黑白电视机实训项目技术报告.docx

1、黑白电视机实训项目技术报告通信产品设计与制作综合实训项目技术报告班 级： 通信0911姓 名： 诸良爱学 号： 0904043178课程名称：无线图像通信接收机设计和制作提交日期：2011年1月4日概要一. 项目任务名称 无线图像通信接收机设计和制作二综合实训目的在第3学期进行通信产品与制作综合实训，通过一个典型的无线通信产品方法的设计、元器件选型、原理图与安装工艺图绘制、产品生产制造工艺文件编制、产品的组装调试、维修、产品质量检验分析与项目完成后的技术报告的撰写等完整工作过程的训练，培养学生完成一个实际工业通信产品装调项目的综合职业能力。通信可以分为语音通信、图像通信、数据通信，本课程根据学

2、生第三学期所具有的知识结构和技能水平定位在“高频”“模拟”信号的接受和发射这样一个专业水平上。 三对学生学习的要求 每个学生应通过本综合实训项目课程的学习，培养自己系统、完整、具体的完成一个通信产品装调项目所需的工作能力，通过信息收集处理、方案比较决策：制定行动计划实施计划任务和自我检查评估能力训练，以及团队工作的协调配合，锻炼学生自己今后职场应有的团队工作能力。每个学生经历综合实训项目完整工作过程的训练，将掌握完成通信产品装调实际项目应具备的核心能力和关键能力。具体要求如下： 1.充分了解规定填写的项目各阶段的作业文件与作业记录2.充分了解自己的学习能力，针对拟完项目的设计功能要求与工艺规范

3、，查阅资料，了解相关产品或技术情况，主动参与团队各阶段的讨论，表达自己的观点和见解。 3.在学习过程中，认真负责，在关键问题与环节上下功夫，充分发挥和自己的主动性来解决技术上的工作重大问题，培养自己在整个工作过程中的团队协作意识 4认真填写与将把撰写从资讯、方案、计划、实施、检查到评估各阶段按规范要求完成的工作记录，并学会根据学习与工作过程的记录及时反省与总结。 第1章 电视机工作原理及实训基础知识.11.1 光学及人眼的视觉特性知识.11.1.1 光和颜色.11.1.2 视觉特性.3 1.2 电子成像原理.4 1.3 电视机原理框图.10 1.3.1 黑白电视机原理框图.10 1.3.2 彩

4、色电视机原理框图,.11 第2章 公共通道工作原理及实训.13 2.1 公共通道的组成与作用.132.1.1 天线.132.1.2 高频调谐器.14 2.1.3 中频通道.14 第3章 伴音通道工作原理及实训.16 3.1 伴音通道的组成与作用. 16 3.1.1 第二伴音中频限幅放大电路.16 3.1.2 鉴频器.163.1.3 音频放大器.18第4章 亮度通道工作原理及实训.19 4.1 亮度通道的组成与作用. 19第5章 色度通道工作原理及实训.215.1 色度通道的组成与作用.21第6章 电视机故障检修方法与常见故障检修. 22 6.1 电视机故障检修步骤与方法. 226.2 常见故障

5、检修 .26前言电视机原理在通信、电子信息和应用电子技术专业的知识结构中占有重要位置。掌握电视机的调试与维修技能不仅能使学生在制造企业的相关岗位就业，还使学生以少量资金创业成为可能。本书将电视机的基本理论知识融入到实践教学中，避开复杂理论，强调实践能力和动手能力。书中附有大量实物图片，可使初学者轻松入门。本书简单的介绍了电视机的原理及实训基础知识、分析了各电路（公共通道、伴音通道、亮度通道、色度通道、基色解码矩阵电路及显像管附属电路、扫描电路、开关稳压电源和红外线遥控电路）的组成、作用、典型电路及元器件、常见故障检修、使学生进一步掌握重点内容。第1章 电视机工作原理及实训基础知识1.1 光学及

6、人眼的视觉特性知识1.1.1 光和颜色 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1-1-1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380780 nm。 图 1-1-1 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700 nm波长的光作用于人眼, 人的感觉印象是红色光; 用546.1 nm波长的光作用于人眼, 人的感觉印象是绿

