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 電視信號和信號通道的頻譜分析電視信號和信號通道的頻譜分析2.4 黑白電視機(jī)常見故障的分析黑白電視機(jī)常見故障的分析 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，從而形成一個以玻璃為介質(zhì)，以內(nèi)外

2、壁石墨層為兩個極片的電容器（電容量約為6001 200 pF）。這個電容器可作為第二、 四高壓陽極的濾波電容，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圖 電子槍通常由燈絲和陰極、 控制柵極、 加速陽極、 聚焦陽極和高壓陽極等組成。 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 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對陰極電流ik的控制關(guān)系稱為顯像管的調(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，叫做調(diào)制特性曲線。該指數(shù)曲線由下列公式給出： )(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時的柵極負(fù)壓（此時熒光屏不發(fā)光， 無光柵）。 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時的柵-陰電壓值。如果ugk值小，說明 ugk只要有一個較小的變化，或顯像管陰極輸入一個幅度較小的視頻信號，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)極性圖像信號從陰極輸入時， 原圖像較暗部分對應(yīng)的較高圖像信號電平就會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150 A（負(fù)電壓約為-20 V）； 否則，陰極電流過大， 會燒壞熒光粉層。 第2章 黑白電視的基本原理 一般來說，顯像亮度與陰極電流呈線性關(guān)系， 然而非線性的調(diào)制特性曲線會使重現(xiàn)的圖像明暗失調(diào)，引起灰度失真，也稱失真。失真是由顯像管特性決定的，所有的電視機(jī)都存在。所以，電視臺在發(fā)送圖像信號時已進(jìn)行了失真的校正。 對整個電視系統(tǒng)而言，已經(jīng)通過校正把它變成了線性傳輸系統(tǒng)了，那么在討論調(diào)制特性曲線時，也可以把ugk和ik的關(guān)系作為線性關(guān)系來分析， 忽略其原有的非線性關(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)線圈偏轉(zhuǎn)線圈 1. 偏轉(zhuǎn)線圈的構(gòu)造偏轉(zhuǎn)線圈的構(gòu)造 圖 2-4 偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)示意圖 第2章 黑白電視的基本原理 2. 行、行、 場偏轉(zhuǎn)線圈場偏轉(zhuǎn)線圈 圖 2-5 行偏轉(zhuǎn)線圈和它所產(chǎn)生的磁場(a) 左手定則； (b) 行偏轉(zhuǎn)線圈； (c) 行磁場分布 第2章 黑白電視的基本原理 圖 2-6 場偏轉(zhuǎn)線圈和它所產(chǎn)生的磁場(a) 左手定則； (b) 場偏轉(zhuǎn)線圈； (c) 場磁場分布 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） 由天線收到的高頻圖像信號與高頻伴音信號經(jīng)饋線進(jìn)入高頻頭。高頻頭由輸入電路、高頻放大器、本振和混頻級組成。其主要作用是：選擇并放大所接收頻道的微弱電信號；抑制干擾信號； 與天線實現(xiàn)阻抗匹配，保證信號能最有效傳輸；進(jìn)行電視信號頻率變換，完成超外差作用。 輸入電路由無源網(wǎng)絡(luò)組成，對天線接收到的信號進(jìn)行頻道選擇，把所要接收到的信號最有效地傳送給高放級。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 高放級將輸入電路所選擇的頻率信號進(jìn)行放大， 提高信號功率對機(jī)內(nèi)噪聲功率的比值（即信噪比），減少信號受到機(jī)內(nèi)噪聲的干擾，其增益約為20 dB，同時將所放大的高頻信號送入混頻級。高放級要求有8 MHz帶寬，以保證電視信號順利通過。 本機(jī)振蕩器產(chǎn)生本機(jī)振蕩頻率送至混頻級， 該振蕩頻率總比所接收的電視圖像載頻高一個固定中頻（38 MHz）。 在混頻級中，高放級送來的圖像和伴音信號與本振信號完成混頻作用，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接收進(jìn)來， 進(jìn)行處理， 變?yōu)楣潭ǖ膱D像中級和伴音中頻，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 將混頻器送來的圖像中頻和伴音中頻，按一定頻率特性進(jìn)行放大。對圖像中頻信號放大達(dá)60 dB左右；而對伴音中頻信號的放大則小得多，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）與自動增益控制（AGC）電路，以提高穩(wěn)

