第四章　彩色电视接收机

nullnull第4章 彩色电视接收机 § １高频调谐器 § ２ 图象中频通道 § ３ 伴音通道 § ４彩色解码器 § ５扫描系统null4.1 高频调谐器的功用及性能要求 1. 作用 ① 选频：从天线接收到的各种电信号中选择所需要频道的电视信号，抑制其它干扰信号。  ② 放大：将选择出的高频电视信号（包括图像信号的伴音信号），经高频放大器放大，提高灵敏度，满足混频器所需要的幅度。  ③ 变频：通过混频级将图像高频信号和伴音高频信号，与本振信号进行差拍，在其输出端得到一个固定的图像中频信号和第一伴音中频信号，然后再送到图像中频放大电路。 null2. 组成 图 4 - 1 高频调谐器的组成 null 3. 分类 按谐振回路调谐方式的不同， 高频调谐器可分为机械调谐式和电子调谐式两种。机械调谐式高频调谐头又分为VHF（1~12频道）高频头和UHF（13~68频道）高频头。 目前，大多数黑白电视机采用机械式高频头，只有少数进口黑白电视机采用电子调谐式高频头；而彩色电视机都采用电子调谐式高频头。  电子调谐式高频头又分为普通全频道电子调谐器及全增补电子调谐器。 null4.1.2 对高频调谐器的性能要求 与天线、 馈线及中放级阻抗匹配良好 2. 具有足够的通频带宽度和良好的选择性 高频调谐器应该具有从接收天线感应得到的各种电磁信号中选取所需要的频道信号，抑制邻频道干扰、镜像干扰以及中频干扰的能力。 因此，要求它有合适的通频带和良好的选择性。一般要求通频带应大于或等于8 MHz，要求高频调谐器镜频抑制比大于40dB，中频抑制比大于50dB。 null图 4 - 2 高频调谐器的幅频特性 (a) 彩色电视的高频特性； (b) 黑白电视的高频特性 null 3. 噪声系数小、 功率增益高 （1） 放大器的噪声系数NF要小 放大器的噪声系数NF表示输入端信号信噪比与输出端信号信噪比的比值， 即 噪声系数可理解为：信号通过放大器后，“信噪比”变坏了几倍。如果NF=1，输入端信噪比与输出端信噪比相同，表示放大器本身不产生附加噪声， 这是理想化的情况。实际上，NF总是大于1的。整个电视接收输出信噪比的好坏，主要取决于高频调谐器高放级噪声系数的大小。因为多级放大器总的噪声系数为 null式中，NF1，NF2，NF3， …为各级噪声系数；AP1、AP2等为各级功率增益。可见，要减少调谐器的噪声，提高各级的功率增益也同样十分重要。  噪声系数通常又用分贝来表示 (2) 高频调谐器的功率增益要高 一般要求高频调谐器的功率增益≥20dB， 噪声系数低于8dB。null 4. 本振频率稳定，本振辐射要小 通常要求VHF段本振漂移不大于±300kHz；UHF段本振漂移不大于±500 kHz。 5. 具有自动增益控制电路 为了适应不同的场强，且在天线输入信号电平剧烈变化时，使检波后视频输出电平基本保持不变，高放级和中放级应有自动增益控制。 一般要求高频头自动增益控制范围应达20dB以上。 null4.2 高频调谐器的功能电路 4.2.1 输入电路 1. 阻抗变换器 图 4 - 3 阻抗变换器 (a) 结构； (b) 磁芯绕组的连接 null2. 中频抑制电路 图 4 - 4 几种常见的中频吸收电路 null3. 输入选频回路 (1） 选频 式中： nullnull (2） 保证选择性且完成阻抗匹配 输入回路选择性好坏可由其有载品质因数Qfz的大小来衡量。Qfz越高，回路选择性越强。 其中，Qfz=R0’/2πf0L。由此可知，欲想有较高的Qfz，输入回路两端的等效电阻R0’值必须很大，而R0’=1/(1/Rc+1/Rsr)。 实际上，由于天线内阻Rc（75Ω）及高放管工作时输入阻抗Rsr（100~250Ω左右）都较小，当它们并接在输入回路两端时，势必造成R0’很小，导致选择性变差。 null为此将电感L抽头与天线信号源相接， 利用变压器阻抗变换关系： 使信号源内阻折合到回路两端电阻变大。 再利用电容分压的阻抗变换关系： null4.2.2 高频放大器1. 