电视技术概论_04高频调谐器

第4章高频调谐器第4章高频调谐器4.1高频调谐器的功用及性能要求4.2高频调谐器的功能电路4.3电子调谐器4.4频道预置器4.5高频调谐器常见故障分析第4章高频调谐器4.1高频调谐器的功用及性能要求1.①选频：从天线接收到的各种电信号中选择所需要频道的电视信号，抑制其它干扰信号。②放大：将选择出的高频电视信号（包括图像信号的伴音信号），经高频放大器放大，提高灵敏度，满足混频器所需要的幅度。③变频：通过混频级将图像高频信号和伴音高频信号，与本振信号进行差拍，在其输出端得到一个固定的图像中频信号和第一伴音中频信号，然后再送到图像中频放大电路。第4章高频调谐器2.组成图4-1高频调谐器的组成第4章高频调谐器3.分类按谐振回路调谐方式的不同，高频调谐器可分为机械调谐式和电子调谐式两种。VHF（1~12频道）高频头和UHF（13~68频道）高频头。目前，大多数黑白电视机采用机械式高频头，只有少数进口黑白电视机采用电子调谐式高频头；而彩色电视机都采用电子调谐式高频头。电子调谐式高频头又分为普通全频道电子调谐器及全增补电子调谐器。第4章高频调谐器4.1.2对高频调谐器的性能要求1.与天线、馈线及中放级阻抗匹配良好2.具有足够的通频带宽度和良好的选择性高频调谐器应该具有从接收天线感应得到的各种电磁信号中选取所需要的频道信号，抑制邻频道干扰、镜像干扰以及中频干扰的能力。因此，要求它有合适的通频带和良好的选择性。一般要求通频带应大于或等于8MHz，要求高频调谐器镜频抑制比大于40dB，中频抑制比大于50dB。第4章高频调谐器图4-2(a)彩色电视的高频特性；(b)黑白电视的高频特性第4章高频调谐器3.噪声系数小、（1）放大器的噪声系数NF放大器的噪声系数NF表示输入端信号信噪比与输出端信号信噪比的比值，即输出端信噪比输入端信噪比FN噪声系数可理解为：信号通过放大器后，“信噪比”变坏了几倍。如果NF=1，输入端信噪比与输出端信噪比相同，表示放大器本身不产生附加噪声，这是理想化的情况。实际上，NF总是大于1的。整个电视接收输出信噪比的好坏，主要取决于高频调谐器高放级噪声系数的大小。第4章高频调谐器21312111PPFPFFFAANANNN式中，NF1，NF2，NF3，…为各级噪声系数；AP1、AP2等为各级功率增益。可见，要减少调谐器的噪声，提高各级的功率增益也同样十分重要。噪声系数通常又用分贝来表示输出端信噪比输入端信噪比log10NF(2)一般要求高频调谐器的功率增益≥20dB，噪声系数低于8dB。第4章高频调谐器4.本振频率稳定，本振辐射要小通常要求VHF段本振漂移不大于±300kHz；UHF段本振漂移不大于±500kHz。5.为了适应不同的场强，且在天线输入信号电平剧烈变化时，使检波后视频输出电平基本保持不变，高放级和中放级应有自动增益控制。一般要求高频头自动增益控制范围应达20dB以上。第4章高频调谐器4.2高频调谐器的功能电路4.2.1输入电路1.阻抗变换器图4-3(a)结构；(b)磁芯绕组的连接第4章高频调谐器2.中频抑制电路图4-4几种常见的中频吸收电路第4章高频调谐器3.输入选频回路(1）选频LCf210)()(212121SRSRCCCCCCCLLL式中：第4章高频调谐器第4章高频调谐器(2）输入回路选择性好坏可由其有载品质因数Qfz的大小来衡量。Qfz越高，回路选择性越强。其中，Qfz=R0’/2πf0L。由此可知，欲想有较高的Qfz，输入回路两端的等效电阻R0’值必须很大，而R0’=1/(1/Rc+1/Rsr)。实际上，由于天线内阻Rc（75Ω）及高放管工作时输入阻抗Rsr（100~250Ω左右）都较小，当它们并接在输入回路两端时，势必造成R0’很小，导致选择性变差。第4章高频调谐器为此将电感L抽头与天线信号源相接，利用变压器阻抗变换关系：ccRLLLR2221'使信号源内阻折合到回路两端电阻变大。