电视机原理.doc

第一讲：I2C总线由于现代新型大屏幕彩电的技术含量很高，功能也日益增多。为了实现这些要求，彩电中CPU的控制功能日益增多，被控对象越来越多。若是在彩电中需要调整的地方，大量使用各种开关和电位器，这不仅使生产、维修中的调试变得复杂，更给使用日久之后留下许多故障隐患。为此，飞利浦公司开发了集成电路间的互联总线（Inter IntergrtlifCuit BUS），即I2C总线。使电路大大简化，省去大量调整控制元件，因此受到众多厂家青睐而被广泛采用。总线上CPU和被控集成电路通过一条串行数据线（SDA）和一条串行时钟线（SCL）连接起来。图1所示为东芝第三代“火箭炮”彩电I2C总线系统示意图。 每一个受控IC内部都有一个I2C总线接口电路，它包含有可编程的地址发生器、地址比较器、移位寄存器和锁存器等，使被控电路能够处理CPU发出的数据，被控IC接口电路内部框图如图2所示。由图2可知，每一个PC总线接口都分配有一个地址，以区别不同被控IC。 CPU通过I2C总线与各被控IC进行通信，向被控IC发送控制数据，也能通过I2C总线接收被控IC向CPU发送回来的数据，以监测和记录被控IC的工作状态。例如：当CPU要控制某个被控IC完成某项操作时，就从I2C总线发送出要控制的IC地址和控制数据，于是挂接在I2C总线上的每一个接收IC都要对CPU送来的地址数据进行译码，以判断是否是向本IC发送的控制数据。如果地址数据相符，接收IC立即向CPU送回一个应答（确认）信号，并将CPU发出的控制数据转换成本芯片所需的控制电压（数模转换），以完成相应的控制操作，再以数据形式传回CPU，CPU将送回的调整或电路数据存入E2PROM（电可擦可编程只读存储器）中，以便每次开机或随时需要调出。这里必须强调的是：存储器是I2C总线上的一个重要元件，一旦发生故障或丢失某些数据，就会造成相应电路工作不正常，其故障现象极为复杂。因此，在更换存储器前必须先进入维修模式，调出或记录原正常芯片中存储的数据，更换芯片后，必须将记录的数据或厂家提供的参数重新写入存储器（即初始化），或直接购买厂家事先已写入数据的存储器，机器才能正常工作。最后顺便指出，I2C总线的功能有三：一是用户对电视机的操作功能；二是对电视机各单元电路的控制和调整功能（注：必须用遥控器使机器进入维修模式才能进行）；三是生产厂家自动化的调整功能。第二讲：频率合成调谐式CATV兼容高频头目前，大部分彩电均采用电压合成调谐式高频头来实现电视信号的接收，这种高频头是利用变容二极管的结电容随加在变容二极管两端的反向电压（调谐电压）的变化而变化，从而改变本振回路的振荡频率，实现调谐接收。一般是由CPU给出频段控制电压和调谐电压来分段实现电视频道的接收，并把各频道对应的调谐电压数据储存于存储器中，供以后直接取出使用。电压合成调谐式高频头能够接收57个无线频道：L段（15）、H段（612）、U段（l357）。目前出品的这种电压合成式高频头还能接收Z1Z35甚至更多的CATV有线增补频道，俗称增补高频头。电压合成式高频头的最大弱点是，由于受温度、电压等因素变化的影响，其调谐稳定度不高，而引起频率漂移，且控制难度较大即必须在中放电器设置AFT电路，检出频率误差电压，直接加在高频头 AFT端子或通过CPU去校正高频头调谐端子VT的调谐电压，以保证高频头内本振电路频率的稳定性，一旦上述电路出现问题，就会导致逃台或自动搜索不存台，甚至图像、声音指标大幅下降的故障。为解决上述电压合成调谐式高频头的缺陷，在新型高档彩电中，如松下“三超画王”、东芝“火箭炮”、长虹“NC-3”机芯，以及现在出品的绝大多数大屏幕彩电，均采用了频率合成式高频头。频率合成式高频头是以锁相环（PLL）技术为基础，对信号相位进行自动跟踪、控制的调谐系统。这种高频头不再由CPU直接提供高频头的频段、调谐电压，而是由CPU通过串行通信总线（I2C总线）向高频头内接口电路传送波段数据和分频比数据，于是高频头内的可编程分频器等电路对本振电路的振荡频率进行分频，再与一个稳定度极高的基准频率在鉴相器内进行比较若两者有频率或相位的误差时，则立即产生一个相位误差电压去控制（改变）本振频率，直至两者相位相等，此时的本振频率即被精确锁定在所收看的频道上，也就是说，高频头内的本振电路的振荡频率一直跟踪电视台的发射频率，故接收特别稳定，这是频率合成式高频头的优点之一。 