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文檔簡(jiǎn)介
第1章電視機(jī)工作原理及實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)
1.1光學(xué)及人眼的視覺特性知識(shí)
1.2電子成像原理
1.3電視機(jī)原理框圖
1.4電視機(jī)實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)
1.5實(shí)訓(xùn)
1.1.1光和顏色
1.光和顏色的概念
從物理學(xué)的角度來說,光是某種頻率范圍的電磁波。
電磁波按頻率由低到高依次包括了長(zhǎng)波、無線電波、紅外光波(紅外線)、可見光波、紫外光波(紫外線)、X射線與γ射線等,如圖1-1所示。其中人眼能看到的那一部分光譜叫做可見光。可見光的波長(zhǎng)范圍為380~780nm。1.1光學(xué)及人眼的視覺特性知識(shí)
圖1-1電磁波頻譜圖從物理學(xué)的角度來說,顏色是不同波長(zhǎng)的可見光作用在人眼后產(chǎn)生的視覺效果。700nm波長(zhǎng)的光作用于人眼,人感覺到的是紅色光;546.1nm波長(zhǎng)的光作用于人眼,人感覺到的是綠色光;435.8nm波長(zhǎng)的光作用于人眼,人感覺到的是藍(lán)色光。每一確定波長(zhǎng)的可見光都對(duì)應(yīng)確定的某一顏色,這種單一波長(zhǎng)的光叫單色光。但反過來,某種顏色卻并不對(duì)應(yīng)某一確定的波長(zhǎng),如將波長(zhǎng)為546nm的綠光與波長(zhǎng)為700nm的紅光按一定比例混合后作用于人眼,可得到與波長(zhǎng)為580nm的黃光完全一樣的感覺。這種由若干個(gè)波長(zhǎng)的光復(fù)合而成的光叫復(fù)合光。圖1-2三基色混色圖
2.三基色原理
根據(jù)人眼的彩色視覺特性,在彩色重現(xiàn)過程中,并不要求恢復(fù)原景物反射光的全部光譜成分,而重要的是獲得與原景物相同的彩色感覺。實(shí)踐證明,自然界可見到的絕大部分彩色,都可以由幾種不同波長(zhǎng)(顏色)的單色光相混合來等效,這一現(xiàn)象叫做混色效應(yīng)。經(jīng)進(jìn)一步研究,人們終于得到了一個(gè)重要的原理——三基色原理。三基色原理就是指選用相互獨(dú)立的三種基色,可以按一定比例混合出自然界中絕大多數(shù)的彩色,其亮度等于三基色之和,其顏色取決于三基色的比例。三基色原理是彩電技術(shù)的基本原理。三基色原理的主要內(nèi)容是:
(1)自然界中的絕大部分彩色都可以由三種基色按一定比例混合得到;反之,任意一種彩色均可以被分解為三種基色。
(2)作為基色的三種彩色要相互獨(dú)立,即其中任何一種基色都不能由另外兩種基色混合來產(chǎn)生。
(3)由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于參與混合的各基色的亮度之和。
(4)三基色的比例決定了混合色的色調(diào)和色飽合度。彩色電視系統(tǒng)選取哪三基色呢?根據(jù)實(shí)踐,世界各國都選擇紅色(波長(zhǎng)為700nm,代號(hào)R)、綠色(波長(zhǎng)為546.1nm,代號(hào)G)、藍(lán)色(波長(zhǎng)為435.8nm,代號(hào)B)三種顏色作為三基色,如圖1-2所示。為什么選擇紅、綠、藍(lán)作為三基色呢?這是因?yàn)椋孩偌t、綠、藍(lán)三色是互相獨(dú)立的;②人眼對(duì)這三種顏色的光最敏感;③用紅、綠、藍(lán)三色幾乎可以混合出自然界中所有的顏色。
根據(jù)這一原理,要傳送和重現(xiàn)自然界中的各種彩色,無需逐一傳送波長(zhǎng)各異的各種彩色信號(hào),而只要將各種彩色分解成不同比例的三基色并將其傳送即可。在彩色重現(xiàn)時(shí)將比例不同的三基色信號(hào)相加混色,即可產(chǎn)生與被傳送對(duì)象相同的彩色視覺效果。彩色電視機(jī)是在必須與黑白電視機(jī)兼容這一條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)的,因此將亮度信號(hào)作為彩色電視圖像信號(hào)之一傳送,而圖像信號(hào)的色彩則由不包括亮度信號(hào)成分的色差信號(hào)傳送。根據(jù)三基色原理要求,首先讓彩色圖像光信號(hào)通過分色光學(xué)系統(tǒng)(由物鏡、分色棱鏡和反射鏡等組成)取出紅、綠、藍(lán)三基色,再將紅、綠、藍(lán)三基色分別射入R、G、B三只攝像管的光電靶上,三只攝像管的電子束同步地在自己的靶面上掃描,把各基色圖像上的亮度變化變換成相應(yīng)的隨時(shí)間變化的電壓信號(hào),從而將彩色圖像的光信號(hào)變成電信號(hào)。1.1.2視覺特性
1.視覺靈敏度
電視圖像是給人看的,研究人眼的視覺特性能使電視機(jī)的設(shè)計(jì)更合理。
人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的光的靈敏度是不同的。人眼的這種視覺特性常用視覺靈敏度曲線來描述。
圖1-3相對(duì)視敏度曲線對(duì)人的視覺靈敏度研究可以得出以下結(jié)論:
(1)在輻射強(qiáng)度一樣的情況下,人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的可見光的亮度感覺是不同的。
(2)在三基色中,人眼對(duì)波長(zhǎng)為555nm的草綠色的光反應(yīng)最靈敏,其次是紅光,最次是藍(lán)光。
(3)在可見光譜之外,即使輻射能量再強(qiáng),人眼也沒有反應(yīng)。2.分辨力
人眼分辨圖像細(xì)節(jié)的能力稱為分辨力。人眼對(duì)圖像色彩細(xì)節(jié)的分辨力遠(yuǎn)低于對(duì)圖像黑白細(xì)節(jié)的分辨力。例如,相隔一定距離觀看黑白相間的等寬條子,恰能分辨黑白差別,如果用紅、綠相間的同等寬度的條子替換黑白條子,則人眼看到的僅是一片黃色,分辨不出紅、綠之間的差別。因此,彩色電視系統(tǒng)中傳送彩色圖像時(shí),只傳送黑白圖像細(xì)節(jié),而不傳送彩色圖像細(xì)節(jié),這就減少了不必要的信息量,降低了色度信號(hào)的頻帶寬度。
3.視覺惰性
視覺惰性是人眼的重要特性之一,它反映了主觀亮度與光作用時(shí)間的關(guān)系。當(dāng)光突然作用于人眼或光突然消失時(shí),人眼的感覺不與光同步,而是遵從圖1-4所示的曲線。電視、電影正是利用人眼的視覺惰性騙過了人的眼睛??此苿?dòng)作連續(xù)的電視、電影,實(shí)際上只是多張圖片的快速切換而已。電影實(shí)際上是把一秒鐘的連續(xù)動(dòng)作分解成24張膠片進(jìn)行回放,電視則是把一秒鐘的連續(xù)動(dòng)作分解成25幅圖像進(jìn)行回放。
圖1-4視覺惰性曲線
1.2.1黑白圖像的光電轉(zhuǎn)換
1.像素的概念與圖像的傳送
通過投影儀將電腦屏幕圖像放大并投影到銀幕上,可以近距離地觀察到銀幕上的圖像實(shí)際上是由一個(gè)個(gè)小方塊組成的。如果是黑白圖像,則會(huì)發(fā)現(xiàn)圖像由許多排列整齊、灰度不同的小方塊組成。這些小方塊是構(gòu)成圖像的基本單元,稱為像素。每個(gè)像素反映圖像的一點(diǎn)信息。顯然,像素越多,圖像就越清晰、細(xì)致。普通電視屏幕上的圖像是由約44萬個(gè)像素組成的,高清電視的像素可達(dá)200萬以上。1.2電子成像原理一幅圖像所包含的40多萬個(gè)像素是不可能同時(shí)被傳送的,只能是按一定的順序分別將各像素的亮度變換成相應(yīng)的電信號(hào)并依次傳送出去;在接收端則按同樣的順序把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)一個(gè)相應(yīng)的亮點(diǎn)重現(xiàn)出來。只要順序傳送速率足夠快,利用人眼的視覺暫留效應(yīng)(即視覺惰性)和發(fā)光材料的余輝特性,人眼感覺到的就是一幅穩(wěn)定而完整的圖像。這種按順序傳送圖像像素信息的方法,是構(gòu)成現(xiàn)代電視系統(tǒng)的基礎(chǔ),被稱為順序傳送系統(tǒng)。圖1-5所示是該系統(tǒng)的示意圖。
