第8章、彩色电视机信号处理电路分析

第八章彩色电视机信号处理电路分析学习要点.高频信号处理电路.中频信号处理电路.AV/TV切换电路.伴音电路.亮度信号处理电路.色度信号处理电路.末级视放电路第一节彩色电视机信号处理电路概述前面我们学习了黑白电视机的信号处理电路，那么，在分析彩色电视机信号处理电路之前，先对彩色电视机的信号处理电路作一个了解，以便理解信号处理的主要过程。彩色电视机信号处理电路的基本方框图如图8-1所示。由图8-1可以看到，信号处理电路由高频信号处理电路（电子调谐器）、中频信号处理电路（图像中放及视频检波）、伴音电路（伴音中放、伴音鉴频和伴音功放）、彩色解码器和末级视放等组成。彩色解码器包括亮度信号处理电路（4.43MHZ陷波器、亮度信号处理）和色度信号处理电路（4.43MHZ带通滤波器、色度信号处理和矩阵电路）两个部分。信号处理电路的信号流程简述如下：高频电视信号由电视天线接收后送入电调谐高频头，在全频道电调谐高频头中经高放后与本机振荡信号混频得到图像中频信号，其频带宽度为8MHZ，包含图像中频信号和伴音中频信号。我国采用PAL-D制，其图像中频信号的载频为38MHZ，伴音中频信号的载频为31.5MHZ。高频头输出的中频信号，经过声表面波滤波器SAWF滤波后输入到中频信号处理电路，在中频信号处理电路中首先将图像中频信号放大，再进行视频检波，得到视频全电视信号和6.5MHZ第二伴音中频信号，然后分成两路：一路经过6.5MHZ带通滤波器，选出6.5MHZ的第二伴音中频信号送入伴音电路，经过伴音电路中的伴音中放、鉴频器后得到伴音音频信号，音频信号再送入伴音功放电路进行功率放大，最后送给扬声器还原出声音；另一路经过6.5MHZ陷波器，吸收掉6.5MHZ的第二伴音中频信号，取出0～6MHZ的视频全电视信号，它包含亮度信号、色度信号、复合同步信号及色同步信号。视频全电视信号经过分离后，分别送往亮度信号处理电路、色度信号处理电路及扫描电路。具体处理过程是：第一，经过4.43MHZ带通滤波器，从0～6MHZ的视频全电视信号中取出4.43MHZ±1.3MHZ的色度信号(包含色差信号和色同步信号),送往色度信号处理电路。经处理得到的红色差（R-Y）、绿色差（G-Y）、蓝色差（B-Y）三个色差信号，在矩阵电路中与亮度信号（Y）实行矩阵变换得到红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色信号，再送入末级视放电路放大后加到显像管的三个阴极。第二，经过4.43MHZ的陷波器，滤去视频全电视信号中的4.43MHZ的色度信号，送往亮度信号处理电路，得到能形成黑白图像的亮度信号（Y）。第三，经过同步分离电路后取出行、场同步信号，行同步信号送到行振荡电路，场同步信号送到场振荡电路，以实现图像的行、场同步。图8-1彩色电视机信号处理电路的基本方框图第二节高频信号处理电路一、电调谐高频头彩色电视机中使用的电调谐全频道高频头与黑白电视机中使用的机械高频头功能相同，整个装置屏蔽在一个金属盒子内。1．电调谐全频道高频头的特点彩色电视机采用超小型全频道电调谐高频调谐器（简称电调谐高频头），它与黑白电视机中的机械式高频头相比，具有如下特点，见表8-1所示。表8-1电调谐全频道高频头的特点2．电调谐高频头的类型电调谐高频头的类型见表8-2所示表8-2电调谐高频头的类型3．电调谐高频头的组成（1）电调谐高频头实物图电调谐高频头实物图如图8-2所示。（2）电调谐高频头的组成方框图电调谐高频头的组成方框图如图8-3所示，主要由VHF输入回路、VHF高放、VHF混频、VHF本振和UHF输入回路、UHF高放、UHF混频、UHF本振组成，就是将V头和U头有机结合在一起。4．电调谐高频头各引出脚的功能常用的电调谐高频头有8个引出脚，分别命名为BM、BL、BH、BU、BS0、BS1、VT或（BT）、AGC、AFT和IF等，这些引出脚的功能如表8-3所示。