10、定性。 中放級的輸出信號波形與輸入信號波形相同， 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 視頻檢波器有兩個作用：一是從圖像中頻信號中檢出視頻信號， 即通過它把高頻圖像信號還原為視頻圖像信號，然后送至視放級；二是利用檢波二極管的非線性作用，將圖像中頻（38 MHz）和伴音中頻（31.5 MHz）信號混頻，得到6.5 MHz差額， 即產(chǎn)生6.5 MHz第二伴音中頻信號（調(diào)頻信號）。 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)視放和視放輸出級兩級組成。 預(yù)視放作為信號分配電路，將檢波器檢出的視頻信號送至視放輸出級、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放大器。 視放輸出級將預(yù)視放送來的視頻信號放大到峰峰值60 V左右，以負(fù)極性視頻圖像信號輸出，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，在視放級中取出一部分信號，經(jīng)ANC電路通過AGC檢波電路轉(zhuǎn)換成直流控制信號。用它控制中放級和高放級增益，使檢波輸出信號電平穩(wěn)定在11.5 V，從而保證圖像穩(wěn)定。 ANC電路又稱抗干擾電路，主要用來消除混入電視信號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，利用

12、幅度分離原理分離出復(fù)合同步信號（行同步、場同步、均衡脈沖和槽脈沖）。復(fù)合同步信號經(jīng)過放大整形后送至掃描電路。 掃描電路分為場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（6.5 MHz）送入伴音中放， 作進(jìn)一步放大，經(jīng)過限幅，送入鑒頻器。鑒頻器將伴音調(diào)頻信號進(jìn)行解調(diào)，檢出原始音頻信號，送至伴音低放，伴音低放將鑒頻器送來的音頻信號進(jìn)行電壓和功率放大，然后推動揚聲器， 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。 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部分： 信號通道部分：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)振蕩和外來高頻電視信號在混頻級形成固定中頻信號，再對中頻信號進(jìn)行放大經(jīng)檢波而取得圖像信號。超外差式選用較射頻電視信號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）通過視頻檢波器時，差拍產(chǎn)生6.5 MHz第二伴音的內(nèi)差方式。其特點是伴音信號和圖像信號共用一個放大通道（中放），直到檢波后才被分離出來。還有一點是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，參見下式（fp是本振頻率因變動而發(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 國產(chǎn)黑白電視機(jī)的基本參數(shù)和要求國產(chǎn)黑白電

15、視機(jī)的基本參數(shù)和要求 表 2-2 國產(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 電視信號和信號通道的頻譜分析電視信號和信號通道的頻譜分析 2.3.1 信號波形及其頻譜信號波形及其頻譜 圖 2-9 信號通道各點的信號電壓波形圖和相應(yīng)的頻譜圖 第2章 黑白電視的基本原理 圖 2-9 信號通道各點的信號電壓波形圖和相應(yīng)的頻譜圖 第2章 黑白電視的基本原理 2.3.2 信號通道頻率特性簡析信號通道頻率特性簡析 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)常見故障的分析黑白電視機(jī)常見故障的分析 1. 光柵只有一條水平亮線光柵只有一條水平亮線 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垂直方向的掃描，說明場頻鋸齒波電流沒有送入場偏轉(zhuǎn)線圈，則故障出在場掃描電路。例如，場偏轉(zhuǎn)插頭脫落或是場偏轉(zhuǎn)線圈焊片上引線折斷。 第2章 黑白電視的基本原理 2. 光柵只有一條垂直亮線光柵只有一條垂直亮線 可以肯定的是場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，說明行掃描電路也沒有問題，否則，就不會出現(xiàn)亮線。電子束在這種情況下，不能進(jìn)行水平方向掃描，是因為行輸出級

17、產(chǎn)生的鋸齒電流未能送到行偏轉(zhuǎn)線圈，所以故障只可能發(fā)生在行偏轉(zhuǎn)線圈支路（如斷路）。 第2章 黑白電視的基本原理 3. 有光柵、有光柵、 無圖像、無伴音無圖像、無伴音 有光柵，說明行、場掃描電路、顯像管、 電源部分是好的。無圖像和伴音，說明故障主要在信號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，有時還能收到調(diào)頻信號，說明視放部分是正常的。繼續(xù)向前觸碰中放管基極，若也能聽到雜音，屏幕上看到雪花點，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、 無圖像、無圖像、 有伴音有伴音 有光柵說明掃描電路正常，有伴音說明伴音通道和高頻頭、 中放及檢波輸出基本正常

18、，那么問題出在視放級。 5. 有光柵、有光柵、 有圖像、有圖像、 無伴音無伴音 顯然，檢波輸出的6.5 MHz第二伴音中頻信號未能經(jīng)伴音通道處理加到揚聲器上，伴音通道有問題。用金屬桿碰觸伴音通道各部分輸入級，若出現(xiàn)觸某一級時揚聲器沒有反應(yīng)，則那一級就有問題。 第2章 黑白電視的基本原理 6. 無光柵、無伴音無光柵、無伴音 故障的主要原因是：電源部分有故障， 無12 V電壓或電路板有短路現(xiàn)象，造成燒保險絲。 7. 圖像上、圖像上、 下滾動下滾動 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，主要問題在于積分電路或者場振蕩電路頻率偏移過多。 第2章 黑白電視的基本原理 8. 圖像左右不穩(wěn)或無規(guī)律的黑白斜道圖像左右不穩(wěn)或無規(guī)律的黑白斜道 說明電視機(jī)的水平方