《電視機(jī)原理與技術(shù)》課件第4章

第4章圖像中頻通道及伴音通道電路4.1概述

4.2信號流程

4.3前置中頻處理電路

4.4黑白電視機(jī)的圖像中頻通道及伴音通道

本章小結(jié)思考與習(xí)題

4.1概述

4.1.1圖像中頻通道的作用和性能要求

圖像通道含有中頻放大電路、檢波電路、預(yù)視放電路、視頻放大器以及ANC、AGC等控制電路，主要用于放大和處理圖像信號并對伴音信號進(jìn)行相應(yīng)的處理。

1.作用

圖像中頻通道的主要作用如下：放大圖像中頻信號和伴音中頻信號；實現(xiàn)中放自動增益控制(IFAGC)，并提供高放自動增益控制(RFAGC)電壓；視頻檢波，從圖像中頻信號中解調(diào)出視頻全電視信號；利用38MHz圖像中頻與31.5MHz第一伴音中頻產(chǎn)生6.5MHz的第二伴音中頻信號；具有自動噪聲抑制(ANC)的能力；形成符合要求的中放頻率特性，以提高電視機(jī)對鄰近頻道的抗干擾能力，并保證較好的圖像和伴音質(zhì)量。

2.性能要求

1)增益

圖像中頻通道增益的大小決定了電視機(jī)整機(jī)的靈敏度，而中放增益的大小取決于視頻檢波器對輸入電壓的要求以及高頻頭輸出電壓的大小。一般來說，如果天線接收來的高頻信號幅度為100μV，而檢波輸出的視頻信號幅度應(yīng)在1～1.5V(峰峰值)，則整個通道的增益為。由于高頻調(diào)諧器增益約為20dB，聲表面波濾波器增益約為－12dB，預(yù)中放增益為12～16dB，同步檢波器增益約為20dB，因此中放電路增益至少要有40dB左右。一般在集成電路電視機(jī)中，中放電路由3～4級差動放大器組成，各級分配增益為10～14dB，以保證既滿足增益的要求又不易自激。

2)頻率特性

在圖像中頻通道中，對中頻放大器的頻率特性有特殊要求，以保證重現(xiàn)圖像和伴音有較好的質(zhì)量。典型的中放頻率特性如圖4-1所示。對彩色電視機(jī)的中頻特性則有更高的要求，主要是通頻帶及通頻帶內(nèi)的平坦性和對鄰近頻道的抑制能力。圖4-1中放頻率特性

(1)圖像中頻的位置。從信號帶寬方面考慮，我國電視信號采用殘留邊帶傳送方式。其中０～0.75MHz的視頻信號采用雙邊帶傳送，0.75～6MHz的視頻信號采用單邊帶傳送。如果將這些信號全部均勻地放大，則經(jīng)過視頻檢波后輸出的0.75MHz以下的低頻分量的強(qiáng)度將是0.75MHz以上的高頻分量的兩倍，造成低頻分量過強(qiáng)，破壞了圖像中原來各分量之間的比例關(guān)系，造成圖像失真。為了使視頻檢波后視頻分量幅度一致，要求圖像中頻(38MHz)應(yīng)處于頻率特性曲線高頻端斜邊的中點，且在圖像中頻上下0.75MHz范圍內(nèi)，特性曲線為一斜坡。若圖像中頻位置過低，則會造成檢波后視頻信號的低頻分量不足；相反，若圖像中頻位置過高，則會引起低頻分量過強(qiáng)。這兩種情況都有會造成圖像失真。

(2)伴音中頻的位置。中頻放大器同時放大了圖像中頻信號和伴音中頻信號，但為了防止伴音和圖像的相互影響，必須對伴音中頻信號的放大量加以限制，否則會引起圖像

與伴音的互擾。因此，一般要求在中頻放大器中，伴音中頻的增益比圖像中頻低20dB，即在頻率特性上，31.5MHz處的增益是38MHz處的0.1倍。另外頻率特性曲線在伴音載頻

位置上應(yīng)有±100kHz之間的平坦部分，以保證對伴音信號的均勻放大。

另一方面，伴音中頻信號的增益也不能下降太多，否則將使伴音信號幅度太小，伴音通道噪聲增大。在中頻放大器中，雖然伴音信號未能得到足夠的放大，但由于后面還有伴音中放，因此并不妨礙伴音信號的重放。

