彩色电视机原理与技术7

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彩色电视机原理与技术

主讲:张 锷

二00七年十一月十六日

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第七章 图像中放与伴音电路

第一节 中放电路的作用与性能要求 中放电路的作用是：

1. 放大 将中频电视信号放大。

2. 检波 从中频电视信号中检出视频全电视信号。

3. 差频 图像伴音中频差频产生6.5 MHz第二伴音中频信号。 幻灯片3

性能方面的要求是：

1. 增益高 要达到60 dB以上。

2. AGC 控制范围宽 要达到40 dB 以上，即输入信号变化100倍，输出视频幅度可保持不变。

3. 幅频特性 也和黑白电视机相似，如图所示。图像中频38 MHz、色度中频33.57MHz 分别位于曲线两边的中点即－ 6 dB处，有三个吸收点：31.5 MHz（第一伴音载频）、30 MHz（本频道本振频率与高一频道图像载频的差频）、39.5 MHz（本频道本振频率与低一频道伴音载频的差频）。 幻灯片4

4. 抑制伴音信号 控制第一伴音信号的放大量在图像中频放大幅度的3％—5％，以避免伴音干扰图像；在31.5 MHz处有±100 KHz的平台，以保证伴音质量。

5. 稳定性好 设置ANC 电路，以消除外界干扰。

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第二节 中放电路的组成与原理

一、 TA7680AP 的功能

TA7680AP 的内电路功能框图如下图所示。它有三级中放电路，设置了功能较先进的同步检波电路与保持电路稳定的AGC, ANC, AFT电路。小信号伴音电路有三级：第二伴音中放、FM 检波（鉴频）、音频放大等电路。TA7680AP 有24只管脚，管脚的功能见图。 幻灯片6

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二、中放电路

它是长虹C2588A 以TA7680AP 组成的中放电路，它包含预中放、声表面波滤波器及TA76880AP 内的中频放大、同步检波、预视放、AGC 、ANC 、AFF 等电路。无论是集成电路或分立元件组成的中放电路，均采取类似的模式组成中放电路。 幻灯片8

幻灯片9 1. 预中放

由高频调谐器输出的中频信号经C161耦合到预中放管VT161放大，增益约20 dB ，以补偿Z101声表面波滤波器的插入损耗，L162为高频扼流

圈，它与VT161的分布电容组成谐振电路，以提高中放的增益。

2．声表面波滤波器

目前生产了一种声表面波滤波器，可取代几个吸收回路与调谐回路，一次就可形成所需的中放曲线，如下图所示，因而得到广泛的应用。

分立元件组成的中放电路，由输入端的三个吸收回路与三个中放LC 调谐电路组成，要逐个细心调节，才能形成符合要求的中放曲线，安装与调试都很繁杂。

声表面波滤波器的英文简写为：SAWF ，其外部结构与电路符号如图所示。 声表面波滤波器的内部结构如下图所示。 幻灯片10

它是在具有压电效应的基片上，在输入端和输出端镀上两组互相交错的金属薄膜梳状电极，一组作输入，一组作输出。

如此类推，在最末的一个梳齿输出的振幅就较大。

由于振动频率远高于声波，称为超声波。这个超声波主要是沿着基片的表面传播，故称为声表面波。

声表面波滤波器具有选频特性，即对某个频率信号的振幅大，但对其他频率则振幅小。选频特性决定于梳状电极的形状、间距和数目。 以该图所示的梳状电极为例，两齿的距离恰好等于某一频率f 的半波长d/2,由于信号源加在第一个梳齿与第二个梳齿的电压相位相反，

