第四章黑白电视机原理ppt课件

1、第第4章章 黑白电视机原理黑白电视机原理一、图像的传输与显示2. 伴音调频、图像调幅的原因（1伴音频带窄，可用调频方式实现高质量传伴音频带窄，可用调频方式实现高质量传输，抗干扰力强、音质好；输，抗干扰力强、音质好；（2图像频带宽，采用调幅可节约带宽；图像频带宽，采用调幅可节约带宽；（3伴音、图像两种频谱交叠的信号分别采用伴音、图像两种频谱交叠的信号分别采用不同的调制方式，避免了相互干扰。不同的调制方式，避免了相互干扰。3. 像素的概念像素的概念4. 图像的传送图像的传送l图像的传输是以像素为基本单元进行传送的，传送方式可分为：图像的传输是以像素为基本单元进行传送的，传送方式可分为：l（1同时传

2、送：将一幅图像的全部像素同时并行传送同时传送：将一幅图像的全部像素同时并行传送l 速度快但难于实现速度快但难于实现l（2顺序传送：将一幅图像的所有像素按一定的规律逐个串行传送顺序传送：将一幅图像的所有像素按一定的规律逐个串行传送l 速度慢但容易实现速度慢但容易实现传输通道开关同步l同步实质上指保证一幅帧图像在传送过程中，各像素点在收、发同步实质上指保证一幅帧图像在传送过程中，各像素点在收、发两端空间位置上的一一对应。两端空间位置上的一一对应。l 同步是电视系统的一个重要的基本问题。失去同步，即使图像同步是电视系统的一个重要的基本问题。失去同步，即使图像的像素全部传送，也不能保证图像的正确还原！

3、的像素全部传送，也不能保证图像的正确还原！全部像素全部像素同步传送同步传送信号处理与传输通道电视图像光电转换系统简图镜头摄像管景物图像电信号显像管图像电信号重现图像摄像端光电转换显像端电光转换RL镜头景物面板玻璃靶环输出图像信号VT靶压15至40VRL聚焦线圈偏转线圈校正线圈电子束透明导电极光电导靶阴极接地控制栅极0至50V聚焦极0至300伏灯丝管脚加速极300V网电极450V1、摄像管、摄像管（1镜头：使景物成像在靶表面上。（2光电转换部分：透明导电极、金属靶环、光电导靶（3电子枪：灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极、网电极（4校正线圈：无偏转磁场时，使电子束落在靶中心。（5偏转线圈：使电子束

4、按一定规律对靶面扫描。（6磁聚焦线圈：配合静电聚焦线圈，使电子束聚焦良好。亮度信号的产生亮度信号的产生 光电导靶光电靶）光电导靶光电靶） 由若干相互绝缘的光敏半导由若干相互绝缘的光敏半导体单元构成，每一个结构单元就是一个像素；体单元构成，每一个结构单元就是一个像素； 光敏半导体材料的特性，就是其电导率随光照的变光敏半导体材料的特性，就是其电导率随光照的变化而变化；化而变化； 当外界景物被镜头成像在光电靶上时，各点亮度不当外界景物被镜头成像在光电靶上时，各点亮度不同导致各点电导率的不同同导致各点电导率的不同从而在光电靶上形成从而在光电靶上形成景物的景物的“电像电像”； 当电子束按一定顺序依次扫描

5、光电靶上各点时，由当电子束按一定顺序依次扫描光电靶上各点时，由于各点电导率的差异，使回路电阻因此发生变化，于各点电导率的差异，使回路电阻因此发生变化，从而得到按扫描顺序输出的相应各点的电压或电从而得到按扫描顺序输出的相应各点的电压或电流波形，这就是图像信号。流波形，这就是图像信号。 注：这里讨论的图像，仅指具有亮度感的灰度图注：这里讨论的图像，仅指具有亮度感的灰度图像，相应的信号也只是亮度灰度信号，即只考像，相应的信号也只是亮度灰度信号，即只考虑图像信息中的虑图像信息中的“亮度部份亮度部份黑白信号。黑白信号。2、光、光电转换电转换镜头景物面板玻璃靶环输出图像信号VT靶压15至40VRL聚焦线圈

6、偏转线圈校正线圈电子束透明导电极光电导靶阴极接地控制栅极0至50V聚焦极0至300伏灯丝管脚加速极300V网电极450V电子束扫描方向信号电流第二行第三行第四行LLLHHHMM第一行LLLLLHM信号电压RL123光线信号电极板光电靶电阻RR1R3图像信号输出黑UCO白电回路RLEO电子束电子枪阴极iCR2 黑白显像管由三部分组成：（1玻璃外壳（2电子枪（3荧光屏 显像管是电真空器件，能承受高压并防爆裂。荧光屏锥体管颈电子束铝膜荧光粉内外石墨层高压嘴偏转线圈管脚灯丝阴极栅极（加速极）第一阳极第二、四阳极（聚焦极）第三阳极铝膜二次电子二次电子1、黑白显像管的结构、黑白显像管的结构灯丝：6.3V，