再利用电容分压的阻抗变换关系：srsrRCCCR2121''第4章高频调谐器4.2.2高频放大器1.对高频放大器的要求①因为整机的噪声系数主要由高放级决定，因此要求高放级的噪声系数尽可能小，一般应小于5dB。故要求采用噪声系数小于3dB的晶体管。②有较高而稳定的功率增益，且要求对不同频道的增益比较均匀。高放级增益约在20dB以上，频道之间的增益差应小于10dB。③具有良好的选择性和足够宽的通频带。要求幅频特性-3dB带宽大于8MHz，-6dB带宽小于18MHz。④具有自动增益控制作用，高放级的增益可控范围应大于20dB。第4章高频调谐器2.高频放大器基本原理电路图4-6高频放大器基本电路(1）直流偏置第4章高频调谐器(2）输出回路图4-7双调谐回路的谐振曲线第4章高频调谐器(3)中和电路图4-8中和原理第4章高频调谐器4.2.3本机振荡器1.对本机振荡器的主要要求①振荡频率稳定度高，电压和温度漂移小。②本振频率必须可以微调，以使本振频率能准确地调谐，获得最佳接收效果。其频率微调范围一般为±1.5~±5MHz。③本振电容对外辐射要小。一般本振信号幅度为100~200mV，且需将整个高频头用金属外壳屏蔽。④本振输出波形要良好，谐波成分要小，以防止产生较多的组合频率干扰。第4章高频调谐器2.本机振荡器基本原理电路图4-9(a)电路；(b)交流等效电路第4章高频调谐器111211111'1)/1()/1(LjCLLjCjLjCjLj1121'11CLLL设0＜(1-ω2L1C1）＜1，则L'1＞L1。432'1011112121CCCLLCf第4章高频调谐器如果满足43432CCCCC2'1021CLf第4章高频调谐器4.2.4混频器1.对混频器的主要要求①混频功率增益要大。一般混频器输出的中频功率与输入的高频信号功率之比应大于10~20dB。②应具有良好的选择性和较小的噪声系数。为了减小其它干扰信号进入中频放大器，混频器必须具有良好的选择性。为此，输出端通常采用中频双调谐电路。由于混频器处于信道前部，故要求本身噪声系数小。第4章高频调谐器③混频失真和干扰要小。我们只要求混频后的载波频率由高频变为中频，而代表图像和伴音信息的高频电视信号调幅波的振幅和瞬时频率的变化规律不变，否则将会使图像和伴音产生失真。④应有较好的匹配特性，以获得最佳功率传输。因此，混频器输入端与高放输出端连接采用电感抽头，而混频器输出电路与中放输入端也常采用电容抽头等方式以实现阻抗匹配。第4章高频调谐器2.混频器的基本电路图4-10混频器的基本电路第4章高频调谐器图4-11混频示意图第4章高频调谐器图4-12(a)二极管混频；(b)三极管混频第4章高频调谐器图4-13混频前后的信号频谱图第4章高频调谐器图4-14KP12-2高频头电路图4.2.5高频调谐器实例分析第4章高频调谐器1．(1）高通滤波器由L1、L2、L3、L4、C1、C2、C3组成。其中，L1、C1与L4、C3组成的并联谐振回路，谐振在图像中频阻止其通过；L2、C2、L3组成的高通滤波网络，对中频以下信号旁路吸收。适当选择L2、C2、L3的数值，可抑制低于1频道的干扰信号，而让高频电视信号顺利地通过。第4章高频调谐器(2）输入调谐回路采用电感抽头，电容分压电路，并且1~5频道和6~12频道采用两组不同电感与电容分压比，以保证1~12频道间增益相差不大。其中，L5、L6、C5、C6为6~12频道的输入回路；L5、L6、C4、C6为1~5频道的输入回路。第4章高频调谐器2．高放级采用双调谐共发射极放大电路，V1为高放管；R1、C7和AGC电压为基极偏置；C8为射极旁路电容，R2是射极电流负反馈电阻；R3为调高放管V1射极电位的电阻；C12是中和电容；为了保证高、低频道增益相差不大，在1~5频道时，L7/R5、C9/C10、C11组成双调谐初级回路，R5作为阻尼电阻，降低了此时高放增益；而在6~12频道时，C9、C11、L7组成双调谐初级回路；L8、C13、C14、C16组成双调谐次级回路。