《电视机原理与技术》课件第4章

第4章图像中频通道及伴音通道电路4.1概述

4.2信号流程

4.3前置中频处理电路

4.4黑白电视机的图像中频通道及伴音通道

本章小结思考与习题

4.1概述

4.1.1图像中频通道的作用和性能要求

图像通道含有中频放大电路、检波电路、预视放电路、视频放大器以及ANC、AGC等控制电路，主要用于放大和处理图像信号并对伴音信号进行相应的处理。

1.作用

图像中频通道的主要作用如下：放大图像中频信号和伴音中频信号；实现中放自动增益控制(IFAGC)，并提供高放自动增益控制(RFAGC)电压；视频检波，从图像中频信号中解调出视频全电视信号；利用38MHz图像中频与31.5MHz第一伴音中频产生6.5MHz的第二伴音中频信号；具有自动噪声抑制(ANC)的能力；形成符合要求的中放频率特性，以提高电视机对邻近频道的抗干扰能力，并保证较好的图像和伴音质量。

2.性能要求

1)增益

图像中频通道增益的大小决定了电视机整机的灵敏度，而中放增益的大小取决于视频检波器对输入电压的要求以及高频头输出电压的大小。一般来说，如果天线接收来的高频信号幅度为100μV，而检波输出的视频信号幅度应在1～1.5V(峰峰值)，则整个通道的增益为。由于高频调谐器增益约为20dB，声表面波滤波器增益约为－12dB，预中放增益为12～16dB，同步检波器增益约为20dB，因此中放电路增益至少要有40dB左右。一般在集成电路电视机中，中放电路由3～4级差动放大器组成，各级分配增益为10～14dB，以保证既满足增益的要求又不易自激。

2)频率特性

在图像中频通道中，对中频放大器的频率特性有特殊要求，以保证重现图像和伴音有较好的质量。典型的中放频率特性如图4-1所示。对彩色电视机的中频特性则有更高的要求，主要是通频带及通频带内的平坦性和对邻近频道的抑制能力。图4-1中放频率特性

(1)图像中频的位置。从信号带宽方面考虑，我国电视信号采用残留边带传送方式。其中０～0.75MHz的视频信号采用双边带传送，0.75～6MHz的视频信号采用单边带传送。如果将这些信号全部均匀地放大，则经过视频检波后输出的0.75MHz以下的低频分量的强度将是0.75MHz以上的高频分量的两倍，造成低频分量过强，破坏了图像中原来各分量之间的比例关系，造成图像失真。为了使视频检波后视频分量幅度一致，要求图像中频(38MHz)应处于频率特性曲线高频端斜边的中点，且在图像中频上下0.75MHz范围内，特性曲线为一斜坡。若图像中频位置过低，则会造成检波后视频信号的低频分量不足；相反，若图像中频位置过高，则会引起低频分量过强。这两种情况都有会造成图像失真。

(2)伴音中频的位置。中频放大器同时放大了图像中频信号和伴音中频信号，但为了防止伴音和图像的相互影响，必须对伴音中频信号的放大量加以限制，否则会引起图像

与伴音的互扰。因此，一般要求在中频放大器中，伴音中频的增益比图像中频低20dB，即在频率特性上，31.5MHz处的增益是38MHz处的0.1倍。另外频率特性曲线在伴音载频

位置上应有±100kHz之间的平坦部分，以保证对伴音信号的均匀放大。

另一方面，伴音中频信号的增益也不能下降太多，否则将使伴音信号幅度太小，伴音通道噪声增大。在中频放大器中，虽然伴音信号未能得到足够的放大，但由于后面还有伴音中放，因此并不妨碍伴音信号的重放。

3)选择性

我们知道，中频干扰和镜像干扰主要依靠输入回路和高放级来抑制，而邻近频道干扰必须由图像中频通道中的中频放大器来抑制。我国电视制式规定，每个电视频道所占带宽为8MHz，相邻两频道的图像载频和伴音载频之间大部分也相差8MHz。由于相邻频道之间间隔较小，因此在收看某一频道的电视节目时，邻近频道的信号也容易窜入而形成干扰，即邻近频道干扰。图4-2所示为邻近频道干扰抑制示意图。对第二频道来说，其图像载频为57.75MHz，伴音载频为64.25MHz，本振频率为95.75MHz，混频后得到图像中频(38MHz)和伴音载频(31.5MHz)。此时，若第一频道的伴音载频信号(56.25MHz)窜入，则将与第二频道的本振信号混频，产生39.5MHz的信号，比图像中频载频38MHz仅高出1.5MHz；同

样，如果第三频道的图像载频信号(65.75MHz)窜入，则与第二频道的本振信号混频后，产生30MHz的信号，比伴音中频载频31.5MHz仅低1.5MHz。如果中放无法抑制频率为

39.5MHz和30MHz这两个信号，那么必然影响到第二频道的正常收看。为了抑制这两个邻近频道的干扰信号，一般在中频放大器中加入吸收回路(陷波器)，同时根据电视机的不同级别，要求对相邻频道的伴音中频和图像中频衰减20～50dB。图4-2邻近频道干扰的抑制(a)高频频谱图；(b)中频频谱图；(c)中放频率特性

