數字電視第2章黑白電視的基本原理g

第2章黑白電視的基本原理2.1黑白顯像管2.2黑白顯像管的饋電電路和附屬電路2.3黑白電視機原理框圖2.4電視信號和信號通道的頻譜分析習題二第1頁，共34頁。2.1黑白顯像管 2.1.1黑白顯像管的結構 黑白顯像管由三部分組成：玻璃外殼、電子槍和熒光屏。它是電真空器件，能承受高壓并防爆裂。黑白顯像管的具體結構如圖2-1所示。第2頁，共34頁。圖2-1黑白顯像管結構示意圖第3頁，共34頁。 1.玻璃外殼 玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻璃三部分。 2.電子槍 電子槍通常由燈絲、陰極、控制柵極、加速陽極、聚焦陽極和高壓陽極等組成。高壓陽極插座安裝在管錐體上，其余各電極均在管頸末端用金屬管腳引出。典型黑白顯像管管腳接線圖如圖2-2所示。第4頁，共34頁。圖2-2典型黑白顯像管管腳接線圖第5頁，共34頁。 1）陰極 2）控制柵極 3）加速陽極 4）高壓陽極 5）聚焦陽極 3.熒光屏 熒光屏由屏面玻璃、熒光粉層和鋁膜三部分組成。第6頁，共34頁。

2.1.2黑白顯像管的調制特性和性能參數 1.調制特性 下面討論顯像管的調制特性。 （1）圖2-3所示為柵陰電壓ugk由下列公式給出： ik=k(ugk-ugk0)γ

式中，k是比例系數，與電極的特性和構造等因素有關；γ是非線性系數，其數值大小因管子而異，取值在2～3之間；ugk0是柵極截止電壓，即顯像管陰極電流ik=0時的柵極負壓（此時熒光屏不發(fā)光，無光柵）。第7頁，共34頁。圖2-3黑白顯像管的調制特性曲線第8頁，共34頁。 （2）最大調制量是調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)標準亮度的光柵（陰極電流為50μA）時柵陰電壓的變化量，公式表示為 Δugk=|ugk0|-|ugk50| 式中，ugk50為ik=50μA時的柵陰電壓值。如果Δugk值小，說明ugk只有一個較小的變化，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對比度的變化。這就是說,ik能較快從0μA升至50μA，表明顯像管的靈敏度高。所以，最大調制量越小，顯像管靈敏度越高，反之則越低。第9頁，共34頁。 (3)從調制特性曲線圖形上看，柵陰電壓越負，陰極電流就越小，則熒光屏亮度越暗；反之，亮度越高。當負極性圖像信號從陰極輸入時，原圖像較暗部分對應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，這樣，顯像管重現(xiàn)的圖像是正確的。另外，陰極電流ik不應超過150μA（負電壓約為-20V）；否則，陰極電流過大，會燒壞熒光粉層。

第10頁，共34頁。 （4）一般來說，顯像管的亮度與陰極電流呈線性關系，然而非線性的調制特性曲線會使重現(xiàn)的圖像明暗失調，引起灰度失真，也稱γ失真。γ失真是由顯像管特性決定的，所有的電視機都存在。所以，電視臺在發(fā)送圖像信號時已進行了γ失真的校正。對整個電視系統(tǒng)而言，已經通過校正把它變成了線性傳輸系統(tǒng)，那么在討論調制特性曲線時，也可以把ugk和ik的關系作為線性關系來分析，忽略其非線性關系。第11頁，共34頁。 2.性能參數 黑白顯像管的性能參數分為機械性能參數、電性能參數和光性能參數三大類，如表2-1所示。第12頁，共34頁。表2-1國產黑白電視顯像管性能參數表第13頁，共34頁。 2.1.3偏轉線圈 1.偏轉線圈的構造 偏轉線圈主要由磁環(huán)、一組場偏轉線圈、一組行偏轉線圈和一個中心位置調節(jié)器等四部分組成。其結構示意圖如圖2-4所示，其中，場、行偏轉線圈各自由兩個線包串聯(lián)或并聯(lián)相接而成；兩組偏轉線圈互相垂直放置，以產生水平與垂直偏轉磁場；場偏轉用環(huán)形線圈，行偏轉用馬鞍形（或稱喇叭形）線圈。第14頁，共34頁。圖2-4偏轉線圈結構示意圖第15頁，共34頁。 2.行、場偏轉線圈 行偏轉線圈通有行掃描鋸齒波電流，產生在垂直方向的線性變化磁場，使電子束作水平方向掃描，如圖2-5所示。第16頁，共34頁。圖2-5行偏轉線圈及它所產生的磁場(a)左手定則；(b)行偏轉線圈；(c)行磁場分布第17頁，共34頁。 場偏轉線圈通有場掃描鋸齒波電流，產生水平方向的線性變化磁場，使電子束作垂直方向掃描，如圖2-6所示。第18頁，共34頁。圖2-6場偏轉線圈及它所產生的磁場(a)左手定則；(b)場偏轉線圈;(c)場磁場分布第19頁，共34頁。 3.中心位置調節(jié)器 中心位置調節(jié)器的構造如圖2-7所示。第20頁，共34頁。圖2-7中心位置調節(jié)器第21頁，共34頁。2.2黑白顯像管的饋電電路和附屬電路 2.2.1黑白顯像管的饋電電路 (1)燈絲電壓： (2)陰柵電壓： (3)加速電壓： (4)聚焦電壓： (5)陽極高壓：第22頁，共34頁。2.3黑白電視機原理框圖 我們用如圖2-11所示的直觀框圖，簡潔地討論電視機的基本工作原理。具體地說，該方框圖是超外差內載波式黑白電視機的原理框圖。第23頁，共34頁。2.4電視信號和信號通道的頻譜分析 2.4.1信號波形及其頻譜 在圖2-11所示方框圖中，標出了A～H等8個點。我們就具體討論這些點的信號波形和頻譜的變換過程，如圖2-12所示。第24頁，共34頁。圖2-1-1黑白電視接收機電路組成框圖第25頁，共34頁。

