彩色电视机原理第二章 黑白显像管及黑白电视

1、第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.1 黑白显像管黑白显像管 2.2 黑白电视机原理框图黑白电视机原理框图 2.3 信号波形及频谱的变换信号波形及频谱的变换 2.4 通道频率特性对图像质量的影响通道频率特性对图像质量的影响 2.5 黑白电视机的主要技术要求黑白电视机的主要技术要求 复习思考题复习思考题 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.1 黑白显像管黑白显像管 显像管的特性和要求是整个显像管的特性和要求是整个 电视机设计的基本依据，而电视机设计的基本依据，而 且图像的收看质量，清晰度、且图

2、像的收看质量，清晰度、 对比度、亮度等指标也是表对比度、亮度等指标也是表 现在显像管上。现在显像管上。 2.1.1 显像管的结构显像管的结构 显像管由显像管由电子枪电子枪、荧光屏荧光屏 和和玻璃外壳玻璃外壳三部分组成。三部分组成。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 一、电子枪一、电子枪 阴极阴极K，栅极，栅极G 加图像信号，可控电子流强弱，加图像信号，可控电子流强弱， 可控显示图像。可控显示图像。 加速极（第一阳极）加速极（第一阳极）上百伏正电压，加速聚焦电子流 上百伏正电压，加速聚焦电子流 高压阳极（高压阳极（A2，A4）9k16kV伏高压，加速聚焦电子流 伏高压，加速

3、聚焦电子流 聚焦极（聚焦极（A3） 几百伏高压，聚焦电子流几百伏高压，聚焦电子流 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 二、荧光屏二、荧光屏 屏面玻璃：屏面玻璃：高强度玻璃高强度玻璃 荧光粉层：荧光粉层：10um，以银激活剂的，以银激活剂的 硫化锌硫化锌-镉荧光粉层镉荧光粉层 铝膜：铝膜：1um，挡散光，提高亮度，挡散光，提高亮度 三、玻璃外壳三、玻璃外壳 管颈，锥体，屏面管颈，锥体，屏面 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.1.2 显像管工作原理显像管工作原理 当无图像信号输入时，栅、阴极间是当无图像信号输入时，栅、阴极间是直流负压直流负压，在偏转，

4、在偏转 磁场的作用下，屏幕各点对应的阴极电流磁场的作用下，屏幕各点对应的阴极电流ik处处相等，因处处相等，因 而屏幕显示的是而屏幕显示的是亮度均匀的光栅亮度均匀的光栅。 显像管产生光栅是由在栅极显像管产生光栅是由在栅极(G)与阴极与阴极(K)之间施加不同之间施加不同 的电压，以控制阴极电流的电压，以控制阴极电流ik的大小而实现的。的大小而实现的。 当有图像信号输入时，栅、阴极间上当有图像信号输入时，栅、阴极间上叠加了图像信号电叠加了图像信号电 压压，屏幕各点对应的阴极电流，屏幕各点对应的阴极电流ik随图像信号规律地变化。随图像信号规律地变化。 且必须根据图像信号的极性选择它输入的电极。且必须根

5、据图像信号的极性选择它输入的电极。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 一、一、 显像管调制特性曲线显像管调制特性曲线 调制特性：调制特性：ugk (始终为负值始终为负值)与与ik的关系曲线。的关系曲线。 ik=k(ugk-ugk0) (2-1) 为显像管电光转换特性的非线性系数，为显像管电光转换特性的非线性系数， 其值为其值为23之间；之间； k是比例系数，与阴极特性及其它电极是比例系数，与阴极特性及其它电极 构造等因素有关；构造等因素有关； ugk0是当阴极电流是当阴极电流ik为零时的截止电压，为零时的截止电压， 当当ugk = ugk0时，电子束流将被完全抑时，电子束

