《电视原理》课件1第4章

4.1行输出级电路

4.2场输出级电路

4.3末级视频放大电路4.4彩色显像管

4.5伴音通道

4.6电源电路

复习题

4.1.1行扫描电路的组成

行扫描电路主要由鉴相、低通滤波、行振荡、行推动(行激励)、行输出级等电路组成，在有些资料中，也将高、中、低压形成电路包含其中。从电路实质上来说，行扫描电路实际上是一个大的锁相环路，实现行扫描信号与所接收的电视台信号严格同步。4.1行输出级电路

1．独立行振荡式行扫描电路

传统的独立行振荡电路式行扫描电路的组成框图，如图4.1所示。

2．行场振荡公用式行扫描电路

这种方案的行场频公用一个振荡器，振荡频率约为32行频，即500kHz(503kHz)，振荡电路一般由石英晶体谐振器或陶瓷振子构成，然后由分频器获得所需的行频、场频信号输出。这种方案的电路组成框图实例如图4.2所示，其特点如下。图4.1独立行振荡式行扫描电路的组成框图及有关波形图4.232倍行频(500kHz)的公用振荡式扫描电路组成框图实例4.1.2行输出级的工作原理

1．行扫描输出级的原理电路

图4.3画出了有关行输出级电路与波形，其中图(a)是接近实际的原理电路，图中VT为行输出管，工作在脉冲开关状态，输入为矩形脉冲波。

图4.3(b)是图(a)的原理等效电路，图中电源+UCC由电容CS所提供(辅助电源)；图(b)是分析行输出级工作原理的常用电路；图(c)是行输出管的激励电压ub及行偏转线圈中电流iH的波形图。图4.3行扫描输出级原理电路及有关波形

2．行偏转锯齿波电流iH的形成

行扫描锯齿波电流的形成过程比较复杂，下图是分段过程。

(1) t0—t1段，输入信号为正向脉冲、高电平，VT管导通饱和，其饱和压降很小，理想时为0(即为短路的理想开关)；阻尼管VD截止，不起作用；C也被VT短路；电源+UCC经LH和VT对LH充磁，电流由0线性上升(电感上的电流不能突变)，形成锯齿波正程的后半段。这一期间的等效电路如图4.4(a)所示。图4.4行扫描电流各区间所对应的等效电路4.1.3行逆程脉冲电压

在行扫描的逆程期间，即上述图4.4中电流波形的t1—t3期间，电流iH先对电容C充电，使其上的电压上升；当电流降至0值时(t=t2时刻)，电容上的电压uC升至最高值，然后C对LH放电，uC下降，iH反向升高，至t3时，电容C放电完毕，uC降至电源电压UCC值，有关的电流、电压波形如图4.5所示。图4.5行扫描电流与行逆程脉冲的波形对应关系显像管各电极所需电压基本上都是行输出级所产生的行逆程脉冲经行输出变压器(俗称高压包)的升压，然后经整流、滤波而形成的。其原理电路如图4.6所示。图4.6电视接收机高、中、低压形成的原理电路4.2.1场扫描电路的组成

传统的场扫描电路一般由积分电路、场振荡电路、场推动电路(或场激励电路)、场输出级电路等组成，其组成框图如图4.7所示。4.2场输出级电路图4.7传统式(独立场振荡)场扫描电路组成框图在近代的一些电视接收机中，行场振荡均采用同一振荡电路方案，振荡频率取500kHz(32倍行频)，经32分频后成为15.625kHz行频信号，经1万次分频成为50Hz场频信号。其电路组成的原理框图如图4.8所示。图4.8行场振荡合一式场扫描电路组成框图4.2.2场偏转电流、电压的波形

显像管要求场偏转电流iY应为线性良好的锯齿波形。为此，加至场偏转线圈两端的电压绝不可为锯齿波，而应为脉冲锯齿波，在分析场偏转电流、电压时，要先画出场偏转线圈的等效电路，其电路图如图4.9所示，相关信号的波形如图4.10所示。图4.9场偏转线圈的等效电路图4.10场偏转线圈中的电路与两端电压波形4.2.3OTL场输出级电路