圖1-5圖像順序傳送系統(tǒng)示意圖圖像順序傳送系統(tǒng)的工作過程如下:首先,將要傳送的某一光學(xué)圖像作用于由許多獨(dú)立的光電元件所組成的光電板上,這時(shí),光學(xué)圖像就被轉(zhuǎn)換成由大量像素組成的電信號(hào),然后經(jīng)過傳輸通道送到接收端。接收端有一塊可在電信號(hào)作用下發(fā)光的電光板,它可將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的光學(xué)圖像信號(hào)。在電視系統(tǒng)中,將組成一幀圖像的像素按順序轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過程,或反過來將電信號(hào)按順序轉(zhuǎn)換成圖像的過程,稱為掃描過程。圖1-5中的S1、S2是同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的,當(dāng)它們接通某個(gè)像素時(shí),那個(gè)像素就被發(fā)送和接收,并使發(fā)送和接收的像素位置一一對(duì)應(yīng)。在實(shí)際的電視技術(shù)中,采用電子掃描裝置來代替開關(guān)S1、S2的作用。
2.電子掃描
電子是構(gòu)成原子的基本粒子之一,質(zhì)量極小,帶負(fù)電。電子束是指沿著某一方向運(yùn)動(dòng)的電子群。在磁場(chǎng)的作用下,通過電子束的左右移動(dòng)在屏幕上顯示出畫面或圖形的過程稱為掃描。按照電子束的運(yùn)動(dòng)方向,將掃描分為水平掃描和垂直掃描。水平掃描是指電子束在垂直磁場(chǎng)作用下的水平運(yùn)動(dòng),又稱為行掃描。垂直掃描是指電子束在水平磁場(chǎng)作用下的垂直運(yùn)動(dòng)。如果電子束在相互垂直的磁場(chǎng)作用下,既作水平偏轉(zhuǎn),也作垂直偏轉(zhuǎn),且電子束水平方向的運(yùn)動(dòng)速度大于垂直方向的運(yùn)動(dòng)速度,則電子束的運(yùn)動(dòng)路徑是水平并略向右下方傾斜,如圖1-6所示。
圖1-6逐行掃描原理圖通常,顯示器有隔行掃描和逐行掃描兩種掃描方式。逐行掃描是指掃描時(shí)從屏幕左上角的第一行開始逐行進(jìn)行,整個(gè)圖像掃描一次完成,如圖1-6所示。逐行掃描方式下,圖像的顯示畫面閃爍小,顯示效果好。把每一幀圖像通過兩場(chǎng)掃描完成則是隔行掃描,第一場(chǎng)(奇數(shù)場(chǎng))只掃描奇數(shù)行,而第二場(chǎng)(偶數(shù)場(chǎng))只掃描偶數(shù)行,如圖1-7所示。隔行掃描重現(xiàn)圖像的示意圖如圖1-8所示。
圖1-7隔行掃描原理圖
圖1-8隔行掃描重現(xiàn)圖像示意圖電視技術(shù)中采用了與電影技術(shù)類似的方法,以便在有限的頻寬下增加圖像動(dòng)作的流暢性。在電影技術(shù)中,每秒播放24張膠片,每張膠片播放兩次,變成每秒有48個(gè)圖像進(jìn)入人的眼睛,大大增強(qiáng)了畫面的連續(xù)性。在電視技術(shù)中,采用了隔行掃描技術(shù),把一幀圖像分成二場(chǎng),這樣1秒鐘人眼可以看到50場(chǎng)圖像(電視1秒鐘播放25幀),增加了畫面的連續(xù)性,又不用增加帶寬。
3.顯像管
顯像管是一種電子(陰極)射線管,也稱CRT,是電視接收機(jī)重現(xiàn)圖像的關(guān)鍵器件。它的主要作用是將發(fā)送端(電視臺(tái))攝像機(jī)攝取轉(zhuǎn)換的電信號(hào)(圖像信號(hào))在接收端以亮度變化的形式重現(xiàn)在熒光屏上。按照熒光屏顯示的顏色,分為黑白顯像管和彩色顯像管。
黑白顯像管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-9(a)所示,它主要由電子槍、熒光屏和玻璃外殼組成。顯像管內(nèi)抽成真空,管殼由高強(qiáng)度的玻璃制成,能耐受高壓以防爆裂。電子槍的結(jié)構(gòu)如圖1-9(b)所示。電子槍放置在管頸內(nèi),發(fā)射出具有一定能量、一定流強(qiáng)、一定束流直徑和發(fā)射角的電子束流,并通過聚焦和加速,形成截面積很小、速度很快的電子束。該電子束在相互垂直的磁場(chǎng)的作用下,可實(shí)現(xiàn)全屏幕的掃描光柵。
圖1-9黑白顯像管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電子槍構(gòu)造剖面示意圖(a)黑白顯像管的內(nèi)部結(jié)構(gòu);(b)電子槍構(gòu)造剖面示意圖熒光屏由屏幕玻璃、熒光粉層和鋁膜三部分組成。在屏幕玻璃的內(nèi)壁上沉積了厚度約為10μm、以銀作激活劑的硫化鋅—鎘的熒光粉層,它在電子束的高速轟擊下發(fā)出白光。其發(fā)光的強(qiáng)度與電子束電流的大小和速度高低相對(duì)應(yīng)。
玻璃外殼由管頸、錐體和管屏三部分組成。管頸內(nèi)有電子槍和熒光屏。錐體是管頸和玻璃屏幕的連接部位,為電子束實(shí)現(xiàn)全屏幕的掃描提供足夠大的空間。錐體內(nèi)外壁均涂有石墨導(dǎo)電層。
顯像管制成后在管頸部位套有行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈。黑白顯像管的基本工作原理如下:
(1)當(dāng)沒有圖像輸入時(shí),柵極和陰極間加的是一直流負(fù)壓,在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,屏幕各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的陰極電流處處相等,因而屏幕上顯示的是亮度均勻的光柵。
(2)當(dāng)有圖像輸入時(shí),柵極和陰極間在直流負(fù)壓的基礎(chǔ)上疊加上圖像信號(hào)電壓,通過掃描,屏幕各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的陰極電流隨圖像信號(hào)規(guī)律地變化,屏幕上就出現(xiàn)了相應(yīng)的圖像。
彩色顯像管是彩色電視機(jī)中的關(guān)鍵器件。它的結(jié)構(gòu)、原理與黑白顯像管相似,但比黑白顯像管復(fù)雜得多。彩色顯像管的種類較多,有三槍三束彩色顯像管、單槍三束顯像管、自會(huì)聚彩色顯像管、大屏幕彩色顯像管。在大屏幕彩色顯像管中又可分為超平顯像管、純平顯像管、超薄顯像管、超凈顯像管。其中,比較重要的是三槍三束彩色顯像管和單槍三束顯像管。
4.?CCD
要實(shí)現(xiàn)圖像信息的傳輸,首先要將待傳輸?shù)木拔镒兂晒鈱W(xué)圖像,這由光學(xué)鏡頭來實(shí)現(xiàn);然后再將光學(xué)圖像變成電信號(hào),即視頻信號(hào),這由光電轉(zhuǎn)換器來完成。自1970年提出用電荷耦合器件(CCD)作為模擬移位寄存器構(gòu)成固體成像新概念以來,隨著新型半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)及微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展,CCD取代了傳統(tǒng)的攝像管,得到了廣泛的應(yīng)用。圖1-10CCD的基本結(jié)構(gòu)
