电视机原理讲解

1. 调制特性
图 2-3 黑白显像管的调制特性曲线
荧光屏上形成图像的各点的灰度由栅-阴电流的大小决定， 而阴极电流的变化受栅—阴电压的调制，我们把栅阴电压ugk对 阴极电流ik的控制关系称为显像管的调制特性。
A（ｆ） 残留边带调幅波频谱
0.75
ｆｐ
1.25
6
MHｚ
ｆ
图像信号调幅波 波形
ｔ
二、伴音信号调制方式 调频
调频原理示意图
1、调频原理
U2m
载波角频率 ωs 音频信号 u2=U2mcosω2t，
Uｓｍ
调频波的瞬时角频率为
f (t) s k f u2 s k f U 2m cos2t
L LH LH LH
L L M HL M ML
信号电压 RL
信号电流
二、黑白显像管和电→光转换
1、黑白显像管的结构
内外石墨层
电子枪各电极正常工作电压
灯丝：6.3V，0.6A。 （12寸以下12V，0.085 至0.089A。） 阴极：几十V至100V
栅极：低于阴极几十伏。 截止电压－20V至－90V
Uｓｍ
s m cos2t
m : 最大角频偏 fm
调频波瞬时相位为
(t)
t 0

f
(t)dt

st

k
m 2
f U 2m 2
最大频偏
sin 2t
调频波瞬时频率与ｕ2的关系
ｆS
Δｆｍ
Δｆｍ
ｆS
st m f sin 2t
m f : 调频系数，代表最大相移。
0
f(MHz)
6
4、隔行扫描 目的：不增加图像信号频带宽度的条件下消除图像换帧闪烁感。
每秒传送25帧图像 图像动作连续感正常，换帧时有明暗闪烁感。 每帧625行，25帧共15625行，即行频fH=15625Hz， 行周期TH=1/15625=64 μS
每秒传送48帧图像以上 换帧明暗闪烁感消除，但图像信号带宽增大。
0.25 8
0.25 8
0.25 8
例：一频道 48.5~56.5MHｚ fp=49.75MHz fs=56.25MHz
f
MHｚ
四、我国广播电视频道划分
1、米波波段：甚高频 VHF 1~12频道 VHFL(Ⅰ) 1 ~5频道 VHFH（Ⅲ） 6 ~ 12频道
2、分米波波段：特高频 UHF 13 ~ 68频道
显像管荧光屏 宽高比 4 ：3
场扫描正程：电子束从上往下运动。 逆程：电子束从下往上运动。
图像信号只在扫描正程传送
2、像素：组成电视图像的最小单元 每帧电视画面行数：
共625行：其中显示画面575行，帧逆程50行
每帧画面像素数：
575×575×4/3≈440000（个）
3、图像信号频率范围
（1）分解力 ： 电视系统传送图像细节的能力
电视机原理
第二讲 广播电视的基本知识
§2.1 图像的光电转换原理
电视图像光电转换系统简图
摄像端
显像端
光→电转换
电→光转换
镜头 摄像管
显像管
景
物
信号处理与
重 现
RL 图像电信号 传输通道
图像电信号
图 像
一、摄像管和光→电转换
1、摄像管（以硫化锑摄像管为例）
①、镜头：使景物成像在靶表面上。
②、光电转换部分：透明导电极、金属靶环、光电导靶 ③、电子枪：灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极、网电极
实际每频道可容纳调频伴音带宽为 ｆS＋250KHｚ
三、高频电视信号频谱
ｆ S =ｆ P +6.5MHz
图像信号采用残留边带调幅方式 伴音信号采用调频方式 每频道带宽8MHｚ
ｆ P1
0.75
ｆ S1 ｆP2
0.75 6.5
ｆ S2 ｆP3
0.75 6.5
ｆ S3
6.5
1.25
6
1.25 6
1.25 6
⑷、校正线圈：无偏转磁场时，使电子束落在靶中心。
⑸ 偏转线圈：使电子束按一定规律对靶面扫描。
⑹、磁聚焦线圈：配合静电聚焦线圈，使电子束聚焦良好。
景 物
输出图像信号
聚焦线圈 面板玻璃 靶环
偏转线圈 校正线圈
镜头
电子束
透明导电极 光电导靶
网电极450V
灯丝 管 脚
阴极接地
RL VT 靶压 15至40V
聚焦极 0至300伏
二、组成：黑白图像信号＋（行、场）复合消隐信号＋（行、场）复合同步信号
1、图像信号 ｖ
黑电平75 %
行正程
行逆程
行正程
白电平 10～12.5 %
0
52μS
2、（行、场）复合消隐信号
行消隐 12μS
25行 场消隐
1.6ｍｓ
64μS
12μS
52μS
287.5行
18.4ｍｓ 20ｍｓ
ｔ 1.6ｍｓ
3、（行、场）复合同步信号 控制显像端电子束扫描规律与摄像端一致
ｆｐ－ｆ1