6、流将被完全抑 制，制，ik =0，荧光屏不发光。，荧光屏不发光。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 显像管的显像管的灵敏度灵敏度 最大调制量表示显像管的灵敏度最大调制量表示显像管的灵敏度 ugk =| ugk0 |-| ugk50|，最大调制量越小，表示显像管灵，最大调制量越小，表示显像管灵 敏度越高，反之则越低。敏度越高，反之则越低。 失真失真 调制特性曲线的非线性，调制特性曲线的非线性， 导致图像产生灰度失真。导致图像产生灰度失真。 在电视台进行校正。在电视台进行校正。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.1.3 黑白显像管的基本参数黑白显像管

7、的基本参数 显像管的基本参数可分成机械参数、显像管的基本参数可分成机械参数、 电气参数和电气参数和 光学参数三大类，如表光学参数三大类，如表2-1。现作如下几点说明。现作如下几点说明: (1) 型号型号: 最前两位数字，例如最前两位数字，例如23、31、40、47， 表示以厘米为单位的荧光屏对角线尺寸表示以厘米为单位的荧光屏对角线尺寸SX表示名称为表示名称为 显像管显像管 B表示发白光。表示发白光。 (2) 偏转角度偏转角度: 指从电子束偏转中心到荧光屏对角指从电子束偏转中心到荧光屏对角 线两端的张角。偏转角越大，管长可越短，荧光屏尺线两端的张角。偏转角越大，管长可越短，荧光屏尺 寸大，其偏转

8、角也大。偏转消耗功率约与偏转角的三寸大，其偏转角也大。偏转消耗功率约与偏转角的三 次方成正比，所以偏转角也不能太大，以次方成正比，所以偏转角也不能太大，以90110 为宜。为宜。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 (3) 最大调制量最大调制量: 当阴极电流从当阴极电流从0变到变到50A时，栅、时，栅、 阴阴 电压变化值。它用来表征显像管灵敏度，调制量大则灵敏电压变化值。它用来表征显像管灵敏度，调制量大则灵敏 度低。度低。 (4) 23SX5B型显像管无第四阳极，它的第二阳极为聚型显像管无第四阳极，它的第二阳极为聚 焦极，第三阳极为高压阳极。焦极，第三阳极为高压阳极。 (5

9、) 光特性参数包括电子束聚焦特性、光栅颜色、亮光特性参数包括电子束聚焦特性、光栅颜色、亮 度、度、 对比度及图像细节的分辨率。最高亮度是在阴极电流对比度及图像细节的分辨率。最高亮度是在阴极电流 为为150A条件下测试的。条件下测试的。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.2 黑白电视机原理框图黑白电视机原理框图 超外差超外差：本机振荡器产生一个比图像载频高本机振荡器产生一个比图像载频高38M的振的振 荡信号，与接收的全射频电视信号进行混频外差后得到荡信号，与接收的全射频电视信号进行混频外差后得到 中频电视信号，通过中放电路，使加到检波器的信号适中频电视信号，通过中放电路

10、，使加到检波器的信号适 合于残留边带方式的特点，并抑制邻频道的干扰。合于残留边带方式的特点，并抑制邻频道的干扰。 2.2.1 单通道超外差式黑白电视机原理框图单通道超外差式黑白电视机原理框图 单通道单通道：图像和伴音信号通过同一中频放大大，加在：图像和伴音信号通过同一中频放大大，加在 视频检波器上，获得第二伴音中频信号与图像信号分视频检波器上，获得第二伴音中频信号与图像信号分 开。开。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 图 2-5 单通道超外差式电视机原理框图 公共通道公共通道 伴音通道伴音通道 图像通道图像通道 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 一

11、、一、 信号通道部分信号通道部分 信号通道由信号通道由公共通道公共通道(天线、天线、 阻抗匹配器、阻抗匹配器、 高频调谐器、高频调谐器、 中频放大器和视频检波及输出器中频放大器和视频检波及输出器)、伴音通道伴音通道(伴音中放限伴音中放限 幅器、幅器、 鉴频器、鉴频器、 音频电压功率放大器和扬声器音频电压功率放大器和扬声器)和和图像通图像通 道道(视频放大器及显像管视频放大器及显像管)等组成。等组成。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 （1）天线）天线：接收电视台发射天线辐射的空间电磁波，送到高频头的输入回路：接收电视台发射天线辐射的空间电磁波，送到高频头的输入回路 或阻抗

