电视基本知识

电视基本知识 ABC 一、 彩色电视机的图像信号和伴音信号是怎样传播和接收的？ 答：彩色电视机的图像信号和伴音信号一般分为音视频信号（即 AV信号）和载频信号（即经调 制过的高频信号），音视频信号不能进行远距离传输，所以必须把它调制到一个较高频率的载波 信号上才能通过远距离传输线或发射天线进行传输。 音视频信号不能进行远距离传输的原因可以这样解释：当传输距离很长时，传输线的长度与信号的波长已经 可比拟，此时传输线上每一点的电压或电流值都不相同。当输入端的电压为最大值时，传输线最远端的电压 并不一定就是最大值，还很可能是最小值或者负最大值。如：当输入端的电压为最大值时，在传输线正好等 于半个波长处，其电压正好是负最大值。因为输入端最大值电压还没有传输到，需要等半个周期的时间才能 到达，而目前到的电压正好是前半个周期时间输入的负最大值电压。并且这种情况正好是传输线已经处 于稳定工作状态时，才会出现，即相当于传输线已经进入充放电状态。 当输入端的电压为最大值时，如果传输线还没有被充电，即传输线在这之前还没有输入过任何电压，则传输 线上其它所有地方的电压均为零，信号需经过一段时间后才能传输到，传输线越长，等待信号到达的时间就 越长。因此，传输线上连接的各种阻抗或负载也不能简单地看成是并联，因为每处的负载对于输入信号来说， 都不是同一时间接入的。因此对传输线阻抗的计算非常复杂，并且只有在信号稳定的情况下才好计算。 当向传输线输入信号时，之前输入传输线的信号也会与当前输入的信号产生叠加，因为在传输线远处的信号 也在做双向运动，电流也像流水一样，哪一端压力低就往哪一端跑，所以在传输线上某一点的电流，总是因 为输入端电压极性的变化一会向前跑，一会又往后跑。因此，信号在传输线上传输，是按电容和电感充放电 的原理进行的，我们可以把传输线看成是由很多电感相串联和很多电容相并联组成，这样才能把信号在传输 线上传输所需要的时间和传输线上每一点的相位都不一样的过程示出来。由此可见，长距离传输线上各点 的电压相位与输入信号的相位是不一样的，并且只有当传输线上传输的信号是一组有规律的信号（如基波） 的时候，传输线上各点的电压相位才能与输入信号相对保持一致（落后一个相位）地变化。 高频信号在有限长度的传输线上传输时会产生振荡，即新旧信号会产生迭加，并产生驻波，最特殊的情况就 是四分之一波长短路线或开路线产生的驻波。四分之一波长短路线相当于开路，可等效成一个并联振荡电路； 四分之一波长开路线相当于短路，可等效成一个串联振荡电路。高频信号只有在无限长的传输线上传输时或 终端负载正好能把输入信号全部吸收时，传输线才不会产生振荡，即行波，这种情况就称为匹配。 所谓的驻波，可以比喻成手上抓住一根长绳子在作上下摆动，而绳子的一端被固定在墙上，结果从旁边看过 去，可以看到很多个波峰和很多个波谷，并且他们的位置是固定不变的，这种现象称为驻波；如果把绳子的 另一端解开，任由它自由活动，你看到的又是另一番景象，手摆动绳子的时候，绳子产生的波峰会像波浪一 样移动，这个现象称为行波。 音视频信号在传输线中很难进行远距离传输，因为，音视频信号不是一组有规律的信号，在传输线中无波长 可言，虽然音视频信号在传输线中也会产生幅度迭加，但不会产生迭加振荡，并且这种幅度迭加会产生严重 的相位和幅度失真。 另外，音视频信号一般都不是高低电平对称分布在时间轴上，因此它的平均值就不一定为零，直流平均电平 也不是一个固定值，这种信号在传输线中进行远距离传输时除了衰减以外，产生相位和幅度失真更严重，并 且直流电平会对传输线产生电解作用（与空气），使接头接触不良。 所以，音视频信号必须通过高频调制，使之成为平均值等于零的高频交流信号后才能进行远距离传输。音视 频信号经过高频调制以后，信号的相对带宽非常小，基本上还可以把调制后的载波看作单一频率信号，因此 它在传输线中传输幅度和相位失真很小，传输线相当于只对它产生延时和衰减作用。另外，载波的频率选得 越高，传输信号的频道数就越多。载波信号在传输线中传播的速度与传输线的分布参数有关，一般为 20 万公 里左右，是光波的三分之二。 音视频信号也不能通过天线进行无线电传输，一般的天线都是半波振子天线（即天线的长度正好为半个波长）， 半波振子天线与四分之一波长开路线的特性基本相似，相当于串联谐振。