CCD是一種低壓自掃描器件,因此它在以下兩方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):
(1)重量明顯低于攝像管,因?yàn)樗獬吮恐氐拇牌D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及高壓電源。
(2)隔行析像好。攝像管的隔行性能取決于攝像機(jī)的電磁參數(shù)以及偏轉(zhuǎn)線圈的加工工藝,而CCD的隔行性能只取決于CCD芯片的微細(xì)加工精度,批量生產(chǎn)時(shí)一致性好,穩(wěn)定性也好。成熟的工藝使得它的隔行析像容易保證,而良好的隔行析像性能可最大限度地提高成像系統(tǒng)的垂直分辨率。此外,CCD還具有體積小、省電、壽命長(zhǎng)及成本低等優(yōu)點(diǎn)。圖1-11CCD的電荷轉(zhuǎn)移示意圖
1)
CCD的結(jié)構(gòu)
CCD在二維空間具備三種功能:光電轉(zhuǎn)換、信息存儲(chǔ)和電荷轉(zhuǎn)移。CCD的光電轉(zhuǎn)換可用圖1-10所示的結(jié)構(gòu)來解釋。
在CCD的P型硅襯底上生長(zhǎng)有一層SiO2,在SiO2表面上蒸鍍了一層金屬電極。在CCD工作時(shí),金屬電極上加有正偏壓U+。在P型硅中,多數(shù)載流子為空穴,少數(shù)載流子為電子。由于U+的存在,排斥P型硅中的多數(shù)載流子空穴,形成沒有空穴、只有電子的區(qū)域。由于該區(qū)域耗盡了多數(shù)載流子而稱為“耗盡區(qū)”。耗盡區(qū)對(duì)電子來說勢(shì)能很低,故又稱為“勢(shì)阱”。U+越大,電子越多,勢(shì)阱也越深。因此勢(shì)阱的深度正比于U+。圖1-10中,光從底部投射到CCD的光敏面上,所產(chǎn)生的光電子被勢(shì)阱收集。勢(shì)阱收集到的電荷叫“電荷包”。勢(shì)阱中所存儲(chǔ)的光電子數(shù)正比于光強(qiáng)和光照時(shí)間。
上述過程只是完成了光電成像的第一步,接下來要將產(chǎn)生的光電子轉(zhuǎn)移出去。現(xiàn)用圖1-11為CCD的電荷轉(zhuǎn)移過程示意圖。圖1-11所示具有與圖1-10所示相同的基本結(jié)構(gòu),但它有兩個(gè)或兩個(gè)以上的電極,工作中在各極加上脈沖序列。圖1-11中,如果UB>UA,則勢(shì)阱B深于勢(shì)阱A,少數(shù)載流子(電子)從A區(qū)流向B區(qū),這種流動(dòng)稱為電荷轉(zhuǎn)移。從理論上講,這種電荷的轉(zhuǎn)移可以從CCD平面上的一點(diǎn)轉(zhuǎn)移到平面上的任何地方。電荷轉(zhuǎn)移又分為單相驅(qū)動(dòng)、雙相驅(qū)動(dòng)、三相驅(qū)動(dòng)及四相驅(qū)動(dòng)等多種方式,除了電極構(gòu)造及所加電壓波形不同以外,其轉(zhuǎn)移原理是一樣的。四相驅(qū)動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)電路比較復(fù)雜,但相鄰勢(shì)阱的深度差較大,電荷的存儲(chǔ)量也大,容易實(shí)現(xiàn)隔行掃描,在專業(yè)級(jí)攝像機(jī)中應(yīng)用得較為廣泛。四相驅(qū)動(dòng)方式即將絕緣層上的電極按列的方式每四個(gè)分為一組,形成一個(gè)像素單元,每組電極分別加上不同的偏置電壓,則在電極下的絕緣膜與P型硅之間就產(chǎn)生了不同深度的勢(shì)阱,如果有規(guī)律地改變電極上的電壓值,使勢(shì)阱產(chǎn)生變化,就可以使電子定向移動(dòng),這也就是CCD的掃描讀出原理。CCD根據(jù)轉(zhuǎn)移電極結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)移方式的不同又分成幀轉(zhuǎn)移(FT)方式、行間轉(zhuǎn)移(IT)方式和幀行間轉(zhuǎn)移(FIT)方式。
需要指出的是,單個(gè)光敏單元無實(shí)用意義,必須將許多光敏單元做成陣列(線列或面列),而在成像領(lǐng)域中用得較多的是面陣CCD像感器。
2)
CCD像感器及其自掃描原理
任何攝像器件都應(yīng)同時(shí)具有光電轉(zhuǎn)換和掃描讀出兩種功能,以便把空間分布的光學(xué)信息變成按時(shí)間順序讀出的電信號(hào)。在這里我們介紹掃描讀出過程,以便從中了解自掃描原理、圖像的分解與順序傳輸。
圖1-12所示是典型的FT-CCD(FrameTransfer-CCD)(幀轉(zhuǎn)移型CCD)結(jié)構(gòu)。它由四大部分組成:光敏區(qū)(感光區(qū))、存儲(chǔ)區(qū)、水平移位寄存器(水平區(qū))和輸出區(qū)(輸出放大器)。光敏區(qū)與存儲(chǔ)區(qū)的結(jié)構(gòu)相同,只是前者感光,后者由于沒有光敏層而不感光。按圖中標(biāo)出的三相電極,每三相電極下的電荷包組成一個(gè)光敏單元,光敏區(qū)共有2行
×
4列
=
8個(gè)光敏單元。圖中的三相轉(zhuǎn)移電極分別接有像素時(shí)鐘ΦP1、ΦP2、ΦP3,存儲(chǔ)時(shí)鐘ΦV1、ΦV2、ΦV3,水平時(shí)鐘ΦH1、ΦH2、ΦH3。實(shí)際上,按照我國的電視標(biāo)準(zhǔn),每幀625行,CCD的有效行數(shù)大約為572~582行,水平方向的光敏單元數(shù)大約有760~776個(gè)。
圖1-12典型的FT-CCD結(jié)構(gòu)要傳輸一幅平面圖像,首先由CCD的光敏單元將連續(xù)的空間光學(xué)圖像分解,然后將每個(gè)像素進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,將該像素所對(duì)應(yīng)的電信號(hào)順序傳輸出去,形成視頻信號(hào)。在FT-CCD結(jié)構(gòu)中,電荷從上到下、從左到右轉(zhuǎn)移,它是由加在CCD各電極上的時(shí)鐘脈沖控制完成的。而這些時(shí)鐘脈沖是與行、場(chǎng)同步脈沖同步的。在真空攝像管的光電轉(zhuǎn)換過程中,靠外加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使電子束偏轉(zhuǎn)掃描來拾取信號(hào)。而CCD攝像期間的電信號(hào)讀出是依靠電極上的時(shí)序脈沖完成的,不需外加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),故稱為CCD的自掃描。隔行掃描是由電荷包重心偏移一行和電極上的像素時(shí)鐘脈沖的時(shí)序來保證的。但在電荷轉(zhuǎn)移時(shí),是通過相同路徑逐行進(jìn)行的。與真空攝像管依靠磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)相比,固體攝像器件更能確保精確隔行。
5.黑白全電視信號(hào)
黑白全電視信號(hào)的波形如圖1-13所示。它由圖像信號(hào)及六種輔助信號(hào)(行同步、場(chǎng)同步、行消隱、場(chǎng)消隱、槽脈沖與均衡脈沖)組成。
圖1-13黑白全電視信號(hào)的波形
1)圖像信號(hào)
圖像信號(hào)是由圖像轉(zhuǎn)換成的電信號(hào),用于控制顯像管柵陰極之間的電壓。它位于行掃描正程(52μs),幅度處于白色電平與黑色電平之間。按照我國的電視標(biāo)準(zhǔn),圖像信號(hào)相對(duì)幅度為10%~75%,負(fù)極性視頻圖像信號(hào)是:白色(電平)
——10%,黑色(電平)
——75%,如圖1-14所示。
圖1-14圖像信號(hào)
2)消隱信號(hào)
