电视机实训教材讲义1.docx

电视机实训教材讲义1.docx

《电视机实训教材讲义1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电视机实训教材讲义1.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电视机实训教材讲义1

通信产品设计与制作

——无线图像通信接收机的设计与制作

通信技术教研室林植平倪瑛编写

目录

第一章电视机工作原理及实训基础知识3

1.1光学及人眼的视觉特性知识3

1.2电子成像原理7

1.2.2彩色图像的光电转换13

1.2.3彩色电视的制式14

1.3电视机原理框图14

1.3.1黑白电视机原理框图14

1.3.2彩色电视机原理框图16

1.4电视机实训基础知识17

1.4.1电视机内部各器件布局17

1.4.2电视机检修常用方法与步骤17

1.4.4安全注意事项20

第二章公共通道实训31

2.1公共通道组成与作用31

2.1.1天线31

2.1.2高频调谐器31

2.1.3中频通道32

第三章伴音通道实训36

3.1伴音通道组成与作用36

3.1.1第二伴音中频限幅放大电路37

3.1.2鉴频器37

3.1.3音频放大器38

第四章亮度通道实训41

4.1亮度通道的组成与作用41

4.2常见故障检修43

第五章色度通道实训45

5.1色度通道的组成与作用45

5.2典型电路及元器件介绍45

第六章副载波恢复电路实训48

6.1副载波恢复电路的组成与作用48

6.2典型电路及元器件介绍48

第七章基色解码矩阵电路兼末级视放电路实训53

7.1基色解码矩阵电路兼末级视放电路的组成与作用53

7.2典型电路及元器件介绍53

7.3常见故障检修57

第八章扫描电路实训59

8.1扫描电路59

8.1.1扫描电路的组成与作用59

第九章彩色显像管的附属电路实训63

9.1彩色显像管的附属电路的组成与作用63

9.2典型电路及元器件介绍67

第十章开关式稳压电源实训74

10.1开关式稳压电源的组成与作用74

第十一章红外线遥控电路实训80

11.1红外线遥控电路的组成与作用80

11.2常见故障检修86

第一章电视机工作原理及实训基础知识

1.1光学及人眼的视觉特性知识

1.1.1光和颜色的本质

1.光和颜色的本质

光的本质是什么？

由光学知识可知：

光是以电磁波形式存在的微粒子流,是一种能携带能量的特殊物质。

电磁波的波谱很广,包括无线电波、红外光波、可见光波、紫外光波、X光线、宇宙射线等,如图1-1所示。

其中人眼能看到的（即能引起人眼视觉的）那一部分光谱叫做可见光。

可见光的波长范围为380～780nm。

图1-1可见光在电磁波波谱中的位置

颜色的本质是什么？

由实验得知：

颜色是不同波长的光波通过人眼视觉产生的印象。

例如,用700nm波长的光作用于人眼,人的感觉印象是红色光;用546.1nm波长的光作用于人眼,人的感觉印象是绿色光;用435.8nm波长的光作用于人眼,人的感觉印象是蓝色光。

光有单色光和复合光之分。

单一波长的光叫单色光;由几种波长混合成的光叫复合光。

一定成分的复合光有一种确定的颜色与之对应,但一种颜色光的感觉并不对应一种光谱组合,有可能是由多种单色光的复合光谱组合引起的,例如,546nm波长的绿光与700nm波长的红光按一定比例混合后作用于人眼,可得到波长为580nm的黄光感觉。

