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陶显芳的专栏

答:彩色电视机与黑白电视机不同的地方主要是彩色电视机比黑白电视机多了一个彩色解码电路和显像管有很大的区别,其余部分基本相同。都由:高频调谐器、中频电路、视频电路、伴音电路、扫描电路、电源电路等电路组成,下面对各部分的主要工作原理进行简要说明。

              


1) 高频调谐器(高频头)

    高频调谐器又叫频道选择器,俗称高频头。从结构上来分高频头有两种,一种是机械调谐高频头,它是通过改变电感进行频道选择的(开关式、转盘式);另一种是电调谐高频头,它是通过直流电压改变回路中的电容(变容二极管)进行频道选择的。机械调谐高频头操作简单,工作稳定,但体积大,现已很少使用。电调谐高频头的优点是无机械触点、寿命长,在波段范围内频率连续可调,但频率位置不固定,在更换台时需临时调整。为避免这一麻烦,必须附加多路频道预选器,电子调谐器的本振频率易受温度变化的影响,必须用AFC电路校正。目前在彩电种使用的高频头多为电调谐高频头,并且基本上都是用微电脑来控制。

    电调谐高频头一般由输入回路、高频放大器、本机振荡器和混频器等几部分组成,同时进行高放自动增益控制(AGC)和自动频率微调(AFT)控制。混频器的作用是将图像高频信号(fp)和伴音高频信号(fs)变换成各自固定的图像中频(fpI 38MHz)和第一伴音中频(fsI 31.5MHz)信号,然后送到中频放大器进一步放大,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。

                       


    电视接收机收到的射频电视信号进入高频调谐器,首先要经过输入电路中的LC调谐回路进行选频,去掉无用信号,把有用信号选出来,再经高频放大,并与本振电路送来的高频正弦波信号一起送到混频器中进行混频。混频电路的作用是让两个高频信号进行差拍,来产生差拍信号,然后把差拍信号通过LC电路选出来,即得到一个成为中频的电视信号,其频率比原来接收输入的高频信号的频率低非常多,但信号中所携带的信息一点没改变。改变本振电路的振荡频率(改变LC回路中变容二极管的反向电压)就可以改变接收信号的频率,即选台。

    同时为了使电视机在接收强信号和弱信号时都能有一个比较稳定的信号输出和不跑台,高频调谐器中的放大器要受自动增益控制(AGC)电压的控制,调谐频率要受自动频率微调(AFT)控制。


                   


a)AFT电路

    AFT电路一般称为自动频率微调电路,它与一般的锁相环电路的工作原理基本相似,只不过锁相环电路的误差控制信号是取自鉴相电路,而自动频率微调电路的误差控制信号是取自中频放大器的鉴频电路。电调谐高频头中的本振是一个压控振荡器,改变控制电压就可以改变调谐频率,把中频放大器的鉴频电路输出的误差电压同时也加到压控振荡器控制电压的输入端,就可以实现自动频率微调,使彩色电视接收机接收彩色电视信号性能更稳定,不会随着环境变化漂移。


                   


2) 中频电路

    中频电路的主要作用是对中频电视信号进行放大,另一个是对中频电视信号进行视频信号解调和差拍出6.5MHz的第二伴音中频调频信号。中频电视信号是一个频率固定的高频信号,我国标准规定图像中频为38MHz,伴音中频为31.5MHz,中频只是相对于输入高频信号而言。高频头输出的中频信号幅度非常小,并且还有很多杂波,需要把杂波滤除后再进一步进行放大。

    中频信号杂波滤除一般用声表面波滤波器,其原理是把电信号通过换能器变成声波,声波在一种类似音叉结构的介质中传播会产生共振,产生共振信号的幅度会迭加,非共振信号的幅度会相减,产生共振的声波最后又用换能器把它转换成电信号,实际上,换能器就是我们很熟识的压电陶瓷片。声表面波滤波器是在一块硅片上做成很多个类似音叉结构的声波滤波器,其性能可以互相迭加,保证声表面波滤波器有非常高的选择性和6 MHz带宽。经中频放大后的输出信号达1伏以上,然后进行视频检波。

