液晶电视维修之PAL制彩色全电视信号和彩色电视机的基本原理

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分离出的色度信号经色度放大器放大 后, 送至延时解调器, 把色度信号分解为FU 、 FV分量, 同时, 在这里经过“电平均”, 消除相 位误差引起的色调畸变。 然后分别送至(R-Y)、 (B-Y)同步检波器, 分别检出红色差信号和蓝色 差信号, 再将它们送至解码矩阵, 混合出红、 绿、 蓝三基色信号, 经视放输出级分别送到彩 色显像管的三个阴极, 调制三个电子束的电流 大小, 重现出彩色图像。 其中, 同步检波器所需 逐行倒相的正交副载波是由副载波晶振经PAL 开关形成的。
图 5-13 高频电视信号分离框图
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伴音信号的分离方法及处理与黑白电视 机相同。 图像信号各种成分的分离, 首先是利用 频率分离的方法, 将视频低端的亮度信号、 复合 同步信号与高端的色度信号、 色同步信号分开 然 后用幅度分离的方法, 将复合同步信号和亮度信号 分开, 用时间分离的方法, 将色度信号和色同步信 号分开 最后, 再用频率和相位双重分离的方法, 将 色度信号中的两个正交分量U、 V信号分开, 信号 处理的过程要比黑白电视机复杂, 因此, 系统组成 的方框图也有所不同。 下面按图5-14的方框图, 较 详细地叙述黑白、 彩色兼容的超外差式彩色电视 机的工作原理。
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一、 自动频率控制(AFC) 彩色电视机中AFC电路的作用是使调 谐器中本振频率和外来图像载波混频后为准确 的图像中频38MHz。 电路工作原理将在第七 章中讲解。 • 二、 自动噪声消除(ANC) • 自动噪声消除电路的作用是把类似于 电火花、 雷电等从视频信号中消除掉。 否则, 这种大幅度脉冲干扰进入同步分离电路后将破 坏扫描电路的同步, 造成图像画面不稳定。 电 路的工作原理在第八章中讲解。
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第一路输出至亮度通道。经4.43MHz的吸 收回路, 消除色度副载波光点干扰而取出亮度信号, 但该亮度信号的高频分量也有所损失, 会影响清晰度, 为此, 加入亮度放大勾边电路, 使亮度信号的高频成 分得以提升。 为使亮度信号与色差信号同时到达解 码矩阵电路, 还必须对亮度信号进行延时0.6μs, 送至 矩阵电路作为Y信号输入。 • 第二路输出送到色度通道。首先通过 4.43MHz的带通放大器, 去除亮度信号, 取出色度信 号及色同步信号 然后经过色同步分离器将它们分开。 色同步分离器的门控开关是延时约4.4μs后的行同步 脉冲, 此门脉冲的中心位置正好与色同步信号中心位 置重合, 门脉冲到来时, 让色同步取出而抑制色度信 号。 分离出的色同步信号, 一方面去控制鉴相器, 使 本机副载波与它同步, 而另一方面去控制识别、 消 色检波电路等。
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第三路输出到扫描同步分离电路, 取出 行、 场复合同步信号, 由微分电路取出行同步脉 冲送到鉴相器, 迫使行振荡器与它同步。 鉴相器 的比较信号是行输出级反馈过来的。 经积分器取 出场同步信号去控制帧振荡, 使场频与它一致, 这 与黑白电视机完全相同。 应当指出, 由于彩色显 像管的屏幕尺寸和偏转角一般都较大, 电子束线性 扫描产生枕形失真的光栅, 比黑白显像管严重得多, 而且由于会聚问题的牵制, 不能采用黑白电视机中 使用的方法来消除, 而是加有枕形崐校正器, 即让 行、场输出电流相互调制后, 再送入偏转线圈来进 行枕形失真的校正。
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三、 自动增益控制(AGC) 自动增益控制电路的作用是: 在电视天线接 收到的信号电平值随电视台发射功率、 电波传播条件、 接收天线的位置及形状等因素的不同而有较大变化时, 能自动调整接收机中放和高放的增益, 使送到显像管 的图像信号电平基本保持稳定, 减小因信号电平过强 或过弱, 超出放大器的动态范围, 而造成的同步不稳和 彩色失真。 其电路工作原理将在第七章中详细讲解。 • 四、 自动亮度限制(ABL) • 自动亮度限制电路是使显像管电子束电流不 超过预定值的一种保护电路。 当显像管的亮度过亮时, 会缩短显像管的寿命, 而且当显像管束电流太大也会 引起高压过载, 有损坏行输出管和高压整流元件的危 险。