此时,人眼已分不清是单色黄光还是红、绿两色的混合光。

有人说,太阳光只是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的七色光组合。

其实这种说法是不妥当的,因为太阳光是多种单色光的组合,不止七色。

2.三基色原理

根据人眼的彩色视觉特性，在彩色重现过程中，并不要求恢复原景物反射光的全部光谱成分，而重要的是应获得与原景象相同的彩色感觉。

实践证明，自然界可见到的绝大部分彩色，都可以由几种不同波长（颜色）的单色光相混合来等效，这一现象叫做混色效应。

经进一步研究，人们终于得到了一个重要的原理——三基色原理。

什么叫三基色原理？

就是选用相互独立的三基色,按一定比例混合出自然界中绝大多数的彩色,其亮度等于三基色之和,其颜色取决于三基色的比例的方法叫三基色原理。

这是彩电技术的基本原理,为彩色电视技术奠定了基础。

三基色原理的主要内容是：

（1）自然界中的绝大部分彩色，都可以由三种基色按一定比例混合得到；反之，任意一种彩色均可以被分解为三种基色。

（2）作为基色的三种彩色，要相互独立，即其中任何一种基色都不能由另外两种基色混合来产生。

（3）由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于参与混合的各基色的亮度之和。

（4）三基色的比例决定了混合色的色调和色饱合度。

彩色电视系统选取哪三基色呢？

根据实践,世界各国都选择红色（波长为700nm,代号R）、绿色（波长为546.1nm，代号G）、蓝色（波长为435.8nm,代号B）三种颜色作为三基色。

为什么选择红、绿、蓝作为三基色呢？

这是因为:

①红、绿、蓝三色是互相独立的；②人眼对这三种颜色光最敏感；③用红、绿、蓝三色几乎可以混成自然界中所有的颜色。

根据这一原理，要传送和重现自然界中的各种彩色，无需逐一去传送波长各异的各种彩色信号，而只要将各种彩色分解成不同比例的三基色，并只传送这三基色信号。

在彩色重现时将这比例不同的三基色信号相加混色，即可产生与被传送对象相同彩色的视觉效果。

红色十绿色=黄色；绿色十蓝色=青色；

蓝色十红色=紫色；红色十绿色十蓝色=白色。

亮度方程

Y＝0.30R＋0.59G＋0.11B

式中，0.30，0.59，0.11分别是R，G，B的可见度系数。

这表明三基色光在组成亮度中的作用是不同的，绿光最大，占59%，蓝光最小，占11%，这是由于人眼对三基色的亮度感不同引起的。

亮度电压方程

UY=0.30UR＋0.59UG＋0.11UB

彩色电视机是在必须与黑白电视机兼容这一条件下进行设计的。

因此先考虑将按亮度方程混合出的亮度信号作为彩色电视图像信号之一传送，而图像信号的色彩，则由不包括亮度信号成分的色差信号传送。

根据三基色原理要求,首先让彩色图像光信号通过分色光学系统（由物镜、分色棱镜和反射镜等组成）取出红、绿、蓝三基色，再将红、绿、蓝三基色分别射入R、G、B三支摄像管的光电靶上。

三支摄像管的电子束同步地在自己的靶面上扫描,把各基色图像上的亮度变化变换成相应的随时间变化的电压信号。

摄像管R输出的是反映红基色图像的电信号,记作UR;摄像管G输出的是反映绿基色图像的电信号,记作UG;摄像管B输出的是反映蓝基色图像的电信号,记作UB。

因为UR、UG、UB反映了彩色画面三基色强弱的特点,所以称它们为三基色电压信号，即

UR-Y＝UR-UY＝0.70UR-0.59UG-0.11UB

UB-Y=UB-UY＝0.89UB-0.30UR-0.59UG

UG-Y=UG-UY＝0.41UG-0.30UR-0.11UB

1.1.2人眼的视觉特性

1.人眼的亮度视觉

实验证明,人眼对不同波长的光的灵敏度是不同的。

人眼的这种视觉特征常用视觉灵敏度曲线（视敏度曲线）来描述。

图1-2所示曲线是国际通用的视敏度曲线,也叫相对视敏曲线。

图1-2人眼的视觉灵敏度曲线

由图可知，人眼对不同颜色光的亮度感觉是不一样的,人眼最敏感的光波长为555nm,呈草绿色。

在555nm处两侧,随着波长的增加或者减小,亮度感觉逐渐降低。

在可见光谱之外,即使辐射能量再强,人眼也没有感觉。

2.人眼的色度视觉

实验得知，人眼视网膜上有三种色敏细胞,分别对红、绿、蓝光特别敏感。

当它们受到某种光源能量刺激时,根据对三种细胞刺激量比例的不同,使人产生不同的色感。

例如,当一束黄色光射入人眼时,只对红敏细胞和绿敏细胞产生刺激,引起人的黄色视觉;当一束紫光射入人眼时,对红敏细胞和蓝敏细胞产生刺激,引起人的紫色视觉。

不同颜色的光对三种细胞的刺激量是不同的,产生的彩色视觉各异,从而使人眼分辨出五光十色的颜色。

在电视技术中正是利用了这一原理,在视觉图像的重现过程中,不是重现原来的景物的光谱分布,而是利用三种相似于红、绿、蓝色敏细胞特性曲线的三种光源进行配色,使其在色感上得到相同的效果。