但天线与四分之一波长开路线不同 的地方，是天线为开放式的，四分之一波长开路线是集中式的。 当天线被充满电的时候（一种极端情况，对某一时刻⊿t 进行），可看成是一个把极板张开的电容器，半 波振子就相当于电容器的两块极板，极板上分布的电荷会产生静电场，静电场会对远方的接收天线产生感应， 使接收天线也带电；当天线被充电的时候，电流流过天线，此时天线又相当于一根导线，在导线的周围会产 生磁场，此磁场也会对远方的接收天线产生感应，产生感应电动势，这个可以把两根天线看成是变压器的初 级和次级来理解就会很清楚。 天线就像是电感电容组成的串并联谐振电路一样工作的，它只对某个频率的信号产生谐振，音视频信号不是 一个单一频率信号，所以它不会在天线回路中产生谐振，因此它不能通过无线电方式传输。载波在空气中的 传播速度小于光速但很接近光速。 目前我国的电视广播主要使用米波波段（甚高频 VHF）和分米波波段（特高频 UHF），并在开发厘米波波段（超 高频 SHF），微波波段（UK）主要用于卫星广播。目前我国模拟电视信号的标准是： 1) 图像载频信号采用残留边带传输，残留边带标称带宽 0.75MHz。 1） 各频道的本机振荡频率始终比图像载频高 38 MHz，比伴音载频高 31.5 MHz。 2） 频道带宽的下限始终比图像载频低 1.25 MHz，上限则始终比伴音载频高 0.25 MHz。 3） 每个频道的伴音载频始终比图像载频高 6.5MHz。 4） 92~124 MHz、566~606 MHz 为公共调频广播和无线电波通讯等使用的波段，不安排电视频道。 5） 每个频道的中心频率及所对应的中心波长是估计天线尺寸和调试电视机的参数。 调制和解调是彩色电视机图像信号和伴音信号传输和接收过程，调制主要是指电视广播电台，解调主要是指 彩色电视接收机。彩色电视接收机的主要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图像，在扬声器中还原出 伴音。 高 频 信 号 中 频 信 号 伴 音 信 号 图 像 信 号 色 度 色 同 步 信 号 亮 度 、 同 步 信 号 色 同 步 信 号 色 度 信 号 U 信 号 同步信号 V 信 号 亮度信号 高频电视信号分离框图 变频 检波 频率 分离 时间 分离 幅度 分离 频率 相位 双重 分离 彩色电视机天线接收到的射频电视信号，首先通过 VHE/UHF 调谐放大器进行射频放大；然后与本地振荡一起 混频，将它变换成图像中频为 38MHz，伴音中频为 31.5MHz 的中频电视信号（中心频率约为 35MHz），从频谱 结构来看，它相当于把输入信号载频往低处搬迁到另一个较低的固定频率上，但它还是属于高频调制信号。 中频信号通过声表面滤波器选出经中频放大器进行放大，及进一步筛选后，再进行限幅、同步检波器检波， 然后输出 0~6MHz 的亮度信号，和副载波频率为 4.43MHz 的色度信号（正交调幅），以及载频为 6.5 MHz 的第 二伴音中频信号（调频）。 伴音信号（6.5MHz）采用调频方式，与图像信号（0~6MHz）在频域上是分开的，这样经过 6.5MHz 的带通滤波 器就可以把伴音信号取出，然后经过伴音中放和鉴频，就可以还原出伴音信号（音频），再经过功放和扬声器， 最后还原成声音。同时，为防止伴音信号干扰图像，在视频图像信号通道还须用 6.5MHz 陷波器对伴音信号进 行吸收，剩下的信号即为亮度信号和彩色信号（两个正交调制色差信号），该信号又分三路输出，一路亮度信 号（Y），一路彩色信号（V、U），一路行场同步信号。 第一路，输出至亮度通道。经 6.5MHz 和 4.43MHz 陷波器对伴音和彩色副载波信号进行吸收，以消除伴音信号 和色度副载波信号产生的光点干扰，然后取出亮度信号，但该亮度信号经过多次干扰信号吸收后高频分量也 有所损失，会影响清晰度，为此，亮度信号一般都要经过微分电路处理，微分电路也叫勾边电路。亮度信号 通过微分电路处理后相当于高频成份得到很大的提升，使显示图像的轮廓变得更清晰。由于彩色信号还须继 续经过解调处理后才能得到色差信号，这个过程也需要一定的时间，为使亮度信号与色差信号同时到达矩阵 电路，必须对亮度信号进行延时 0.6us，然后亮度信号再与两个色差信号相加或相减，最后才输出红 R、绿 G、 蓝 B信号。 