值有关，反映了彩色的颜色。为理处理NTSC的相位敏感缺陷，PAL采用逐行倒相的正交平衡调幅制。即在N制的根底上，U信号的的相位不变，将V信号进展逐行倒相后再对副载波进展调制。由于调制为相乘关系，也可以将V信号的副载波逐行倒相。设fu、fv为调制后的U、V信号，那么：第n1行传送：fufv简称NTSC行或N行第 n 行传送：fufv简称PAL行或P行第nl行传送：fufv简称NTSC行或N行第n2行传送：fufv简称PAL行或P行。以次类推。 将fv信号逐行倒相是为了减少颜色失真，由于信号相位代表颜色，所以在接纳端还必需将其相位再倒回来，否那

12、么会使颜色改动。PAL利用倒相行与不倒相行在传输过程中产生相反的相位失真，即相邻行彩色产生相反的颜色失真，可以减少颜色失真。3色副载波的频率与频带。为了使已调色度信号F的频谱与Y信号的频谱错开，使F信号与Y信号能共存于同一频带内，PAL制的副载波选择为4.43361875MHz，常用近似值4.43MHz表示。色度信号的频带为1.3MHz，调制后已色度信号的频带为2.6MHz。紧缩后的彩条信号的波形如图2.5所示。图中从上至下分别为V、U信号，调制后的FV、FU信号，亮度信号UY，以及已调彩条色度信号和UY信号叠加后的F+UY信号的波形图。彩条图像 2.2.3. 色同步信号B正交平衡调幅波抑制掉

13、了彩色副载波分量。在接纳端，要将彩色信号复原成原有的色度信号，那么必需首先恢复发送端抑制掉的副载波，并且保证与发送端副载波sc同频同相。因此，在传输彩色电视信号时，还必需发送一个色同步信号B。PAL制B信号在行消隐信号的后肩上附带传送一小串副载波信号约10个周期，用它来反映原副载波的频率与相位。色同步信号波形如图2.6所示。并且是逐行翻转的。色同步信号是一串有911个副载波周期的正弦波。PAL制B信号的相位与U信号相差，即n行的B信号相位为十，p行为225。如图2.7a、b所示。相对幅度为0.215白电平为1。其维持时间为2.25 s，位于行消隐期间，行同步信号之后，叠加在黑电平上，与行同步脉

14、冲后沿相距0.9 s，其位置如图2.7所示。2.2.4 消隐信号与扫描同步信号S1消隐信号。作用是消除行场回扫线。行消隐信号的作用是消除行回扫线，行消隐信号是一个脉冲信号。每行有一个行消隐信号，即它的频率和行频脉一样，为15 625Hz脉冲宽度为12s，幅度与黑图像信号一样，在正极性视频信号中相对幅度为零。场消隐信号的作用是消除场回扫线，场消隐信号也是一个脉冲信号。每场一个场消隐信号，即它的频率和场频脉一样，为50NHz，脉冲宽度为160s，幅度与黑图像信号一样，在正极性视频信号中相对幅度为零。2同步信号。同步信号的作用是控制电视机的扫描与电视信号的扫描严厉同步。行同步信号的作用是控制电视机的

15、行扫描频率，使之与电视信号的扫描同步。每行一个行同步信号，即其频率为行频fHD/K制为15 625Hz。同步信号的脉冲宽度为4.7s，在行消隐信号出现1.3s后开场。相对幅度为 -40%，即比黑图像电平低40%。场同步信号的作用是控制电视机的场扫描频率，使之与电视信号的场扫描同步。每场一个场同步信号，即其频率为场频fVD/K制为50Hz。同步信号的脉冲宽度为160s，在场消隐信号出现160s后开场。相对幅度为-40%，即比黑图像电平低40%。为了防止场扫描出现抖动景象，在场同步信号前后各有5个平衡脉冲。为了保怔在场同步信号期间行扫描也能同步，所以在场同步信号中加了5个开槽脉冲，作为场同步信号期

16、间的行同步信号。图2.8为同步信号波形表示图，图中省略了平衡脉冲和开槽脉冲。场消隐信号25H场同步信号2.5H行同步信号4.7s图2.8 同步信号波形表示图行消隐信号12s 1.3s注：l H=64sa行同步信号b场同步信号相对幅度0-40行同步信号彩色全电视信号由己调色度信号F，色同步信号B，亮度信号A和辅助信号S构成。的标淮波形图如图2.9 所示。2.2.5 PAL制编码过程上图是PAL制彩色全电视信号的编码框图。编码就是由三基色信号经变换与组合得到彩色全电视信号FBAS的过程。要阐明的是：1K脉冲构成B信号的过程：K脉冲为宽度为2.25s即B信号的维持时间，相对幅度为40%即即B信号的幅

