第6章电视信号接收与显示原理

❖ 接收机的灵敏度主要取决于中放电路增益， 电视机各级增益分配：高频调谐器—— 25dB,中放——72dB,检波——-12dB,视放— —40dB。
❖ 中放电路由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）
•
中放幅频特性： •fSIF
•U检波
•ACC •ACK
•半行频
•选通放 大
•PAL
•双
稳
•开
关
•行同步脉冲
•0 •180
•PAL识别信 号（P脉冲）
•ACK——自动彩色消除
•移 相
•+90 •V检波 •-90
•
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
第6章电视信号接收与显 示原理
2020年7月24日星期五
PAL彩色电视接收机的组成
➢ 信号通道 ➢ 高频调谐器 ➢ 中频放大器 ➢ 伴音通道 ➢ 图像通道（PALD解码器） ➢ 亮度通道 ➢ 色度通道 ➢ 副载波恢复电路 ➢ 解码矩阵 ➢ 自动色度控制（ACC），自动消色器（ACK）等
➢ 扫描电路 ➢ 同步分离 ➢ 行、场扫描电路
❖ 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 •V T
•Cs
•T2
•L
•LH
’
•V
•C
D
•LT
•+
E
T1 ——行推动变压器； VT——行输出管； VD——阻尼二极管； Cs——S形校正电容；
LH——行偏转线圈； LT——行线性调节器； C——逆程电容； T2 ——行输出变压器。
整机噪波系数与各级噪波系数的关系： 降低输入电路与前级噪波系数，提高前级增益。
•
❖ 本振：
要求本振频率稳定，采用自动频率微调（AFT）抑制本振 频率漂移。
•高频电视信号 •高频
•混频
•中放
•至视放 •检波
•本振
•鉴频ห้องสมุดไป่ตู้
❖ 电调谐
用反向偏压的变容二极管作为LC振荡回路的电容器，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。
•
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 。
•CVBS
•亮度信号
•色度信号和色同步信号
•
优点：简单，成本低。 缺点：亮色分离不干净，残存亮色互串现象。
，因此可以提高灵敏度。
❖ 输入电路：
——实现天线、馈线与高频放大器之间的阻抗匹配。 ——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：
式，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。
•
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）
•PAL
•
6.5.3 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
•
•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。
例如12频道：254.25－216.25＝38[MHz] 254.25－222.75＝31.5[MHz]
•
•输入 •电路
•电调谐
•高频 •放大
•混频
•PI F •SIF
•本振
•
❖ 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，也不会反馈到高放级而引起自激
❖ 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。
高放AGC>20dB
•电—声/声—电转换
•信号源 •吸声材料
•输入 IDT •输出 IDT •SAW
•负载
•压电介质基片
•吸声材料
•IDT——叉指形换能器
•
6.2.3 视频信号检波
•由于中放输出信号存在载波正交分量，需要采用同步检波器。
高频亮度信号受损，图像清晰度下降。 自动清晰度控制 （ARC）电路：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（见第3章） 2.延迟:亮度通道带宽6MHz，色度带通滤波器带宽2.6 MHz， 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。
•图像中频信 号
•限幅 •放大器
•模拟 •乘法器
•低通 •视频信号 •滤波器
•
•
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、蓝色度分量的分离 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
L’>>LH>>LT
•
•等效电路
•Ub •THt /2 •THr
•THt
•VT •VD
•LH •C
•t1
•t2 •t3 •t4•t5 •t6
•t
•E
•Iy
•正程后半段：由VT、LH 、 E完成
•t
•逆程：由LH 、 C自由振荡完成
•正程前半段：由VD、LH 、 E完成 •Uc
