第五章 彩色解码器Word文件下载.docx

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亮度通道电路的方框图如图5-2所示，从中频通道送来的彩色全电视信号经4.43MHz陷波器滤掉色度信号取出亮度信号送到亮度通道。

为了得到足够的放大量需要进行多级放大。

视放一在对亮度信号放大的同时进行对比度调整和轮廓较正，在视放二进行自动亮度限制和直流分量恢复以及亮度调整，然后亮度信号经过延迟线送到视放三，延迟亮度信号是为了与色度信号一致，防止产生彩色镶边现象。

最后将亮度信号送到矩阵电路，与色差信号一起合成三基色信号。

5-2亮度通道组成框图

1．4.43MHz色副载波陷波电路

色副载波陷波电路的作用是，将彩色全电视信号中的色度信号抑制掉，让亮度信号顺利通过，从而分离出亮度信号Y。

由于彩色全电视信号中色度信号与亮度信号在频域中部分重叠，若不将色度信号抑制掉而输入亮度通道，则在屏幕上会出现许多干扰亮点，这些干扰亮点是由色度信号形成的。

在亮度通道中加入副载波陷波器正是为了消除光点干扰，副载波陷波器在吸吸掉色度信号的同时，必然将同一频率范围内的亮度信号也一同吸收了，所以陷波器的带宽不能取色度信号的带宽±

1.3MHz，一般设计成150KHz~250KHz，否则会造成图像清晰度下降,常用的陷波器电路如图5-3所示，只要使L、C值满足

＝

适当选择Q值，使2△

=

=150KHz~250KHz，即可达到要求。

图（a）中R1是为加强陷波效果的。

LC作成合成组件是固定的，使用时不用调整。

图（b）为一桥型副载波陷波电路，只要合理选择电路参数L、C1、C2（C1=C2）和R2，即可满足要求。

电路中R3的加入是为了满足吸收带宽方面的要求，R1的加入是为了满足吸收深度方面的要求。

（a）（b）

图5-3副载波陷波电路

2．自动清晰度控制（ARC）电路

为了从彩色全电视信号中取出亮度信号，应将叠加在亮度信号中的色度信号滤除。

通常是在亮度通道中设置4.43MHz副载波陷波器。

陷波器在吸收色度信号的同时，必然将4.43MHz附近的亮度信号的高频成分也抑制掉了，这样就会使图像的清晰度有所下降。

但在接收彩色电视信号时，由于有色彩来弥补，因此彩色图像的实际质量仍然很好。

但当接收黑白电视信号时，为了收看到全清晰度的黑白图像，亮度通道中色度信号吸收电路应自动停止工作。

即在接收黑白电视节目时，自动将副载波陷波电路断开，而在接收彩色电视节目时自动将副载波陷波电路接通。

这种图像清晰度能自动调整的电路称为自动清晰度控制（ARC）电路。

图5-4是三极管控制式ARC电路。

当接收黑白电视节目或彩色很弱的电视节目时，因色度信号为零或很小，故消色电压VARC近似为零，晶体管V截止，陷波电路断开，不起陷波作用，0~6MHz的亮度信号全部通过亮度电路，使显像管重现出清晰度很高的黑白图像。

当收看彩色电视节目时，色度信号较强，消色电压VARC较高，使晶体管V导通，陷波电路接通，将副载波就吸收掉了，这就起到了ARC作用。

VARC可由色同步信号或由来自副载波恢复电路中鉴相器的7.8KHz识别信号检波而获得。

图5-4ARC控制电路

3．图像轮廓较正电路

（1）勾边电路

图像轮廓较正电路也称勾边电路，其作用是补偿因副载波吸收电路，造成的亮度信号高频分量衰减，导致图像清晰度差、轮廓模糊的缺点。

（a）（b）（c）

图5-5轮廓较正原理

在图像中有许多从白色突变为黑色或由黑色突变为白色的亮度突变现象，与该图像对应的亮度信号波形如图5-5（a）所示。

由于4.43MHz吸收使亮度信号高频成分衰减后，造成亮度信号的前沿和后沿的突变消失，如图5-5（b）所示。

因此，显示出来的图像在黑白交界处会出现一个灰色的过渡区，使再现的图像轮廓模糊不清，清晰度变差。

为此，可通过勾边电路使亮度信号波形的前后沿各形成一个上冲和下冲的电平，从而使图像黑白交界处出现比黑更黑、比白更白的分界线，好象给图像勾了边，如图5-5（c）所示。

