《電視機原理與技術》課件第6章

第6章黑白電視機掃描電路6.1黑白電視機掃描電路的技術要求

6.2黑白電視機的同步分離電路

6.3黑白電視機的場掃描電路

6.4黑白電視機的行掃描電路

本章小結(jié)思考與習題

6.1黑白電視機掃描電路的技術要求

黑白電視機掃描電路的技術要求如下：

(1)同步分離性能良好。為使接收端與發(fā)送端的圖像保持同步，要求能從幅度在一定范圍變化(UPP=0.5～1.2V)的全電視信號中分離出行、場復合同步信號。分離出的同步信號中不能含有圖像信號和消隱信號，且同步信號的脈沖上升沿要陡直，幅度基本一致。

(2)產(chǎn)生的鋸齒波電流線性良好。電視光柵是在行、場偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的均勻變化磁場作用下形成的。為了產(chǎn)生均勻變化的磁場，行、場掃描電路產(chǎn)生的鋸齒波電流的正程必須線性良好，否則會產(chǎn)生失真。

(3)鋸齒波幅度足夠。幅度不足會使光柵產(chǎn)生水平方向或垂直方向不到邊的情況。

(4)電路工作安全可靠。電視機顯像管所需的高壓由行掃描電路提供，高壓太高，會產(chǎn)生大量X射線，對人體造成傷害，同時也會損壞整機電路。因此，掃描電路必須設置防護X射線措施。

(5)能夠產(chǎn)生高、中、低電壓以及脈沖信號，供其他電路使用。 6.2黑白電視機的同步分離電路

1.作用

同步分離電路的作用是從視頻全電視信號中取出行、場同步信號，用它們分別去同步電視機的行、場振蕩器，以獲得穩(wěn)定的電視圖像。

2.工作原理

1)利用幅度分離得到復合同步信號

如圖6-1所示，送至V基極的是同步頭向下的全電視信號，信號到來時，三極管基極電位很低，因而導通，在集電極輸出高電平脈沖，同時對基極電容Cb充電(左負右正)。信號過去后，V的基極電位上升，三極管將截止。由此在集電極上可以得到一個正極性的復合同步脈沖。圖6-1幅度分離電路

2)利用寬度分離取出行、場同步信號

在以上幅度分離得到復合同步信號的基礎上，利用行、場同步信號的寬度不同，由積分電路可以分離出行、場同步信號，如圖6-2所示。實際電路中為了消除行同步脈沖對場振蕩的影響，一般要求用兩級積分電路。圖6-2積分電路(a)RC積分電路；(b)輸入、輸出波形

6.3黑白電視機的場掃描電路

場掃描電路的主要作用是給場偏轉(zhuǎn)線圈提供符合要求的鋸齒波電流，產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)磁場，使顯像管電子束作垂直方向的掃描。場掃描電路包括場振蕩和鋸齒波形成電路、場推動級、場輸出級。

1.場振蕩和鋸齒波形成電路

場振蕩電路的作用是用來產(chǎn)生一個受場同步信號控制的矩形脈沖波。目前集成電路電視機普遍采用分頻電路產(chǎn)生50Hz場頻脈沖信號。這個矩形脈沖通過鋸齒波形成電路產(chǎn)生場鋸齒波。鋸齒波形成電路如圖6-3所示。S為電子開關，一般由三極管構(gòu)成。經(jīng)場同步信號同步的場頻脈沖信號控制電子開關S的導通，場脈沖為高電平時S閉合，為低電平時S斷開。當S閉合時，電源VCC通過電阻R1對電容C充電，在輸出端得到鋸齒波上升段波形；當S斷開時，電容C通過R2放電，得到鋸齒波下降段波形。圖6-3鋸齒波形成電路

2.場推動級與場輸出級

場推動級又叫場激勵級，它的作用是把鋸齒波適當放大，以滿足場輸出級對輸入信號幅度的要求。同時激勵級還起著緩沖隔離作用。

場輸出級的主要作用是向場偏轉(zhuǎn)線圈提供線性良好、幅度足夠的鋸齒波電流。場輸出級一般采用OTL電路，如圖6-4(a)所示。圖6-4場輸出級OTL電路及場鋸齒波(a)OTL簡化電路；(b)場鋸齒波

V1、V2是一對互補對稱管，工作于甲乙類狀態(tài)，V3為激勵管。當激勵管V3基極輸入正向鋸齒波電壓時，其集電極輸出負向鋸齒波電壓。在這個鋸齒波電壓的正半周期間V1導通，V2截止，i1由VCC經(jīng)V1→C1→Ly→地，產(chǎn)生場偏轉(zhuǎn)

所需鋸齒波正程掃描電流的前半段；在這個鋸齒波的負半周期間V1截止，V2導通，i2由C1→V2→地→Ly，產(chǎn)生場偏轉(zhuǎn)所需鋸齒波正程掃描電流的后半段，如圖6-4(b)所示。實際場掃描還引入了負反饋電路來改善掃描鋸齒波線性。