3)選擇性

我們知道，中頻干擾和鏡像干擾主要依靠輸入回路和高放級來抑制，而鄰近頻道干擾必須由圖像中頻通道中的中頻放大器來抑制。我國電視制式規(guī)定，每個電視頻道所占帶寬為8MHz，相鄰兩頻道的圖像載頻和伴音載頻之間大部分也相差8MHz。由于相鄰頻道之間間隔較小，因此在收看某一頻道的電視節(jié)目時，鄰近頻道的信號也容易竄入而形成干擾，即鄰近頻道干擾。圖4-2所示為鄰近頻道干擾抑制示意圖。對第二頻道來說，其圖像載頻為57.75MHz，伴音載頻為64.25MHz，本振頻率為95.75MHz，混頻后得到圖像中頻(38MHz)和伴音載頻(31.5MHz)。此時，若第一頻道的伴音載頻信號(56.25MHz)竄入，則將與第二頻道的本振信號混頻，產(chǎn)生39.5MHz的信號，比圖像中頻載頻38MHz僅高出1.5MHz；同

樣，如果第三頻道的圖像載頻信號(65.75MHz)竄入，則與第二頻道的本振信號混頻后，產(chǎn)生30MHz的信號，比伴音中頻載頻31.5MHz僅低1.5MHz。如果中放無法抑制頻率為

39.5MHz和30MHz這兩個信號，那么必然影響到第二頻道的正常收看。為了抑制這兩個鄰近頻道的干擾信號，一般在中頻放大器中加入吸收回路(陷波器)，同時根據(jù)電視機(jī)的不同級別，要求對相鄰頻道的伴音中頻和圖像中頻衰減20～50dB。圖4-2鄰近頻道干擾的抑制(a)高頻頻譜圖；(b)中頻頻譜圖；(c)中放頻率特性

4)圖像中頻通道其他單元電路

(1)對AGC電路的要求。圖像中頻通道可產(chǎn)生兩種AGC電壓，即IFAGC和RFAGC。IFAGC用于控制中放增益，RFAGC用于控制高頻頭內(nèi)高放級的增益。當(dāng)電視信號增強(qiáng)

時，要求首先是中放AGC起控，增益下降。若信號還強(qiáng)，接著是高放AGC起控，即要求RFAGC在起控信號的強(qiáng)度上有“延遲”，這樣的起控方式有利于提高通道的信噪比。

(2)對ANC電路的要求。自動噪聲抑制電路是用來抑制黑電平噪聲和白電平噪聲的，要求ANC電路的靈敏度高，準(zhǔn)確地把黑、白電平噪聲限制在圖像信號范圍內(nèi)，使AGC

電路和同步分離電路穩(wěn)定工作。一般集成電路電視機(jī)的ANC電路被集成在集成電路中。

(3)對AFT電路的要求。自動頻率調(diào)整電路是將圖像中頻的變化通過鑒頻器得到控制電平，送到高頻調(diào)諧器去控制本振頻率。AFT電路一般用于電子高頻調(diào)諧器，其靈敏度高，能把圖像中頻控制在38MHz±30kHz范圍內(nèi)。

(4)對檢波電路和預(yù)視放的要求。對檢波電路的要求是效率高、失真小。在集成電路中普遍采用雙差分模乘法器構(gòu)成的同步檢波器。對預(yù)視放在電路的要求是具有緩沖隔離作用和很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，一般采用射極跟隨器。4.1.2伴音通道的作用和性能要求

伴音通道一般是指預(yù)視放以后伴音單獨(dú)存在的通路，包括伴音中放、限幅電路、鑒頻器、伴音推動和伴音功放等。

1.作用

伴音通道的作用是：放大6.5MHz的第二伴音中頻信號，從6.5MHz的伴音調(diào)頻信號中解調(diào)出伴音信號，放大后推動揚(yáng)聲器發(fā)聲；對伴音中頻的限幅作用，消除寄生調(diào)幅干擾；實現(xiàn)電子音量控制。

2.性能要求

對伴音通道總的要求是頻率響應(yīng)寬、不失真功率大、抑制調(diào)幅干擾能力強(qiáng)、諧波失真小等。

1)伴音中頻放大電路

伴音中放特性如圖4-3所示。由于視頻檢波來的第二伴音信號很弱(小于1mV)，因而要求伴音中放要有一定的增益(40dB左右)。伴音中放電路頻帶寬度必須滿足調(diào)頻波的要求(250～300kHz)，同時具備限幅作用，抑制寄生調(diào)幅的干擾。圖4-3伴音中放特性

2)鑒頻器

鑒頻器要求能良好地解調(diào)出伴音信號，必須具有如圖4-4所示的鑒頻曲線。曲線呈S形，中心頻率為6.5MHz，上下對稱，在約250kHz范圍內(nèi)近似為線性。鑒頻器輸出音頻電壓不小于50mV。

