黑白电视机原理与电路分析.ppt

航空显示技术,航空装备工程系机载教研室李铁钢Email：Tel：5473590,1,1电视广播过程分析,教学目标：能看懂（解释说明）电视广播方框流程，会画波形，会扫描分析；初步理解掌握扫描摄（显）像基本组成和基本工作原理。教学过程：复习上次课，引入本次课内容；主要内容：任务1：电视广播过程框图观察讨论分析图象传送的关键？（与声音广播传送比较！）图象转换知识：像素？分解？视敏角？合成？（看图片，联系实际说明）顺序转换的实现扫描分解合成（类似看书，演示说明）扫描转换？逐行扫描？（看图片，联系实际说明）任务2：扫描摄像框图观察讨论分析重点任务3：扫描显像框图观察讨论分析点评及小结作业布置,2,第一章 电视基础知识,3,电视广播分开路（无线）与闭路（有线）。开路系统即无线电视广播系统，类似语音广插系统，除传送伴音信号外、还要传送图像信号，其原理框图如图：,关键：图像光信号 电信号,电视传像的基本过程,4,11图象的概念,5,1像素 一幅平面图像，根据人眼对细节分辨力有限的视觉持性，总可以看成是由许许多多的小单元光点组成称为像素。像素越小，单位面积上的像素数目就越多图像就越清晰。,电视系统传送的是活动图像，像素的亮度即随空间又随时间不断地变化。,像素亮度既是空间（二维）函数，同时又是时间函数。f(x,y,t)F(t),视敏角,6,7,2图像帧 将构成一幅图像的各像素传送一遍称为进行了一个帧处理。3并行传输 同时把不同亮度的像素转变成相应的电信号，再用相应信道将其同时传送出去。（30万像素需30万通道，无法实现！）4 串行传输（实际应用）根据人的视觉惰性，可把组成一帧图像的像素的亮度按一定顺序一个一个地依次转换成电信号传送出去，接收端再按同样顺序将其转变成具有相应亮度的像素组合成图象。要求：传送速度快传送时间小于视觉暂留时间，才会重现完整图像，才会有连续无跳动的活动画面感觉；收发双方应同步即收、发双方每个像素被转换、还原的的几何位置要一一对应。,扫描频率演示,8,同时传输制示意图,9,顺序传输制示意图,10,顺序转换的实现 扫描,11,扫描将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程（或逆过程）。扫描过程类似我们读书过程从左到右、自上而下依次进行的。从左至右的扫描行扫描；自上而下的扫描帧(场)扫描。电视系统中，扫描是由电子枪进行的电子扫描。通过电子扫描与光电转换，把反映一幅图像亮度的空间与时间的函数，转换为只随时间变化的单值函数（电信号），从而实现平面图像的顺序传送。f(x,y,t)F(t),电视图像的传送，在发端是基于光电转换器件摄像管，在收端是电光转换器件显像管。,12,像素顺序传送示意图,1.2 光电、电光转换,13,摄像管示意图,景物呈像在光电靶上，摄像管实现：光信号电信号；电子枪全屏扫描，扫到哪个点就将其转化成电信号。,14,1摄像管与光电转换,15,摄像管（光电导）是一种电真空器件。由镜头、光电靶、电子枪、聚焦线圈和偏转线圈组成。光电靶由光敏半导体材料构成，具有光敏特性；靶面各单元受光照的强度不同各单元的电阻率不同；较亮像素对应的靶单元阻值较小；图象电阻像？图象电信号,电子枪,光像光电转换电阻像,电阻像扫描图象电信号,16,阴极射出电子束在偏转磁场作用下，高速、顺序地扫描靶面。电子束接触到靶面某单元阴极、信号板(靶)、负载、电源构成一个回路。其电流回路大小取决于光电靶像素电阻值大小。光强Riku=EikRL,负极性信号,电阻像扫描图象电信号,视频信号,u=EikRL,2显像管与电光转换,17,显像管电真空器件，由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。,电子枪阴极热发射的电子束，在电场及偏转磁场作用下，按从左到右，从上到下的顺序依次轰击荧光屏。电子束轰击屏内表面荧光粉发光。