《电视机原理与技术》课件1第5章

第5章电视新技术的应用5.1提高图像质量的新技术5.2提高伴音质量的新技术5.3提高显示质量的新技术5.4数字电视技术

实训18大屏幕彩色电视机的识读

一、实训目的和要求

1．能正确拆装大屏幕彩色电视机并了解主要部件的名称、形状、功能以及布局。

2．掌握大屏幕彩色电视机的基本组成结构和工作原理。

3．能识读大屏幕彩色电视机的电原理图。

二、实训器材和工具

1．大屏幕彩色彩色电视机1台、电原理图1份。

2．常用工具1套。三、实训内容和方法

1．按照规范要求拆装大屏幕彩色电视机。

2．观察大屏幕彩色电视机的内部结构和标记，分别对图像信号处理系统、伴音信号处理系统、扫描信号处理系统、遥控系统、开关稳压电源的主要元器件进行观察并记录其型号及所属单元电路。

3．从天线开始到显像管为止，按电视信号的流程对信号所经过的线路、元器件逐一查对，画出实训机型的信号流程框图。

4．实训思考：大屏幕彩色电视机主要采取了哪些新技术用来提高重放的质量？四、实训报告

由学生自己设计，要求：

1．有明确的实训任务。

2．有具体的实训目的和要求。

3．有需要的实训器材和工具。

4．根据实训内容有具体的实训方法和步骤。

5．有具体的实训结果并能对实训结果进行分析处理。

6．有实训体会。 5.1提高图像质量的新技术

5.1.1延迟型水平轮廓校正技术

在普通电视机中，为了消除色度信号对亮度信号的串扰，常常在亮度通道中设置色度陷波器，以滤除色副载波及其边带分量，但亮度信号的高频分量也被滤除，使图像清晰度明显下降。普通电视中一般采用二次微分勾边的方法进行水平轮廓校正，使图像在一定程度上得到改善，但由于在高频区提升过大时很容易引起振铃和过冲，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，因而导致图像细节部分产生重影，也增大了噪声颗粒。因此在目前的电视新技术中，采用了延迟型水平轮廓校正电路(也称为延迟线性孔阑校正，所谓孔阑效应是指图像的水平解像力受CRT电子束直径大小的限制而产生的图像边缘模糊现象)，其基本原理框图及相关信号波形如图5-1所示。图5-1延迟型水平轮廓校正原理框图及相关信号波形(a)原理框图；(b)相关信号波形输入的视频信号A分别经延迟T与2T后得到B、C信号。三者同时送到或门输出信号D，送到与门输出信号E；信号D与E分别送到开关S1与S2(开关S1、S2的通断受开关信号控制)后合成信号F。

由于视频信号A的前、后沿不陡峭，图像从黑(白)色渐变到白(黑)色，图像的轮廓模糊，而经过校正处理的视频信号F，其前、后沿是陡峭的，图像从黑(白)突变为白(黑)，因此图像的轮廓清晰。5.1.2垂直轮廓校正技术

为了提高图像轮廓的鲜明程度，不仅要进行水平方向的轮廓补偿，还要进行垂直方向的轮廓补偿。图5-2所示是一种垂直轮廓补偿电路原理方框图和各点的工作波形。该电路主要由两个1H延迟线、加法器、减法器和1/2衰减器组成。图5-2垂直轮廓校正电路原理框图及工作波形(a)原理框图；(b)工作波形输入的Y亮度信号波形为A，B是延时1H后的信号波形，C是再延时1H，即延时2H以后的信号波形。输入信号A与延时2H的信号C在加法器中相加合成信号D，D信号经过1/2衰减器后振幅压缩1/2，输出E波形信号。延时1H的B信号与E合成信号在减法器中相减，输出垂直轮廓校正信号F。

F垂直轮廓校正信号送加法器与经过1H延时的B信号相加，输出经过垂直轮廓校正后的Y亮度信号。由图可以看出，经过校正后的亮度信号在黑白交界处有突、下凹波型，使暗电平更黑，亮电平更白，图像垂直轮廓更鲜明。5.1.3速度调制技术

扫描速度调制电路简称SVM，用来提高图像的清晰度。SVM电路的功能与水平轮廓校正电路相似，轮廓校正电路是通过改变显像管阴极电子束电流大小来加强图像轮廓的，属于亮度调制；而SVM电路则是通过取出图像亮度信号中迅速变化的边缘成分(高频分量)去调制电子束水平扫描的速度的，它使亮度有显著变化地方的图像边缘更清晰。当电流一定的电子束轰击CRT荧光屏时，在水平扫描速度较快的扫描点上，电子束相应停留的时间短，其亮度比正常扫描速度时会暗些。反之，在水平扫描速度较慢的扫描点上，由于相应停留的时间长，其亮度比正常扫描速度时要亮些。因此可通过调节电子束水平扫描速度的办法来控制图像的明暗，从而起到“勾边”的作用，使图像清晰度提高，同时也不会使CRT在高亮度时产生散焦现象。

扫描速度调制电路的基本组成框图及工作波形如图5-3所示。图5-3扫描速度调制电路框图及工作波形(a)电路框图；(b)工作波形5.1.4黑电平扩展技术

黑电平扩展(BLE)电路是新型电视机中用来提高图像质量的电路，一般设置在亮度通道的清晰度增强电路与对比度调整电路之间，它采用提高黑背景下图像对比度的方式，来消除画面模糊的感觉。其基本功能是检出亮度信号的浅黑电平并与消隐电平比较，如果没有达到消隐电平则向消隐电平方向扩展，使原来的浅黑电平变成深黑电平，但不超过消隐电平。这种电路对白电平不起扩展作用，由于将浅黑变成深黑，图像的对比度得到提高，使画面更具层次感，如图5-4所示。图5-4黑电平扩展原理图5-4(a)表示未经黑电平扩展的输入信号波形和屏幕显示的图像，显然，整幅图像对比度不大。图5-4(b)表示经黑电平扩展后的输出信号波形，其中原来显示浅黑的信号电平已向黑电平方向延伸了，因而屏幕显示的图像的对比度提高了。一般认为黑、白电平50%处为临界点，小于50%的浅黑电平区为扩展区，大于50%的灰白电平区为非扩展区。要实现黑电平扩展功能，黑电平扩展电路必须具有如图5-5(a)所示的传输特性。由图可看出，信号电平高于A点的部分为线性放大区，低于A点的部分为扩展区。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。黑电平扩展起始点由A点直流电压决定。处在扩展区外的传输特性为线性，其电压放大倍数为常数，也就是处于扩展区以外的输入信号被线性放大，无扩展作用。因此该电路对白电平、Y/C(亮度/色度)信号均不起作用。图5-5黑电平扩展电路的传输特性黑电平扩展电路的简化框图如图5-6所示。输入的亮度信号Y分为三路：一路通过黑电平切割电路，将信号电平低于黑电平扩展起始点的部分切割下来，经扩展放大电路放大后与另一路直通信号一起送到加法器，得到黑电平扩展的亮度信号Y，送到黑峰值检波电路。在沙堡脉冲控制下，除去消隐脉冲，检出黑峰电平，送到比较器的同相输入端。还有一路亮度信号送到消隐脉冲电平(黑电平)检波电路，在沙堡脉冲控制下，取出消隐电平，送到比较器反相输入端。两者在比较器中进行电平比较，输出误差控制电压，控制扩展放大器的增益，使亮度信号的浅黑色电平得到适度扩展。图5-6黑电平扩展电路简化框图5.1.5动态梳状滤波器技术