3.人眼的分辨率

当人用眼观看黑白图像中两个点时,在规定的光照下,人边看边后退,当图像中两点将要混成一个点还未混成一点时,人眼和图像中两点之间的夹角称为人眼分辨角,用θ表示,正常人θ为1′~2′。

人眼的分辨力可定义为分辨角的倒数,用M来表示。

分辨角θ越小,分辨力M越大。

人眼对黑白图像细节的分辨能力,称为黑白图像分辨力;人眼对彩色图像细节的分辨能力称为彩色图像分辨力。

大量实验表明，人眼对图像色彩细节的分辨力远低于对图像黑白细节的分辨力。

例如,相隔一定距离观看黑白相间的等宽条子,恰能分辨黑白差别,如果用红、绿相间的同等宽度的条子替换它们,此时,人眼看到的仅是一片黄色,分辨不出红、绿之间的差别。

因此,彩色电视系统中传送彩色图像时,只传送黑白图像细节,而不传送彩色图像细节,减少了不必要的信息量，这样可减小色度信号的频带宽度。

4.人眼的视觉惰性

用一个简易的实验可证明人眼有视觉惰性。

在黑暗中,用点燃的一支香在空中快速划圈,所看到的不是一个移动的光点,而是一个光圈。

这是因为虽然某点上点光源已经移走了,但人眼还觉得它存在,这就是人眼对亮度感觉的惰性。

用图1-3所示实验进一步分析人眼的视觉惰性。

当图1-3（a）所示的光脉冲（可用电筒作发射光源）作用于人眼时,眼睛所感觉到的主观亮度如图1-3（b）所示。

可见,人眼的亮度感觉滞后于实际光脉冲信号,当光脉冲消失之后,亮度感觉需要一段时间才能完全消失,这种现象就是人眼的视觉惰性。

通常把图中t2~t3时间间隔称为视觉暂留时间，也称为人眼留影时间,正常人眼的暂留时间为0.1s左右。

人眼的视觉惰性表示人眼的时间分辨能力是有限的。

人眼的视觉特性在电视、电影等技术中都得到了充分的应用。

图1-3人眼的视觉惰性

1.2电子成像原理

1.2.1黑白图像的光电转换

1.像素的概念与图像的传送

当仔细观察报纸上一幅清晰完整的黑白图像时,就会发现图像由许多排列有序、深浅不同的小圆点（或小方块）组成。

也就是说,一幅清晰图像是由数万个彼此配合,亮度不同或相同的小单元（圆点或方块）组成的。

这些小单元是构成图像的基本单元,称为像素。

每个像素反映图像的一点信息。

显然,像素越多、越密,图像就越清晰、细致。

在正常观看距离下,电视屏幕上的一幅清晰图像是由约44万个像素组成的。

一幅图像所包含的40多万个像素是不可能同时被传送的，它只能是按一定的顺序分别将各像素的亮度变换成相应的电信号，并依次传送出去；在接收端则按同样的顺序把电信号转换成一个一个相应的亮点重现出来。

只要顺序传送速率足够快，利用人眼的视觉暂留效应（即视觉惰性）和发光材料的余辉特性，人眼就会感觉到是一幅稳定而完整的图像。

这种按顺序传送图像像素信息的方法，是构成现代电视系统的基础，并被称为顺序传送系统，图1-4是该系统的示意图。

图1-4图像顺序传送系统示意图

图像顺序传送系统的工作过程如下：

首先，将要传送的某一光学图像作用于由许多独立的光电元件所组成的光电板上，这时，光学图像就被转换成由大量像素组成的电信号，然后经过传输通道送到接收端。

接收端有一块可在电信号作用下发光的电光板，它可将电信号转换成相应的光学图像信号。

在电视系统中，将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程，或反过来将电信号按顺序转换成图像的过程，称为扫描过程。

