第6章彩色电视扫描及显示.ppt

1、本章内容简介:,电子束扫描电路 彩色显像管 多制式电视,本节内容简介:,同步扫描电路的组成 集成化同步扫描电路结构 场输出电路 行扫描后级电路,教学目的： 1、掌握同步扫描电路的作用及组成； 2、了解新型同步扫描电路的结构； 3、掌握行扫描后级电路的基本元件及工作原理。,教学重、难点： 掌握行扫描后级电路的基本元件及工作原理。,1、同步扫描电路作用,同步扫描电路的作用是在行、场同步脉冲信号控制下，产生行频、场频锯齿波电流加到行、场偏转线圈，使之产生垂直和水平磁场，控制电子束作水平和垂直运动，形成满屏光栅。,2、同步扫描电路组成,同步分离与扫描系统的组成及原理,（1）同步分离电路：,作用：视频全

2、电视信号中分离出行、场同步信号，分别送给行、场扫描电路，使接收机的行、场扫描与复合同步信号中分离出来的同步信号所同步。,幅度分离：利用同步信号在视频全电视信号中的幅度最高，因此可利用幅度分离电路从视频全电视信号中分离出复合同步信号；,宽度分离：因为行同步脉冲（脉宽为4.7s）与场同步脉冲（脉宽为160s）的宽度相差很大，因此可以利用积分电路把行、场同步脉冲从复合同步信号中区别开来。,作用：一是为场偏转线圈提供线性良好，幅度足够的场频锯齿波电流，使显像管中的电子束在垂直方向作匀速运动；,二是给显像管提供场消隐信号，以消除场逆程期间电子束回扫时产生的回扫线。,场振荡：在场同步信号的控制下产生50H

3、z的脉冲信号并变换成锯齿波信号。,场激励：放大场锯齿波信号（电流放大）。,场输出：对锯齿波电压进行功率放大，输出足够幅度的锯齿波电流加到场偏转线圈（OTL电路）。,（2）场扫描电路,三是为显像管和某些电路工作所需的各种电压（高压、中压、低压及脉冲电压）。,行扫描电路的组成如下图所示：,作用：一是为行偏转线圈提供线性良好、幅度足够的行频锯齿波电流，使电子束在水平方向作匀速扫描；,二是为显像管提供行消隐信号，以消除电子束回扫时产生的回扫线；,（3）行扫描电路,行振荡：产生行频脉冲信号。,行激励：放大行频脉冲。（电流放大）,行输出：把行频脉冲变换成行频锯齿波电流。,AFC：稳定行振荡器的频率。,高中

4、压形成：产生显像管工作所需的电压，及其它一些电压。,3、集成化同步扫描电路,4、扫描后级电路,行扫描后级电路是由行激励和行输出电路组成。由于该部分电路工作在高电压、大电流状态，常用分立元件来构成。,场扫描后级电路：常采用集成电路实现。,（1）行激励级,1）作用：起隔离和缓冲作用，并把行激励脉冲电路送来的脉冲电压进行功率放大、整形，为行输出管基极提供足够的激励电流，使行输出管可靠地工作在开关状态。,2）电路,T：行激励变压器:n1n2,u1 u2,i1 i2,起降压、阻抗匹配，并将初级电压增益转换成次级电流增益。,R1：限流电阻,C1：保护V1,V1：行激励管,R2：隔离电阻,3）原理：,Vi为

5、高电平,Vi为低电平,行激励管和输出管交替饱合和截止，这种方式称为负极性激励，能更好的实现行振荡和输出级之间的隔离。,Vi,（2）行输出级,行输出级工作在高电压、大电流状态下，其功率消耗较大，甚至可达到整机功率消耗的一半。,1）作用：向行偏转线圈提供线性良好、幅度足够的锯齿波电流，使显像管中的电子束作水平运动。,2）基本电路,V2：行输出管,VD：阻尼二极管,Cp：逆程电容,LY：行偏转线圈,E：等效电源,3）原理：,ub为高电平,V2饱合，VD截止，电路等效为：,（1）正程右半段：t0t1,此时,，iLY从0线性增长，并在LY中产生上负下正的感应电动势。Ucp=0。,同时电子从屏幕中心扫到最