由于采用梳状滤波器对PAL制Y/C信号进行分离是利用第n－2行信号与第n行信号进行相加、减得到的，因此要求行与行之间的图像内容相关性要很好。若行与行之间的信号不相关，则在加法器和减法器中就不能将亮度信号或色度信号完全抵消掉，必将造成Y/C分离不彻底，产生串色和爬行现象。为了保证Y/C信号的彻底分离，新型电视机中采用了由两个2H(NTSC为1H)延时线、四个带通滤波器、垂直相关性检测电路、加法器、减法器等组成的动态梳状滤波器，其原理方框图如图5-7所示。图5-7动态梳状滤波器原理框图当PAL制的视频信号输入动态梳状滤波器时，一路经过4.43±1.3MHz带通滤波器1，得到n行的Y2+C信号，送往相关性检测电路，其中Y2为色带通频率范围内的亮度信号；另一路经过2H延迟线DL1输出n－2行Y1+Y2－C信号，经过4.43±1.3MHz带通滤波器2滤波，得到的n－2行的Y2－C信号也被送往相关性检测电路。若两行信号相关，则相关性检测电路输出低电平，控制S1、S2开关接通触点“1”；若2行信号相关性较差，则相关性检测电路输出高电平，控制S1、S2开关接通触点“2”。当n行和n－2行信号相关性较好，开关S1、S2接通触点“1”时，n行的Y2+C信号与n－2行的Y2－C信号同时送到减法器。在减法器中，Y2+C信号与Y2－C信号相减得到2C信号，再经过带通滤波器3输出4.43±1.3MHz范围内的色度信号C。色度信号一路送往加法器，另一路输出。同时，2H延迟线DL1输出n－2行的Y1+Y2＝C信号也送到加法器，与4.43±1.3MHz带通滤波器3送来的色度信号C相加，输出亮度信号Y(Y=Y1+Y2)。当n行和n－2行信号相关性较差，开关S1、S2接通触点“2”时，n－2行的Y1+Y2－C信号经过带通滤波器2，Y2－C信号送到减法器；经过2H延迟线DL2的n－4行的Y1+Y2+C信号通过4.43±1.3MHz带通滤波器4，Y2+C信号送到减法器。n－2行的Y2－C信号与n－4行的Y2+C信号在减法器中相减，得到－2C信号，再经过带通滤波器3输出色度信号C。色度信号一路送到加法器，另一路输出。同时，n－4行的Y1+Y2+C信号送到加法器，与带通滤波器3送来的色度信号－C相加，输出亮度信号Y(Y=Y1+Y2)。相关性检测电路用于检测n行与n－2行的相关性情况，两行相关性较好，进行相加或相减，实现Y/C分离。若n行与n－2行相关性较差，则n－2行必然与n－4行相关性较好，利用该两行进行加减，实现Y/C分离。 因此该动态梳状滤波器也称为自适应Y/C分离电路。

若输入信号为NTSC制式，则其工作原理基本相同，但延迟时间为1H，BPF带通滤波器的中心频率为3.58MHz，延迟时间和带通滤波器频率特性的切换由I2C总线控制。实现Y/C分离的技术有多种，Y/C分离电路有模拟型和数字型之分。模拟型有使用超声波玻璃延迟线梳状滤波器Y/C分离电路和CCD电荷耦合器件的梳状滤波器Y/C分离电路。模拟动态梳状滤波器Y/C分离要用6个调节点，PAL制要用12个调节点，调整繁锁，难以大批量生产调整。数字型梳状滤波器Y/C分离电路有自适应Y/C分离电路、动态自适应三维Y/C分离电路等，生产过程中不需要调整，被广泛应用于新型彩色电视机中。

数字动态梳状滤波器主要由时钟信号产生电路、A/D变换、数字梳状滤波处理电路、D/A变换、低通滤波器和带通滤波器等组成，其电路原理框图如图5-8所示。图5-8动态数字梳状滤波器原理框图时钟信号产生电路在色同步信号或行同步信号的控制下，产生A/D转换电路、数字梳状滤波处理电路、D/A转换电路所需要的各种频率的时钟脉冲信号。模拟视频信号经过A/D变换电路转换为数字视频信号，送到数字梳状滤波处理电路，在时钟脉冲信号的作用下，完成Y/C数字信号的分离，分别输出亮度Y数字信号和色度C数字信号。D/A变换电路在时钟脉冲信号的控制下，将数字Y和C信号变换为模拟Y、C信号。Y信号经过6MHz(PLA制)的低通滤波器滤波后输出；C信号经过4.43±1.3MHz(PAL制)的带通滤波器滤波后输出。5.1.6视频降噪技术

降噪电路又称为挖芯电路或核化电路。增加视频电路的带宽可以提高图像的清晰度，但也会增大图像背景的杂波干扰，特别是在接收信号较弱的情况下，会引起信噪比下降。视频降噪就是切割低电平的干扰噪声，利用信号中所含噪声成分幅度较小的特点，通过适当处理，使幅度较大的有用信号通过，幅度较小的信号和噪声被抑制。

降噪电路的传输特性及输入、输出信号之间的关系如图5-9所示。图5-9降噪电路的传输特性和输入/输出波形(a)挖芯电路传输特性；(b)输入信号；(c)输出信号波形在输入信号处于o点附近的小区域内(A～B之间)输出信号为0，在该区域之外输出与输入成正比，即保持线性关系。因此，处于A～B范围之内的输入信号没有输出，只有幅度大于该区域的信号才有输出，就像将输入信号的“中心部分”挖掉了，故又称为“挖芯降噪电路”。5.1.7彩色瞬态特性增强技术

彩色瞬态特性增强CTI电路是电视新技术中的一种改善图像的电路。由于色度信号在传输的过程中高频特性变差，使图像的彩色清晰度下降，因而为了提高色彩清晰度，利用彩色瞬态特性增强电路对色差信号R－Y、B－Y进行高频特性补偿。彩色瞬态特性增强电路的原理框图和工作波形如图5-10所示。图5-10彩色瞬态特性增强电路原理框图和工作波形(a)原理框图；(b)工作波形色差信号a输入到CTI电路后，经延迟电路1后输出信号b，再经延迟电路2后，输出信号c。a、b、c同时输入到最大值检测电路和最小值检测电路，分别选出三路信号的瞬态最大值合成信号d和瞬态最小值合成信号e。信号a和信号c在加法器1中混合输出信号f；信号b倒相后与信号f在加法器2中混合输出信号g。信号g经挖芯电路降噪、倒相后与信号b在加法器3中混合输出信号h；信号d、h、e一起进入中值检测电路，输出信号j。

色差信号经过彩色瞬态增强电路处理后，其边沿变陡，高频特性得到了改善，从而提高了彩色清晰度。5.1.8动态细节校正技术

轮廓校正电路主要是针对高频大幅度信号边缘设计的图像清晰度改善电路，而动态细节校正电路则是针对高频小幅度或中幅度信号边缘设计的一种图像清晰度提高电路。动态细节校正电路是根据图像亮度和细节的变化来控制调节图像细节信号幅度的大小的。当图像比较亮时为提高画面清晰度，图像细节就必须丰富，相应的细节校正信号幅度就必须增强；当画面较暗或细节较少时，图像轮廓不清，可减小细节校正信号的幅度，提高画面的信噪比。动态细节校正电路的原理框图和工作波形如图5-11所示。图5-11动态细节校正电路原理框图和工作波形(a)原理框图；(b)工作波形假设输入的视频信号某一时刻的波形(对应方波的上升沿)如图5-11(b)左侧所示，该信号分为三路：一路直接送第一减法器，另一路经延迟电路1延迟后得到波形b后送第一减法器，第三路送图像亮度检测电路。信号a与信号b相减后分两路输出波形c，一路送延迟电路2，经延时后输出波形d，送入第二减法电路；另一路直接送第二减法器，相减后输出波形e。e经挖芯电路处理后输出校正信号f，细节校正量的大小受亮度大小和细节分量多少的动态控制。图像信号检测电路检测图像的平均亮度，输出直流电压控制可控增益放大器。图像亮度越大，输出直流电压越大，可控增益放大器增益越大，细节校正量也越大；反之细节校正量越小。图像细节丰富时，动态清晰度电路输出直流电压高，可控增益放大器增益上升，图像细节增强；反之图像细节减弱。