频率合成式高频头内的电路框图如图1所示。这里本振、预定标器、可编程分频器、鉴相器、低通滤波器等就构成了锁相环路（PLL），送往混频器的信号为环路的输出。在图1中，鉴相器一路的输入频率为f1，是由基准频率发生器产生的频率f0，通过m次分频而得，另一路输入是由本振电路的振荡频率f0经预定标器n1次分频、再经可编程分频器进行n次分频后所得，其频率为f2=f0/(n1n)。当环路锁定时，两路输入频率相等，即f0/m=f0/(n1n)，由此式得出f0=f0n1n/m。由此可见，改变可编程分频器的分频系数n，即可改变本振频率，从而达到选台目的，改变分频系数n还可达到切换频段之目的由上式可知，本振频率调节范围取决于分频系数的变化范围、准确地说，是取决于分频器的位数，由于位数是任意的（理论上），所以频率调节范围相当宽，也就是可预选的电视频道相当多，这也是频率合成式高频头的优点之二。所以目前生产的频率合成式高频头均能兼容接收CATV有线增补频道，不过，要在CPU的控制数据中增加CATV增补频道所需的频道数据才行。这些必须要在CPU的软件设计中由生产厂家事先设定，一般用户及检修人员无法改变，这一点就不像电压合成式高频头可人为改变本振回路的电感量来调节频率的接收范围，这是频率合成式高频头的一个缺点。缺点之二就是电路复杂、元件多、价格贵，故一般低档彩电均不采用频率合成式高频头。图2是熊猫C2926型彩电所用常见的11脚频率合成式高频头引脚排列，型号为TELE9Xll0A。 第三讲：准分离式中频放大电路图1是普通彩电常用的内载波接收方式的中频放大电路方框图。由图可知：高频头输出的图像。伴音中频信号由声表面滤波器选频和幅频特性处理后，送入同一中频放大器放大，然后一路送入同步检波器被检波，另一路送至限幅器，将图像中频信号变成等幅载波信号后，也送入同步检波器，检出视频信号，再利用图像中频信号和伴音中频信号的差拍而产生第二伴音中频信号，并从同一端子输出，然后利用带通滤波器滤出第二伴音中频信号，同时利用伴音陷波器取出图像信号。显然，这种接收方式的特点是图像和伴音信号共用一个通道，它们之间的相互干扰是不可避免的，特别是伴音内载波（即第二伴音中频信号）与色副载波的差频信号（即f= 6.5MHz-4.43MHz=2.07MHz，指 PAL-D制）对图像的干扰，以及强信号时对伴音产生的蜂音干扰均不可避免。为了克服这种现象，最好的办法是使图像伴音中频信号通过两个各自独立的通道来处理，但这种完全分离的接收方式要求高频头内本振频率的稳定性极高，这是因为第一伴音中频信号是由本振与伴音载频通过差拍产生的。若本振频率发生偏移，那么第一伴音中频的频率也随之发生偏移，致使偏离了伴音中频鉴频电路的S曲线中心，从而导致解调出来的音频信号的失真，若想本振频率从几十兆到数百兆的范围内都具有极高的稳定性，在技术上比较困难，况且即使能办到，成本也高，故目前较高档电视机常采用PLL准分离接收方式。所谓准分离接收方式实际是一种变形的内载波接收方式，其电路框图如图2所示。 由图可见，在调谐器（高频头）以后，图像、伴音中频信号经两个声表面滤波器（注：两个声表面滤波器有的是各自独立的，也有的是合在一起的，如高路华TC-2982型彩电就是这样）选频，分别获得第一伴音中频信号和图像中频信号。其中第一伴音中频信号被送入伴音中频放大器及伴音检波电路。伴音检波器是利用基准载波信号与伴音中频信号进行差拍而产生伴音内载波（即第二伴音中频信号）信号。在这里伴音检波器的基准载波信号不再是等幅图像中频信号，而是由PLL（锁相环）视频检波器中压控振荡器产生的PLL同步信号取代。它经图像声表面滤波器获取的图像中频信号，也送入图像中频放大器放大，然后送入视频检波器以便得到视频信号。这里视频检波器也是采用压控振荡器产生的PLL同步信号进行检波。所 谓PLL同步 检波，就是利用PLL（锁相环）技术，始终保证VCO（压控振荡器）的载波振荡频率与图像中频频率严格一致。若有误差，鉴相器就会输出一个误差控制电压，去修正VCO的振荡频率，使之自动回到图像中频上。