第二路，输出至色度通道。首先通过 4.43MHz 的带通放大器放大，去除亮度信号，取出色度信号及色同步信 号；经过色同步分离器再进一步将色同步信号与色度信号分开。分离出的色同步信号，一方面去控制鉴相器， 使本机的副载波发生电路同步工作，另一方面去控制彩色识别、消色检波电路等。分离出的色度信号经色度 放大器放大后，送至梳状滤波器把色度信号分解为 Fu、Fv 两个分量，同时还要经过逐行倒相进行两行相位误 差“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，分别解调出红色差 信号（R-Y）和蓝色差信号（B-Y），再将它们送至矩阵电路与亮度信号相加或相减，最后输出红、绿、蓝三基 色信号，最后经视频放大分别输出给彩色显像管的三个阴极，调制三个电子束的电流大小，就可以重现彩色 图像。 第三路，输出至扫描同步分离电路。取出行、场复合同步信号，由微分电路取出同步脉冲信号送到鉴相器进 行鉴相，把相位误差变成电压误差信号，由电压误差信号控制压控振荡器（也叫锁相环振荡器），迫使行振荡 频率及相位与输入信号同步。另一路（多脉冲）同步信号经过积分器进行积分，得出一个输出电压幅度与输 入脉冲个数成正比的场同步信号，此场同步信号再去控制场振荡器的振荡相位，使场频与场同步信号一致。 二、彩色电视机与黑白电视机有哪些不同？主要由哪些电路组成？ 答：彩色电视机与黑白电视机不同的地方主要是彩色电视机比黑白电视机多了一个彩色解码电路和显像管有 很大的区别，其余部分基本相同。都由：高频调谐器、中频电路、视频电路、伴音电路、扫描电路、电源电 路等电路组成，下面对各部分的主要工作原理进行简要说明。 视放中放高频调谐器 伴音通道 整流 天线 输入 电路 高频 放大 混频 中频 放大 视频 检波 视频 前置 视频 输出 高压 中压 整流 本振 AGC电路 ANC 电路 同步 分离 同步 放大 AFPC 电路 行 振荡 行 激励 行 输出 积分 电路 场 振荡 场 激励 场 输出稳 压 器 变压 器降 压整 流 第二伴音中 放及限幅 鉴频 低放 扬声器 220V 交流 显像管 直流 至场偏转线圈 至 行 偏 转 线 圈 扫描电路 黑白电视机的原理框图 1) 高频调谐器(高频头) 高频调谐器又叫频道选择器，俗称高频头。从结构上来分高频头有两种，一种是机械调谐高频头，它是通过 改变电感进行频道选择的（开关式、转盘式）；另一种是电调谐高频头，它是通过直流电压改变回路中的电容 （变容二极管）进行频道选择的。机械调谐高频头操作简单，工作稳定，但体积大，现已很少使用。电调谐 高频头的优点是无机械触点、寿命长，在波段范围内频率连续可调，但频率位置不固定，在更换台时需临时 调整。为避免这一麻烦，必须附加多路频道预选器，电子调谐器的本振频率易受温度变化的影响，必须用 AFC 电路校正。目前在彩电种使用的高频头多为电调谐高频头，并且基本上都是用微电脑来控制。 电调谐高频头一般由输入回路、高频放大器、本机振荡器和混频器等几部分组成，同时进行高放自动增益控 制（AGC）和自动频率微调（AFT）控制。混频器的作用是将图像高频信号(fp)和伴音高频信号（fs）变换成 各自固定的图像中频（fpI 38MHz）和第一伴音中频（fsI 31.5MHz）信号，然后送到中频放大器进一步放大， 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。 输出中频频率 IFf ＝调谐频率 OSCf －图像载频 pf 电视接收机收到的射频电视信号进入高频调谐器，首先要经过输入电路中的 LC 调谐回路进行选频，去掉无用 信号，把有用信号选出来，再经高频放大，并与本振电路送来的高频正弦波信号一起送到混频器中进行混频。 混频电路的作用是让两个高频信号进行差拍，来产生差拍信号，然后把差拍信号通过 LC 电路选出来，即得到 一个成为中频的电视信号，其频率比原来接收输入的高频信号的频率低非常多，但信号中所携带的信息一点 没改变。改变本振电路的振荡频率（改变 LC 回路中变容二极管的反向电压）就可以改变接收信号的频率，即 选台。 