電視技術(shù)概論_02黑白電視的基本原理

1、第2章 黑白電視的基本原理 第第2章章 黑白電視的基本原理黑白電視的基本原理 2.1 黑白顯像管黑白顯像管2.2 黑白電視機(jī)原理框圖黑白電視機(jī)原理框圖2.3 電視信號(hào)和信號(hào)通道的頻譜分析電視信號(hào)和信號(hào)通道的頻譜分析2.4 黑白電視機(jī)常見(jiàn)故障的分析黑白電視機(jī)常見(jiàn)故障的分析 第2章 黑白電視的基本原理 2.1 黑黑 白白 顯顯 像像 管管 2.1.1 黑白顯像管的結(jié)構(gòu)黑白顯像管的結(jié)構(gòu) 圖 2-1 黑白顯像管結(jié)構(gòu)示意圖第2章 黑白電視的基本原理 1. 玻璃外殼玻璃外殼 玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻璃三部分。 在顯像管玻璃外殼管錐體部分的內(nèi)外壁上分別涂有石墨導(dǎo)電層，從而形成一個(gè)以玻璃為介質(zhì)，以?xún)?nèi)外

2、壁石墨層為兩個(gè)極片的電容器（電容量約為6001 200 pF）。這個(gè)電容器可作為第二、 四高壓陽(yáng)極的濾波電容，因而在高壓供電電路中不必另接高壓濾波電容。 第2章 黑白電視的基本原理 2. 電子槍電子槍 圖 2-2 典型黑白顯像管管腳接線(xiàn)圖 電子槍通常由燈絲和陰極、 控制柵極、 加速陽(yáng)極、 聚焦陽(yáng)極和高壓陽(yáng)極等組成。 第2章 黑白電視的基本原理 2.1.2 黑白顯像管的調(diào)制特性和性能參數(shù)黑白顯像管的調(diào)制特性和性能參數(shù) 圖 2-3 黑白顯像管的調(diào)制特性曲線(xiàn) 1. 調(diào)制特性調(diào)制特性 第2章 黑白電視的基本原理 熒光屏上形成圖像的各點(diǎn)的灰度由柵-陰電流的大小決定，而陰極電流的變化受柵陰電壓的調(diào)制，我們

3、把柵陰電壓ugk對(duì)陰極電流ik的控制關(guān)系稱(chēng)為顯像管的調(diào)制特性。 圖2-3所示為柵-陰電壓ugk和陰極電流ik的關(guān)系曲線(xiàn)，叫做調(diào)制特性曲線(xiàn)。該指數(shù)曲線(xiàn)由下列公式給出： )(0gkgkkuuki式中，k是比例系數(shù)，與電極的特性和構(gòu)造等因素有關(guān)；是非線(xiàn)性系數(shù)，其數(shù)值大小因管子而異，取值在23之間；ugk0是柵極截止電壓，即顯像管陰極電流ik=0時(shí)的柵極負(fù)壓（此時(shí)熒光屏不發(fā)光， 無(wú)光柵）。 第2章 黑白電視的基本原理 最大調(diào)制量是調(diào)制特性中的一個(gè)重要概念，其定義是顯像管熒光屏上從不發(fā)光（陰極電流為零）到出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)亮度的光柵（陰極電流為50 A）時(shí)柵-陰電壓的變化量ugk，公式表示為ugk= |ugk0|

4、 - |ugk50| 式中，ugk50為ik =50 A時(shí)的柵-陰電壓值。如果ugk值小，說(shuō)明 ugk只要有一個(gè)較小的變化，或顯像管陰極輸入一個(gè)幅度較小的視頻信號(hào)，便能在熒光屏上獲得較大的亮度或?qū)Ρ榷鹊淖兓?這就是說(shuō)ik能較快從0 A升至50 A，表明顯像管的靈敏度高。 所以， 最大調(diào)制量越小，顯像管靈敏度越高；反之則越低。 第2章 黑白電視的基本原理 從調(diào)制特性曲線(xiàn)圖形上看，柵-陰電壓越負(fù)，陰極電流就越小， 則熒光屏亮度越暗; 反之， 亮度越高。 當(dāng)負(fù)極性圖像信號(hào)從陰極輸入時(shí)， 原圖像較暗部分對(duì)應(yīng)的較高圖像信號(hào)電平就會(huì)抬高陰極電平使得柵陰電壓越負(fù)，這樣，顯像管重現(xiàn)的圖像是正確的。 此外，陰

