数字信号第4章电视接收系统电路分析

第4章电视接收系统电路分析4.1黑白与彩色电视机的基本组成4.2公共通道电路分析4.3视频通道电路分析4.4扫描系统电路分析4.5开关电源电路分析4.6遥控电路分析4.1黑白与彩色电视机的基本组成4.1.1黑白电视接收机的组成黑白电视机————主要由公共通道、视频通道、伴音通道、扫描电路系统和电源电路几部分组成。4.1.2彩色电视接收机的组成PAL―D彩色电视接收机要完成的任务是把接收到的彩色高频电视信号还原成三基色信号,从而通过彩色显像管重现彩色图像。黑白电视接收机的原理方框图彩色电视机方框图4.1.3彩色与黑白电视机共有电路及不同要求1.高频调谐器部分(1)频率特性较黑白机更平坦。(2)本机振荡的频率稳定度要求较高。(3)驻波比相对要小。2.中放和视频检波部分(1)AGC(自动增益控制）的控制范围要大。(2)一般采用同步检波。3.亮度通道部分(1)加有ARC（自动清晰度控制）电路和轮廓校正电路。(2)加有亮度信号延时网络。(3)具有直流恢复电路。4.扫描和高压电路部分(1)阳极电压较高。(2)扫描电路输出功率较大。(3)一般加有自动亮度限制(ABL)电路。4.2公共通道电路分析4.2.1电子调谐器与频道预选器1.电子调谐器（高频调谐器/高频头）(1)组成电子调谐器主要由输入回路、高放、本振和混频四部分电路组成。(2)原理调谐即改变回路的谐振频率,从原理上讲,改变回路电感或电容都能达到改变谐振频率的目的。电子调谐器方框图（3）功能1、选频通过频段切换和改变调谐电压——谐振频率改变——选出所需频道信号，抑制掉邻近频道信号和其他各种干扰信号。2、放大微弱高频电视信号——放大——提高整机灵敏度。3、变频图像信号fp色度信号fc伴音信号fs本振信号fo混频F图中=38MHzF色中=33.57MHzF伴中=31.5MHz去中放（3）对高频头的主要性能要求1.噪声系数小、功率增益高、放大器工作稳定电视机整机输出信噪比的好坏,主要取决于调谐器高放级噪声系数的大小。噪声对图像来说,表现为不规则的雪花样点状的干扰。多级放大器总的噪声系数可以表示为...11213121ppFpFFFAANANNN式中,NF1、NF2等为各级噪声系数AP1、AP1等为各级功率增益。可见,提高调谐器的功率增益对于减少整机噪声十分重要。一般要求高频头的功率增益≥20dB,噪声系数低于8dB。2.具有足够的通频带宽度和良好选择性高频调谐器应具有从接收天线感应得到的各种电磁信号中选取所需要的频道信号、抑制邻频道干扰、镜像干扰和中频干扰的能力。因此要求它有合适的通频带和良好的选择性。一般要求高频调谐器镜频抑制比(IMR)大于40dB,中频抑制比(IFR)应大于50dB。高频调谐器的频率响应曲线由输入回路、高放、混频级及其耦合回路的频率响应所决定。3.与天线、馈线有良好的匹配关系高频头的输入阻抗就是馈线的终端负载阻抗。如果负载阻抗ZL=ZC,则由天线送来的功率将完全为负载所吸收————只有入射波,没有反射波。如果ZL≠ZC————馈线终端将会产生反射波————不能完全被接收————原入射波、经反射后再次入射波形成一定的时延,————荧屏上显示的图像产生重影。4.应设有高放级自动增益控制电路一般要求自动增益控制范围应达到20dB以上,以保证当天线输入电平,在一定范围内变化时,视放输出电压基本保持幅度稳定。5.本机振荡的频率稳定度要高,且对外辐射小通常要求VHF段本振漂移小于±300kHz,UHF段本振漂移小于±500kHz。高频调谐器的频率特性输入回路：从天线送来的信号中选择出所需接收的电视频道信号。高频放大器：放大所选频道的高频电视信号。本机振荡器：产生一个高于所接收的电视信号频率fl的等幅振荡器。混频器：将高频电视信号与本振信号fl混合变换成一个固定中频信号。各部分作用：输入回路输入回路:——天线阻抗变换器:是把天线和连接电缆的阻抗以及连接方式作变换使之与电视机输入端相匹配。