    视频检波及输出电路的作用是:从中频放大器输出的图像中频调幅信号中取出视频调制信号,即视频全电视信号,送往图像通道;使图像中频(38MHz)和伴音中频(31.5MHz)经过检波后产生差拍,产生6.5MHz的第二伴音中频调频信号,并送往伴音通道;第三个作用是输出反映视频图像信号强度的直流信号电压(AGC),用来对中放和高放的增益进行自动控制。

    视频检波的原理很简单,用一个高频整流二极管就可以实现,但现在已很少使用,而选用同步检波器,同步检波器的工作原理就是用两个相位相同的信号相乘,与开关电源中的同步整流原理基本相同,同步检波器的优点是信号失真比较小。经同步检波后得到的信号是视频信号和第二伴音信号,还是属于复合信号,其中有多个信号分量,如同步信号、彩色信号等。同样中放增益也需要AGC控制,以保证输出信号幅度基本稳定。


             


3) 视频电路


                                          


    视频电路的作用一个是对视频信号进行放大,另一个是对多个信号分量进行分离,视频信号是图像信号、同步信号、彩色信号、第二伴音信号等的统称。视频信号经前置放大器放大,使信号输出幅度基本达到1伏左右标准电平后,视频信号被分别送到相应的分离电路进行信号分离。

    视频处理电路主要包括:亮度信号处理电路、色度信号处理电路、及解码基色矩阵电路等组成。视频信号一般都是指彩色全电视信号(FBAS),是由黑白全电视信号与色度信号叠加而成的,它与高频伴音信号合在一起称为彩色全电视射频信号,采用残留边带发送。彩色全电视信号是由带宽为6MHz的亮度信号和带宽为2.6MHz的色度信号以频谱交错方式叠加,并加入复合同步信号、复合消隐信号、以及色同步信号组成。

    亮度信号处理电路也可称为亮度通道,从视频信号中经6.5MHz陷波器去除第二伴音中频信号,和4.43MHz陷波器去除彩色副载波信号,剩下来的就是带有复合同步信号的亮度信号(Y信号),如果是黑白电视机,亮度信号经末级视频放大电路放大后,即可送到黑白显像管阴极进行黑白电视图像显示;对于彩色电视机,亮度通道的作用是将亮度信号Y从彩色全电视信号中分离出来,经过放大和处理后,使其达到解码基色矩阵所需的幅度,与色度通道解出的色差信号R-Y、B-Y一起送给解码矩阵电路,以求出基色信号R、G、B,分别激励彩色显像管的相应阴极而实现彩色的重现;同时完成彩色副载波抑制、自动清晰度控制、高频信号补偿(勾边)、直流电平恢复、亮度及对比度调节、自动亮度限制(ABL)、亮度延时和同步分离等。

    色度信号是通过对4.43MHz的副载波进行正交调制(调幅)来传送的,其带宽为1.3MHz,以频谱交错方式插入到亮度信号频带高频端,在亮度信号处理电路中若不加抑制,则色度信号也被亮度通道放大,造成色度信号对亮度信号的网纹干扰。彩色副载波抑制电路就是在亮度通道中设置一个4.43MHz的彩色负载波吸收电路,以减少这种网纹干扰。

    彩色电视机与黑白电视机是兼容的,因此彩色电视机也要接收黑白电视信号,另外彩色电视机接收彩色图像信号的灵敏度比接收黑白电视信号的灵敏度低很多,而且接收彩色图像信号的清晰度也比接收黑白电视信号的清晰度低很多。原因是亮、色分离电路会对亮度信号损伤,信号的幅度和高频分量都会降低很多,彩色副载波抑制电路中的4.43MHz陷波器在抑制彩色副载波的同时,也把黑白电视信号中4.43MHz附近的高频分量吸收掉了,因此引起图像清晰度下降。自动清晰控制电路的作用就是,在接收正常彩色信号时,副载波抑制电路工作,而接收黑白电视节目或信号太弱时,自动使副载波抑制电路不工作,使黑白图像的清晰度恢复到正常水平。

    高频信号补偿也叫轮廓校正电路。一般都是用微分电路把亮度信号中变化速率最大的一小部分信号提取出来,经过放大和相位补偿后,又与原亮度信号混合迭加,使图像在过渡的边缘处出现黑的更黑和白的更白的分界线,好像在图像的边缘上勾了一条边。这样图像的轮廓线更突出,从而提高了视感清晰度。