6、右边。,（2）逆程右半段（t1t2）,ub为低电平,V2截止，由于电流突变， LY中产生上正下负的感应电动势，使VD截止，电路等效为：,此时， LY 和Cp组成自由谐振,LY中的磁能将转换成电能并储存在Cp中，且电流不断减小，Ucp不断增加。,同时电子从屏幕右边扫到中心。,（3）逆程左半段（t2t3）,ub为使为低电平,V2和VD截止，电路等效为：,此时，Cp中的电能将反向对LY充磁，并在LY中产生上正下负的感应电动势。iLY反向增大，Ucp不断减小。,同时电子从屏幕中心扫到最左边。,（4）正程左半段（t3t4）,ub仍为低电平,V2和VD截止，电路等效为：,为维持原电流方向，LY中产生上负下

7、正的电动势，,此时LY中磁能反向对Cp充电，当Cp上的电压达到VD的导通电压时，LY和Cp的自由谐振被终止。（VD称阻尼二极管）,iLY由负值减小到0，使电子从最左边运动到中心。,阻尼二极管电流,行管电流,总结：给行管周期性加入脉冲信号，LY中就有周性电流流过。,本课小结： 1、同步分离电路的作用及组成； 2、扫描电路的作用及组成； 3、集成化扫描电路的结构； 4、行激励电路的工作原理； 5、行输出电路的工作原理。,作 业： 1、同步扫描电路有何作用？画出电路的基本组成框图。 2、行激励和行输出有哪些基本元件？ 说明各个元件的作用。,本节内容简介:,行输出级的失真及补偿 高中压产生电路 伴音通

8、道的组成原理,教学目的： 1、掌握行输出电路的失真现像及补偿方法； 2、掌握行输出变压器的作用及结构； 3、了解伴音通道的组成及作用。,教学重点： 1、行输出级失真的补偿方法、行输出变压器结构； 2、伴音通道的组成,教学难点： 行输出级失真的补偿方法、高压形成电路结构 。,1）电阻分量引起的失真 ：,行输出管导通电阻和LY直流电阻的影响:,当iLY增加时，（ro+RL)上压降增加，LY压降减小，使iLY变化较慢。,右边的图像将受到压缩。,行输出级的失真及补偿,解决方法：在行偏转线圈中串联磁饱和电抗器。,（a）磁饱和电抗器的连接 （b）磁饱和电抗器的结构 （c） 对电流的校正作用,（2）阻尼二极

9、管的导通电阻存和偏转线圈LY直流电阻的影响：,在大流时它的内阻很小，小电流时它的内阻增大,因而在接近图像左边iLY变化较快，这将造成图像左边拉长。,解决方法：将阻尼管的正向压降升高。,（3）阻尼二极管和行输出管同时存在：造成图像中间出现一条垂直白带，即交越失真。,解决方法：使行输出管提前导通，与导通二极管并联作用，使回路总电阻减小。,电流变化快，左边图像拉长,电流变化慢，右边图像压缩,行管和阻尼管同时截止，出现交越失真,2）延伸性失真,（1）产生原因：荧光屏曲率半径大于电子束扫描轨迹的球面半径，造成在平面管上扫描的线速度必然是两边快、中间慢。,（2）现象：图像两边拉长。,（3）解决方法：行偏转

10、线圈中串接一个电容器CS（称S校正电容）。,（4）原理：LY和CS构成串联谐振电路，产生正弦电流与锯齿电流相叠加就呈S形。,o,o,o,2）行输出变压器：,（4）高、中、低电压形成电路,1）作用：提供显像管工作所需灯丝电压（脉冲电压）、加速极电压、聚焦极电压和阳极高压，以及某些电路工作所需的低压及中压。, 一次绕组：它是为行输出管工作提供直流通路。, 视放绕组：它是为视放输出级提供+200V左右的电压。, 灯丝绕组：为灯丝提供有效值达到6.3V 的脉冲电压。, 低压绕组：它为电视机的公共通道、伴音中放、解码器等电路提供所需的工作电压。, 高压绕组：它为显像管提供2025kV阳极高压，以及对阳极