7、色光; 用435.8 nm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, 546 nm波长的绿光与 700 nm 波长的红光按一定比例混合后作用于人眼, 可得到波长为580 nm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。 三基色原理

8、（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。1.1.2 视觉特征 1.1.2 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1-2-1所示曲线是国际通用的视敏度曲线, 也叫相对视敏曲线。 图 1-2-1 人眼的视觉灵敏度曲线1.2 电子成像原理1

9、.2.1 黑白图像的光电变换 1 像素 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(将在后面说明)。2 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

10、子携带的能量则是可观的。一群电子称为电子束。 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1-3-1所示。 图 1-2-1 逐行扫描原理图电子束先扫描图像的1、 3

11、、 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1-3-2所示。 电子束移动轨迹的集合体称为光栅。 图 1-2-2 隔行扫描原理图3显像管的构造及工作原理（1） 黑白显像管的构造 黑白显像管是一种特殊的电真空器件， 其结构如图1-5-1(a)所示。它主要由电子枪和荧光屏两大部分组成。 显像管管颈外套行、 场偏线圈。 电子枪如图1-5-1(b)所示, 由灯丝(钨丝)、 阴极(金属圆筒, 顶上涂有氧化钡、氧化锶等材料, 在高温下能大量逸出电子)K、栅极(又叫控制极)G、 第一阳极(又叫加速极)A1、 第二阳极(又叫高压极)A2、 第三阳极(又

12、叫聚焦极)A3、第四阳极(又叫高压级)A4组成。第二阳极和第四阳极由金属线相连。 荧光屏如图1-5-1(a)所示, 最外层是玻璃, 玻璃内表面均匀沉积10m左右厚的荧光粉。荧光粉是由银激活的硫化锌镉和硫化锌混合物, 在高速电子轰击下能发出荧光。在荧光粉附着表面蒸发制成厚约1m的铝膜。 铝膜具有4种功能： (1) 便于在荧光屏上均匀地加上高压以便吸引电子束； (2) 高速电子束轰击荧光粉发光时, 可将射向反方向的光反射向观众, 提高亮度； (3) 能吸收高速电子束轰击荧光粉时产生的二次电子； (4) 能阻挡管内负离子撞击荧光屏, 延长荧光屏寿命。 电子枪和荧光屏制成后一起封装在玻璃壳内, 在玻璃

13、壳锥体部位内、 外涂上石墨粉层, 然后抽成真空。石墨粉层的作用有两个: 一是防止管外杂散磁场干扰电子束, 另一个是内、 外石墨层和玻壳制成耐高压的电容器。 电容器容量视石墨层面积大小而定, 一般在1300 pF左右, 用于对阳极高压进行滤波。 显像管制成后在管颈部位套上行、 场偏转线圈。 图 1-2-3 显像管(a) 黑白显像管内部结构; (b) 四极电子枪构造剖面示意图图 1-2-4 显像管(a) 黑白显像管内部结构; (b) 四极电子枪构造剖面示意图4 黑白显像管工作原理 黑白显像管的工作原理如下： (1) 将显像管各极上加上适合的电压后, 管内形成电子束流轰击荧光屏, 屏上产生一个亮点。

14、此时, 栅极与阴极之间是直流电压, 电子束电流保持恒定, 亮度不变。 (2) 在偏转线圈中通上合适的行、场锯齿波电流, 在管颈部位产生线性变化的磁场。当电子束通过磁场时, 由于电磁力的作用, 控制电子束左右、上下高速扫描荧光屏, 形成亮度均匀的“光栅”。 (3) 在显像管的阴极K与栅极G之间叠加上图像电压信号, 控制电 子束中的电子数量, 使电子束流的变化与发送端被摄景物的亮度变化一致, 保证电子束以与电视摄像管中相同的规律扫描荧光屏(即同步), 这样， 荧光屏上的像素信息与发送端对应像素的信息一致, 由此即可重现电视图像。 特别提醒, 在摄像机中各种扫描的概念都适用于显像管。 5 彩色显像管