    直流电平恢复电路的作用是对亮度信号中的直流信号进行恢复,因为直流信号在传输过程中被丢失了,或者说直流信号无法在信道中进行传输。对直流信号恢复很简单,只需对亮度信号嵌位在信号峰值70%的电平处即可,亮度信号峰值的70%处相当于图像信号的零电平。

    对比度调节电路的作用是改变亮度通道的增益来改变图像亮暗的对比层次。

    ABL电路的作用是为避免因某种原因引起的显像管束电流过大而出现散焦或损坏显像管,当显像管束电流大到一定值时,ABL电路就开始产生作用,以控制束电流不超过额定值。

    亮度延时线的作用是把亮度信号延时0.6微妙左右。根据网络理论,信号通过传输系统的延时时间与系统的的带宽成反比,所以,通道带宽越窄,信号的时延就越长。亮度信号带宽为6MHz,而色度信号带宽为2.6MHz,由于亮度通道带宽较色度通道宽,色差信号达到解码基色矩阵的时间比亮度信号长,亮度和色度信号在时间上的不重合会造成图像彩色镶边现象。因此,在亮度通道中需加一个亮度延时线,使亮、色信号能同步到达解码基色矩阵。

    视频信号中的同步信号的幅度相对于图像信号的幅度高30%左右,所以通过幅度比较很容易就可以把同步信号分离出来。同步分离电路一般都是利用一个电容通过一个晶体管的PN结(或二极管)进行充电和放电的时间常数不一样,会在电容上产生积累电荷,并对输入信号起阻碍作用,只有输入信号幅度高于电容器上积累电荷产生的电压时,信号才能通过,即起到电平比较作用,的原理来对同步信号进行分离。经同步分离电路分离得到的是复合同步信号,即行场同步信号。

    场同步信号需要同行同步信号中进行分离,PAL制行扫描定义为625行,实际上有25行是没有图像内容的,被称为行消隐信号,因此可以在25行中的前几行加入一些脉冲群作为场同步信号。这些脉冲群经过积分就可以得到一个触发脉冲,用来触发场振荡同步。

                            


4) 伴音电路

    全电视信号经过6.5MHz带通滤波器选出第二伴音中频信号,再送入限幅放大器进行放大、限幅,放大后的信号被送入鉴频器进行调频解调,得到音频信号再经低频放大器放大,最后输出功率给扬声器,扬声器即可发出声音。

早期的鉴频电路是利用LC调谐回路的钟型谐振曲线进行斜率检波,来对调频信号解调,两个LC调谐回路组合起来就得到一条S曲线。这种方法已经很少使用,目前大部分鉴频电路都是采用锁相环信号与输入信号相乘的方法,即,相敏整流的方法。道理也很简单,因为相位的微分就是频率。


               


5) PAL解码器

    彩色电视机比黑白电视机在电路中主要多一个PAL解码器,另外彩色电视机一般都采用遥控器进行操作,因此都用微电脑进行各种功能控制,因此彩色电视机要比黑白电视机具有更好的性能,在电路上也复杂了很多,并且功能也越来越多,这里只介绍一些比较关键的技术原理,其他技术后面再陆续介绍。在彩色电视机原理框图中,除了增加了一个PAL解码器以外,由于彩色电视机一般都选用电调谐高频头,因此彩色电视机中一般都一个自动频率控制(AFC)电路,也称为自动频率微调(AFT)电路。

               


    PAL解码器由亮度通道和色度通道组成。PAL解码器的输入信号来自前置视频放大电路,视频电视信号中的彩色信号分量经4.43MHz滤波器取出,再由梳状滤波器进一步分离出两个正交色度信号分量u、v,然后进行同步检波,得到色差信号(B-Y)和(R-Y)。

    同步检波需要的开关控制信号就是彩色副载波(4.43MHz),它由副载波锁相振荡器及PAL开关产生的,副载波锁相振荡器的输出信号由色度信号中的色同步信号牵引同步。

    为了使色度信号输出幅度稳定,图中还有一个自动色饱和度控制(ACC)电路。为了避免彩色电视机接收黑白电视信号时,副载波锁相振荡器对图像信号产生干扰,和提高清晰度,图中还有一个自动消色控制(ACK)电路,在接收黑白电视信号时,或彩色信号很微弱或解调副载波不正常时,能自动关闭色度通道。