这样，可使图像轮廓清楚，清晰度提高。

图5-6轮廓校正电路图5-7轮廓校正波的形成

实现轮廓较正的电路，彩色电视接收机中多采用二次微分型勾边电路，如图5-6所示。

若V301的基极输入的亮度信号ub为失真的高频矩形脉冲，如图5-7（a）所示，ue的波形与ub的波形基本一样，如图5-7（a）所示。

V301的输入电路（包括V301的输入电阻和射极R305、C302），由于时间常数很小，相当于一微分电路（这是对输入信号的第一次微分），使V301的基极和集电极的电流成为如图5-7（b）所示的微分波形。

ic流过电感线圈L302，会在L302两端产生感受应电动势eL（这是第二次微分），当ic增大时，eL为上正下负，使集电极电压uc下降，当ic减小时，eL为上负下正，使uc上升，uc波形如图5-7（c）所示，这个电压经耦合电容C303与电阻R306送至输出端A点，同时发射极电压ue经电感L301也送至A点。

这两个信号在A点叠加，形成勾边信号，如图5-7（d）所示。

勾边电路是一个射极输出的视频放大器。

它只在亮度信号中变化较快的部分起作用，集电极才产生一个勾边信号，以改善输出电压上下沿的波形，从而提高图像清晰度。

（2）对比度控制电路

在彩色电视中，如果单纯去调节对比度，将会导致色饱和度改变。

因为当亮度信号增大，而色度信号不变时，在矩阵电路合成的三基色信号中，本应为零的基色分量便会出现小的正值电平，它们合成白光，使饱和度下降。

为此，要采用单钮统调两因素，即在改变对比度的同时，也改变色度信号的大小，使饱和度不会因对比度改变而变化。

在图5-6中，亮度信号经R301、R302、R303、R304、R325分压后送至V301，调整电位器R325，即可改变分压比，使亮度信号的幅度改变，达到对比度调节的目的。

与此同时，R325中心接点上的直流电位也随之改变，将此电压送至色度通道中色度放大器，改变其静态工作点，调整其增益，使色度信号的幅值相应改变，从而达到在调整对比度时，不改变色饱和度。

图5-8亮度信号丢失直流分量的影响

4．直流分量恢复电路（消隐电平钳位电路）

由于彩色电视信号是单极性的，亮度信号也是单极性信号。

因此，亮度信号具有直流分量，其大小等于信号的平均值。

当图像的平均亮度发生变化时，亮度信号的直流成分也随之变化。

在图5-8中给出了两种极端情况。

其中，图（a）是白底黑条图像及其亮度信号，图像的平均亮度高（通常称为亮场），其亮度信号的直流分量大，图（b）是黑底白条图像及其亮度信号，图像平均亮度底（通常称为暗场），其亮度信号的直流分量小。

如果用交流耦合放大器对亮度信号进行放大，亮度信号的直流分量被级间的耦合电容隔断而无法传送。

两种亮度信号的波形如图（c）所示。

由于直流分量丢失，会使暗场的消隐电平抬高，变成灰色电平，使消隐效果变差。

丢失了直流分量的亮度信号，将会使重现的彩色图像不仅图像背景亮度发生变化，而且还会使彩色图像的色调和色饱和度发生变化。

由于人眼对色调的变化是十分敏感的，所以必须恢复亮度信号中直流分量。

若想不丢失直流分量，只有采取直接耦合，而直接耦合以后会带来后级电路工作不稳定等不良后果。

故彩色电视机中普遍采用交流耦合。

因此，无论是亮度信号还是色度信号都必须进行直流分量的恢复，也就是在亮度通道和色度通道中设置钳位电路，利用钳位脉冲将各行消隐电平钳位到（拉到）某一固定电平上，使原来的直流分量得以恢复。