对高频放大器的要求 ① 因为整机的噪声系数主要由高放级决定，因此要求高放级的噪声系数尽可能小，一般应小于5dB。故要求采用噪声系数小于3 dB的晶体管。  ② 有较高而稳定的功率增益，且要求对不同频道的增益比较均匀。高放级增益约在20 dB以上，频道之间的增益差应小于10 dB。 ③ 具有良好的选择性和足够宽的通频带。要求幅频特性-3dB带宽大于8MHz，-6 dB 带宽小于18 MHz。  ④ 具有自动增益控制作用，高放级的增益可控范围应大于20dB。 null2. 高频放大器基本原理电路 图 4-6 高频放大器基本电路 (1） 直流偏置 null(2） 输出回路 图 4-7 双调谐回路的谐振曲线 null(3) 中和电路 图 4-8 中和原理 null4.2.3 本机振荡器 1. 对本机振荡器的主要要求 ① 振荡频率稳定度高，电压和温度漂移小。 ② 本振频率必须可以微调，以使本振频率能准确地调谐，获得最佳接收效果。其频率微调范围一般为±1.5~±5MHz。 ③ 本振电容对外辐射要小。一般本振信号幅度为100~200mV，且需将整个高频头用金属外壳屏蔽。  ④ 本振输出波形要良好，谐波成分要小，以防止产生较多的组合频率干扰。 null2. 本机振荡器基本原理电路图 4-9 高频头本振电路 (a) 电路； (b) 交流等效电路 null设0＜(1-ω2L1C1）＜1，则L'1＞L1。 null如果满足 null4.2.4 混频器 1. 对混频器的主要要求 ① 混频功率增益要大。一般混频器输出的中频功率与输入的高频信号功率之比应大于10~20dB。  ② 应具有良好的选择性和较小的噪声系数。为了减小其它干扰信号进入中频放大器，混频器必须具有良好的选择性。为此，输出端通常采用中频双调谐电路。由于混频器处于信道前部，故要求本身噪声系数小。 null ③ 混频失真和干扰要小。我们只要求混频后的载波频率由高频变为中频，而代表图像和伴音信息的高频电视信号调幅波的振幅和瞬时频率的变化规律不变， 否则将会使图像和伴音产生失真。  ④ 应有较好的匹配特性，以获得最佳功率传输。因此，混频器输入端与高放输出端连接采用电感抽头，而混频器输出电路与中放输入端也常采用电容抽头等方式以实现阻抗匹配。 null2. 混频器的基本电路 图 4-10 混频器的基本电路 null图 4-11 混频示意图 null图 4-12 混频原理图 (a) 二极管混频； (b) 三极管混频 null图 4-13 混频前后的信号频谱图 null图 4-14 KP12-2高频头电路图 4.2.5 高频调谐器实例 null 1． 输入回路 (1） 高通滤波器 高通滤波器由L1、L2、L3、L4、C1、C2、C3组成。其中，L1、C1与L4、C3组成的并联谐振回路，谐振在图像中频阻止其通过；L2、C2、L3组成的高通滤波网络，对中频以下信号旁路吸收。适当选择L2、C2、L3的数值，可抑制低于1 频道的干扰信号，而让高频电视信号顺利地通过。 null (2） 输入调谐回路 输入调谐回路采用电感抽头，电容分压电路，并且1~5频道和6~12频道采用两组不同电感与电容分压比，以保证1~12频道间增益相差不大。其中，L5、L6、C5、C6为6~12频道的输入回路；L5、 L6、C4、C6为1~5频道的输入回路。 null 2． 高放级 高放级采用双调谐共发射极放大电路，V1为高放管；R1、 C7和AGC电压为基极偏置；C8为射极旁路电容，R2是射极电流负反馈电阻；R3为调高放管V1射极电位的电阻；C12是中和电容；为了保证高、低频道增益相差不大，在1~5频道时，L7/R5、C9/C10、C11组成双调谐初级回路，R5作为阻尼电阻， 降低了此时高放增益；而在6~12频道时，C9、C11、L7组成双调谐初级回路；L8、C13、C14、C16组成双调谐次级回路。 null 3． 本振电路 本振管V3选用高频低噪声晶体管。振荡部分采用变型三点式共集电极电路，其振荡频率取决于C24、C25、C28、L9。 其中，C24为串联补偿电容。