模擬電視接收機(jī)原理分析與設(shè)計

1、模擬電視接收機(jī)原理分析與設(shè)計廣播電視系統(tǒng)的終端設(shè)備。電視技術(shù)經(jīng)歷了從黑白電視到彩色電視、從模擬電視到數(shù)字電視以及高清晰度電視的發(fā)展過程。目前，電視已家喻戶曉，并廣泛應(yīng)用到文化教育、科研、管理、工礦企業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、公安交通和軍事等各個部門。本文以黑白電視為基礎(chǔ)對模擬電視接收機(jī)的原理進(jìn)行了分析與設(shè)計。關(guān)鍵詞：模擬電視 黑白電視 接收機(jī) 超外差式1 課程設(shè)計的教學(xué)目的1）培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想，理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。 2）鞏固所學(xué)的專業(yè)技術(shù)知識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識與生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，分析和解決工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)初步的獨立設(shè)計能力。3）通過課

2、程設(shè)計實踐，了解并掌握寬帶網(wǎng)絡(luò)的一般設(shè)計方法，訓(xùn)練并提高學(xué)生在理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程繪圖、查閱設(shè)計資料、運用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和應(yīng)用計算機(jī)等方面的能力，更好地將理論與實踐相結(jié)合，提高綜合運用所學(xué)理論知識獨立分析和解決問題的能力。2 電視接收機(jī)電視接收機(jī)簡稱電視機(jī)，是用來選擇接收某個電視臺的圖像及伴音載頻信號，加以放大，再經(jīng)過檢波還原出圖像的視頻信號及伴音的音頻信號，最后有加以放大來激勵顯像管和揚聲器，顯示圖像和放送伴音。因此，從基本原理上講，電視機(jī)就是一種同時接收圖像信號和伴音信號的接收設(shè)備。2.1電視接收機(jī)的分類按電視信號的形式來劃分，電視接收機(jī)可分為模擬電視接收機(jī)和數(shù)字電視接收機(jī)。在電視傳輸系統(tǒng)

3、中，如果電視信號（指圖像信號和伴音信號）在制作處理、控制調(diào)節(jié)、記錄重放、調(diào)制解調(diào)、傳輸傳播、接收顯示等過程中，都是在時間軸上和振幅軸上連續(xù)變化的模擬信號，稱為模擬電視（Analogical TV）；所為數(shù)字電視（Digital TV），是將傳統(tǒng)的模擬電視信號經(jīng)過抽樣、量化和編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后進(jìn)行各種功能的處理、傳輸、存儲和記錄的一種形式。2.2電視接收機(jī)的原理目前常用的電視接收機(jī)通常是通過以下三部分來完成電視信號的接收工作的。1）輸入回路（包括天線）：天線從空間電磁場獲取高頻能量，將它變?yōu)楦哳l電壓或電流（有線電視系統(tǒng)無此部分）并傳送到接收機(jī)輸入端，然后由輸入回路從繁雜的信號中選取所要的有

4、用信號，再送給高頻放大器。2）放大和解調(diào)部分：該部分將高頻信號進(jìn)行放大，在超外差式接收機(jī)中還要進(jìn)行變頻和中頻放大，然后通過解調(diào)，還原出視頻信號和音頻信號，再進(jìn)行放大。3）終端部分：終端部分將解調(diào)所得到的信號變成可見可聞的信息，即把圖像信號顯示出來，把伴音信號放送出來。一般電視機(jī)中顯像管和揚聲器就是終端設(shè)備。3 模擬電視接收機(jī)電視信號的接收與顯示屬電視系統(tǒng)的終端技術(shù)，是電視節(jié)目制作、發(fā)送與傳輸?shù)臍w屬。電視發(fā)送與傳輸?shù)淖罱K效果要通過電視接收與顯示反映出來，接收與顯示的質(zhì)量體現(xiàn)了整個電視系統(tǒng)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到廣大電視觀眾的視聽享受，以及電視消費市場的發(fā)展。現(xiàn)行廣泛使用的黑白、彩色電視接收機(jī)都是模擬信