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五、 自动色度控制(ACC) 为了准确重现彩色图像, 色度信号和亮度 信号原有的相对幅值必须保持不变。AGC电路, 是 根据亮度信号幅度的大小进行自动控制, 而仅使亮 度信号幅度恒定的。 但由于接收电场强度的变化, 天线与接收机之间的匹配情况不同, 本振频率存在 频率漂移等都会使色度信号变化, 导致亮度信号和 色度信号的比例不正确, 引起彩色饱和度的改变。 因此, 在色度带通放大器中加入ACC电路, 使其幅 度自动保持稳定。 实际上, ACC电路就是色度带通 放大器的自动增益控制电路, 由于色同步信号的幅 值与图像内容无关, 因此, 误差调整电压取自色同 步信号。 而不是直接取自随图像内容不同有较大 差异的色度信号本身。
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它比黑白电视多了一个色副载频。若还采 用包络检波器, 则在差拍出伴音通道所需要的 6.5MHz第二伴音中频信号的同时, 也会得到由中频 色副载频与伴音中频载频差频后所产生的2.07MHz 干扰信号, 它恰好落在图像信号视频范围内, 视频放 大无法消除它, 结果使重现图像出现严重的条状网 纹干扰, 而且彩色也将随着伴音的强弱而变化。为 了消除这些干扰, 一方面在视频检波之前, 将伴音中 频载波电平衰减到图像载波电平的50 dB以下, 另一 方面, 则采用同步检波器。 • (2) 彩色电视机比黑白电视机多设了一个 色度通道。彩色电视机不仅要把发射机送来的彩色 信息解码后变成三基色信号, 送至彩色显像管以重 现彩色图像, 而且要保持彩色同步, 三色图像重合, 还要进行色纯、 会聚校正, 同时要求无彩色失真等 一系列特殊问题需要解决。
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七、 自动消磁电路(ADC) 彩色显像管中的R、 G、 B三束电子流, 在受到外界的磁场干扰后, 会偏离它们原来的荧光 点或荧光条, 导致屏幕彩色不纯, 又称色纯化不好。 为了减少这种影响, 通常在显像管的锥体外面装有 一个由0.5mm厚的冷轧钢片制成的磁屏蔽罩。 但 这往往还不够, 因为电子束的定向运动, 使荫罩、 栅网等金属件磁崐化, 当电子束流为零时, 仍有剩 磁存在, 并形成附加磁场, 同时, 地球磁场及各种杂 散磁场也有影响, 因此, 必须采用自动消磁电路消 除这些剩磁的影响。
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5.4.3 彩色电视机与黑白电视机主要异同 由于目前世界各国采用的彩色电视制 式都能与黑白电视相兼容, 因此, 彩色电视机必 须包含黑白电视机的基本组成部分, 即包含有 公共通道, 图像通道, 伴音通道, 行、 场扫描偏 转系统及高压形成等。但彩色电视机还必须含 有处理色度信息的特有电路。彩色电视机与黑 白电视机相比, 主要的区别如下: • (1) 彩色电视机中采用同步检波器, 而 黑白电视机多采用包络检波器。 中频彩色电视 信号中含有三个中频载频: 它们是图像中频载 频38 MHz中频色副载频33.57 MHz 伴音中频载 频31.5 MHz。
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在实际电路中一般是直流稳压电源仅供给 扫描电路, 而其它直流电源均由行输出变压器提供不 同幅度的逆程脉冲电压, 经过二极管整流得到。 由于 开关式稳压电源具有体积小, 重量轻、 效率高、 调 整范围宽等优点, 所以, 在彩色电视机中得到了广泛 的应用。 • 5.4.2 常用自控电路原理介绍 • 由图5-14可知, 为了改善兼容性, 获得较好 的图像质量, 框图中除含有图像、 伴音和色度通道外, 还含有一些辅助电路, 或者说, 自动调整电路。 另外, 由于彩色电视机的性能指标要比黑白电视机高, 所以, 彩色电视机中还采用了自动保护电路, 这里简要介绍 的是目前彩色电视机中最常用的自控电路。
图 5-14 彩色电视机组成框图
