第6章 電視信號接收與顯示原理

1、第6章 電視信號接收與顯示原理天津大學電子信息工程學院電視原理6.1 6.1 模擬電視信號的接收模擬電視信號的接收6.2 6.2 模擬電視機高頻、中頻電視信號的處理模擬電視機高頻、中頻電視信號的處理6.3 6.3 模擬電視機視頻電視信號的處理模擬電視機視頻電視信號的處理6.4 6.4 電視圖像的同步、掃描與顯示電視圖像的同步、掃描與顯示6.5 6.5 采用數(shù)字處理技術的電視機采用數(shù)字處理技術的電視機6.6 6.6 數(shù)字電視信號的接收數(shù)字電視信號的接收6.7 6.7 數(shù)字電視機頂盒盒中間件數(shù)字電視機頂盒盒中間件6.8 6.8 數(shù)字電視廣播中的條件接收數(shù)字電視廣播中的條件接收6.9 6.9 平板顯

2、示原理平板顯示原理6.10 6.10 投影顯示原理投影顯示原理6.1 模擬電視信號的接收模擬電視信號的接收高頻、中頻信號處理高頻、中頻信號處理視頻信號處理視頻信號處理伴音信號處理伴音信號處理同步、掃描與顯示同步、掃描與顯示電源電源天線高頻調(diào)諧器中放伴音檢波圖像檢波視頻前置同步分離伴音放大限幅ARC電 路、鑒頻器鑒相器低放亮度放大帶通放大自動色度控制(ACC)色同步選通放大消色亮度延遲PAL識別副載波晶振電子開關DLV同步檢波U同步檢波R-Y放大B-Y放大90移相揚聲器解碼矩陣R輸出G輸出B輸出PALD解碼器彩色顯像管偏轉線圈220V交流開關穩(wěn)壓電 源直流掃描電路高壓、中壓整流節(jié)目存儲本機鍵盤遙

3、控接收遙控發(fā)送微控制器接口電路亮度控制飽和度控制屏幕顯示音量控制開/關機控制靜音AV/ TV遙控系 統(tǒng)圖6-4 P A L 制 彩 色 電 視 接收機方框 圖頻道選擇副載波吸收 6.2 模擬電視機高頻、中頻電視信號處理模擬電視機高頻、中頻電視信號處理6.2.1 6.2.1 高頻電視信號的接收高頻電視信號的接收高頻調(diào)諧器高頻調(diào)諧器從天線接收的電信號中選出所需頻道的高頻電視信號，從天線接收的電信號中選出所需頻道的高頻電視信號，經(jīng)放大、混頻，獲得圖像中頻和伴音中頻電視信號。經(jīng)放大、混頻，獲得圖像中頻和伴音中頻電視信號。VHF:48MHz223MHzVHF:48MHz223MHzUHF:470MHz9

4、60MHzUHF:470MHz960MHz圖像中頻（圖像中頻（PIFPIF）: 38MHz: 38MHz伴音中頻（伴音中頻（SIFSIF）：）：31.5MHz31.5MHz 混頻混頻通過超外差本振與高頻電視信號混頻產(chǎn)生中頻電視信號。通過超外差本振與高頻電視信號混頻產(chǎn)生中頻電視信號。例如例如1212頻道：頻道：254.25254.25216.25216.2538MHz38MHz 254.25 254.25222.75222.7531.5MHz31.5MHzPIFLOpfffSIFLOSfffpfsf3831.5LOf輸入輸入電路電路高頻高頻放大放大混頻混頻本振本振電調(diào)諧電調(diào)諧PIF 將高頻電視信

5、號變?yōu)橹蓄l電視信號的好處將高頻電視信號變?yōu)橹蓄l電視信號的好處：1.1.中頻頻帶固定，便于控制頻響，易于改善選擇性。中頻頻帶固定，便于控制頻響，易于改善選擇性。2.2.在較低的頻率下，易于實現(xiàn)高的放大增益。在較低的頻率下，易于實現(xiàn)高的放大增益。3.3.中放級不會反饋到高放級而引起自激，可以提高靈敏度。中放級不會反饋到高放級而引起自激，可以提高靈敏度。 輸入電路：輸入電路： 天線、饋線、輸入電路間的阻抗匹配。天線、饋線、輸入電路間的阻抗匹配。 降低干擾信號幅度，提高選擇性。降低干擾信號幅度，提高選擇性。 （干擾：中頻干擾，鏡像干擾，交調(diào)干擾，（干擾：中頻干擾，鏡像干擾，交調(diào)干擾，VHFVHF高低頻