5.1.9动态景物层次控制技术

动态景物层次控制(DSC)电路也叫动态清晰度控制电路，其主要作用是检测图像的细节分布情况，提供图像细节分布信息，用于控制动态细节校正电路中可控增益放大器的增益，实现细节校正的动态控制，以获得最佳校正效果。其组成原理框图及工作波形如图5-12所示。图5-12动态清晰度控制电路的原理框图和信号波形(a)原理框图；(b)信号波形输入的亮度信号a经微分电路送至高通滤波器后输出信号b，一路经限幅器对幅度大的信号作对称双向限幅(图中虚线表示限幅电平)，得到信号c，经全波整流和增益控制电路后输出信号e；另一路经挖芯电路降噪后，得到信号d，经全波整流和增益控制电路后得到信号f。e、f信号在减法器中相减后得到信号g，经平滑滤波后输出随图像细节分布情况不同而变化的信号h，作为动态细节控制信号，对可控增益控制电路的增益进行控制。图像细节多，信号h输出幅度高，反之图像细节分布少，信号h输出幅度低，从而达到动态清晰度控制的目的。5.1.10倍频扫描技术

传统电视系统是在人眼视觉惰性的基础上来确定每帧图像的扫描行数和每秒钟传递完整图像的帧数的，由于采用了隔行扫描的方式，不可避免地会出现行间闪烁、视在并行、垂直边缘锯齿化、并行现象和爬行现象。

为了消除由隔行扫描带来的图像缺陷，随着数字技术、大规模集成电路技术和视频数字存储技术的发展，通常采用倍频扫描技术，以提高图像的质量。倍频扫描技术是通过数字式存储器，采取慢存快取方法，利用不同的存储和读取频率使行频、场频增加一倍的技术。倍频扫描技术主要包括逐行扫描显示技术和闪烁消除技术，即通过行插入法将隔行扫描变为逐行扫描显示，通过场插入法将场频倍频。

1.场内行插入法

场内行插入法的特点是利用三个行存储器和相应的开关切换电路，低速写入、高速读出，将一行图像信号重复使用两次，输入为隔行图像信号，显示为逐行图像质量，场频不变，行频提高一倍——倍行技术。场内行插入法又可分为两种方式。

1) A行与B行之间插入A行

如图5-13所示，图中A、B、C是三个行存储器，信号的写入时间是行周期64μs，读出时间是半行周期时间32μs，显示端行扫描频率由15625Hz变为31250Hz。图5-13场内行插入法一(a)原理框图；(b)时序图时序逻辑控制切换开关使一行图像信号重复使用两次。当A存储器以行频写入时，B存储器以两倍行频读出；当B存储器以行频写入时，C存储器以两倍行频读出；当C存储器以行频写入时，则A存储器以两倍行频读出。

输出信号U0为高速输出，称为倍速逐行扫描方式。这种插入方法能大大改善文字和静止图像的垂直清晰度。

2) A行与B行之间插入(A+B)/2行

如图5-14所示，行存储器把相邻A行与B行信号相加求平均值，得到一个新的扫描行信号(A+B)/2，并插在Ａ行与B行之间。图5-14场内行插入法二(a)原理框图；(b)时序图行频提高一倍，场频不变，利用三个行存储器，以行频低速写入，以两倍行频高速读出。当A存储器以行频写入时，B存储器以两倍行频读出，第一行读出B存储器，第二行读出B存储器与C存储器图像之和的一半幅度，即(B+C)/2；当B存储器以行频低速写入时，C存储器以两倍行频高速读出，第一行读出Ｃ存储器信号数据，第二行读出C存储器与A存储器信号数据之和的一半幅度，即(A+C)/2；同理，当C存储器以行频低速写入时，A存储器以两倍行频高速读出，第一行读出A存储器数据信号，第二行读出A、B存储器数据信号之和的一半，其余依此类推。输入信号是常规的隔行扫描信号，而输出是两倍行频的逐行扫描信号，而且插入信号是相邻两行信号的数学平均值。采用这种插入方式的图像柔和、清晰，适合于一般广播电视信号的处理。

2.帧内场插入法

帧内场插入法是通过两个或三个场存储器的帧内场插入处理方法，用来消除行间闪烁和大面积闪烁。一般分为场顺序读出法和2倍场频读出法。目前电视系统中应用最多的是2倍场频读出法，即行频、场频均提高一倍。

1)场顺序读出法

场顺序读出法的基本原理是把隔行扫描的奇数场和偶数场信号存入帧存储器，合成1帧图像，然后在1场(1/50s)或不到1场(1/75s)时间内，按照存入时的第1帧、第2帧、第3帧……顺序读出，从而使隔行扫描的电视图像信号变为帧频为50Hz或75Hz的逐行(顺序)扫描图像信号。写入的是50Hz/15625Hz的隔行扫描信号，读出的是帧频为50Hz或75Hz，行频为2fH(31250Hz)或3 fH(46875Hz)的逐行扫描信号。帧频和行频的提高，减小了图像大面积闪烁和行间闪烁。

2) 2倍场频读出法

2倍场频读出法是采用低速写入、高速读出的方式，1场信号重复使用两次，把50Hz/15625Hz的隔行扫描信号变为100Hz/31250Hz的倍频隔行扫描信号，这是目前电视机使用最多的倍频扫描方式。

图5-15所示是用三个场存储器实现无闪烁处理的方式。图5-15用三个场存储器实现无闪烁处理的方式场存储器1和场存储器2是读、写交替工作的，场存储器3是1场图像信号的缓冲存储器。三个存储器的输入、输出转换开关受时钟信号控制，奇数场与偶数场的隔行图像信号按50Hz场频轮流地写入存储器1和存储器2，开关①以2倍场频速率(100Hz)从场存储器1和场存储器2按以下顺序读出两个场存储中的图像信号：

A1·A1·A2·A2、B1·B1·B2·B2、C1·C1…

即每场图像信号重复使用两次。

开关②滞后开关①半场时间(1/2Tv)，开关②读出的信号是：

A1·A1·A2·A2、B1·B1·B2·B2、C1·C1…开关③滞后开关①1场时间(Tv)，开关③读出的信号是：

A1·A2·A1·A2、B1·B2·B1·B2、C1·C2…

即每场信号重复使用两次，只不过读出信号的顺序发生了变化。

帧内场插入法是目前消除传统电视系统隔行扫描引起图像闪烁的有效方法，可以改善图像质量，提高垂直清晰度，提高亮度，减少视觉疲劳。

3.倍频扫描电路的组成框图与变换原理

倍频扫描电路的组成框图与变换原理如图5-16所示。图5-16倍频扫描的组成框图与变换原理解码通道输出的亮度信号(Y)、色差信号(R－Y、B－Y)分别经过7MHz和3.5MHz的低通滤波器输出到3通道A/D变换器。在3通道A/D变换器中，PLL锁相环路产生28.6MHz的振荡信号，经1/2分频后得到14.3MHz的采样脉冲，分别对Y、R－Y、B－Y信号进行采样和A/D变换，输出8bit的数据流。在定时脉冲(14.3MHz)的作用下，亮度数据流输入到亮度存储器进行1场的信号存储，两个色差信号数据流输入到色差存储器内进行存储。由于亮度存储器和色差存储器的读时钟频率采用了28.6MHz，从而使亮度信号和色差信号实现了数字格式的场倍频的转换，因此从亮度存储器读出的场倍频数据流经过D/A变换器后输出的亮度信号是原输入信号的两倍(14MHz)，同样从色差存储器读出的场倍频数据流经过D/A变换器后输出的色差信号是原输入信号的两倍(7MHz)，由各自的低通滤波器滤除高频成分后分别送至后级的解码通道。