此外，R12、C27组成电源滤波电路，C18为耦合电容，C27对高频短路，使本振为共集电极电路。 null 4． 混频级  V2为混频管，它采用共发射极双调谐放大电路。其中，C20、 R10、T、C21、C22组成双调谐初次级回路。R10用来调整带宽，初次级都调谐在中心频率34.5MHz上。为了满足阻抗匹配，混频级输入回路与混频管采用电容分压方式连接。该混频级采用本振信号与高频电视信号同时注入混频管基极的方式。值得注意的是，混频管工作在非线性区，静态电流约1.5~2mA，其工作点由R8与R6决定。  在KP12-2型高频头中，更换L5~L9，可以完成频道转换。 null4.3 电 子 调 谐 器 4.３.１ 变容二极管和开关二极管 图 4-15 变容管曲线 1. 变容二极管 null2. 开关二极管及频段切换 由图4-15可见，当加在变容二极管上的反压由 -3V变到-30V时，其结电容容量变化范围约为18~3pF。电容比KC=Cmax/Cmin=18/3=6。而甚高频VHF频段的12个频道高放回路的中心频率要从52.5 MHz变到219 MHz，根据公式: 所需求的电容比 null低频段 高频段 目前变容二极管的电容比KC还达不到这个数值，因此，采用开关二极管切换频段的办法， 将甚高频（VHF）的12个频道划分为两个频段，即1~5频道为低频段（中心频率52.5~88MHz）， 6~12频道为高频段（中心频率171~219MHz），这样，两个频段的电容比是： null图 4 – 16 电调谐回路示意图 null4.3.2 电子调谐器电路分析 图 4 – 17 调谐器（VTS-7ZH7）电原理图 null1. VTS-7ZH7方框图 图 4-18 VTS-7ZH7方框图 null 2. VHF电路  (1） 低通滤波器 从图4-17中可看出，低通滤波器由L120、L121、C149组成，其作用是，从天线输入的信号中取出VHF信号，并阻止UHF信号进入低通滤波器。  (2） 带通滤波器 由L101~L104、C101~C103组成，其作用是利用其组合特性，抑制1频道以下的信号， 以免干扰频率进入输入电路。  经过低通和带通两组滤波器，使1~12频道的信号能无衰减地通过，经C107耦合至输入回路。 null （3） 输入回路 输入回路由L107、L108、L110、L111、C105、C112、C159、C161及变容二极管D102、开关管D101、D112组成。其作用是进一步选定接收的电视台信号，送高放级进行放大。 null图 4-19 VHF频段高放电路 (4） 高放电路 null （5） 混频电路 混频电路由混频管Q102及负载组成。  混频管基极输入两种信号：一种是高放后的信号，经C124耦合送Q102的基极；另一种是本振信号，经C133耦合也送Q102的基极。两种信号在Q102的eb结中混频，混频后在其集电极输出中频信号。  混频管负载由T101、C128、C148组成，是一单调谐回路，中心频率谐振在38MHz。谐振回路取出中频信号经C129耦合，送至中放通道。  null (6） 本振电路 本振电路由本振管Q104、C131、C132、C134、C135、L117、L118及变容二极管D109、D110组成电容三点式改进型振荡器。接收6~12频道时L118短路。本振信号经C133耦合，送混频管Q102基极。 (电路组成参见图 4-17。) 从中放通道IC201的13脚输出的AFT电压送至D110上，当本振频率不准时，D110能自动调谐频率在正确的位置上。 null3. UHF电路 （1） 高通滤波器 高通滤波器由C32、C33和L14组成。其作用是从天线输入的信号中取出UHF信号，并阻止VHF信号进入高通滤波器。  (2） 输入回路 输入回路由C1、CT1、C34、L2及变容二极管D1组成。UHF信号经高通滤波器，由L1耦合至输入回路，进一步选定信号后送高放电路放大。 null图 4-20 UHF频段高放电路 （3） 高放电路 null(4） 混频电路 图 4-21 UHF频段混频电路 null （5） 本振电路 本振电路由本振管Q3、C21、C22、C23、C17、L12、L13及变容二极管D4、D5组成。