為防止在逆程期間出現(xiàn)的回掃線干擾圖像的清晰度,在視頻信號(hào)中加入一個(gè)信號(hào),使電子束在逆程期間截止,加入的這個(gè)信號(hào)就叫消隱信號(hào)。消隱信號(hào)的作用是消除回掃線。所謂回掃線,是指在行、場(chǎng)掃描的逆程期間,電子束在從右至左、從下往上的回掃過程中因轟擊熒光粉發(fā)亮而出現(xiàn)的亮線。消隱信號(hào)包括行消隱信號(hào)和場(chǎng)消隱信號(hào),兩者合稱為復(fù)合消隱信號(hào)。行消隱信號(hào)用于消除行掃描逆程期間在屏幕上的亮度痕跡,是一個(gè)寬度為12μs、相對(duì)幅度為75%的脈沖信號(hào),如圖1-15(a)所示。場(chǎng)消隱信號(hào)用于消除場(chǎng)掃描逆程期間在屏幕上的回掃亮線,是一個(gè)寬度為1612
μs(場(chǎng)逆程時(shí)間1600μs加上一個(gè)行逆程時(shí)間12μs)、相對(duì)幅度為75%的脈沖信號(hào),如圖1-15(b)所示。
圖1-15消隱信號(hào)(a)行消隱信號(hào);(b)場(chǎng)消隱信號(hào)
3)同步信號(hào)
同步是指攝像管中的電子束掃描與電視機(jī)中的電子束必須嚴(yán)格同頻同相。同步信號(hào)分為行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào),兩者的作用也不同。行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)合稱為復(fù)合同步信號(hào)。行同步信號(hào)是插入在電視信號(hào)系統(tǒng)中的一個(gè)行脈沖信號(hào),用于保證發(fā)送端和接收端電子束掃描動(dòng)作的步調(diào)一致,從而使電視接收機(jī)的熒光屏上穩(wěn)定地重現(xiàn)圖像。如果沒有行同步信號(hào),電視機(jī)顯示的畫面將雜亂無章,無法看清圖像。場(chǎng)同步信號(hào)的作用是使千家萬戶的電視機(jī)和電視臺(tái)的場(chǎng)掃描同步(同頻同相),是電視機(jī)在場(chǎng)掃描回程160μs的時(shí)候發(fā)送的一個(gè)寬度為160μs(即2.5TH)、幅度相對(duì)電平為100%的脈沖信號(hào)。由于行場(chǎng)不同步所造成的圖像異常現(xiàn)象如圖1-16所示。
圖1-16行場(chǎng)不同步造成的接收?qǐng)D像異常
圖1-17行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)
(a)行同步信號(hào);(b)場(chǎng)同步信號(hào)
4)凹槽脈沖
凹槽脈沖的作用是保持場(chǎng)同步信號(hào)期間的行同步。為了使場(chǎng)同步期間行掃描不失步,在場(chǎng)同步信號(hào)頂部向下開凹槽,以便在同步分離時(shí)彌補(bǔ)被丟失的行同步脈沖,如圖1-18所示。
圖1-18場(chǎng)過渡時(shí)的同步脈沖及積分波形
(a)偶數(shù)場(chǎng)向奇數(shù)場(chǎng)過渡時(shí)的同步脈沖波形;
(b)奇數(shù)場(chǎng)向偶數(shù)場(chǎng)過渡時(shí)的同步脈沖波形;
(c)復(fù)合同步脈沖波形;
(d)并行現(xiàn)象(圖中實(shí)線為奇數(shù)場(chǎng),虛線為偶數(shù)場(chǎng))
5)均衡脈沖
均衡脈沖分為前均衡脈沖和后均衡脈沖。一般的電視系統(tǒng)都采用隔行掃描的方法,一幀圖像分成了兩場(chǎng),這樣會(huì)造成奇數(shù)場(chǎng)向偶數(shù)場(chǎng)過渡時(shí)是半行交接,偶數(shù)場(chǎng)向奇數(shù)場(chǎng)過渡時(shí)是整行交接。因此,在場(chǎng)消隱脈沖前沿至場(chǎng)同步脈沖前沿之間的160μs時(shí)間內(nèi),電視臺(tái)均勻地發(fā)送5個(gè)脈寬為2.35μs、幅度相對(duì)電平為100%、周期為32μs的窄脈沖,這五個(gè)脈沖就稱為前均衡脈沖;而在場(chǎng)同步脈沖后沿外160μs的時(shí)間內(nèi),電視臺(tái)也發(fā)送5個(gè)寬度為2.35μs、幅度相對(duì)電平為100%、周期為32μs的窄脈沖,這種脈沖稱為后均衡脈沖。無論是前均衡脈沖還是后均衡脈沖,最終的目的都是為了克服奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)掃描線嵌套時(shí)的并行現(xiàn)象。1.2.2彩色圖像的光電轉(zhuǎn)換
根據(jù)三基色原理要求(見圖1-2),首先讓彩色圖像光信號(hào)通過分色光學(xué)系統(tǒng)(由物鏡、分色棱鏡和反射鏡等組成)取出紅、綠、藍(lán)三基色,如圖1-19所示,再將紅、綠、藍(lán)三基色分別射入R、G、B三只攝像管的光電靶上。三只攝像管的電子束同步地在自己的靶面上掃描,把各基色圖像上的亮度變化變換成相應(yīng)的隨時(shí)間變化的電壓信號(hào)。攝像管R輸出的是反映紅基色圖像的電信號(hào),記作UR;攝像管G輸出的是反映綠基色圖像的電信號(hào),記作UG;攝像管B輸出的是反映藍(lán)基色圖像的電信號(hào),記作UB。因?yàn)閁R、UG、UB反映了彩色畫面三基色強(qiáng)弱的特點(diǎn),所以稱它們?yōu)槿妷盒盘?hào)。
圖1-19彩色圖像變換成三基色電壓過程圖1.2.3彩色電視的制式
目前常用的彩色電視的制式有三種,分別為NTSC、PAL和SECAM,其中最先出現(xiàn)的是第一種,后兩種是在第一種的基礎(chǔ)上改進(jìn)的制式。
1.?NTSC制
NTSC制又稱為恩制。它屬于同時(shí)制,是美國在1953年12月首先研制成功的,并以美國國家電視系統(tǒng)委員會(huì)(NationalTelevisionSystemCommittee)的縮寫命名。美國、加拿大以及日本、韓國、菲律賓等國家和我國臺(tái)灣地區(qū)采用的是這種制式。這種制式的色度信號(hào)調(diào)制特點(diǎn)為平衡正交調(diào)幅制,即包括了平衡調(diào)制和正交調(diào)制。這種制式解決了彩色電視和黑白電視相互兼容的問題,但是存在相位容易失真、色彩不太穩(wěn)定的缺點(diǎn)。
2.?PAL制
PAL制又稱為帕爾制。它是為了克服NTSC制對(duì)相位失真的敏感性,在1967年由前聯(lián)邦德國在綜合NTSC制的技術(shù)成就基礎(chǔ)上研制出來的一種改進(jìn)方案。PAL是英文PhaseAlterationLine的縮寫,意思是逐行倒相,也屬于同時(shí)制。它對(duì)同時(shí)傳送的兩個(gè)色差信號(hào)中的一個(gè)采用逐行倒相,對(duì)另一個(gè)進(jìn)行正交調(diào)制。這樣,如果在信號(hào)傳輸過程中發(fā)生相位失真,則會(huì)因相鄰兩行信號(hào)的相位相反而起到互相補(bǔ)嘗作用,從而有效地克服了因相位失真引起的色彩變化。因此,PAL制對(duì)相位失真不敏感,圖像彩色誤差較小,與黑白電視的兼容也好,但PAL制的編碼器和解碼器都比NTSC制的復(fù)雜,信號(hào)處理也比較麻煩,接收機(jī)的造價(jià)也高。目前德國、英國、中國(除臺(tái)灣地區(qū))、印度、澳大利亞、泰國、馬來西亞等國家的彩色電視機(jī)采用PAL制式。
3.?SECAM制
SECAM制式又稱為塞康制。SECAM是法文SequentielCouleurAMemoire的縮寫,意為“按順序傳送彩色與存儲(chǔ)”,它首先用于法國的模擬彩色電視系統(tǒng)中。SECAM制式下,信號(hào)傳輸過程中的亮度信號(hào)逐行傳送,而兩個(gè)色差信號(hào)則逐行依次傳送,即用行錯(cuò)開傳輸時(shí)間的辦法來避免同時(shí)傳輸時(shí)所產(chǎn)生的串色以及由此造成的彩色失真。SECAM制式的特點(diǎn)是不怕干擾,彩色效果好,但兼容性差。