这是一种互补对称型功率放大电路，或称无输出变压器推挽功放电路，其中的互补型OTL电路，它与音频放大电路中的OTL电路结构几乎一样，原理也相同，不同之处是前者放大的是锯齿波信号，后者放大的是音频信号(伴音信号)。

1．互补型OTL场输出级电路

图4.11是一种典型的OTL场输出级电路。图4.11互补型OTL场输出电路及等效电路

2．自倒相型OTL场输出级原理电路

自倒相型OTL电路也称分流调整型OTL电路，图4.12是这种电路的原理电路，图4.13是有关电压、电流的波形图。图4.12自倒相型OTL场输出级的原理电路图4.13自倒相型OTL场输出相关电压、电流的波形图4.2.4场扫描的非线性失真及其补偿

场扫描锯齿波电流正程线性的好坏，将决定图像质量的优劣。当通过场偏转线圈的锯齿波正程电流为线性变化时，荧光屏上重显的图像在垂直方向就无失真；当场扫描电流是下凹形锯齿波时，则荧光屏上重显的图像，其上半部(对应于锯齿波正程的前半段)受到压缩，下半部(对应于锯齿波正程的后半段)受到拉伸，这种失真称为上线性失真；当场扫描电流是向上凸起的锯齿波时，则荧光屏上重显的图像，其上半部(对应于锯齿波正程前半段电流变化率较快的部分)被拉伸，下半部(对应于锯齿波正程的后半段电流变化率较慢的部分)被压缩，这种失真称为下线性失真。4.2.5场输出级泵电源供电电路

场输出级泵电源供电也称双倍电源供电。

4.2.6场中心位置调节电路

场中心位置调节，实质上就是调节场偏转的中心位置，即能使扫描光栅做向上向下移动的调节。

4.2.7集成化场输出电路实例

LA7837/LA7838是三洋公司为彩电、监视器、显示器，尤其是高画质、大屏幕彩色电视接收机而开发的场扫描输出级集成电路。

LA7837/LA7838内部还有锯齿波电压产生电路、50Hz/60Hz场频转换时的场幅稳定电路、热保护电路、泵电源电路等，这些电路在一般场输出集成电路中是没有的。

LA7837/LA7838的主要特点是其内部电路采用了新的程式与结构，提高了电视隔行扫描的性能，减小了帧抖动问题。

LA7837/LA7838的内部组成及其典型应用电路如图4.14所示。图4.14LA7837/LA7838内部框图及典型应用电路4.3.1视放输出级的性能指标

电视接收机视放输出级的主要性能指标有如下几点。

1．电压增益高

对黑白电视接收机而言，其电压增益一般要求35dB左右，使输入不足1V峰峰值的视频信号放大至50～70V峰峰值，以供显像管阴极之需。

对彩色电视接收机而言，彩色显像管3个阴极要求的视频信号幅度更大，一般在100～140V峰峰值之间，因而要求视放输出级的增益更大或其输入的视频信号更大(比黑白电视大)。

4.3末级视频放大电路

2．通频带宽

我国电视图像信号的频带宽度规定为0～6MHz，视放输出级应保证这样的带宽。

3．线性好，灰度失真小

引起视放级灰度失真的主要原因是放大管的工作点没有选择好。如果工作点过高，放大管易产生饱和失真，白电平附近的灰度等级可能被压缩；如果工作点过低，易产生截止失真，黑电平附近的灰度等级可能被压缩。

4．相位失真要小

相位失真会引起图像失真，为了减小信号的相位失真，要求放大器对视频信号所含各种频率成分的放大量应尽可能一致，且不产生相移。

5．输出信号的极性要符合要求

就目前的显像管而言，视频信号均加至它的阴极，为了正确显像，要求视放输出级送来的视频信号应为负极性的，即同步头向上的信号。若信号的极性相反，会显示出黑白颠倒的负像。