5、極電流ik不應(yīng)超過(guò)150 A（負(fù)電壓約為-20 V）； 否則，陰極電流過(guò)大， 會(huì)燒壞熒光粉層。 第2章 黑白電視的基本原理 一般來(lái)說(shuō)，顯像亮度與陰極電流呈線(xiàn)性關(guān)系， 然而非線(xiàn)性的調(diào)制特性曲線(xiàn)會(huì)使重現(xiàn)的圖像明暗失調(diào)，引起灰度失真，也稱(chēng)失真。失真是由顯像管特性決定的，所有的電視機(jī)都存在。所以，電視臺(tái)在發(fā)送圖像信號(hào)時(shí)已進(jìn)行了失真的校正。 對(duì)整個(gè)電視系統(tǒng)而言，已經(jīng)通過(guò)校正把它變成了線(xiàn)性傳輸系統(tǒng)了，那么在討論調(diào)制特性曲線(xiàn)時(shí)，也可以把ugk和ik的關(guān)系作為線(xiàn)性關(guān)系來(lái)分析， 忽略其原有的非線(xiàn)性關(guān)系。 第2章 黑白電視的基本原理 2. 性能參數(shù)性能參數(shù) 表 2-1 國(guó)產(chǎn)黑白電視顯像管性能參數(shù)表 第2章 黑白電

6、視的基本原理 2.1.3 偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈 1. 偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈的構(gòu)造偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈的構(gòu)造 圖 2-4 偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)示意圖 第2章 黑白電視的基本原理 2. 行、行、 場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈 圖 2-5 行偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)(a) 左手定則； (b) 行偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈； (c) 行磁場(chǎng)分布 第2章 黑白電視的基本原理 圖 2-6 場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)(a) 左手定則； (b) 場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈； (c) 場(chǎng)磁場(chǎng)分布 第2章 黑白電視的基本原理 3. 中心位置調(diào)節(jié)器中心位置調(diào)節(jié)器 圖 2-7 中心位置調(diào)節(jié)器 第2章 黑白電視的基本原理 2.2 黑白電視機(jī)原理框圖黑白電視機(jī)原理框圖 圖圖 2-8 超外差內(nèi)載波式

7、黑白電視機(jī)的原理框圖超外差內(nèi)載波式黑白電視機(jī)的原理框圖 第2章 黑白電視的基本原理 2.2.1 黑白電視機(jī)的組成及其各部分的作用黑白電視機(jī)的組成及其各部分的作用 1. 高頻調(diào)諧器（高頻頭）高頻調(diào)諧器（高頻頭） 由天線(xiàn)收到的高頻圖像信號(hào)與高頻伴音信號(hào)經(jīng)饋線(xiàn)進(jìn)入高頻頭。高頻頭由輸入電路、高頻放大器、本振和混頻級(jí)組成。其主要作用是：選擇并放大所接收頻道的微弱電信號(hào)；抑制干擾信號(hào)； 與天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，保證信號(hào)能最有效傳輸；進(jìn)行電視信號(hào)頻率變換，完成超外差作用。 輸入電路由無(wú)源網(wǎng)絡(luò)組成，對(duì)天線(xiàn)接收到的信號(hào)進(jìn)行頻道選擇，把所要接收到的信號(hào)最有效地傳送給高放級(jí)。高頻頭中有頻道選擇機(jī)構(gòu)， 可選擇所需要接收的

