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1、第2章黑白电视的基本原理第1页，共38页，编辑于2022年，星期一2.1 黑黑 白白 显显 像像 管管 2.1.1 黑白显像管的结构黑白显像管的结构 图 2-1 黑白显像管结构示意图第2页，共38页，编辑于2022年，星期一 1.玻璃外壳玻璃外壳 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6001 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。第3页，共38页，编辑于2022年，星期一2.电子枪电子枪 图 2-2
2、典型黑白显像管管脚接线图 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。第4页，共38页，编辑于2022年，星期一2.1.2 黑白显像管的调制特性和性能参数黑白显像管的调制特性和性能参数 图 2-3 黑白显像管的调制特性曲线 1.调制特性调制特性 第5页，共38页，编辑于2022年，星期一 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。图2-3所示为栅-阴电压ugk和阴极电流ik的关系曲线，叫做调制特性曲线。该指数曲线由下列公式给出：式中，k是比例系数，与电极的特性
3、和构造等因素有关；是非线性系数，其数值大小因管子而异，取值在23之间；ugk0是栅极截止电压，即显像管阴极电流ik=0时的栅极负压（此时荧光屏不发光，无光栅）。第6页，共38页，编辑于2022年，星期一 最大调制量是调制特性中的一个重要概念，其定义是显像管荧光屏上从不发光（阴极电流为零）到出现标准亮度的光栅（阴极电流为50 A）时栅-阴电压的变化量ugk，公式表示为ugk=|ugk0|-|ugk50|式中，ugk50为ik=50 A时的栅-阴电压值。如果ugk值小，说明 ugk只要有一个较小的变化，或显像管阴极输入一个幅度较小的视频信号，便能在荧光屏上获得较大的亮度或对比度的变化。这就是说ik
4、能较快从0 A升至50 A，表明显像管的灵敏度高。所以，最大调制量越小，显像管灵敏度越高；反之则越低。第7页，共38页，编辑于2022年，星期一 从调制特性曲线图形上看，栅-阴电压越负，阴极电流就越小，则荧光屏亮度越暗;反之，亮度越高。当负极性图像信号从阴极输入时，原图像较暗部分对应的较高图像信号电平就会抬高阴极电平使得栅阴电压越负，这样，显像管重现的图像是正确的。此外，阴极电流ik不应超过150 A（负电压约为-20 V）；否则，阴极电流过大，会烧坏荧光粉层。第8页，共38页，编辑于2022年，星期一 一般来说，显像亮度与阴极电流呈线性关系，然而非线性的调制特性曲线会使重现的图像明暗失调，引
5、起灰度失真，也称失真。失真是由显像管特性决定的，所有的电视机都存在。所以，电视台在发送图像信号时已进行了失真的校正。对整个电视系统而言，已经通过校正把它变成了线性传输系统了，那么在讨论调制特性曲线时，也可以把ugk和ik的关系作为线性关系来分析，忽略其原有的非线性关系。第9页，共38页，编辑于2022年，星期一2.性能参数性能参数 表 2-1 国产黑白电视显像管性能参数表 第10页，共38页，编辑于2022年，星期一2.1.3 偏转线圈偏转线圈 1.偏转线圈的构造偏转线圈的构造 图 2-4 偏转线圈结构示意图 第11页，共38页，编辑于2022年，星期一2.行、行、场偏转线圈场偏转线圈 图 2
6、-5 行偏转线圈和它所产生的磁场(a)左手定则；(b)行偏转线圈；(c)行磁场分布 第12页，共38页，编辑于2022年，星期一图 2-6 场偏转线圈和它所产生的磁场(a)左手定则；(b)场偏转线圈；(c)场磁场分布 第13页，共38页，编辑于2022年，星期一3.中心位置调节器中心位置调节器 图 2-7 中心位置调节器 第14页，共38页，编辑于2022年，星期一2.2 黑白电视机原理框图黑白电视机原理框图 图图 2-8 超外差内载波式黑白电视机的原理框图超外差内载波式黑白电视机的原理框图 第15页，共38页，编辑于2022年，星期一2.2.1 黑白电视机的组成及其各部分的作用黑白电视机的组