7、0.6A。阴极：几十V至100V栅极：低于阴极几十伏。截止电压20V至90V加速极：120V至400V聚焦极：0V至400V第二、第四阳极：9KV至16KV电子枪各电极正常工作电压（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。玻璃外壳包括管颈、管锥体和屏面玻璃三部分。（2电子枪电子枪电子枪组成：电子枪组成： 灯丝灯丝 阴极阴极K） 栅极栅极G，控制栅极），控制栅极） 第一阳极加速极）第一阳极加速极） 第三阳极聚集极）第三阳极聚集极） 第二、四阳极高压阳极或高压电极，相连）第二、四阳极高压阳极或高压电极，相连） 高压阳极插座安装在管锥体上，其余各电极均在管颈末端用金属高压阳极插

8、座安装在管锥体上，其余各电极均在管颈末端用金属管脚引出。管脚引出。3.荧光屏荧光屏 荧光屏由屏面玻璃、荧光粉层和铝膜三部分组成。荧光屏由屏面玻璃、荧光粉层和铝膜三部分组成。荧光粉的余辉时间分类余辉时间：电子束停止至荧光粉停止发光余辉时间：电子束停止至荧光粉停止发光的时间长度的时间长度（1长余辉：长余辉：100ms（2中余辉：中余辉：1ms100ms（3短余辉：短余辉： (/4) 各电视节目采用不同频率的载波，不会混台各电视节目采用不同频率的载波，不会混台高频电视信号的调制：高频电视信号的调制： 视频信号采用调幅视频信号采用调幅 音频信号采用调频音频信号采用调频（1高频图像信号高频图像信号 高频

9、图像信号即图像高频图像信号即图像视频信号经高频图像载视频信号经高频图像载波调幅调制后的复合信号。波调幅调制后的复合信号。 根据调幅理论：具有单一根据调幅理论：具有单一频率频率f1的正弦信号对载频的正弦信号对载频 fc 进行调幅时所得已调幅波含进行调幅时所得已调幅波含有三个频率成分，它们是载有三个频率成分，它们是载频频 为为fc 及及fcf1 。 调幅波的两个边频包含同调幅波的两个边频包含同样的调制信息样的调制信息 调幅波频谱图 cc1 c1下边频差频）上边频和频）载频调幅原理示意图调制信号载波调幅波U1UPU1 UP1A 在电视技术中，调幅方式有正极性和负极性之分。我国电视标准规定在电视技术中

10、，调幅方式有正极性和负极性之分。我国电视标准规定图像信号采用负极性调制。图像信号采用负极性调制。负极性调制有下列优点：负极性调制有下列优点：（1外来干扰脉冲对图像的干扰表现为黑点，这使人眼的感觉不怎么明显外来干扰脉冲对图像的干扰表现为黑点，这使人眼的感觉不怎么明显（2由于负极性调制同步头电平最高，且采用黑电平固定措施，故易于实现由于负极性调制同步头电平最高，且采用黑电平固定措施，故易于实现自动增益控制，可以简化接收机的自动增益控制电路。自动增益控制，可以简化接收机的自动增益控制电路。（3随着图像亮度增大，发射机输出功率就减小。随着图像亮度增大，发射机输出功率就减小。 100%25%75%101

11、2.5调幅波调制后将出现两个边频，即fcf1 ，而图像信号为06MHz的频带，即调幅调制后将出现以载波频率为中心的12MHz的带宽！（且12MHz带宽尚未包括音频）U下 边 带上 边 带ofc 6 MHzfc 6 MHzfcf12MHz（2残留边带发射残留边带发射 为降低发射带宽，若能完整传送一个调幅波的单边带即包括了全部调制信息。为降低发射带宽，若能完整传送一个调幅波的单边带即包括了全部调制信息。 但是，要完整滤去或仅保留一个边带是非常困难的，实际采用保留部份但是，要完整滤去或仅保留一个边带是非常困难的，实际采用保留部份下边带及完整上边带的方式，这种保留部份下边带下边带及完整上边带的方式，这

12、种保留部份下边带1.25MHz及完整上边带的及完整上边带的发射方式称为发射方式称为“残留边带发射方式。残留边带发射方式。残留下边带残留下边带1.25MHz包括包括0.75M的完整边带及的完整边带及0.5M的过渡带，即：的过渡带，即：0.75M(完好完好)+0.5M(过过渡渡)=1.25M采用残留边带发射方式后，高频图像信号带宽由采用残留边带发射方式后，高频图像信号带宽由12M降至降至7.25MHz，即：，即：6M完整上边带）完整上边带）+1.25残留下边带）残留下边带）=7.25MHz滤滤去去残留残留上边带上边带（3高频伴音信号高频伴音信号 伴音采用调频方式，调频波中所包含的频谱要比调伴音采用