U
pm
sin

pt

1 2
maU
pm[cos(
p
1 )t

cos(
p
1)t]
下边频 （差频）
ｆｐ ｆｐ＋ｆ1 ｆ 载频 上边频 （和频）
A（ｆ）
视频频谱
图像信号调幅波形和频谱
载频
图像信号 波形
ｆ
6
ｆｐ
MHｚ
ｔ
A（ｆ）
调幅波频谱
下边带 上边带 MHｚ
ｆｐ－6
ｆｐ ｆｐ＋6 ｆ
调幅原理示意图
高频电视信号: 视频信号和音频信号分别对
高频载波调制后的混合信号。
需调制的原因：
发射天线尺寸需 1 各电视节目采用不同4 频率的载波，不会混台。
调制信号
ｕ1
U1ｍ
ｕ载ｐ 波
ｔ
UPｍ ｔ
一、视频信号调制方式：残留边带调幅
1、调幅原理
u1 U1m sin 1t
调幅波 ｕA
U1ｍ UPｍ
第二、四阳极 管脚
灯丝
阴极 栅极 （加速极） 第一阳极
偏转线圈
（聚焦极） 第三阳极
电子束
加速极：120V至400V
聚焦极：0V至400V
第二、第四阳极：9KV至 16KV
管颈
高压嘴
锥体
二次电 子
荧
光
铝 荧膜光粉
屏
铝膜
玻璃外壳
玻璃外壳包括管颈、管锥体和屏面玻璃三部分。
在显像管玻璃外壳管锥体部分的内外壁上分别涂有石墨导 电层，从而形成一个以玻璃为介质，以内外壁石墨层为两个极 片的电容器（电容量约为600~1 200 pF）。这个电容器可作为 第二、 四高压阳极的滤波电容，因而在高压供电电路中不必 另接高压滤波电容。
ｆ
ｆ
U2m
∴调频波的表达式为
130ｋHｚ
uF U sm cos (t) U sm cos(st m f sin 2t) 2、调频波的频谱宽度
伴音调频波 频谱
BW

2(fm

f
2
m
ax)
f
2
m
为ｕ 最高频率
ax
2
我国规定：伴音调频波Δ ｆｍ＝50ｋHｚ，伴音信号最高频率ｆｍａｘ＝15ｋHｚ， 伴音信号调频波频谱宽度 BW＝2（50＋15）＝130ｋHｚ
u p U Pm sin pt
ｔ
u (U pm U1m sin 1t) sin pt
U pm (1 ma sin 1t) sin pt
ma

U1m U mp
1 为调幅度
调幅波频谱图
将调幅波表达式展开，得
u U pm sin pt maU pm sin 1t sin pt
行同步信 号
行扫描电 路
行偏转线 圈
场同步信 号
场扫描电 路
场偏转线 圈
行同步 4.7μS
64μS
场同步 160μｓ
64μS 20ｍｓ
4.7μS 1.3μS
12μS
消隐脉冲与同步脉冲的关系
行同步 行消隐
160μｓ
160μｓ
场同步
场消隐
1.6mｓ
160μｓ
25% 100% 75%
4、槽脉冲和均衡脉冲
消隐电平75 %
（黑电平）
白电平 10～12.5 %
0
一行黑白全电视信号示意图
64μS
52μS 正程图像信号
4.7μS 行同步信号 行消隐信号
12μS
ｔ
5、几种现象的判断
行消隐脉冲 电视信号
正常行偏 转电流
行偏 电流频 率偏低
行频太低 行频太高
场频太低
向上移动
场频太高
向下移动
ｉｖ
ｔ
§2.4 高频电视信号（射频信号）
52μｓ 64μｓ
12μｓ
行频 ｆH＝15625Hｚ
电流方向
水平亮线
行偏转线圈
行扫描
ｂ
正程
显像管阴极
O ａ
显像管屏幕
磁场方向
2、场(垂直)扫描
Iｖ
场扫描电流 ｃ
ｃ
场扫描周期：20ｍｓ
ｏ
ｏ
ｏ
ｔ
正程 18.4ｍｓ，传送图像
ｄ
逆程 1.6ｍｓ，消隐 场频ｆｖ＝50Hz
18.4ｍ ｓ20ｍ
ｓ
1.6ｍ ｓ
偏转线圈
前均衡 奇场场同步 后均衡
2.5行
2.5行
2.5行
64μS 7 22 23 24 25
309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 335 336 337 338
64μS
前均衡 偶场场同步
2.5行
2.5行
奇场结束 偶场开始
后均衡
2.5行
ｖ
同步电平100%
电子枪通常由灯丝和阴极、 控制栅极、 加速阳极、 聚焦阳 极和高压阳极等组成。
图 2-2 典型黑白显像管管脚接线图
2、电→光转换
无信号作用时：
电子束扫描方向
负极性信号作用于阴极：
电子束扫描方向
等亮度光栅
第一行 第二行
3、几点说明 ① 信号调制方式
第三行 第四行
阴极调制方式 负极性信号加到显像管阴极
加速极 控制栅极 300V 0至－50V
景 物 输出图像信号
2、光→电转换
聚焦线圈 面板玻璃 靶环
偏转线圈 校正线圈
镜头
电子束
透明导电极 光电导靶
网电极450V
灯丝 管 脚
阴极接地
RL VT 靶压 15至40V
聚焦极 0至300伏
加速极 控制栅极 300V 0至－50V
电子束扫描方向
第一行 第二行 第三行 第四行
① 垂直分解力：沿图像垂直方向能够分辩的像素的数目
每扫描 行宽度
M=KZ’ =0.76Z’=0.76×575=437线
电子束扫描方向
电子束扫描方向
摄像管靶面图像
显像管重现图像
② 水平分解力： 沿图像水平方向能够分辩的像素的数目
N=437×4/3=583线 583线
Td
52
583 106 S 2
电子枪
电子束
垂直偏转电流ｉｖ 磁场方向
荧光屏
Ｃ Ｏ
ｄ
垂直亮线
三、行场扫描电流同时作用
每场行数 20ms 312 .（5 行） 64 s
场正程行数 18.4ms 287 .5(行）
64 s
场逆程行数
1.6ms 25(行） 64 s
§2.3 黑白全电视信号
一、要求：
1、图像信号只在行场扫描正程传送； 2、能对逆程扫描线进行消隐； 3、携带反映摄像端扫描规律的同步信号。
52μS
电子束 直径
理想输出电压
电子束扫描方向
实际输出电压
（2）图像信号频率范围
最低：0Hz (全白、全黑或全灰等亮度图像)
最高：f m a x