设第二个梳齿的信号比第一个延迟了1800，而第二个梳齿的信号传到第三个梳齿时又经过了半波长的路程，相应又延迟了1800，

因此第一个梳齿信号传到第三个梳齿时，相位差总共是3600，即与信号源直接加在第三个梳齿的电压同相。同相叠加，振幅即增大。

当输入端电极加入交变电压时，梳状电极之间的电场交替变化，使电极之间具有压电效应的基片表面产生同频率的机械振动。 幻灯片11

当声表面波沿基片表面传播到输出端时，由于输出端电极的压电效应，在输出梳状电极间就产生相同特性的电压，又将机械波还原为电信号。但由于声表面波滤波器的选频特性，输出的电信号已符合中频曲线的要 求了，向其他方向传播的声表面波则被吸音材料所吸收。

声表面波滤波器具有体积小、重量轻、相移小、无需调试、一致性高等优点，已在电视中得到广泛使用。但插入损耗较大，一般可达20 dB以上，使用时要加上激励级。 图 (a)所示是一种均匀型梳状电极的声表面波滤波器的频率特性，所谓均匀型是指齿宽a 与齿距b 相等，如图 (b）所示。因此只要精心设计好输入、输出的梳状电极的形状、间距、数目，就可获得理想的中放曲线。 幻灯片12

由于声表面波滤波器的输入、输出端都具容性，所以都配上电感（图中的L162, L102)组成谐振电路，以实现阻抗匹配，但都并接上电阻（图中的R163、R101）

以降低谐振回路的Q 值，减少回波。此外，在应用时必须接地良好。

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3．中放电路 4．同步检波

TA7680AP 设有三级差分放大电路，总增增益可达50 dB，每级都受AGC 控制。中频电视信号由7脚与8脚输入，无外接元件调节，接于6、9脚的

C102对图像中放直流闭环，交流开环，可提高图像中放工作点的稳定性，也不降低电路的增益。

在收音机的课程中已介绍过，用二极管组成的包络检波电路，可检出调幅信号中原来的调制信号，但效率低，

小于50%，产生的高次谐波易使电路自激，而且要求输入信号的幅度较大，峰峰值在1V 以上。

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集成电路多采用同步检波电路。电路由同步检波、限幅放大、低通滤波三部分电路组成，如下图所示。

限幅放大器将输人的中频调幅信号放大并限幅，变为38 MHz脉冲信号，作为开关信号送入同步检波器；与直接送入的中频信号在同步检波器里进行检波，经低通滤波器滤波，输出视频全电视信号。 幻灯片15

同步检波器的组成与原理如下图所示：

它是一对双差分电路，由VT1、VT2、VT5与VT3、VT4、VT6组成，这对差分电路的特性是相同的，故电路也叫平衡型双差分检波电路。从限幅放大器输出的两路相位相反的开

关信号分别加到VT1、VT4和VT2、VT3的基极，

在下一个半周t2一t3期间，开关信号和中频电视信号都反了相，VTl 、VT4截止而VT2、VT3导通。负半周的中频电视信号由VT5倒相放大，经过VT2从6脚输出；正半周的中频电视信号由VT6倒相放大，经过VT3从7脚输出。

在t1一t2 期间，VT1、VT4在开关信号正峰的作用下而饱和导通，VT2、VT3在负峰作用下截止。这时加在VT5基极的正半周中频电视信号，经VT5倒相放大，通过VT1由7脚输出；加在VT6的负半周中频电视信号，经VT6倒相放大，通过VT4由6脚输出。 经设置在内电路的低通滤波器进行中频滤波，在7脚就检出正极性视频信号，6脚检出负极性电视信号。从7, 6脚输出的视频信号Uo=UA－UB ,得到一个正极性视频信号（同步头向下）。 幻灯片16

TA7680AP 的双差分同步电路设在集成电路内部，17、18脚的外接LC 回路谐振于38 MHz,可提高限幅放大回路的增益。

同步检波器的主要优点有：线性良好，小信号时也能保持良好的线性；有放大作用，增益约20 dB;有效地抑制了中频载波。

同步检波器也可差频出6.5 MHz第二伴音信号。 幻灯片17

5. 预视放与噪声抑制电路、(ANC)