8、頻道。 第2章 黑白電視的基本原理 高放級(jí)將輸入電路所選擇的頻率信號(hào)進(jìn)行放大， 提高信號(hào)功率對(duì)機(jī)內(nèi)噪聲功率的比值（即信噪比），減少信號(hào)受到機(jī)內(nèi)噪聲的干擾，其增益約為20 dB，同時(shí)將所放大的高頻信號(hào)送入混頻級(jí)。高放級(jí)要求有8 MHz帶寬，以保證電視信號(hào)順利通過(guò)。 本機(jī)振蕩器產(chǎn)生本機(jī)振蕩頻率送至混頻級(jí)， 該振蕩頻率總比所接收的電視圖像載頻高一個(gè)固定中頻（38 MHz）。 在混頻級(jí)中，高放級(jí)送來(lái)的圖像和伴音信號(hào)與本振信號(hào)完成混頻作用，產(chǎn)生出頻率較低的圖像和伴音中頻，并送至中放通道。 第2章 黑白電視的基本原理 中頻頻率為本振頻率減去所接收電視圖像和伴音的載頻，下面以接收第二頻道信號(hào)為例： 95.7

9、5（本振頻率）-57.75（圖像載頻）=38 MHz（圖像中頻） 95.75（本振頻率）-64.25（伴音載頻）=31.5 MHz（伴音中頻） 這樣， 高頻頭將高頻電視信號(hào)接收進(jìn)來(lái)， 進(jìn)行處理， 變?yōu)楣潭ǖ膱D像中級(jí)和伴音中頻，然后送往中頻放大器。 第2章 黑白電視的基本原理 2. 中頻放大器中頻放大器 將混頻器送來(lái)的圖像中頻和伴音中頻，按一定頻率特性進(jìn)行放大。對(duì)圖像中頻信號(hào)放大達(dá)60 dB左右；而對(duì)伴音中頻信號(hào)的放大則小得多，只有34 dB左右。 壓低伴音中頻放大量是為了防止伴音干擾圖像。 由于增益高，在中放級(jí)要相應(yīng)地設(shè)有抑制干擾的電路（如聲表面波濾波器）與自動(dòng)增益控制（AGC）電路，以提高穩(wěn)

10、定性。 中放級(jí)的輸出信號(hào)波形與輸入信號(hào)波形相同， 只是幅度被放大了。 第2章 黑白電視的基本原理 3. 視頻檢波器視頻檢波器 視頻檢波器有兩個(gè)作用：一是從圖像中頻信號(hào)中檢出視頻信號(hào)， 即通過(guò)它把高頻圖像信號(hào)還原為視頻圖像信號(hào)，然后送至視放級(jí)；二是利用檢波二極管的非線(xiàn)性作用，將圖像中頻（38 MHz）和伴音中頻（31.5 MHz）信號(hào)混頻，得到6.5 MHz差額， 即產(chǎn)生6.5 MHz第二伴音中頻信號(hào)（調(diào)頻信號(hào)）。 第2章 黑白電視的基本原理 4. 視頻放大器視頻放大器 一般由預(yù)視放和視放輸出級(jí)兩級(jí)組成。 預(yù)視放作為信號(hào)分配電路，將檢波器檢出的視頻信號(hào)送至視放輸出級(jí)、AGC電路、同步分離電路和伴

11、音中放電路，并作為第二伴音中頻的第一級(jí)放大器。 視放輸出級(jí)將預(yù)視放送來(lái)的視頻信號(hào)放大到峰峰值60 V左右，以負(fù)極性視頻圖像信號(hào)輸出，送給顯像管陰極，以控制電子束電流強(qiáng)弱， 使之在屏幕上重現(xiàn)圖像。 另一方面，在視放級(jí)中取出一部分信號(hào)，經(jīng)ANC電路通過(guò)AGC檢波電路轉(zhuǎn)換成直流控制信號(hào)。用它控制中放級(jí)和高放級(jí)增益，使檢波輸出信號(hào)電平穩(wěn)定在11.5 V，從而保證圖像穩(wěn)定。 ANC電路又稱(chēng)抗干擾電路，主要用來(lái)消除混入電視信號(hào)中的大幅度窄脈沖的干擾。 第2章 黑白電視的基本原理 5. 同步分離和掃描電路同步分離和掃描電路 同步分離電路由同步分離和同步放大兩部分組成。該電路從ANC電路中取出的視頻信號(hào)，利用