13、调频方式，调频波中所包含的频谱要比调幅波复杂得多，有幅波复杂得多，有fs， fs fa，fs2fa， fs 3fa，理论上有无穷多对边频，所以传送相同信号的调频波的频理论上有无穷多对边频，所以传送相同信号的调频波的频带比调幅波的要宽得多。带比调幅波的要宽得多。我国电视标准规定：最大频偏我国电视标准规定：最大频偏f =50kHz，伴音信号的最高，伴音信号的最高频率频率fam=15kHz，那么：，那么： 伴音已调频波的带宽伴音已调频波的带宽BW=2（50+15）=130kHz。 我国电视标准规定，同一频道伴音载频比图像载频高我国电视标准规定，同一频道伴音载频比图像载频高6.5MHz，带宽为，带宽为

14、0.5MHz两个两个0.25M边频）。边频）。fc图像载频下边带发送时滤去1.25 MHz6.5 MHzfs伴音载频0.25 MHz0.25 MHzf8 MHz0.75 MHz上边带频道宽度频道宽度8M频道宽度）频道宽度）=1.25M残留下边带）残留下边带）+6.5M伴音、图像载频差）伴音、图像载频差）+0.25M伴音上边频）伴音上边频） 图图 像像 信信 号号 采采 用用 残残 留留 边边 带带 调调 幅幅 方方 式式 伴伴 音音 信信 号号 采采 用用 调调 频频 方方 式式 每每 频频 道道 带带 宽宽 8MH高频电视信号包括：高频电视信号包括：高高 频频电视信号电视信号高高 频频图像信

15、号图像信号高高 频频伴音信号伴音信号图像图像信号信号同步同步信号信号消隐消隐信号信号前后均前后均衡脉冲衡脉冲音频音频信号信号伴音伴音载波载波图像图像载波载波场同步场同步信号信号（开槽）（开槽）行同步行同步信号信号场消隐场消隐信号信号行消隐行消隐信号信号21 黑白显像管附属电路 为保证显像管正常工作，应当为显像管各为保证显像管正常工作，应当为显像管各电极提供正确的工作直流电压。显像管各电电极提供正确的工作直流电压。显像管各电极的工作电压分为：极的工作电压分为：（1灯丝电压低压）灯丝电压低压）（2中压阴极静态电压，第一、三阳极中压）中压阴极静态电压，第一、三阳极中压）（3高压高压电极）高压高压电极

16、）亮度调节电路和对比度调节电路100 V14 kV12 VR5ARbBR3R4100 V视频信号VR1R2C1C2行、场逆程脉冲RW1RW2C322 关机亮点及其消除l关机亮点关机亮点l 由于关机后：由于关机后：l 阴极余热阴极余热维持电子发射；维持电子发射；l 显像管高压维持无泄放通路）显像管高压维持无泄放通路）使电子束向荧光屏方向加速使电子束向荧光屏方向加速 ；l 扫描停止扫描停止失去扫描，电子束受加速直接打向荧光屏中央。失去扫描，电子束受加速直接打向荧光屏中央。l 三个原因，使显像管在关机后电子束直接轰击至屏幕中央，从而三个原因，使显像管在关机后电子束直接轰击至屏幕中央，从而出现出现“关

17、机亮点关机亮点”。l关机亮点是非常有害的，它使屏幕中央荧光粉很快老化变暗、失去发光关机亮点是非常有害的，它使屏幕中央荧光粉很快老化变暗、失去发光能力。能力。l必须设法消除关机亮点现象。必须设法消除关机亮点现象。关机亮点的消除方法：关机亮点的消除方法：（1截止法：关机时使电子束截止截止法：关机时使电子束截止（2泄放高压法：关机时泄放高压电极与显泄放高压法：关机时泄放高压电极与显像管锥形腔内壁高压，使电子束失去定向像管锥形腔内壁高压，使电子束失去定向加速电压加速电压（3适当延长扫描时间仅起到辅助作用，适当延长扫描时间仅起到辅助作用，不能从根本上解决问题）不能从根本上解决问题）高压泄放型关机亮点消除

18、电路A）R1行输出变压器C1450 VC2100 kR2R31 M4.7F1.2 M470 kR4100 kA1GA312 kVKR5100 k1 FC4视频信号RP12.2 MC3RP2100 V14 kV12 VR3R2RWR1BC视频信号VDC1100 VR41 MA黑白电视机系统组成原理黑白电视机系统组成原理 总结方框图中各方块作用，将各方块归纳为三个部分：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。放大器、伴音通道。 同步扫描部分：同步扫描部分： 同步分离电路、