雖然三種制式在傳送色差信號(hào)時(shí)采用的方法不同,電路也有所區(qū)別,但是現(xiàn)在生產(chǎn)的電視機(jī)大多具備收看多種制式信號(hào)的電路。
1.3.1黑白電視機(jī)原理框圖
黑白電視機(jī)原理框圖如圖1-20所示。1.3電視機(jī)原理框圖
圖1-20黑白電視機(jī)原理框圖1.3.2彩色電視機(jī)原理框圖
彩色電視機(jī)原理框圖如圖1-21所示。
圖1-21彩色電視機(jī)原理框圖
1.4.1電視機(jī)內(nèi)部典型部件
根據(jù)圖1-22所示照片,初學(xué)者可以認(rèn)識(shí)一些典型電視機(jī)部件的外形和大概位置。1.4電視機(jī)實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)
圖1-22彩色電視機(jī)內(nèi)部器件布局圖1.4.2電視機(jī)檢修常用方法與步驟
1.電視機(jī)檢修常用方法
(1)觀察法。拿到故障電視機(jī)時(shí),首先對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的觀察。打開電視機(jī)后蓋,通電前應(yīng)首先仔細(xì)觀察機(jī)內(nèi)有無斷線、脫焊、插頭脫落、保險(xiǎn)燒斷、元件互碰、變色、變形、燒焦、缺損等情況。詢問用戶是否有過異常響聲、異味、冒煙的現(xiàn)象,如有的話應(yīng)首先通過外觀觀察,發(fā)現(xiàn)燒毀的元器件,以免通電后使故障擴(kuò)大化。當(dāng)未發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí),再通電觀察。通電時(shí),首先應(yīng)注意顯像管有無異常情況,如跳火、紫光等,觀察機(jī)內(nèi)有無打火、冒煙、異味、響聲等。如有,則應(yīng)在通電短時(shí)間內(nèi)確定故障部位并迅速關(guān)機(jī),以免故障擴(kuò)大。然后根據(jù)故障部位,分析、查找故障原因。很多故障都是在觀察過程中發(fā)現(xiàn)并得到迅速排除的。
如通過以上步驟不能發(fā)現(xiàn)故障,可進(jìn)一步用下面的方法進(jìn)行檢查。
(2)電壓法。大多數(shù)電視機(jī)的電原理圖中,對(duì)晶體管、集成電路等都標(biāo)注了直流工作電壓,維修人員可以直接對(duì)照參考。對(duì)未標(biāo)注工作電壓的,有條件時(shí)可用正常機(jī)對(duì)照測(cè)量。利用萬用表對(duì)懷疑點(diǎn)進(jìn)行電壓測(cè)量,通過對(duì)電路直流工作點(diǎn)的測(cè)量,并與正常電壓值比較、分析,便可了解電路的工作狀態(tài),找到故障點(diǎn)所在。測(cè)量時(shí),將負(fù)表筆夾在底板(公共地)上,用正表筆測(cè)量各點(diǎn)電壓。測(cè)量點(diǎn)應(yīng)選可疑電路的關(guān)鍵點(diǎn)電壓,每測(cè)一個(gè)電壓就使故障范圍縮小一點(diǎn),最后確定故障點(diǎn)。所謂關(guān)鍵點(diǎn)電壓,是指對(duì)電視機(jī)工作起決定作用的電壓。電壓法除用來測(cè)量直流工作點(diǎn)外,還可測(cè)量交流電壓。電視機(jī)的圖像信號(hào)、伴音信號(hào),行、場(chǎng)掃描的振蕩波形,雖然是非正弦信號(hào),但都可用萬用表的交流電壓擋估測(cè)其電壓值,以判斷信號(hào)波形的有無。由于這些信號(hào)都含有直流分量,為使萬用表只指示其交流成分大小,需在表筆上串聯(lián)一只0.1μF的電容,以隔斷直流成分。
(3)電阻法。測(cè)量電阻是檢修電視機(jī)故障的又一重要方法。利用萬用表歐姆擋測(cè)量電路某點(diǎn),特別是集成電路各腳的對(duì)地電阻值,再將其與正常值作比較,可以迅速找出損壞的元器件。電路中的許多元器件都可以用測(cè)電阻的方法判斷它們的好壞,如集成電路、三極管、二極管、電容器、電阻器、電感線圈、變壓器等。
(4)電流法。用電流法檢修電視機(jī),不像電壓法、電阻法用得那樣廣泛,它主要用來測(cè)量晶體管、集成電路、部分電路及整機(jī)工作電流。當(dāng)晶體管工作電流正常時(shí),其工作也就正常;當(dāng)負(fù)載電流正常時(shí),負(fù)載也就沒有短路現(xiàn)象。由于測(cè)電流時(shí)需將萬用表串入電路中,因而比較麻煩。測(cè)量電流時(shí),應(yīng)注意萬用表電流的量程,以防燒毀萬用表。
(5)儀器法。儀器法主要是指用示波器或掃頻儀對(duì)電視機(jī)的工作波形或放大器的幅頻特性曲線進(jìn)行檢測(cè),從而找到故障點(diǎn)的方法。示波器可以用來觀察視頻、色度解碼、亮度、矩陣、末級(jí)視放等電路的信號(hào)波形以及行、場(chǎng)掃描電路的電壓波形,將這些波形與原理圖中給出的波形的幅度、周期、形狀進(jìn)行比較,從而找出電路的故障點(diǎn)。掃頻儀主要用來測(cè)量高頻頭、圖像中放、色度放大、亮度通道、末級(jí)視放以及伴音中放、鑒頻等電路的頻率特性、增益等參數(shù),可以用來檢修難以判斷的故障,調(diào)整失調(diào)的電視機(jī)電路。
儀器法是檢修疑難故障時(shí)常用的方法,尤其是示波器,在檢修無彩色故障時(shí)更為常用。
(6)注入信號(hào)法。此方法主要用于檢測(cè)圖像、伴音信號(hào)放大電路故障。注入的信號(hào)可以由電視信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生,如高頻圖像信號(hào)、中頻圖像信號(hào)、視頻信號(hào)、伴音信號(hào)等,可分別用來檢查公共通道、圖像中放、色度解碼電路及亮度通道、伴音通道等電路的工作是否正常。業(yè)余維修中,也可用螺絲刀、表筆等注入人體感應(yīng)信號(hào),通過光柵、聲音的反應(yīng)來判斷相應(yīng)電路的工作情況。注入信號(hào)法只能初步劃分故障的部位,不能確定具體的故障點(diǎn)。
(7)替換法。檢修中當(dāng)懷疑某個(gè)元器件損壞而無法完全確認(rèn)時(shí),可用替換法,即用同一規(guī)格、型號(hào)相同的好元件進(jìn)行替換試驗(yàn)。替換法除適用于單個(gè)元件替換外,還適用于部分電路的整塊替換,如高頻頭、獨(dú)立的通道組件、解碼器組件、伴音組件、視放板、開關(guān)電源板等,它是劃分故障部位的簡(jiǎn)單易行的好辦法。除了以上介紹的幾種方法外,還有以下常用方法:
●敲打搖晃法:主要解決接觸不良、虛焊、互碰類故障。
●觸摸溫度法:用手觸摸元器件的溫度來判斷元器件的工作狀態(tài),查找故障點(diǎn)。觸摸高壓元件時(shí)應(yīng)在斷開電源時(shí)進(jìn)行,以免發(fā)生觸電。
●分區(qū)開路法:適用于查找短路故障。
●比色法:用測(cè)試卡信號(hào)或電視信號(hào)發(fā)生器的彩條信號(hào)來判別電視機(jī)故障的方法。
以上介紹了檢修彩色電視機(jī)的常用方法,在具體檢修中還需根據(jù)故障現(xiàn)象、維修條件等具體情況靈活運(yùn)用,使維修迅速、準(zhǔn)確。
2.電視機(jī)檢修基本步驟
(1)詢問送修人員。詢問用戶是判斷電視機(jī)故障的重要手段,通過用戶了解故障的現(xiàn)象,故障的發(fā)生、發(fā)展過程,可以準(zhǔn)確、迅速地了解故障,判斷故障部位,提高檢修效率。特別是對(duì)于短時(shí)間不出現(xiàn)的故障(如溫升后出現(xiàn)的無聲、無圖像、不同步、彩色失真、無彩色等)、偶而出現(xiàn)的故障以及不大明顯的故障,都可通過詢問用戶迅速了解故障現(xiàn)象。