6、道干擾，高低頻道干擾，UHFUHF對對VHFVHF頻道干擾，拍頻干擾，本振輻射干擾。）頻道干擾，拍頻干擾，本振輻射干擾。） 高頻放大：高頻放大： 通頻帶與電視信號頻帶相適應，各頻道有足夠的增益。通頻帶與電視信號頻帶相適應，各頻道有足夠的增益。 足夠的線性動態(tài)范圍。足夠的線性動態(tài)范圍。 低噪波系數(shù)。低噪波系數(shù)。 噪波系數(shù)：噪波系數(shù)： 整機噪波系數(shù)與各級噪波系數(shù)的關系：整機噪波系數(shù)與各級噪波系數(shù)的關系：FN輸入信號的信噪比輸出信號的信噪比32111211FFFFPPPNNNNKK K 本振：本振： 頻率穩(wěn)定頻率穩(wěn)定 頻率自動微調(diào)（頻率自動微調(diào)（AFTAFT） 電調(diào)諧電調(diào)諧 用連續(xù)可調(diào)的直流電壓改變

7、變?nèi)荻O管的結電容，實現(xiàn)本振回路的調(diào)用連續(xù)可調(diào)的直流電壓改變變?nèi)荻O管的結電容，實現(xiàn)本振回路的調(diào)諧。諧。高頻高頻混頻混頻中放中放檢波檢波本振本振鑒頻鑒頻高頻電視信號高頻電視信號至視放至視放 6.2.2 中頻電視信號的放大中頻電視信號的放大由由3 34 4級差分放大器組成。級差分放大器組成。 增益：增益： 分立器件：分立器件：606070dB70dB集成電路：集成電路：404050dB50dB（乘法檢波器，負擔小）（乘法檢波器，負擔小） 接收機靈敏度主要取決于中放電路增益。接收機靈敏度主要取決于中放電路增益。 幅頻特性：幅頻特性：0.750.750dB-6dB-3dBfSIFfPIF39.538

8、33.57fSCIF31.530-30dB以下以下約約5MHz-50dB以下以下f 自動增益控制（自動增益控制（AGCAGC） 中放中放AGC40dB, AGC40dB, 高放高放AGC40dBAGC40dB 聲表面波濾波器（聲表面波濾波器（SAWFSAWF） 位于高、中頻電路之間，實現(xiàn)中放幅頻特性。位于高、中頻電路之間，實現(xiàn)中放幅頻特性。輸入輸入 IDT輸出輸出 IDT負載負載信號源信號源SAW壓電介質(zhì)基片壓電介質(zhì)基片吸聲材料吸聲材料吸聲材料吸聲材料電電聲聲/聲聲電轉換電轉換IDT叉指形換能器叉指形換能器 6.2.3 視頻信號檢波視頻信號檢波 001100 ( )coscossinsin1(

9、 )( ) ( )coscos 2cos21 sinsin 2sin2cmmmmmSDcmmmmmu tUUttUttutKu t u tU UUttUtt雙邊帶部分的中頻放大：準同步檢波：限幅限幅放大器放大器模擬模擬乘法器乘法器低通低通濾波器濾波器圖像中頻信號圖像中頻信號視頻頻信號視頻頻信號( )u t1( )u t準同步檢波器準同步檢波器1100211( )coscossinsin2201( )cos2( )coscossinsinSDcmmmmmSDcmmcmmmmutU UUtUtutU UUtu tUUttUtt濾除 次諧波分量：調(diào)整外接調(diào)諧回路，使 ，得檢波輸出：通過后續(xù)電路的鉗位

10、和增益調(diào)整可完全復原視頻信號。單邊帶部分的中頻放大：類似上面的證明，得到與雙邊帶部分一樣的檢波輸出。6.3 模擬電視機視頻電視信號的處理模擬電視機視頻電視信號的處理PALPALD D解碼器解碼器: :由亮度通道、色度通道和副載波恢復電由亮度通道、色度通道和副載波恢復電路組成。路組成。5 5步信號處理過程：步信號處理過程：1.1.亮色分離亮色分離2.2.色同步信號與色度信號的分離色同步信號與色度信號的分離3.3.紅、藍色度信號分離紅、藍色度信號分離4.4.同步檢波，將色度信號變換成色差信號同步檢波，將色度信號變換成色差信號5.5.解碼矩陣，將亮度信號、色差信號變換成解碼矩陣，將亮度信號、色差信號