这种方式的最大优点是：由于VCO产生的等幅载波单频信号无其它旁频分量，且被严格锁定在图像中频上，具有极高的稳定性。载波信号与图像内容无关，故伴音检波产生的第二伴音中频信号与图像内容无关，解决了图像与伴音之间的相互干扰问题。另外，由于省去了限幅器，因此第一伴音中频信号的幅度也得到提高，即提高了伴音信号的信噪比，同时也解决了调频信号的寄生调幅干扰问题。正因为PLL准分离式中放电路有明显的优点，所以近年来生产的大屏幕彩电几乎都采用了这一电路。上述两个通道可能集成在一片集成电路中，构成准分离式图像、伴音一体化中放电路，如：TA8800A、TDA9808T、AN5719等就属于这种类型，也有的是把上述两个通道和色度解码、扫描等小信号处理都集成在一片集成电路中。如：AN5095K、TDA8843等就属于这一类。图3是TA8800A典型应用电路及内部电路框图。 由图可见，来自高频头的图像中频及伴音中频信号，经预中放管放大后被送入二合一声表面滤波器F1806D，经F1806D中图像声表面滤波器选出的图像中频信号从TA8800A、脚送入内部的图像中放电路，经放大后被送入视频检波器。其中一部分图像中频信号送入鉴相器，以及作为基准信号去校正压控振荡器的振荡频率并使之始终为38MHz。经检出的视频信号又送入视频放大器放大，然后从(21)脚输出。另外，由F1806D伴音声表面滤波器选出的伴音中频信号，从TA880A脚送入内部的伴音中放电路及伴音检波电路。伴音检波器所需的基准载波信号，也是由压控振荡器提供的PLL同步信号经90移相后送入伴音检波器的。经检波得到的第二伴音中频信号从脚输出，再经外部的伴音制式处理电路处理后（有关知识在以后将有详细介绍），重新从组脚进入内部的限幅放大器（第二伴音中频放大器）被放大，然后送入伴音鉴频电路被还原出音频信号，并从脚输出，送入功率放大电路作进一步放大。顺便指出，目前仍有部分大屏幕彩电所使用的单片小信号集成电路（如TDA83618362、LA7688等）的中频电路，仍是单通道类型。第四讲：多制式的控制与切换新型大屏幕彩电一般为多制式，其中包括伴音制式（第二伴音中频分别为：4.5MHz、5.5MHz、6.OMHz、6.5MHz）、彩色制式（PAL、NTSC、SECAM）、色副载波频率（4.43MHz、3.58MHz）及场频（50Hz、60Hz）等几方面。下面对多制式的控制分别作一介绍。伴音制式的控制多制式高档彩电均设计有4.55.56.06.5MHz四种伴音中频电路，以满足不同国家或地区的接收需要。这就要求电视机在接收不同制式的节目时，其伴音中频处理（包括中频带通滤波器、伴音中频陷波器）、伴音鉴频器等电路参数能按照具体需要作相应调整，而这一任务通常是由控制电路来完成。图1就是新型大屏幕彩电伴音制式切换控制示意图。由图可看出，从视频检波器输出的视频复合信号（它包含有第二伴音中频信号），经5.5MHz、6.OMHz或6.5MHz带通滤波器取出第二伴音中频信号，并送入混频器与500kHz本振电路输出的等幅振荡信号进行混频。其中6.5MHz伴音中频信号与500kHz振荡信号差频，产生6.OMHz调频信号，5.5MHz伴音中频信号与500kHz振荡信号和频，产生6.OMHz调频信号。于是混频器就只输出6.OMHz的伴音调频信号，再经6.OMHz带通滤波器选通，加至中频限幅放大器的输入开关S（实际是电子自动模拟开关）的一端。同样，经过4.5MHz带通滤波器选通的4.5MHz伴音中频信号，加至输入开关的另一输入端。这样就使得进入后面鉴频器的伴音中频个数由四个减少为二个，从而大大简化了电路。下面再来介绍切换原理：当输入为4.5MHz中频信号时（如接收NTSC-M制式电视节目时，伴音中频即是4.5MHz），识别电路会输出高电平；不是4.5MHz中频信号时，识别电路会输出低电平。这样，识别电路输出的高低电平再去控制制式切换开关（即上面提及的输入开关引，使之自动接通6.OMHz或4.5MHz伴音中频信号，经限幅放大器放大后再送至鉴频电路解调出伴音音频信号。鉴频回路的LC参数在识别电路输出的控制信号作用下，也会进行自动切换，使鉴频曲线中心自动对准6.OMHz或4.5MHz。 图2是高路华TC-2982彩电伴音中频切换处理局部电路。