12、匹配器。或阻抗匹配器。 （2）输入电路）输入电路：对来自天线的信号进行频道选择对来自天线的信号进行频道选择(陷波电路陷波电路)。 （3）高频放大器）高频放大器：对频道信号进行选频放大，增益为对频道信号进行选频放大，增益为2025dB，提高信噪比。，提高信噪比。 （4）混频器）混频器：将高频放大器的输出和本机振荡器的输出同时送入混频器，将：将高频放大器的输出和本机振荡器的输出同时送入混频器，将 高频的全射频电视信号转换成中频电视信号。高频的全射频电视信号转换成中频电视信号。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 （4）中频放大器）中频放大器：对图像信号进行：对图像信号进行60d

13、B的放大，伴音信号进行的放大，伴音信号进行34dB的放的放 大。滤波器滤除邻近频道信号的干扰。大。滤波器滤除邻近频道信号的干扰。 （5）视频检波器）视频检波器：对图像信号进行峰值包络检波，得到视频图像信号：对图像信号进行峰值包络检波，得到视频图像信号 （06M），并且以图像中频为载频与伴音中频信号混频后得到），并且以图像中频为载频与伴音中频信号混频后得到第二伴音第二伴音 中频信号中频信号6.5M。 （6）检波输出）检波输出：分离图像信号和伴音信号，取样电视信号作为复合同步信：分离图像信号和伴音信号，取样电视信号作为复合同步信 号。输出到视频放大器后恢复直流，加在显像管上。号。输出到视频放大器后

14、恢复直流，加在显像管上。 同步同步 图像图像 伴音伴音 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 （8）鉴频器）鉴频器：第二伴音信号放大限幅后，解调出原始信号，：第二伴音信号放大限幅后，解调出原始信号， 送低频放大后到扬声器。送低频放大后到扬声器。 （7）AGC自动增益控制电路自动增益控制电路：当高频、中频输入幅度在一：当高频、中频输入幅度在一 定范围内变化时，保持视频检波器输出信号幅度恒定，以免定范围内变化时，保持视频检波器输出信号幅度恒定，以免 过载失真。过载失真。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 二、二、 同步扫描部分同步扫描部分 一：是给场偏转线圈

15、和行偏转线圈提供产生偏转磁场用的一：是给场偏转线圈和行偏转线圈提供产生偏转磁场用的 锯齿波电流，实现对屏幕的电子扫描锯齿波电流，实现对屏幕的电子扫描 ； 二：是给行、二：是给行、 场扫描电路提供行、场扫描电路提供行、 场同步脉冲，保证电视场同步脉冲，保证电视 机扫描与摄像机扫描同步。机扫描与摄像机扫描同步。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 由检波来的全电视信号送到同步分离电路，利用幅度分离原理分由检波来的全电视信号送到同步分离电路，利用幅度分离原理分 离出复合同步信号离出复合同步信号(行同步、行同步、 场同步、场同步、 均衡脉冲和槽脉冲均衡脉冲和槽脉冲) 其输出一路经积

16、分电路分离出场同步信号，经同步场振荡器输出信其输出一路经积分电路分离出场同步信号，经同步场振荡器输出信 号的频率和相位，此信号经场激励级、号的频率和相位，此信号经场激励级、 场输出级的放大后形成锯齿场输出级的放大后形成锯齿 波电流流入场偏转线圈。波电流流入场偏转线圈。 第二路输出送至自动频率控制电路第二路输出送至自动频率控制电路(AFC)，它与行振荡器输出信号，它与行振荡器输出信号 (经行激励、经行激励、 行输出级放大后反馈回来行输出级放大后反馈回来)的频率和相位比较并使之同的频率和相位比较并使之同 步，经放大后形成锯齿波电流流入行偏转线圈。步，经放大后形成锯齿波电流流入行偏转线圈。 第二章第