钳位电路如图5-9所示。

图5-9钳位电路

电路结构：

V1为直流钳位管，W2为辅助亮度调节电位器，W1为亮度调节电位器，C3为直流钳位电容，并兼隔直通交作用。

电路分析：

钳位脉冲是由行同步信号经延时电路延时后形成，它在时间关系上对应消隐脉冲的后肩。

当无钳位脉冲作用时，钳位管V1的基极电位与发射极电位接近一致，因而处于截止状态。

当钳位脉冲加到V1的基极时，V1饱和导通，V1的集电极电位Vc近似等于其发射极电位VE，V2的基极电位VB≈VE，故C3被迅速充电至VE。

钳位脉冲过后，V1又处于截止状态，C3通过V2的基极回路缓慢放电，由于放电时间常数很大（设计时应保证远大于行周期），故在一个行周期内，C3上电压变化不大，也就将V2的基极电位钳定在V1的发射极电平VE上，而VE为钳位电平，预先给定在消隐电平上，所以，V2的基极电位始终被钳定在消隐电平上，这样，无论是暗场，还是亮场，其消隐电平都被固定在钳位电平VE上，就相当于恢复了失去的直流分量。

调节W1，W2均可改变钳位电平VE的大小，也就相当于改变了V2输出的亮度信号的直流电平，因后面电路均为直接耦合，就使加到彩色显像管3个阴极的直流电平改变，屏幕上亮度就可实现控制。

W2可调电阻设置在机内，作为辅助亮度调节，W1电位器安装在电视机面板上，作为亮度调节。

5．亮度延时电路

亮度延时电路的作用是将亮度信号进行适当的延时，使之到达解码矩阵的时间与三个色差信号一致。

由于色度信号通道的带宽比亮度通道窄，其延时作用大，据理论分析和试验证明，在色度通道，输出的信号约延时0.6us左右，如不采取措施，在荧光屏上便会出现彩色和黑白轮廓不重合，彩色部分向右偏移，如图5-10所示。

为了补偿色度信号的延迟，一般在亮度通道中串接一延时器，使其延时量为0.4~0.6us。

一般可用多节集中参量LC延时线组成。

图5-11是其外形和符号及电路。

延时线通常用塑料密封成方块型，改变LC的数目就可改变延时量。

国产亮度延时线型号较多，外型号尺寸不一，但它们的延时量约为0.6us，特性阻抗为1.5KΩ，平均插入损耗为2dB，带宽为4MHz~5MHz，使用时注意延时线的两端阻抗匹配。

