天津大学电视原理课件6

第6章电视信号接收与显示原理天津大学电子信息工程学院电视原理§6.1模拟电视信号的接收§6.2模拟电视机高频、中频电视信号的处理§6.3模拟电视机视频电视信号的处理§6.4电视图像的同步、扫描与显示§6.5采用数字处理技术的电视机§6.6数字电视信号的接收§6.7数字电视机顶盒盒中间件§6.8数字电视广播中的条件接收§6.9平板显示原理§6.10投影显示原理§6.1模拟电视信号的接收高频、中频信号处理视频信号处理伴音信号处理同步、扫描与显示电源6.2模拟电视机高频、中频电视信号处理6.2.1高频电视信号的接收高频调谐器——从天线接收的电信号中选出所需频道的高频电视信号，经放大、混频，获得图像中频和伴音中频电视信号。VHF:48MHz~223MHzUHF:470MHz~960MHz图像中频（PIF）:38MHz伴音中频（SIF）：31.5MHz混频通过超外差本振与高频电视信号混频产生中频电视信号。例如12频道：254.25－216.25＝38[MHz]254.25－222.75＝31.5[MHz]PIFLOpfffSIFLOSfffpfsf3831.5LOf输入电路高频放大混频本振电调谐PIF将高频电视信号变为中频电视信号的好处：1.中频频带固定，便于控制频响，易于改善选择性。2.在较低的频率下，易于实现高的放大增益。3.中放级不会反馈到高放级而引起自激，可以提高灵敏度。输入电路：——天线、馈线、输入电路间的阻抗匹配。——降低干扰信号幅度，提高选择性。（干扰：中频干扰，镜像干扰，交调干扰，VHF高低频道干扰，UHF对VHF频道干扰，拍频干扰，本振辐射干扰。）高频放大：——通频带与电视信号频带相适应，各频道有足够的增益。——足够的线性动态范围。——低噪波系数。噪波系数：整机噪波系数与各级噪波系数的关系：FN输入信号的信噪比输出信号的信噪比32111211FFFFPPPNNNNKKK本振：——频率稳定——频率自动微调（AFT）电调谐用连续可调的直流电压改变变容二极管的结电容，实现本振回路的调谐。高频混频中放检波本振鉴频高频电视信号至视放6.2.2中频电视信号的放大由3～4级差分放大器组成。增益：——分立器件：60～70dB——集成电路：40～50dB（乘法检波器，负担小）——接收机灵敏度主要取决于中放电路增益。幅频特性：0.750.750dB-6dB-3dBfSIFfPIF39.53833.57fSCIF31.530-30dB以下约5MHz-50dB以下f自动增益控制（AGC）中放AGC40dB,高放AGC40dB声表面波滤波器（SAWF）——位于高、中频电路之间，实现中放幅频特性。输入IDT输出IDT负载信号源SAW压电介质基片吸声材料吸声材料电—声/声—电转换IDT——叉指形换能器6.2.3视频信号检波001100()coscossinsin1()()()coscos2cos21sinsin2sin2cmmmmmSDcmmmmmutUUttUttutKututUUUttUtt双边带部分的中频放大：＝＋＋准同步检波：＝＝＋限幅放大器模拟乘法器低通滤波器图像中频信号视频频信号()ut1()ut准同步检波器1100211()coscossinsin2201()cos2()coscossinsinSDcmmmmmSDcmmcmmmmutUUUtUtutUUUtutUUttUtt滤除次谐波分量：＝＋调整外接调谐回路，使＝，得检波输出：＝＋通过后续电路的钳位和增益调整可完全复原视频信号。单边带部分的中频放大：＋＋类似上面的证明，得到与双边带部分一样的检波输出。6.3模拟电视机视频电视信号的处理PALD解码器:由亮度通道、色度通道和副载波恢复电路组成。5步信号处理过程：1.亮色分离2.色同步信号与色度信号的分离3.红、蓝色度信号分离4.同步检波，将色度信号变换成色差信号5.解码矩阵，将亮度信号、色差信号变换成3基色信号6.3.1亮度信号处理1.亮色分离（1）频带分离法CVBS通过中心频率为彩色副载频的窄带陷波器，滤除色度信号主要能量。CVBS通过中心频率为彩色副载频的带通滤波器，分离出色度信号。scf亮度信号CVBS色度信号和色同步信号scf优点：简单，成本低。缺点：•亮色分离不干净，残存亮色互串现象。•高频亮度信号受损，图像清晰度下降。自动消色电路（ARC）：当彩色电视机接收黑白电视信号或彩色电视信号色度很弱时，为了能收看到全清晰度的黑白图像，副载波陷波电路自动断开。（2）梳状滤波法（后面讲述）2.延迟亮度通道带宽6MHz，色度带通滤波器带宽2.6MHz，信号延时与带宽成反比，为使亮度信号与色度信号同时到达解码矩阵，在亮度通道中插入0.5us~1us的延迟电路。3.放大与频率补偿亮度信号带宽6MHz，需要宽频带亮度放大器，及高频增益补偿；放大器的增益和直流电平可调，前者可改变对比度，后者可改变亮度。6.3.2图像清晰度增强电视信号的水平清晰度主要决定于亮度信号的特性。方法：1.