11、變換成3 3基色信基色信號號6.3.1 亮度信號處理亮度信號處理1.1.亮色分離亮色分離（1 1）頻帶分離法）頻帶分離法 CVBSCVBS通過中心頻率為彩色副載頻的窄帶陷波器，濾除色度信號主要能量。通過中心頻率為彩色副載頻的窄帶陷波器，濾除色度信號主要能量。 CVBSCVBS通過中心頻率為彩色副載頻的帶通濾波器，分離出色度信號。通過中心頻率為彩色副載頻的帶通濾波器，分離出色度信號。scf亮度信號亮度信號CVBS色度信號和色同步信號色度信號和色同步信號scf優(yōu)點：簡單，成本低。優(yōu)點：簡單，成本低。缺點：缺點： 亮色分離不干凈，殘存亮色互串現(xiàn)象。亮色分離不干凈，殘存亮色互串現(xiàn)象。 高頻亮度信號受損

12、，圖像清晰度下降。高頻亮度信號受損，圖像清晰度下降。自動消色電路（自動消色電路（ARCARC）：）：當彩色電視機接收黑白電視信號或彩色電視信號色度很當彩色電視機接收黑白電視信號或彩色電視信號色度很弱時，為了能收看到全清晰度的黑白圖像，副載波陷波弱時，為了能收看到全清晰度的黑白圖像，副載波陷波電路自動斷開。電路自動斷開。（2 2）梳狀濾波法（后面講述）梳狀濾波法（后面講述）2.2.延遲延遲亮度通道帶寬亮度通道帶寬6 MHz6 MHz，色度帶通濾波器帶寬，色度帶通濾波器帶寬2.6 MHz2.6 MHz，信號延，信號延時與帶寬成反比，為使亮度信號與色度信號同時到達解碼矩時與帶寬成反比，為使亮度信號與

13、色度信號同時到達解碼矩陣，在亮度通道中插入陣，在亮度通道中插入0.5us1us0.5us1us的延遲電路。的延遲電路。3.3.放大與頻率補償放大與頻率補償亮度信號帶寬亮度信號帶寬6MHz6MHz，需要寬頻帶亮度放大器，及高頻增益補，需要寬頻帶亮度放大器，及高頻增益補償；償；放大器的增益和直流電平可調(diào)，前者可改變對比度，后者可放大器的增益和直流電平可調(diào)，前者可改變對比度，后者可改變亮度。改變亮度。 6.3.2 圖像清晰度增強圖像清晰度增強 電視信號的水平清晰度主要決定于亮度信號的特性。電視信號的水平清晰度主要決定于亮度信號的特性。 方法：方法：1.1.輪廓校正輪廓校正l低頻大幅度信號的邊緣校正低

14、頻大幅度信號的邊緣校正l高頻小幅度信號的的細節(jié)校正高頻小幅度信號的的細節(jié)校正2.2.掃描速度調(diào)制掃描速度調(diào)制 6.3.3 色度信號處理色度信號處理1.1.帶通放大器與自動彩色控制（帶通放大器與自動彩色控制（ACCACC）電路）電路為保證色度信號幅度穩(wěn)定，用色同步信號峰值檢波取得的控為保證色度信號幅度穩(wěn)定，用色同步信號峰值檢波取得的控制電壓，控制色度帶通放大器的增益。制電壓，控制色度帶通放大器的增益。2.2.色度信號與色同步信號的分離色度信號與色同步信號的分離由行同步脈沖經(jīng)過一定的延時產(chǎn)生門控脈沖，控制交替導通由行同步脈沖經(jīng)過一定的延時產(chǎn)生門控脈沖，控制交替導通的色同步消隱電路和色同步選通電路。

