模擬電視接收機(jī)原理分析與設(shè)計(jì)

1、模擬電視接收機(jī)原理分析與設(shè)計(jì)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(guò)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(gè)部門。本文以黑白電視為基礎(chǔ)對(duì)模擬電視接收機(jī)的原理進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。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(jì)的教學(xué)目的1）培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)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(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。3）通過(guò)課

2、程設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解并掌握寬帶網(wǎng)絡(luò)的一般設(shè)計(jì)方法，訓(xùn)練并提高學(xué)生在理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范和應(yīng)用計(jì)算機(jī)等方面的能力，更好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。2 電視接收機(jī)電視接收機(jī)簡(jiǎn)稱電視機(jī)，是用來(lái)選擇接收某個(gè)電視臺(tái)的圖像及伴音載頻信號(hào)，加以放大，再經(jīng)過(guò)檢波還原出圖像的視頻信號(hào)及伴音的音頻信號(hào)，最后有加以放大來(lái)激勵(lì)顯像管和揚(yáng)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(shí)接收?qǐng)D像信號(hào)和伴音信號(hào)的接收設(shè)備。2.1電視接收機(jī)的分類按電視信號(hào)的形式來(lái)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(hào)（指圖像信號(hào)和伴音信號(hào)）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(guò)程中，都是在時(shí)間軸上和振幅軸上連續(xù)變化的模擬信號(hào)，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(hào)經(jīng)過(guò)抽樣、量化和編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行各種功能的處理、傳輸、存儲(chǔ)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(guò)以下三部分來(lái)完成電視信號(hào)的接收工作的。1）輸入回路（包括天線）：天線從空間電磁場(chǎng)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(wú)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(hào)中選取所要的有

4、用信號(hào)，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(hào)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(guò)解調(diào)，還原出視頻信號(hào)和音頻信號(hào)，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(hào)變成可見(jiàn)可聞的信息，即把圖像信號(hào)顯示出來(lái)，把伴音信號(hào)放送出來(lái)。一般電視機(jī)中顯像管和揚(yáng)聲器就是終端設(shè)備。3 模擬電視接收機(jī)電視信號(hào)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(guò)電視接收與顯示反映出來(lái)，接收與顯示的質(zhì)量體現(xiàn)了整個(gè)電視系統(tǒng)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到廣大電視觀眾的視聽(tīng)享受，以及電視消費(fèi)市場(chǎng)的發(fā)展?，F(xiàn)行廣泛使用的黑白、彩色電視接收機(jī)都是模擬信

5、號(hào)形式的電視接收機(jī)。下面對(duì)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(hào)通道、掃描電路和電源三部分組成。信號(hào)通道包括高頻調(diào)諧器（俗稱高頻頭）、中頻放大（簡(jiǎn)稱中放）、視頻放大（簡(jiǎn)稱視放）和伴音通道。掃描電路包括同步分離和行、場(chǎng)掃描電路。信號(hào)通道的任務(wù)是將天線接收到的高頻電視信號(hào)變換成視頻亮度信號(hào)和音頻伴音信號(hào)。亮度信號(hào)激勵(lì)顯像管產(chǎn)生黑白圖像，伴音信號(hào)推動(dòng)揚(yáng)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(chǎng)所、行掃描電流和各種電壓，使顯像管產(chǎn)生與電視臺(tái)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(hào)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(hào)，再經(jīng)過(guò)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(hào)。圖像和伴音兩中頻信號(hào)經(jīng)公用通道放大進(jìn)入視頻檢波級(jí)。檢波器有兩個(gè)作用：一是從中頻信號(hào)中檢出其包括-視頻全電視信號(hào)；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(hào)。預(yù)放級(jí)也有兩個(gè)作

7、用：一個(gè)將全電視信號(hào)和第二伴音中頻信號(hào)分離。二是將全電視信號(hào)進(jìn)行電流放大，分別饋級(jí)視放級(jí)，同步分離級(jí)和AGC電路；將第二伴音中頻信號(hào)進(jìn)行電壓放大饋級(jí)伴音通道。全電視信號(hào)的一部分經(jīng)視放級(jí)放大去激勵(lì)顯象管產(chǎn)生黑白圖象。另一部分送到同步分離級(jí)，分離同步信號(hào)，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(yùn)動(dòng)。第三部分送到AGC電路，對(duì)高頻頭和圖像中放的增益進(jìn)行自動(dòng)控制，從而保證接收機(jī)的穩(wěn)定接收。第二伴音中頻信號(hào)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(hào)，再經(jīng)低頻放大，推動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生電視伴音。鑒頻前為調(diào)頻信號(hào)，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(hào)。 同步分離和掃描電路視頻圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)自動(dòng)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(hào)。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(dòng)頻率相位控制（AFPC）電路。與發(fā)端同步行振蕩信號(hào)經(jīng)行推動(dòng)和行輸出級(jí)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(yùn)動(dòng)。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(jì)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(lái)高頻級(jí)形成固定的中頻信號(hào)，在對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行放大，經(jīng)檢波而取得圖像信號(hào)。它的好處是：信號(hào)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(hào)和伴音信號(hào)的分離點(diǎn)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(gè)通道進(jìn)行放大，同時(shí)加入視頻檢波器，檢波器除檢出視頻圖像信號(hào)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(hào)（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(hào)和伴音信號(hào)通過(guò)調(diào)諧器的高頻放大和混頻后，兩個(gè)信號(hào)并不分離，又一起通過(guò)中頻放大器，然后在視頻檢波器中，圖像信號(hào)被還原成視頻信號(hào)。而伴音信號(hào)是調(diào)頻的，他與圖像信號(hào)產(chǎn)生差頻。由于它的頻率較低，頻帶又窄，因此，可用一個(gè)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(hào)從圖像檢波器的輸出端分離出來(lái)，如圖4-2所示。圖 4-2 圖像視頻信號(hào)與伴音中頻信號(hào)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(diǎn)超外差單通道式接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，不僅在于圖像和伴音共用中頻放大級(jí)，簡(jiǎn)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(hào)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(wú)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(guò)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(hào)的產(chǎn)生、傳輸、處理到接收機(jī)的復(fù)原，整個(gè)過(guò)程都是在模擬體制下完成的。其特點(diǎn)是采用時(shí)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(hào)。為降低頻帶，同時(shí)避開人眼對(duì)圖象重現(xiàn)的敏感頻率，將1幀圖象又分成奇、偶兩場(chǎng)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(shí)，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(dòng)、大面積閃爍、清晰度低和臨場(chǎng)感弱等缺點(diǎn)