《高频调谐器》PPT课件

2.组成 高频调谐器（俗称高频头）通常由输入回路、高 频放大器、本机振荡器和混频器组成，如图4-1所示。
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第4章 高频调谐器
天线
图 像 高频 信 号
fP 输 入 回路
fS
高频 放大器
伴音高频信号 本振信号
混频器
f0 本机 振荡器
图 像 中频 信 号 f ＝f －f
PI 0 p
伴 音 中频 信 号 fST＝f0－fS
双调谐回路的频率特性如图4-7所示。
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第4章 高频调谐器
K
强耦合
弱耦合 临界耦合
f0
f
图 4-7 双调谐回路的谐振曲线
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第4章 高频调谐器
3)中和电路 由于VHF 高放级一般采用共射级电路，该电路 在工作频率较高时，晶体管集电极和基极间的极间电 容Cbc可以把高放管的输出信号反馈到输入端，导致高 放管工作不稳定甚至产生自激。因此，往往采用中和 电路，就是在基极人为地加一反馈电压，这个电压与 通过Cbc反馈来的电压大小相等、相位相反而互相抵消， 从而使输出端电压不影响输入端。中和原理参见图4-8。
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第4章 高频调谐器
1）直流偏置
图4-6中，V1为高频放大管，R4为集电极供电电阻， R2为V1的发射极直流负反馈电阻，用来稳定V1的直流 工作点，R1为AGC电压基极供电电阻，C5为高频旁路 电容。
2）输出回路
C1、C2、L1组成初级调谐回路，C3、C4、L2组成次 级调谐回路。同时，为与混频输入阻抗相匹配，次级 回路采用C3、C4分压与混频级相连。
为了适应不同的场强，且在天线输入信号电平剧烈变化 时，使检波后视频输出电平基本保持不变，高放级和中放级 应有自动增益控制。 一般要求高频头自动增益控制范围应达 20dB以上。
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第4章 高频调谐器
4.2 高频调谐器的功能电路
4.2.1 输入电路 1.阻抗变换器 电视接收机输入端阻抗多为一端接地不平衡式的
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第4章 高频调谐器
UCC R1
C2 15 pF
R2
C5
V
C1
L 1
3.3 pF
C3
R3 8.2 pF
R 4
C6
去 混频
C4 2.2 pF
C4 V
C1
L1
C3
C2
(a)
(b)
图 4-9 高频头本振电路 (a) 电路； (b) 交流等效电路
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第4章 高频调谐器
图4-9(a)中， R2 、 R3 、 R4是偏置电阻，R1、C5为 去耦电路，略去R2、R3、R4，并将C5短路，则得到其 交流等效电路，如图4-9（b）所示。该电路为共集电 极科拉普电路， C1 、 C2 、 C3 、 C4与L1构成并联谐振 回路，C1与L1并联后的阻抗可等效成电感L′1，则有
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第4章 高频调谐器 为此将电感L抽头与天线信号源相接， 利用变压器阻抗变换关系：
2
Rc'
L1 L2 L2
Rc
使信号源内阻折合到回路两端电阻变大。 再利用电容分
压的阻抗变换关系：
2
Rs' rC1C 1C'2Rsr,C'2C2Csr
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第4章 高频调谐器
4.2.2 高频放大器
1. 对高频放大器的要求 ① 因为整机的噪声系数主要由高放级决定，因此要求高放
④ 具有自动增益控制作用，高放级的增益可控范围应大于
20dB。
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第4章 高频调谐器 2. 高频放大器基本原理电路 高频放大器的基本电路如图4-6所示。
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第4章 高频调谐器
Cbc
V 1
C b
R1
C5 AGC
R2
C1 L1 L2
C2
R3 R4
UCC
C3
V2 C4
图 4-6 高频放大器基本电路
第4章 高频调谐器
第4章 高频调谐器
4.1 高频调谐器的功用及性能要求
4.2 高频调谐器的功能电路
4.3 电子调谐器
4.4 频道预置器
4.5 高频调谐器常见故障分析
习题四
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第4章 高频调谐器
4.1 高频调谐器的功用及性能要求
1. 作用
① 选频：从天线接收到的各种电信号中选择所需要频道 的电视信号，抑制其它干扰信号。
（1） 放大器的噪声系数NF要小
放大器的噪声系数NF表示输入端信号信噪比与输出端信
号信噪比的比值， 即
输入端信噪比 NF 输出端信噪比
噪声系数可理解为：信号通过放大器后，“信噪比”变坏了