    色度通道主要完成自动增益控制色度放大、色饱和调节、副载波恢复、色度信号解调、自动消色等工作。色度信号解调电路是从彩色全电视信号中解调出R-Y和B-Y两个色差信号,与亮度信号Y一起经解码矩阵电路处理后得到三基色信号R、G、B。

    自动色度控制电路(ACC)的作用是对色度信号进行动态调节,以稳定其幅度而不至于出现图像彩色忽浓忽淡现象。从而保持色度信号和亮度信号的振幅比不受色度信号幅度波动的影响,避免色饱和失真。

    梳状滤波器是解码器的核心部分,主要功用是利用电视信号的行间的相关性,从色度信号中分离出红、蓝两个色度分量u和v。由于u和v在相位上相差90度,如果对u或v信号延时二分一周期(或四分一周期),然后再把输出信号与输入信号相加相减,就可以得到两组新的信号,即完全分离的u和v。由于用延时线对u、v信号分离输出的幅频特性是梳状的,故又称作梳状滤波器。实际应用中一般都是利用一行延时线来代替二分一周期延时线,因此PAL解码器中的延时线有两个作用,一个用来作为梳状滤波器,另一个作为一行延时。早期的一行延时线是用超声波玻璃延时线,现在基本上已改用集成电路。

    在亮度通道中,为抑制色度信号对亮度信号的干扰,用4.43MHz的陷波器吸收掉色度信号。自动清晰度控制(ARC)电路的作用是在接收黑白电视信号时,将副载波陷波器去掉,以提高图像清晰度。为补偿窄带色度信号延时产生的“亮色重影”图中设置了亮度延时线。解码矩阵的作用是将亮度信号Y和色差信号(R-Y)、(B-Y)变换成R、G、B三基色信号,最后通过末级视频放大,信号被加到显像管R、G、B的三个阴极上控制显像管的发光程度,再加上扫描电路的作用,在电视荧光屏上就可以显示出活动的彩色电视图像。


6) 扫描电路

    复合同步信号直接送入行锁相环振荡电路,得到与同步信号同步的行扫描振荡信号,再经行扫描功率放大,输出功率被送给显像管上的水平扫描偏转线圈,在线圈中即可产生行锯齿波电流,并在行偏转线圈中产生偏转磁场,磁场对电子束会产生洛伦兹力,使电子束进行相应偏转,产生电子扫描线,与场扫描及亮度信号、彩色信号配合即可显示电视图像。同时利用行输出变压器还可以得到相应的高、中压电源,提供显像管高压阳极、聚焦极、加速级等所需电压。行扫描电路输出的扫描电压是一个方波,偏转线圈内阻产生的电压降通过一个可磁饱和电感来进行补偿。

    场扫描电路输出给场扫描偏转线圈的扫描电压是一个梯形电压波,锯齿部分用来抵消偏转线圈内阻产生的电压降。


7)电源电路

    将交流220V市电通过整流滤波再进行开关电源进行直流/交流转换,再通过开关电源变压器的次级输出,然后再整流滤波就可以得到电视机所需要的各种直流电压。这种开关电源可以进行冷热地之间隔离,保证人身安全。

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网友评论
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  • 孙东东不懂技术
  • 2011/8/20 11:16:33回复
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  • gfdg入高频调谐器
  • 2011/8/19 23:26:22回复
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  • 朱俊双不错
  • 2011/8/19 10:03:43回复
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  • 黄小姐HAHA
  • 2011/8/18 14:50:56回复
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  • 2011/8/11 11:03:55回复
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  • 付聪DING
  • 2011/8/10 17:21:38回复
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  • 招财猫围观
  • 2011/8/10 16:07:39回复
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  • 郭小姐学到了!!!
  • 2011/8/10 15:35:05回复
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  • 陈女士围观
  • 2011/8/10 15:18:34回复
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  • 郝义刚ding
  • 2011/8/9 23:07:04回复
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