同时为了使电视机在接收强信号和弱信号时都能有一个比较稳定的信号输出和不跑台，高频调谐器中的放大 器要受自动增益控制（AGC）电压的控制，调谐频率要受自动频率微调（AFT）控制。 输入回路 阻抗匹配 滤波及中频抑制 选频电路 高放器 混频 本机振荡 伴音载频 fs 图像载频 fp Fs fp 伴音中频fs1 (31.5 MHz) 图像中频 fp1 (38 MHz) F L 频道 选择 装置 高频调谐器方框图 a) AFT 电路 AFT 电路一般称为自动频率微调电路，它与一般的锁相环电路的工作原理基本相似，只不过锁相环电路的误差 控制信号是取自鉴相电路，而自动频率微调电路的误差控制信号是取自中频放大器的鉴频电路。电调谐高频 头中的本振是一个压控振荡器，改变控制电压就可以改变调谐频率，把中频放大器的鉴频电路输出的误差电 压同时也加到压控振荡器控制电压的输入端，就可以实现自动频率微调，使彩色电视接收机接收彩色电视信 号性能更稳定，不会随着环境变化漂移。 高放 混频 中放 检波 本振 鉴频 至视放高频 电视 信号 AFT 电路原理框图 2） 中频电路 中频电路的主要作用是对中频电视信号进行放大，另一个是对中频电视信号进行视频信号解调和差拍出 6.5MHz 的第二伴音中频调频信号。中频电视信号是一个频率固定的高频信号，我国标准规定图像中频为 38MHz， 伴音中频为 31.5MHz，中频只是相对于输入高频信号而言。高频头输出的中频信号幅度非常小，并且还有很多 杂波，需要把杂波滤除后再进一步进行放大。 中频信号杂波滤除一般用声表面波滤波器，其原理是把电信号通过换能器变成声波，声波在一种类似音叉结 构的介质中传播会产生共振，产生共振信号的幅度会迭加，非共振信号的幅度会相减，产生共振的声波最后 又用换能器把它转换成电信号，实际上，换能器就是我们很熟识的压电陶瓷片。声表面波滤波器是在一块硅 片上做成很多个类似音叉结构的声波滤波器，其性能可以互相迭加，保证声表面波滤波器有非常高的选择性 和 6 MHz 带宽。经中频放大后的输出信号达 1伏以上，然后进行视频检波。 视频检波及输出电路的作用是：从中频放大器输出的图像中频调幅信号中取出视频调制信号，即视频全电视 信号，送往图像通道；使图像中频（38MHz）和伴音中频（31.5MHz）经过检波后产生差拍，产生 6.5MHz 的第 二伴音中频调频信号，并送往伴音通道；第三个作用是输出反映视频图像信号强度的直流信号电压（AGC）， 用来对中放和高放的增益进行自动控制。 视频检波的原理很简单，用一个高频整流二极管就可以实现，但现在已很少使用，而选用同步检波器，同步 检波器的工作原理就是用两个相位相同的信号相乘，与开关电源中的同步整流原理基本相同，同步检波器的 优点是信号失真比较小。经同步检波后得到的信号是视频信号和第二伴音信号，还是属于复合信号，其中有 多个信号分量，如同步信号、彩色信号等。同样中放增益也需要 AGC 控制，以保证输出信号幅度基本稳定。 高 放 混 频 吸 收 回 路 中 放 视频 检波 及输 出 本振 高放 AGC 中放 AGC 伴音通道 图像通道 中频信号处理电路框图 AFT 电压 形成 3） 视频电路 f/MHz |A(f)| fp 8 2.6 6.5 亮度 色度 伴音 彩色全电视信号频域图 fsfp+fsc 视频电路的作用一个是对视频信号进行放大，另一个是对多个信号分量进行分离，视频信号是图像信号、同 步信号、彩色信号、第二伴音信号等的统称。视频信号经前置放大器放大，使信号输出幅度基本达到 1 伏左 右标准电平后，视频信号被分别送到相应的分离电路进行信号分离。 视频处理电路主要包括：亮度信号处理电路、色度信号处理电路、及解码基色矩阵电路等组成。视频信号一 般都是指彩色全电视信号（FBAS），是由黑白全电视信号与色度信号叠加而成的，它与高频伴音信号合在一起 称为彩色全电视射频信号，采用残留边带发送。彩色全电视信号是由带宽为 6MHz 的亮度信号和带宽为 2.6MHz 的色度信号以频谱交错方式叠加，并加入复合同步信号、复合消隐信号、以及色同步信号组成。 