11、高压分压得到加速极电压和聚焦极电压。,行输出变压器通常包括以下绕组：,1、伴音通道的作用与组成,伴音通道的组成及原理,（1）作用：将预视放输出的6.5MHz第二伴音中频调频信号放大、鉴频，解调出音频信号，再由音频功率放大器放大，获得所需的额定输出功率，推动扬声器发声。,（2）组成：,（1）伴音中频分离电路：,2、各功能电路的作用：,从预视放输出的信号中滤除06MHZ的视频信号，而选出6.5MHZ的第二伴音中频信号，送伴音中频限幅放大器进行处理。,该电路通常采用三端陶瓷滤波器实现。,（2）伴音中放限幅放大器,（3） 鉴频器：,放大第二伴音中频信号并进行限幅，使之成为等幅的调频信号。,鉴频器的作用

12、是从第二伴音中频调频波中解调出音频信号。,彩色电视机中的鉴频器通常有三种，即差分峰值鉴频器、双差分鉴频器和锁相环（PLL）鉴频器。,差分峰值鉴频器多用于四片或五片机中，其结构如下图所示：,双差分鉴频器多用于两片机，锁相环鉴频器则多用于新型的单片机。,演 示,（4）去加重电路：,（5）功率放大器：,在新型彩电（特别是大屏幕彩电）伴音电路中，还设有音质改善电路、重低音功放和多种声音模式切换等电路。,音频放大器对鉴频器输出的音频信号进行电压放大和功率放大。|,集成电路中的音频电压放大器通常由差分电路或共射共基电路组成，而功率放大器一般都采用OTL电路。,对音频信号的中高频成分进行衰减，以恢复音频信号

13、的本来面目。,本节内容简介:,显像管结构及各部分组成 显像管特性及参数 显像原理 色纯及会聚,教学目的： 1、掌握彩色显像管的组成结构及各部分作用； 2、了解彩色显像管的显像原理； 3、了解色纯及会聚的调整方法。,教学重点： 1、显像管的组成结构； 2、色纯及会聚的调整方法。,教学难点： 色纯及会聚的调整方法。,显像管是一种阴极电子射线管，简称“CRT”。彩色显像管是彩色电视机重现彩色图像的关键器件。,彩色显像管结构,1自会聚彩色显像管的结构,玻壳,电子枪,三色荧光粉条,荫罩孔,偏转线圈,磁环组件,电子束,荧光屏,荫罩板,彩色显像管,（1）显像管：由电子枪、荧光屏、荫罩板及玻璃外壳组成。,电子

14、枪 作用是产生受控电子束。,灯丝（F）：作用是通电发热而烘烤阴极，使阴极发射电子。 彩色显像管灯丝电压是由行输出变压器的灯丝绕组提供脉冲电压，电压有效值一般为6.3V。,阴极（K）：作用是被灯丝加热后发射电子。,加速极（A1） ：其作用是使电子束加速运动。其电压一般为几百伏可调。,栅极（G）：又称为控制极。它与阴极之间的电压Ugk（负压）将控制电子束的大小，从而控制荧光屏的发光程度。,聚焦极（A3） ：其作用是使电子束通过由聚焦极与第二阳极构成的静电透镜系统聚焦成很细的电子束。其电压一般为几千伏可调。,高压阳极（A2） ：使电子束在高压电场中再次加速，以足够的动能去激励荧光粉发光。高压阳极电压

15、行输出变压器提供，一般为22KV25KV。,荧光屏：由屏面及涂在屏面玻璃内壁的荧光粉薄层构成。荧光屏表面应交叉涂上红、绿、蓝三种荧光粉。,荫罩板（又称分色板）：保证红、绿、蓝三条电子束只能轰击与之相对应的荧光粉。上面有很多槽孔（即荫罩孔），每一个槽孔必须与荧光粉的排列相对应。,玻璃外壳：玻璃外壳由管颈、锥体和屏面组成。,（2）附属部件,精密偏转线圈：使电子束作扫描运动和实现动会聚调整。,四极和六极磁环： 校正静会聚不良。,色纯磁环：校正光栅的纯净程度。,磁环组件,2自会聚彩色显像管的特点,（1）采用一字形三电子枪一体化结构 （2）槽形荫罩板和条状荧光粉条,（3）黑底技术 （4）采用快速启动阴极