轮廓校正低频大幅度信号的边缘校正高频小幅度信号的的细节校正2.扫描速度调制6.3.3色度信号处理1.带通放大器与自动彩色控制（ACC）电路为保证色度信号幅度稳定，用色同步信号峰值检波取得的控制电压，控制色度带通放大器的增益。2.色度信号与色同步信号的分离由行同步脉冲经过一定的延时产生门控脉冲，控制交替导通的色同步消隐电路和色同步选通电路。3.u(t)和v(t)分离通过梳状滤波器进行频谱分离（见第3章）4.同步检波用两个模拟乘法器组成同步检波器（见第3章）5.副载波恢复电路ec(t)+eb(t)色同步选通鉴相器低通压控晶振放大移相7.8kHz选通放大双稳PAL开关移相U检波V检波+90-900180090行识别脉冲ACCACKPAL识别信号（P脉冲）6.4电视图像的同步、扫描与显示6.4.1同步信号的分离幅度分离：采用限幅切割方法将复合同步信号与图像信号分离；频率分离：利用微分电路和积分电路将行同步信号与场同步信号分离。复合同步信号分离先钳位后限幅，克服图像内容变化和低频干扰的影响。采用晶体管由截止到导通的正向分离方式，以保证同步信号前沿的准确性。自动噪声消除－ERcRC－E~06.4.2扫描电路1.作用为偏转线圈提供行、场扫描电流；为显像管提供行、场消隐脉冲；提供电视机所需的一些电压及控制脉冲。2.特点积分电路分离出来的场同步信号比较干净，直接控制场振荡，使场扫描同步。微分电路分离出来的行同步信号夹杂着脉冲干扰，采用间接同步方式，通过32fH压控振荡器、分频器、自动频率相位控制（AFPC），控制行振荡，使行扫描同步。场偏转线圈以电阻分量为主，行偏转线圈以电感分量为主，为获得锯齿波电流，场激励信号为脉冲锯齿波，行激励信号为方波脉冲。行输出电路工作在高反压、大电流状态，由分立元件组成。扫描需要非线性失真校正。6.4.3行输出电路T1——行推动变压器；LH——行偏转线圈；VT——行输出管；LT——行线性调节器；VD——阻尼二极管；C——逆程电容；Cs——S形校正电容；T2——行输出变压器L’LHLTT1T2CsLHLTCVDVT+EL’THt/2THrTHttttUbIyUct1t2t3t4t5t6UcmVTVDLHEC等效电路正程前半段：由VD、LH、E完成正程后半段：由VT、LH、E完成逆程：由LH、C自由振荡完成1218~102rHtcmrTLCusTuEEET高压、中压及部分低压的产生行输出变压器将行逆程脉冲变压、整流和滤波，得到彩色显像管所需的高压（20kV~30kV），中压（加速极电压几百伏，聚焦极电压几千伏），视放管所需的中压（100～200V），以及部分低压。优点：简单实用，扫描中断高压自动消失，保护显像管。扫描非线性失真校正——场扫描非线性失真校正——行扫描非线性失真校正6.4.5显像管及其显示原理自会聚彩色显像管精密一字形一体化电子枪精密偏转线圈色纯磁铁静态会聚磁铁开槽荫罩和条状荧光粉屏6.5采用数字处理技术的电视机6.5.1数字处理电视机的组成数字化处理只对视频检波后、视放末级前的视频信号，以及伴音鉴频后、功放前的音频信号进行；同步分离，行场扫描及同步部分以数字方式进行；调谐器的选台、遥控及视频、音频控制以数字方式进行；数字处理电视机的优点：提高图像质量（亮色分离较彻底，逐行扫描消除闪烁等）;增加功能（多画面，画中画，静止画面等）;增值服务（可视数据，文字广播等）;提高生产效率，降低成本；适用于各种彩色电视制式。6.5.2用数字处理方法实现亮色分离数字梳状滤波器使延迟前后的信号具有相同的幅度和严格的延迟时间；不但可以实现行梳状滤波，还可以实现场或帧梳状滤波，做到亮色主谱线以及副谱线的完善亮色分离。行梳状滤波器（2行延迟电路）122HZ2HZ12PALieceeceYUV2sinsct2cossctYYuvf(1)HnfHnf()cHf6.5.3数字处理电视机的主控系统1.电视机主控系统的功能主控系统包括红外遥控和微处理器两部分正常工作模式：选台及预置模拟量控制（对比度、亮度、色饱和度、清晰度、音量、高低音、平衡等）开/关机、待机、AV/TV、静音等屏幕显示控制图文电视控制画中画控制调试模式维修模式2.主控系统的组成CPU键盘本机接口电路辅助电源字符发生器遥控发送遥控接收频段译码节目存储器对比度控制亮度控制色饱和度控制音量控制屏幕显示控制主电源控制调谐控制红外LED3.数字调谐选台两种方式：电压合成选台，频率合成选台电压合成选台：直接将变容二极管的调谐电压A/D转换为数字量存入EEPROM，选台时经D/A转换为模拟量控制变容二极管和输入、高放、混频电路；频率合成选台：由4MHz石英晶体振荡器经1024分频产生基准频率，每一个电视频道对应一个整数M，保存在EEPROM中，选台时读出M产生该频道的本振频率，经M分频与基准频率锁相（PLL）。4.消除闪烁技术隔行变逐行行重复法——利用行存储器每行重复显示两次行插入法——将相邻两行的平均值插入到两行之间；倍场频帧重复法场重复法场插入法