15、结构 彩色显像管和黑白显像管在结构上有三点不同, 其余相同。 不同点是: (1) 黑白显像管电子枪射出的是一注电子束, 而彩色显像管电子枪射出的是三注电子束。 (2) 黑白显像管荧屏上涂的是一种荧光粉, 在高速电子束轰击下发白光, 而彩色显像管荧屏上涂的是红、绿、蓝三种荧光粉, 在三注电子束分别轰击下显示红、 绿、蓝三种基色光。 (3) 彩色显像管在荧光屏后面约10 mm处设置一块金属板, 金属板上有规律地打满小孔这种金属板称为荫罩板, 又叫分色板, 而黑白显像管内不设此板。 荫罩板的作用是使红、 绿、 蓝三注电子束只能轰击与之对应的荧光粉。 下面以自会聚彩色显像管为例介绍彩色显像管结构的特点

16、。 1.3 电视机原理框图 1.3.1黑白电视机电路组成框图 黑白电视接收机简称黑白电视机。它的电路随着科学技术的发展而改进。黑白电视机初期电路全部由分立元器件组成(如金星B31-1型机), 电路组成框图如图2-1-1所示。集成电路诞生后,由集成电路和分立元器件组成黑白电视机电路, 其中有六片机(如熊猫DB31H3型机)、四片机、三片机(如金星B35-2U型机, 电路结构如图2-1-2所示)和两片机等。 图 2-1-1 黑白电视接收机电路组成框图2.2 彩色电视机电路组成框图 图2-2-1是PAL制彩色电视接收机电路组成框图。 对这个框图说明3点: (1) 彩色电视机与彩色电视制式有密切的联系

17、, 某一制式的彩色电视信号要求与该制式相应的电视机才能接收。该图是依据PAL制式要求画出的。 (2) 为提高彩色电视机的质量, 各个厂家各显神通, 对电路加以改进, 例如, 对场输出电路，有的厂家用集成OTL电路, 有的厂家用泵电源电路; 对伴音信号,有的厂家从视频检波级前取出, 有的厂家从视频检波级后取出; 大屏幕彩色电视机对电路进行了很多改进, 加了不少电路。 我们画出的框图是基本电路。 (3) 集成电路诞生以后, 彩色电视机都采用集成块构成电路。 随着集成块集成度的提高, 电视机电路使用的集成块数目也随着减少, 由最初的六块减少为五块、 四块直至目前的单块。 目前用户的彩色电视机多数是两

18、片机或单片机。 我们选用有代表性的东芝TA两片机进行电路分析。 图 2-2-1 彩色电视接收机电路组成框图第2章 公共通道工作原理及实训公共通道的作用是对由天线接收下来的高频信号进行选频(选取需要的电台)、放大，再经混频取得中频信号, 然后对中频信号进行足够的放大，经过检波还原成彩色全电视信号和第二伴音中频信号。 2.1公共通道工作原理及电路分析 图 2-1-1 公共通道电路组成框图2.1.1 天线 天线是高频信号能量与空间电磁波能量互相转换的装置。 由高频电视信号能量转换为空间电磁波能量的装置称为发射天线, 例如电视台的蝶形天线; 由空间电磁波能量转换为高频电视信号能量的装置称为接收天线,

19、简称天线。 天线的种类很多, 性能差别也很大, 通常注意4个参数: (1) 输出阻抗。 (2) 增益。 (3) 频带宽度。 (4) 方向性。 室内电视天线常用双鞭拉杆天线。它的输出阻抗75 , 方向性差, 增益低, 但使用方便, 价格低。 其传送电视信号的方式是平衡式输出(即双线传送)。这种天线一般用于电视信号较强、 接收环境较好的地方。 室外天线多数采用由折合振子和反射器、引向器组成的多单元天线, 又称为八木天线,。 2.1.2 高频头(高频调谐器) 1. 变容二极管 电调谐的核心器件是变容二极管。变容二极管的符号如图2-3-7(a)所示, 其电压-电容特性如图 2-3-7(b)所示。 图

