数字电视第2章黑白电视的基本原理g

第2章黑白电视的基本原理2.1黑白显像管2.2黑白显像管的馈电电路和附属电路2.3黑白电视机原理框图2.4电视信号和信号通道的频谱分析习题二第1页，共34页。2.1黑白显像管 2.1.1黑白显像管的结构 黑白显像管由三部分组成：玻璃外壳、电子枪和荧光屏。它是电真空器件，能承受高压并防爆裂。黑白显像管的具体结构如图2-1所示。第2页，共34页。图2-1黑白显像管结构示意图第3页，共34页。 1.玻璃外壳 玻璃外壳包括管颈、管锥体和屏面玻璃三部分。 2.电子枪 电子枪通常由灯丝、阴极、控制栅极、加速阳极、聚焦阳极和高压阳极等组成。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管脚引出。典型黑白显像管管脚接线图如图2-2所示。第4页，共34页。图2-2典型黑白显像管管脚接线图第5页，共34页。 1）阴极 2）控制栅极 3）加速阳极 4）高压阳极 5）聚焦阳极 3.荧光屏 荧光屏由屏面玻璃、荧光粉层和铝膜三部分组成。第6页，共34页。

2.1.2黑白显像管的调制特性和性能参数 1.调制特性 下面讨论显像管的调制特性。 （1）图2-3所示为栅阴电压ugk由下列公式给出： ik=k(ugk-ugk0)γ

式中，k是比例系数，与电极的特性和构造等因素有关；γ是非线性系数，其数值大小因管子而异，取值在2～3之间；ugk0是栅极截止电压，即显像管阴极电流ik=0时的栅极负压（此时荧光屏不发光，无光栅）。第7页，共34页。图2-3黑白显像管的调制特性曲线第8页，共34页。 （2）最大调制量是调制特性中的一个重要概念，其定义是显像管荧光屏上从不发光（阴极电流为零）到出现标准亮度的光栅（阴极电流为50μA）时栅阴电压的变化量，公式表示为 Δugk=|ugk0|-|ugk50| 式中，ugk50为ik=50μA时的栅阴电压值。如果Δugk值小，说明ugk只有一个较小的变化，或显像管阴极输入一个幅度较小的视频信号，便能在荧光屏上获得较大的亮度或对比度的变化。这就是说,ik能较快从0μA升至50μA，表明显像管的灵敏度高。所以，最大调制量越小，显像管灵敏度越高，反之则越低。第9页，共34页。 (3)从调制特性曲线图形上看，栅阴电压越负，阴极电流就越小，则荧光屏亮度越暗；反之，亮度越高。当负极性图像信号从阴极输入时，原图像较暗部分对应的较高图像信号电平就会抬高阴极电平使得栅阴电压越负，这样，显像管重现的图像是正确的。另外，阴极电流ik不应超过150μA（负电压约为-20V）；否则，阴极电流过大，会烧坏荧光粉层。

第10页，共34页。 （4）一般来说，显像管的亮度与阴极电流呈线性关系，然而非线性的调制特性曲线会使重现的图像明暗失调，引起灰度失真，也称γ失真。γ失真是由显像管特性决定的，所有的电视机都存在。所以，电视台在发送图像信号时已进行了γ失真的校正。对整个电视系统而言，已经通过校正把它变成了线性传输系统，那么在讨论调制特性曲线时，也可以把ugk和ik的关系作为线性关系来分析，忽略其非线性关系。第11页，共34页。 2.性能参数 黑白显像管的性能参数分为机械性能参数、电性能参数和光性能参数三大类，如表2-1所示。第12页，共34页。表2-1国产黑白电视显像管性能参数表第13页，共34页。 2.1.3偏转线圈 1.偏转线圈的构造 偏转线圈主要由磁环、一组场偏转线圈、一组行偏转线圈和一个中心位置调节器等四部分组成。其结构示意图如图2-4所示，其中，场、行偏转线圈各自由两个线包串联或并联相接而成；两组偏转线圈互相垂直放置，以产生水平与垂直偏转磁场；场偏转用环形线圈，行偏转用马鞍形（或称喇叭形）线圈。第14页，共34页。图2-4偏转线圈结构示意图第15页，共34页。 2.行、场偏转线圈 行偏转线圈通有行扫描锯齿波电流，产生在垂直方向的线性变化磁场，使电子束作水平方向扫描，如图2-5所示。第16页，共34页。图2-5行偏转线圈及它所产生的磁场(a)左手定则；(b)行偏转线圈；(c)行磁场分布第17页，共34页。 场偏转线圈通有场扫描锯齿波电流，产生水平方向的线性变化磁场，使电子束作垂直方向扫描，如图2-6所示。第18页，共34页。图2-6场偏转线圈及它所产生的磁场(a)左手定则；(b)场偏转线圈;(c)场磁场分布第19页，共34页。 3.中心位置调节器 中心位置调节器的构造如图2-7所示。第20页，共34页。图2-7中心位置调节器第21页，共34页。2.2黑白显像管的馈电电路和附属电路 2.2.1黑白显像管的馈电电路 (1)灯丝电压： (2)阴栅电压： (3)加速电压： (4)聚焦电压： (5)阳极高压：第22页，共34页。2.3黑白电视机原理框图 我们用如图2-11所示的直观框图，简洁地讨论电视机的基本工作原理。具体地说，该方框图是超外差内载波式黑白电视机的原理框图。第23页，共34页。2.4电视信号和信号通道的频谱分析 2.4.1信号波形及其频谱 在图2-11所示方框图中，标出了A～H等8个点。我们就具体讨论这些点的信号波形和频谱的变换过程，如图2-12所示。第24页，共34页。图2-1-1黑白电视接收机电路组成框图第25页，共34页。