行、场同步信号在倍频扫描变换器中进行倍频转换处理后，输出倍频的行场同步信号，送到后级电路进行处理。

实训19图像质量提高电路的检测与维修

一、实训目的和要求

1．掌握提高图像质量的关键技术。

2．了解图像质量提高电路的工作原理。

3．能正确运用仪器设备检测图像质量提高电路的有关参数和波形。

4．掌握大屏幕彩色电视机故障分析、判断和维修的方法。二、实训器材和工具

1．大屏幕彩色电视机1台、电原理图1份。

2．电视信号发生器1台。

3．双踪示波器1台。

4．扫频仪1台。

5．常用工具1套。三、实训内容和方法

1．观察实训机型的图像处理系统，对照电原理图熟悉图像处理电路的关键检测点。

2．用万用表电阻挡检测图像处理系统关键器件在路对地的正、反向电阻值，并记录。

3．用万用表电压挡检测图像处理系统关键检测点的直流电压值，并记录。

4．用示波器检测图像处理系统关键检测点的信号波形并描绘。

5．主要检测电路：延迟型水平轮廓校正电路、垂直轮廓校正电路、速度调制电路、黑电平扩展(BLE)电路、动态梳状滤波器电路、视频降噪电路、动态彩色瞬态增强(CTI)电路、动态细节校正电路、动态景物层次控制(DSC)电路、倍频扫描电路等。

6．维修故障。

(1)观察故障现象，初步确定故障部位并分析故障原因。

(2)用仪器仪表检测电路，确定具体故障点。

(3)更换损坏的元器件，排除故障并调试。

7．训练思考。

(1)大屏幕彩色电视机是如何提高图像质量的？

(2)在不使用任何仪器仪表检测的前提下，若要快速判断故障是否是由于应用新技术的电路引起的，可采取怎样的方法？四、实训报告

由学生自己设计，要求：

1．有明确的实训任务。

2．有具体的实训目的和要求。

3．有需要的实训器材和工具。

4．根据实训内容有具体的实训方法和步骤。

5．有具体的实训结果并能对实训结果进行分析处理。

6．有实训体会。

5.2提高伴音质量的新技术

5.2.1准分离伴音技术

在普通电视机中，图像中频信号和伴音中频信号经过同一个声表面波滤波器和中频通道，第二伴音中频信号采用内载波方式得到。为了防止图像信号和伴音信号之间的相互干扰，防止伴音中频载频和色度中频载频产生2.07MHz的差拍干扰，在中频通道中对伴音中频信号进行了衰减，这不仅造成伴音中频信号有所损失，而且也不能彻底消除干扰。为了克服上述伴音分离方式的缺点，新型电视机中采用了伴音准分离和伴音完全分离技术。伴音准分离电路的原理框图如图5-17所示，由图像和伴音两个声表面波滤波器SAWF1、SAWF2(SAWF1和SAWF2可以组装在一起构成一个组件，其频率特性如图5-18所示)、两个独立的中频通道、两个检波电路(或一个检波和一个混频电路)组成。图5-17伴音准分离技术的原理框图图5-18SAWF的频率特性高频调谐器输出的中频信号经过预中放放大后，一路经过SAWF1得到图像中频信号，通过中频放大和视频检波后，输出视频信号。另一路经过SAWF2得到伴音中频信号fs1±Δf，与图像中频载波fp1信号一起进行同步检波，经过选频后得到第二伴音中频信号。由于采用了两个独立的图像中频通道和伴音中频通道，因此互相串扰很小，而且伴音中频信号无任何损失，音质得到保证。与普通彩色电视机图像和伴音分离方式相比，图像质量和伴音性能都有所提高，对多制式接收电路的设置也更加方便。伴音完全分离技术如图5-19所示。高频调谐器输出的图像中频信号经过SAWF1选出、中频放大、检波后输出视频信号。高频调谐器输出的伴音中频信号和一定带宽内的图像中频信号经过SAWF2选出、中频放大后，图像中频信号与伴音中频信号在检波级混频,输出第二伴音中频信号。伴音完全分离技术的SAWF1和SAWF2的频率特性如图5-20所示。图5-19伴音完全分离技术的原理框图图5-20伴音完全分离技术的SAWF频率特性5.2.2多伴音和立体声技术

多伴音、立体声电视广播是指在传送电视节目的图像和伴音信号的同时，还附加传送一路或多路另外的声音信号。多伴音可以实现同一个电视图像信号配两种或多种不同语音。若用两个伴音通道传送立体声的左、右声道信号即为立体声电视广播，从而大大提高了电视的音响效果。实现双伴音或多伴音、立体声电视广播方法有多路传输法和双载频方式。我国选定为双载波制的双声道、立体声电视广播。

1.多路传输法

多路传输法是在同一伴音载频上传送两个或多个伴音信号，有FM-FM方式和AM-FM方式之分，其中FM-FM方式比较普遍。

1) FM-FM方式

FM-FM方式是用双伴音的第二个伴音信号(副伴音，用S2表示)或用立体声左、右声道的“差值”信号(用L－R表示)对伴音副载波调频，将双伴音的第一个伴音，即原电视伴音信号(主伴音，用S1表示)或立体声左、右声道的“和”信号(用L+R表示)与上述调频信号组成伴音基带信号，再对伴音主载频进行调频。

如NTSC制的频道宽带为6MHz，伴音载频与图像载频间距为4.5MHz，则FM-FM方式伴音基带信号频谱如图5-21所示。图5-21伴音多路传输基带信号频谱图主、副伴音信号频带为50Hz～15kHz，选2fH为副载波，将副伴音信号对其进行调频，最大频偏为±10kHz，频率范围为16～47kHz。

主伴音信号对伴音主载波进行调频，最大频偏为±25kHz。调频后的副伴音信号对伴音主载波进行调频，双伴音方式调频的最大频偏为±15kHz；立体声方式最大频偏为±20kHz。为了能自动识别和切换伴音方式，还要发送识别控制信号，选3.5fH副载波，分别用922.5Hz(双声道方式)和982.5Hz(立体声方式)正弦波进行调幅，调幅系数为0.6，调幅后的识别控制信号对伴音主载波调频的频偏为±1.5kHz。

2) AM-FM方式

副伴音信号对伴音副载波进行调幅，为使调幅后的副伴音信号的频谱线与图像信号的主谱线有一定的间距，减小蜂音干扰，副伴音信号取7.867kHz，伴音副载波频率取3.5fH。主伴音信号与调幅后的副伴音信号组成伴音基带信号，对伴音主载波进行调频。