亮度信号处理电路也可称为亮度通道，从视频信号中经 6.5MHz 陷波器去除第二伴音中频信号，和 4.43MHz 陷 波器去除彩色副载波信号，剩下来的就是带有复合同步信号的亮度信号（Y 信号），如果是黑白电视机，亮度 信号经末级视频放大电路放大后，即可送到黑白显像管阴极进行黑白电视图像显示；对于彩色电视机，亮度 通道的作用是将亮度信号 Y 从彩色全电视信号中分离出来，经过放大和处理后，使其达到解码基色矩阵所需 的幅度，与色度通道解出的色差信号 R-Y、B-Y 一起送给解码矩阵电路，以求出基色信号 R、G、B，分别激励 彩色显像管的相应阴极而实现彩色的重现；同时完成彩色副载波抑制、自动清晰度控制、高频信号补偿（勾 边）、直流电平恢复、亮度及对比度调节、自动亮度限制（ABL）、亮度延时和同步分离等。 色度信号是通过对 4.43MHz 的副载波进行正交调制（调幅）来传送的，其带宽为 1.3MHz，以频谱交错方式插 入到亮度信号频带高频端，在亮度信号处理电路中若不加抑制，则色度信号也被亮度通道放大，造成色度信 号对亮度信号的网纹干扰。彩色副载波抑制电路就是在亮度通道中设置一个 4.43MHz 的彩色负载波吸收电路， 以减少这种网纹干扰。 彩色电视机与黑白电视机是兼容的，因此彩色电视机也要接收黑白电视信号，另外彩色电视机接收彩色图像 信号的灵敏度比接收黑白电视信号的灵敏度低很多，而且接收彩色图像信号的清晰度也比接收黑白电视信号 的清晰度低很多。原因是亮、色分离电路会对亮度信号损伤，信号的幅度和高频分量都会降低很多，彩色副 载波抑制电路中的 4.43MHz 陷波器在抑制彩色副载波的同时，也把黑白电视信号中 4.43MHz 附近的高频分量 吸收掉了，因此引起图像清晰度下降。自动清晰控制电路的作用就是，在接收正常彩色信号时，副载波抑制 电路工作，而接收黑白电视节目或信号太弱时，自动使副载波抑制电路不工作，使黑白图像的清晰度恢复到 正常水平。 高频信号补偿也叫轮廓校正电路。一般都是用微分电路把亮度信号中变化速率最大的一小部分信号提取出来， 经过放大和相位补偿后，又与原亮度信号混合迭加，使图像在过渡的边缘处出现黑的更黑和白的更白的分界 线，好像在图像的边缘上勾了一条边。这样图像的轮廓线更突出，从而提高了视感清晰度。 直流电平恢复电路的作用是对亮度信号中的直流信号进行恢复，因为直流信号在传输过程中被丢失了，或者 说直流信号无法在信道中进行传输。对直流信号恢复很简单，只需对亮度信号嵌位在信号峰值 70%的电平处即 可，亮度信号峰值的 70%处相当于图像信号的零电平。 对比度调节电路的作用是改变亮度通道的增益来改变图像亮暗的对比层次。 ABL 电路的作用是为避免因某种原因引起的显像管束电流过大而出现散焦或损坏显像管，当显像管束电流大到 一定值时，ABL 电路就开始产生作用，以控制束电流不超过额定值。 亮度延时线的作用是把亮度信号延时 0.6 微妙左右。根据网络理论，信号通过传输系统的延时时间与系统的 的带宽成反比，所以，通道带宽越窄，信号的时延就越长。亮度信号带宽为 6MHz，而色度信号带宽为 2.6MHz， 由于亮度通道带宽较色度通道宽，色差信号达到解码基色矩阵的时间比亮度信号长，亮度和色度信号在时间 上的不重合会造成图像彩色镶边现象。因此，在亮度通道中需加一个亮度延时线，使亮、色信号能同步到达 解码基色矩阵。 视频信号中的同步信号的幅度相对于图像信号的幅度高 30%左右，所以通过幅度比较很容易就可以把同步信号 分离出来。同步分离电路一般都是利用一个电容通过一个晶体管的 PN 结（或二极管）进行充电和放电的时间 常数不一样，会在电容上产生积累电荷，并对输入信号起阻碍作用，只有输入信号幅度高于电容器上积累电 荷产生的电压时，信号才能通过，即起到电平比较作用，的原理来对同步信号进行分离。经同步分离电路分 离得到的是复合同步信号，即行场同步信号。 场同步信号需要同行同步信号中进行分离，PAL 制行扫描定义为 625 行，实际上有 25 行是没有图像内容的， 被称为行消隐信号，因此可以在 25 行中的前几行加入一些脉冲群作为场同步信号。这些脉冲群经过积分就可 以得到一个触发脉冲，用来触发场振荡同步。 4.43MHz 陷波 箝位 高频补偿 亮度放大 延迟 视放 亮度调节 对比度调节 ABL控制 色饱和度调节 4.43MHz带 通滤波 色同步 分离 色度 放大 梳状 滤波 同步解调 同步解调 基 色 解 码 矩 阵 ACC ACK 副载波恢复 R-Y B-Y 视 频 全 电 视 信 号 R G B 视频处理框图 Y 4)伴音电路 全电视信号经过 6.5MHz 带通滤波器选出第二伴音中频信号，再送入限幅放大器进行放大、限幅，放大后的信 号被送入鉴频器进行调频解调，得到音频信号再经低频放大器放大，最后输出功率给扬声器，扬声器即可发 出声音。 