12、幅度分離原理分離出復(fù)合同步信號(hào)（行同步、場(chǎng)同步、均衡脈沖和槽脈沖）。復(fù)合同步信號(hào)經(jīng)過(guò)放大整形后送至掃描電路。 掃描電路分為場(chǎng)掃描與行掃描兩部分。 第2章 黑白電視的基本原理 6. 伴音通道伴音通道 第二伴音中頻信號(hào)（6.5 MHz）送入伴音中放， 作進(jìn)一步放大，經(jīng)過(guò)限幅，送入鑒頻器。鑒頻器將伴音調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，檢出原始音頻信號(hào)，送至伴音低放，伴音低放將鑒頻器送來(lái)的音頻信號(hào)進(jìn)行電壓和功率放大，然后推動(dòng)揚(yáng)聲器， 還原出電視伴音。 第2章 黑白電視的基本原理 7. 電源電源 電視機(jī)所需電源分直流低壓、中壓和高壓三大類(lèi)。 低壓電源由交流50 Hz、220 V經(jīng)變壓器降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓獲得，其值一

13、般為+12 V，作為整機(jī)供電的主要電源。 高壓（12 kV左右）和中壓（400 V、 100 V等）電源的取得及供給電路已在同步分離和掃描電路中作了敘述。 第2章 黑白電視的基本原理 總結(jié)方框圖中各方塊作用，將各方塊歸納為三個(gè)部分： 信號(hào)通道部分：高頻頭、中頻放大器、視頻檢波器、視頻放大器、伴音通道。 同步掃描部分： 同步分離電路、 掃描電路。 電源部分： 低壓、 中壓、 高壓。 超外差式是指電視機(jī)利用本機(jī)振蕩和外來(lái)高頻電視信號(hào)在混頻級(jí)形成固定中頻信號(hào)，再對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行放大經(jīng)檢波而取得圖像信號(hào)。超外差式選用較射頻電視信號(hào)低的中頻頻率就比較容易做到放大量大且穩(wěn)定。由于中頻是固定的，所以中放的頻率

14、特性具有很優(yōu)良的選擇性，并適合于殘留邊帶制信號(hào)的頻帶。 第2章 黑白電視的基本原理 內(nèi)載波式是圖像中頻（38 MHz）和伴音中頻（31.5 MHz）通過(guò)視頻檢波器時(shí)，差拍產(chǎn)生6.5 MHz第二伴音的內(nèi)差方式。其特點(diǎn)是伴音信號(hào)和圖像信號(hào)共用一個(gè)放大通道（中放），直到檢波后才被分離出來(lái)。還有一點(diǎn)是6.5 MHz第二伴音中頻頻率始終穩(wěn)定， 即使本振頻率發(fā)生變動(dòng)，參見(jiàn)下式（fp是本振頻率因變動(dòng)而發(fā)生的偏移量）： 6.5MHz=（38MHz+fp）-（31.5MHz+fp）這樣就消除了因本振頻率漂移而引起的伴音失真或衰減。 第2章 黑白電視的基本原理 2.2.2 國(guó)產(chǎn)黑白電視機(jī)的基本參數(shù)和要求國(guó)產(chǎn)黑白電

15、視機(jī)的基本參數(shù)和要求 表 2-2 國(guó)產(chǎn)黑白電視機(jī)基本參數(shù)和要求 第2章 黑白電視的基本原理 表 2-2 國(guó)產(chǎn)黑白電視機(jī)基本參數(shù)和要求 第2章 黑白電視的基本原理 2.3 電視信號(hào)和信號(hào)通道的頻譜分析電視信號(hào)和信號(hào)通道的頻譜分析 2.3.1 信號(hào)波形及其頻譜信號(hào)波形及其頻譜 圖 2-9 信號(hào)通道各點(diǎn)的信號(hào)電壓波形圖和相應(yīng)的頻譜圖 第2章 黑白電視的基本原理 圖 2-9 信號(hào)通道各點(diǎn)的信號(hào)電壓波形圖和相應(yīng)的頻譜圖 第2章 黑白電視的基本原理 2.3.2 信號(hào)通道頻率特性簡(jiǎn)析信號(hào)通道頻率特性簡(jiǎn)析 圖 2-10 方波的形成基波和三次諧波疊加后的波形；(a) (b) 基波和三次諧波相位不合適而引起波形失