图5-10彩色镶边现象

（a）原理电路（b）外形示意图（c）符号

图5-11亮度延时线

6．自动亮度限制（ABL）电路

ABL电路的作用是使彩色显像管电子束流不超过规定值。

若不采取ABL，则当亮度旋钮调到最大时，电子束流上升，高压过载，阳极高压下降，使荧光屏上光栅扩大或散焦，也会使显像管上的荧光粉因受过量轰击而过早老化，寿命缩短。

ABL电路种类很多但工作原理基本相同，都是用电阻对显像管电子束流IA进行取样，获得一取样电压，当IA小于限定值时，不对电路进行控制；

当IA大于限定值时，取样电压会自动控制电路，使显像管电子束流减小，显像管的亮度越大，取样电压越大，IA减小越多，从而达到自动限制IA（亮度）的作用。

一种实用的ABL电路如图5-12所示。

V1、V2为视放管，V3是基色输出电路放大管，R1为取样电阻，T为行输出变压器，D为高压整流二极管。

当阳极电流IA沿图中虚线流动时，会在R1两端产生下正上负的电压降，不难看出A点电压UA为

图5-12自动亮度控制型ABL电路

UA=54―IAR1

当IA小于规定值时，设计使UA>

12.7V，二极管D1导通，B点被钳位在12.7V上，ABL电路不起控制作用。

当IA超过规定值时，R1上的压降增大，导致UA<

12.7V，二极管D1截止，不再起钳位作用，ABL起控。

其控制过程如下：

亮度↑→IA↑→D1截止→VA↓→VB↓→Ic1↑→UC1↑→UB2↑→IE2↓→Uc↑→Uk↑→　IA↓

上述的负反馈过程，起到亮度自动限制的作用。

7．行、场消隐电路

行、场消隐电路的作用是消除电子束逆程时在荧光屏上产生的回扫线。

全电视信号中行、

场消隐脉冲一般不能消除回扫线。

电路常从行、场扫描电路中，引入行、场逆程脉冲，同时作用视放末级，以消除回扫线。

电路如图5-13所示。

图5-13行、场消隐电路

行消隐脉冲由D1整形后，通过D2、D3加到V303的基极，行逆程脉冲到来期间，V303截止，从整机电路图可以分析，此时，彩色显像管3束电子束同时截止，脉冲过后，V303恢复正常工作状态，从而实现消隐的目的。

场消隐脉冲是从场扫描电路输出的锯齿脉冲波，经整形后产生。

C和R1构成高通网络，抑制低频的锯齿波成分，将锯齿波变换成脉冲信号。

当场消隐脉冲到来时，D4、D3、D5都导通，V303基极和发射极具有相同的电压，V303截止，彩色显像管阴极电位上升，实现消隐目的。

ZD为限幅保护二极管，防止消隐脉冲幅度过大，而损坏V303。

V303为亮度信号的缓冲输出级，它是一个射极输出器，亮度信号通过它输出至基色矩阵电路。

三、色度通道

色度通道的作用是从彩色电视信号中取出色度信号（包括色同步信号），进行放大，再从色度信号中将红色差和蓝色差信号分开，送至基色矩阵电路，恢复三基色信号。

其电路的组成框图如5-14所示。

它主要由色带通放大器、延时分离电路、U和V同步检波器及基准副载波恢复电路等组成

图5-14色度通道方框图

1、色带通放大电路

色度信号带通放大电路通常包括二至三级带通放大器，总增益约26dB。

它末级输出的信号送至延时分离电路，所以这一级也称为色度推动级或延时线推动级。

色度信号带通放大电路还包括自动色饱和度控制（ACC）电路、消色（ACK）电路、及色同步消隐等辅助电路，

（1）色度带通放大器

色度信号在彩色全电视信号的6MHz带宽中只占（4.43±

1.3）MHz的一段频率范围，所以只要带通放大器的总频率特性是中心频率为4.43MHz、带宽为2.6MHz的选通曲线，就可以将色度信号从彩色全电视信号中取出来加以放大。

其工作过程如图5-15所示。

另外，色度带通放大电路的增益要受ACC电路的控制。

图5-15色度带通放大电路工作过程示意图

（2）自动色饱和度控制（ACC）电路

ACC电路的作用是产生一个随输入的色度信号强弱而变化的直流控制电压（即ACC电压），去控制带通放大器增益，使色度信号的幅值保持稳定。

由于色度信号的频率范围处在中频特性曲线的斜边上，本振频率的飘移或中放特性的变化等因素，都可能使色度信号频率范围在中放特性曲线上的位置发生变化，导致色度信号的幅度增大或减小，从而引起色度信号和亮度信号的比例失调，造成色饱和度的失真。

为此，必须在色度通道中加入自动色饱和度控制电路。

ACC电路的形式很多，但通常是将色同步信号或从基准副载波恢复电路中取出的半行频方波，经过检波和滤波变成ACC直流控制电压（有的还加以放大），去直接或间接地改变色度带通放大电路的增益。