(2)觀察現(xiàn)象。在詢問用戶的基礎(chǔ)上,仔細(xì)觀察故障情況。觀察又分為外觀觀察和通電觀察兩種。對(duì)于有過異常響聲、異味、冒煙的電視機(jī)應(yīng)先通過外觀觀察發(fā)現(xiàn)燒毀的元器件,以免通電后使故障擴(kuò)大,如開關(guān)燒焦、電阻變包、行輸出變壓器燒焦、印刷板燒焦等。外觀觀察還可發(fā)現(xiàn)缺件、斷線、插頭松動(dòng)、保險(xiǎn)管燒毀及機(jī)器維修、保養(yǎng)的狀況等。當(dāng)外觀觀察無異常情況時(shí),便可通電觀察。通電觀察時(shí)首先應(yīng)注意顯像管有無異常情況,如跳火、紫光等,機(jī)內(nèi)有無打火、冒煙、異味、響聲等。如有,則應(yīng)在通電短時(shí)間內(nèi)確定故障部位并迅速關(guān)機(jī),以免故障擴(kuò)大。然后根據(jù)故障部位查找故障原因。如果開機(jī)沒有異常情況發(fā)生,則可進(jìn)一步觀察光柵、圖像和聲音是否正常。如光柵的底色是否是白色,背景雜波是否足夠,亮度是否正常,光柵是否有缺欠,圖像是否穩(wěn)定,層次是否豐富,有無干擾,色彩是否正確、穩(wěn)定,色調(diào)是否正常,伴音中有無哼聲、噪聲、干擾,聲音是否阻塞或沙啞等。
(3)分析判斷。經(jīng)過詢問、觀察,根據(jù)電視機(jī)各部分電路的功能,便可對(duì)故障的部位作出初步的分析與判斷。例如:沒有圖像時(shí),說明圖像信號(hào)通道有故障;當(dāng)圖像顏色不對(duì)時(shí),說明解碼、矩陣或末級(jí)視放電路有故障;當(dāng)圖像上下滾動(dòng)時(shí),說明場(chǎng)同步或場(chǎng)振蕩電路不良;圖像扭曲或晃動(dòng)時(shí),說明行振蕩或AFC電路有故障;當(dāng)無彩色時(shí),說明色度解碼電路有故障??傊ㄟ^對(duì)故障現(xiàn)象的仔細(xì)觀察,配合外部調(diào)整旋鈕,經(jīng)過分析判斷可將故障局限到很小的范圍,這就為進(jìn)一步檢測(cè)分析、找出故障點(diǎn)打下了基礎(chǔ)。
(4)電路檢測(cè)。通過上述分析判斷,故障已被局限到某一部分或幾部分電路,下面就要對(duì)可疑電路進(jìn)行檢測(cè),找到故障點(diǎn)。測(cè)量常用儀表有萬用表、示波器、掃頻儀、電視信號(hào)發(fā)生器等。檢測(cè)故障的常用方法有觀察法、電壓法、電流法、電阻法、儀器法、替換法、干擾法、注入信號(hào)法、振動(dòng)法等。
(5)更換元件。元器件的損壞,一是由于元器件本身的質(zhì)量問題造成的,二是由于電路參數(shù)發(fā)生了變化,使元器件發(fā)生過壓、過流、過功耗而損壞。前者只要更換同型號(hào)的元件即可修復(fù),后者更換新的元件后仍會(huì)燒毀。因此每查找到一個(gè)損壞的器件,都應(yīng)分析可能造成該器件損壞的原因,找到連同損壞的其他器件或排除第二種可能后再行更換,以免造成不必要的損失。1.4.3常用儀器介紹
1.掃頻儀
頻率特性測(cè)試儀又稱為掃頻儀,它是一種把掃頻信號(hào)發(fā)生器與示波器結(jié)合起來的測(cè)試儀器。使用它可以直接觀察被測(cè)電路的頻率特性曲線,便于在電路工作的情況下調(diào)整電路參數(shù),使其頻率特性符合規(guī)定的技術(shù)要求。頻率特性測(cè)試儀除了用來測(cè)試和調(diào)整高頻頭、圖像中放、第二伴音中放、色度通道等電路的頻率特性外,還可以測(cè)試有關(guān)電路的增益、本振頻率,調(diào)諧電路的諧振頻率以及信號(hào)傳輸中的損耗等技術(shù)數(shù)據(jù)。
2.?PD5389A彩電/黑白信號(hào)發(fā)生器
PD5389A彩色/黑白電視信號(hào)發(fā)生器具有全頻道(包括增補(bǔ)頻道)射頻輸出和視頻全電視信號(hào)輸出,產(chǎn)生的圖像有彩條四矢量、紅、綠、單面、網(wǎng)格、十字、點(diǎn)陣、圓、單一點(diǎn)、棋盤格、灰度階梯和特殊矢量。其實(shí)物圖如圖1-23所示。
圖1-23信號(hào)發(fā)生器實(shí)物圖該信號(hào)發(fā)生器的前后面板上有多個(gè)按鍵指示燈、開關(guān)、旋鈕、插座(見圖1-24),說明如下:
①加色鍵:按下此鍵,彩色、四矢量、紅、綠單色面被加色,其他圖案為紅底色。
②圓信號(hào)鍵:按下此鍵,將顯示出圓圖案,它可以鍵控到其他所有圖案上。
③特殊圖案鍵:將③、④、①鍵同時(shí)按下,將會(huì)出現(xiàn)一種用于調(diào)試PAL制譯碼器延遲時(shí)間和同步解調(diào)器的很重要的信號(hào)。如果PAL延遲譯碼器和同步解調(diào)器調(diào)節(jié)正確,將出現(xiàn)如圖1-25所示的圖像。圖1-26所示圖像的飽和度減小的中間兩個(gè)區(qū)必須調(diào)整,使其必須有50%的飽和度。
圖1-24信號(hào)發(fā)生器面板
圖1-25
圖1-26④四矢量鍵:按下此鍵及①鍵,電視機(jī)屏幕顯示出四矢量圖案,自左到右為黃、綠、紅、藍(lán),如圖1-25所示。
⑤綠信號(hào)鍵:按下此鍵及①鍵,電視屏幕顯示綠單色面。
⑥紅信號(hào)鍵:按下此鍵及①鍵,電視屏幕顯示紅單色面。
⑦標(biāo)準(zhǔn)彩條鍵:按下此鍵,電視屏幕顯示出八級(jí)灰度信號(hào);若將①鍵同時(shí)按下,將顯示出自左至右為白、黃、青、綠、紫、紅、藍(lán)、黑八種顏色的標(biāo)準(zhǔn)彩條。
⑧棋盤格鍵:按下此鍵,電視機(jī)屏幕顯示棋盤格圖案。
⑨點(diǎn)陣鍵:按下此鍵,電視機(jī)屏幕顯示點(diǎn)陣圖案。
⑩十字線鍵:按下此鍵,電視機(jī)屏幕顯示十字圖案。
網(wǎng)絡(luò)鍵:按下此鍵,電視機(jī)屏幕顯示網(wǎng)格圖案。
頻道微調(diào)旋鈕。
頻道轉(zhuǎn)換開關(guān)1~4擋。
伴音開關(guān)。
指示燈:打開電源開關(guān),此燈亮。
電源開關(guān):用于開關(guān)儀器總電源。
視頻輸出插座:可同射頻輸出配合來判斷高頻頭是否有故障,也可調(diào)制到其他射頻設(shè)備上輸出。
視頻幅度旋鈕:可根據(jù)使用情況對(duì)視頻幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
高頻輸出插座:可將儀器所配的閉路天線直接連到電視高頻天線插座。
交流電源開關(guān):用于220V交流電(內(nèi)帶熔斷絲)。
3.雙蹤示波器(XJ4318)
XJ4318型示波器具有20MHz頻帶寬度。該示波器的Y放大器最高靈敏度為1mV/div,能觀察微弱信號(hào);同步系統(tǒng)具有TV同步功能,能方便地觀察和測(cè)量全電視信號(hào);掃描系統(tǒng)采用電平“鎖定”電路,能自動(dòng)同步波形。該示波器具有獨(dú)特的交替觸發(fā)功能,能同時(shí)觀察和測(cè)量?jī)蓚€(gè)不相關(guān)信號(hào)的各種參量。1.4.4安全注意事項(xiàng)
1.一般注意事項(xiàng)
(1)開始檢修之前,應(yīng)閱讀該機(jī)檢修手冊(cè)中的“安全預(yù)防措施”與“產(chǎn)品安全性能注意事項(xiàng)”等內(nèi)容。
(2)檢修時(shí)應(yīng)先檢查電視機(jī)的電源插頭是否正確地插在符合要求的電源插座里;天線或饋線是否正確連接好;各旋鈕調(diào)節(jié)是否正確;保險(xiǎn)絲容量是否合適;元件接插件是否接觸良好,有無相碰、斷線和燒焦的痕跡。