其基本原理是：当接收伴音中频为5.5MHz或6.OMHz或6.5MHz电视节目信号时，CPU（TMP87PM38N）(19)脚输出低电平，使VT105、VT103截止，而VT104导通，VD105因正极低电平而截止，IC101 (21) 脚输出的信号将不能进入IC101 (15)脚。此时从IC101 (14)脚输出的5.5MHz或6.0MHz或6.5MHz中频伴音信号将经C144进入伴音中频变频IC102（TA8710S）内部，经变频处理后产生的6.0MHz信号从IC102 (7)脚输出。此时VT106因基极高电平而截止，VD107正极又因高电平而导通，于是IC102 (7)脚输出的6.0MHz中频信号顺利进入IC101内部的伴音中频限幅放大器。放大后再送入伴音鉴频器，其中一部分信号从IC101 (12)脚输出经C116送入鉴频器的谐振回路。此时，因R117上端为高电位，故VD110负极为高电平而截止，其LC谐振回路谐振在6.0MHz。解调出来的音频信号从IC101 (9)脚输出，送入后面的音频放大电路。与此同时，视频信号从IC101 (21)脚输出，经VT102作缓冲放大后从发射极经R135、L106输出。此时，4.5MHz陷波器Z104因VT103截止而不起作用。当接收伴音中频为4.5MHz的电视节目时，CPU (19)脚输出高电平，于是VT105、VT103导通，VT104截止，VD105因正极为高电平而导通，于是从IC101(21)脚输出的4.5MHz伴音中频信号（在NTSC-M制时，视频信号中含有4.5MHz伴音中频信号）经带通滤波器Z102滤除视频信号后，经VD105从IC101 (15)脚送入内部限幅放大器（此时VT106因基极低电平而导通，VD107正极因低电平而截止，于是IC102 (7)脚来的信号被阻断），放大后送至鉴频器。此时由于Rll7上端为低电平，故VD110负极因低电平而导通。于是鉴频器的谐振回路自动谐振在4.5MHz频率上，使4.5MHz伴音中频信号得以顺利解调，解调后的音频信号仍从IC101 (9)脚输出。同时从IC101 (21)脚输出的视频信号，经VT102缓冲放大后从发射极输出，此时因VT103已导通，4.5MHz陷波器Z104下端相当于接地，于是混在视频信号中的4.5MHz中频伴音信号被滤除，送往后面解码及亮度处理电路的信号就是纯视频信号。彩色制式的控制多制式彩电都设计有PALNTSC3.58MNTSC4.43MSECAM四种彩色制式。这四种制式的切换控制，一般是由色度解码集成电路内含有的彩色制式识别电路，根据所接收到的视频信号自动识别其制式。识别结果以电压（电平）高低送给CPU及其它外围电路，CPU据此信息发出指令，使相关电路协调工作。图3是松下M16机芯彩电彩色制式自动控制简图。当按下机器面板上彩色控制键，使之进人 自 动控制模式时，CPU（MN1872432TWI）(47)脚输出低电平，使四通道模拟开关（图中只画出了三个）IC602（MN4066）中的三个开关S1、S2、S3全部断开，切断了CPU至解码块IC601（TA8719）的通路，解码电路进入自动识别状态。识别结果由(10)、(11)、(21)脚输出，再经控制三极管VT1217（2SC1815）、VT1214（2SC1815）、VT1216（2SC1815）送至CPU的(8)、(9)脚。CPU再根据(8)、(9)脚电压值，判别接收的是什么制式的电视节目，从而给出正确的荧屏显示，并发出控制指令，使相关电路配合工作。比如伴音中频控制电路的切换信号、副载波振荡器频率切换信号等。下面具体介绍：当接收彩色信号时，IC601 (21)脚输出高电平，VT1216饱和导通，CPU (9)脚电压为0.2V以下，CPU据此判别机器接收的是彩色信号节目；当接收黑白电视信号时，IC601 (21)脚输出低电平，VT1216截止，显然CPU (9)脚电压为5V，CPU据此判别机器接收的是黑白电视信号。当电视机接收的是PAL制彩色信号时，IC601 (10)、(11)脚也输出约5.7V高电平，VT1217、VT1214均饱和导通，显然CPU (8)脚电压几乎为零，CPU据此判别机器接收的是PAL制彩色信号；当接收的是SECAM制信号时，IC601 (10)脚输出为5.7V左右，(11)脚输出为OV左右，于是Q1217导通、VT1214截止。