早期的鉴频电路是利用 LC 调谐回路的钟型谐振曲线进行斜率检波，来对调频信号解调，两个 LC 调谐回路组 合起来就得到一条 S 曲线。这种方法已经很少使用，目前大部分鉴频电路都是采用锁相环信号与输入信号相 乘的方法，即，相敏整流的方法。道理也很简单，因为相位的微分就是频率。 高 频 头 中 放 级 检 波 及 输 出 第二 伴音 限幅 放大 鉴 频 器 前 置 低 放 级 功 率 放 大 器 扬声器 高频图像及伴音载波 图像中频 38MHz 伴音中频 31.5MHz 图像视频信号 0—6 MHz 第二伴音 中频 6.5 MHz 音 频 伴音系统框图 音量控制 5)PAL 解码器 彩色电视机比黑白电视机在电路中主要多一个 PAL 解码器，另外彩色电视机一般都采用遥控器进行操作，因 此都用微电脑进行各种功能控制，因此彩色电视机要比黑白电视机具有更好的性能，在电路上也复杂了很多， 并且功能也越来越多，这里只介绍一些比较关键的技术原理，其他技术后面再陆续介绍。在彩色电视机原理 框图中，除了增加了一个 PAL 解码器以外，由于彩色电视机一般都选用电调谐高频头，因此彩色电视机中一 般都一个自动频率控制（AFC）电路，也称为自动频率微调（AFT）电路。 开关电源 PAL 解码器 天线 高频 调谐器 AFT 中波 AGC 图像 检波 视频 前置 同步 分离 伴音 放大限幅 鉴频器 低放 ARC 电 路、副载 波吸收 亮度 放大 亮度 延时 带通 放大 色同步选 通放大 鉴相器 副载波晶振 自动 色度控制 （ACC） 消色 ACK PAL 识别 电子 开关 90 度 移相 DL V 同步 检波 U同步 检波 R-Y 放大 B-Y 放大 扫描 电路 高、中、低 压整流滤波 解 码 矩 阵 R输出 G 输出 B 输出 整流 滤波 直流 交换器 + - 扬声器 彩色显像管 彩色电视接收机的原理方框图 偏 转 线 圈 低压电源 中压电源 直流 交流 220 V PAL 解码器由亮度通道和色度通道组成。PAL 解码器的输入信号来自前置视频放大电路，视频电视信号中的彩 色信号分量经 4.43MHz 滤波器取出，再由梳状滤波器进一步分离出两个正交色度信号分量 u、v，然后进行同 步检波，得到色差信号（B-Y）和（R-Y）。 同步检波需要的开关控制信号就是彩色副载波（4.43MHz），它由副载波锁相振荡器及 PAL 开关产生的，副载 波锁相振荡器的输出信号由色度信号中的色同步信号牵引同步。 为了使色度信号输出幅度稳定，图中还有一个自动色饱和度控制（ACC）电路。为了避免彩色电视机接收黑白 电视信号时，副载波锁相振荡器对图像信号产生干扰，和提高清晰度，图中还有一个自动消色控制（ACK）电 路，在接收黑白电视信号时，或彩色信号很微弱或解调副载波不正常时，能自动关闭色度通道。 色度通道主要完成自动增益控制色度放大、色饱和调节、副载波恢复、色度信号解调、自动消色等工作。色 度信号解调电路是从彩色全电视信号中解调出 R-Y 和 B-Y 两个色差信号，与亮度信号 Y 一起经解码矩阵电路 处理后得到三基色信号 R、G、B。 自动色度控制电路（ACC）的作用是对色度信号进行动态调节，以稳定其幅度而不至于出现图像彩色忽浓忽淡 现象。从而保持色度信号和亮度信号的振幅比不受色度信号幅度波动的影响，避免色饱和失真。 梳状滤波器是解码器的核心部分，主要功用是利用电视信号的行间的相关性，从色度信号中分离出红、蓝两 个色度分量 u和 v。由于 u和 v 在相位上相差 90 度，如果对 u或 v 信号延时二分一周期（或四分一周期），然 后再把输出信号与输入信号相加相减，就可以得到两组新的信号，即完全分离的 u和 v。由于用延时线对 u、 v 信号分离输出的幅频特性是梳状的，故又称作梳状滤波器。实际应用中一般都是利用一行延时线来代替二分 一周期延时线，因此 PAL 解码器中的延时线有两个作用，一个用来作为梳状滤波器，另一个作为一行延时。 