电视原理通信第4章电视接收系统电路分析

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4.1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—20khz4.1.2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。(2)本机振荡的频率稳定度要求较高。(3)驻波比相对要小。2.中放和视频检波部分(1)AGC的控制范围要大。(2)一般采用同步检波。图4―3高频调谐器的频率特性3.亮度通道部分(1)加有ARC电路和轮廓校正电路。(2)加有亮度信号延时网络。(3)具有直流恢复电路。4.扫描和高压电路部分(1)阳极电压较高。(2)扫描电路输出功率较大。(3)一般加有自动亮度限制(ABL)电路。4.2公共通道电路分析4.2.1电子调谐器与频道预选器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。(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。图4―4电子调谐器组成框图图4―5变容管2CB14电容变化曲线图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,用Kf标记,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)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。图4―7电调谐频段转换原理电路图4―8电位器记忆预选器原理电路4.2.2中频放大与同步检波系统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大器,是为补偿声表面波滤波器(SAWF)的插入衰减而设置的。图4―10中频放大与同步检波系统组成的方框图1.中频放大器及其相关电路(1)频率特性。图4―11中放频率特性(2)增益。(3)AGC电路。(4)自动频率微调(AFT)电路。图4―12AGC电路组成方框图图4―13AGC的理想控制特性图4―14AFT原理方框图现设视频检波系统限幅放大器输出电压为u1,经移相后的电压为u2,则乘法器输出电压uo为uo=-Ku1·u2(4―4)若以U1m和U2m分别表示u1和u2的振幅,则u1=U1msinωt(4―5)u2=U2msin(ωt+φ)(4―6)将式(4―5)、式(4―6)代入式(4―4),得121212sinsin()coscos(2)22ommmmmmuKUtUtKKUUUUt(4―7)式(4―7)中第一项为直流分量,第二项为谐波分量,经低通滤波器滤除第二项,乘法器输出为12cos2ommKuUU(4―8)图4―15AFT电路波形分布(a)fPI=38MHz;(b)fPI＜38MHz;(c)鉴频特性(5)声表面波滤波器(SAWF)。在集成电路电视机中,中放幅频特性一般由SAWF形成。图4―16SAWF原理结构图(a)结构;(b)符号2.视频信号同步检波由中频电视信号中检出视频信号一般用同步检波电路。视频同步检波器由限幅放大、双差分模拟乘法器和低通滤波器组成,其原理方框图如图4―18所示。设图像中频调幅波(PIF)为u2(t)=U2(1+mcosΩt)cosωPIt(4―9)式中,U2、ωPI分别为图像中频载波振幅和角频率,m为调幅系数。u2(t)经限幅放大后变为等幅波u1(t),u1(t)=U1cos(ωPIt-θ)(4―10)式中,θ为滞后相角。将u1(t)和u2(t)送乘法器,相乘后的输出以u′P(t)表示,则u′P(t)=Ku1(t)·u2(t)=KU1U2(1+mcosΩt)cosωPItcos(ωPIt-θ)=½KU1U2(1+mcosΩt)［cos(2ωPIt-θ)+cosθ］(4―11)式中,K为模拟乘法器的传输系数。可见相乘输出中无PIF载波成分,再由低通滤波器滤除其中的二次谐波分量后,得到的同步检波输出为uP(t)=½KU1U2(1+mcosΩt)cosθ(4―12)实用中只要调节限幅器外接回路,可调节到使θ=0,从而得最大输出upm(t)=½KU1U2(1+mcosΩt)(4―13)3.中频通道集成电路(1)性能特点。由图4―19和图4―20可见,除去TA7680AP中所包含的一些有关伴音部分电路之外,二者内部电路原理基本相同,因而具有相同的性能特点:①具有三级直接耦合的中频放大器,中放增益高,频带宽。②中放增益可控,中放AGC范围大于60dB。③视频检波采用双差分模拟乘法器,检波线性好,灵敏度高,伴音载频和色副载波的差拍2.07MHz造成的干扰小。④预视放中设置有黑、白噪声抑制电路,反应速度快,抗脉冲干扰能力强。⑤IFAGC采用峰值检波电路,线路简单,且不需外部调整。⑥AFT采用双差分乘法器,性能稳定,控制灵敏度高。⑦负向RFAGC输出,适用于高放级为双栅场效应管的电子调谐器。⑧视频放大级设有磁带录像(VTR)开关,用录相机放像时只要将相应引脚接地即可。⑨预视放级输出的是正极性(同步头朝下)的全电视信号。10、伴音第二中放采用三级直接耦合差分放大器,具有良好的限幅特性。11、采用正交鉴频电路,外接元件少。12、音量调节采用电子音量控制方式,控制范围宽,无电位器接触噪声和引线感应噪声。13、音频放大级设有负反馈输入端,可从外接末级功放引入负反馈以减小非线性失真。