图1-4中的S1、S2是同时运转的，当它们接通某个像素时，那个像素就被发送和接收，并使发送和接收的像素位置一一对应。

在实际电视技术中是采用电子扫描装置来代替开关S1、S2工作的。

3．电子扫描

大家知道，电子是携带负电荷的微粒子,质量极小,惯性几乎为零。

用电子形成振荡,可达到数兆赫兹。

一个电子携带的能量是极有限的,一群电子携带的能量则是可观的。

一群电子沿某一方向的运动形成电子束。

由电磁学可知，电子束在有规律变化的磁场作用下,按一定规律在靶面上或荧光屏上运动的过程称为扫描。

电子束在垂直磁场作用下的水平运动称为水平扫描，又叫行扫描;电子束在水平磁场作用下的垂直运动称为垂直扫描。

电子束在互相垂直的两个磁场作用下,一方面作水平偏转,一方面作垂直偏转,设计时使电子束水平方向的运动速度远大于垂直方向的运动速度,因此,电子束的运动路径是水平略向右下倾斜。

电子束从左到右、从上到下以均匀速度依照顺序一行紧跟一行地进行扫描,称为逐行扫描,如图1-5所示。

图1-5逐行扫描原理图

电子束先扫描图像的1、3、5……奇数行,再扫描2、4、6……偶数行,最后将奇数行和偶数行均匀嵌套，这种方法称为隔行扫描,如图1-6所示。

电子束移动轨迹的集合体称为光栅。

图1-6隔行扫描原理图

例如，把一个白底黑色“中”字变为电视信号时，摄像机镜头把“中”字成像于摄像管的靶面上，摄像管电子束沿靶面由上至下逐行扫描，当扫描到对应于图像白处，由于电流较大，输出低电压；当扫描到相应于图像的黑处，由于电流小，输出高电压。

各行扫描输出的电压如图1-7所示。

图1-7逐行扫描

电子束先扫描图像的1、3、5……奇数行,再扫描2、4、6……偶数行,最后将奇数行和偶数行均匀嵌套，这种方法称为隔行扫描,如图1-8所示。

电子束移动轨迹的集合体称为光栅。

图1-8隔行扫描原理图

图1-9隔行扫描重现图像示意图

6.黑白全电视信号

黑白全电视信号的波形如图1-10所示。

它由图像信号及六种辅助信号（行同步、场同步、行消隐、场消隐、槽脉冲与均衡脉冲）组成。

图1-10黑白全电视信号

（1）图像信号

什么叫图像信号？

图像光信号经摄像机变换成的图像电压信号,用于传送图像信息的信号称为图像信号,在行扫描正程52μs期间内摄取和发送。

其幅度为全电视信号相对幅度的10%～75%,10%的电平称为白电平,75%的电平称为黑电平,如图1-11所示。

图1-11图像信号

（2）行消隐信号

电子束在对准光电靶（或显像管荧光屏）进行行扫描的逆程期间是不传送图像信号的,但会在屏幕上留下亮度痕迹,影响图像清晰度。

为了消除行扫描逆程期间在屏幕上的亮度痕迹,电视台在行扫描逆程期间发送一个宽度为12μs、相对幅度为75%的脉冲信号。

这种信号称为行消隐信号，如图1-12所示。

图1-12复合消隐信号

（3）场消隐信号

电子束在对准光电靶（或荧光屏）进行场扫描的逆程期间,也会在屏幕上留下回扫亮线,干扰图像。

为了消除场扫描逆程期间在屏幕上的回扫亮线,电视台在场扫描逆程期间发送一个宽度为1612μs、相对幅度为75%的脉冲信号。

行消隐信号和场消隐信号合称为复合消隐信号。

（4）行同步信号

要使电视接收机（即电视机）的荧光屏上稳定地重现图像,就必须使摄像机的光电靶上的像素和显像管荧屏上的像素（接收端）一一对应。

要达到此目的,摄像管中的电子束扫描与电视机中电子束必须严格同频同相,称为同步。

如果接收端的行扫描初相位与发送端不同步,就会出现图像左右分裂现象,如图1-13（b）所示;如果接收端行频和发送端行频稍有不同,就会出现图像向左下方倾斜（接收端行频低于发送端行频）和向右下方倾斜（接收端行频高于发送端行频）现象,同时在屏幕上出现左斜和右斜的行消隐黑条,如图1-13（c）所示。