6．应设白电平调节

彩色电视的视放输出级均设有白电平调节电路，通常是分别调节三组视放输出级的激励多少、增益大小或放大管直流工作点的高低来实现的。4.3.2视放输出级的高频补偿

为了使视放输出级的工作带宽达到0～6MHz或更宽的要求，往往要采取多种措施来展宽频带。一种最简单的方法是在放大管的发射极电阻旁并接一小电容来提升某一频段的高频分量；另一种最常用的方法是在负载电阻Rc的支路中串接一电感，利用此电感与负载电容并联谐振来展宽频带。其高频补偿原理可用等效电路及幅频特性来说明，具体情况如图4.15所示。图4.15视放输出级电感并联高频补偿原理4.3.3彩色电视接收机视放输出级电路分析

这种类型的视放输出级主要功能是对三路输入的R、G、B三基色信号分别作不失真的放大，给显像管、三极管送出幅度、带宽、电压极性等均满足要求的视频信号。

1．实际电路(一)

图4.16是某牌号21英寸(54cm)彩色电视接收机视频放大输出级实际电路。图4.16某21英寸(54cm)彩色电视机视频输出电路

2．实际电路(二)

图4.17是某牌号29英寸(74cm)彩色电视接收机视频放大输出级实际电路。

(1)电路由三组放大器组成，每组放大器均为共发射-共基级联电路，这种放大电路的特点是增益高、频带宽、工作较稳定、性能大大优于共发射极放大电路。放大管集电极的直流供电电压为200V，此电压来自行输出变压器次级的直流供电电路。

(2)为了扩展放大电路的频带宽度，分别采用了放大管发射极小电容高频补偿及集电极电路中电感的串、并联谐振补偿。电感L504～506分别与负载电容形成串联谐振电路，使某一高频段的R、G、B信号得以增强；电感L501～503分别与负载电容(等效电容)形成并联谐振电路，又使另一高频段的R、G、B信号得以增强。设计时，两个谐振频率应错开，以使放大器总的幅频特性进一步加宽。

图4.17某29英寸(74cm)彩色电视接收机视频放大输出电路现以红(R)色信号的视频放大电路为例对补偿原理进行说明。设电感L504与负载电容C0的串联谐振频率为fS，则L501与等效负载电容的并联谐振频率fP必然小于fS，因为这时L504与C0的串联谐振支路才能等效为电容性(以表示)，其有关等效电路与幅频特性如图4.18所示。图中，与L504等并联的150kΩ电阻是为了增大回路损耗，使谐振曲线趋于平坦。在主机板电路采用梳状滤波器Y/C分离电路或采用基带滤波器的彩色电视接收机中，L504、L505、L506可用短路线取代，电感的串联补偿即被取消。图4.18视放输出级电感串并联补偿原理示意图

(3)各视放管发射极的电位器RP503～505是为了调节暗白平衡而设置的，它是通过调整视放管的直流工作点，达到改变输出信号的直流电平而实现暗白平衡的调节。

(4)电位器RP501～503是为亮白平衡的调节而设置的，它通过调节视放管发射极电阻的大小，来改变放大器负反馈的深度，以达到改变放大器增益，实现亮白平衡的调节。

(5)图4.17中三极管VT507、二极管VD501～504、电容C510、电阻R538、R539组成关机亮点消除电路，下面对其工作原理作一简单说明。图4.19画出了关机亮点消除电路(以红色视放电路为例)。图中，+12V电压经过1.5kΩ电阻及VD501分别加至VT507管的基极与发射极。图4.19关机亮点消除电路4.3.4彩色电视接收机视放输出兼基色矩阵的电路分析

在不少牌号的彩色电视接收机中，其视放输出级有两个作用：一是作基色矩阵，对输入的Y、R-Y、G-Y、B-Y四种信号分别进行运算，产生R、G、B三基色信号；二是对所获得的R、G、B进行不失真的反相放大，向显像管的三个阴极分别输出负极性的红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色信号。