图4―19TA7607AP原理方框图图4―20TA7680AP原理方框图(2)TA7680AP的应用电路。图4―21TA7680AP应用电路4.3视频通道电路分析4.3.1亮度通道的组成及电路分析亮度通道组成方框图如图4―22所示。主要由4.43MHz陷波器、轮廓校正、黑色电平箝位、亮度延时和视频放大等电路组成,它应完成亮度信号的分离、放大和加工处理等任务。图4―22亮度通道组成方框图1.4.43MHz陷波器及ARC电路由预视放输出的彩色全电视信号FBAS包含着亮度信号和色度信号,在0～6MHz范围内二者的频谱互相交错,色度信号占有4.43MHz±1.3MHz的频率范围。2.轮廓校正电路由于4.43MHz陷波器在滤除色度信号的同时滤除了亮度信号的高频成分,若以突变信号为例,则会产生边沿变差,出现灰色过渡区,如图4―24(a)所示。图4―234.43MHz陷波器及ARC电路2.轮廓校正电路由于4.43MHz陷波器在滤除色度信号的同时滤除了亮度信号的高频成分,若以突变信号为例,则会产生边沿变差,出现灰色过渡区,如图4―24(a)所示。图4―24轮廓校正电路及波形(a)损失高频的电信号;(b)轮廓校正电路;(c)波形形成过程3.箝位电路亮度信号是单极性的,含有直流成分,直流成分的大小等于信号的平均值。当图像平均亮度发生变化时,亮度信号的平均直流分量也随之变化。下面结合两种极端情况予以说明。图4―25箝位过程的波形说明(a)亮场图像及波形;(b)暗场图像及波形;(c)隔直流之后波形;(d)箝位恢复直流后波形箝位电路的作用是使视频图像信号的电平在箝位脉冲作用期间达到某一预定值。箝位脉冲是从同步分离电路取出行同步脉冲,经过延迟电路延迟至行消隐后肩处得到的。晶体管箝位电路如图4―26所示。图4―26箝位电路计算出B点在扫描正程期间电位为UB=UY+UC3=UY+UE-UY0=UE+(UY-UY0)(4―14)4.自动亮度限制(ABL)电路一种实用的亮控型ABL电路如图4―28所示。其中,V1为视放管,V2、V3组成基色输出电路(图中仅画一路),R1为取样电阻,T为行输出变压器,VD3为高压整流二极管。图4―28ABL实用电路当阳流ia沿图中虚线流动时,会在R1两端产生下正、上负的电压降,不难看出A点电压UA为UA=E1-iaR1(4―15)当ia小于规定值时,设计使UA＞12V,二极管VD1导通,UA被箝位在近似12Ｖ,因V1的基极电位低于12V,所以VD2截止。视频放大器处于正常工作状态,ABL电路不起控制作用。当ia大于规定值时,R1上的压降增大,导致UA小于12V,二极管VD1截止,VD2导通。当某一原因使ia超过规定值时,如下的控制过程将使ia降下来。某原因使11122aABCKGKBiUUiUUUiU(将ia降下来)4.3.2色度通道的组成及电路分析色度通道原理方框图如图4―29所示。它主要包括色度增益可控放大、色同步分离、梳状滤波器、同步解调、自动色饱和度控制(ACC)、自动消色(ACK)及绿色差矩阵等电路。它应完成从彩色全电视信号中获得色差信号输出的任务。图4―29色度通道方框图1.增益可控放大及ACC电路无论四片机的色处理电路(TA7193AP)或直角平面两片机扫描与色处理电路(TA7698AP)其增益可控放大器和ACC电路都具有基本相同的电路形式,如图4―30所示。晶体管V7、V8为ACC峰值检波器,R2、C2为检波负载,V9、V10为ACC放大,V11～V16为差分对色度信号放大器,其中V15和V12组成共发—共基主放大器,V11、V13、V14、V16起直流补偿作用。图4―30增益可控放大器和ACC电路2.梳状滤波器根据上一章分析,我们知道梳状滤波器主要由延迟线、相加电路和相减电路构成,用以分离FU和±FV。一个实际的梳状滤波器电路如图4―31所示。其中,V1为延时激励放大器,DL为延迟线,T1为裂相变压器,L1为配谐电感,C2为耦合电容。图4―31梳状滤波器实用电路图4―32加、减合成等效电路图4―33超声延迟线3.同步检波电路梳状滤波器分离出的两个色度分量都是平衡调幅所得信号,其包络不反映调制信号,所以必须用同步检波电路来恢复原调制信号。集成电路色处理集成块TA7193AP(四片机用)、TA7698AP(二片机用)内部同步检波单元是基本类似的双差分模拟乘法器,差别仅在(G-Y)矩阵部分。相应电路如图4―34所示。图4―34同步检波与(G-Y)矩阵电路4.3.3集成解码电路TA7698APTA7698AP包括亮度通道、色度通道、副载波恢复及行场扫描等功能电路。除扫描部分外,其余部分完成解码功能。图4―35同步检波波形示意图图4―36TA7698AP功能方框图1.亮度通道部分亮度通道信号处理方框图如图4―37所示。它包括倒相放大器、对比度放大、黑色电平箝位放大与视频放大器。图4―37亮度信号处理方框图2.色度通道部分色度通道信号处理方框图如图4―38所示。它主要包括色度信号放大、分离控制和副载波恢复等电路。(1)色度信号放大与分离控制电路。色度信号放大、分离控制电路包括第一BP(带通)放大,ACC放大,U、V分离,(R-Y)、(B-Y)解调及(G-Y)色差矩阵。(2)副载波恢复电路。副载波恢复电路包括APC(鉴相)、VCO(压控振荡器)、矩阵电路、消色/识别检测、放大及双稳态触发器。图4―38色度通道信号处理方框图4.3.4解码矩阵及基色放大电路1.G-Y矩阵电路G-Y=-0.51(R-Y)-0.19(B-Y)由此可知,只要将