那么CPU (8)脚电压由R1253、R1258、R1261的分压值决定，即为1.8V左右。按设计要求，此电压值表示接收的是SECAM制式电压范围之内，故CPU判定接收的是SECAM制式信号；当接收的是NTSC4.43M制信号时，IC601 (10)脚为低电平，(11)脚输出为5.7V高电平，显然VT1217截止。VT1214导通，此时CPU (8)脚电压由R1254、R1261、R1258分压决定，即为3.2V左右，此电压表示接收的是NTSC4.43M制电压范围之内，所以CPU判定机器接收的是NTSC4.43M制信号；当接收的是NTSC3.58M制信号时，IC601 (10)、(11)脚输出同为OV。显然，VT1217、VT1214同时截止，CPU (8)脚输入电压为5V，CPU据此判定彩电接收的是NTSC3.58M制信号。上面所述松下M16机芯彩电的彩色制式切换与CPU、IC601有关脚位电压关系可见附表。场频的识别非倍频彩电的场频有50Hz60Hz两种，场频不同会引起图像场幅及字符位置的变化，因此接收不同制式节目（PAL的场频为50Hz、NTSC制场频为60Hz）时，也需对有关电路进行切换（如场振荡、场幅、枕校电路等）。全制式的解码IC（如TA8659、TA8719、TA8783等）内部一般都含有场频自动识别电路，识别结果以电平方式输出，送至CPU或有关电路。为了使大家了解场频自动识别电路工作原理，现以专用场频识别IC（LA7950）为例加以说明。图4为5060Hz场频自动识别电路，行逆程脉冲从LA7950 (1)脚进入内部电压比较器输入端，内部的基准电压是由(2)脚外部输入12V电压经内部分压器获得。从电压比较器输出的行逆程脉冲作为内部计数器的触发脉冲。同时，视频信号经(4)脚输入内部的同步分离电路，分离出的场、行复合同步脉冲由(3)脚输出。由于(3)脚外接的积分电路的时间常数为180ms，远大于行同步脉冲的宽度，故从该脚输出的复合同步脉冲经该积分电路积分，就可分离出场同步脉冲，并经C5送到(5)脚，用作计数器的复位脉冲。每当场同步脉冲到来时计数器即复位，所以计数器可记出一个场周期内有多少个行频脉冲到来。若一个场周期内有240287个行频脉冲到来，则判定场频为60Hz；若一场内有288340个行频脉冲到来，则判定场频为50Hz。判定结果由(7)(10)脚输出，分别送至CPU及有关控制电路。实施对有关电路的切换控制。第五讲：梳状滤波器亮/色分离电路在彩色电视机整机电路中一般都设有亮度/色度(Y/C)信号分离电路。传统彩电的Y/C分离是采用频率分离法，即利用亮度信号与色度信号的频率不同加以分离。具体讲，就是在亮度通道中加入一个色度陷波器，去掉色度信号，取出亮度信号，同时在色度通道的前面加一个色度带通滤波器，抑制亮度信号，取出色度信号。这种方法虽简单，但在色度陷波器吸收色度信号的同时，也将亮度信号中的高频分量吸收掉了，使图像的清晰度降低。另外，在色度带通滤波器选出色度信号的同时，也将带通滤波器频带范围内的亮度信号选出，与色度信号一起送入解调器，这样亮度信号中的高频分量同样被解调出，将导致图像的一些细格子或细条子区域出现闪烁的彩色干扰。由于传统的频率分离法并不能将所有的亮/色信号彻底分离，导致图像质量差，为此，现在的新型大屏幕彩电都使用梳状滤波器进行亮/色信号分离，从而较好地解决了上述问题，使彩电的图像质量得以显著提高。那么梳状滤波器是怎样将亮/色信号彻底分离的呢？简单地说，就是根据视频信号频谱交织原理及梳状滤波器的梳齿状滤波特性，以频谱分离的方式把亮度信号与色度信号分离出来。下面作一介绍。梳状滤波器的基本原理，可用图1所示框图表示。它是由两行延迟线、加法器、减法器等组成。由亮度信号和色度信号构成的视频信号，一路直接加至加法器和减法器的一个输入端(称为直通信号Y+C），另一路同时送至二行(2H)延迟线，经延迟后，送至加法器和减法器的另一个输入端(称为延迟信号Y-C)。在加法器中，直通信号和延迟信号相加，即Y+C+Y-C=2Y，得到2Y亮度信号；同时，直通信号和延迟信号在减法器内相减，Y+C-(Y-C)=2C，即得到2C色度信号，这样，就完成了亮度信号与色度信号的分离。