图1-13收送不同步造成接收图像异常

（5）场同步信号

为了使千家万户的电视机和电视台场扫描同步（同频同相）,电视机在场扫描回程160μs的时候发送一个宽度为160μs（即2.5TH）、幅度相对电平为100%的脉冲信号,称为场同步信号,如图1-14所示。

行同步和场同步合称为复合同步。

（a）偶数场向奇数场过渡;（b）奇数场向偶数场过渡;（c）对应的积分波形

图1-14改进后的复合同步脉冲及其波形

（6）凹槽脉冲

为什么要有凹槽脉冲？

由前面可知，行同步脉冲幅度相对电平为100%,行周期TH=64μs,而场同步脉冲幅度相对电平也为100%,宽度却为160μs,可见,在场同步期间有3个（奇数场向偶数场过渡）或2个（偶数场向奇数场过渡）行同步脉冲被掩盖掉,如图1-15所示的实线凹槽脉冲,引起行扫描瞬间失步。

为了使场同步期间行扫描不失步,在场同步顶部向下开凹槽,以便在同步分离时弥补被丢失的行同步脉冲。

（a）偶数场向奇数场过渡时同步脉冲波形;（b）奇数场向偶数场过渡时同步脉冲波形;（c）复合同步脉冲波形;（d）并行现象（图中实线为奇数场，虚线为偶数场）

图1-15场过渡时的同步脉冲及积分波形

（7）前均衡脉冲和后均衡脉冲

什么叫前均衡脉冲？

在场消隐脉冲前沿至场同步脉冲前沿之间的160μs时间内,电视台均匀地发送五个脉宽为2.35μs、幅度相对电平为100%、周期为32μs的窄脉冲，这五个脉冲就称为前均衡脉冲。

为降低电视系统技术难度和设备造价,电视系统采用隔行扫描方法（前面介绍过）将帧频fZ降为25Hz,fmax降为5.51MHz。

一帧图像分成了两场（奇数场和偶数场）发送,每场的扫描行数为625÷2＝312.5行。

可想而知,奇数场向偶数场过渡是半行交接,第625行的前半行属奇数场的,后半行属偶数场的；偶数场向奇数场过渡是整行交接的，电视接收机中处理复合同步脉冲的方法,是先用幅度分离电路从全电视信号中切割出复合同步头，再用积分电路从复合同步头中分离出近似的场同步脉冲，然后用场同步脉冲去触发控制场振荡器,使其与电视台同步。

为有效保证奇数场和偶数场扫描线均匀嵌套,在场同步脉冲后沿外160μs的时间内,电视台也发送五个宽度为2.35μs、幅度相对电平为100%、周期为32μs的窄脉冲，这种脉冲称为后均衡脉冲,其作用是进一步克服奇数场和偶数场扫描线嵌套时的并行现象。

1.2.2彩色图像的光电转换

根据三基色原理要求,首先让彩色图像光信号通过分色光学系统（由物镜、分色棱镜和反射镜等组成）取出红、绿、蓝三基色,如图1-16所示,再将红、绿、蓝三基色分别射入R、G、B三支摄像管的光电靶上。

