搜索
CRT彩色电视机维修主讲：李老师第一章彩色电视机的基本原理1.1光学知识彩色电视机是在黑白电视机的基础上发展起来的，它除了像黑白电视机那样传送图像的亮度信息外，还传送图像的颜色信息，所以，应先了解一些有关彩色的基本知识。1.1.1光与彩色1.色是光的属性可见光和无线电波在本质上是相同的，都是电磁波。电磁波的频率范围很宽，为105——1025HZ。根据波长的不同，电磁波具有不同的性质，它包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线（宇宙射线）等。其中只有波长为780nm——380nm（1nm=10-9m）这一段是人眼睛所能看到的光，称为可见光。红蓝绿黄橙青紫可见光名称频率无线电波红外线紫外线X射线射线（宇宙射线）105HZ1010HZ1015HZ1020HZ1025HZ3X103m3X10-2m波长可见光谱波长nm630可见光在电磁波波谱中的位置3X10-7m3X10-12m3X10-17m780600580510450430380在可见光中，不同波长的光作用于人眼引起的颜色感觉是不一样的。例如：波长为400nm左右的光给人以紫色的感觉，波长为540nm左右的光给人以绿色的感觉，波长为700nm左右的光给人以红色的感觉。可见光范围，随着波长的缩短（即频率的升高）可划分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。另外，太阳光（日光）是最常见的白光，包含有380——780nm范围内的所有光谱分量。我们让一束太阳光照射到一个分光三棱镜上，经折射后就分解成不同颜色的光束。通常我们把单一波长的彩色光称为单色光，把包含两种或两种以上波长的光称为复合光，把日光中含有的一系列单色称为色谱。玻璃棱镜红橙黄绿蓝紫白光注意：虽然一定的光谱分布表现为一定的颜色，但是同一种颜色却可以由不同的光谱分布来组成。例如：紫色可以由单一波长的紫色光所产生，也可以由波长不同的红色光和蓝色光混合来产生，两者给人眼睛的感觉是相同的。又如，白光可以由所有波长的光按一定比例混合来产生，也可以用红色、绿色、蓝色三种颜色的光按一定比例混合来产生。这一特性是彩色电视机的理论基础。2.彩色的三要素任何一束光对人眼所引起的视觉总效果包括两个方面：一是亮度，用字母Y表示；二是色度（即彩色），用字母F表示。色度又包括色调和色饱和度两个方面。通常将亮度、色调和色饱和度称为彩色三要素。（1）亮度：是指彩色光作用于人眼所引起的明暗程度的感觉，它与彩色光的强弱、波长有关。彩色光线的波长一定时，光线越强，亮度越大；光强度一定时，波长为550nm左右的绿色光产生的亮度最强，随着波长的增大或减小，彩色光的亮度也逐渐减小，直到为零。（2）色调：表示颜色的种类，即是什么颜色，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。它是彩色的最主要的特征。对于单色光，色调取决于光波的波长，如波长为700nm的是红色光。（3）色饱和度：表示彩色的纯度即掺入白光的程度，或者说是表示彩色的深浅程度。对于同一色调的彩色光，饱和度越高，颜色越鲜明或者说越纯。例如，对于红色我们就说是100%的饱和度，当白光加于红色时，它则被冲淡为粉红色或浅红色，其基本色调还是红色，但饱和度降低了。简单地说，淡色的饱和度比鲜明的颜色要低一些。饱和度还和亮度有关，因为若在饱和的颜色中增加白光成分，增加了光能，因而变得更亮了，但是它的饱和度却降低了。注意：如果在某色调的彩色光中，掺入别的彩色光，则会引起色调的变化，只有掺入白光时才会引起饱和度的变化。1.1.2三基色原理及混色法1.三基色原理人们在对人眼进行混色实验时发现，只要用三种不同颜色特选的光按一定比例混合就可以得到自然界中绝大多数的彩色。例如，将红、绿、蓝三束光投射在白色屏幕上的同一位置，并不断改变三束光的强度比，就可在白色屏幕上看到各种颜色。通常把具有这种特性的三种颜色叫三基色。彩色电视机中使用的三基色就是红（R）、绿（G）、蓝（B）三色。