几倍。如果NF=1，输入端信噪比与输出端信噪比相同，表示放大 器本身不产生附加噪声， 这是理想化的情况。实际上，NF总是 大于1的。整个电视接收输出信噪比的好坏，主要取决于高频调
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第4章 高频调谐器
2.中频抑制电路 为了提高高频头对中频干扰的抑制能力，通常在 输入回路中加入中频吸收电路，或称为中频抑制电路， 常用的几种中频吸收电路如图4-4所示。
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第4章 高频调谐器
C L
(a)
L C
(b)
C1
C2
C3
C4
L2
L1
L3
(c)
L1
L3
C1 C2 C3
L2
L4
(d )
输入回路的选频特性如图4-5（c）所示。
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第4章 高频调谐器
(2） 保证选择性且完成阻抗匹配
输入回路选择性好坏可由其有载品质因数Qfz的大小来衡 量。Qfz越高，回路选择性越强。 其中，Qfz=R0’/2πf0L。由此 可知，欲想有较高的Qfz，输入回路两端的等效电阻R0’值必须 很大，而R0’=1/(1/Rc+1/Rsr)。 实际上，由于天线内阻Rc（75Ω） 及高放管工作时输入阻抗Rsr（100~250Ω左右）都较小，当它 们并接在输入回路两端时，势必造成R0’很小，导致选择性变 差。
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第4章 高频调谐器
G/dB 0 dB
－ 6 dB
fc 4～ 4.5 ≤11 (a)
f / MHz
≤1. 5dB ≤0. 8dB
G/dB 0 dB
－ 3 dB
ff
PS
6.5 ≤8 (b)
f / MHz
图4-2高频调谐器的幅频特性
(a)黑白电视的高频特性；(b)彩色电视的高频特性
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第4章 高频调谐器 3. 噪声系数小、 功率增益高
图 4 - 4 几种常见的中频吸收电路
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第4章 高频调谐器
3.输入选频回路
输入选频回路用来完成选频及阻抗匹配两个任务， 它是输入电路中的主要电路。为了满足选频的要求，选 频电路通常是由电感和电容组成的单调谐谐振回路。这 实现了与天线、馈线阻抗及高频放大器输入阻抗匹配， 获得最佳功率传输，以及为了克服低阻抗的馈线和高放 级输入阻抗对选频电路品质因数Q值的影响，实际上采用 电感插头或电容分压的方式使选频电路与天线、馈线及 高放级输入端连接。常用的选频电路如图4-5（a）所示。 图4-5（b）是其等效电路图，Rsr、Csr分别等效高放管V 的输入电阻及电容。
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第4章 高频调谐器
如果满足
C2
C3C4 C3 C4
则式（4-4）可简化为
f0 2
1 L'1C2
因而本振频率主要由L′1和C2决定，C3和C4在电路中只起分压 和反馈作用，其值的变化对振荡频率影响很小，因而C2的加 入提高了本振频率的稳定度。在图4-9（a）所示电路中， C2 为15pF，取值较大是为了适当增加反馈量的缘故，虽然不能
图4-1 高频调谐器的组成
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第4章 高频调谐器
3. 分类
按谐振回路调谐方式的不同， 高频调谐器可分为机械调 谐式和电子调谐式两种。机械调谐式高频调谐头又分为 VHF （1~12频道）高频头和UHF（13~68频道）高频头。
目前，大多数黑白电视机采用机械式高频头，只有少数 进口黑白电视机采用电子调谐式高频头；而彩色电视机都采 用电子调谐式高频头。
噪声系数通常又用分贝来表示
输入端信噪比 NF 10log输出端信噪比
一般要求高频调谐器的功率增益≥20dB， 噪声系数低于8dB。
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第4章 高频调谐器
4. 本振频率稳定，本振辐射要小
通常要求VHF段本振漂移不大Fra bibliotek±300kHz；UHF段本振 漂移不大于±500 kHz。
5. 具有自动增益控制电路
级的噪声系数尽可能小，一般应小于5dB。故要求采用噪声系 数小于3 dB的晶体管。
② 有较高而稳定的功率增益，且要求对不同频道的增益比 较均匀。高放级增益约在20 dB以上，频道之间的增益差应小于 10 dB。
③ 具有良好的选择性和足够宽的通频带。要求幅频特性3dB带宽大于8MHz，-6 dB 带宽小于18 MHz 。
75Ω。通常，为了使整个电视频道频率范围都达到匹配， 应使用宽带阻抗变换器，如图4-3所示。
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第4章 高频调谐器
1 2 2′ 1′
4 3 3′ 4′ (a)
1
3
2 300平衡
4 75不平衡
3′ 1′
2′
4′
(b)
图 4 - 3 阻抗变换器 (a) 结构； (b) 磁芯绕组的连接