圖2-12信號通道各點的信號電壓波形和相應的頻譜圖第26頁，共34頁。 以第二頻道為例，發(fā)射臺發(fā)射的高頻電視信號，其圖像載頻為57.75MHz，伴音載頻為64.25MHz，兩者相差6.5MHz。高頻圖像信號用殘留邊帶方式傳送，高頻伴音信號用調頻方式傳送。一個頻道的頻譜范圍是8MHz。 下面我們繼續(xù)討論： 在A點，是從天線接收到的高頻電視信號。圖（a）是負極性調幅高頻電視信號波形圖，圖（a′）是高頻電視信號頻譜。在B點，輸入回路從中選出第二頻道，再經高頻放大和選擇后，鄰近頻道的干擾信號已被基本濾除，則一、三頻道的信號頻譜在B點的頻譜圖中不再出現(xiàn)，見圖（b′）。此時，信號波形不變。第27頁，共34頁。 在C點，高頻電視信號經混頻后轉換成中頻電視信號，其中圖像中頻比伴音中頻高6.5MHz。由混頻規(guī)律，C點的頻譜結構圖（c′）與圖（b′）相比處于倒置。圖（c）中調幅波形不變，只是載頻由高頻變換為中頻。 在D點，見圖（d′），我們注意到圖像中頻38MHz位于頻譜曲線高端斜邊的中心。通過中頻的幅頻特性調諧，使圖像中頻處于此位置是為了不使視頻信號頻譜圖（f′）發(fā)生畸變。 如果圖像中頻38MHz偏離曲線高端斜邊的中心，則視頻檢波后，會引起視頻信號頻譜中0～0.75MHz成分（雙邊帶）和0.75～6MHz成分（單邊帶）的幅度不一致，這樣，視頻信號（0～6MHz）以0.75MHz為分界線產生畸變，導致重現(xiàn)圖像失真。

第28頁，共34頁。 另外一點，為使伴音中頻6.5MHz不干擾圖像，應使31.5MHz處的中放頻率特性比最高值低（約為最高值的5%），即伴音信號遠小于圖像信號。 D點的信號波形圖（d）與圖（c）相同。 在E點，經檢波后，獲得0～6MHz的視頻頻譜和6.5MHz的伴音頻譜，見圖（e′）。如果視放有一次倒相，那么解調后的圖像波形是正極性的視頻圖像信號，見圖（e）。 在F點，視放管進行反相，則圖（e）變換成圖（f）的負極性圖像信號，送至顯像管的陰極。其頻譜圖是0～6MHz的幅頻曲線。 在G點，檢波輸出級相當于調諧放大器，差拍出6.5MHz第二伴音中頻信號。在H點，鑒頻器對伴音調頻信號解調，取出15kHz以下的音頻信號，經低頻放大，送到揚聲器。第29頁，共34頁。 2.4.2信號通道頻率特性簡析 方波是由正弦波（基波）和許多奇次諧波疊加形成的（如圖2-13所示）。當方波通過信號通道時，如果通道的通頻帶較寬，則能通過的諧波數目多，輸出波形就比較接近方波，失真也小。此外，通道對各頻率成分的相位特性也是重要的，例如，三次諧波和基波相加，如果相位不合，那么輸出波形將嚴重失真。第30頁，共34頁。圖2-13方波的形成第31頁，共34頁。

通道頻率特性對圖像質量產生影響的因素主要是以下三點： （1）中放電路： （2）本振頻率：

（3）視放電路：第32頁，共34頁。2.10題圖第33頁，共34頁。內容梗概第2章黑白電視的基本原理。玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻璃三部分。高壓陽極插座安裝在管錐體上，其余各電極均在管頸末端用金屬管腳引出。典型黑白顯像管管腳接線圖如圖2-2所示。圖2-2典型黑白顯像管管腳接線圖。（1）圖2-3所示為柵陰電壓ugk由下列公式給出： ik=k(ugk-ugk0)γ。式中，k是比例系數，與電極的特性和構造等因素有關。γ是非線性系數，其數值大小因管子而異，取值在2～3之間。這就是說,ik能較快從0μA升至50μA，表明顯像管的靈敏度高。γ失真是由顯像管特性決定的，所有的電視機都存在。黑白顯像管的性能參數分為機械性能參數、電性能參數和光性能參數三大類，如表2-1所示。其結構示意圖如圖2-4所示