图2是日立CTM3300型彩电梳状滤波器组成图。它的工作过程是：视频信号(Y+C)由Q3803作缓冲放大后经TA7365P脚被分为两路：一路送至放大器放大，该放大器具有同相和反相两个输出端。同相输出端输出经放大了的Y+C信号，反相输出端输出经放大后的-(Y+C)信号。两个输出端输出的信号分别加至加法器和，这路信号即为直通信号。另一路送入延时驱动电路，经驱动后从TA7365P的脚输出，再送至2H延迟线。被延迟了的2H时间的信号经三极管Q3801倒相放大后，再经TA7365P的脚加至集成块内部的加法器和的另一输入端，这路信号便是延迟信号-(Y-C)。在加法器中，同相输出端输出的直通信号(Y+C)与延迟信号-(Y-C)相加，亮度信号被抵消了，产生的色度信号由脚输出。在加法器中，反相输出端输出的直通信号-(Y+C)与延迟信号-(Y-C)相加，色度信号被抵消，产生的亮度信号被缓冲放大后从脚输出，即完成了亮度分离任务。图中Q3801作用是补偿延迟线的损耗，电位器R3803是用来调节延时信号的幅度，以便使加至加法器、两路信号的幅度相等。值得一提的是，上述梳状滤波器只能对相关性很好的视频信号进行Y/C分离。如果信号出现非相关情况(如垂直方向有色度信号跳变)，亮度信号与色度信号就不能彻底分离，从而引起串色。由于使用这种两行(2H)梳状滤波器的彩电画质并不能达到理想的效果，为此，又开发出了在垂直方向有相关性检测功能的所谓动态梳状滤波器(即三行梳状滤波器)，图3是动态梳状滤波器组成方框图。它由两个两行延迟线、三个带通滤波器、垂直相关检测校正电路、加法器和减法器组成。它是利用三行彩色信号在垂直方向完成相关性检测和校正，分离出所需要的彩色信号，从而克服两行型梳状滤波器的不足。但这种模拟式三行动态滤波器的问题是调整点多(有6个调整点)且不适合用I2C总线控制。为此，新型的三行数字化梳状滤波器应运而生，并被广泛应用于近期出品的新型大屏幕彩电中。由于这种新型数字化动态滤波器对垂直方向的运动图像边沿有自己适应补偿，从而使图像清晰度又提高了100多线。图4是这种新型动态滤波器的结构框图。由图可知，图4中下半部分是典型的锁相环路。其中压控振荡器(VCO)用来产生4fsc(4倍色副载波频率)的振荡信号，作为数字Y/C分离电路的时钟信号，对于PAL制为门17.73MHz、对NTSC制为14.32MHz。视频信号经模数转换器(ADC)变换成8位数字信号，送至数字梳状滤波器进行运算，形成8位亮度和色度数字信号，然后再由数模转换器(DAC)转换成模拟信号输出，从而完成了亮、色分离任务。例如：三洋“帝王”A8-A机芯彩电，就是使用了数字Y/C分离集成电路MC141625将复合视频信号分离成亮度信号和色度信号。长虹“NC-3”机芯彩电采用了图4所示数字化梳状滤波电路，其中ADC转换由集成块CXD1176Q担任，DAC转换由集成块CXD1177Q担任，数字动态梳状滤波器由CXD2011担任。第六讲：黑电平扩展电路黑电平扩展电路是大屏幕彩电用来提高图像质量的重要电路。主要原理是先检测出亮度信号中的“浅黑”部分的电平，并把该电平与消隐电平相比较，如果没有达到消隐电平，则向黑电平方向扩展；如果已达到消隐电平，就停止扩展，即不超过消隐电平。这样就使原来的“浅黑”变成了“深黑”（输入、输出信号波形见图1），从而消除了图像的模糊感觉，提高了该处图像对比度。必须指出，黑电平扩展只是改变亮度信号内的“浅黑”电平，而白电平、YC（亮度色度）信号比均未改变。要实现黑电平扩展功能，黑电平扩展电路必须具有如图2所示的传输特性。由图2(a)可看出，在消隐电平附近有一扩展区，在扩展区内传输特性为非线性，曲线上升陡的部分斜率大，即电压放大倍数显著增大，也就是信号将向黑电平方向拉伸，黑电平得以扩展，见图2(C)。而处在扩展区外的传输特性为线性，其电压放大倍数为一常数，也就是处于扩展区以外的输入信号被线件放大，无扩展作用。图3是索尼公司研制的专用黑电平扩展集成电路CX20125的内部功能框图。