根据这一现象可得出三基色原理：（1）自然界中绝大多数彩色可以分解为一定强度比的三基色，三基色按一定比例混合可以得到自然界中绝大多数彩色。（2）用三基色混合而成的彩色，其亮度等于三基色的亮度和，其色度决定于三基色的混合比例。（3）三种基色相互独立，即任一基色不能用其他两种基色混合得到。三基色原理是对彩色进行分解、合成的重要理论，也是实现彩色电视的理论依据。根据这一原理，要传送和重现自然界中各种彩色，无需传送每种彩色的色度与亮度信息，而只需传送比例不同的三基色信号，从而使彩色电视广播得以实现。2.混色法彩色的混合方式有两种：一种是彩色光线的混合，即用各种不同颜色的光线混合在一起而产生不同的彩色，称之为相加混色；另一种是彩色颜料的混合，称之为相减混色。在彩色电视技术中采用了相加混色方法。三原色（红色、绿色、蓝色）红色：R绿色：G蓝色：B黄色Y紫红色M青色C白色WG+R=YR+B=MG+B=CR+G+B=W用等量的红、绿、蓝三基色光进行相加混色的示意图在相加混色的情况下，如果某两种光相加的结果是白光，则称这两种色光互为补色。依此，红色与青色、绿色与紫色、蓝色与黄色分别互为补色。三基色混合的方法：1.直接相加混色法：将三基色投射到白色屏幕的同一位置。2.间接相加混色法：（1）时间混色：将三基色按一定的比例轮流投射到同一表面的同一点上，只要交替的速度足够快，由于人眼的视觉暂留现象，产生的彩色视觉与三基色直接相混时一样。在这种混色方法中由于各种基色是在不同时间出现的，因此称为时间混色。（2）空间混色：将三基色同时投射到同一表面的三个临近的点上，只要这些点足够小，间距也足够近，则由于人眼的分辨率有限而产生混色，人眼看到的彩色感觉是这三种颜色相混的结果。其色调与色饱和度也因各基色的强度比例变化而变化。因各基色位置不同，因此称为空间混色。目前的电视广播均采用空间混色方法。3.亮度方程式通过直接相加混色实验，如果用三基色按一定比例混合得到100%的白光，则红基色光亮度占30%，绿基色光亮度占59%，蓝基色光亮度占11%。这种关系可用下式表示：Y=0.30R+0.59G+0.11B该式称为亮度方程式。式中，R、G、B分别表示三基色的光线强度，Y表示混合色的亮度。当三基色光强度相同时（即R=G=B），混合色为白色。当R、G、B取值不一样时，混合色为某种彩色，Y表示该彩色的亮度。在彩色电视广播中，三基色光转换为电压来传送，三基色电压分别用UR、UG、UB来表示，这时亮度方程式可表示为：UY=0.30UR+0.59UG+0.11UB式中，UY表示亮度信号，就是黑白电视中的图像信号。1.2彩色电视广播过程1.彩色电视制式黑白电视制式通常以每帧扫描行数、每秒扫描场数（即行频、场频），信号频带宽度以及图像载频与伴音载频的频差等特征作为标志。对于彩色电视系统来说，为了实现兼容，上述特征与黑白电视相同，此外，还要传送彩色信号的特征；例如，色差信号的调制方式及副载频频率。目前普遍用于彩色电视广播的有三种制式，它们是NTSC制、PAL制、SECAM制，它们的差别主要体现在两个色差信号对副载波的调制方式上，其次是副载波的选取不同。（1）NTSC制——“正交平衡调幅制”：于1953年由美国研究成功，美国、日本、加拿大等国家采用此制式。（2）PAL制（帕尔制）——“逐行倒相正交平衡调幅制”：于1962年由德国首先研究成功；中国等国家采用此制式。（3）SECAM制——“顺序同时制”：由法国首先研制成功；目前法国、俄罗斯、东欧等国家采用此制式。上述三种制式在传送色差信号时采用的方法不同，所以三种制式之间不能相互兼容收看。如果要看其他制式的电视节目，需要电视接收机做比较大的改动。我国电视制式是PAL-D制，是指彩电制式为PAL制式，黑白电视制式为D制式。因为彩色电视要与黑白电视兼容。2.彩色电视广播过程彩色电视广播的全过程应包括彩色电视信号的发射、传输和接收三个阶段。（1）彩色电视的发送彩色图像投射到彩色摄像管靶面上，摄像管输出三基色电信号UR、UG、UB，它们经过编码矩阵电路转换为一个亮度信号UY和两个色差信号UR-Y、UB-Y。