表8-3电调谐高频头各引出脚的功能从表8-3可以看出，不同类型的高频头，引出脚的个数、排列顺序和功能都是不同的，并且高频头的电源电压常见的有12V和5V之分，因此，更换时要采用同型号的高频头。二、高频信号处理电路分析下面以长虹H2158K彩色电视机的高频信号处理电路为例进行分析。长虹H2158K彩色电视机的高频信号处理电路如图8-4所示。1．高频信号处理电路的方框图长虹H2158K彩色电视机的高频头，采用的是CATV电压合成式高频头。该电视机采用遥控自动选台，高频头的VT、BL、BH、BU电压都是由微处理器进行控制的，其高频信号处理电路的方框图如图8-5所示。图8-4长虹H2158K彩色电视机的公共通道图8-5高频信号处理电路的方框图2．高频信号处理电路分析（1）频段切换电压的提供微处理器（CPU）的脚为频段控制端（低电平有效），频段控制信号从这三个引脚输出，分别经过V105、V106、V107倒相放大后，输出5V频段切换电压供给高频头的BL、BH、BU端。CPU的脚电压与高频头工作频段的关系见表8-4。由表可见，电路正常工作时，脚只有一个是低电平，其余两个均为高电平。（2）调谐电压的提供CPU⑧脚输出的脉宽调制电压经R144、R145分压后加于V141基极，由V141倒相放大后在其集电极得到32V的脉宽调制电压，再经R146、C147、R147、C148、R148、C149组成的三级RC积分电路作D/A变换后，得到一个0～32V的模拟电压，供给高频头的VT端。V141所需的+32V电压由130V主电源经R141、N141、C141组成的稳压电路提供。C145为高频滤波电容，C146为脉冲加速电容。表8-4CPU的脚电压与高频头工作频段的关系（“L”为低电平，“H”为高电平）第三节中频信号处理电路遥控彩色电视机的中频信号处理电路与红岩SQ-352B型机的中频信号处理电路功能相同，性能要求一样，结构相似，由预中放电路、SAWF和集成中放电路组成。长虹H2158K彩色电视机的中频信号处理电路如图8-4所示，它由中频滤波电路、预中放电路、声表面波滤波器Z101和集成在超大规模集成电路LA76810中的中放电路等组成。一、中频滤波电路对于多制式彩色电视机而言，不管接收哪一种制式的电视节目，高频头输出的中频信号均包含图像中频、第一伴音中频和色度中频信号。不同制式彩色电视机的图像中频信号频率都是38MHZ，第一伴音中频和色度中频信号频率则有所不同，见表8-5所示。表8-5多制式彩色电视机中各制式的主要频率(单位：MHZ)中频滤波电路的作用是在制式切换电路的控制下，从高频头输出的中频信号中选出该制式的图像中频、第一伴音中频和色度中频信号，抑制掉干扰信号。长虹H2158K彩色电视机是多制式彩色电视机，中频滤波电路由C100、C101、C104、L101、开关管V102等组成，配合声表面波滤波器Z101形成所需的中放幅频特性。中频滤波电路的工作状态见表8-6所示。表8-6中频滤波电路的工作状态二、信号流程高频头输出的中频信号（IF信号）经制式切换后→R101、C108耦合→预中放管V101的基极→V101放大→Z101→LA76810的⑤、⑥脚，在LA76810的内部经中频放大（VIF）、视频同步检波→全电视信号和第二伴音中频信号分两路输出：一路从脚输出；另一路经LA76810内部的第二伴音中频（SIF）陷波及视频放大后从脚输出，同时又送入IF识别电路。说明：在LA76810内部,同步检波器输出的全电视信号和第二伴音中频信号还有一路送至中放AGC电路，LA76810内部的AGC电路为峰值AGC电路，检出的电压经③脚外接电容C204滤波形成IFAGC电压，控制中放电路的增益，再经RFAGC电路延迟后，从④脚输出RFAGC电压送入高频头的AGC端子，控制高放电路的增益。三、AFT电路电视机工作时，由于高频头的本振频率可能发生偏移，从而无法保证高频头输出的38MHZ图像中频信号稳定，使接收质量变差，为了实现高频头的本振频率稳定，故为本振电路设置AFT电路。