2.双载频方式

双载频方式是用主、副伴音信号分别调制两个不同的伴音载频。在原有电视频道伴音载频与上邻频道之间，选取一个适当的频率作为副伴音信号的载频，仍采用调频方法传送。我国彩色电视采用PAL-D制，频道带宽为8MHz，采用双载频方式实现双伴音、立体声电视广播。主、副伴音都采用调频方式，但调制频率不同，第一个伴音，即主伴音的载频高于图像载频6.5MHz，电平比图像电平低13dB；第二个伴音，即副伴音载频高于图像载频6.742MHz，为减小副伴音对主伴音的串扰，其电平比主伴音电平低7dB，即比图像电平低20dB。双伴音方式分别用S1、S2音频信号调制载频；立体声方式分别用1/2(L+R)信号和R信号调制载频。为了能识别和切换传送的伴音制式，发射一个频率为3.5fH的导频信号(也称为导频副载波)，将其对副伴音(第二个伴音)载频进行调频，最大频偏为±2.5kHz。分别用单频信号0、274.1Hz(1/57fH)、117.5Hz(1/133fH)对导频副载波进行调幅，以区别是单伴音、双伴音还是立体声方式，调幅系数为0.5。单伴音方式无识别信号调幅波，只有导频副载波。

3．双载波制伴音准分离电路

双伴音、立体声电视广播接收机通常采用伴音准分离电路处理伴音信号。图5-22所示是双伴音制伴音准分离电路原理方框图。图5-22双伴音制伴音准分离电路原理框图高频调谐器输出的电视中频信号分别送SAWF1和SAWF2。SAWF2输出的31.5MHz和31.258MHz伴音中频信号送伴音处理电路。经过伴音中频放大、检波得到第二伴音中频信号，分别经过6.5MHz带通滤波器和6.742MHz带通滤波器，分离为两个独立的第二伴音中频信号，分别送各自的处理电路。

6.5MHz主伴音(第一个伴音)中频信号和6.742MHz副伴音(第二个伴音)中频信号分别经过放大、鉴频，得到主音频和副音频信号，分别经过音频放大。副伴音音频信号经过导频解调电路，得到识别控制信号，控制选择开关S。若是单伴音方式，开关S接通触点“1”，左功率放大电路接通主音频放大器，音频信号经过左功率放大器放大输出。若为双伴音方式，导频解调电路输出的识别控制信号控制开关S接通触点“1”，左功率放大电路接通主音频放大器，主、副音频信号分别经过左、右功率放大器放大，输出主音频信号S1和副音频信号S2。若为立体声方式，导频解调电路输出的识别控制信号控制开关S接通触点“2”，左功率放大电路接通解码矩阵电路，解码矩阵对主伴音通道输入的1/2(L+R)信号放大两倍，再与副伴音通道输入的右声道信号进行相减，得到左声道信号，左、右声道信号分别经过左、右功率放大器放大后输出。5.2.3NICAM(丽音)技术

NTCAM(丽音)的含义是准瞬时压扩声音多路复用。在NICAM方式中，原来的伴音信号仍以模拟信号形式传送，而新增的声音信号以全数字信号形式传送。新增的数字伴音信号有两路，这样用NICAM方式可以传送三路不同的声音。

我国在PAL-D制基础上采用NICAM-728技术，规定数字伴音载波频率比图像载波频率高5.85MHz，“728”是指数据信号的传输码率为728kb/s。数字伴音信号处理的音质可接近CD唱片水平，具有动态范围大、信噪比高、各声道隔离度高等优点。

1.丽音信号的编码与传输

丽音信号形成过程的电路原理方框图如图5-23所示。图5-23丽音信号形成过程的电路原理框图

1)预加重、低通和A/D变换

输入A、B两个伴音信号(或L、R声道信号)，分别经过预加重提升音频信号的高频分量以提高抗干扰性，再经15kHz低通滤波器，以限制音频信号的频率范围。

15kHz以内的A、B两路音频信号(或L、R声道信号)分别送到A/D变换电路，由32kHz的取样脉冲对其进行取样和14bit的线性量化，用二进制补码形式表示，原始样值的最高位表示极性，“0”表示正极性信号，“1”表示负极性信号。正值的补码与原码相同，负值的补码为原码取反后在最低位上加1，因此正值的最大信号为01111111111111，负值的最大信号为10000000000000。

A、B伴音信号(或L、R声道信号)总的原码率为14×2×32=896kb/s，若再加上检错用码和同步码等辅助信息，总码率可达1Mb/s。将这样大数据量的伴音信号放入电视原来的频带内，很难避免原电视模拟伴音信号和上邻频道图像信号的干扰，为此必须对数字伴音信号的数据进行压缩处理，以降低码率。

2)准瞬时压扩编码

(1)分段压扩。NICAM系统采用分段压扩技术，将14bit的原始样值压缩为10bit进行编码。解码时进行补码，完成10—14bit的扩展。将连续取样信号每1ms作为1帧，每帧有A、B两个伴音信号的数据，每帧有32×2=64个样值。在1ms内，按样值幅度不同分为高、中高、中、中低、低五个电平段，即1、2、3、4、5共五种不同的编码范围，每段用3bit的范围码表示。每个电平段所做的压扩处理不同，若在1ms内检测到信号的样值为高段，则压缩4bit最低有效位数的数据，成为10bit的数据。若在1ms内检测到信号的样值为低段，则压缩次高位4bit有效位数的数据，因高位表示信号的极性，不能压缩。其各段压缩的位数如表5-1所示。表5-1分段压扩位数表为了使在接收端能正确恢复被压缩的信号，发送端必须提供各段时间内信号样值电平所处的编码范围对应的范围码。接收端根据收到的范围码，按照压缩的处理方法进行反处理，即在压缩的位置分段进行补码(补“0”或补“1”)扩展处理，将10bit的码恢复为14bit。信号从发到收经过一个压缩—扩展的处理过程，而且压扩不是瞬时进行的，而是以1ms的时间段为单位进行的，因此称为“准瞬时压扩”。

(2)范围码和奇偶校验位的传送。表示编码范围的范围码应包括在NICAM信号中，而且保证即使传输和处理过程中出现误码，范围码也应在解码器中正确无误地恢复，以保证数据扩展时与压缩处理相对应，否则会造成整帧的数据错误，为此必须对范围码实施可靠的误码保护。此外，为使各个样值得到正确的再现，表示正负极性的最高有效位也应施以一定的保护。方法是在压缩后的10bit样值之后加入1bit奇偶校验位，构成11bit的样值。

NICAM采用不增加比特数，使奇校验和偶校验本身携带信息，将3bit范围码结合到奇偶校验中传送。1帧内有A、B两组伴音数据，共64个样值，传送6bit范围码。比64/6小的最大奇数为9，这样使每9个样值为一组，一组用9个11bit样值范围，其余的不予理会，每组附带传送1bit范围码。具体法则如下：

①在9个11bit样值范围内，若所要传送的范围码为“1”，采用奇校验；若所要传送的范围码为“0”，则采用偶校验。②奇偶校验只保护样值码最高的6位，即校验位由样值码高6位和校验法则来决定。若高6位的模2和为“1”，奇校验时校验位补“0”，偶校验时校验位补“1”。若高6位的模2和为“0”，奇校验时校验补“1”，偶校验时校验位补“0”。

NICAM的这种处理方法不仅使范围码不占用比特数(节约了码率)，而且对范围码的传送施加了可靠的保护。接收端根据1帧内每9个样值组的奇偶性即可判断范围码各位的值。组的奇偶性由各校验位而定，只有当组内同时出现五个以上样值的奇偶校验发生错误时，方可导致范围码错误，此种情况出现的概率很小。

3) NICAM信号帧结构和位交织处理

(1) NICAM信号帧结构。NICAM-728方式以1ms为1帧的时间单位，A、B两个伴音各32个样值，共64个样值。压缩编码后，每个样值占有11bit，共有数据64×11=704bit，这些数据中隐含了6bit的范围码。一个数据帧再加入8bit帧同步字(FAW)、5bit控制字(C)、11bit备用的附加数据(AD)位，因此每帧共计数据位有728bit。1ms时间传输数据728kb/s。