1．实际电路

图4.20是常见的彩电视放输出级电路，这是一种兼有基色矩阵功能的视放输出电路。图4.20兼有基色矩阵功能的视放输出级电路4.4.1单枪三束彩色显像管

1．单枪三束彩色显像管的结构

单枪三束管的结构示意图如图4.21所示。4.4彩 色 显 像 管图4.21单枪三束彩色显像管的结构

2．电子枪

单枪三束管的电子枪由3个独立的阴极(KR、KG、KB)、栅极(G)及一个加速极(A1)、聚焦极(A3)、高压阳极(前、后阳极A2、A4)、会聚板等组成。

3．荧光屏

单枪三束管的荧光屏涂敷了红、绿、蓝三基色荧光粉，作垂直条状排列，按红、绿、蓝顺序循环重复。每条荧光粉带宽约0.25mm，共有3×500=1500条(共500组，每组有红、绿、蓝3条)。

4．选色板(栅网)

选色板位于荧光屏的后面，为垂直条状缝隙的栅网，缝隙的条数与荧光粉的组数相等，共为500条。选色板的主要作用是提高电子束轰击各自荧光粉条的命中率，即起选色作用。只要三注电子束能在此栅网缝隙处聚成一点，则红、绿、蓝三电子束必能准确地轰击各自的荧光粉条。

5．单枪三束彩色显像管的优缺点

单枪三束彩色显像管的主要优点如下：

(1)由于采用了单电子枪，故管子的结构较为简单，成本低；管颈也可缩小，从而降低了扫描功率。

(2)聚焦质量较好。

(3)栅网的电子透射率比荫罩要高30%，在相同强度的电子束流的情况下，单枪三束管的光栅亮度要比三枪三束管的高。

(4)由于三注电子束处于同一水平面上，且荧光屏的荧光粉又是垂直排列的条状带，故消除了三注电子束在垂直方向上的会聚误差，所以无需进行垂直会聚调整。

(5)由于荧光粉是垂直条状排列，所以电子束在垂直方向上的偏移不会造成混色，这样会使色纯调整简单。另外，条状栅网受地磁和杂散磁场的影响也小。

单枪三束彩色显像管的主要缺点是：水平分辨力较低；条状栅网的机械强度稍差，抗震性不好，受电子束冲击后易变形。

4.4.2自会聚彩色显像管

自会聚管利用特殊的偏转线圈配合及管内电极的改进，不用动会聚电路就能使红、绿、蓝三注电子束准确地在整个荧光屏上实现动会聚。自会聚的名称即由此而来。自会聚管是由一体化的电子枪和荧光屏组成的，其结构示意图如图4.22(a)所示。

1．一体化电子枪

自会聚管的电子枪为一体化结构。图4.22自会聚管一体化电子枪结构示意图

2．荧光屏与荫罩板(选色板)

(1)条状式的荧光屏。自会聚管荧光屏上的荧光粉也呈条状垂直排列，但不像单枪三束管那样，每条荧光粉条均由上而下一条到底，而是间断式的条状排列，如图4.23(a)所示。条状式的荧光屏可以采用黑底管技术，即在荧光粉条以外部分(未涂荧光粉的部分)涂上石墨层，以吸收管内或管外射入的杂散波，提高图像的清晰度。采用黑底管技术后，显像管可选用高透光率的玻璃屏，并可应用较大的荫槽孔，这样能使图像的亮度显著提高(约30%)，其示意图如图4.23(b)所示。图4.23自会聚管的荫槽板、荧光粉条及黑底管示意图

(2)开槽式荫罩也称荫槽板(选色板)，其荫槽板上开成一条条长方形小槽，并按品字形错开排列，与荧光屏上的三基色荧光粉条相平行。

3．动会聚校正型偏线圈

自会聚管采用的是特制的环形精密偏转线圈。4.4.3自会聚彩色显像管的色纯与静会聚调节

1．色纯度的调节

色纯度是指彩色显像管显示单色(红、绿或蓝)光栅的纯净程度。

2．静会聚的调节

所谓静会聚，是指使散聚的红、绿、蓝三注电子束能在荫罩槽处会聚(重合)在一起，以保证三注电子束在荧光屏的中心位置处获得良好的会聚，并各自击中所对应的荧光粉条上。这一过程即称为静会聚。4.4.4白平衡的调节