20、2-1-2 变容二极管电压-电容特性2.1.3 中放通道 1. 中放通道的性能要求 1) 足够的电压增益 在满足信噪比的前提下, 中放通道的增益越高, 则电视机接收微弱信号的能力越强, 灵敏度越高。 通常为保证同步检波器正常工作, 中频放大电路输出信号要不小于1 V。 我国规定接收机灵敏度为: 在75 输入阻抗下输入不低于50 V, 因此天线到中放级输出总增益KV=1 V/(5010-6 V)=2104(86 dB), 除去高频头增益20 dB(高频增益KV20 dB), 中放级增益KV66 dB。 2) 增益要能自动控制 实际的输入信号随环境和接收条件的影响而变化, 天线输入信号强度现在能在

21、50 V100 mV范围变化, 即变化2000倍(66 dB), 这就要求电视接收机应具有60 dB以上的自动控制能力。 为保证高频头的信噪比, 采用延迟式AGC方法, 即先控制中放级放大倍数(最大40 dB), 再控制高放级放大倍数(20 dB)。 3) 幅频特性曲线要符合四点要求 幅频特性曲线应符合以下四点要求： (1) 图像中频38 MHz处于曲线右边中点, 如图2-3-15所示。由于高频图像信号采取残留边带方式发送, 其中图像载频fp1.25 MHz范围内的低频信号实际上是双边带发送的, 因此检波后低频端的信号幅度比高频端(1.256 MHz)的信号幅度大一倍。 为衰减图像载频附近(1

22、.25 MHz)信号过重的问题, 将图像载频附近增益下降一半(平均值)。 第3章 伴音通道工作原理及电路分析 伴音通道的作用是对第二伴音中频信号进行放大、 鉴频、 功放, 还原成伴音。解码电路的作用是将彩色全电视信号分解为亮度信号和色度信号, 并分别对其进行处理, 还原成三基色电压信号。3.1.1 第二伴音中频限幅放大电路 第二伴音中频限幅放大器的作用是向鉴频器提供幅度足够的(1 V)等幅的第二伴音中频调频信号(6.5 MHz)。第一级中放是普通的宽频带阻容耦合放大器, 第二级中放是单调谐放大器, 在并联谐振回路上并有两只彼此反接的开关二极管, 如图2-4-1中的VD1、 VD2。 它是双向限

23、幅器, 当谐振回路两端电压超过开关二极管的导通电压时, 二极管导通, 回路电压限制在0.7 V之间。 其目的是消除寄生调幅干扰, 防止伴音失真和产生蜂鸣音(当伴音中频31.5 MHz的幅度不是小于小于图像中频38 MHz的幅度时, 第二伴音中频可能是调频调幅波, 便会产生蜂鸣音)。T1的初级电感和 C1组成谐振频率为6.5 MHz的调谐电路, 取出放大后的第二伴音中频送给鉴频器。R1是回路的阻尼电阻、降低Q值, 扩展回路的频带宽度, 保证伴音中放频带fB250 kHz; 有的电视机采用三级带恒流源的差分放大器组成伴音中放, 效果更佳。 3.1.2 鉴频器 鉴频器又叫调频检波器, 其作用是从第二

24、伴音中频中解调出调制信号(音频信号)。 鉴频器的种类较多, 有比例鉴频器、 相位鉴频器、 同步鉴频器等。 下面介绍集成电路中常用的同步鉴频器工作原理。 同步鉴频器实质上是一种双差分鉴相电路, 它是利用双差分电路的鉴相特性来完成调频信号的检波功能的。其基本过程是将调频信号的频偏变化转化为相位变化, 再利用双差分鉴相器的鉴相特性, 将相位变化转变为输出电压变化, 完成调频信号的解调过程。同步鉴频器组成框图如图2-4-2(a)所示。第二伴音中频经限幅放大得到足够大的幅度(u11 V), 一路送至双差分鉴相器, 另一路经90移相网络(图 2-4-2(b)后得到 u2信号, 也送至双差分鉴相器。由于90

25、移相网络设计在伴音中频为6.5 MHz时移相正好是90, 如图2-4-2中的图(c), 而频率偏离6.5 MHz时偏离90, 即移相大于90或小于90。 因此, 通过90移相网络, 就把频偏变化转换为相位变化。 然后利用双差分鉴相器的鉴相特性, 如图2-4-2中的图(d), 当频率为6.5 MHz、移相为90时, 鉴相器输出电压uo=0, 当频率偏移6.5 MHz、移相偏离90时, 鉴相器输出电压uo为正电压或负电压, 实现了伴音中频信号的解调。 图 3-1-1 同步鉴相器框图3.1.1 音频放大器 音频放大器的工作过程如下: 设输入正弦波信号正半周, 经VT1、VT2放大后, VT2集电极电