其发光亮度正比于电子束携带的能量。,控制电子束能量，就控制了对应像素的发光亮度屏幕上重现了发端的光像。,电信号控制电子束扫描轰击荧屏像素点电光转换合成光像,实物,18,问题讨论小结,图象传送的关键？图象知识：像素？分解？合成？视敏角？扫描转换？逐行扫描？扫描摄像？景物经凸镜成像光敏靶电阻像电子束扫描转换图象电信号视频信号正极性视频信号？负极性？扫描显像？电信号控制电子束扫描轰击荧光屏像素点各荧光像素点受激发光（电光转换）合成光像显象管结构？电极及作用？参数？思考题（参见习题集）,19,2 电子扫描分析,教学目标：能看懂（解释说明）分析电子扫描原理示意图，会画波形，会分析典型故障，初步理解掌握其基本组成和基本工作原理。教学过程：复习上次课，引入本次课内容；主要内容：任务1：扫描的同步要求分析任务2：电子扫描原理图观察讨论分析磁偏转？左手定则？重点水平偏转线圈行偏线圈：产生上、下磁场，使电子束左、右偏转。竖直偏转线圈场偏线圈：产生左、右磁场，使电子束上、下偏转。组合扫描光栅？回扫线？消隐？满幅？几何失真？行场幅调节？任务3：扫描方式图观察讨论分析隔行扫描分析优缺点？并行现象？点评及小结作业布置,20,1.3 电子扫描,通过电子束有规律的运动，顺序的分解象素和组合象素的过程，称为扫描。扫描速度足够快换幅频率既高于活动景物运动连续感所需的融和频率，又高于临界闪烁频率既有连续感又无闪烁感的活动景象。扫描的实质是将原来随空间和时间变化的函数变成只随时间变化的函数f(x,y,t)F(t)空间和时间上的采样！,21,一、扫描的同步,同步：进行扫描时，要求收发两端的扫描规律必须严格一致。同频?同相?即同频又同相才能保证重现完整图象，既无水平扭曲现象，也无垂直翻滚现象。,22,二、电子扫描原理,23,扫描摄像?扫描显像?画面分解成像素，依次传送和显现,电子束偏转的原理？是通过电子束在偏转磁场的作用下发生偏转实现的磁偏转,其偏转方向遵从左手定则；电流方向改变偏转方向变化；电流大小改变偏转大小变化；偏转线圈中电流的幅度和方向偏转磁场的强弱和方向电子束偏转的大小和方向。,水平偏转线圈行偏线圈：产生上（下）磁场电子束左（右）偏转类似！竖直偏转线圈场偏线圈：产生左（右）磁场电子束上（下）偏转,24,B,偏转线圈中电流方向,偏转方向,电子流方向,电子枪,t,t1,t0,t2,t3,t4,t5,t6,i,t3,t2,t1,t4,(t 5),正程TSH 52s,逆程TRH 12s,行周期TH?,正程,正程,逆程,a,e,d,c,b,左,右,25,图1-4行扫描和场扫描示意图(a)行扫描锯齿波电流；(b)仅有行扫描时，荧光屏上呈现一条水平亮线；,正程,逆程,行周期,行偏转线圈垂直磁场水平偏转,26,场逆程,场正程,场周期,场扫描锯齿波电流,场偏转线圈水平磁场垂直偏转,(c)场扫描锯齿波电流；(d)仅有场扫描时，荧光屏上呈现一条垂直亮线,提问？,1、正程、逆程那个时间长？2、逆程陡，说明什么？3、场频高，还是行频高？,27,28,三、扫描方式,29,1逐行扫描 在锯齿波电流作用下，电子束自左向右、自上而下，一行紧接一行的扫描。,2隔行扫描 将每帧图像分为两场来扫描传送；先传送1、3、5奇数行-奇数场；后传送2、4、6偶数行-偶数场；既节省带宽，又克服图象闪烁。,逐行扫描,30,A,B,A,B,逐行扫描图形,逐行扫描优点？缺点？扫描亮线扫描光栅，它包括水平的正程逆程和垂直的正程逆程亮线。逆程亮线回扫线，需消隐掉？,31,A,B,隔行扫描图形,32,A,B,1,2,3,1,2,4,4,3,5,6,7,8,9,10,11,5,6,7,8,9,10,11,每帧扫描总行数为奇数扫描锯齿波电流波形顶点位置对齐相邻两场均匀嵌套（首为半行，末也为半行！）,33,图1-7 总行数为偶数的隔行扫描方式,造成扫描锯齿波奇偶数场高低起伏无法对齐？,逐行扫描和隔行扫描对比,34,光栅镶嵌演示动画,35,提问？