——中频吸收回路：把30MHZ至40MHZ的中频干扰信号抑制掉，以免由高、中放放大后干扰整机。——选频电路：由电子开关及谐振电路组成。电子开关控制电感线圈的接入，以便电视机可以选择某一频段电子调谐电路用来选择某一电视台节目。输入回路之1高频头输入阻抗为75Ω不平衡输入，折合振子天线阻抗为300Ω平衡输出。阻抗变换器接在天线和高频头间，同时实现阻抗匹配及平衡、不平衡变换，把天线300Ω平衡输出变为高频头75Ω不平衡输入。——阻抗变换器——中频吸收回路（a）LC串联谐振（b）LC并联谐振（c）T型高通滤波加双串联谐振（d）π型高通滤波加双并联谐振作用：吸收掉中频干扰。输入回路之2选频电路通常由L和C组成单调谐谐振回路，通过改变电感来选择VHF高频段或低频段。为了使天线或馈线与高放级阻抗匹配，单调谐回路采用部分接入方式。（a）部分电感接入法接入回路（b）部分电容接入法（c）电感抽头式接入法（d）π型接入法。输入回路之3——选频调谐电路电子调谐电路电子调谐是利用变容二极管实现调谐。----电容随着所加反向偏压的改变而改变。----Cj是变容二极管的电容，C1是旁路电容，C2是耦合电容。----直流电压u加到Cj上，电路的谐振频率随着Cj容量的改变而改变，从而实现电子调谐。频率覆盖和频段划分。采用可变电容进行调谐,谐振频率从最高频率fmax变化到最低值fmin时,其比值fmax/fmin称为调谐回路的频率覆盖系数,用Kf标记,则maxmaxminminffcKfc对于VHF频段,按我国频率分配标,fmax=219MHz(对应12频道中心频率),fmin=52.5MHz(对应1频道的中心频率)。所以,所需的调谐回路频率覆盖系数Kf为2194.1752.5fK2maxmin17.4fCKC电子开关频段切换电路----L、C数值不同，调谐回路的调谐频率不同。----电子开关:VD1/VD2，旁路电容：C1、C2；L1/L2/L3/L4和C3/C4组成初次级谐振回路。----S—低—VD1、VD2截止—L2、L4接入回路—VHF低频段信号；----S—高—VD1、VD2导通--L2、L4被C1、C2旁路--VHF高频段信号。高频放大器输入信号——选频调谐——V1基极——输出双调谐回路。自动增益控制（AGC）——V1基极——控制放大量。Cb是中和电容，起抵消信号通过V1集基极电容Ccb'直通和反馈的作用，使放大器工作稳定。本机振荡电路图（a）是本振电路，L1、C1、C2、C3、C4是决定振荡频率的元件，这是改进型电容三端式振荡器。其优点是：1、频率稳定度高，受晶体管参数影响小。2、电容器削弱了高次谐波，所以波形好。3、振荡频率较高。电路的振荡频率为：晶体管V构成改进电容三端式振荡器，蓝色部分元件组成电子调谐选台电路。Ed是调谐电压，加到变容二极管VDT1负端，实现电子调谐。VD1等—频段切换开关电路。EK是波段转换电压，它控制VD1的通断，使L2接入或不接入回路，谐振回路因而可以工作于VHF的低频段或高频段。本机振荡电路混频电路电视信号Us及本振信号UL通过非线性元件产生新的频率。其中差频fL-fs=fI（电视中频），fI通过LC回路即可选择出来。二极管混频器电路二极管伏安特性曲线本振fL与高频图象信号fP混频后得到fL-fP=38MHZ图象中频信号fPI。本振fL与高频伴音信号fs混频后得到fL-fs=31.5MHZ伴音中频信号fsI。混频后原来图象信号残留边带调幅和伴音调频的特性不变。混频电路混频前，伴音载频fs高于图象载频fP6.5MHZ。混频后，fL-fP=fPI,fL-fS=fSI图象中频fPI高于伴音中频fSI6.5MHZ混频电路高频电视信号及本振信号都加到三极管V1基极上，在V1的be结混频。混频后信号经V1放大，再由集电极双调谐回路——选频调谐回路调谐在本振信号和高频电视信号的差频上。输出的差频——电视中频。混频电路全频道高频调谐器VHF+UHF=〉全频道高频头。