图2-12信号通道各点的信号电压波形和相应的频谱图第26页，共34页。 以第二频道为例，发射台发射的高频电视信号，其图像载频为57.75MHz，伴音载频为64.25MHz，两者相差6.5MHz。高频图像信号用残留边带方式传送，高频伴音信号用调频方式传送。一个频道的频谱范围是8MHz。 下面我们继续讨论： 在A点，是从天线接收到的高频电视信号。图（a）是负极性调幅高频电视信号波形图，图（a′）是高频电视信号频谱。在B点，输入回路从中选出第二频道，再经高频放大和选择后，邻近频道的干扰信号已被基本滤除，则一、三频道的信号频谱在B点的频谱图中不再出现，见图（b′）。此时，信号波形不变。第27页，共34页。 在C点，高频电视信号经混频后转换成中频电视信号，其中图像中频比伴音中频高6.5MHz。由混频规律，C点的频谱结构图（c′）与图（b′）相比处于倒置。图（c）中调幅波形不变，只是载频由高频变换为中频。 在D点，见图（d′），我们注意到图像中频38MHz位于频谱曲线高端斜边的中心。通过中频的幅频特性调谐，使图像中频处于此位置是为了不使视频信号频谱图（f′）发生畸变。 如果图像中频38MHz偏离曲线高端斜边的中心，则视频检波后，会引起视频信号频谱中0～0.75MHz成分（双边带）和0.75～6MHz成分（单边带）的幅度不一致，这样，视频信号（0～6MHz）以0.75MHz为分界线产生畸变，导致重现图像失真。

第28页，共34页。 另外一点，为使伴音中频6.5MHz不干扰图像，应使31.5MHz处的中放频率特性比最高值低（约为最高值的5%），即伴音信号远小于图像信号。 D点的信号波形图（d）与图（c）相同。 在E点，经检波后，获得0～6MHz的视频频谱和6.5MHz的伴音频谱，见图（e′）。如果视放有一次倒相，那么解调后的图像波形是正极性的视频图像信号，见图（e）。 在F点，视放管进行反相，则图（e）变换成图（f）的负极性图像信号，送至显像管的阴极。其频谱图是0～6MHz的幅频曲线。 在G点，检波输出级相当于调谐放大器，差拍出6.5MHz第二伴音中频信号。在H点，鉴频器对伴音调频信号解调，取出15kHz以下的音频信号，经低频放大，送到扬声器。第29页，共34页。 2.4.2信号通道频率特性简析 方波是由正弦波（基波）和许多奇次谐波叠加形成的（如图2-13所示）。当方波通过信号通道时，如果通道的通频带较宽，则能通过的谐波数目多，输出波形就比较接近方波，失真也小。此外，通道对各频率成分的相位特性也是重要的，例如，三次谐波和基波相加，如果相位不合，那么输出波形将严重失真。第30页，共34页。图2-13方波的形成第31页，共34页。

通道频率特性对图像质量产生影响的因素主要是以下三点： （1）中放电路： （2）本振频率：

（3）视放电路：第32页，共34页。2.10题图第33页，共34页。内容梗概第2章黑白电视的基本原理。玻璃外壳包括管颈、管锥体和屏面玻璃三部分。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管脚引出。典型黑白显像管管脚接线图如图2-2所示。图2-2典型黑白显像管管脚接线图。（1）图2-3所示为栅阴电压ugk由下列公式给出： ik=k(ugk-ugk0)γ。式中，k是比例系数，与电极的特性和构造等因素有关。γ是非线性系数，其数值大小因管子而异，取值在2～3之间。这就是说,ik能较快从0μA升至50μA，表明显像管的灵敏度高。γ失真是由显像管特性决定的，所有的电视机都存在。黑白显像管的性能参数分为机械性能参数、电性能参数和光性能参数三大类，如表2-1所示。其结构示意图如图2-4所示