NICAM信号帧结构如图5-24所示。

① 8bit帧同步字(FAW)规定为01001110，用于接收解码器的帧同步及识别1帧数据的开始。图5-24NICAM信号的帧结构② 5bit控制字C(C0～C4)的第一位C0为帧标记位，C0=1表示前8帧；C0=0表示后8帧，每16帧构成一个循环。在同一个循环里传送的信息类型相同，若要改变传送信息的类型，需待新的循环开始才能执行。C1C2C3表示传送的数据信息类型，000为立体声信号，010为A、B两个伴音信号，100表示一个独立的声道信号和一个352kb/s的数据通道，110表示一个704kb/s数据通道，在同一个循环里，C1C2C3数据相同。C4表示调频模拟伴音信号与数据信息之间的关系，C4=1表示当数据信息为立体声时，调频模拟伴音信号为(L+R)/2。当数据信息为独立的双声道信号时，调频模拟伴音信号与A声道的声音相同。C4=0表示调频模拟伴音信号与数据信息无关。③ 11bit待用附加数据AD(D0～D10)目前还未使用。

④ 704bit声道伴音数据DATA：对于立体声信号，L(A)、R(B)声道伴音样值数据依次相间地排列，1帧内排列次序为A1、B1、A2、B2…A32、B32。对于独立的A、B两个伴音信号，样值数据交替传送，传送样值的排列次序为1帧中奇数为A伴音信号样值A1、A2…A32；偶数为B伴音信号样值B1、B2…B32。每一个样值数据传送顺序都是低位在前，高位在后，最后是奇偶校验位。

(2)位交织处理。奇偶校验位可靠编码对样值码的传送和处理起到了一定的保护作用，利用它可以检查和纠正随机错码。为了减小出现连续多位错误对数据传输的影响，在NICAM系统中，对704bit的伴音信号数据进行交织处理，将原来的数据码序打乱，再按一定的规律重新排列，将可能连续出现的错码分散到不同的样值中。

NICAM系统规定：帧同步字、控制字和附加数据不进行交织处理，对704bit的伴音信号数据进行44×16的位交织处理。交织处理前，各位数据序号为25、26、27…726、727、728。位交织处理后的顺序如图5-25所示，可用44行、16列的数据串表示。图5-25NICAM系统位交织示意图如用电路来实现位交织，可采用一个44行16列的1位存储器矩阵。存入时，以列为序写入数据；读出时，以行为序读出数据。

4)扰码处理和DQPSK调制

(1)扰码。伴音信号中若出现无声的时间间隙，而数字伴音信号调制的载波频率、幅度和相位不变，则容易造成对调频模拟伴音信号和图像信号的干扰。为了尽量降低这种干扰的程度，必须对交织后的数据流进行扰码处理，使其尽可能地呈现噪声状态。不论伴音信号内容如何，调制后的载波能量尽可能均匀地分布在整个频带的各个频率点上，故也称为能量扩散。扰码处理的方法是编码时在帧同步字之后，启动一个规定的伪随机二进制序列，并与帧同步字以后的各位数据位逐位进行模 2 加，实际发送的数据流是这个接近于噪声状态的和信号。接收端解码器一旦建立帧同步，就启动同样规律的伪随机二进制序列，与接收到的数据流逐位再进行模2加即可恢复原来的数据流。

(2) DQPSK调制。经过扰码处理后的NICAM数据对伴音副载波进行差分正交相移键控调制，简称DQPSK调制，其基本原理框图如图5-26所示。图5-26DQPSK调制原理框图加扰后，每帧728bit的数据流由串/并转换电路变换为两路并行的比特对数据流，即同相通道I和正交通道Q的两种非归零脉冲序列，比特对的时钟频率为728/2=364kHz。两路数据流经过差分相位变换电路输出两路码元转换时相位跳变π/4的双比特对数据流。两路信号再分别经相位特性是线性的余弦滚降型低通滤波器，使输出信号的频带限制在一定的范围内。副载波信号发生器产生伴音所需的副载波信号， I制为6.552MHz、B/G制为5.85MHz，经90°移相，正交的副载波分别送往I、Q相位调制电路，对由余弦滚降型滤波器送来的数据流信号进行相位调制，分别输出PSK信号。两个正交已调信号叠加，经带通滤波输出4相DQPSK信号。DQPSK信号副载波相位随调制数据流码元不同而变化，当输入为00时，输出副载波的相位较前个双特码相位跳变0°；输入为10时，输出副载波的相位较前个双比特码相位跳变90°。当输入分别为00、01、10、11时，输出副载波的相位变化对应为0°、－90°、90°、180°。这样，在接收端就无需恢复绝对相位，仅根据相位的变化就可以解调出比特值来。差分转换器的作用是保证上述的比特对与相位变化的对应关系。

2.丽音信号的接收与解码技术

能接收NICAM信号的电视机采用准分离解调电路，输出信号经不同的带通滤波器将模拟伴音信号和数字伴音信号分开，分别送到不同的伴音通道进行处理。NICAM信号解调、解码电路原理框图如图5-27所示。图5-27NICAM信号解调、解码电路原理框图高频调谐器输出电视中频信号，一路送往图像通道解调出图像中频信号(PIF)，另一路经伴音准分离电路进行解调，分离出模拟调频伴音信号送往模拟伴音通道进行处理，分离出的数字伴音信号送往数字伴音通道进行NICAM解调、解码处理。数字伴音通道主要由带通滤波器、DQPSK解调器、NICAM解码器、D/A变换器、滤波器和去加重电路、音频放大电路和功率放大电路等组成。准分离解调电路输出中心频率为6.552MHz(I制)或5.85MHz(B/G制)的数字伴音信号，经带通滤波器进一步滤掉其它频率成分，避免模拟调频伴音信号和上邻近频道图像信号的干扰后，送往DQPSK解调电路进行正交同步解调，输出NICAM数据流，送往NICAM解码电路，经并/串转换、去扰码、去交织、检错处理、NICAM扩展，输出数字伴音信号，送往D/A变换电路。D/A变换电路将数字伴音信号变为两路A、B(或L、R)模拟伴音信号，经低通滤波、去加重处理后，输出A、B(L、R)两声道模拟伴音信号，经音频放大和功率放大后，推动扬声器发声。

5.2.4环绕立体声技术

普通的立体声是指双声道立体声，用左、右两个传声器拾音，经过处理、传输，由放置在视听者前方的左、右两个扬声器放音，使视听者感到有立体声效果。双声道立体声使聆听者虽有立体感，但缺乏临场感、被声源所包围的环绕感和对空间声场的扩展感。新型彩色电视机中采用了环绕立体声技术，以满足视听者对伴音音质、音色的需求。

1.环绕声系统的类型

(1)模拟式2-2-4(或3)环绕立体声系统：由双声道记录、双声道传输、4声道(或3声道)播放，即声音如实地传输，放音时通过模拟环绕声处理，产生附加信号以形成环绕效果，是一种伪(假)环绕。

(2)分离式4-4-4环绕声系统：将原始信号如实地记录、传输和重放，即原信号的声道数、传输通道数、重放通道数相等。

(3)杜比模拟环绕声系统(编码式4-2-4环绕系统)：由4声道拾音、双声道录音/传输、4声道重放组成。将4声道传声器信号编码成为2声道，再进行录制和传输，经解码处理恢复为4声道，利用左、中、右环绕四只音箱播放。根据解码方法不同有基本型杜比环绕声和杜比定向逻辑环绕声之分。