16、真 第2章 黑白電視的基本原理 2.4 黑白電視機(jī)常見(jiàn)故障的分析黑白電視機(jī)常見(jiàn)故障的分析 1. 光柵只有一條水平亮線(xiàn)光柵只有一條水平亮線(xiàn) 可以判斷行掃描電路及顯像管各極電壓供電正常，電子束有水平方向的掃描而無(wú)垂直方向的掃描，說(shuō)明場(chǎng)頻鋸齒波電流沒(méi)有送入場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈，則故障出在場(chǎng)掃描電路。例如，場(chǎng)偏轉(zhuǎn)插頭脫落或是場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈焊片上引線(xiàn)折斷。 第2章 黑白電視的基本原理 2. 光柵只有一條垂直亮線(xiàn)光柵只有一條垂直亮線(xiàn) 可以肯定的是場(chǎng)掃描電路及顯像管供電電路正常，從方框圖上看，顯像管各極取自行輸出電路，說(shuō)明行掃描電路也沒(méi)有問(wèn)題，否則，就不會(huì)出現(xiàn)亮線(xiàn)。電子束在這種情況下，不能進(jìn)行水平方向掃描，是因?yàn)樾休敵黾?jí)

17、產(chǎn)生的鋸齒電流未能送到行偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈，所以故障只可能發(fā)生在行偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈支路（如斷路）。 第2章 黑白電視的基本原理 3. 有光柵、有光柵、 無(wú)圖像、無(wú)伴音無(wú)圖像、無(wú)伴音 有光柵，說(shuō)明行、場(chǎng)掃描電路、顯像管、 電源部分是好的。無(wú)圖像和伴音，說(shuō)明故障主要在信號(hào)通道部分和伴音通道。用起子觸碰預(yù)視放基極，若屏幕上出現(xiàn)黑白橫條或雜波，有時(shí)還能收到調(diào)頻信號(hào)，說(shuō)明視放部分是正常的。繼續(xù)向前觸碰中放管基極，若也能聽(tīng)到雜音，屏幕上看到雪花點(diǎn)，則故障在高頻頭。 第2章 黑白電視的基本原理 4. 有光柵、有光柵、 無(wú)圖像、無(wú)圖像、 有伴音有伴音 有光柵說(shuō)明掃描電路正常，有伴音說(shuō)明伴音通道和高頻頭、 中放及檢波輸出基本正常

18、，那么問(wèn)題出在視放級(jí)。 5. 有光柵、有光柵、 有圖像、有圖像、 無(wú)伴音無(wú)伴音 顯然，檢波輸出的6.5 MHz第二伴音中頻信號(hào)未能經(jīng)伴音通道處理加到揚(yáng)聲器上，伴音通道有問(wèn)題。用金屬桿碰觸伴音通道各部分輸入級(jí)，若出現(xiàn)觸某一級(jí)時(shí)揚(yáng)聲器沒(méi)有反應(yīng)，則那一級(jí)就有問(wèn)題。 第2章 黑白電視的基本原理 6. 無(wú)光柵、無(wú)伴音無(wú)光柵、無(wú)伴音 故障的主要原因是：電源部分有故障， 無(wú)12 V電壓或電路板有短路現(xiàn)象，造成燒保險(xiǎn)絲。 7. 圖像上、圖像上、 下滾動(dòng)下滾動(dòng) 電視機(jī)的垂直方向的掃描規(guī)律與發(fā)送端的掃描規(guī)律不一致，即場(chǎng)不同步。在這里，行掃描是同步的，表明同步分離電路工作正常，主要問(wèn)題在于積分電路或者場(chǎng)振蕩電路頻率偏移過(guò)多。 第2章 黑白電視的基本原理 8. 圖像左右不穩(wěn)或無(wú)規(guī)律的黑白斜道圖像左右不穩(wěn)或無(wú)規(guī)律的黑白斜道 說(shuō)明電視機(jī)的水平方