其工作过程是：同步头向下的正极性亮度信号由CX20125脚进入其内部，并分为三路：第一路经放大器放大后加至加法器的一个输入端；第二路加至黑电平检测电路，使之检出亮度信号中的黑电平，送至增益控制电路中去（增益控制电路是用来形成图2(a)所示的传输特性）；第三路加至直流钳位电路，直流钳位脉冲由脚输入，行消隐脉冲由脚输入，二者经IC内的逻辑电路产生实际的钳位脉冲，去控制直流钳位电路工作，以便去除脚输入的亮度信号中的同步信号，而得到原信号的消隐信号电平（直流），并送入比较器的反相输入端。比较器的同相输入端输入的是0.35V以下的黑电平。它是由加法器输出的亮度信号送至消隐电路，经脚输入的行消隐脉冲的作用下去掉同步信号，取出图像信号，再加至黑电平峰值保持电路，经该电路检出亮度信号内的黑电平极值，然后送入脉冲限幅器，经限幅器切去亮度信号中0.35V以上电平（即图 2(a)中Q点所对应的输入信号电平，即扩展区与线性区的分界点电平），即是送入比较器同相端的黑电平。两路输入信号电平在比较器内进行比较，如果限幅器输出的黑电平高于反相端输入的消隐信号电平，比较器就输出高电平，表明亮度信号内的黑电平极值需要扩展，于是增益控制电路进入工作状态。若限幅器输出的黑电平极值达到了消隐电平，则比较器输出低电平，增益控制电路不工作。即此时亮度信号黑电平极值因已达到消隐电平，故不能再被扩展。亮度信号送入黑电平检测电路后，被检出亮度信号内的浅黑电平，并根据其值的大小去控制增益控制电路增益。经扩展后的黑电平送至加法器，与来自亮度放大器的原亮度信号相加。加法器输出则是经过黑电平扩展的亮度信号，被送至后面的直流传输控制电路。直流传输控制电路包括图像平均电平检波电路、直流传输系数补偿电路、输出缓冲三部分。其作用是检出亮度信号的平均电平，产生相应幅度的钳位校正脉冲，井迭加在已扩展的亮度信号的后肩上，以便后级用来调整或补偿直流钳位电平。这是因为行输出变压器输出的阳极高压与显像管的束电流有关，而束电流又与荧屏亮度有关。当图像亮度增加时，阳极高压会降低（这时黑电平突变），严重时会引起图像尺寸扩大，反之会缩小，因此需要校正。直流传输控制电路的工作过程是：由加法器输出的经扩展后的亮度信号被送至平均电平检测电路，被检出的平均电平与直流钳位脉冲一起送至直流传输系数补偿电路。该电路可根据送入电平偏离标准电平的多少，来确定校正量的大小，进而决定由直流钳位脉冲所产生的校正脉冲的幅度，并将此校正脉冲迭加在亮度信号中消隐脉冲的后肩上，一起送入缓冲级，然后由脚输出，并送至后面的直流恢复电路。这样，直流恢复电路就可根据该校正脉冲来确定钳位电平，自动校正信号的直流分量，从而防止黑电平发生突变，保证图像质量不变。 由上面分析可知，黑电平扩展电路所处的位置应在亮、色分离电路之后，对比度控制电路之前的亮度通道中。图4是三洋A4机芯黑电平扩展实际电路，由接插件K12EB脚来的亮度信号，被作为黑电平扩展的输入信号送至IC1202（CX20125）脚，由K12EB脚来的行、场逆程脉冲（H.V.P），作为消隐信号送至IC1202脚。IC201（图未画出）脚输出的沙堡脉冲，经K12EB脚送至Q1241管的基极。因发射极接有稳压管D1241（7V），故有鉴别幅度之功能。即通过Q1241、D1241可将上述沙堡脉冲中的色同步选通脉冲，作为直流钳位脉冲切割下来，加至IC1202的脚。扩展后的亮度信号由IC1202脚输出，经Q1214放大后，送往水平轮廓校正电路中去。第七讲：延迟型水平轮廓校正电路在普通彩色电视机中，为了消除色度信号对亮度信号的干扰，通常采用色度陷波器将色度副载波及其边带分量吸收掉，但带来的负面影响是由于亮度信号中的高频分量损失较多，使图像清晰度降低。为了弥补这种缺陷，通常采用RC、LC二次微分电路对Y（亮度）信号进行勾边处理，以突出Y信号中的黑白跳变部分，强调图像的轮廓。它的工作过程如图1所示。如中档彩电常用的TA8659AN色度亮度扫描集成电路中就含有上述二次微分轮廓校正电路。采用二次微分原理构成的轮廓校正电路具有电路简单的优点，但这种校正方法破坏了Y信号的相位特性，容易产生振铃和过冲，使校正后的图像“生硬”不真实，而且由于该方法不加区别地对图像大面积轮廓和图像细节、甚至噪声采取同样的校正方法，故导致图像细节部分产生重影，同时增大了噪声颗粒。所以此种方法只在中低档彩电中采用。在高档彩电中，多采用以下介绍的延迟型水平轮廓校正电路。