第4章高频调谐器3．本振电路本振管V3选用高频低噪声晶体管。振荡部分采用变型三点式共集电极电路，其振荡频率取决于C24、C25、C28、L9。其中，C24为串联补偿电容。此外，R12、C27组成电源滤波电路，C18为耦合电容，C27对高频短路，使本振为共集电极电路。第4章高频调谐器4．V2为混频管，它采用共发射极双调谐放大电路。其中，C20、R10、T、C21、C22组成双调谐初次级回路。R10用来调整带宽，初次级都调谐在中心频率34.5MHz上。为了满足阻抗匹配，混频级输入回路与混频管采用电容分压方式连接。该混频级采用本振信号与高频电视信号同时注入混频管基极的方式。值得注意的是，混频管工作在非线性区，静态电流约1.5~2mA，其工作点由R8与R6决定。在KP12-2型高频头中，更换L5~L9，可以完成频道转换。第4章高频调谐器4.3电子调谐器4.３.１变容二极管和开关二极管图4-15变容管曲线1.变容二极管第4章高频调谐器2.开关二极管及频段切换由图4-15可见，当加在变容二极管上的反压由-3V变到-30V时，其结电容容量变化范围约为18~3pF。电容比KC=Cmax/Cmin=18/3=6。而甚高频VHF频段的12个频道高放回路的中心频率要从52.5MHz变到219MHz，根据公式:minmaxminmin2/12/1minmaxCCLCLCff所需求的电容比4.17)5.52/219()/(/22minmaxminmaxffCCKC第4章高频调谐器64.11712198.25.528822min2max122min1max1CCKCCKCC低频段高频段目前变容二极管的电容比KC还达不到这个数值，因此，采用开关二极管切换频段的办法，将甚高频（VHF）的12个频道划分为两个频段，即1~5频道为低频段（中心频率52.5~88MHz），6~12频道为高频段（中心频率171~219MHz），这样，两个频段的电容比是：第4章高频调谐器图4–16电调谐回路示意图第4章高频调谐器4.3.2电子调谐器电路分析图4–17调谐器（VTS-7ZH7）电原理图第4章高频调谐器1.VTS-7ZH7方框图图4-18VTS-7ZH7方框图第4章高频调谐器2.VHF电路(1）从图4-17中可看出，低通滤波器由L120、L121、C149组成，其作用是，从天线输入的信号中取出VHF信号，并阻止UHF信号进入低通滤波器。(2）由L101~L104、C101~C103组成，其作用是利用其组合特性，抑制1频道以下的信号，以免干扰频率进入输入电路。经过低通和带通两组滤波器，使1~12频道的信号能无衰减地通过，经C107耦合至输入回路。第4章高频调谐器（3）输入回路由L107、L108、L110、L111、C105、C112、C159、C161及变容二极管D102、开关管D101、D112组成。其作用是进一步选定接收的电视台信号，送高放级进行放大。第4章高频调谐器图4-19VHF频段高放电路(4）高放电路第4章高频调谐器（5）混频电路由混频管Q102及负载组成。混频管基极输入两种信号：一种是高放后的信号，经C124耦合送Q102的基极；另一种是本振信号，经C133耦合也送Q102的基极。两种信号在Q102的eb结中混频，混频后在其集电极输出中频信号。混频管负载由T101、C128、C148组成，是一单调谐回路，中心频率谐振在38MHz。谐振回路取出中频信号经C129耦合，送至中放通道。第4章高频调谐器(6）本振电路由本振管Q104、C131、C132、C134、C135、L117、L118及变容二极管D109、D110组成电容三点式改进型振荡器。接收6~12频道时L118短路。本振信号经C133耦合，送混频管Q102基极。(电路组成参见图4-17。)从