第4章电视接收系统电路分析

1第4章电视接收系统电路分析•4.1黑白与彩色电视机的基本组成•4.2公共通道电路分析•4.3视频通道电路分析•4.4扫描系统电路分析•4.5开关电源电路分析•4.6遥控电路分析2直接接收式按电路构分类双通道方式超外差式单通道方式双通道方式—混频后，先把中频图象信号和中频伴音信号分离，然后分别送往各自的处理通道。这种方式电路复杂。单通道方式—图像和伴音共用一个中频通道，解调后再将图像信号和伴音信号分离。34.1黑白与彩色电视机的基本组成•4.1.1黑白电视接收机的组成•黑白电视机的原理方框图如图4―1所示。主要由公共通道、视频通道、伴音通道、扫描电路系统和电源电路几部分组成。图4―1黑白电视接收机的原理方框图38MHZ31.5MHZ6.5MHZ0—6MHZ图象载频伴音载频行同步场同步20hz—20khz高频头的主要作用：1)从众多的高频信号中选取欲接收的频道信号，送到高频放大级；2)抑制本频道以外的干扰；3)本振产生正弦波,比所接收的图像载频高出一个中频；4)混频器输出38MHz的图像中频信号和31.5MHz的伴音中频信号；5)高频放大级对所接收的信号进行放大，以提高整机的信噪比和灵敏度；图4―1黑白电视接收机的原理方框图38MHZ31.5MHZ6.5MHZ0—6MHZ图象载频伴音载频行同步场同步20hz—20khz中频放大器：1.高频头输出的中频信号加到中频放大器，是整机的主要增益级（60dB以上）；2.提供必要的选择性和特定的通频带，并抑制领道干扰，以适应残留边带信号解调的要求；3.对伴音中频放大量较小，以避免伴音干扰图像；图4―1黑白电视接收机的原理方框图38MHZ31.5MHZ6.5MHZ0—6MHZ图象载频伴音载频行同步场同步20hz—20khz视频检波：1)包络检波；从中频图像信号中取出与摄像端相同的视频信号2)利用检波二极管的非线性，从中频图像信号和中频伴音信号中差拍出6.5MHz第二伴音中频图4―1黑白电视接收机的原理方框图38MHZ31.5MHZ6.5MHZ0—6MHZ图象载频伴音载频行同步场同步20hz—20khz视频前置：1.送视频输出级，放大后输出足够幅度的信号激励显像管重现发端图像；2.全电视信号经ANC消噪，经AGC输出直流控制信号，去控制中放和高放增益，从而保证视频检波输出电平稳定；3.ANC输出的视频信号送同步分离，从这里取出行场同步信号；4.输出的第二伴音中频，送伴音通道处理；图4―1黑白电视接收机的原理方框图38MHZ31.5MHZ6.5MHZ0—6MHZ图象载频伴音载频行同步场同步20hz—20khz伴音通道：伴音是调频信号，伴音通道对送来的第二伴音中频进行放大和限幅，以满足鉴频器需要的信号电平并消除调频信号的寄生调幅成分，送鉴频器，解调出音频信号；图4―1黑白电视接收机的原理方框图38MHZ31.5MHZ6.5MHZ0—6MHZ图象载频伴音载频行同步场同步20hz—20khz扫描通道：ANC送来的全电视信号，经同步分离，取出复合同步信号；积分后取出场同步信号，去控制场振荡，使之产生与场同步信号同频的锯齿波电压；场激励对锯齿波电压进行放大并经波形校正后送场输出；场输出级输出的锯齿波电流经场偏转线圈产生偏转磁场，使电子产生垂直扫描运动；行同步信号与行输出反馈回来的行频脉冲在PLL的APC中进行相位比较，相位一致时输出电压为0，存在频差时，输出相应的控制电压，控制行振荡，以实行行频同步；行振荡输出的行频脉冲经行激励放大，控制行输出；行输出管以开关方式工作，在行逆程电容和阻尼二极管的共同作用下，产生锯齿波电流，使电子作水平方向的扫描运动；图4―1黑白电视接收机的原理方框图38MHZ31.5MHZ6.5MHZ0—6MHZ图象载频伴音载频行同步场同步20hz—20khz电源供电电路：直流电源电压是由交流市电经变压器降压，再经整流、滤波、稳压而得；4.1.2彩色电视接收机的组成PAL―D彩色电视接收机方框图如图4―2所示。