延迟型水平轮廓校正电路有多种形式，其原理大同小异，即对Y信号进行适当延时，再用原Y信号与延时后的Y信号相减、产生图像前后沿的校正信号，然后将校正信号与原Y信号进行叠加，即获得经过轮廓校正的Y信号。该方法优点是通过改变信号的延迟时间，来调节校正的过冲量，使勾边对称。图2是常用延迟型水平轮廓校正电路方框图及图中各点对应波形。其工作过程是：设A点输入Vi(t)为一矩形脉冲（波形A），经延迟线延时时间后（得到波形B），一部分送入电压比较器正相输入端，一部分送入加法器；一部分送入延时线又延时时间后（得到波形C），送入电压比较器的反相输入端；另一部分送入电压比较器的正相输入端。而A点输入的原信号的一部分还被送入电压比较器的反相输入端。于是波形B与C在电压比较器中相减，得到波形D；波形A与B在电压比较器中相减，得到波形E。D、E两波形在加法器中相加，得到正、负相间的校正脉冲波形F。该脉冲经锐度控制放大，调节幅度后与B波形在加法器中叠加，就得到经过校正后的亮度信号Vo（t）。有必要指出的是，延迟型水平轮廓校正电路的幅频特性在频率高端有明显抬峰，但不会产生振铃，也不会产生相位失真，可是会同样将高频杂波噪声取出来，并与轮廓校正信号一起叠加且在Y信号中，这就必然降低信号的信噪比，使图像质量降低。为此，通常在校正信号与原信号叠加之前，采取降低噪声的措施，也就是在图2中的G处加一级所谓“挖芯电路” 或称“核化电路” 的降噪电路。它的基本工作原理是基于通常Y信号中噪声电压的幅度较小，而设定一个切割电平，使幅度小的噪声电压不能通过这个“坎”，即轮廓校正电路无输出，而幅度较大的图像信号则有正常输出。这样，经过“挖芯电路”处理后，就几乎只有图像信号而没有噪声信号输出，起到降噪作用。其效果取决于切割电平的高低，太低降噪不明显，太高图像信号中的幅度较小的信号（暗景）将被丢掉，使图像失去层次感。下面以三洋A4机芯为例介绍延迟型水平轮廓校正电路，具体电路见图3。 假定亮度信号Y为一矩形脉冲，它由Q1214缓冲放大后由其e极（即图 4中A点，见图4A波形）分为两路输出：一路经R1249加至水平轮廓校正IC（AN614）脚，同时经延迟线L1205延迟时间后送至脚（图4中B点，见图4B波形）。因脚内是高输入阻抗的射极输出器，阻抗与延时线不匹配，于是信号又经L1205反射回脚，在时间上又延迟，它与原信号在脚迭加，即得到如图4C所示波形。AN614脚信号与脚信号相减，并经AN614内差分放大器放大后，由脚输出带有噪声成分的校正信号（见图4D波形）。该脉冲经Q1215倒相放大后送入“挖芯电路”（由Q1215、Q1216、D1201、D1202等组成）去掉噪声信号，得到干净的校正脉冲加至Q1217的基极（图4中F点）。图4中A点输出的另一路通过L1206延时后，加至Q1218的基极（图4中G点，见图4G波形）。F点校正脉冲与G点延时信号分别经Q1217、Q1218缓冲后，再经电阻R1266、R1268混合相加，即得到完整的经过校正的波形H，完成了水平图像轮廓校正任务，然后经D1203、C1229送入Q1219、Q1221组成的倒相放大器作两级倒相放大、由电位器RP1202进行幅度调节（副对比度控制），又经Q1222缓冲后，由e极输出送至后级电路中去。第八讲：扫描速度调制电路扫描速度调制电路也是改善图像质量的重要电路，在许多大屏幕彩电中均有采用（如三洋A4机芯、松下M16机芯以及日立CTM2900、CTM3300型彩电等）。大家知道，传统改变亮度的方式是通过改变显像管阴极电压，这种方式的缺陷是，当亮度增大时，显像管的束电流也大，这时阳极高压、聚焦极电压会有所降低，从而导致散焦，使图像清晰度下降。另外，电子束水平扫描过程中，在调制电压不变的条件下，扫描速度恒定时亮度就恒定。若电子束扫描速度加快，轰击荧光屏的电子数目减少，亮度降低，反之升高，这样都会使图像质量劣化。如果按照视频信号幅度的不同来控制电子束水平扫描速度，就可控制图像明暗程度，起到勾边作用而改善清晰度。图1是扫描速度调制电路组成框图，图2是扫描速度调制电路工作波形。图2（a）表示加到扫描速度调制电路的亮度信号波形。图2（b）表示经微分电路后亮度信号变为正负相间的脉冲，且分别对应于亮度信号的上升沿和下降沿。此脉