三支摄像管的电子束同步地在自己的靶面上扫描,把各基色图像上的亮度变化变换成相应的随时间变化的电压信号。

摄像管R输出的是反映红基色图像的电信号,记作UR;摄像管G输出的是反映绿基色图像的电信号,记作UG;摄像管B输出的是反映蓝基色图像的电信号,记作UB。

因为UR、UG、UB反映了彩色画面三基色强弱的特点,所以称它们为三基色电压信号。

图1-16彩色图像变换成三基色电压过程图

1.2.3彩色电视的制式

1.NTSC制

NTSC制是1954年由美国首先研制成功的制式。

其特点是将两个色差信号分别对频率相同而相位相差90°的两个副载波进行正交平衡调幅,再将已调制的色差信号矢量相加后形成的色度信号插入到亮度信号频谱的高端间隙中。

平衡调幅是一种特殊的调幅方式,按此方式调制后产生的调幅波叫平衡调幅波。

这种调幅波的突出特点是没有副载波。

为了解调出原来的两个色差信号,需在接收机中设置副载波再生电路,以便恢复失去的副载波。

另外,在接收机中还设有两个同步检波器,它们在副载波帮助下将两个色差信号解调出来。

该制式的主要缺点是对信号的相位失真十分敏感,容易产生色调失真。

用NTSC制式。

2.PAL制

PAL制是1967年由原联邦德国在NTSC制的基础上改进而成的制式。

其特点是克服了NTSC制的相位敏感性,在原来的正交平衡调幅和同步检波等基本措施的基础上,将其中一个调幅的红差信号进行逐行倒相,使任意两个相邻扫描行的红差信号相位总相差180°（相位反相）,利用相邻扫描行色彩的互补性来消除由相位失真引起的色调失真。

该制式的主要缺点是电视接收机电路较复杂。

目前德国、英国、中国、印度、澳大利亚、泰国、马来西亚等国家的彩色电视机采用PAL制式。

3.SECAM制

SECAM制是1966年由法国在NTSC制基础上改进而成的制式。

其特点是两个色差信号不是同时传送的,而是轮流、交替地传送。

另外,两个色差信号不是对副载波进行调幅,而是对两个频率不同的副载波进行调频,然后将两个调频波逐行轮换插入亮度信号频谱的高端。

这种制式的缺点是接收机电路复杂,图像的质量也比上两种制式稍差。

目前法国、俄罗斯、埃及及东欧各国的彩色电视机采用SECAM制。

因为上述三种制式在传送色差信号时采用的方法不同,所以三种制式之间不能相互兼容收看。

如果要看其他制式的电视节目,需将电视接收机作较大的改动。

现在生产的电视机大多具备收看多种制式信号的电路。

1.3电视机原理框图

1.3.1黑白电视机原理框图

图1-17黑白电视机原理方框图

1.3.2彩色电视机原理框图

图1-18彩色电视机原理方框图

1.4电视机实训基础知识

1.4.1电视机内部各器件布局

1.4.2电视机检修常用方法与步骤

一、电视机检修常用方法

1.功能比较法

1）利用光、图、声来判断故障

电视机是一个互相联系的整体,某一部分出现故障后,必然会从光栅、图像或伴音中反映出来,此时就可依据电视机工作原理,利用光、图、声的有无或异常来确定故障部位。

（1）三无（无光、无图、无声）:

故障通常在电源部分或行扫描及通道同时出现故障。

（2）有光、无图、无声:

光栅是由行、场扫描形成的,有光栅说明电源、扫描电路基本正常。

无图、无声说明故障在公共通道,即高频头、图像中放、视频检波、预视放等电路,当然也不能排除视放和伴音通道同时出现故障的可能。

（3）有光、有图、无声:

说明扫描电路、公共通道均正常,故障可能在伴音通道。

（4）有光、有声、无图:

说明扫描电路、公共通道及伴音通道均正常,故障可能在视放级。

（5）光栅不正常:

出现一条水平亮线或亮带,表明场扫描电路有故障;水平或垂直幅度不够,表明行或场锯齿波电流幅度不够,或者是电源电压偏低等。

（6）图像不正常,但光栅正常:

出现图像上、下滚动或跳动,表明场不同步;图像扭曲或出现黑斜条,表明行不同步;图像背景杂波点多,表明公共通道灵敏度低等等。

总之,利用光、电、声的有无或异常表现可确定故障大致范围;同时,还可以结合调节面板上的开关旋钮,观察光、图、声的变化,进一步缩小故障范围。

2）利用面板开关旋钮缩小故障范围

（1）利用频道开关和频率微调旋钮缩小通道部分的故障范围。

（2）改变天线长短,即改变信号强弱和调节行场同步旋钮确定失步故障部位。

2.信号注入追踪法

信号注入追踪法是利用信号源向电视机公共通道、伴音通道等信号通道从后级向前逐级注入信号,根据荧光屏和扬声器的反应来判断故障部位的方法。

注入的信号可以是人体感应信号,可以是50Hz交流信号或专用信号源信号。

判断低频放大通道故障宜采用低频信号注入,如人体感应信号或50Hz交流信号;判断中、高频通