17、二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 三、三、 显像管馈电与电源部分显像管馈电与电源部分 整机所需电源分整机所需电源分直流低压直流低压、 中压中压和和高压高压三大类。三大类。 中压电源中压电源：利用行输出级集电极在行逆程期：利用行输出级集电极在行逆程期 间产生的高压脉冲，经行逆程变压器升压、间产生的高压脉冲，经行逆程变压器升压、 整流和滤波后得到。整流和滤波后得到。 中压电源中压电源通常为通常为400 V和和100V，它主要供视，它主要供视 频放大器、场输出级偏置和显像管的第一、频放大器、场输出级偏置和显像管的第一、 三阳极以及栅三阳极以及栅阴极间的偏置电压。阴极间的偏置电压。 高压

18、电源：高压电源：高压电源通常为高压电源通常为12kV以上，它以上，它 只供给显像管第二、四阳极。只供给显像管第二、四阳极。 低压电源低压电源：交流：交流50Hz、220V, 变压器降压、变压器降压、 整流滤波和稳压后得到整流滤波和稳压后得到12V 直流电源。直流电源。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 根据电视机原理方框图根据电视机原理方框图2-5，判断下列故障可能出现在哪一部分，判断下列故障可能出现在哪一部分 有光栅，无图像，无伴音有光栅，无图像，无伴音 公共通道公共通道 有光栅，有图像，无伴音有光栅，有图像，无伴音 伴音通道伴音通道 有光栅，无图像，有伴音有光栅，无图

19、像，有伴音 视频放大器视频放大器 有伴音有伴音,荧光屏上只有一条水荧光屏上只有一条水 平亮线平亮线 场输出场输出 有伴音有伴音,荧光屏上只有一条垂荧光屏上只有一条垂 直亮线直亮线 行输出行输出 图像垂直方向不同步图像垂直方向不同步 场振荡场振荡 图像水平方向不同步图像水平方向不同步 行振荡行振荡 图像水平和垂直方向都不同步图像水平和垂直方向都不同步 同步分离电路同步分离电路 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 四、四、 几种射频干扰源几种射频干扰源 (1) 邻频道干扰邻频道干扰: 相邻近频道的图像高频信号或伴音高频信号的相邻近频道的图像高频信号或伴音高频信号的 差拍干扰。差

20、拍干扰。 (2) 中频干扰中频干扰: 当干扰信号的频率在图像中频的响应范围内时，当干扰信号的频率在图像中频的响应范围内时， 经过中放级在画面上形成干扰。经过中放级在画面上形成干扰。 (3) 镜频干扰镜频干扰：频率为：频率为fN=fL+fPI的干扰信号经过混频器以后，的干扰信号经过混频器以后， 干扰干扰fN与本振与本振fL则同样可以差出一个则同样可以差出一个38MHz的中频信号，即的中频信号，即 fN - fL =(fL + fPI)- fL = fPI=38 MHz 故故fN对图像产生了干扰。对图像产生了干扰。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.3 信号波形及频谱的变

21、换信号波形及频谱的变换 电视机利用接收天线接收全射频电视信号，经过一系列电视机利用接收天线接收全射频电视信号，经过一系列 信号处理后，最终在荧光屏和扬声器重现图像和伴音。信号处理后，最终在荧光屏和扬声器重现图像和伴音。 以以8频道为例，说明每个电路信号波形和频谱的变化。频道为例，说明每个电路信号波形和频谱的变化。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 A为天线输入信号（负极性信号），为天线输入信号（负极性信号），a为残留边带特性频谱和为残留边带特性频谱和 邻近干扰信号。邻近干扰信号。 B为经过输入的信号选择、高频放大和选择，滤除干扰后的电为经过输入的信号选择、高频放大和选择，