17、度的脉冲信号，出如今行同步信号后0.9s。K脉冲经V平衡调幅后，可得到+cossct，和 cossct，即相位为900和2700的载波信号。K脉冲经反相为-K脉冲，经U平衡调幅后，得到-sinsct，即相位为1800的载波信号。在+法器中，相位为900 + 1800 = +0， 相位为2700 + 1800 = -0。 所以+法器输出的B信号Fb为 0。2gt为频率为7.8KHz，即行频的1/2，周期为2个行周期2X64s，脉冲宽度为64s的脉冲信号。它可以保证PAL开关逐行翻转，得到逐行倒相的副载波 cossct。3彩色电视机中由FBAS得到三个基色信号，它是编码的逆过程称之为解码。2.3

18、高频电视信号2.3.1 高频电视信号1.调幅制：彩色全电视信号采用调幅制。2.残留边带边带发送制。 即发送下边带的一部分0.75M和上边带的全部6MHz。 目的：紧缩频带，简化设备。一样的频率范围内可设置更多的电台；宽频带的放大器等电路的要求比窄频带的高。 3.负极性调制负极性调制是用负极性视频信号亮度暗电压高，亮那么低对高频载波进展调制。主要优点是：发射机输出效率高；干扰脉冲影响小。负极性调制的缺陷是同步信号的幅度最大，假设信号传输过程中出现限幅景象，同步信号被紧缩，会产出扫描不同步景象，为此电视机中须加AGC电路，防止 信号限幅。负极性调制的波形图如下：2.3.2 伴音信号的调制1.伴音信

19、号频率范围取20 Hz15 kHz，它与图像信号的频率范围06MHz是重叠的，将它与图像信号混在一同对高频信号调制，会相互关扰，电视机中也不易将其分别，为此必需将伴音信号先调制到一个载波上。使伴音信号的频率与图像信号的频率错开。2.伴音信号采用调频制，D/K制伴音的载频取6.5MHz。这个频率称第2伴音中频。采用调频方式的主要优点是已调频信号频带宽，所以音频信号的频带也宽，伴音音质好。3.预加重。即人为地预先提升伴音信号中高频分量的幅度，这称做预加重。为的是添加高频伴音信号的抗干扰才干。预加重电路的时间常数为50 s。第2伴音中频信号与FBAS混合后再对高频载波进展调幅，由于第2伴音中频信号是

20、调频信号，所以高频伴音信号仍为调频波。2.3.3 高频电视信号发射系统高频电视信号发射系统图放大混合放大调频调幅6.5MHz振 荡高频振 荡髙通滤波器髙频功 放摄像机话筒 FBAS FBAS FBAS SIF RF RF RF AUDIO AUDIOSIF 6.5MHz图像载频发射天线2.3.4 一个频道的信号频谱一个频道信号的频谱图一个频道信号的带宽为8MHz；伴音载频比图像载频高6.5MHz。2.3.5 高频电视信号的波段划分我国无线电视频道D分VHF和UHF两个波段：VHF频段共有12个频道，D15频道称做低频段48.592 MHz，简称VL段；D612频道称做高频段167223 MHz

21、，简称VH段。UHF波段共有56个频道470958 MHz，简称U段。VHF和UHF波段电视频道的任务频率范围划分见表2.5。增补频道Z，也称有线电视频道。它与无线电视广播的规范频道完全一样。 增补频道 Z1Z8安插在无线电视56频道(111-167MHz)， Z8 Z 38插在与1213频道(167 470MHz)之间。2.4 电视接纳机2.4.1 电视接纳机的电路组成方式1超外差式。天线接纳来的高频电视信号经混频器差频，转换成一个固定的中频，进展主要放大的电路方式。中频放大电路的增益比高频放大电路的增益高，又是固定频率不用调整，因此超外差电视机具有接纳灵敏度高，选择性好、便于频道转，以及任

22、务稳定可靠等优点。2通道程式。双通道式接纳机是中频图像信号和电视伴音信号在检波之前就分开，分别进入各自的信号通道，用两个中频放大器进展放大。它的特点是两个放大器都可以任务在最正确形状，增益大且灵敏度高，两个信号也不会产生相互关扰。双通道式电路复杂，调试也费事，极少被采用。单通道式接纳机中，图像中频信号和伴音中频信号同时经过图像中频通道，由图像中频放大器对两种信号进展不同的放大后，经视频检波后才分开。在单通道式电视接纳机中，两个中频信号共用一个通道，容易产生相互关扰。但由于电路简单，调试方便，绝大部分彩色电视机都采用单通道式。内载波方式。图像中频信号38 MHz与伴音中频信号31.5 MHz在图

23、像检波器中利用其非线性进展混频产生第二伴音中频信号6.5 MHz的方式被称做内载波方式。其优点是第二伴音中频信号6.5 MHz稳定，伴音质量好。设某频道的图像载频为RFp，伴音载频为RFs，调谐器本机振荡频率为fo，图像中频为IFp，伴音中频为IFs。其中，RFp与RFs是由电视台决议的，是比较准确的，所以6.5 MHz也比较准确。由于 RFs-RFp=6.5 MHz所以 fo-RFp=IFp=38 MHzfo-RFs=IFs=31.5 MHzIFP-IFP=38 MHz-31.5 MHz=6.5 MHz假设由于电源电压变化或温度变化等缘由，使fo产生变化，设增量为f，那么 IFp=fo+f-RFp=