(3)在發(fā)現(xiàn)開機(jī)燒斷保險(xiǎn)絲時(shí),未經(jīng)查明原因,不應(yīng)急于換上保險(xiǎn)絲通電,特別是不能用比原來容量大的保險(xiǎn)絲或銅絲替代,否則可能會(huì)使尚未損壞的元件(如電源調(diào)整管、行輸出管、基色輸出管等)損壞。如果不通電無法發(fā)現(xiàn)故障,可用規(guī)格相同的保險(xiǎn)絲換上去再試一下,此刻要掌握時(shí)機(jī),觀察故障現(xiàn)象。
(4)當(dāng)行振蕩電路停振時(shí),整機(jī)電流顯著減小,直流電源電壓可能因此上升。這時(shí)應(yīng)將電源電壓調(diào)低或接上假負(fù)載,再進(jìn)行檢修,以免燒壞元件。
(5)顯像管的高壓必須保持在額定值,不允許超過。如果檢修后電壓超過額定值就會(huì)損壞顯像管或高壓電源,而且還可能產(chǎn)生超劑量的X射線,危害人體健康。所以電源或行掃描電路修復(fù)后,需要檢查高壓的數(shù)值。
(6)當(dāng)掃描電路不正常,屏幕上呈現(xiàn)一條水平亮線或垂直亮線時(shí),應(yīng)將亮度關(guān)小后再進(jìn)行檢查,以免燒傷屏幕。
(7)檢測(cè)中要細(xì)心,測(cè)試表筆或測(cè)試線夾不要將相鄰點(diǎn)短路,否則會(huì)引起新的故障。測(cè)試集成電路引腳時(shí)這一點(diǎn)尤為重要。
(8)通電檢查時(shí),如發(fā)現(xiàn)有冒煙、打火、焦臭味、異常過熱等現(xiàn)象,應(yīng)立即關(guān)機(jī)檢查。
(9)檢修時(shí),不可盲目調(diào)試機(jī)內(nèi)可調(diào)元件(如磁芯、磁帽、可變電阻、電位器等),否則,一旦調(diào)亂,沒有儀器很難恢復(fù)。
(10)謹(jǐn)慎使用“放電法”判斷行輸出電路是否有高壓,以免損壞行管。
(11)在檢修經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)期使用的電視機(jī)或機(jī)內(nèi)已積滿灰塵的電視機(jī)時(shí),應(yīng)首先除塵并將所有接插件或可調(diào)元件用四氯化碳或酒精清洗一下,鍍銀簧片可用橡皮擦亮。這樣往往能收到很好的效果,有些故障也會(huì)因此而排除。
(12)如果要使用某些儀器(除萬用表外)來檢修開關(guān)電源式的彩色電視機(jī),建議在電視機(jī)與市電電源之間接入1∶1的隔離變壓器;否則,可能會(huì)因電視機(jī)底板帶電而燒壞機(jī)內(nèi)元件,甚至可能導(dǎo)致人體觸電。
(13)在測(cè)試集成塊引腳間電壓時(shí),一定要特別小心,以免測(cè)試表筆使引腳短路,造成意外的損壞。
(14)更換元件要先斷開電源。在豎起印刷電路板進(jìn)行通電檢查時(shí),要注意電路板與顯像管座電路是否有觸碰短路,最好用絕緣物隔開。
2.更換元器件注意事項(xiàng)
(1)元器件的拆裝。電視機(jī)的故障大部分是因某些元件損壞而造成的。檢修時(shí),常常需要將某些元件焊下、焊上進(jìn)行檢測(cè)和更換。對(duì)于檢查無損的元件應(yīng)及時(shí)正確地恢復(fù)原位,特別注意集成電路和晶體管的管腳、電解電容器的正負(fù)極不能焊錯(cuò)。有時(shí)元件本屬完好,而因拆裝不慎反被損壞,要引起注意。
(2)元器件的替換。更換元件時(shí)應(yīng)以相同規(guī)格的良品元件替換。更換電路圖上注明的重要元件時(shí),應(yīng)該用廠家所指定的替換元件。因?yàn)檫@些元件具有許多特殊的安全性能,而這種特殊性能在表面上往往看不出來,手冊(cè)中也不注明,所以即使使用額定電壓或功率更大的其他元件代用,也不一定能得到指定元件所具有的保護(hù)性能。
由于電視機(jī)元件規(guī)格繁多,在備件不齊的情況下,不得不使用其他規(guī)格的元件代換。一般來說,可用性能指標(biāo)優(yōu)于原來的元件來替換。對(duì)于電阻、電容元件,可用串聯(lián)或并聯(lián)后的電阻或電容暫時(shí)替代,有了相同規(guī)格的元件時(shí),再行換上。
(3)集成電路的更換。集成電路損壞后,一定要用同型號(hào)的或可直接代換的IC更換。更換集成塊時(shí),務(wù)必確定正確的插入方向,切不可將管腳插錯(cuò),也不可將引腳片過度彎折,以免損壞集成電路。
拆裝集成電路時(shí),烙鐵外殼不可帶電,宜用功率為20~35W的小型電烙鐵,烙鐵頭應(yīng)銼尖,以減小接觸面積。焊接時(shí)動(dòng)作應(yīng)敏捷、迅速,以免燙壞集成電路或印制板。焊錫也不要用得過多,以防焊點(diǎn)短接電路。對(duì)體積較小的集成塊,如果直接在印制板上焊接,可以用熱風(fēng)槍代替普通電烙鐵。要取下集成塊時(shí),可用合適的注射針頭,先將集成塊的各腳懸空,然后用拔取器或用小起子輕輕從兩端逐漸將其撬起來,再取下。插入集成電路之前應(yīng)將各引腳孔中的焊錫去掉,并用針捅孔,使各孔都穿通后再插入集成電路,然后逐個(gè)焊好。
(4)晶體管的更換。更換晶體管最好用相同型號(hào)的管子,或者用晶體管對(duì)換表中所列功能相同的管子。對(duì)于功率管,其耐壓和功耗應(yīng)符合要求。
更換高頻頭內(nèi)部的晶體管時(shí),必須使管腳引線長(zhǎng)度與更換前的一樣,因?yàn)檫^長(zhǎng)的引線會(huì)影響電路的高頻性能。
(5)線圈、變壓器的更換。因?yàn)楦鞣N電視機(jī)所用線圈、變壓器的參數(shù)不盡相同,所以更換時(shí)要用與原機(jī)相同規(guī)格的線圈或變壓器。但是這些元件在原機(jī)中一般都已調(diào)整過,因此換上同規(guī)格的元件后,電視機(jī)可能仍不能正常工作。故更換線圈、變壓器后,需作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
若無成品更換而需自行制作時(shí),則應(yīng)該用同樣線徑的導(dǎo)線,按同樣的工藝?yán)@制和處理,以確保參數(shù)相同,絕緣性能良好。應(yīng)特別注意其引出頭位置應(yīng)與原來相同。
(6)彩色顯像管的更換。彩色電視機(jī)通常采用自會(huì)聚彩色顯像管,其偏轉(zhuǎn)線圈是由廠家配套供應(yīng)的,并已事先調(diào)整到最佳狀態(tài)。顯像管老化或損壞時(shí),需用同規(guī)格的顯像管連同偏轉(zhuǎn)線圈一起更換。如果只更換顯像管,則更換后需要進(jìn)行色純與會(huì)聚的嚴(yán)格調(diào)整。
3.其他
維修人員必須養(yǎng)成良好的安全工作習(xí)慣,如單手操作、及時(shí)復(fù)原、加隔離變壓器、桌面上應(yīng)墊上毛毯或橡皮墊等。工具和元件應(yīng)放在工具盒內(nèi),不要亂放在工作臺(tái)上,更不能放在主板的下面,防止因不慎而引起的新故障。
實(shí)訓(xùn)1電視機(jī)專用、常用元器件的測(cè)試
1.實(shí)訓(xùn)目的
(1)熟悉電視機(jī)專用、常用元器件的外形、符號(hào)及型號(hào)的含義。
(2)了解各種元器件的用途。
(3)熟悉常用儀表的使用方法。
(4)掌握用萬用表粗略判斷元器件好壞的方法。
(5)掌握用專用儀表檢測(cè)元器件性能的方法。1.5實(shí)訓(xùn)
2.實(shí)訓(xùn)儀器設(shè)備
(1)
MF47型或500型萬用表。
(2)直流穩(wěn)壓電源。
(3)示波器。
(4)掃頻儀。
(5)晶體管圖示儀。
(6)元器件。
3.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
1)電阻器
電視機(jī)常用的電阻器有碳膜電阻、金屬膜電阻、水泥電阻、熱敏電阻、保險(xiǎn)電阻、電位器等。使用萬用表就能很容易地測(cè)出其阻值,判斷出好壞。