7、成及其各部分的作用 1.高频调谐器（高频头）高频调谐器（高频头）由天线收到的高频图像信号与高频伴音信号经馈线进入高频头。高频头由输入电路、高频放大器、本振和混频级组成。其主要作用是：选择并放大所接收频道的微弱电信号；抑制干扰信号；与天线实现阻抗匹配，保证信号能最有效传输；进行电视信号频率变换，完成超外差作用。输入电路由无源网络组成，对天线接收到的信号进行频道选择，把所要接收到的信号最有效地传送给高放级。高频头中有频道选择机构，可选择所需要接收的频道。第16页，共38页，编辑于2022年，星期一 高放级将输入电路所选择的频率信号进行放大，提高信号功率对机内噪声功率的比值（即信噪比），减少信号受到
8、机内噪声的干扰，其增益约为20 dB，同时将所放大的高频信号送入混频级。高放级要求有8 MHz带宽，以保证电视信号顺利通过。本机振荡器产生本机振荡频率送至混频级，该振荡频率总比所接收的电视图像载频高一个固定中频（38 MHz）。在混频级中，高放级送来的图像和伴音信号与本振信号完成混频作用，产生出频率较低的图像和伴音中频，并送至中放通道。第17页，共38页，编辑于2022年，星期一中频频率为本振频率减去所接收电视图像和伴音的载频，下面以接收第二频道信号为例：95.75（本振频率）-57.75（图像载频）=38 MHz（图像中频）95.75（本振频率）-64.25（伴音载频）=31.5 MHz（伴
9、音中频）这样，高频头将高频电视信号接收进来，进行处理，变为固定的图像中级和伴音中频，然后送往中频放大器。第18页，共38页，编辑于2022年，星期一 2.中频放大器中频放大器 将混频器送来的图像中频和伴音中频，按一定频率特性进行放大。对图像中频信号放大达60 dB左右；而对伴音中频信号的放大则小得多，只有34 dB左右。压低伴音中频放大量是为了防止伴音干扰图像。由于增益高，在中放级要相应地设有抑制干扰的电路（如声表面波滤波器）与自动增益控制（AGC）电路，以提高稳定性。中放级的输出信号波形与输入信号波形相同，只是幅度被放大了。第19页，共38页，编辑于2022年，星期一 3.视频检波器视频检波
10、器 视频检波器有两个作用：一是从图像中频信号中检出视频信号，即通过它把高频图像信号还原为视频图像信号，然后送至视放级；二是利用检波二极管的非线性作用，将图像中频（38 MHz）和伴音中频（31.5 MHz）信号混频，得到6.5 MHz差额，即产生6.5 MHz第二伴音中频信号（调频信号）。第20页，共38页，编辑于2022年，星期一 4.视频放大器视频放大器 一般由预视放和视放输出级两级组成。预视放作为信号分配电路，将检波器检出的视频信号送至视放输出级、AGC电路、同步分离电路和伴音中放电路，并作为第二伴音中频的第一级放大器。视放输出级将预视放送来的视频信号放大到峰峰值60 V左右，以负极性视
11、频图像信号输出，送给显像管阴极，以控制电子束电流强弱，使之在屏幕上重现图像。另一方面，在视放级中取出一部分信号，经ANC电路通过AGC检波电路转换成直流控制信号。用它控制中放级和高放级增益，使检波输出信号电平稳定在11.5 V，从而保证图像稳定。ANC电路又称抗干扰电路，主要用来消除混入电视信号中的大幅度窄脉冲的干扰。第21页，共38页，编辑于2022年，星期一 5.同步分离和扫描电路同步分离和扫描电路 同步分离电路由同步分离和同步放大两部分组成。该电路从ANC电路中取出的视频信号，利用幅度分离原理分离出复合同步信号（行同步、场同步、均衡脉冲和槽脉冲）。复合同步信号经过放大整形后送至扫描电路。
12、扫描电路分为场扫描与行扫描两部分。第22页，共38页，编辑于2022年，星期一 6.伴音通道伴音通道 第二伴音中频信号（6.5 MHz）送入伴音中放，作进一步放大，经过限幅，送入鉴频器。鉴频器将伴音调频信号进行解调，检出原始音频信号，送至伴音低放，伴音低放将鉴频器送来的音频信号进行电压和功率放大，然后推动扬声器，还原出电视伴音。第23页，共38页，编辑于2022年，星期一 7.电源电源 电视机所需电源分直流低压、中压和高压三大类。低压电源由交流50 Hz、220 V经变压器降压、整流、滤波和稳压获得，其值一般为+12 V，作为整机供电的主要电源。高压（12 kV左右）和中压（400 V、100
13、 V等）电源的取得及供给电路已在同步分离和扫描电路中作了叙述。第24页，共38页，编辑于2022年，星期一 总结方框图中各方块作用，将各方块归纳为三个部分：信号通道部分：高频头、中频放大器、视频检波器、视频放大器、伴音通道。同步扫描部分：同步分离电路、扫描电路。电源部分：低压、中压、高压。超外差式是指电视机利用本机振荡和外来高频电视信号在混频级形成固定中频信号，再对中频信号进行放大经检波而取得图像信号。超外差式选用较射频电视信号低的中频频率就比较容易做到放大量大且稳定。由于中频是固定的，所以中放的频率特性具有很优良的选择性，并适合于残留边带制信号的频带。第25页，共38页，编辑于2022年，星