AFT电路的作用是将电视机中实际的图像中频载波频率与标准图像中频（38MHZ）进行频率比较，产生一个误差直流电压（即AFT电压），去控制高频头中的本振频率，使之准确、稳定。在遥控彩色电视机中，AFT电压还送到CPU中，在自动搜索时作为控制频率精确方向和进行频道数据存储的依据。长虹H2158K彩色电视机的AFT电路由移相网络L201和LA76810内部的鉴相器组成，如图8-4所示。在鉴相器中得到AFT控制电压，只有当高频头的本振频率正确时，鉴相器输出的AFT电压才为零；当高频头的本振频率偏离时，鉴相器就有AFT电压输出。AFT电压从⑩脚输出，送到CPU的脚，使CPU在自动搜台时，能将节目锁定在最佳位置；正常收看时，若本振频率发生偏离,AFT电压通过微调CPU输出的VT电压,控制高频头的本振频率,确保高频头输出的图像中频始终为38MHZ。四、中频信号处理电路元件的作用中频信号处理电路元件的作用见表8-7所示。表8-7长虹H2158K彩色电视机的中频信号处理电路元件的作用第四节AV/TV切换电路高频电视信号从高频头输入，经过公共通道以后输出的全电视信号称为TV信号，而从一些视频设备（例如录像机、VCD、DVD等）送来的音、视频信号称为AV信号。AV信号输入方式有多种，常见的有Y、C复合以后的CVBS信号输入和Y/C信号分开输入（即S端子），虽然LA76810内部设有AV/TV切换开关，但它只能对一路TV信号和AV信号进行切换，如果有两路以上AV信号输入，则需要专门设置AV/TV切换电路。一、集成电路HEF4052长虹H2158K彩色电视机中的AV/TV切换电路如图8-6所示，切换开关由集成电路HEF4052（NS803）担任。HEF4052有16个引出脚，内部有两组四选一开关，一组用于视频切换，另一组用于音频切换。集成电路HEF4052各引出脚的功能见表8-8所示。表8-8集成电路HEF4052各引出脚的功能二、AV/TV切换过程集成电路HEF4052由CPU（D701）通过I2C总线进行控制，CPU的37、38脚输出的AV/TV切换电压分别加到HEF4052⑨、⑩脚，HEF4052⑨、⑩脚的控制电平有4种不同的组合方式，控制切换开关的4种状态，AV/TV切换过程见表8-9所示。表8-9AV/TV切换过程在S端子C信号输入端接有一只三极管VS23，受CPU37、38脚的TV/AV开关电压控制，在S状态时，VS23截止，对色信号无影响，在其他三种状态，VS23均饱和导通，将色信号输入端短路，以免造成对图象的干扰。由HEF4052切换后的CVBS（或Y）信号从HEF405213脚输出，经CS81A耦合以后加于LA7681042脚。而由HEF4052切换后的音频信号从HEF40523脚输出后分成二路：一路经CS41、CS45耦合后加于LA7681051脚；另一路经CS26耦合至射随器VS02基极，经VS02放大隔离后再经RS21、CS04加到电视机的音频信号输出端子ALOUT和AROUT。通过LA76810内部的AV/TV开关以后从LA7681040脚输出的全电视信号，经RS296A送到射随器VS01基极，经VS01放大隔离后再经CS30加到电视机的视频信号输出端子VOUT。值得注意的是虽然S端子输入信号时，Y信号通过HEF4052进行切换以后加于LA7681042脚，而C信号加于LA7681044脚，但是在LA76810内部将Y、C信号混合后从40脚输出的是全电视信号。这就可以保证各种输入状态下，电视机AV输出端子输出的信号都是CVBS信号。图8-6长虹H2158K彩色电视机中的AV/TV切换开关电路第五节伴音电路彩色电视机的伴音电路与黑白电视机的伴音电路作用相同，电路结构相似，其作用是从第二伴音中频信号中解调出音频信号，经过放大后去推动扬声器发出声音。伴音电路由限幅中放、鉴频器、去加重电路、音频切换开关、立体声处理电路、功率放大器组成，如图8-7所示。下面以长虹H2158K彩色电视机的伴音电路为例进行分析，该机的伴音电路分两部分：一是集