1 Td

583 2 52 10 6
5.6(MHz )
即视频带宽约 6MHz A(f)
行正程：52μS 行逆程：12μS
行周期 tH=64 μS
2.35μS
前均衡脉冲 160μS
场同步 160μS
后均衡脉冲 160μS
32μS
32μS
4.7μS 槽脉冲
三、黑白全电视信号波形（以全白图像为例）
32μS 64μS
偶场结束
场消隐 1.6mS= 25行
奇场开始
4.7μS
621 622 623 624 625 1 2 3 4 5 6
4.7μS 12μS
Z8~Z37频道 223~463MHｚ（12频道之后，13频道之前）
六、高频电视信号传播特点
1、直线传播 2、可通过地面，建筑物，山丘等反射传播
反射波 引起的 重影
3、绕射能力弱，山丘、高大建筑物后有“阴影区” 钢筋水泥墙透射率 0.05~0.1 砖墙透身率 0.1~0.2
2.5 黑白显像管的调制特性和性能参数
栅极调制方式 正极性信号加到显像管栅极
② 对比度调节
改变图像信号幅度大小
③ 亮度调节
改变栅极与阴极间的偏压大小
低电平重现 高亮度图像
每帧图像扫描行数
人眼视角清楚张角Φ： 垂直15°，对应L ≈4ｈ（水平20°）
人眼的分辨角 θ≈1.5'
显示图像扫描行数应为: z ‘ =h/d
tg d 2 得 ｄ(弧度）＝d 360 60(分）
隔行扫描： 每秒传送25帧图像,每帧图像分作奇、偶两场传送，
每场312.5行 场频ｆV＝50Hｚ
奇场
偶场
奇偶场迭加
二、电视扫描原理
偏转线圈产生偏转磁场控制电子束的扫描运动
1、行（水平）扫描
ｉH 行频锯齿波电流
行扫描周期：64 μｓ
ｔ ｔ2
1
ｔ3 ｔ5 ｔ4
ｔ
正程52 μｓ传送图像 逆程12μｓ 消隐
2l 2
l
Fra Baidu bibliotek
l 2
d 2l
360 60
Z

h
360 60
2 l

57（3 行）
实际取图像显示行 Z’＝575行，加上逆
ｄ
程50行，得每帧扫描行数为
Z＝625行
ｈ
ｈｄ
L
Φ θ
L
§2.2 电视扫描原理
一、 扫描、像素、图像信号频率范围和隔行扫描
1、扫描：电子束在显像管屏面上有规律的运动 行扫描正程：电子束从左往右运动。 逆程：电子束从右往左运动。
超外差式电视机中的变频电路
高频电 视信号
混频 电路
中频信号
中频放大电 路
fL＝fP＋38MHｚ
本机振荡 信号
图像中频：fL－ fP ＝38MHｚ 伴音中频：fL －fS ＝31.5MHｚ
五、增补频道（有线电视系统使用）
Z1~Z7频道 111~167MHｚ（调频广播信道87~108MHｚ之后，6频道之前）