从中放通道IC201的13脚输出的AFT电压加到UHF本振电路的变容二极管D5上，由于D5的容量参与决定本振频率，所以它能自动将偏离的本振频率牵引到正确的位置。 (电路组成参见图 4-17。) null4.4 频 道 预 置 器 4.4.1 频道预置器的作用与组成 1. 频道预置器的作用 彩色电视机中的调谐方式均采用电子调谐。电子调谐器是依靠改变加在变容二极管上的调谐电压进行频道选择的。因此，不论电视机工作在VHF、UHF的哪个频段（即L、H、U频段）， 都必须事先将对应每一频道的调谐电压（0~30V）用一个相应的电位器调整定好，需要收看多个频道时，就要用多个电位器供给变容二极管相应的调谐电压并分别用相应的频道选择开关控制各频道工作。 null2. 频道预置器的组成 图 4-22 电位器式频道预置器原理图 null4.4.2 频道预置器实例分析 1. 频段选择 图 4-23 实际频道预置器电路 null 2. 频道选择 频道选择由R1017来完成。R1017由8个相同的电位器组成，每个电位器的动点分别与8只限流电阻R1009~R1016相连。当按下S1002某一档时，VT（调谐电压）便与R1017中相应一只电位器的动点相接，调节电位器的阻值，可改变调谐电压VT，便输出该频道的VT，因而能起到预选的作用。VT的变化范围是0~30V。 null4.5 高频调谐器常见故障分析 4.5.1 彩色电视机中常见的电子调谐器 1． 电子调谐器外形及引脚功能 图 4-24 TDQ-1型电子调谐器外形图 null图 4-25 TDQ-2电调谐高频头的外形图 null图 4-26 TDQ-3电调谐高频头的外形图 null表 4-1 调谐器各引出脚的功能、符号及电压值 null 国内彩电使用的电子调谐器基本上是引进日本的生产线， 因此它们有共同的性能：  ① 电源电压为12 V±5%；  ② AFT电压为6.5±4 V；  ③ 调谐电压范围一般在0.5~30 V，能满足VL、VH及U频段的频道调谐电压需要； ④ AGC电压范围一般在0.5~7.5 V，属负向AGC方式。即外加的AGC电压越高，高放级放大增益越大。 null2．调谐器的外特性 (1） 调谐器电源电压BM 调谐器电源电压BM的输入，在不同型号的调谐器上引出脚编号虽不同，但其电压值均为+12 V。此电压供给调谐器内部各晶体管和场效应管作为直流工作电压。只要电视机电源一接通，无论它是工作在什么频段、什么频道，此脚上均应有正常的工作电压；否则将出现所有频道均无图像、无伴音的故障现象。 null (2） 频段切换电压 频段切换是靠切换调谐器有关引脚上的电压来实现的。以TDQ-3型为例，BL、BH及BU三个引脚中，同一时刻只能有一个引脚接上+12 V。当BL=+12 V，BH、BU为0V时，可接收VL频段（1~5频道）；当BH=+12 V，BL、BU为0V时，可接收VH频段（6~12频道）；当BU=+12 V，BL、BU为0V时，则可接收U频段（13~68频道）。  频道切换的实质是通过改变调谐器有关引脚（BL、BH和BU）的电压，以改变调谐器内部开关二极管的导通和截止，从而等效地切换了谐振回路中的电感线圈。  需要强调的是：无论是工作在VHF频段还是工作在UHF频段，调谐器的电源电压BM应始终为+12 V。切换频段时仅仅是让+12 V分别加到BL、 BH和BU脚上而已。 null(3） 频道调谐电压BT 表4-2 调谐电压典型变化值 null图 4-27 调谐电压特性曲线 null (4） 自动频率调节电压（AFT） 自动频率调节采用将中频取样电压叠加在调谐电压上的方式，去控制电子调谐器中本机振荡器的谐振回路，最终使电子调谐器输出频率正确的图像中频信号。AFT电压引入脚的电压值一般为6.5±4 V。 null (5） 自动增益控制电压（AGC） 现在生产的电子调谐器，其高放管普遍采用了双栅MOS场效应管，因此，其高放AGC电压的动态范围较大，而且都是采用反向AGC控制方式。