早期的一行延时线是用超声波玻璃延时线，现在基本上已改用集成电路。 在亮度通道中，为抑制色度信号对亮度信号的干扰，用 4.43MHz 的陷波器吸收掉色度信号。自动清晰度控制 （ARC）电路的作用是在接收黑白电视信号时，将副载波陷波器去掉，以提高图像清晰度。为补偿窄带色度信 号延时产生的“亮色重影”图中设置了亮度延时线。解码矩阵的作用是将亮度信号 Y和色差信号（R-Y）、（B-Y） 变换成 R、G、B 三基色信号，最后通过末级视频放大，信号被加到显像管 R、G、B 的三个阴极上控制显像管 的发光程度，再加上扫描电路的作用，在电视荧光屏上就可以显示出活动的彩色电视图像。 6)扫描电路 复合同步信号直接送入行锁相环振荡电路，得到与同步信号同步的行扫描振荡信号，再经行扫描功率放大， 输出功率被送给显像管上的水平扫描偏转线圈，在线圈中即可产生行锯齿波电流，并在行偏转线圈中产生偏 转磁场，磁场对电子束会产生洛伦兹力，使电子束进行相应偏转，产生电子扫描线，与场扫描及亮度信号、 彩色信号配合即可显示电视图像。同时利用行输出变压器还可以得到相应的高、中压电源，提供显像管高压 阳极、聚焦极、加速级等所需电压。行扫描电路输出的扫描电压是一个方波，偏转线圈内阻产生的电压降通 过一个可磁饱和电感来进行补偿。 场扫描电路输出给场扫描偏转线圈的扫描电压是一个梯形电压波，锯齿部分用来抵消偏转线圈内阻产生的电 压降。 7)电源电路 将交流 220V 市电通过整流滤波再进行开关电源进行直流/交流转换，再通过开关电源变压器的次级输出，然 后再整流滤波就可以得到电视机所需要的各种直流电压。这种开关电源可以进行冷热地之间隔离，保证人身 安全。 3、电视图像信号的发送和接收是如何进行的？ 答：电视信号的发送传输和接收有三种形式： 1）地面广播系统：通过电视发射天线向周边地域空间发射电磁波信号。优点是成本低，覆盖范围宽，电视机 使用不受场所限制，在广大农村采用最广泛。缺点是电视信号容易受地面障碍物（如高楼）阻挡和反射，形 成多径干扰，图像经常出现重影；另外，电视信号强度按距离的平方成反比，离电视台稍远一些的地区，接 收到的电视信号非常差，容易受周边干扰信号（如：汽车、电器设备、家用电器等）和气候及本机噪音干扰， 图像画面经常出现雪花状干扰条。 2）卫星电视广播系统：其主要优点为覆盖面大、转播电视质量高适应性强；缺点是成本高，需另购一个卫星 接收机顶盒，和安装一个抛物面微波天线。目前，我国还没有发射 K 波段的电视卫星，接收 U 波段通信卫星 信号需用 1.5 米的抛物面微波天线，安装和使用非常困难，只适用于政府部门和企事业单位安装使用。 3）有线电视系统：通过同轴电缆传输，不受外界干扰，和干扰别人，使信号的频谱能得到充分利用，图像质 量在所有传输系统中最好。目前，有线电视信号已把 V波段的频谱全部利用完，U波段的低端也利用了大部分， 工作频段包括 VHF（12 个）和 UHF（56 个）两个频段，共计 68 个频道；另外还增加了 37 个有线电视专用频 道（开路广播不能使用的频道），最多可用的频道达到 105 个。有线电视系统的缺点是成本还比较高，用户每 月须交一笔设备维护费。早期有线电视（CATV 300MHZ）覆盖的频数；C1—C57，Z1—Z16，目前的有线电视 已经覆盖了所有的频道。 下面是能接收各种电视信号（卫星、有线数字、有线模拟）和普通电视信号的电视机主要部分方框图。广播 电视信号和卫星电视信号及有线电视信号的区别只是高频传输和调制方式不同，对于电视机来说，就是高频 头工作方式不一样。高频信号首先被送入电视机的高频调谐器，经解调或变频，输出 TS 流（数字信号）或中 频信号（模拟信号），再由后面的 MPEG2 解码或进行中频放大、图像解调，将图像信号与音频信号从数字信号 或载波中提取出来。图像信号经过处理后，再经视频放大电路放大，最后送给电视机显像管进行图像显示； 音频信号在经过伴音通道处理后通过扬声器还原为原来的声音。 下面简单介绍图中各部分的主要作用和原理： 高频头：俗称调谐器，是电视高频信号公共通道的第一部分，目前电视机使用的高频头一般分为数字信号高 频头（简称数字高频头）和模拟信号高频头（简称模拟高频头）。 