4)图像中频通道其他单元电路

(1)对AGC电路的要求。图像中频通道可产生两种AGC电压，即IFAGC和RFAGC。IFAGC用于控制中放增益，RFAGC用于控制高频头内高放级的增益。当电视信号增强

时，要求首先是中放AGC起控，增益下降。若信号还强，接着是高放AGC起控，即要求RFAGC在起控信号的强度上有“延迟”，这样的起控方式有利于提高通道的信噪比。

(2)对ANC电路的要求。自动噪声抑制电路是用来抑制黑电平噪声和白电平噪声的，要求ANC电路的灵敏度高，准确地把黑、白电平噪声限制在图像信号范围内，使AGC

电路和同步分离电路稳定工作。一般集成电路电视机的ANC电路被集成在集成电路中。

(3)对AFT电路的要求。自动频率调整电路是将图像中频的变化通过鉴频器得到控制电平，送到高频调谐器去控制本振频率。AFT电路一般用于电子高频调谐器，其灵敏度高，能把图像中频控制在38MHz±30kHz范围内。

(4)对检波电路和预视放的要求。对检波电路的要求是效率高、失真小。在集成电路中普遍采用双差分模乘法器构成的同步检波器。对预视放在电路的要求是具有缓冲隔离作用和很强的带负载能力，一般采用射极跟随器。4.1.2伴音通道的作用和性能要求

伴音通道一般是指预视放以后伴音单独存在的通路，包括伴音中放、限幅电路、鉴频器、伴音推动和伴音功放等。

1.作用

伴音通道的作用是：放大6.5MHz的第二伴音中频信号，从6.5MHz的伴音调频信号中解调出伴音信号，放大后推动扬声器发声；对伴音中频的限幅作用，消除寄生调幅干扰；实现电子音量控制。

2.性能要求

对伴音通道总的要求是频率响应宽、不失真功率大、抑制调幅干扰能力强、谐波失真小等。

1)伴音中频放大电路

伴音中放特性如图4-3所示。由于视频检波来的第二伴音信号很弱(小于1mV)，因而要求伴音中放要有一定的增益(40dB左右)。伴音中放电路频带宽度必须满足调频波的要求(250～300kHz)，同时具备限幅作用，抑制寄生调幅的干扰。图4-3伴音中放特性

2)鉴频器

鉴频器要求能良好地解调出伴音信号，必须具有如图4-4所示的鉴频曲线。曲线呈S形，中心频率为6.5MHz，上下对称，在约250kHz范围内近似为线性。鉴频器输出音频电压不小于50mV。

3)音频电压放大和功率放大

放音质量的好坏与低放电路有很大关系，低放电路必须有很宽的频率响应(50Hz～150kHz)。配上频率响应宽的扬声器，就可以得到高质量的伴音输出。图4-4伴音鉴频曲线 4.2信号流程

典型的图像中频通道和伴音通道的信号流程框图如图4-5所示。图4-5图像中频通道及伴音通道的信号流程框图4.2.1图像中频像信号的处理

从高频头送来的中频电视信号含有38MHz的图像中频和31.5MHz的第一伴音中频信号，这两个信号送至中放级进行放大。中放级一般由3～4级差动放大器组成，以满足

视频检波的电平要求和整个中放的稳定性要求。经中放放大的中频电视信号送至视频检波，输出的6.5MHz第二伴音中频和视频全电视信号送至预视放级。预视放级主要用于隔离和增强带负载能力。预视放级输出的第二伴音中频信号送至伴音通道，输出的视频全电视信号一路送至视放级(或解码器)，一路送AGC电路，形成IFAGC电压去控制中放增益，并经延迟AGC电路，形成RFAGC电压，去控制高频头内高放级的增益。另外，视频信号还有一路送到同步分离电路，这将在后续章节中介绍。4.2.2伴音信号的处理

从预视放级输出的第二伴音中频信号幅度很小，必须先经伴音中频放大器进行放大，即将6.5MHz伴音中频信号进行放大、限幅(以消除寄生调幅的干扰)。放大以后的6.5MHz第二伴音中频信号送至鉴频器，由鉴频器从调频音频信号中解调出原伴音信号。鉴频器输出的音频信号的幅度一般只有50～100mV，因此还需经过音频放大器放大，才具有足够的功率推动扬声器工作。 4.3前置中频处理电路

如果要获得如图4-１所示的中放频率特性曲线，必须在高频头与中频放大器之间插入中频滤波器。中频滤波器有两种：一种是由分立元件电路组成的，常称为吸收回路；另一种是由压电材料制成的专用集成器件，常称为声表面波滤波器。在集成电路电视机中，普遍采用后者。声表面波滤波器及其外围电路统称为前置中频处理电路。4.3.1声表面波滤波器