19、同步分离电路、 扫描电路。扫描电路。 电源部分：电源部分： 低压、低压、 中压、中压、 高压。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的频率特性具有很优良的选

20、择性，并适合于残留边带制信号的频带。频带。 内载波式是图像中频内载波式是图像中频38 MHz和伴音中频和伴音中频31.5 MHz通过视频检波器时，差拍产生通过视频检波器时，差拍产生6.5 MHz第二伴音的内差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。放），直到检波后才被分离出来。注：注：6.5 MHz第二伴音中频频率始终稳定，第二伴音中频频率始终稳定， 即使本振频率发生即使本振频率发生变动，参见下式变动，参见下式fp是本振频率因变动而发生的偏移量）：是本振频率因变动而发生的偏移量）： 6.5M

21、Hz=（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。这样就消除了因本振频率漂移而引起的伴音失真或衰减。 黑白电视机的组成及其各部分的作用黑白电视机的组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） 组成组成（1输入电路输入电路（2高频放大器高频放大器（3本机振荡器本机振荡器（4混频级混频级 作用作用（1调谐选台）调谐选台）（2高频放大高频放大（3变频变频 （1输入电路输入电路 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。

22、高频头中有频道选择机构，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。可选择所需要接收的频道。（2高频放大器高放）高频放大器高放） 高放级将输入电路所选择的频率信号进行放大，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），减少信号受到机内噪声的干扰，其增内噪声功率的比值即信噪比），减少信号受到机内噪声的干扰，其增益约为益约为20 dB，同时将所放大的高频信号送入混频级。高放级要求有，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。带宽，以保证电视信号顺利通过。

23、 （3本机振荡器本振）本机振荡器本振） 本机振荡器产生本机振荡频率送至混频级，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该振荡频率总比所接收的电视图像载频高一个固定中频的电视图像载频高一个固定中频38 MHz）。）。 （4混频混频 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中频用，产生出频率较低的图像中频38MHz和伴音中频和伴音中频31.5MHz） ，并送至中放通道。并送至中放通道。 2. 中频放大器中频放大器 作用：放大中频信号作用：放大中频信号 将混频器送来的图像中频和伴音

24、中频，按一定频率特性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进行放大。对图像中频信号放大达60 dB左右；而对伴音中左右；而对伴音中频信号的放大则小得多，只有频信号的放大则小得多，只有34 dB左右。左右。 压低伴音中频放压低伴音中频放大量是为了防止伴音干扰图像。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如声表面波滤波器与自动增益控制AGC电路，以提电路，以提高稳定性。高稳定性。 中放级的输出信号波形与输入信号波形相同，中放级的输出信号波形与输入信

25、号波形相同， 只是幅度只是幅度被放大了。被放大了。 对称梳状电极产生对称曲线对称梳状电极产生对称曲线 非对称梳状电极产生对称非对称梳状电极产生对称曲线曲线通过不同的梳状电极通过不同的梳状电极尺寸，得到中放频应曲线。尺寸，得到中放频应曲线。 3. 视频检波器视频检波器 视频检波器有两个作用：视频检波器有两个作用：（1检波输出视频信号检波输出视频信号 从图像中频信号中检出视频信号，从图像中频信号中检出视频信号， 即通过它把高频图像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；信号还原为视频图像信号，然后送至视放级；（2分离出第二伴音中频分离出第二伴音中频 利用检波二极管的非线性作用，将

26、图像中频利用检波二极管的非线性作用，将图像中频38 MHz和伴音中频和伴音中频31.5 MHz信号混频，得到信号混频，得到6.5 MHz差额，差额， 即即产生产生6.5 MHz第二伴音中频信号调频信号）。第二伴音中频信号调频信号）。 4. 视频放大器 一般由预视放和视放输出级两级组成。 （1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。 （2视放输出级将预视放送来的视频信号放大到峰峰值60V左右，以负极性视频图像信号输出，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。 （3另一方面，在视放

27、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电路自动噪声抑制电路），主要用来消除混入电视信号中的大幅度窄脉冲的干扰。 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。同步分离电路由同步分离和同步放大两部分组成。 该电路从该电路从ANC电路中取出的视频信号，利用幅度分离原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、均衡脉冲和槽脉理分离出复合同步信号行同步、场同步、均衡脉冲和槽脉冲）；利用宽度分离原理分离同场同步信号。复合同步信号冲）；利用宽度分离原理分离同场同步信号。复合同步信号可直接作为行同步信号，经过放大整形后送至扫描电路。可直接作为行同步信号，经过放大整形后送至扫描电路。 扫描电路分为场扫描与行扫描两部分，行扫描电路兼为扫描电路分为场扫描与行扫描两部分，行扫描电路兼为中高压