3)音頻電壓放大和功率放大

放音質(zhì)量的好壞與低放電路有很大關(guān)系，低放電路必須有很寬的頻率響應(yīng)(50Hz～150kHz)。配上頻率響應(yīng)寬的揚(yáng)聲器，就可以得到高質(zhì)量的伴音輸出。圖4-4伴音鑒頻曲線 4.2信號流程

典型的圖像中頻通道和伴音通道的信號流程框圖如圖4-5所示。圖4-5圖像中頻通道及伴音通道的信號流程框圖4.2.1圖像中頻像信號的處理

從高頻頭送來的中頻電視信號含有38MHz的圖像中頻和31.5MHz的第一伴音中頻信號，這兩個信號送至中放級進(jìn)行放大。中放級一般由3～4級差動放大器組成，以滿足

視頻檢波的電平要求和整個中放的穩(wěn)定性要求。經(jīng)中放放大的中頻電視信號送至視頻檢波，輸出的6.5MHz第二伴音中頻和視頻全電視信號送至預(yù)視放級。預(yù)視放級主要用于隔離和增強(qiáng)帶負(fù)載能力。預(yù)視放級輸出的第二伴音中頻信號送至伴音通道，輸出的視頻全電視信號一路送至視放級(或解碼器)，一路送AGC電路，形成IFAGC電壓去控制中放增益，并經(jīng)延遲AGC電路，形成RFAGC電壓，去控制高頻頭內(nèi)高放級的增益。另外，視頻信號還有一路送到同步分離電路，這將在后續(xù)章節(jié)中介紹。4.2.2伴音信號的處理

從預(yù)視放級輸出的第二伴音中頻信號幅度很小，必須先經(jīng)伴音中頻放大器進(jìn)行放大，即將6.5MHz伴音中頻信號進(jìn)行放大、限幅(以消除寄生調(diào)幅的干擾)。放大以后的6.5MHz第二伴音中頻信號送至鑒頻器，由鑒頻器從調(diào)頻音頻信號中解調(diào)出原伴音信號。鑒頻器輸出的音頻信號的幅度一般只有50～100mV，因此還需經(jīng)過音頻放大器放大，才具有足夠的功率推動揚(yáng)聲器工作。 4.3前置中頻處理電路

如果要獲得如圖4-１所示的中放頻率特性曲線，必須在高頻頭與中頻放大器之間插入中頻濾波器。中頻濾波器有兩種：一種是由分立元件電路組成的，常稱為吸收回路；另一種是由壓電材料制成的專用集成器件，常稱為聲表面波濾波器。在集成電路電視機(jī)中，普遍采用后者。聲表面波濾波器及其外圍電路統(tǒng)稱為前置中頻處理電路。4.3.1聲表面波濾波器

1.功能及特點

聲表面波濾波器用SAWF表示，它是近些年來發(fā)展起來的比較完善的器件。聲表面波濾波器的功能及特點如下：能一次性形成所需的中放幅頻特性，取代了分立元件的吸收回路和調(diào)諧回路，使電路元件減少，穩(wěn)定性提高；不需要調(diào)整，簡化了電視機(jī)生產(chǎn)的工藝；具有線性的相頻特性，相位失真小，能獲得優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的圖像；有較大的插入損耗(6～12dB)。

2.結(jié)構(gòu)及符號

聲表面波濾波器的外形如圖4-6(a)所示，常用符號如圖(b)所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖(c)所示。它有五個引出腳，①腳和⑤腳為輸入端，③腳和④腳為輸出端，第②腳與外殼及內(nèi)部屏蔽電極相連接地。

基片由具有壓電效應(yīng)的晶體材料做成，在基板的兩端對稱地分布著兩對輸入、輸出叉指換能器，左、右兩端有吸聲材料。圖4-6聲表面波濾波器的外形、符號及內(nèi)部結(jié)構(gòu)(a)外形；(b)符號；(c)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.工作原理

當(dāng)在輸入叉指換能器上接入交流電壓信號時，由于基片的正壓電效應(yīng)，基片表面層內(nèi)產(chǎn)生交變電場。在這個電場作用下，基片表面層內(nèi)部產(chǎn)生伸縮變化的機(jī)械振動，電極間的基片表面層激起與外加信號相同頻率的表面波，即聲表面波，它沿著基片表面向兩側(cè)傳播。向左的聲表面波被吸聲材料所吸收，以防止對其他器件產(chǎn)生干擾；向右的聲表面波傳送到輸出叉指換能器上，由于基片的反壓電效應(yīng)，聲表面波通過輸出電極又轉(zhuǎn)換為交變電信號，由電極兩端輸出給負(fù)載。聲表面波濾波器在如上所述的電—聲—電的轉(zhuǎn)換過程中，對不同頻率的信號有不同的衰減，形成了獨(dú)特的幅頻特性，如圖4-7所示。圖4-7聲表面波濾波器的幅頻特性4.3.2典型前置中頻處理電路