彩色电视机要完成的任务是把接收到的彩色高频电视信号还原成三基色信号,从而通过彩色显像管重现彩色图像。图4―2彩色电视机方框图主要差别：彩色电视机有解码器；解码器含亮度通道、色度通道、基准副载波发生器、解码矩阵；亮度通道相对于黑白电视机的视频放大电路，其余部分是彩色电视机特有的；解码器完成将彩色全电视信号转换为三基色信号的作用；图2―30PALD解码器及各点波形23图4―3高频调谐器的频率特性4.1.3彩色与黑白电视机共有电路及不同要求1.高频调谐器部分(1)频率特性较黑白机更平坦。特性不平坦会造成亮度和色度信号的比例失调，产生彩色失真黑白允许30%彩色允许10%亮度信号的高端交错的安插着色度信号的频谱，本振频率漂移会影响彩色图像的清晰度。(2)本机振荡的频率稳定度要求较高。彩色TV的频率稳定度0.1%,而黑白TV的频率稳定度0.2%.一般彩色TV都有AFT电路。(3)驻波比相对要小。由于传输电缆的不匹配，会反射产生驻波，造成高放的频率特性凹凸不平，使彩色畸变，因此对驻波比有一定要求。彩色TV2%,黑白TV3%。2.中放和视频检波部分(1)AGC的控制范围要大。彩色视频信号的黑白基准变动时，不仅会引起图像的黑白对比度发生变化，而且还会引起色调变化；为保证中频输出稳定，不出现非线性失真，自动增益控制在大于60dB；(2)一般采用同步检波。图像中频、伴音中频和色度副载波中频在视频检波电路中，会因二极管的非线性产生差拍干扰，尤其是色度副载波中频频率33.57MHz与伴音中频31.5MHz差拍出的2.07MHz，这一干扰正好落在视频通带内。为有效抑制2.07MHz这一差拍，彩色电视机采用同步检波，而黑白电视机一般采用二极管包络检波；3.亮度通道部分(1)加有ARC电路和轮廓校正电路亮度通道中加入4.43MHz的窄带陷波器将色度副载波衰减15dB以上，同时处于该位置的亮度信号也衰减了，从而降低了图像的清晰度，为此在亮度通道中加入轮廓校正电路（勾边电路）来弥补彩色图像信号的高频损失。在接收黑白电视信号时，有提高清晰度的功能，故称自动清晰度控制电路；(2)加有亮度信号延时网络。我国的彩色电视机采用延迟0.6μs的延迟线进行补偿；延迟后亮度信号和色度信号的延时误差小于0.06μs；图2―30PALD解码器及各点波形(3)具有直流恢复电路。彩色电视机中，亮度、色度信号送往矩阵电路之前，必须恢复亮度信号的直流成分，黑白电视机不需要；黑白电视机失去直流成分后，表现为背景该黑的不够黑，该亮的不够亮，由于观察者不知实景，无法对比，不易察觉；而人们对彩色比较熟悉，如果彩色电视机失去直流成分，将可能使蓝天变绿、草地发黄等。在亮度通道中采用钳位电路，将亮度信号中的黑色电平箝位在某一直流电平上，以恢复直流成分，从而满足正确的三基色电信号比例关系；4.扫描和高压电路：1.阳极电压比较高2.扫描电路输出功率比较大彩色电视机的阳极电压高、电流大，所以彩色显像管比黑白显像管所需偏转功率大；3.一般加有自动亮度限制电路（ABL）为防止显像管阳极电流过大，电压过高而引起显像管较早老化、损坏，或造成其他器件出现故障，在彩色电视机中多采用ABL电路，以此来自动限制彩色显像管的阳极电流，使之不超过其厂标极限值；4.2公共通道电路分析4.2.1电子调谐器与频道预选器电子调谐器即高频头，内部包含许多调谐回路（高放回路、输入回路、本振回路），这些调谐回路都是通过改变变容二极管的端电压来进行调谐的，故称电子调谐器；它处于电视机的最前端，也称前端电路（FEC）；彩色电视机采用调谐电压预先置定并存储的方法，完成预置、存储记忆、控制不同频道调谐电压的电路称频道预选器；1.电子调谐器(1)组成。电子调谐器主要由输入回路、高放、本振和混频四部分电路组成。