5、號形式的電視接收機(jī)。下面對黑白電視接收機(jī)的組成和性能進(jìn)行分析，然后討論模擬電視接收機(jī)性能指標(biāo)以及它的關(guān)鍵功能單元。3.1 黑白電視接收機(jī)的組成如圖3-1所示出分立器件黑白電視接收機(jī)的方框圖，主要有信號通道、掃描電路和電源三部分組成。信號通道包括高頻調(diào)諧器（俗稱高頻頭）、中頻放大（簡稱中放）、視頻放大（簡稱視放）和伴音通道。掃描電路包括同步分離和行、場掃描電路。信號通道的任務(wù)是將天線接收到的高頻電視信號變換成視頻亮度信號和音頻伴音信號。亮度信號激勵顯像管產(chǎn)生黑白圖像，伴音信號推動揚聲器產(chǎn)生電視伴音。掃描電路的任務(wù)是為顯像管提供場所、行掃描電流和各種電壓，使顯像管產(chǎn)生與電視臺攝像管同步掃描的光柵。

6、電源部分的任務(wù)是將交流市電變換成電視機(jī)所需的各種直流電壓。圖3-1 黑白電視接收機(jī)原理方框圖Fig. 3-1 Monochrome television receiver block diagram 信號通道電視機(jī)的天線周圍存在著多樣的電磁波，經(jīng)天線和輸入電路選出欲接收頻道的電視信號，再經(jīng)過高頻放大器進(jìn)行有選擇性的放大，與本振輸出的高頻率的正弦波混頻，得到中頻信號。圖像和伴音兩中頻信號經(jīng)公用通道放大進(jìn)入視頻檢波級。檢波器有兩個作用：一是從中頻信號中檢出其包括-視頻全電視信號；二是利用檢波器的非線性作用，完成圖像中頻和伴音中頻的差拍作用，產(chǎn)生出6.5MHz調(diào)頻的第二伴音中頻信號。預(yù)放級也有兩個作

7、用：一個將全電視信號和第二伴音中頻信號分離。二是將全電視信號進(jìn)行電流放大，分別饋級視放級，同步分離級和AGC電路；將第二伴音中頻信號進(jìn)行電壓放大饋級伴音通道。全電視信號的一部分經(jīng)視放級放大去激勵顯象管產(chǎn)生黑白圖象。另一部分送到同步分離級，分離同步信號，用以控制接收機(jī)的掃描電路，產(chǎn)生與發(fā)送端同步的掃描運動。第三部分送到AGC電路，對高頻頭和圖像中放的增益進(jìn)行自動控制，從而保證接收機(jī)的穩(wěn)定接收。第二伴音中頻信號經(jīng)伴音中頻放大電路的放大和限幅，由鑒頻器解調(diào)出伴音信號，再經(jīng)低頻放大，推動揚聲器產(chǎn)生電視伴音。鑒頻前為調(diào)頻信號，從天線至混頻的載頻為伴音載頻，混頻至檢波為伴音第一中頻，檢波至鑒頻為伴音第二中

8、頻。鑒頻后為伴音的音頻信號。 同步分離和掃描電路視頻圖像信號經(jīng)過自動雜波抑制ANC電路，消除其中的干擾脈沖。送到同步分離，分離出復(fù)合同步信號。但是，為了提高行掃描電路的抗干擾性，現(xiàn)代電視接收機(jī)都采用自動頻率相位控制（AFPC）電路。與發(fā)端同步行振蕩信號經(jīng)行推動和行輸出級放大，在行偏轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生行偏轉(zhuǎn)電流，行偏轉(zhuǎn)電流使顯象管電子束產(chǎn)生與發(fā)送端同步的水平掃描運動。另外，還將行掃描逆程脈沖進(jìn)行升壓、整流得到顯像管需要的高壓（1028kV）、中壓以及視放電路需要的電壓。若采用鍵控AGC電路，還需要行掃描電路提供行掃描逆程脈沖。 電源電視機(jī)的電源可分低壓電源、中壓電源和高壓電源。其中低壓電源是由交流市電