15、的色同步消隱電路和色同步選通電路。3. 3. u(t)和和v(t)分離分離通過梳狀濾波器進行頻譜分離（見第通過梳狀濾波器進行頻譜分離（見第3章）章）4.4.同步檢波同步檢波用兩個模擬乘法器組成同步檢波器（見第用兩個模擬乘法器組成同步檢波器（見第3章）章）5.5.副載波恢復電路副載波恢復電路ec(t)+eb(t)色同步色同步選通選通鑒相器鑒相器低通低通壓控壓控晶振晶振放大放大移相移相7.8kHz選通放選通放大大雙穩(wěn)雙穩(wěn)PAL開關開關移相移相U檢波檢波V檢波檢波+90-900180090行識別脈沖行識別脈沖ACCACKPAL識別信號識別信號（P脈沖）脈沖）6.4 電視圖像的同步、掃描與顯示電視圖像

16、的同步、掃描與顯示6.4.1 6.4.1 同步信號的分離同步信號的分離 幅度分離：采用限幅切割方法將復合同步信號與圖像信號分離；幅度分離：采用限幅切割方法將復合同步信號與圖像信號分離； 頻率分離：利用微分電路和積分電路將行同步信號與場同步信號頻率分離：利用微分電路和積分電路將行同步信號與場同步信號分離。分離。復合同步信號分離復合同步信號分離 先鉗位后限幅，克服圖像內(nèi)容變化和低頻干擾的影響。先鉗位后限幅，克服圖像內(nèi)容變化和低頻干擾的影響。 采用晶體管由截止到導通的正向分離方式，以保證同步信號前沿采用晶體管由截止到導通的正向分離方式，以保證同步信號前沿的準確性。的準確性。 自動噪聲消除自動噪聲消除

17、ERcRCE06.4.2 掃描電路掃描電路1.1.作用作用 為偏轉線圈提供行、場掃描電流；為偏轉線圈提供行、場掃描電流； 為顯像管提供行、場消隱脈沖；為顯像管提供行、場消隱脈沖； 提供電視機所需的一些電壓及控制脈沖。提供電視機所需的一些電壓及控制脈沖。2.2.特點特點 積分電路分離出來的場同步信號比較干凈，直接控制場振蕩積分電路分離出來的場同步信號比較干凈，直接控制場振蕩，使場掃描同步。，使場掃描同步。 微分電路分離出來的行同步信號夾雜著脈沖干擾，采用間接微分電路分離出來的行同步信號夾雜著脈沖干擾，采用間接同步方式，通過同步方式，通過32f32fH H壓控振蕩器、分頻器、自動頻率相位控制壓控振

18、蕩器、分頻器、自動頻率相位控制（AFPCAFPC），控制行振蕩，使行掃描同步。），控制行振蕩，使行掃描同步。 場偏轉線圈以電阻分量為主，行偏轉線圈以電感分量為主，場偏轉線圈以電阻分量為主，行偏轉線圈以電感分量為主，為獲得鋸齒波電流，場激勵信號為脈沖鋸齒波，行激勵信號為獲得鋸齒波電流，場激勵信號為脈沖鋸齒波，行激勵信號為方波脈沖。為方波脈沖。 行輸出電路工作在高反壓、大電流狀態(tài)，由分立元件組成。行輸出電路工作在高反壓、大電流狀態(tài)，由分立元件組成。 掃描需要非線性失真校正。掃描需要非線性失真校正。6.4.3 行輸出電路行輸出電路T T1 1 行推動變壓器；行推動變壓器； L LH H行偏轉線圈；行

19、偏轉線圈；VTVT行輸出管；行輸出管； L LT T行線性調(diào)節(jié)器；行線性調(diào)節(jié)器；VDVD阻尼二極管；阻尼二極管； CC逆程電容；逆程電容；CsSCsS形校正電容；形校正電容； T T2 2 行輸出變壓器行輸出變壓器 LLLLH HLLT T T1T2CsLHLTCVDVT+ELTHt /2THrTHttttUbIyUct1t2t3t4t5t6UcmVTVDLHEC等效電路等效電路正程前半段：由正程前半段：由VD、LH 、 E完成完成正程后半段：由正程后半段：由VT、LH 、 E完成完成逆程：由逆程：由LH 、 C自由振蕩完成自由振蕩完成1218102rHtcmrTL CusTuEEET 高壓、