所谓白平衡，是指彩色电视接收机在接收黑白图像信号或彩色图像中的黑白部分时，显像管上显出的是否是纯净的黑白电视图像。4.4.5消磁电路

磁力可以使电子束改变运动方向，发生偏转。因此，除了使行、场偏转线圈产生所需的磁力外，其他任何磁力都会对显像管中电子束的运动产生不良影响，使聚焦变坏、色纯变差。

1．为什么要进行消磁

4.4.5消磁电路

磁力可以使电子束改变运动方向，发生偏转。因此，除了使行、场偏转线圈产生所需的磁力外，其他任何磁力都会对显像管中电子束的运动产生不良影响，使聚焦变坏、色纯变差。

1．为什么要进行消磁

有两种不需要的磁力会对电子束聚焦产生不良影响：其中一种是地磁，地磁是永久存在的磁场，它会对显像管中电子束的运动产生附加作用；另一种是彩色电视接收机在使用过程中，彩色显像管的磁屏蔽罩、防爆环、选色板(荫罩板)及其框架等铁制零部件，受地球磁场和机内外杂散磁场的作用(如显像管内电子束运动所产生的磁场等)，产生剩磁并逐渐积累增大。上述的这两种磁力会影响电子束的偏转，使色纯度和会聚受到破坏。为此，在彩色电视接收机开机工作时，首先要对显像管及其周围的铁制部件进行消磁。自动消磁电路(ADC)就是为此目的而设置的。

2．消磁原理

消磁的基本原理是利用一个相当强的、周期性的、逐渐衰减的交变磁场，加至带有剩磁的物件，使已磁化的铁制部件逐步退磁。我们可以依据磁滞回线对铁磁物体进行磁化或消磁进行解释。

3．消磁电路

在彩色电视接收机中，有两种消磁方式，其中一种是自动消磁，另一种是人工消磁。前者是任何彩电中都必须有的功能，后者常在维修中使用。典型的自动消磁电路如图4.24(a)所示。图4.24自动消磁电路4.5.1伴音通道的组成框图

1．组成框图

伴音通道是由带通滤波、伴音中放、限幅、鉴频、低放、功放等电路组成的，其典型框图如图4.25所示。4.5伴音通道图4.25伴音通道组成框图

2．框图说明

(1)来自预视放的信号经6.5MHz带通滤波器选频，滤除其中的视频信号，选出6.5MHz伴音调频中频信号(也称伴音第二中频信号)。

(2)伴音中放电路的主要任务是对6.5 MHz伴音调频信号进行放大，其放大量约为50～60dB(即可达1000倍)。

(3)限幅电路的主要作用是要对调频波的幅度进行限制，使其为一等幅调频信号，而消除振幅的瞬时不规则的变化，以保证鉴频后输出的音频信号不失真。

(4)鉴频器的主要作用是要从6.5MHz伴音调频信号中解出(恢复出)原调制信号，即音频信号。

(5)音频放大器包括电压放大和功率放大两部分。4.5.2鉴频电路

鉴频器的作用是要将伴音调频信号变换成伴音(音频)信号输出，因此鉴频器是一频率-电压变换电路，其变换特性如图4.26的曲线所示，通常也称它为鉴频曲线或S形曲线。图4.26鉴频特性曲线(S形曲线)

1．鉴频器的种类及简单工作原理

在电视接收机中，鉴频电路有多种形式，就电路工作原理区分主要有如下几种：

(1)相位鉴频与比例鉴频。

(2)差动峰值鉴频，也称失谐回路鉴频。

(3)移相乘法鉴频是先用移相电路将调频波转换成调相-调频(PM-FM)波，使其瞬时相位随着调频波的瞬时频率变化而变化，再用相位比较器(如乘法电路)对变化前后的信号进行鉴相，输出反应两者相位差(实为频率变化)的信号，再经低通滤波，即可获得原调制信号，即音频信号。这种鉴频的电路组成及有关信号波形如图4.27(b)所示。