以熊貓DB44H3—3為例，該機中使用的是場掃描集成電路μPC1031H(國產(chǎn)型號為D1031H)，如圖6-5所示。圖6-5

μPC1031H構(gòu)成的場掃描電路來自公共通道的視頻全電視信號經(jīng)C301耦合加至由V301所組成的幅度分離電路，從V301集電極輸出正極性的同步脈沖(復合同步信號)。該信號經(jīng)由R305、C303、R306、C305所組成的兩級積分電路，取出場同步信號經(jīng)C304耦合加至μPC1031H的⑤腳，送入內(nèi)部去控制場振蕩器的同步。R307阻值大小會影響場同步范圍。μPC1031H內(nèi)部的振蕩電路為施密特觸發(fā)器，外接定時元件構(gòu)成場振蕩器。⑥腳外接定時元件C309、R315、R310、R311、RP303，調(diào)節(jié)RP303可改變場頻。場振蕩器輸出的場頻脈沖在集成塊內(nèi)部送往鋸齒波形成電路，當開關負脈沖未到來時，電源(+12V)通過R314、RP302對C311、C312充電，在④腳形成鋸齒波電壓的下降段。當開關負脈沖到來時，電容C311、C312通過內(nèi)部電路放電，在④腳形成鋸齒波電壓的上升段。這樣，在④腳得到負向鋸齒波電壓。RP302為場幅調(diào)節(jié)電位器，RP301為場線性調(diào)節(jié)電位器。④腳的鋸齒波信號經(jīng)C310耦合至⑦腳，進入內(nèi)部的場輸出電路。場輸出電路包括前置放大、推動放大和互補對稱式的OTL電路。放大后的鋸齒波電壓從①腳輸出，經(jīng)C308耦合加至場偏轉(zhuǎn)線圈。C306為OTL電路的自舉電容。

6.4黑白電視機的行掃描電路

行掃描電路在電視機中占有重要的地位，它不但決定了水平掃描的質(zhì)量，而且對整個光柵都有影響，因為行掃描電路若不給電視機提供高壓，就沒有光柵顯示，另外，行掃描電路的功率損耗是電視機中的主要損耗。行掃描電路包括行鑒相電路、行振蕩電路、行推動級、行輸出級、電壓變換電路。

1.行鑒相電路與行振蕩電路

行鑒相電路的作用是實現(xiàn)行同步，其電路組成如圖6-6所示。圖6-6行鑒相電路組成把幅度分離后的同步信號送到鑒相器，與行輸出變壓器送來(通過RC電路形成的)的鋸齒波在鑒相器中進行比較。如果兩者同頻同相，則鑒相器輸出電壓為零，不改變行振蕩的狀態(tài)；如果兩者不同頻或不同相，則鑒相器輸出正或負的誤差電壓，經(jīng)低通濾波器變成平滑的電壓UAFC，加至行振蕩管基極，改變其振蕩頻率，使之達到同步。行振蕩器的任務就是產(chǎn)生周期為64μs、脈沖寬度為18～20μs、幅度為2～4V矩形脈沖波。行振蕩器是壓控振蕩器(VCO)，其振蕩頻率和相位受AFC電路輸出控制電壓影

響，以實現(xiàn)行振蕩與行同步信號同步。為了提高同步的可靠性和減小行、場同步的調(diào)節(jié)，集成電路電視機行、場掃描沒有采用專門行、場振蕩器，而是采用二倍行頻或更多倍行頻振蕩器，然后利用分頻方法取得行、場振蕩頻率。

2.行推動級

行推動級又叫行激勵級，它的作用是提供幅度足夠的行頻脈沖信號，供給行輸出管，使行輸出管工作在開關狀態(tài)。行推動級電路一般由分立元件構(gòu)成，其電路如圖6-7所示。圖6-7行推動級電路圖中，V1是行激勵管，組成共射電路。T1為推動變壓器，一個作用是實現(xiàn)阻抗匹配和隔離，另外一個作用是實現(xiàn)反向激勵，即激勵管V1導通時行輸出管V2截止，V1截止時V2導通，兩管交替工作。

在實際中，行激勵管截止后，需要經(jīng)過一段時間的延遲，行輸出管才會導通。在這段時間內(nèi)，推動變壓器的初、次級線圈與電路中的分布電容組成振蕩電路會產(chǎn)生高頻振蕩，這種振蕩會輻射出去干擾其他電路。圖中R2和C的作用就是阻尼振蕩。