1.功能及特点

声表面波滤波器用SAWF表示，它是近些年来发展起来的比较完善的器件。声表面波滤波器的功能及特点如下：能一次性形成所需的中放幅频特性，取代了分立元件的吸收回路和调谐回路，使电路元件减少，稳定性提高；不需要调整，简化了电视机生产的工艺；具有线性的相频特性，相位失真小，能获得优质稳定的图像；有较大的插入损耗(6～12dB)。

2.结构及符号

声表面波滤波器的外形如图4-6(a)所示，常用符号如图(b)所示，内部结构如图(c)所示。它有五个引出脚，①脚和⑤脚为输入端，③脚和④脚为输出端，第②脚与外壳及内部屏蔽电极相连接地。

基片由具有压电效应的晶体材料做成，在基板的两端对称地分布着两对输入、输出叉指换能器，左、右两端有吸声材料。图4-6声表面波滤波器的外形、符号及内部结构(a)外形；(b)符号；(c)内部结构

3.工作原理

当在输入叉指换能器上接入交流电压信号时，由于基片的正压电效应，基片表面层内产生交变电场。在这个电场作用下，基片表面层内部产生伸缩变化的机械振动，电极间的基片表面层激起与外加信号相同频率的表面波，即声表面波，它沿着基片表面向两侧传播。向左的声表面波被吸声材料所吸收，以防止对其他器件产生干扰；向右的声表面波传送到输出叉指换能器上，由于基片的反压电效应，声表面波通过输出电极又转换为交变电信号，由电极两端输出给负载。声表面波滤波器在如上所述的电—声—电的转换过程中，对不同频率的信号有不同的衰减，形成了独特的幅频特性，如图4-7所示。图4-7声表面波滤波器的幅频特性4.3.2典型前置中频处理电路

声表面波滤波器的主要缺点是插入损耗大和易产生图像重影。实际应用中必须加一级前置中频放大器，称为预中放，用于补偿声表面波滤波器的插入损耗。声表面波滤波器是可逆器件，输出端形成的电信号因基片的压电效应形成表面波向两侧传播，其一半传到输入端，成为二次回波，二次回波在输入端再以一半传至输出端形成三次回波。这样，输出端的回波在电视机的屏幕上会产生重影。解决回波的方法是采用负载与输出阻抗失配，适当减小输出信号，使输出、输入间往返的回波大为减少。由SAWF组成的典型前置中频处理电路如图4-8所示。V组成预中放电路，L1是高频补偿电感，R1为输入匹配电阻，SAWF形成中放幅频特性。经SAWF处理后的中频电视信号送入后级中频放大电路。图4-8前置中频处理电路4.4黑白电视机的图像中频通道及伴音通道

我国生产的集成电路电视机主要可归为三种机型：P－24系列、D(TA)系列和μPC系列。此外，还有MC系列两片机、单片机等，但国产电视机以Ｄ系列三片机和μPC系列三片机最广泛。

4.4.1黑白电视机的图像中频通道

下面重点介绍熊猫DB44H3—3型黑白电视机的图像中频及伴音通道。该机图像中频通道使用的是集成电路TA7611AP，其内部结构框图和外围电路如图4-9所示。图4-9熊猫DB44H3—3型黑白电视机图像中频通道电路来自高频头的中频电视信号经V101预中放、Z101声表面波滤波器处理后从D7611AP的第①、16脚输入到内部的中频放大器。16脚外接电容C105为隔直耦合电容。第②、15脚内接中频放大器，外接电容C104用以过滤中频信号，消除交流负反馈。放大后的中频信号经视频检波器检出视频全电视信号，同时混频得到6.5MHz的第二伴音中频信号，送入预视放电路。⑧、⑨脚外接限幅调谐回路，谐振于38MHz，用于向视频同步检波提供同步参考信号。经预视放处理后的信号，一路经12脚输出至伴音通道和视放输出及同步分离电路；另一路由内部电路送往中放AGC电路，产生峰值AGC电压，对各级中放进行AGC控制。14脚外接C109是中放AGC电路的充放电电容，通过C109的充放电，在14脚得到了正比于同步头电平的AGC电压，调节电阻R108以改变AGC电路的时间常数。高放AGC电路产生比中放AGC延迟的AGC电压。④脚内接高放AGC电路，外接电阻R110、R111。内部高放AGC电路产生的AGC电流在电阻上产生高放AGC电压，由R110、R111中点输出，送至高频调谐器。电源通过RP101，R109组成分压电路给③脚提供电压。调节RP101可以改变③脚的直流电路，从而调节高放AGC的延迟量。集成电路内设有白噪声抑制电路与黑噪声抑制电路，提高了抗干扰能力。所谓白噪声，就是电平低于正常白色电平的噪声电平，在屏幕上表现为超白色。而黑噪声是指电平高于同步头电平的噪声电平，在屏幕上表现为超黑色，且这种噪声还会影响到同步分离电路与AGC电路的正常工作。另外，在集成电路内部还设有AFT电路，本机中未采用，此处暂不叙述。

4.4.2黑白电视机的伴音通道

图4-10所示为熊猫DB44H3—3型黑白电视机的伴音通道电路。该机伴音信号处理用的是集成电路μPC1353C。图4-10熊猫DB44H3—3型黑白电视机伴