(4)杜比数字环绕声系统(AC-3)：即全数字化的5.1-1-5.1制式的杜比AC-3系统，由六个输入声道(五个全频域声道、一个超重低音声道，称为5.1)经A/D变换和压缩处理，用一条声轨录制在媒体上进行传输，再经过解码、D/A变换，以5.1声道重放。

(5)其它环绕声系统和增强环绕效果的技术：其它环绕声系统如HOMETHX(家庭影剧院)系统、DTS(数字影剧院)系统、SDDS动态数字环绕声系统；环绕声相关技术如CinemaDSP(影院数字信号处理)系统、SRS(声传播延时恢复)系统、DDSC动态分离环绕声电路等。

2.电视系统中的环绕声处理技术

1)环绕立体声处理技术

模拟电视系统尚未开播杜比环绕声，大屏幕彩色电视机采用的是环绕立体声技术，在电视机中附加一个环绕声处理电路，将原来的立体声L、R两个声道信号通过处理电路，产生一个附加的模拟环绕声信号，送到环绕声扬声器播放，营造出环绕效果。

环绕立体声处理技术主要由减法器、移相网络、相加混合电路、相减混合电路、音量/平衡调节等电路组成，其基本原理框图如图5-28所示。图5-28环绕立体声处理技术原理框图立体声信号处理时，开关S闭合，立体声L、R信号在减法器中运算，得到L－R信号，经移相网络得到环绕附加信号φ(L－R)，此信号混入L、R声道，各声道分别输出含有环绕附加信号的音频信号，经后续电路处理后送到对应的扬声器单元进行播放，获得环绕声效果。各路分别输出：

Lt=L+φ(L+R)

St=φ(L－R)

Rt=R－φ(L－R)由三路输出表达式可以看出，即使不接环绕声音箱，只用L、R扬声器单元，也可以聆听到环绕效果，这就是所谓的虚拟环绕声“SRS”技术。

单声道信号处理时，开关S断开，此时左、右声道信号完全相同，各路分别输出：

Lt=R+φ(－R)

St=φ(－R)

Rt=R－φ(－R)

尽管输入的是单声道信号，但由于输出信号中混有φ(－R)，因此声相得到扩展，具有立体声效果。

2)杜比环绕声处理技术

将原始4声道信号L(左)、C(中)、R(右)、S(环绕)进行编码，得到双声信号Lt、Rt进行传输。

Lt=L+0.7(C－jS)

Rt=R+0.7(C+jS)

(1)杜比环绕声处理。基本型杜比环绕声处理电路采用无源固定矩阵，是一种被动式解码方法，解码输出分别为

L'=L+0.7(C－jS)

R'=R+0.7(C+jS)

C'=0.7(Lt+Rt)=0.7(L+R)+C

S'=0.7(Lt－Rt)=0.7(L－R)+jS

其电路原理框图如图5-29所示。图5-29杜比环绕声解码电路原理框图输入平衡控制电路主要用于放大，保证L±R矩阵电路与主电平(音量)控制电路的左、右声道幅度一致。L±R矩阵电路实现L+R，产生C‘信号；实现L－R，产生S'信号。前置滤波又称防混淆滤波器，由运算放大器组成有源滤波器，防止25kHz以上信号、噪声信号及干扰信号进入下一级。音频延时电路将S'信号延时15～50ms(可调)，使后置环绕音箱中混有的前置信号不会太影响前置音箱声音的定位。7kHz有源低通滤波可以滤掉泄漏来的高音信号及环绕中的高音成分，减少环绕声音箱的方向感。杜比B型降噪电路与编码中的降噪电路组成完整的杜比B降噪系统，主要注重500Hz以上的高频段噪声，用于降低环绕声道噪声和抑制两路信号在传输过程中因相位或幅度偏移而泄漏的语言信号。主电平控制电路用于协调四个声道音量的比值，以满足不同室内环境、不同听众的要求。

(2)杜比定向逻辑环绕声处理电路。利用被动式解码方法得到的四路信号会相互串扰，彼此相邻分离度较低。而采用杜比定向逻辑环绕声处理，即主动式解码方法后，恢复的四路信号分离度高。杜比定向逻辑环绕声处理电路的原理框图如图5-30所示。图5-30杜比定向逻辑环绕声解码原理框图与杜比环绕声解码相比，杜比定向逻辑环绕声解码主要采用了方向增强技术、声道伺服增益控制和功率不变原理，利用自适应有源转换矩阵代替被动式解码中的无源固定矩阵，对影响声场方位的主声部信号进行探测，严格按原方向复原，同时抑制其泄露到其它声道的信号。对非主声部信号则根据需要进行重新分配，保证经伺服增益控制后总功率不变。

杜比定向逻辑环绕声解码设置了中央模式控制，可以改变输出模式，使输出模式为普通模式、宽广模式、幻想模式和3立体声模式，以适应不同的环境和要求。杜比定向逻辑环绕声解码采用了DSP数字声场处理电路，使聆听者得到了置身于不同大厅的感觉。

5.2.5超重低音技术

1.超重低音扬声器系统

电视行业最有名的超重低音扬声器系统是松下的多梦(Dome)和东芝的火箭炮(BAZOOKA)两大类。

2.超重低音处理电路

立体声和杜比定向逻辑环绕声声源中都无独立的超重低音声道信号。超重低音处理电路的作用是利用低通滤波器将伴音信号中的30～120Hz低频成分取出并进行放大和提升，通过超重低音音箱播放出来。常见的电路形式有谐振式提升电路和有源低通滤波式提升电路。

超重低音处理电路的原理框图如图5-31所示。左、右(L、R)两个声道伴音信号在混合器中合成后，通过低通滤波器滤波和频率提升，获得30～120Hz的低频伴音信号，经前置和功率放大后，推动超重低音扬声器发声。图5-31超重低音处理电路的原理框图

实训20伴音质量提高电路的检测与维修

一、实训目的和要求

1．掌握提高伴音质量的关键技术。

2．了解伴音质量提高电路的工作原理。

3．能正确运用仪器设备检测伴音质量提高电路的有关参数和波形。

4．掌握大屏幕彩色电视机故障分析、判断和维修的方法。二、实训器材和工具

1．大屏幕彩色电视机1台、电原理图1份。

2．电视信号发生器1台。

3．双踪示波器1台。

4．扫频仪1台。

5．常用工具1套。三、实训内容和方法

1．观察实训机型的伴音处理系统，对照电原理图熟悉伴音处理电路的关键检测点。

2．用万用表电阻挡检测伴音处理系统关键器件在路对地的正、反向电阻值并记录。

3．用万用表电压挡检测伴音处理系统关键检测点的直流电压值并记录。

4．用示波器检测伴音处理系统关键检测点的信号波形并描绘。

5．主要检测电路：准伴音分离电路、NICAM丽音电路、环绕立体声电路、超重低音电路等。

6．维修故障：

(1)观察故障现象，初步确定故障部位并分析故障原因。

(2)用仪器仪表检测电路，确定具体故障点。

(3)更换损坏的元器件，排除故障并调试。

7．训练思考：

(1)采用准伴音分离技术对伴音质量的提高有何作用？

(2)若采用环绕立体声技术的大屏幕彩色电视机出现无伴音的故障，一定是伴音处理系统有问题吗？如何判断？四、实训报告

由学生自己设计，要求：

1．有明确的实训任务。

2．有具体的实训目的和要求。

3．有需要的实训器材和工具。

4．根据实训内容有具体的实训方法和步骤。

5．有具体的实训结果并能对实训结果进行分析处理。

6．有实训体会。

5.3提高显示质量的新技术

5.3.1显像管新技术

显像管屏幕尺寸的不断加大也带来了一系列的技术问题，如光栅失真严重、会聚特性变差、聚焦性能变差、阴极电子束电流增加，防爆设计难度增加等，因此大屏幕显像管不得不采用新技术。