(1)普通電阻器。普通電阻器有碳膜電阻和金屬膜電阻兩種,有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等不同功率,一般體積越大、引線越粗,其功率就越大。同樣體積的金屬膜電阻的功率大約是碳膜電阻的2倍。1/8W以下的電阻,其阻值和精度一般用色環(huán)表示。每只色環(huán)電阻都有四個(gè)色環(huán),如圖1-27所示。金色環(huán)或銀色環(huán)為最后一個(gè)色環(huán),表示其精度,金色的允許誤差為5%,銀色的允許誤差為10%。依次向前推,倒數(shù)第二位上的色環(huán)對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示有效數(shù)字后零的個(gè)數(shù),倒數(shù)第三位(即第二位)上的色環(huán)對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示第二位有效數(shù)字,倒數(shù)第四位(即第一位)上的色環(huán)對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示第一位有效數(shù)字。各色環(huán)顏色表示的數(shù)字如下:
色環(huán) 黑棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白
電阻
01
23456789
圖1-27色環(huán)電阻
(2)消磁電阻。消磁電阻是一種具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻(PTC),用在彩色顯像管的消磁回路中。常溫下,消磁電阻阻值較小,一般為十幾至幾十歐姆;當(dāng)其溫度上升時(shí),電阻值急劇增大,可達(dá)幾十萬歐姆。
操作要求:
從混裝的電阻器中選出消磁電阻,將消磁電阻與一只100~150W的燈泡串聯(lián),接入交流220V的市電中(注意安全)。如該電阻正常,則通入交流市電后,燈泡馬上點(diǎn)亮,然后又逐漸熄滅;否則,表明該電阻已損壞。
(3)水泥電阻器。電視機(jī)中常常選用大功率的水泥電阻器用于電路限流。它實(shí)際上是一種陶瓷絕緣線繞電阻器,其內(nèi)部用特殊無燃性耐熱水泥充填密封,電阻絲選用康銅、錳銅、鎳鉻合金材料,穩(wěn)定性好,過負(fù)載能力強(qiáng)。電阻絲與引出腳之間采用壓接方式,在負(fù)載短路的情況下,壓接處迅速熔斷,實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。水泥電阻器的外形如圖1-28所示。
圖1-28水泥電阻器的外形(a)臥式;(b)立式;(c)實(shí)物圖
2)電容器
電容器是一種儲(chǔ)能元件,在電路中起隔直流、旁路和耦合交流等作用。
電容器由介質(zhì)材料間隔兩個(gè)導(dǎo)電極片而構(gòu)成。電容器按不同的分類方法,可分為不同種類。例如,按工作中電容量的變化情況分為固定電容器、半可調(diào)和可變電容器;按介質(zhì)材料不同,可分為瓷介、滌綸等不同種類的電容器。由于結(jié)構(gòu)和材料的不同,電容器的外形也有較大的區(qū)別,如圖1-29所示。
圖1-29電容器實(shí)物圖操作要求:
(1)選出各種常見電容器(電解、瓷片、云母、滌綸等),讀出其電容值、耐壓和型號(hào)。
(2)用萬用表粗略判斷電容器是否擊穿、開路、漏電及大致的容量(0.01μF以下萬用表測(cè)不出)。
3)電感的檢測(cè)
電路中產(chǎn)生電感作用的元件稱為電感器。電感器也是一種儲(chǔ)能元件,可以在交流電路中起阻流、降壓、負(fù)載等作用,與電容器配合,可用于調(diào)諧、振蕩、耦合、濾波、分頻等電路中。
電視機(jī)使用的電感元件很多,其常見故障一般只是斷路,很容易用萬用表檢測(cè)出來。各種電感器的外形如圖1-30所示。
操作要求:
從混裝的電感器中選出常見電感元件(色碼電感酷似電阻,但仔細(xì)看如葫蘆狀),用萬用表判斷其好壞。
圖1-30各種電感器的外形
4)中頻線圈
中頻線圈又稱中頻變壓器(簡(jiǎn)稱中周),分為圖像中頻線圈、AFC中頻線圈和伴音鑒頻線圈。中頻線圈由一磁芯線圈和內(nèi)附瓷片電容并聯(lián)構(gòu)成,旋動(dòng)磁芯可以改變電感量,從而改變諧振頻率。內(nèi)附瓷片電容變質(zhì)漏電常常是引發(fā)故障的原因,通過查看瓷片電容引腳是否生銹,測(cè)量線圈兩引腳之間的電阻,可以判斷其好壞。各種中頻線圈的用途和使用技術(shù)不同,但它們的外形結(jié)構(gòu)卻大體相同,看圖和檢修時(shí)要注意識(shí)別。中頻線圈的外形如圖1-31所示。
圖1-31中頻線圈的外形
5)晶體二極管
二極管因結(jié)構(gòu)工藝的不同可分為點(diǎn)接觸二極管和面接觸二極管。點(diǎn)接觸二極管的工作頻率高,承受高電壓和大電流的能力差,一般用于檢波、小電流整流、高頻開關(guān)電路中;面接觸二極管適合用于工作頻率較低,工作電壓、工作電流、功率均較大的場(chǎng)合,一般用于低頻整流電路中。故選用二極管時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合,從正向電流、反向飽和電流、最大反向電壓、工作頻率、恢復(fù)特性等幾方面進(jìn)行綜合考慮。晶體二極管的外形如圖1-32所示。
圖1-32晶體二極管的外形
6)三極管
三極管的種類從器件原材料方面可以分為鍺三極管、硅三極管和化合物材料三極管等;從器件性能方面可分為低頻小功率三極管、低頻大功率三極管、高頻小功率三極管和高頻大功率三極管;從PN結(jié)類型方面可分為PNP型三極管和NPN型三極管。其外形如圖1-33所示。
圖1-33三極管的外形除普通晶體三極管外,還有光敏三極管、開關(guān)三極管、磁敏三極管、帶阻三極管等特殊用途的晶體三極管。帶阻三極管又叫狀態(tài)三極管,是內(nèi)含一個(gè)或數(shù)個(gè)電阻的三極管,主要用作電子開關(guān)及反相器,外形與同類三極管基本無區(qū)別,但在電路中大都不能代換,一旦盲目代換往往會(huì)燒壞管子或引起電路故障。
操作要求:
(1)用萬用表判斷三極管的引腳,估測(cè)其電流放大倍數(shù)并判定其好壞。
(2)用JT-1晶體管圖示儀測(cè)量晶體三極管的輸出特性曲線。
7)行輸出變壓器
行輸出變壓器俗稱高壓包。行輸出變壓器的種類很多,不同型號(hào)的行輸出變壓器繞組的繞制數(shù)據(jù)略有差異,但主要繞組的電阻檢測(cè)值差別并不大,除了高壓繞組以外,其余的各低壓繞組的電阻檢測(cè)值為0.2~0.6Ω。電阻檢測(cè)法在實(shí)際維修中意義并不大,因?yàn)樾休敵鲎儔浩骱苌俪霈F(xiàn)斷路性故障,較常出現(xiàn)的是高壓繞組局部短路,而這種故障是很難通過檢測(cè)其繞組電阻值來判定的。彩電一體化行輸出變壓器的結(jié)構(gòu)如圖1-34所示。
圖1-34輸出變壓器的外形和結(jié)構(gòu)
8)偏轉(zhuǎn)線圈
偏轉(zhuǎn)線圈分為行偏轉(zhuǎn)線圈和場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈兩種,它們繞在同一個(gè)磁環(huán)上,如圖1-35所示。用萬用表一般可以區(qū)分出行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈:通常行偏轉(zhuǎn)線圈的電阻值小于場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈。
操作要求:
識(shí)別行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈,用萬用表分別測(cè)出它們的電阻值。
圖1-35偏轉(zhuǎn)線圈的外形和結(jié)構(gòu)
9)延遲線
(1)亮度延遲線。
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