因为色同步信号和半行频方波的幅度都是随色度信号的幅度成正比例地变化的，所以由它们得到的直流控制电压的大小也随着色度信号的大小成正比地改变。

利用这个控制电压，当色度信号的幅度增大时使带通放大器的增益减小，色度信号的幅度减小时带通放大器的增益增大，从而达到自动稳定色度信号的幅度目的。

（3）自动消色（ACK）电路

ACK电路的作用是在接收黑白电视信号或接收彩色电视信号很弱时，自动关闭色度通道，消除杂波干扰，以显示较好的黑白图像。

彩色电视机在接收黑白电视信号时应该是没有彩色的。

但是，亮度信号中的4.43MHz频率成分会进入色度通道而在荧光屏上产生彩色杂波干扰，因此，要设有ACK电路。

自动消色电路由消色器产生一个消色电压去控制色度放大器。

而消色电压与接收到的信号有关，当接收黑白电视信号或彩色很弱的信号时，由于色度信号为零，所以消色电压很小，色度放大器就停止工作；

当接收足够的彩色信号时，这个电压较大，色度放大器就正常工作。

通常将色同步信号或半行频方波加以检波，就可以得到消色电压。

2、延时解调器

（1）延时分离电路的作用

延时分离电路的作用有两个：

一是将前后两行色度信号平均起来，以克服传输过程中的色调畸变；

二是从色度信号中分离出FU、±

FV信息，把它们分别送到相应的同步解调器进行解调。

梳状滤波器方块图见图5-16所示。

它由超声延时线DL、加法器和减法器组成。

图5-16延时解调器

（2）延时分离电路的要求

1）送到加、减法器的直通信号和延时信号幅度必须相等。

为此在实际电路中，需设置直通信号幅度的调节电路。

2）要求经过延时线后，输出的延时信号与输入端的未延时的信号是反相的。

为此要求延时线对信号的延时时间τ=63.943us,接近一行的时间。

3）彩色图像相邻两行的FU及FV信息要大致相同。

4）超声延时线应用

由于超声延时线输入、输出均为容性阻抗，等效于一个电容C，所以，使用时需在输入、输出端并联电感L（通常称为谐配电感），使L与C谐振在色副载波频率上，这时，延时线的输入、输出端呈纯阻性。