20、中壓及部分低壓的產(chǎn)生高壓、中壓及部分低壓的產(chǎn)生行輸出變壓器將行逆程脈沖變壓、整流和濾波，得到彩色顯行輸出變壓器將行逆程脈沖變壓、整流和濾波，得到彩色顯像管所需的高壓（像管所需的高壓（20kV30kV20kV30kV），中壓（加速極電壓幾百伏，），中壓（加速極電壓幾百伏，聚焦極電壓幾千伏），視放管所需的中壓（聚焦極電壓幾千伏），視放管所需的中壓（100100200V200V），以），以及部分低壓。及部分低壓。優(yōu)點：簡單實用，掃描中斷高壓自動消失，保護顯像管。優(yōu)點：簡單實用，掃描中斷高壓自動消失，保護顯像管。 掃描非線性失真校正掃描非線性失真校正場掃描非線性失真校正場掃描非線性失真校正行掃描非線性

21、失真校正行掃描非線性失真校正6.4.5 顯像管及其顯示原理顯像管及其顯示原理自會聚彩色顯像管自會聚彩色顯像管 精密一字形一體化電子槍精密一字形一體化電子槍 精密偏轉線圈精密偏轉線圈 色純磁鐵色純磁鐵 靜態(tài)會聚磁鐵靜態(tài)會聚磁鐵 開槽蔭罩和條狀熒光粉屏開槽蔭罩和條狀熒光粉屏 6.5 采用數(shù)字處理技術的電視機采用數(shù)字處理技術的電視機 6.5.1 6.5.1 數(shù)字處理電視機的組成數(shù)字處理電視機的組成 數(shù)字化處理只對視頻檢波后、視放末級前的視頻信號，以及數(shù)字化處理只對視頻檢波后、視放末級前的視頻信號，以及伴音鑒頻后、功放前的音頻信號進行；伴音鑒頻后、功放前的音頻信號進行； 同步分離，行場掃描及同步部分以

22、數(shù)字方式進行；同步分離，行場掃描及同步部分以數(shù)字方式進行； 調(diào)諧器的選臺、遙控及視頻、音頻控制以數(shù)字方式進行；調(diào)諧器的選臺、遙控及視頻、音頻控制以數(shù)字方式進行； 數(shù)字處理電視機的優(yōu)點：數(shù)字處理電視機的優(yōu)點： 提高圖像質(zhì)量（亮色分離較徹底，逐行掃描消除閃爍等）提高圖像質(zhì)量（亮色分離較徹底，逐行掃描消除閃爍等）; ; 增加功能（多畫面，畫中畫，靜止畫面等）增加功能（多畫面，畫中畫，靜止畫面等）; ; 增值服務（可視數(shù)據(jù)，文字廣播等）增值服務（可視數(shù)據(jù)，文字廣播等）; ; 提高生產(chǎn)效率，降低成本；提高生產(chǎn)效率，降低成本； 適用于各種彩色電視制式。適用于各種彩色電視制式。 6.5.2 用數(shù)字處理方法實

23、現(xiàn)亮色分離用數(shù)字處理方法實現(xiàn)亮色分離 數(shù)字梳狀濾波器使延遲前后的信號具有相同的幅度和嚴格的數(shù)字梳狀濾波器使延遲前后的信號具有相同的幅度和嚴格的延遲時間；延遲時間； 不但可以實現(xiàn)行梳狀濾波，還可以實現(xiàn)場或幀梳狀濾波，做不但可以實現(xiàn)行梳狀濾波，還可以實現(xiàn)場或幀梳狀濾波，做到亮色主譜線以及副譜線的完善亮色分離。到亮色主譜線以及副譜線的完善亮色分離。 行梳狀濾波器（行梳狀濾波器（2 2行延遲電路）行延遲電路）122HZ2HZ12PALieceeceYUV2sinsct2cossctYYuvf(1)HnfHnf( )cHf 6.5.3 數(shù)字處理電視機的主控系統(tǒng)數(shù)字處理電視機的主控系統(tǒng)1.1.電視機主控系統(tǒng)的功能電視機主控系統(tǒng)的功能主控系統(tǒng)包括紅外遙控和微處理器兩部分主控系統(tǒng)包括紅外遙控和微處理器兩部分 正常工作模式：正常工作模式： 選臺及預置選臺及預置 模擬量控制（對比度、亮度、色飽和度、清晰度、音量、高模擬量控制（對比度、亮度、色飽和度、清晰度、音量、高低音、平衡等）低音、平衡等