•Uc
m
•t
•
❖ 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
③ 表示接收机中频对应于C点——高频加强，低频相对减弱。
•
中放幅频特性的数学分析
•设图像中频为 ，当
时，中放幅频特性为1(对应于A点)；
•双边带部分的中频放大：
•单边带部分的中频放大：
•通过同步检波，双边带部分和单边带部分均得到正确复原。
•
❖ 自动增益控制（AGC）
天线接收信号强度100uv~200mv，中放AGC>40dB,
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
•
•接口电路
•键 盘 •本 机
2. 主控系统的组成
•调谐控制 •频段译码
•C
•P
•辅助电源
•U
•字符发生器
•遥控发送
•遥控接收
•红外LED
•对比度控制 •亮度控制 •色饱和度控制 •屏幕显示控制 •音量控制 •主电源控制
➢ 电源 ➢ 低压开关电源 ➢ 高压、中压整流电源
➢ 主控系统 ➢ 红外遥控 ➢ 微处理器
•
•PAL彩色电视接收机方框图
•
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 。 甚高频频段（VHF）: 48MHz~223MHz 超高频频段（UHF）: 470MHz~960MHz 图像中频（PIF）: 38MHz 伴音中频（SIF）：31.5MHz ❖ 混频 通过超外差本振与电视（图像、伴音）高频信号混频产生 （图像、伴音）中频电视信号：
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。
•C •R
•Rc •－E
•~0 •－E
•
6.4.2 CRT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，采用直接同步方
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
•
•90
•ec(t)+eb(t •色同步
)
•鉴相器
•低
•选通 •eb(t)
通
•压控 •晶振
•副载 频放 大
••00•0 •移 相
•目前器件尚达不到，所以单从调整变容二
极管电压覆盖1-12频道是不可能的，故设计
电路如右。开关K打到-4V时，开关二极管
导通，电感线圈短路，电感量减小，对应高
频段（6-12频道）；开关K打到+12V时，开关
二极管截止，电感量较大，对应低频段（1-5频
道）。这样变容二极管变容比降低。这在电路上
有一个三联开关。
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 •参见第２章
•fSCIF
•-3dB •-50dB以下
•30•31.5 •33.57
•对比：发射机幅频特性
•约5MHz •0dB
•0.75
•fPIF •0.75
•B
•-6dB •A •C
•-30dB以下
•f
•38 •39.5
① 表示接收机图像中频准确地对应于A点（斜线的中点）——所 希望的平滑的幅频特性；
② 表示接收机中频对应于B点——高频衰减；
•
6.3.2 图像清晰度增强
❖ 由于信号通路高频衰减和孔阑效应，使图像水平清晰度下降 。电视信号的水平清晰度主要决定于亮度信号的特性。对亮
度信号进行水平清晰度增强。
❖ 方法：
•原信 号
1.轮廓校正
❖ 低频大幅度信号的边缘校正
•校正
❖ 高频小幅度信号的细节校正
前
——通过校正电路实现。
•校正
2.扫描速度调制
•1-5 6-12
•而UHF频段 Ch13 fmin = 474MHz,
UHF
•
Ch56 fmax = 954MHz
•所需调谐回路的覆盖系数较小，
•电调谐回路不需分段。
•W用来选台，若+30V没有，则收 不到台。K用来频段选择。VD为 开关二极管。VDB为变容二极管 。
•
6.2.2 中频电视信号的放大
•
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
•
❖ 从生产成本考虑，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；
❖ 抽样频率选为彩色副载频的4倍： fs=4fsc 降低由于量化产生的副载波的高次谐波与采样频率产生的
差拍对亮度信号的干扰。 fs-2fsc=2fsc>fmax ——无影响 fs-3fsc=fsc ——色度差拍干扰落入亮度频谱空隙 fs-4fsc＝0 ——能量很小，可忽略
后
——通过驱动显像管的速度调制
线圈实现。
•边缘微分
•合成磁场
•加 速
•减 速
•加
速
•
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
•
•变容二极管调谐电路
•调谐关系：Rw↑→ U↑ → Cj ↑ → fo↑
•频率覆盖的频段划分 •调谐器频率从最高频变化到最低频，其比值称为频 率覆盖系数Kf :
•对于VHF频段： Ch1 fmin = 52.5MHz
•
Ch12 fmax = 219MHz
•需调谐回路的覆盖系数为：
•
•则要求变容二极管的变容比为：