22、滤除干扰后的电 视信号，视信号，b为对应频谱。为对应频谱。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 C为混频输出，本振频率为混频输出，本振频率fL=222.25MHz,混频器输出包络不变，混频器输出包络不变， 载频变为中频载频变为中频 , 频谱结构变化。频谱结构变化。 中频放大器对图像中频的衰减中频放大器对图像中频的衰减0.5倍，对伴音中频衰减倍，对伴音中频衰减20倍，伴倍，伴 音信号远小于图像信号。在音信号远小于图像信号。在30M，39.5M频率处有两个吸收点，频率处有两个吸收点， 抑制抑制7、9频道的干扰信号。频道的干扰信号。 D经过对干扰抑制后，信号波形不变，频谱得到为中

23、频图像、伴经过对干扰抑制后，信号波形不变，频谱得到为中频图像、伴 音信号。音信号。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 E检波器解调后得到检波器解调后得到正极性图像正极性图像信号，且得到视频图像信号和信号，且得到视频图像信号和 第二伴音第二伴音中频载频（图像中频载频为载波与伴音中频差拍）。中频载频（图像中频载频为载波与伴音中频差拍）。 F检波输出经过滤波器滤除伴音信号后送视频放大器反相、放检波输出经过滤波器滤除伴音信号后送视频放大器反相、放 大，送显像管重现图像。大，送显像管重现图像。负极性图像信号负极性图像信号。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 G

24、为为6.5MHz伴音信号从集电极取出，抑制伴音信号从集电极取出，抑制06M图像信号，图像信号， 送第二伴音放大限幅器。送第二伴音放大限幅器。 H为对伴音调频信号解调放大后，输出到扬声器输出。为对伴音调频信号解调放大后，输出到扬声器输出。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.4 通道频率特性对图像质量的影响通道频率特性对图像质量的影响 为了正确重现图像，要求信号通道对图像信号的各频率为了正确重现图像，要求信号通道对图像信号的各频率 分量具有恒定的幅频特性和相频特性。分量具有恒定的幅频特性和相频特性。 高频系统、视频检波器、检波输出级波形不会失真。高频系统、视频检波器、检波

25、输出级波形不会失真。 影响信号通道频率特性的是影响信号通道频率特性的是视频放大器视频放大器和和中频放大器中频放大器的的 频率特性和频率特性和本机振荡频率本机振荡频率的准确和稳定。的准确和稳定。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 图 2-8 视放频率特性对图像质量的影响 2.4.1 视放频率特性的影响视放频率特性的影响 视频放大器对视频放大器对06MHz的图像信号进行反相，放大。的图像信号进行反相，放大。 正常的视频放大器，在正常的视频放大器，在45MHz频率范围内增益有一定的频率范围内增益有一定的 提升，提高图像的清晰度。提升，提高图像的清晰度。 第二章第二章 黑白显像管

26、及黑白电视黑白显像管及黑白电视 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 2.4.2 中放电路频率特性的影响中放电路频率特性的影响 中频放大器对差拍后的中频图像、伴音信号进行放大，中频放大器对差拍后的中频图像、伴音信号进行放大， 整机的增益主要由此提供。整机的增益主要由此提供。 图像中频图像中频38MHz处，其增益为最大中放增益的处，其增益为最大中放增益的50%，在，在 31.5MHz处伴音增益为最大中放增益的处伴音增益为最大中放增益的0.5%，区别图，区别图 像和伴音信号。像和伴音信号。 为抑制邻近频道的干扰信号，中放幅频特性上为抑制邻近频道的干扰信号，中放幅频特性上30MHz和和 39.5MHz的固定频率处设置吸收点。的固定频率处设置吸收点。 中放幅频特性在中放幅频特性在fPI附近，检附近，检 波后影响波后影响低频分量的幅度低频分量的幅度， 远离远离fPI部分，影响部分，影响高频信号高频信号。 第二章第二章 黑白显像管及黑白电视黑白显像管及黑白电视 A图为混频器输出的中频全电视信号的频谱。图为混频器输出的中频全电视信号的频谱。 B图为中放幅频特性良好的状况，特性斜坡部分的中点对准图为中放幅频特性良好的状况，特性斜坡部分的中点对准 38MHz