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第4章 高频调谐器
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第4章 高频调谐器
L1
C1
R c
L1
C 1
V
L2
C2
~uc
L2 C2 Csr Rsr
usr
(a)
(b)
usr
0.7 B
0 f0 f (c)
图4-5 输入回路
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第4章 高频调谐器
(1） 选频
回路的固有谐振频率f0为
f0
2
1 LC
式中：
LL1L2,CC C 11 ((C C 22 C C SS)r)r
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第4章 高频调谐器
C bc
c
b
V
CN
C1 L
C2
图 4-8 中和原理
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第4章 高频调谐器
4.2.3 本机振荡器
1. 对本机振荡器的主要要求
① 振荡频率稳定度高，电压和温度漂移小。
② 本振频率必须可以微调，以使本振频率能准确地调谐， 获得最佳接收效果。其频率微调范围一般为±1.5~±5MHz 。
j j L L 11 (1 (1 //j j C C 1)1)j1 L 2 1 L 1 C 1j L '1
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第4章 高频调谐器
所以
L'1
L1
12L1C1
设0＜(1-ω2L1C1）＜1，则L'1＞L1。
该电路振荡频率可写成
f021LC21 L 1'1C 12C 14 (4-4)
式中，L′1=L1/(1-ω2 L1C1)（式（4-3））。
满足 C2 CC3 3CC4的4 条件，但由于C2的串入， C3 、 C4对本振频 率的影响仍然被削弱了。
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第4章 高频调谐器
4.2.4 混频器
阻抗变换器用双根导线并绕在高导磁率的双孔磁 芯上（如图4-3a所示），且两对绕组的圈数相同。这 样，两对绕组相当于两个等效变压器，当磁芯两孔中 四个绕组按图4-3（b）连线后，输入端是两个变压器 串联，阻抗增加一倍；而输出端是两个变压器并联， 阻抗减小一半。所以，总阻抗变换比为4∶1。即当输 入端接300 Ω天线时，输出阻抗为75Ω，从而完成了 阻抗变换。又由于变换器输入端是中点接地，输出端 是一端接地，所以还起到平衡—不平衡的作用。
电子调谐式高频头又分为普通全频道电子调谐器及全增 补电子调谐器。
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第4章 高频调谐器
4.1.2 对高频调谐器的性能要求
1. 与天线、 馈线及中放级阻抗匹配良好 2. 2. 具有足够的通频带宽度和良好的选择性
高频调谐器应该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、镜像干扰以 及中频干扰的能力。 因此，要求它有合适的通频带和良好的 选择性。一般要求通频带应大于或等于8 MHz，要求高频调 谐器镜频抑制比大于40dB，中频抑制比大于50dB 。
② 放大：将选择出的高频电视信号（包括图像信号的伴 音信号），经高频放大器放大，提高灵敏度，满足混频器所 需要的幅度。
③ 变频：通过混频级将图像高频信号和伴音高频信号， 与本振信号进行差拍，在其输出端得到一个固定的图像中频 信号和第一伴音中频信号，然后再送到图像中频放大电路。
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第4章 高频调谐器
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第4章 高频调谐器
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。黑白电视机 为了使画面杂波少而清晰，希望调谐器频率特性的通 频带不要太宽，如图4-2（a）所示。而彩色电视机除 了希望通频带不要太宽外，为了减小彩色失真，还希 望频率特性通频带内增益变化较平稳，如图4-2（b） 所示。
谐器高放级噪声系数的大小。因为多级放大器总的噪声系数为
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第4章 高频调谐器
N FN F1N F A 2 P 1 1A N P 1 F3 A P 1 2
式中，NF1，NF2，NF3， …为各级噪声系数；AP1、AP2等为各 级功率增益。可见，要减少调谐器的噪声，提高各级的功率 增益也同样十分重要。
③ 本振电容对外辐射要小。一般本振信号幅度为 100~200mV，且需将整个高频头用金属外壳屏蔽。
④ 本振输出波形要良好，谐波成分要小，以防止产生较
多的组合频率干扰。
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第4章 高频调谐器
2.本机振荡器基本原理电路 本机振荡器的基本电路如图4-9(a)所示。它是采用 变形电容三点式振荡电路（科拉普电路）。