16、,荫罩孔,荫罩板,黑底技术,条状荧光粉,演 示,3显像管参数,（1）机械参数,荧光屏尺寸 指的是显像管对角线长度，以cm（或in）为单位，其中通常将64cm及以上的彩色显像管称为大屏幕显像管。,屏幕宽高比 普通彩色显像管屏幕宽高比常用4:3（或5:4），高清数字电视中屏幕宽高比首选16:9。,偏转角 指从电子束偏转中心到荧光屏对角线的张角，偏转角越大，所需的偏转功率也越大。,管颈 显像管的屏幕尺寸不同，管颈粗细也不同。管颈越细，所需偏转功率越小。,（2）电性能参数 电性能参数包括显像管各个电极所需工作电压及调制特性等。,iK/A,（3）光性能参数 光性能参数包括电子束聚焦性能、光栅色调、亮度、

17、对比度及图像细节分辨力等。,截止电压,彩色显像管显像原理,（1）在显像管的各个电极加上正确的电压，使显像管电子枪内形成电子束轰击荧光屏，从而在屏幕中心形成一个光点。,（2）在行、场偏转线圈中加上合适的锯齿波电流，形成偏转磁场，控制电子束从左到右、自上而下周期性地扫描整个荧光屏，从而形成亮度均匀的“光栅”。,（3）在阴极与栅极之间加上图像信号，控制电子束中电子数量使光栅变成图像。,（4）彩色电视机接收到彩色电视信号并处理后还原成ER、EG、EB三基色电信号，并把它们分别送到红、绿、蓝三个阴极，以产生三条电子束轰击相对应的荧光粉，从而显示彩色图像。,会聚及色纯度,1会聚 会聚是指R、G、B电子束在

18、任一扫描下，均能穿过同一个荫罩孔，以轰击同一组R、G、B荧光粉点。,（1）静会聚 静会聚是指R、G、B电子束在无偏转时的会聚，也就是屏幕中心区域的会聚。,产生静会聚误差的原因：由于电子枪R、G、B三阴极水平一字形排列制作过程中的工艺误差造成的。,静会聚调整：通过装在管颈上的一对四极和一对六极磁环组成的静会聚调节装置来实现的。,注意：对静会聚调整时应先调整四极磁环，后调六极磁环，而且反复调整。,（2）动会聚 动会聚是指R、G、B电子束在偏转过程中的会聚，也就是屏幕边缘四角的会聚。,产生动会聚误差的原因：由于R、G、B电子束在水平方向不是从同一点发射出，再加上荧光屏的曲率半径大于电子束偏转半径，使

19、R、G、B电子束的会聚面与荫罩板仅仅在屏幕中心重合，于是在屏幕边缘四角产生较大的会聚误差。,自会聚显像管的动会聚校正，除了靠精密一字形排列的电子枪外，还靠配用特殊设计的精密偏转线圈来实现。当行、场偏转电流通过线圈时就会产生非均匀偏转磁场，使电子束偏转时的失聚得到校正。,注意：在大屏幕彩色显像管中，由于显像管的尺寸增加，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，所以必须增加动会聚校正电路,2.色纯度,色纯度不良的调整：,指单色光栅的纯净程度。即R、G、B三注电子束只能分别激发与之对应的红、绿、蓝三种荧光粉，而不能触及其他荧光粉。,色纯度不良的故障现象是，屏幕局部出现色斑。,（1）通

20、过调整显像管后的色纯度磁环来实现； （2）通过增加消磁电路来消除显像管受外部磁场磁化而留下的剩磁。,单色光栅色纯良好,单色光栅色纯不良,本节内容简介:,图像显示新技术 电源新技术 倍频扫描技术,教学目的： 1、了解LCD、PDP、投影显示的基本原理； 2、了解倍频扫描原理； 3、了解电源新技术。,教学重、难点： LCD、PDP、投影显示的基本原理。,图像显像新技术,随着信息时代的到来，电视技术迅猛发展，大屏幕显示器普通应用，用户希望电视系统具有大画面、高亮度、高分辨率的显示效果，而传统的CRT显示器很难满足用户这方面的要求。近些年来迅速发展的液晶显示、等离子体显示等平板显示新技术，成为解决大画