14、期一 内载波式是图像中频（38 MHz）和伴音中频（31.5 MHz）通过视频检波器时，差拍产生6.5 MHz第二伴音的内差方式。其特点是伴音信号和图像信号共用一个放大通道（中放），直到检波后才被分离出来。还有一点是6.5 MHz第二伴音中频频率始终稳定，即使本振频率发生变动，参见下式（fp是本振频率因变动而发生的偏移量）：6.5MHz=（38MHz+fp）-（31.5MHz+fp）这样就消除了因本振频率漂移而引起的伴音失真或衰减。第26页，共38页，编辑于2022年，星期一2.2.2 国产黑白电视机的基本参数和要求国产黑白电视机的基本参数和要求 表 2-2 国产黑白电视机基本参数和要求 第2
15、7页，共38页，编辑于2022年，星期一表 2-2 国产黑白电视机基本参数和要求 第28页，共38页，编辑于2022年，星期一2.3 电视信号和信号通道的频谱分析电视信号和信号通道的频谱分析 2.3.1 信号波形及其频谱信号波形及其频谱 图 2-9 信号通道各点的信号电压波形图和相应的频谱图 第29页，共38页，编辑于2022年，星期一图 2-9 信号通道各点的信号电压波形图和相应的频谱图 第30页，共38页，编辑于2022年，星期一2.3.2 信号通道频率特性简析信号通道频率特性简析 图 2-10 方波的形成(a)基波和三次谐波叠加后的波形；(b)(b)基波和三次谐波相位不合适而引起波形失真
16、 第31页，共38页，编辑于2022年，星期一2.4 黑白电视机常见故障的分析黑白电视机常见故障的分析 1.光栅只有一条水平亮线光栅只有一条水平亮线 可以判断行扫描电路及显像管各极电压供电正常，电子束有水平方向的扫描而无垂直方向的扫描，说明场频锯齿波电流没有送入场偏转线圈，则故障出在场扫描电路。例如，场偏转插头脱落或是场偏转线圈焊片上引线折断。第32页，共38页，编辑于2022年，星期一 2.光栅只有一条垂直亮线光栅只有一条垂直亮线 可以肯定的是场扫描电路及显像管供电电路正常，从方框图上看，显像管各极取自行输出电路，说明行扫描电路也没有问题，否则，就不会出现亮线。电子束在这种情况下，不能进行水
17、平方向扫描，是因为行输出级产生的锯齿电流未能送到行偏转线圈，所以故障只可能发生在行偏转线圈支路（如断路）。第33页，共38页，编辑于2022年，星期一 3.有光栅、有光栅、无图像、无伴音无图像、无伴音 有光栅，说明行、场扫描电路、显像管、电源部分是好的。无图像和伴音，说明故障主要在信号通道部分和伴音通道。用起子触碰预视放基极，若屏幕上出现黑白横条或杂波，有时还能收到调频信号，说明视放部分是正常的。继续向前触碰中放管基极，若也能听到杂音，屏幕上看到雪花点，则故障在高频头。第34页，共38页，编辑于2022年，星期一 4.有光栅、有光栅、无图像、无图像、有伴音有伴音 有光栅说明扫描电路正常，有伴音
18、说明伴音通道和高频头、中放及检波输出基本正常，那么问题出在视放级。5.有光栅、有光栅、有图像、有图像、无伴音无伴音 显然，检波输出的6.5 MHz第二伴音中频信号未能经伴音通道处理加到扬声器上，伴音通道有问题。用金属杆碰触伴音通道各部分输入级，若出现触某一级时扬声器没有反应，则那一级就有问题。第35页，共38页，编辑于2022年，星期一 6.无光栅、无伴音无光栅、无伴音 故障的主要原因是：电源部分有故障，无12 V电压或电路板有短路现象，造成烧保险丝。7.图像上、图像上、下滚动下滚动 电视机的垂直方向的扫描规律与发送端的扫描规律不一致，即场不同步。在这里，行扫描是同步的，表明同步分离电路工作正
19、常，主要问题在于积分电路或者场振荡电路频率偏移过多。第36页，共38页，编辑于2022年，星期一 8.图像左右不稳或无规律的黑白斜道图像左右不稳或无规律的黑白斜道 说明电视机的水平方向扫描规律与发送端的扫描规律不一致，即行不同步。问题出在行扫描部分。调节行频旋钮，则图像中的黑白斜道间隔随之变化。若能调出图像，但稳不住，左右晃动，表明行振荡频率能调到15 625 Hz的准确值，故障出在AFC电路。若根本调不出图像，则问题出在行振荡器。第37页，共38页，编辑于2022年，星期一 9.图像有几何失真和四周有暗角图像有几何失真和四周有暗角 显像管故障，一般是显像管与偏转线圈配合不好，偏转线圈质量有问题或是中心位置调节器未调好等。10.开机后经长时间才出现光栅（约半分钟后）开机后经长时间才出现光栅（约半分钟后）这种现象说明显像管已衰老，其阴极发射能力下降。第38页，共38页，编辑于2022年，星期一