UHF混频器输出38MHZ中频信号，然后送到VHF混频器中进行放大输出。VHF混频器：对VHF信号混频作用，对UHF信号前置中频放大器，（这时VHF部分停止工作）。U、V工作与否由U/V转换电子开关控制。在UHF高频头中常用双栅场效应管作高放电路，优点：（1）线性范围宽，AGC控制范围大，灵敏度高。（2）高频电视信号由g1栅极加入，AGC电压由g2栅极实现对增益的控制。（3）噪声很小，干扰调制也小。（4）可以方便地接成输入输出隔离良好的共源共栅级联放大器。全频道高频调谐器UHF高频头的特点：----1、UHF频段工作频率高达450MHZ以上，电路的分布电容、引线电感等已不能忽略，所以电路不能使用集中参数元件而要使用开路线或短路线(短路线等效为电感)。----2、高放级本振用稳定性好的共基极电路或双栅场效应管电路，采用二极管混频。----3、选用片状元件，穿芯电容，无引线电容，镀银线电感等。全频道高频调谐器高频头用贴片元件制作，所有元件全部装在一小块电路板上，封装在屏蔽盒内，用穿芯电容连接盒上9个引脚端子，各端子旁标有符号。电子调谐器故障特点：a.高放坏只能收强台b.混频坏连噪波点也收不到c.本振坏收不到台，但能收到噪波点(4―3)2.频道预选器频道预选器的种类和电路形形色色,有机械式、电子式,有按键开关、触摸开关,有红外或语音遥控式等。机械调谐高频头——改变电感进行频道选择的。优点:※开关每转动一档,就可切换一个频道,不需另加选台装置。※电性能稳定,维修调整均方便。缺点：体积大、机械结构复杂,并且机械触点多,用久易发生接触不良。电调谐高频——改变电容选择频道——变容二极管。优点:——无机械触点、寿命长。——频率连续可调,但位置不能固定,换台时需临时调整。——须附设多路频道预选器。缺点：——本振频率易受温度变化的影响,故常设AFC（自动频率微调)电路。电调谐频段转换原理电路电位器记忆预选器原理电路4.2.2中频放大与同步检波系统中放通道在电视信号处理流程中的位置高频头变频——中频处理电路——前置中放（补偿声表面波滤波器(SAWF)的插入衰减）——SAWF中频滤波——三级中放（放大至大约2V）——视频检波电路——彩色全电视信号。中频放大与同步检波系统组成的方框图在视频检波输出——彩色全电视信号；——fp与fs混频——第二伴音中频信号（6.5MHZ）；——AGC电路处理得出AGC电压控制中放增益和控制高放增益；——AFC控制电压送到本振电路，自动控制本振频率，使中频稳定在38MHZ上。中放电路方框图中放电路的输出信号类型◎全电视信号◎色度副载波信号（4.43MHz）◎第二伴音中频信号（6.5MHz）◎AGC信号◎AFC信号1.中频放大器及其相关电路(1)中放频率特性返回◎38MHZ图象中频应位于曲线斜边中点，相对幅度为50%（-6dB）处，以适应高频电视信号残留边带特性。◎伴音中频31.5MHZ应有一定衰减，位于相对幅度5%（-26dB）处，这样33.57MHZ的色度副载波中频与伴音中频的差频才会减小----不干扰图象。——（33.57-31.5=2.07MHZ）◎30MHZ和39.5MHZ处为邻近频道图象和伴音中频载波的吸收点，其相对幅度小于1%。中放频率特性特点：重点声表面波滤波器（SAWF）——中频频率特性曲线声表面波波长很短，是沿着弹性固体表面传播的机械波。A、B是在压电晶体衬底表面上按中频特性曲线要求沉积的两组叉指换能器，A组将输入的中频信号转换为声表面波，B组把传递过来的声表面波还原为中频信号输出。叉指的几何尺寸确定了SAWF的幅频特性。中放频率特性的形成----声表面波滤波器实用电路：SAWF插入损耗大，所以由三极管V及变压器T1等组成共发射极宽带放大器补偿插入损耗。图中L1、L2、L3与分布电容谐振于宽频带中频。L2使输入阻抗失配，起抑制反射波的作用。C2为放大器V的中和电容。SAWF输出接中放级中频差分放大电路，因此采用平衡输出。中频滤波(2)中放增益高频头中放通道100uV2V20~2