21、面显示的有效途径。,1、液晶显示器（简称LCD）,（1）液晶及其特性：,它具有液体的流动性，同时又具有晶体的光学和电学特性。,它本身不发光，但可以产生光散射、光密度调制或色彩的变化。,液晶即液态晶体，液晶是介于固体和液体之间的一种中间状态。,（2）液晶显示的基本原理：,利用液晶的电光效应，通过施加电压改变液晶的光学特性，实现对入射光的调制，使液晶的透射光或反射光受所加电压控制。从而达到显像的目的。,1）液晶屏结构：,TFT液晶屏结构:,放大镜下的液晶：,TN型液晶屏结构:,液晶单元加上电压，液晶分子沿电场方向排列，无光线通过检偏器。,液晶单元没有加上电压，光线被扭曲90度之后能通过检偏器。,2

22、）彩色液晶电视屏,单色LCD要实现彩色显示，一般是在液晶盒与检偏器之间加上滤色片，组成一个子像素单元。,由红、绿、蓝三种滤色片分别和相应的液晶盒组成三个子像素，在物理结构上无限接近，由这样三个子像素构成一个彩色液晶单元，这三个子像素由于位置非常近，通过空间混合，便产生各种各样的彩色。如果LCD的分辨率为1024768，则表明LCD有：1024768786432个彩色液晶像素，有2359296个子像素。,常见彩色滤光片的排列：,3）背光源简介：,液晶本身不发光，只会调制光，所以液晶显示系统必须加上背光源。,液晶显示器的采光主要分为两部分：,CCFL：冷阴极荧光灯管，直径仅为2.0毫米。,外界光源

23、：属于客观不可控光源，由液晶晶体吸收；,背光光源：由CCFL提供，其光亮度和均匀度直接影响屏幕的色彩对比度、全屏区域亮度效果和可视角度等。,（3）液晶显示器具有以下特点：,由于液晶显示器里面是要灌液晶，随着尺寸的增大，灌制的难度和成本会大幅提高，因此液晶显示器主要向中小屏幕（32in及以下规格）发展。,1）驱动电压低，一般只有几伏。,2）不会产生X射线或紫外线辐射，对人体无害。,3）功率损耗小，比传统电视机节能40%。 21英寸液晶电视功率为40瓦，30英寸为120瓦，,4）屏幕平而且薄，体积小，重量轻，便于实现袖珍型和壁挂式平板显示。厚度在4厘米以内，仅有等离子电视的1/21/3，是普通CR

24、T电视厚度的1/10左右,1、在显示反应速度上，传统显示器由于技术上的优势，反应速度非常好，而LCD响应时间比较长，因此在动态图像方面的表现不理想。 2、显示品质：传统显示器的显示屏幕采用荧光粉，通过电子束打击荧光粉而显示，因而显示的明亮度比液晶的透光式显示(以日光灯为光源)更为明亮。LCD理论上只能显时18位色(约262144色)，但CRT的色深几乎是无穷大。3、LCD的可视角度相对CRT显示器来说是比较小的。 4、LCD显示屏比较脆弱，容易受到损伤。 这就提高了液晶电视的使用和维护难度。 5、所有液晶电视在工艺上很难做大，而且价格昂贵。,液晶电视的缺点,2、等离子显示屏（PDP）,（1）什

25、么是等离子显示屏,（2）等离子管：,等离子显示屏是一种利用气体放电的显示装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成整个全屏幕。每个等离子管作为一个像素，每个像素由三种不同颜色的发光体组成红、绿、蓝。由这些像素的明暗和颜色组合变化产生各种灰度和色彩的图像，这与CRT的原理很相似。,等离子管的中心元件就是等离子体，它是由自由流动的离子（带电的原子）和电子（带负电的粒子）组成的气体。等离子体发光示意图：,在等离子管上加上电压,等离子管加上电压后：,发光原理：等离子显示器采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。每个等离子对应的每个小室内部充有氖氙气体。