由同步检波器输出的正极性电视信号，在集成电路内经一级射极跟随器放大，从15脚输出幅度的峰峰值约为2.5 V的正极性电视信号。

电视信号如受到外界大幅度窄脉冲信号干扰，不但使屏幕画面出现噪波，而且会破坏同步，以致影响中放AGC 的工作，故电视机设有噪声抑制电路(ANC)，也称抗干扰电路。 幻灯片18

TA7680AP 设有黑、白噪声抑制电路。黑噪声是指电平超过消隐电平的干扰脉冲，在屏幕显示的是超黑色；白噪声是指超过白电平的干扰，在屏幕显示的是刺眼的超白色。 上图表示的是在一个斜线信号中出现一个黑噪波与一个白噪波（虚线所示），纵坐标标出噪声抑制电平。当15脚的黑电平低于1.6 V时开始抑制，并钳位于3.3 V，当15脚的白噪声

电平高于6.2V 时开始抑制，并钳位于4.1 V。这样就将黑噪声与白噪声干扰限制在一定的电平上，．减少对电视机画面的影响。 幻灯片19 6．AGC 电路

（1) AGC电路的作用与性能要求

由于各个电视台的发射功率有强有弱，距离有近有远，因而同一地点接收不同电视台的信号时，其输入信号的强弱往往差异很大。电视机通道的放大能力是以能接收弱信号的标准来设计的，接收强信号时，将导致中放末级进入非线区，使同步头受到压缩，甚至被截去，导致图像不稳定；随着中频图像信号的增大，伴音信号也增大，因此经过视频检波器差频后的第二伴音中频信号中，不但有调频成分，也有调幅成分，使伴音信号产生蜂音。 自动增益控制AGC 电路能够自动调节中放级和高放级的增益，当接收的高频电视信号有强弱变化时，使检波后输出的视频信号电压保持在一定电平上（峰峰值1.2 V)，图像的对比度及同步稳定。

AGC 电路的性能要求：

①控制范围宽 当输出视频信号电平在规定的范围内变化时，其输入信号电平允许变化的大小，称为AGC 电路的控制范围。部颁标准规定，黑白电视机AGC 的作用范围为：当相应输出电平变化为土1.5 dB ，即变化30%时，甲级机输入电平变化不小于60 dB ，即1000倍，乙级机不小于40 dB，即100倍。

②性能稳定受温度及外界的干扰影响要小，当AGC 电路进行增益控制时，对通道的频率特性影响应小。

③控制速度适中AGC 的控制速度是指当输人电平变化时，能否迅速地控制被控级，使其增益作相应变化的能力。如控制速度过慢，不能及时反映输入信号强弱变化，AGC 将失去控制作用。如控制速度过快，场同步信号不能完全滤除，AGC 电压将随场同步电压而变，使场同步不稳。AGC 控制速度很大程度决定于AGC 电路的滤波电路RC 时间常数值。 幻灯片20 6．AGC 电路

（1) AGC电路的作用与性能要求 （2) AGC电路的组成与基本原理

AGC 电路由AGC 检波、AGC 放大和延迟AGC 放大级组成，其框图如图所示。

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AGC 电路的有正向与负向两种控制方式：AGC 放大电路输出正电压，使被控级的增益降低的称为正向AGC ；AGC 放大电路输出负向电压，使被控级的增益降低的称为负向AGC 。目前生产的彩色电视机，中放级与高放级多采用负向AGC 控制。

控制顺序是：先控制中放末级增益，然后第二级、第一级。如果输入信号很强，达到200 mV以上，再降低中放级增益将使它工作于非线性区，此时高放AGC 起控。

AGC 电路的作用原理：当输入的中频电视信号达到一定幅度（一般定为50 mV）时，AGC 电路开始对视频信号中幅度最大的同步头取样检波，变成直流电压，

然后将这电压放大，回输到中放级与高放级，以控制中放级和高放级的增益，这直流电压与输人的视频信号幅度成正比，使增益随输入信号的增大而减小。

控制高放级AGC 电路称为高放AGC （RFAGC ）或延迟式AGC 。如果先控制高放级，第一级的信号被衰减过多，就会降低整个通道的信噪比，使画面出现雪花点。 幻灯片22