图4―4电子调谐器组成框图48.5~92MHz167~223MHz470~958MHz共68+35(增补频道)fpI=38MHzfSI=31.5MHz图4―1黑白电视接收机的原理方框图1）整个电视频道所占的频率范围很宽（48.5~958MHz），常把它们分为VHF（甚高频）和UHF（超高频）；VHF包括Ⅰ频段（48.5~92MHz）的1~5频道Ⅲ频段（167~223MHz）的6~12频道；UHF包括（470~958MHz）的13~68频道；有线电视的发展在111~167MHz及223~447MHz范围内增加了35个增补频道；即使这样电子调谐器的基本组成原理仍未改变；(2)电子调谐原理。调谐即改变回路的谐振频率,从原理上讲,改变回路电感或电容都能达到改变谐振频率的目的。电视接收机系统采用变容二极管代替回路可变调谐电容。变容二极管是一个特殊的PN结晶体二极管，通过改变加在变容二极管两端的反向偏置电压来改变结电容CJ。图4―5变容管2CB14电容变化曲线由变容二极管构成的调谐回路如图4-6；变容二极管的负偏压的调节是靠电位器R实现的；电容C值较大，回路调谐频率主要由CJ的变化决定；基本的电子调谐原理：0WJRUCf图4―6电子调谐原理及等效电路（3)频率覆盖和频段划分。采用可变电容进行调谐,谐振频率从最高频率fmax变化到最低值fmin时,其比值fmax/fmin称为调谐回路的频率覆盖系数Kf,则maxmaxminminffcKfc(4―1)对于VHF频段,按我国频率分配标准,fmax=219MHz(对应12频道中心频率),fmin=52.5MHz(对应1频道的中心频率)。所以,所需的调谐回路频率覆盖系数Kf为2194.1752.5fK(4―2)相应地,要求变容二极管的变容比为2maxmin17.4fCKC(4―3)对于2CB14，Cmax/Cmin=6，它不能满足覆盖VHF频段中1~12频段的要求，故实际调谐电路设计中，将VHF频段划分为高低两个频段，分别为Ⅰ(L)频段和Ⅲ(H)频段；图4―7电调谐频段转换原理电路在接收Ⅰ频段时，VD因反偏而截至，回路电感为L1+L2；在接收Ⅲ频段时，VD饱和导通，L2被短路，回路电感为L1；VHF-ⅡVHF-Ⅰ对于UHF频段，通过计算表明，即使不划分分频段，采用像2CB14这类变容二极管作调谐元件，已可以满足频率覆盖的要求；2.频道预选器频道预选器的种类和电路形形色色,有机械式、电子式,有按键开关、触摸开关,有红外或语音遥控式等等。原理都是采用不同方法控制电子调谐器电路所需的各种电源、频段转换电压、调谐电压等；按频道预选器的控制信号分，可分为模拟式和数字式；按控制形式分，可分为压控式和频控式；目前国产电视机频道预选器多采用按键开关转换、电位器记忆结构；图4―8电位器记忆预选器原理电路频道选择按键开关调谐RW1~RW8为记忆元件，记忆8种状态的调谐电压，此8种电压可使变容二极管呈现8种电容量，对应于8个电视台的调谐频率，且可任意变动；一般，调谐状态可预先进行，在正式收看时，拨动按键开关（S）即可方便的找到要收看的频道；44图4-9预选器与高频电子调谐器的连接方式(a)与C型调谐器的连接；(b)与B型调谐器的连接BL—VL段（1~5CH）工作电压，12VBH—VH段（6~12CH）工作电压，12VBU—U段（13~68CH）工作电压，12VBT—调谐电压0~30VBV—V段（1~12CH）工作电压，12VBS—波段切换电压（1~5CH，30V）（6~12CH，0V）BU—U段（13~68CH）工作电压，12VBT—调谐电压0~30V(a)(b)45图4-10预选器与C型电调谐高频头连接电路46图4-11预选器与B型电调谐高频头连接电路4.2.2中频放大与同步检波系统•不论收看哪个频道，外差机高频头输出的中频信号频率总是固定的；•按我国电视制式，图像中频38MHz，伴音中频31.5MHz；中频信号频率比高频电视信号频率低而且频率范围固定，所以比较容易设计出增益高、工作稳定、频率特性符合要求的中频放大器；•无论四片或两片集成电路电视机,中频放大与同步检波系统都具有图4―10的组成框图。其中,前置中放一般为分立元件放