26、在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。如下图所示：,（3）等离子电视的工作原理,（4）PDP的分类：,（5）PDP显示器具有以下特点：,1）易于实现薄型大屏幕；,2）具有高速响应特性，开关速度极高，在微秒量级，可以显示高速运动的图像；,3）可实现全彩色显示。视觉宽，可达160度，亮度均匀而且非常明亮（这一点就是LCD液晶电视的缺点）；,4）不涉及聚焦问题，因而不会产生色彩漂移现象；,5）具有存储功能，工作于全数字化模式；,6）无图象畸变，不受磁场干扰。无电磁偏转，所以无畸变，也不受电磁干扰。,7）具有

27、寿命长，彩色PDP可达3万小时以上。,8）主要缺点：耗电量大、价格偏高。,液晶电视和等离子电视的对比,1、尺寸、价格： 液晶和等离子电视都不便宜，相对来说，等离子电视在每平方英寸上的单价要比液晶电视有优势。从2009年的家电卖场来看，液晶电视的尺寸有22-65英寸，售价2千-8万；等离子主流产品均为大屏，尺寸为40-58+英寸（松下有103英寸产品58万），主流产品售价8千以下到4万。 2、性能 ： 在家庭影院效果方面，等离子电视效果强于液晶电视。因为液晶电视通常无法显示等离子电视那种黑度。所以，液晶电视难以显示更多的细节，视频玩家也会感觉图像的“立体”感不太好。,3、寿命/耗电 ： 在使用寿

28、命这一点上液晶电视比等离子电视优势明显。虽然等离子电视的寿命各有差异，但降低到一半亮度大约要花2万小时，而液晶可以在5万小时后才降低到半亮度。液晶功耗只有等离子电视的1/3，有些等离子产品的功耗则高达400瓦/小时以上。 4、烧屏和海拔问题 ： “烧屏”是等离子电视的问题，如果屏幕上长时间保持一幅静止图像，则屏幕上会留下该图像的“鬼影”。如果电视台台标或新闻滚动条长时间显示在电视上方和下方，或者经常在宽屏幕上看标准幅面的电视节目，屏幕的上下或两侧会出现影像侧边的影子。所以最好在使用中注意，比如不要长时间在屏幕上播放静止图像，以及将对比度设定到50%以下等。,3、背投显示技术：,（1）何为背投电

29、视,背投影屏幕,墙 体,反射镜,（LCD、DLP、CRT等）,支 架,调整器,反射镜,顾名思义，“背投”就是背后投影的电视机。是一种借投影和反射原理，将屏幕和投影系统置于一体的电视显象系统。,（2）背投电视和种类：,双凸透镜屏,菲涅耳透镜层,反射镜,投影管(3个),1）CRT（阴极射线管） 背投：,CRT背投的缺点是聚焦复杂和很难提升亮度，体积庞大，不易实现薄型化发展。,2）背投新技术（微显背投MD）：,LCD背投：,LCD背投是采用透射式液晶 。目前最新采用的是晶极光液晶背投三片式液晶显示技术。三片高分辨率的液晶面板，分别处理红绿蓝三原色， 三原色一次合成 。 首先，光源灯管发出的白光通过光

30、阑开关调整到合适的亮度，经由分光器分成红绿蓝三束光 ，然后各自透过自己光路上的高分辨率的液晶面板，进行单色光成像，最后单色像经过精确的图像叠合会合成普通的图像，通过反光板反射最终在屏幕上成像。,DLP背投：,DLP是英文（Digital Light Porsessor ）的缩写，译作数字光处理器。它以DMD（Digital Micormirror Device）数字微镜装置作为成像器件，反射光投射图像到屏幕。DLP关键器件DMD是芯片。,DMD由德州仪器公司开发研制的一种半导体元件，一个 DMD 芯片包含成千上万的微小的正方形反射镜片。这些微镜按照行列紧密排列，每个微镜代表一个像素，并可由相应的存储器控制在开或关的两种状态下切换转动，从而控制光的反射。,最新DMD芯片,长虹集团展示采用DLP技术制造的大屏幕电视机,演 示,LCOS背投：,LCOS背投影电视机也叫硅晶背投电视，LCOS（Liquid Crystal On Silicon）背投电视采用反射式液晶与CMOS半导体技术，LCOS用很小尺寸的成像器，通过放大光学系统实