聲表面波濾波器的主要缺點是插入損耗大和易產(chǎn)生圖像重影。實際應(yīng)用中必須加一級前置中頻放大器，稱為預(yù)中放，用于補(bǔ)償聲表面波濾波器的插入損耗。聲表面波濾波器是可逆器件，輸出端形成的電信號因基片的壓電效應(yīng)形成表面波向兩側(cè)傳播，其一半傳到輸入端，成為二次回波，二次回波在輸入端再以一半傳至輸出端形成三次回波。這樣，輸出端的回波在電視機(jī)的屏幕上會產(chǎn)生重影。解決回波的方法是采用負(fù)載與輸出阻抗失配，適當(dāng)減小輸出信號，使輸出、輸入間往返的回波大為減少。由SAWF組成的典型前置中頻處理電路如圖4-8所示。V組成預(yù)中放電路，L1是高頻補(bǔ)償電感，R1為輸入匹配電阻，SAWF形成中放幅頻特性。經(jīng)SAWF處理后的中頻電視信號送入后級中頻放大電路。圖4-8前置中頻處理電路4.4黑白電視機(jī)的圖像中頻通道及伴音通道

我國生產(chǎn)的集成電路電視機(jī)主要可歸為三種機(jī)型：P－24系列、D(TA)系列和μPC系列。此外，還有MC系列兩片機(jī)、單片機(jī)等，但國產(chǎn)電視機(jī)以Ｄ系列三片機(jī)和μPC系列三片機(jī)最廣泛。

4.4.1黑白電視機(jī)的圖像中頻通道

下面重點介紹熊貓DB44H3—3型黑白電視機(jī)的圖像中頻及伴音通道。該機(jī)圖像中頻通道使用的是集成電路TA7611AP，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和外圍電路如圖4-9所示。圖4-9熊貓DB44H3—3型黑白電視機(jī)圖像中頻通道電路來自高頻頭的中頻電視信號經(jīng)V101預(yù)中放、Z101聲表面波濾波器處理后從D7611AP的第①、16腳輸入到內(nèi)部的中頻放大器。16腳外接電容C105為隔直耦合電容。第②、15腳內(nèi)接中頻放大器，外接電容C104用以過濾中頻信號，消除交流負(fù)反饋。放大后的中頻信號經(jīng)視頻檢波器檢出視頻全電視信號，同時混頻得到6.5MHz的第二伴音中頻信號，送入預(yù)視放電路。⑧、⑨腳外接限幅調(diào)諧回路，諧振于38MHz，用于向視頻同步檢波提供同步參考信號。經(jīng)預(yù)視放處理后的信號，一路經(jīng)12腳輸出至伴音通道和視放輸出及同步分離電路；另一路由內(nèi)部電路送往中放AGC電路，產(chǎn)生峰值A(chǔ)GC電壓，對各級中放進(jìn)行AGC控制。14腳外接C109是中放AGC電路的充放電電容，通過C109的充放電，在14腳得到了正比于同步頭電平的AGC電壓，調(diào)節(jié)電阻R108以改變AGC電路的時間常數(shù)。高放AGC電路產(chǎn)生比中放AGC延遲的AGC電壓。④腳內(nèi)接高放AGC電路，外接電阻R110、R111。內(nèi)部高放AGC電路產(chǎn)生的AGC電流在電阻上產(chǎn)生高放AGC電壓，由R110、R111中點輸出，送至高頻調(diào)諧器。電源通過RP101，R109組成分壓電路給③腳提供電壓。調(diào)節(jié)RP101可以改變③腳的直流電路，從而調(diào)節(jié)高放AGC的延遲量。集成電路內(nèi)設(shè)有白噪聲抑制電路與黑噪聲抑制電路，提高了抗干擾能力。所謂白噪聲，就是電平低于正常白色電平的噪聲電平，在屏幕上表現(xiàn)為超白色。而黑噪聲是指電平高于同步頭電平的噪聲電平，在屏幕上表現(xiàn)為超黑色，且這種噪聲還會影響到同步分離電路與AGC電路的正常工作。另外，在集成電路內(nèi)部還設(shè)有AFT電路，本機(jī)中未采用，此處暫不敘述。

4.4.2黑白電視機(jī)的伴音通道

圖4-10所示為熊貓DB44H3—3型黑白電視機(jī)的伴音通道電路。該機(jī)伴音信號處理用的是集成電路μPC1353C。圖4-10熊貓DB44H3—3型黑白電視機(jī)伴