數(shù)字電視第2章黑白電視的基本原理g.ppt

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第2章 黑白電視的基本原理,2.1 黑白顯像管 2.2 黑白顯像管的饋電電路和附屬電路  2.3 黑白電視機原理框圖 2.4 電視信號和信號通道的頻譜分析 習(xí)題二,2.1 黑白顯像管,2.1.1 黑白顯像管的結(jié)構(gòu) 黑白顯像管由三部分組成：玻璃外殼、電子槍和熒光屏。它是電真空器件，能承受高壓并防爆裂。黑白顯像管的具體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。,圖2-1 黑白顯像管結(jié)構(gòu)示意圖,1.玻璃外殼 玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻璃三部分。 2.電子槍 電子槍通常由燈絲、陰極、控制柵極、加速陽極、聚焦陽極和高壓陽極等組成。高壓陽極插座安裝在管錐體上，其余各電極均在管頸末端用金屬管腳引出。典型黑白顯像管管腳接線圖如圖2-2所示。,圖2-2 典型黑白顯像管管腳接線圖,1）陰極 2）控制柵極 3）加速陽極  4）高壓陽極 5）聚焦陽極 3.熒光屏 熒光屏由屏面玻璃、熒光粉層和鋁膜三部分組成。,2.1.2 黑白顯像管的調(diào)制特性和性能參數(shù) 1.調(diào)制特性 下面討論顯像管的調(diào)制特性。 （1）圖2-3所示為柵陰電壓ugk由下列公式給出： ik=k(ugk-ugk0) γ 式中，k是比例系數(shù)，與電極的特性和構(gòu)造等因素有關(guān)；γ是非線性系數(shù)，其數(shù)值大小因管子而異，取值在2～3之間；ugk0是柵極截止電壓，即顯像管陰極電流ik =0時的柵極負壓（此時熒光屏不發(fā)光，無光柵）。,圖2-3 黑白顯像管的調(diào)制特性曲線,（2）最大調(diào)制量是調(diào)制特性中的一個重要概念，其定義是顯像管熒光屏上從不發(fā)光（陰極電流為零）到出現(xiàn)標準亮度的光柵（陰極電流為50μA）時柵陰電壓的變化量，公式表示為 Δugk=| ugk0 |-|ugk50| 式中，ugk50為ik=50μA時的柵陰電壓值。如果Δugk值小，說明ugk只有一個較小的變化，或顯像管陰極輸入一個幅度較小的視頻信號，便能在熒光屏上獲得較大的亮度或?qū)Ρ榷鹊淖兓?。這就是說,ik能較快從0μA升至50μA，表明顯像管的靈敏度高。所以，最大調(diào)制量越小，顯像管靈敏度越高，反之則越低。,(3)從調(diào)制特性曲線圖形上看，柵陰電壓越負，陰極電流就越小，則熒光屏亮度越暗；反之，亮度越高。當(dāng)負極性圖像信號從陰極輸入時，原圖像較暗部分對應(yīng)的較高圖像信號電平就會抬高陰極電平使得柵陰電壓越負，這樣，顯像管重現(xiàn)的圖像是正確的。另外，陰極電流ik不應(yīng)超過150μA（負電壓約為-20V）；否則，陰極電流過大，會燒壞熒光粉層。,（4）一般來說，顯像管的亮度與陰極電流呈線性關(guān)系，然而非線性的調(diào)制特性曲線會使重現(xiàn)的圖像明暗失調(diào)，引起灰度失真，也稱γ失真。γ失真是由顯像管特性決定的，所有的電視機都存在。所以，電視臺在發(fā)送圖像信號時已進行了γ失真的校正。對整個電視系統(tǒng)而言，已經(jīng)通過校正把它變成了線性傳輸系統(tǒng)，那么在討論調(diào)制特性曲線時，也可以把ugk和ik的關(guān)系作為線性關(guān)系來分析，忽略其非線性關(guān)系。,2.性能參數(shù) 黑白顯像管的性能參數(shù)分為機械性能參數(shù)、電性能參數(shù)和光性能參數(shù)三大類，如表2-1所示。,表2-1 國產(chǎn)黑白電視顯像管性能參數(shù)表,2.1.3 偏轉(zhuǎn)線圈 1. 偏轉(zhuǎn)線圈的構(gòu)造 偏轉(zhuǎn)線圈主要由磁環(huán)、一組場偏轉(zhuǎn)線圈、一組行偏轉(zhuǎn)線圈和一個中心位置調(diào)節(jié)器等四部分組成。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-4所示，其中，場、行偏轉(zhuǎn)線圈各自由兩個線包串聯(lián)或并聯(lián)相接而成；兩組偏轉(zhuǎn)線圈互相垂直放置，以產(chǎn)生水平與垂直偏轉(zhuǎn)磁場；場偏轉(zhuǎn)用環(huán)形線圈，行偏轉(zhuǎn)用馬鞍形（或稱喇叭形）線圈。 ,圖2-4 偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)示意圖,2. 行、場偏轉(zhuǎn)線圈 行偏轉(zhuǎn)線圈通有行掃描鋸齒波電流，產(chǎn)生在垂直方向的線性變化磁場，使電子束作水平方向掃描，如圖2-5所示。,圖2-5行偏轉(zhuǎn)線圈及它所產(chǎn)生的磁場 (a)左手定則；(b)行偏轉(zhuǎn)線圈；(c)行磁場分布,場偏轉(zhuǎn)線圈通有場掃描鋸齒波電流，產(chǎn)生水平方向的線性變化磁場，使電子束作垂直方向掃描，如圖2-6所示。,圖2-6場偏轉(zhuǎn)線圈及它所產(chǎn)生的磁場 (a)左手定則；(b)場偏轉(zhuǎn)線圈;(c)場磁場分布,3. 中心位置調(diào)節(jié)器 中心位置調(diào)節(jié)器的構(gòu)造如圖2-7所示。 ,圖2-7 中心位置調(diào)節(jié)器,2.2 黑白顯像管的饋電電路和附屬電路,2.2.1 黑白顯像管的饋電電路 (1)燈絲電壓： (2)陰柵電壓： (3)加速電壓： (4)聚焦電壓： (5)陽極高壓： ,2.3 黑白電視機原理框圖,我們用如圖2-11所示的直觀框圖，簡潔地討論電視機的基本工作原理。具體地說，該方框圖是超外差內(nèi)載波式黑白電視機的原理框圖。,2.4 電視信號和信號通道的頻譜分析,2.4.1 信號波形及其頻譜 在圖2-11所示方框圖中，標出了A～H等8個點。我們就具體討論這些點的信號波形和頻譜的變換過程，如圖2-12所示。 ,圖 2-1-1 黑白電視接收機電路組成框圖,,,圖2-12 信號通道各點的信號電壓波形和相應(yīng)的頻譜圖,以第二頻道為例，發(fā)射臺發(fā)射的高頻電視信號，其圖像載頻為57.75MHz，伴音載頻為64.25MHz，兩者相差6.5MHz。高頻圖像信號用殘留邊帶方式傳送，高頻伴音信號用調(diào)頻方式傳送。一個頻道的頻譜范圍是8MHz。 下面我們繼續(xù)討論： 在A點，是從天線接收到的高頻電視信號。圖（a）是負極性調(diào)幅高頻電視信號波形圖，圖（a′）是高頻電視信號頻譜。在B點，輸入回路從中選出第二頻道，再經(jīng)高頻放大和選擇后，鄰近頻道的干擾信號已被基本濾除，則一、三頻道的信號頻譜在B點的頻譜圖中不再出現(xiàn)，見圖（b′）。此時，信號波形不變。,在C點，高頻電視信號經(jīng)混頻后轉(zhuǎn)換成中頻電視信號，其中圖像中頻比伴音中頻高6.5MHz。由混頻規(guī)律，C點的頻譜結(jié)構(gòu)圖（c′）與圖（b′）相比處于倒置。圖（c）中調(diào)幅波形不變，只是載頻由高頻變換為中頻。 在D點，見圖（d′），我們注意到圖像中頻38MHz位于頻譜曲線高端斜邊的中心。通過中頻的幅頻特性調(diào)諧，使圖像中頻處于此位置是為了不使視頻信號頻譜圖（f′）發(fā)生畸變。 如果圖像中頻38MHz偏離曲線高端斜邊的中心，則視頻檢波后，會引起視頻信號頻譜中0～0.75MHz成分（雙邊帶）和0.75～6MHz成分（單邊帶）的幅度不一致，這樣，視頻信號（0～6MHz）以0.75MHz為分界線產(chǎn)生畸變，導(dǎo)致重現(xiàn)圖像失真。,另外一點，為使伴音中頻6.5MHz不干擾圖像，應(yīng)使31.5MHz處的中放頻率特性比最高值低（約為最高值的5%），即伴音信號遠小于圖像信號。 D點的信號波形圖（d）與圖（c）相同。 在E點，經(jīng)檢波后，獲得0～6MHz的視頻頻譜和6.5MHz的伴音頻譜，見圖（e′）。如果視放有一次倒相，那么解調(diào)后的圖像波形是正極性的視頻圖像信號，見圖（e）。 在F點，視放管進行反相，則圖（e）變換成圖（f）的負極性圖像信號，送至顯像管的陰極。其頻譜圖是0～6MHz的幅頻曲線。 在G點，檢波輸出級相當(dāng)于調(diào)諧放大器，差拍出6.5MHz第二伴音中頻信號。在H點，鑒頻器對伴音調(diào)頻信號解調(diào)，取出15kHz以下的音頻信號，經(jīng)低頻放大，送到揚聲器。,2.4.2 信號通道頻率特性簡析 方波是由正弦波（基波）和許多奇次諧波疊加形成的（如圖2-13所示）。當(dāng)方波通過信號通道時，如果通道的通頻帶較寬，則能通過的諧波數(shù)目多，輸出波形就比較接近方波，失真也小。此外，通道對各頻率成分的相位特性也是重要的，例如，三次諧波和基波相加，如果相位不合，那么輸出波形將嚴重失真。 ,圖2-13 方波的形成,通道頻率特性對圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素主要是以下三點： （1）中放電路： （2）本振頻率： （3）視放電路：,2.10題圖,