图4.27两类鉴频的电路组成及信号波形变换

2．集成差动峰值鉴频电路

这种鉴频电路也称失谐回路鉴频器，常用于黑白电视接收机或彩色电视接收机的伴音通道。其电路组成(主要是片外的波形变换电路)如图4.28所示。该电路的特点是片外电路十分简单，元件少，易设计、调整和维修。

图4.28集成差动峰值鉴频电路

3．集成相移乘法鉴频电路

这种鉴频电路常被各类电视接收机采用，其特点是片外电路简单，易设计、调整与维修。它的典型电路如图4.29所示。图4.29集成相移乘法鉴频电路4.5.3大屏幕彩电伴音中放及伴音制式转换电路实例

由于彩色电视分NTSC、PAL、SECAM三大制式，各种制式又分几种类型，这些制式、类型间的主要不同除了行频、场频、扫描行数、色差信号调制方式有所区别外，另一个重要不同之处在于它们第二伴音调频信号载波的不同(即它们的伴音载频与图像载频的差值不同)，如NTSC制为4.5MHz、5.5MHz，PAL制为6.5MHz、6MHz、5.5MHz等。图4.30某大屏幕彩电伴音制式转换控制原理框图电视接收机电源是保证整机电路正常工作的必备条件。对电视机电源的要求是输出稳定、效率高、体积小，在黑白电视接收机中普遍采用晶体管串联调整式稳压电源，其特点是电路简单，性能稳定可靠，调整维修均很方便；缺点是效率低，耗费电能多，电压调整范围也不够宽。4.6电源电路4.6.1开关电源的组成框图及原理

1．组成框图

开关电源的原理框图如图4.31所示。

(1)整流滤波电路。其作用是将220V交流电压转换成直流电压输出，其值约为280～300V，完成AC—DC变换。

(2)开关调整管，简称为开关管。开关管通常由晶体管担任，它工作在开关状态，其导通与截止的时间由基极控制电路所提供的控制脉冲决定，由此控制交直流能量的转换，控制输出电压的稳定。

(3)储能变换电路。该电路通常由电感线圈(或变压器)、二极管(续流管)、大电容等组成，作用是存储能量，以及将交流脉冲转换成直流输出，完成AC—DC变换。

(4)取样反馈电路。从本系统输出电压的一部分作为控制电路的反馈控制信息，去控制开关脉冲形成电路，由于其输出的控制脉冲能反映电源输出电压的稳定情况，从而控制开关调整管的导通截止时间比，以达到输出电压稳定的目的。

图4.31开关电源原理框图

2．开关电源的几种稳压控制方式

开关电源有3种稳压控制方式，即一种是脉冲调宽式，又称脉宽调制控制方式；第二种是脉冲调频式，又称脉冲频率控制方式；第三种是脉冲调宽、调频混合控制方式，即为第一、第二两种方式的混合式，下面简述之。

(1)脉宽调制控制方式，其示意图如图4.32所示。

当有某种因素使电源输出电压增高时，加至开关管基极的控制脉冲的宽度会自动变窄(由τ2→τ1)，使开关管导通时间变短，输出电能减少，最终使输出电压下降；反之，若输出电压下降，则控制脉冲将自动变宽(由τ1→τ2)，开关管的导通时间变长，输出电能增多，使输出电压增高。

这种控制方式中，控制脉冲的周期不变，控制电路常受电视接收机行频控制，即开关管的开关频率与行频同步，避免了开关电路所产生的某些脉冲干扰。它的控制方式比较简单，故使用较多。

(2)调频脉冲控制方式。这种控制方式的示意图如图4.33所示。在电源输出电压变化时(不稳)，开关管的控制脉冲周期(即控制脉冲频率)也将随之变化，图中T1周期时，开关管的平均导通时间要比T2周期的导通时间长，其输出电能前者要比后者多。

(3)脉冲调宽、调频的混合控制方式。这种控制方式为控制开关管的脉冲，它既是调宽的，又是调频的，故为上述两种方式的混合控制。

图4.32脉宽调制控制方式示意图图4.3