（3）TA7680AP 的AGC 电路

TA7680AP 的AGC 电路由中放AGC 与高放AGC 放大电路组成，见图。 幻灯片23

7. 自动频率调谐AFT

自动频率调谐(AFT)也称自动频率控制(AFC), AFT电路的作用是能自动校正高频调谐器本振级的频率偏移，当调谐器中本机振荡频率或电视台发射频率发生漂移时，调谐器输出的中频信号会偏离38 MHz,此时AFT 电路就输出一反馈电压到微处理器NQA01，改变NQA01输出的调谐电压UT ，使本振频率恢复到正确值，从而保证图像和彩色稳定，但只能在频率偏移较小范围内校正。AFT 电压是由中放级产生的，TA7680APD 的AFT 电路组成框图如下图所示：

当本振频率偏高，其输出的中频高于38 MHz,此时输入鉴相器的两中频信号相位差小于900，鉴相器输出负电压，13脚的电压低于6.5 V, 本振频率将下降，从而使本振频率的偏移得到自动校正，其鉴频特性曲线如图所示，是一条S 形曲线。

它包含中频限幅放大、移相网络、鉴相器及低通滤波器几部分。

移相网络是采用双调谐移相电路，接于17、18脚的L151是双调谐电路的初级回路，接于19, 16脚的L152是次级回路，由电容C175, C176耦合。限幅放大与L151组成的调谐电路也是同步检波器的组成部分；

鉴相器（AFT 检波）是双差分电路，它需输入两个信号，一个是经限幅放大的中频等幅信号，另一路是经移相网络移相的同一中频等幅信号。两信号在鉴相器中进行比较。

当高频调谐器本振频率准确，输出的中频信号为38 MHz时，输入鉴相器的两信号相位差为900，此时鉴相器输出的电压平均值为零，不改变原来13脚的静态电压（6.5 V），调谐器的本振频率不变；

当本振频率偏低，其输出的中频低于38 MHz ，此时输入鉴相器的两中频信号相位差大于900，鉴相器输出正电压，13脚输出高于6.5 V电压，使本振的变容二极管反向偏压增大，本振频率将上升； 幻灯片24

当本振频率偏高，其输出的中频高于38 MHz,此时输入鉴相器的两中频信号相位差小于900，鉴相器输出负电压，13脚的电压低于6.5 V, 本振频率将下降，从而使本振频率的偏移得到自动校正，其鉴频特性曲线如图所示，是一条S 形曲线。 幻灯片25

第三节 小信号伴音处理电路

伴音电路由小信号处理部分与音频功率放大两部分组成。小信号处理部分含第二伴音中频放大、限幅放大与鉴频；音频放大含电压放大（低放）与功率放大，如图所示。

具体的TA7680AP 小信号伴音处理电路为： 幻灯片26

一、伴音中频放大 幻灯片27

二、伴音鉴频电路

TA7680AP 的伴音鉴频电路采用移相式鉴频电路，即先由移相电路将调频信号的频率变化转变为相位变化，再利用双差分电路的鉴频特性将相位变化转变为幅度变化，此幅度的变化就代表了原来调制的音频信号。电路的组成框图如图 (a)所示。 幻灯片28

同步鉴频器由双差分电路组成；移相电路由接于22、24脚的L651、C617、R603与内置的C1组成，调节L651，使之谐振于6.5 MHz。

其原理类似AFT 鉴相器，鉴频器需输入两路信号：一路是由限幅中放输入伴音中频信号，另一路是经移相电路后输入的伴音中频信号。

如图 (b)所示，这就是原来的音频信号。R603用于增大鉴频器的线性范围。

当由限幅中放输入的信号为6.5 MHz 时，移相电路的相移为900；当输入调频信号即（6.5±△f ）MHz 时，移相电路的相移为（900±△f ），即将调频信号转变为相位的变化，经双差分电路，即可转变为幅度的变化，即输出电压的变化，其变化为一条S 形曲线。