1.玻璃外壳

显像管的重量随着尺寸的增加而增加，如115cm(45inch)的超大屏幕显像管的重量达114kg。由于显像管的内部被抽成高真空，外部大气压力对玻璃外壳的作用力随显像管的尺寸增加而增加，如115cm超大屏幕显像管的玻璃外壳承受的大气总压力可高达20kg。另外，显像管屏幕平面度的提高，使屏面抗大气压力的强度下降，显像管易发生爆炸而伤人。为了保证大屏幕显像管的安全性，采取了如下措施：

(1)增加玻壳有关部位的厚度，提高显像管的抗压能力。

(2)在显像管侧边捆扎防爆钢带，有的还在玻璃屏幕上粘贴几毫米的钢化玻璃，形成双重防爆方式。

(3)为了减少电子束高速轰击显像管内部残留气体或其它物质时产生的 X 射线，采用了含氧化铅或含氧化钡的玻璃屏。

2.荫罩板

由于电子束在扫描过程中，大部分电子打在荫罩板上，荫罩板因此发热而变形，使显像管色纯度变差，大屏幕显像管因荫罩板尺寸增大，发热变形更明显。为了防止荫罩板变形而引起的色纯度变差，荫罩板采用热膨胀系数小的殷钢材料制作，以减小荫罩板发热变形，使图像清晰、色纯度稳定。

3.电子枪

显像管尺寸越大，电子束在屏幕上扫描的速度越快，荧光粉受电子轰击的时间变短，使得图像的亮度降低，因此需要增加阴极的发射电流以保证屏幕的亮度。大屏幕显像管采用了新型高性能浸渍式阴极，其发射的电流密度是普通氧化物阴极的四倍。显像管的尺寸增加后，电子枪与荧光屏的距离增加，通过增加阴极电流保证屏幕亮度的方法会使显像管的聚焦性能变差，图像的分辨率降低，为此大屏幕显像管采用各种改进型的电子枪。如多级预聚焦(MPF)电子枪、椭圆单双电位四极聚焦(EA-DF)电子枪等，以提高电子束的聚焦性能，使电子束的光点尺寸缩小。

4.荧光粉

在新型显像管中，绿、蓝荧光粉采用硫化物荧光粉，红荧光粉采用稀土类(铕元素Eu)荧光粉，与采用硅酸盐类和磷酸盐类三基色荧光粉的显像管相比，具有亮度高、色彩纯正等特点。另外，新型显像器还采用着色荧光粉，即在荧光粉的表面涂敷一层与荧光粉颜色相同的颜料。着色颜料具有滤色效果，对荧光粉本身的发光没有影响，当外界环境光投射到荧光屏上时，由于着色颜料吸收了环境光中与其本身颜色不同的光，从而减弱了环境光的影响，可使大面积的色饱和度提高。为提高图像的深层次感，屏面经过特殊的着色镀膜处理，可使屏幕的反光减弱，提高对比度，还可以消除静电的影响。超平面管还采用了黑底涂层技术，有效地提高了图像的对比度，减少了环境反射光的影响。

5.偏转线圈

由于大屏幕显像管采用粗管颈、大偏转角(110°)，偏转功率增加，因此采取了缩短偏转线圈和磁芯之间距离的方法；选用高电阻率、低损耗材料的磁芯和多股细胶合线抑制温度的升高等措施。5.3.2会聚新技术

由于大屏幕显像管尺寸的增加，仅仅依靠偏转线圈产生的特殊磁场难以实现动会聚误差的校正，因此必须增加动会聚校正电路。

动会聚电路的功能是根据电子束的扫描位置来调整动态会聚电平，使屏幕上每个区域都能获得最佳的会聚电平，使整个画面看起来透彻明亮。动会聚线圈通常安装在显像管管颈对应于极靴或偏转板的位置处，当向动会聚线圈注入抛物波电流时，动会聚线圈产生的磁场使R、B电子束分别产生远离中束G的位移，而中束由于所受的磁场刚好相反而抵消，所以中束G的位置不发生变化。由于两边束经位移后，使R、G、B电子束的会聚点刚好落在屏幕荫罩板的同一栅缝(或荫罩孔)处，而电子束扫描在不同位置时的动会聚误差不相同，因此要使整个屏幕都能得到良好的会聚，必须向动会聚线圈注入行频及场频抛物波电流，使R、B两边束的左、右位移呈抛物波变化。5.3.3聚焦新技术

显像管正常工作时，扫描电子束抵达屏幕中部和屏幕边缘所走过的路程距离不同，它所需的聚焦电压也不同。以往的聚焦电路提供的是固定不变的直流电平，只能使屏幕中部聚焦达到最佳，而屏幕边缘就会出现散焦现象，使画面四周模糊。为此采用了动态聚焦技术，即显像管的最佳聚焦电压按抛物规律变化，如图5-32所示。图5-32动态聚焦原理当电子束从屏幕中心扫描到边缘时，聚焦电压随电子束位置的改变而升高。由于聚焦电压按抛物线变化，因此电子束作扫描运动时，各点所对应的聚焦电压不相同，中心点对应的聚焦电压最低；当电子束偏离屏幕中心时，聚焦电压按抛物线规律升高，因为抛物波与行场扫描严格同步，除回扫期间外，聚焦电压越高焦距越长，说明光点离屏幕中心越远；聚焦电压等于U0的点，正好是屏幕中心。5.3.4地磁场校正技术

显像管中的电子束受到地球磁场影响时，屏幕光栅将发生倾斜，使重现的电视画面在屏幕上产生几何变形，为此新型电视机中设置了地磁校正电路。它利用微处理器发出的PWM波，控制地磁校正线圈的电流方向和大小来完成地磁的校正功能。5.3.5高压稳定技术

电视机显像管的高压稳定性对图像的会聚性能和光栅幅度稳定性影响很大。显像管高压的变化会造成画面明亮程度的变化；由于高压供电电路存在内阻，图像亮度变化(即电子束电流变化)会引起高压变化，从而引起图像几何尺寸变化、图像扭动、清晰度下降，因此必须采取措施来改善阳极高压的稳定性，以保证光栅和图像的会聚性能、聚焦性能的稳定性。显像管阳极高压与束电流的关系曲线如图5-33所示。其中，曲线①为未采取稳定措施时的特性，随着束电流的增加，阳极电压下降较快，即曲线斜率较大，表明阳极供电电路内阻较大；曲线②为采取稳定电路后的特性曲线，阳极电压随着束电流增加，下降较为缓慢，表明供电电路的内阻较小。因此只要降低高压供电电路的内阻就可以提高阳极高压的稳定性。常用的方法是通过负反馈将束电流转换为电压去调节显像管阳极供电电压，使之基本稳定。图5-33显像管阳极电压与束电流的关系5.3.6偏转失真校正技术

由于行、场扫描通道本身存在一定的非线性失真，而且屏幕越大失真越严重，因此电子束扫描失真的校正，对改善图像质量至关重要。在普通彩色电视机中，为了提高图像的质量，采用了在行偏转回路串联S校正电容的方法，使偏转电流呈S形，以校正水平延伸失真。但由于校正电容较大时，校正曲线太平缓，达不到S校正所需要的效果；当校正电容较小时，屏幕的大部分区域得到校正，而行扫描的始端和末端，即屏幕的左、右两侧可能会收缩，形成所谓的M型线性失真。因此，新型(大屏幕)彩色电视机在S校正的基础上，采用了M校正电路，也叫动态S校正电路，如图5-34所示。图5-34行动态S校正技术(a)校正电路；(b)校正电流