3.行輸出級

行輸出級基本電路如圖6-8(a)所示。行輸出級工作在高電壓、大電流狀態(tài)下，功率消耗較大，其主要作用是向行偏轉(zhuǎn)線圈提供線性良好、幅度足夠的鋸齒波電流，同時產(chǎn)生高、中、低電壓以及消隱脈沖供給相關電路。圖中，V為行輸出管，Ly為偏轉(zhuǎn)線圈，Cy為逆程電容，VD為阻尼二極管，LT為線性校正線圈，CS為S校正電容，T2為行輸出變壓器，VCC為直流電源。由于T2的電感量遠遠大于偏轉(zhuǎn)線圈Ly的電感量，可以視作交流開路；行輸出管V工作于開關狀態(tài)，可以用開關S來表示；校正電容CS的容量較大，對行頻信號可視作短路，而對直流而言，它被充電至電源電壓VCC，在工作中，其兩端電壓基本維持不變，因此可以將它等效為直流電源VCC。于是，可以將圖6-8(a)等效為圖6-8(b)。圖6-8行輸出電路(a)基本電路；(b)等效電路圖6-9為行輸出級工作原理圖，下面分析行輸出電路中鋸齒波電流的形成過程。

1)正程后半段(電子束從屏幕中央向右運動)

如圖6-9(a)所示，在t1～t2期間，行輸出管的基極輸入正脈沖電壓，導致行輸出管飽和導通，相當于S接通，電源VCC通過S加在偏轉(zhuǎn)線圈兩端，偏轉(zhuǎn)線圈中流過電流iy。由于電感Ly中電流不能突變，因此偏轉(zhuǎn)線圈中的電流iy逐漸上升，到t2時刻，iy上升到最大值，此時偏轉(zhuǎn)線圈儲存的磁能最大。在t1～t2期間，電子束在水平偏轉(zhuǎn)磁場作用下從屏幕中心向右作水平掃描運動，到t2時刻掃描至屏幕最右端，正程掃描結(jié)束。圖6-9行輸出級電路工作原理圖

2)逆程(電子束從屏幕右端快速回到左端)

從t2開始，行輸出管輸入變?yōu)樨撁}沖，行輸出管反偏截止，相當于開關斷開。此時由于流過Ly中的電流不能突變，因此將保留原來流向，轉(zhuǎn)而向逆程電容Cy充電，偏轉(zhuǎn)線圈在掃描正程期間儲存的磁能釋放出來，轉(zhuǎn)為Cy中的電能。Cy上的電壓逐漸上升而流過偏轉(zhuǎn)線圈的電流則逐漸減小，由于電

容上的電壓為上正下負，因此二極管VD處于截止狀態(tài)，對電路不產(chǎn)生影響。到t3時刻，Cy上的電壓達到最大值，電流iy下降時，形成了掃描逆程的前半段，此時電子束從屏幕右端運動到水平位置中央。當iy為0時，電容Cy儲存的電能達最大值，Ly儲存的磁能為0。t3以后，電容Cy通過偏轉(zhuǎn)線圈放電，電能又向磁能轉(zhuǎn)換，電流方向改變，并逐漸增大，到t4時刻達最大值，形成了掃描逆程的后半段，電子束從水平中央位置向左運動到最右端。t2～t4期間Ly、Cy之間能量的轉(zhuǎn)換過程實際上是LC自由振蕩過程，t2～t4時間間隔(即逆程時間)恰為其固有周期的一半。Ly與Cy的自由振蕩周期為

。在Ly已確定的情況下，Cy的選擇決定逆程時間的長短，故稱Cy為逆程電容。在此期間，Cy上的最大電壓與電源電壓VCC一起形成輸出管上的反峰電壓UCP，UCP＝(7～8)VCC，如圖6-9(b)、(c)所示。逆程電容的主要作用是與行偏轉(zhuǎn)線圈Ly組成振蕩回路，在行輸出管截止期間產(chǎn)生自由振蕩。行掃描的逆程實際上就是自由振蕩的前半個周期。由于反峰電壓與逆程時間有關，而逆程時間又與逆程電容的大小有關，因此，改變逆程電容的大小就可改變反峰電壓的大小。在實際應用中，常將幾個電容并聯(lián)作為逆程電容，以防止逆程電容開路使反峰電壓過高而損壞元器件，同時也方便調(diào)節(jié)。

3)正程前半段(電子束從屏幕左端運動到屏幕位置中央)

t4以后，iy對Cy反充電，iy逐漸減小，Cy上的電壓改變極性變?yōu)樯县撓抡⑶抑饾u增大，見圖6-9(d)。如果沒有阻尼二極管，自由振蕩將繼續(xù)進行下去。由于阻尼二極管的存在，當電容Cy上的電壓上升到超過二極管VD的導通電壓時，VD導通，振蕩受阻，偏轉(zhuǎn)線圈電流iy線性減小，到t5時刻iy等于0，此時，行輸出管的基極脈沖又變?yōu)檎}沖，行輸出管再一次飽和導通，電路工作又重復上述過程。顯然，t4～t5期間就是掃描正程的前半段。在這段時間內(nèi)，偏轉(zhuǎn)線圈的磁場能量通過阻尼二極管釋放，而電子束從屏幕的最左端向右掃描至水平中心。就這樣，只要行輸出管的基極輸入周期性的脈沖電壓，在行偏轉(zhuǎn)線圈中就可以形成周期性的鋸齒波掃描電流。

4.電壓變換電路

電視機中所需的一些中壓和高壓一般是由行輸出變壓器提供的，其電路如圖6-10