色差信号经低通滤波器进行频带压缩后加至调制器，与副载波ƒs进行调制，使其频谱高移，产生色度信号F，同时还产生可使彩色同步的色同步信号Fb。亮度信号UY与同步、消隐等信号US相加后（即形成黑白全电视信号），再与色度信号F、色同步信号Fb相加，形成彩色全电视信号FBYS。彩色全电视信号与图像载频ƒp在调幅器进行调幅，得到调幅波。调幅波再与调频的伴音信号混合，形成8MHZ带宽的高频电视信号，由天线发射出去。在上述过程中，将三基色电信号转换为彩色全电视信号的过程叫编码，完成编码任务的电路叫编码器。话筒伴音放大调频扫描电路脉冲信号发生器天线8MZH调幅ƒpUYUSFBYSF+Fb调制低通滤波器编码矩阵UR-YUB-YUB-YUR-YURUGUBƒsƒ´s彩色摄像管图像彩色电视的发送过程（2）彩色电视的接收彩色电视机的公共通道将天线接收到的高频电视信号进行放大、变频、选台、检波等处理后，得到彩色全电视信号与第二伴音中频信号。第二伴音中频信号被送至伴音通道处理还原出伴音。彩色全电视信号一路送至同步分离与扫描电路。扫描电路给彩色显像管提供扫描电流与高、中直流电压等。彩色全电视信号还被送到亮度通道与色处理电路。亮度通道将彩色全电视信号中的亮度信号取出来，进行放大等处理，再将亮度信号加至解码矩阵电路。色处理电路将彩色全电视信号中的色度与色同步信号取出来，并对色度信号进行放大、检波等处理，还原出两个色差信号UR-Y与UB-Y。两个色差信号也加至解码矩阵电路。解码矩阵电路将UY、UR-Y、UB-Y还原出三基色电信号。三基色电信号经末级视放电路放大后，加至彩色显像管的三个阴极，从而重现图像。上述过程中，将彩色全电视信号还原出三基色电信号的过程叫解码，完成解码任务的电路叫解码电路。天线高频头中放通道伴音通道亮度通道色处理电路喇叭电源电路同步分离与扫描电路解码矩阵电路末级视放电路公共通道解码电路彩色显像管～220V稳定直流电压UYUR-YUB-YURUGUBURUGUB彩色电视的接收过程（3）彩色电视的传输目前电视信号传输主要通过三种途径：①地面广播②有线传输（包括同轴电缆和光纤）③卫星传发1.3彩色电视机的基本组成与工作过程1.3.1彩色电视机的基本结构彩色电视机由：公共通道（包括高频调谐器、中放通道）、伴音通道、解码电路、同步分离和行场扫描电路、显像管供电电路及视放电路、电源电路等组成。彩色电视机与黑白电视机相比，多了一个解码电路，并采用了彩色显像管。彩色显像管URUGUB天线AFT电路高频调谐器中频放大器视频检波器预视放电路ANC电路AGC检波放大电路高放电路延迟AGC伴音中放电路鉴频器音频放大电路音量喇叭亮度通道色度通道副载波恢复电路色饱和度亮度对比度解码矩阵电路R末级视放G末级视放B末级视放URUGUBUB-YUR-YUY泵电源电路场输出电路场激励电路锯齿波形成电路场振荡器积分电路AFC电路行振荡电路行激励电路行输出电路枕形校正电路高压电路场频场幅行频同步（幅度）分离电路自动消磁电路开关电源电路～220V稳定直流电压电源电路公共通道伴音通道解码电路末级视放、显像管电路同步分离、行场扫描电路1.3.2各部分功能与工作过程彩色电视机的功能是接收并处理彩色电视信号，还原出彩色图像和声音。彩色电视信号（射频）由残留边带调幅的彩色电视图像信号和调频的伴音信号组成，其中彩色图像信号包括亮度信号、色度信号、色同步信号、行场同步信号、消隐信号。（1）公共通道当彩色电视机天线接收到射频（TV）彩色电视信号后，先经高频调谐器放大、混频（选台）变成中频彩色电视信号（即38MHZ图像中频信号和31.5MHZ第一伴音中频信号），再经中频放大、视频检波分别得到0——6MHZ彩色全电视信号（即彩色图像信号）与6.5MHZ第二伴音中频信号。其中，彩色全电视信号送到同步分离电路和解码电路，第二伴音中频信号则送到伴音通道。高频调谐器——高频头（电子调谐器、CATV）。AFT——自动频率微调电路。AGC——自动增益调整电路（抑制強台