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彩色电视机天线接收到的射频电视信号,首 先通过VHF/UHF调谐器的射频放大 然后混频, 将它变换成中频电视信号, 其中图像中频为38MHz, 通过声表面波滤波器带通、中频放大器进一步筛选 放大后, 进入限幅、 同步检波器, 从频谱结构来看,它 相当于把输入信号载频往低搬迁了38MHz, 并将图像 与伴音频谱复原。检波器输出的信号包括: 0~6 MHz 的亮度信号, 载频为4.43MHz的色度信号以及载频为 6.5MHz的第二伴音中频信号。 • 伴音信号采用调频方式, 与图像信号在频域 上是分开的, 经6.5 MHz的带通滤波器取出伴音信号, 再通过伴音中放、 鉴频及功放至扬声器, 还原成声音。 同时, 为防止伴音干扰图像, 采用6.5 MHz的陷波器, 将伴音信号去除得到彩色全电视信号。 该信号又分 为三路输出。
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六、 自动消色器(ACK) 自动消色器的作用是用消色控制 电压使色通道工作在开关状态。 当彩色 电视机接收黑白电视信号或弱彩色电视 信号时, 消色控制电压能自动切断色度通 道, 仅使亮度通道畅通, 以保证彩色电视 机能收到无色噪声干扰、 画面清晰的黑 白图像。 消色控制电压也取自色同步信 号。
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在方框图中会聚电路框图没有画, 这是因 为自1972年美国RCA公司研制成功自会聚彩色显 像管后, 从根本上革除了三枪三束荫罩式彩色显像 管所必需的动态会聚电路, 使彩色显像管的使用几 乎和黑白显像管一样方便, 这不仅使彩色电视机生 产和调试大为方便, 而且成本降低。 • 因此, 目前工厂生产的彩色电视机大都是 彩用自会聚彩色显像管。 而不需专门设置会聚电 路。 一般是从行输出级和场输出级引出行场电流 加在会聚线圈上达到会聚校正的目的。 • 另外, 彩色电视机中需要提供许多种直流 电压源, 如彩色显像管的阳极高压, 中、 低压电源 等。 •
图 5-12 100/0/75/0负极性彩条波形
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可见, 无论是哪种规格的彩条信号所形成的 彩色全电视信号, 除与黑白全电视信号相同含有亮度、 复合同步、 复合消隐、 均衡等脉冲信号外, 还含有 彩色信息的色度信号与保证彩色稳定的色同步信号。 这些信号混合后构成彩色全电视信号, 缩写为FBAS, 是色度、 亮度、 消隐、 同步这四个外文词汇的第 一个字母的组合。 这种由多种信号混合而成的信号 有如下特点: • (1) 参于混合的各种信号均保持着独立性, 也就是说, 可用各种方法将它们一一分离。 例如色 度与亮度信号在时域重叠而在频域交错, 色度与色同 步在频域重叠而在时域交错, 扫描用的同步与消隐信 号在频域、 时域均重叠, 但在所处电平高低上有区 别, 它们与图像信号在时域交错, 互不干扰。 •
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(2) 它是视频单极性信号, 既有直流 成分, 又含有交流成分, 且是上下不对称的 信号, 占有0~6MHz的频带宽度。 • (3) 对静止的图像而言, 其电视信号 以帧为周期重复, 其场间、行间相关性也较 大 对活动图像而言, 则可说是帧间、 行间 相关性较大的非周期信号, 但其同步与消隐 信号仍是周期性的。 • (4) 它是黑白、彩色电视接收机都 能使用的兼容性电视信号。
5.4 PAL制彩色电视机组成及其 原理
• • 5.4.1 彩电系统框图 彩色电视机的任务, 是把天线接收下 来的高频彩色电视信号, 通过一系列的放大、 变换和解码过程还原为三个基色图像信号, 最 后在彩色显像管的荧光屏上重现出原来彩色图 像, 在扬声器中还原出伴音。 从信号处理的角 度出发, 实际上, 彩色电视的接收是对上节我们 总结的彩色电视信号按其特点逐一分离的过程。 信号分离过程如图5-13所示。
第五章 PAL制彩色全电视信号 和彩色电视机的基本原理
5.3 彩色全电视信号的波形与特点 5.4 PAL制彩色电视机组成及其原理
5.3 彩色全电视信号的波形与特 点
• 前面我们以100/0/100/0彩条信号 为例, 介绍了负极性彩色全电视信号的形 成过程, 波形示于图5-7。为了加深理解, 图 5-12 给 出 了 电 视 台 常 发 送 的 另 一 种 100/0/75/0负极性彩条信号。此信号是将 表5-2所给色差信号进行幅度压缩形成U、 V色差信号后, 由已调的红、蓝两个色度 分量叠加形成色度信号, 再与亮度、 同 步、消隐等其它信号混合而成。