当有6.5 MHz信号输入，鉴频器正常工作，22脚的电压为5.9 V，如测出不是此电压可调节L651，如调节L651不起作用则鉴频电路出现故障。 幻灯片29

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第四节 音频功率放大电路

、TV/AV切换电路

NQV03（TA8628 N )是专用的TV/AV 切换电路，电路的组成如图所示 。

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（NQG07）是伴音处理专用集成电路，具有音量、低音、高音、平衡、环绕立

体声信号与重低音信号的处理与控制等功能，通过微处理器NQA01的I2C 总线发出各种控制指令， NQA01的51脚的串行数据线（SDA) 经 RA21、RG30与NQG07的28脚相连；它的52脚的串行时钟线（SCL) 经RA20, RG29与NQG07的29脚相连。

第四节 音频功率放大电路

长虹C2588A 的音频处理电路包含伴音处理电路NQG07、伴音功放电路NQS1、低通有源滤波器NQS12, 重低音功放电路NQ61等组成，如下图所示。

、TV/AV切换电路

二、音频处理电路与功放电路

1．伴音处理电路

(1)主声道功放电路

2. 伴音功放电路

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本章小结

1. 中频放大包含图像中频放大、、视频检波、预频放和AGC 、AFT 、ANC 这几部分电路。 2. 中频放大电路主要是放大图像中频信号，其增益要求在60 dB 以上，控制伴音中频31.5MHz 的放大量，要求小于图像幅值的5%。

3. 图像中放的幅频曲线的特点：图像中频38 MHz与色度中频33.57 MHz分别位于曲线两斜边的中点，带宽4-5MHz ，有三个吸收点：31.5 MHz, 30 MHz和39.5 MHz。 幻灯片33

4. 声表面波滤波器SAWF 是具有压电效应的陶瓷器件，用于电视图像中放的SWAF 可一次形成符合要求的中放曲线，具有体积小、无需调试、一致性高等优点。

5. 视频检波的作用是从中频图像信号中检出视频信号，并产生6.5 MHz第二伴音中频。由双差分电路组成的同步检波器，具有线性良好、有一定增益和抑制中频载频等优点。 幻灯片34

6. AGC的作用是在电视机接收强信号时，使中放级以致高放级增益自动下降，使视放输出的视频信号保持在一定的电平上，并保持图像与伴音的稳定。

7. AGC 电路含AGC 检波、AGC 放大与RFAGC 几部分。AGC 电路是对视频信号的峰值—同步头取样检波，形成AGC 电压。AGC 的控制方式有正控与负控，控制的程序是在输入信号增大到一定电平时中放AGC 起控，当信号再增大到较高电平时RFAGC 才起控。

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8. AFT电路由图像中频限幅放大、移相电路与鉴相器组成。当高频调谐器的本振偏移时，它能愉出一电压到本振级，自动校正本振频率的偏移。

9. 伴音小信号的处理电路含第二伴音中放、鉴频与放大。集成电路多采用移相式鉴频，将调频信号的频率偏移转换为相位偏移，再通过双差分电路转换为幅度的变化。鉴频特性曲线为S 形曲线。

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10. TA7680AP是专用于图像中放与伴音小信号处理的集成电路。在它的管脚上接上适当的外围器件，就可完成图像中放与伴音小信号处理的所有功能。

11. 长虹C2588A 型的音频电路是一个环绕立体声电路，将愉入的TV/AV信号经音频处理电路（TA8776）转变为R, L,价（L 一R ）与R ＋L （重低音），再经主声道放大器与重低音放大器进行功率放大，推动各自的扬声器发出环烧立体声。

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12. 长虹C2588A 还设置卡拉OIL 电路，由传声放大与控制、 BBD延迟电路与混响放大、歌声消除与模式选择、混合电路与放大等组成。