静态时或外来信号较弱时，AGC引脚端的电压为7.5V。当外来信号过强时，高放AGC起控，图像中频通道送到电子调谐器AGC电压端的电压值开始降低， 使高放双栅MOS管的电压增益下降，达到自动增益控制之目的。当外来信号很强时，高放AGC端电压可能会下降到零点几伏。 null4.5.2 电子调谐器常见故障分析 1． 电子调谐器常见故障现象 电子调谐器的故障常引起以下几种故障现象： ① 有光栅、 无图像、 无伴音， 各个频段都收不到信号； ② 整机灵敏度低、 荧光屏上噪波点很严重；  ③ 某一频段收不到电视节目；  ④ 某一频段中的高端或低端收不到电视节目；  ⑤ 开机一段时间后， 彩色、 图像及伴音逐步消失（逃台）。 null2．电子调谐器常见故障检测 (1） 有光栅、无图像、无伴音，各频段均收不到电视节目 (2） 整机灵敏度低， 荧光屏上噪波点严重 ① 高放AGC电压失常；  ② 调谐器内某一变容二极管特性不好；  ③ 高放电路有故障。 (3） 某一频段收不到电视节目 (4） 某一频段中的高端或低端收不到电视节目 (5） 逃台 null§3 伴音通道 3.1 伴音通道的功用及性能要求 3.2 伴音通道的功能电路 3.3 电视机伴音通道实例 3.4 伴音通道常见故障分析 null3.1 伴音通道的功用及性能要求 图 3-1 伴音通道组成方框图 null3.1.2 伴音通道的性能要求 1. 对伴音中放限幅电路的要求 (1） 足够的放大增益 一般经视频检波混频后，输出的第二伴音中频信号的电压幅值约为1 mV左右，而为使鉴频器能正常工作所需输入的信号电平为1 V左右，因此要求伴音中放的电压增益应达到1 000倍（即60 dB），并且还要求伴音中放级的工作保持稳定不自激。 null (2） 较宽的通频带和良好的选择性 我国电视规定，电视伴音调制信号的最高频率fmax=15 kHz，最大频偏Δfmax=50 kHz，则调频信号的频带宽度为B=2（Δfmax+fmax）=130 kHz。考虑到实际电路受温度、电源电压和元件参数变化引起的中心频率漂移等因素的影响，一般通频带都要留有一定余量，要求中频放大电路带宽应有250~300 kHz（-3 dB以内）。 null图 3-2 伴音中放频率特性曲线 null (3） 限幅性能好 调频波之所以有抗干扰强、音质好的优点，是因为接收机中的伴音电路设有限幅电路，可以有效抑制各种脉冲干扰。 因此，伴音通道中必须采用性能良好的限幅器，以抑制调频信号中可能存在的调幅信号及各种脉冲干扰信号。 null2. 对鉴频器的要求 (1） 鉴频灵敏度要高 (2） 非线性失真小 (3） 具有“S”形幅频特性曲线 null图 6-3 鉴频器幅频特性曲线null 3. 对音频放大器的要求 (1） 足够的输出功率 我国电视标准规定，电视接收机伴音电路的不失真输出功率：甲级机≥1 W，乙级机≥0.5 W。因此，要求音频放大器具有足够的增益和输出功率，以保证有相当的音量输出。 (2） 频率响应宽，非线性失真小 为保证伴音的音质清晰、悦耳，要求音频放大器具有一定的频率响应范围，且非线性失真要小。 null3.2 伴音通道的功能电路 3.2.1 伴音中放与限幅电路 图 6-4 二极管限幅电路 null3.2.2 鉴频器 图 3-5 对称式比例鉴频器 nullnull通过互感M在L2内感应的电动势为 null图 3-6 鉴频器次级等效电路 null ① f=f0（6.5MHz）时，ωL2-(1/ωC2)=0，次级回路为纯电阻，故 与 同相位，公式 ,可见， 与同相，前已设定 与 同相，故 与 同相。此时与 相位差90°。矢量图如图6-7（a）所示。可见矢量和 的模相等，UD1=UD2，则二极管电流大小相等，在C3、 C4上充电值相等，UC3=UC4， 输出电压为 null ② f＞f0时，ωL2＞1/ωC2，电路呈感性，则 超前 一个角度θ，而U2与的相位差仍维持90°，故 落后 相位大于90°。矢量图如图6-7（b）所示。UD1＜UD2， 则UC3