9、經(jīng)變壓器變壓、整流橋整流、濾波器濾波及穩(wěn)壓器穩(wěn)壓而得到的。4 超外差內(nèi)載波式接收機(jī)設(shè)計黑白電視接收機(jī)按其電路形式可分為直接放大式和超外差式兩大類。超外差式是指電視機(jī)利用本機(jī)正當(dāng)和外來高頻級形成固定的中頻信號，在對中頻信號進(jìn)行放大，經(jīng)檢波而取得圖像信號。它的好處是：信號容易得到穩(wěn)定的放大，并且調(diào)諧與轉(zhuǎn)換頻道方便，選擇型好。超外差式電視接收機(jī)又可以分為單通道和雙通道兩種方式，其差別在于圖像信號和伴音信號的分離點不同，前者在視頻檢波之后才分離，后者在混頻之后就分離。在單通道方式中，圖像中頻和伴音第一中頻公用一個通道進(jìn)行放大，同時加入視頻檢波器，檢波器除檢出視頻圖像信號外，還使圖像中頻和伴音中頻差拍產(chǎn)

10、生第二伴音中頻信號（例如6.5MHz）。因此，單通道方式亦稱為伴音內(nèi)載波方式。4.1 超外差單通道式電視接收機(jī)的組成圖 4-1 超外差單通道式電視接收機(jī)的組成框圖Fig.4-1 Heterodyne single channel television receiver block diagram4.2超外差單通道式電視接收機(jī)工作原理從圖4-1中可以看出，圖像信號和伴音信號通過調(diào)諧器的高頻放大和混頻后，兩個信號并不分離，又一起通過中頻放大器，然后在視頻檢波器中，圖像信號被還原成視頻信號。而伴音信號是調(diào)頻的，他與圖像信號產(chǎn)生差頻。由于它的頻率較低，頻帶又窄，因此，可用一個較高Q值的LC串聯(lián)調(diào)諧回路

11、就可以將載波頻率6.5MHz的伴音信號從圖像檢波器的輸出端分離出來，如圖4-2所示。圖 4-2 圖像視頻信號與伴音中頻信號的分離Fig.4-2 Image video signal and audio frequency signal separation4.3 超外差單通道式電視接收機(jī)的優(yōu)點超外差單通道式接收機(jī)的優(yōu)點，不僅在于圖像和伴音共用中頻放大級，簡化了電路、節(jié)省了元件，而且由于6.5MHz的第二伴音中頻信號是從圖像中頻域伴音中頻兩者間的載頻差拍產(chǎn)生的，故它的頻率穩(wěn)定度主要取決于電視發(fā)射機(jī)的圖像載頻和伴音載頻，而與接收機(jī)內(nèi)本機(jī)振蕩器頻率穩(wěn)定度無關(guān)?，F(xiàn)行的電視接收機(jī)大都采用超外差單通道是電路。由于在單通道式電視接收機(jī)中，圖像和伴音一起通過調(diào)諧器、中頻放大器和視頻檢波器，故通常把調(diào)諧器、中頻放大器和視頻檢波器稱為“公共通道”。5 結(jié)論在模擬電視接收機(jī)系統(tǒng)中，圖象信號的產(chǎn)生、傳輸、處理到接收機(jī)的復(fù)原，整個過程都是在模擬體制下完成的。其特點是采用時軸取間樣，每幀在垂直方向取樣，以幅度調(diào)制方式傳送電視圖象信號。為降低頻帶，同時避開人眼對圖象重現(xiàn)的敏感頻率，將1幀圖象又分成奇、偶兩場掃描。加上20世紀(jì)六、七十年代期間，確定模擬電視主要技術(shù)參數(shù)時，其相關(guān)理論和技術(shù)的缺陷，使傳統(tǒng)的模擬電視存在易受干擾、色度畸變、亮色串?dāng)_、行串?dāng)_、行蠕動、大面積閃爍、清晰度低和臨場感弱等缺點