此外，为了阻抗匹配，使超声波无反射，在输入、输出端并接匹配电阻，它同时也起展宽频带作用。

延时线的一般应用电路如图5-17所示。

图5-17超声延时线

3、同步检波器

同步检波电路的作用是从正交平衡调幅波中解调出原来的调制信号，即从色度分量FU和FV中分别解调出色差信号（R－Y）和（B－Y）。

延时分离电路分离出的两个色度分量都是抑制了副载波的平衡调幅波，其包络不反映调制信号，所以必须用同步检波电路来恢复原调制信号。

同步检波器在检波时除了要输入待解调的平衡调幅波外，还要输入一个与平衡调幅波在调制时被抑制掉的载波同频同相的基准副载波。

即输入到（B－Y）同步检波器的副载波应当是00的，输入到（R－Y）同步检波器副载波应当是±

900的。

所以称这种解调为同步解调或同步检波。

其电路由双差分模拟乘法器和低通滤波电路组成。

四、色同步电路

1、色同步电路的作用

是产生与编码时抑制掉的副载波同频同相的基准副载波，提供给U、V同步检波器，完成色差信号的解调并产生PAL识别信号。

2、色同步电路工作原理

色同步电路的基本组成包括：

锁相环路、双稳态触发器和PAL开关、识别和消色检波、放大电路等。

其原理方框图如图5-18所示。

图5-18基准副载波恢复电路的组成框图

其工作过程是：

把从色度信号中分离出来的携带发送端色度副载波频率和相位信息的色同步信号，送至鉴相器作为基准信号。

同时，由副载波压控晶体振荡器产生的副载波信号移相900后也送至鉴相器。

通过对两信号的频率和相位进行比较，得出误差电压，返送至副载波振荡器，以改变其振荡频率和相位，使之与色同步副载波保持严格的同频同相关系。

这样，压控晶体振荡器产生的副载波一路就可以送入U同步检波器，解调出（B—Y）色差信号。

另一路经PAL开关和900移相后形成逐行倒相的副载波就可送入V同步检波器，解调出（R—Y）色差信号。

（1）锁相环路

锁相环路的组成方框图如图5-19所示。

它由三部分组成，一是压控晶体振荡器（VCO）；

二是具有自动相位控制功能的（APC）鉴相器；

三是低通滤波器。

图5-19锁相环路

锁相环路的作用是，将副载波振荡器产生的基准副载波与色同步信号在鉴相器中进行频率和相位的比较，当副载波的相位有偏移时鉴相器便输出一个误差电压，经低通滤波器滤波后，变为平滑的直流电压，去控制振荡器的频率和相位，直到与色同步信号同频同相时为止，这时锁相作用才确定下来。

1）副载波压控晶体振荡器

副载波振荡器是用来产生4.43361785MHz频率的等幅的副载波振荡的。

为了使其振荡频率稳定度高，都采用由石英晶体构成晶体振荡器。

为了使振荡频率和相位可以受电压控制，在振荡回路内还必须包含有相位受电压控制的可变移相网络。

图5-20压控振荡器框图

VCO振荡器原理图如图5-20所示，由集成放大器构成串联正反馈振荡电路。

在正反馈回路中串联有压控可变移相网络。

可变移相网络和外接的包含晶体的相移网络构成的闭环正反馈系统的总相移量若为00，同时满足振荡的幅度条件，则电路可产生频率为4.43MHz的正弦波振荡。

一般放大器和可变移相网络放在色度通道的集成块内，包含晶体的反馈移相网络放在集成块外，由VAPC控制相移，从而改变振荡频率。

包含晶体的相移网络可以是高通网络或超前相移网络，也可以是低通网络或是滞后的相移网络。

2）鉴相器（APC）

鉴相器的作用有两个，一是将压控振荡器产生的基准副载波与色同步副载波进行频率和相位的比较，产生控制电压去锁定副载波晶振的频率和相位。

二是产生半行频识别信号去控制PAL开关电路，使PAL开关与发送端的逐行倒相开关同步工作。

该识别信号还可用来作为ACK、ACC电路的控制信号。

鉴相器是一个相位比较器，是锁相环路的关键部分。

其鉴相原理是将代表基准信号的色同步信号的相位，与压控振荡器输出信号的相位进行比较，当两信号的相位差为900时，其输出为零；

当两信号的相位差大于或小于900时，其输出不为零，用这一不为零的误差电压作为控制电压去控制压控振荡器的的频率和相位，使之与基准信号的相位同步。

图5-21双差分APC鉴相器电路

鉴相器电路为集成双差分模拟法器电路，其电路如图5-21所示。

V1是从压控晶体振荡器送来的副载波信号，为大幅度正弦信号，故V1对T1~T4起开关作用，使T1、T4和T2、T3轮流导通和截止。

输入V2是色同步信号，也是大信号，使T5、T6工作在开关状态。

由于色同步信号每行只有大约10周，且只有在行消隐后肩很短的时间间隔才有，故图中加入了色同步选通恒流源，只有在色同步期间T7才导通，鉴相电路才正常工作，色同步以外的期间恒流源的电流等于零。

这样可使鉴相器具有高的抗干扰能力，并可提高鉴相灵敏度。

双差分电路输出集电极负载已经接上了双时间常数的积分滤波器。

集电极输出V01和V02为鉴相输出的直流误差信号，双端输出时，直流误差信号为VAPC=V01-V02。

图5-22鉴相特性

PAL制色同步信号的相位NTSC行为1350，PAL行为2250，且在一行中只有在2.26us时间内才存在

10周的色同步信号。

故在NTSC行和PAL行，V2和