数字高频头的作用是接收数字电视高频信号，并进行频道选择和高频信号放大及变频处理，有些还带中频信 号放大和高频数字信号解调功能，高频数字信号经解调后，输出的数字信号为 TS（Transport Stream）流， TS 流：也叫传输流，它是以“帧”为单位的数字信号传输流，每一帧数字信号中含有同步头、数据、结尾等 信号，对于 MPEG2 数字信号，每帧信号是由长度为 188 字节的二进制信号包组成，其内容含有一个或多个节 目。这里“帧”的概念与电视图像中的帧很类似，但内容不相同，一帧 MPEG2 数字信号对应于一帧图像来说， 只相当于一幅图像内容中的几个像素点。 根据接收高频数字信号的调制方式，数字高频头还分 QPSK（Quadrature Phase Shift Keying 正交键控调相） 调制高频头和 QAM（Quadrature Amplitude Modulation 正交调幅）调制高频头。QPSK 调制高频头主要用于卫 星电视信号接收；QAM 调制高频头主要用于有线电视信号接收。 模拟高频头的作用是接收模拟电视高频信号，并进行频道选择、高频信号放大及变频处理，模拟高频头一般 不带中频信号放大和高频信号解调功能，因此模拟电视还需另外再加一个中频放大器和高频信号解调器。 一般模拟高频信号的接收、放大、解调等电路都需要严格调整才能符合整机的要求，因此很难把高频信号接 收、放大、解调等功能全部由高频头来完成，因此模拟高频头的主要任务主是选频道，另外一个任务就是降 频，把接收到的高频信号降低到一个固定频率之上，这个固定频率信号就是中频信号，其频率一般为 38MHz。 中频信号对于视频来说，还是高频信号，它还需要进一步放大，然后才进行解调和各种处理（如：同步分离、 亮色信号分离等），中频放大电路的任务主要就是中频信号放大和音、视频信号解调。另外，中频放大对视频 信号解调也很特别，一般都用同步检波，包络失真非常小。中频信号经解调后输出视频信号和音频信号，即 AV 信号，AV 信号还需进一步进行彩色信号处理（解码）才变成 R、G、B（红绿蓝）三基色信号。目前能接收 数字信号（如卫星电视）的电视不多，大多数是模拟电视。 MPGE2 解码器：俗称数字电视图像信号解压板，一般都是独立安装在一块板上，只有接收数字电视信号（如 DVB-S、DVB-C）时才用到。数字高频头输出的 TS 流数字信号首先要送到 MPEG2 解码器进行解码，MPEG2 解码 器解码后的信号一般还是数字信号，称数字视频信号，数字视频信号经 D/A（数字/模拟转换）转换后就变成 视频信号。一般数字视频信号还要进行显示格式转换，以适应各种不同格式显示器的要求。 图像格式转换和伴音处理电路：此电路一般只有在较高等的电视机中才安装，用于对不同格式的图像信号进 行变换，其工作原理，就是在现有的图像信号基础上进行加点加行，或减点减行，以适应不同扫描格式的显 示器要求。这个与逐行扫描电视中的帧存储和行场图像信号处理基本相同，伴音信号处理主要是用于数字音 频信号解调和各种音色处理。这里的图像信号和伴音信号处理一般还是数字处理范畴，最后还要进行数模 （D/A）转换，才能输出模拟信号（AV 信号）。 扫描电路：分为行扫描电路和场扫描电路。其作用是产生扫描信号（电压波）分别加到显像管的行、场偏转 线圈上，使偏转线圈中产生线性变化的电流（锯齿波），从而在显像管中的水平、垂直方向上都产生匀速变化 磁场，使显像管阴极发射的电子束在磁场中匀速偏转，这个方法称为扫描。简单地说，电视图像就是通过电 视图像就是通过不断地进行行场扫描而产生的。经过解调得到的视频信号（图像信号）经放大，用来控制显 像管 R、G、B 电子枪发射电子，电子枪（红、绿、蓝）发出的电子束，在偏转线圈产生的磁场作用下，不断 改变运动轨迹，并轰击屏幕表面上的荧光粉而发出不同颜色的亮光，在人的眼睛中就产生一幅幅彩色图像。 如图所示。另外，行扫描电路还要给显像管提供高压（约 3万伏），中压（200V）与其它电压（12V），及 AFC、 消隐信号等。 伴音通道：对第二伴音中频信号进行解调和音频功率放大，用来推动扬声器发出声音。 电源：将 220V 交流电转换电视机工作所需的基本电压。 接口电路：用来接收其它音视频产品输出的音视频信号，如：DVD、录像机等，目前大部分还是模拟信号，但 数字视频信号的产品目前已开始上市。 作者：陶显芳 康佳集团