26、位在正半周变化, VT3导通, VT4截止,UCC中电流经VT3、C2、RL到地, 使正半周电流流入扬声器而使扬声器发声, 同时电流对C2充电,使C2左边电压升至 。当输入正弦波信号负半周时, 经VT1、VT2后, VT2集电极电位向负半周变化, 如图示, VT3截止, VT4导通, C2通过C2正极、VT4集射极、地、RL、C2负极放电, 使负半周电流流入扬声器而使扬声器发声, 完成一个正弦波形的发声过程。 图 3-1-2 互补推挽高频放大电路第4章 亮度通道工作原理及电路分析4.1 亮度通道电路的组成与作用 亮度通道电路由4.43 MHz陷波器和自动清晰度控制电路(ARC)、三级放大电路、

27、 勾边电路(轮廓补偿)、 钳位电路、 自动亮度限制电路(ABL)、 射极跟随器等组成。此电路还可实现对比度和亮度的控制, 行、 场消隐信号的加入等。 亮度通道的作用是从彩色全电视信号中取出亮度信号和辅助信号, 进行放大(增益34 dB, 频带为06 MHz)处理, 以满足彩色显像管对激励电压的要求。 4.2 亮度通道实例电路分析 1. 倒相放大及对比度调节电路 由TA7680AP的引脚15输出的视频信号经R201、R202、Z201、L201滤除6.5 MHz第二伴音中频, 得到彩色全电视信号, 再由TA7698AP的引脚39加至集成块内的倒相放大电路。 倒相放大后由引脚40输出同步头朝上的彩

28、色全电视信号。该信号一路经R501加到色度通道, 另一路经R301加到同步分离电路。另外, 引脚39输入的彩色全电视信号还加至对比度放大电路。TA7698AP内部放大输出管VT2发射极经引脚1外接电阻R204、R207和电容C202(组成勾边电路)接地。+12 V电压经R211、VD211、R203加至引脚42内的VT2集电极。R203是VT2的集电极负载电阻。 对比度放大电路是一个增益可调的放大器, 改变引脚41的直流电位, 可改变放大器的增益, 也就达到对比度调节的目的。 引脚41电位可在210 V范围内变化。RP256是对比度调节电位器。西湖54CD6机中的RP256遥控控制电路代替(详

29、见2.10节)。 R213、C206等组成退耦电路。 2.5.6 自动亮度限制(ABL)电路 彩色显像管束电流iA超过一定值时, 会使高压负载过重而下降, 易使荧光粉老化而缩短显像管的寿命。ABL的作用是自动限制显像管的束电流, 延长显像管的使用寿命等。 图2-5-7是一种ABL电路。 图 2-5-7 ABL电路第5章 色度通道工作原理及电路分析 5.1 色度带通放大器与ACC电路 色信号是色度信号和色同步信号的合称。 色度带通放大器的作用是从彩色全电视信号中选出色信号并放大, 它的频带为2.6 MHz, 中心频率为4.43 MHz。自动色饱和度控制(ACC)电路的作用是根据色度信号的强弱控制

30、带通放大器的增益, 色度信号弱时增益高, 色度信号强时增益低,以保证信号放大时不产生失真。2.6.8 色度通道实例电路分析 1. 色(度)带通放大器 TA7698AP的引脚40输出的负极性彩色全电视信号经C501、 C502、L501色带通滤波器滤除亮度信号Y, 所得色信号加至引脚5内色带通放大器。色带通放大器受ACC控制电压的控制。同步分离电路输出的行、场复合同步信号与TA7698AP的引脚38输入的行逆程脉冲同时送至选通脉冲发生器, 经选通脉冲发生器将色度信号与色同步信号分离。色同步信号经ACC检波(即ACC检测)电路检波放大后, 获得ACC直流控制电压至色带通放大器。 引脚6的C504、R504是ACC检波的滤波电路。色度信号经色度放大, 色饱和度控制(ACC)和色度、对比度调节电路控制后,