,1、正程扫描线是倾斜的吗？2、图中场扫描逆程有几行？3、为什么能看到连续画面？,36,我国广播电视扫描参数我国广播电视采用隔行扫描方式，其主要扫描参数如下：行周期：TH=64s；行频：fH=15625Hz；行正程：TSH=52s；行逆程：TRH=12s；场周期：TV=20ms；场频：fV=50Hz；场正程：TSV=18.4ms；场逆程：TRV=1.6ms；帧周期：TZ=40ms；帧频：fZ=25Hz；每帧行数：Z=625行（其中：正程575行，逆程50行）；每场行数：312.5行（其中：正程287.5行，逆程25行）。,37,3.隔行扫描 的优点,38,要求传送的图像连续、无闪烁感扫描显示频率大于临界闪烁频率46.8Hz（与亮度、对比度等因素有关）。我国电视规定，每帧扫描行数正程有575行（垂直像素），水平有575x4/3=766像素，一帧的像素为575x766 44万。逐行扫描视频信号带宽太宽！帧频与场频相等信号的最高频率为50 x44/211 12MMz 设备复杂化，电视频段内可容纳的频道数目减少。隔行扫描既克服图象闪烁，又节省带宽5.5M,4.隔行扫描的缺点,行间闪烁效应每条扫描线的重复频率是25赫兹，低于临界频率。并行现象奇偶两场光栅的镶嵌情况不理想有效行数减少。垂直边沿锯齿化在正常观看距离及电路工作良好、景物运动速度一般时，人们不能明显感觉到这些缺点。,39,奇偶两场并行现象,40,41,扫描非线性失真,42,扫描正程传送图像信号显像，故要求正程扫描速度均匀偏转电流要线性良好，否则重现图像会非线性失真。若原图像为方格信号，当行、场扫描电流波形均为线性变化的锯齿波时，重现图形无失真，仍为方格图形。行、场扫描电流非线性显示的图形出现非线性失真？,扫描电流与重现图像关系,图a线性匀速扫描，图像无失真图b产生左伸、右缩的非线性失真，行扫描非线性失真？图c产生上拉、下压的非线性失真，场扫描非线性失真？,43,图像的分解力与信号带宽,44,广播电视的扫描参数是在现有技术条件的制约下，根据人们对电视图像清晰度的要求，经过折衷考虑而确定的。其图像的清晰度和图像信号带宽取决于扫描参数。电视图像的分解力用能分辨黑白相间线条的线数来表示。例如，说500线清晰度，则表示可以分辨黑白相间的线条的总数为500条。电视的分解力分为垂直分解力和水平分解力。,45,1垂直分解力M电视图的垂直分解力受每帧扫描行数Z的限制；理想条件下，M=Z=575。实际上M与图像状态和扫描线的相对位置有关，且MZ/。,实际垂直分解力M介于有效扫描行数Z/到Z/2之间，可以表示：M=kZ/。通常k=0.76，则M=427线。我国广播电视的垂直清晰度大于400线。VHS家用录像机为200左右，S-VHS在400线左右，VCD在280左右。,46,2水平分解力N 水平分解力N是指图像在水平方向上可以区分出垂直的黑白相间的线条数目。扫描电子束具有一定的截面扫描黑白相间的线条的交界处时，信号的电平不能突变。图象的细节比电子束的直径更小，扫描转换无法反映这种细节的变化孔阑效应。,电子束截面的直径d越小图像的水平分解力越高，电子束截面的直径过小画面转换的效率将会降低，其直径d一般与扫描的行距相等为佳，此时的水平分辨力与垂直分辨力相同（单位长度上），在画面宽高比为4:3时，线。,孔阑效应,小结,回顾主要问题讨论作业（见复习思考题册）,47,3 黑白全电视信号分析,教学目标：会画典型的灰度条图象信号波形，会判断分析不同步故障，理解掌握黑白全电视信号组成功用和显像原理。教学过程：复习上次课，引入本次课内容；主要内容：任务1：黑白全电视信号波形图观察讨论分析组成、作用及特点图像（视频）信号、复合消隐、同步信号、均衡脉冲和槽脉冲。灰度条图象及信号重现电视图像的基本参量 任务2：收送不同步看图讨论分析任务3：调制显像看图讨论分析对比度及亮度的调节，对比度太大引起失真分析 点评及小结作业布置,48,14 黑白全电视信号,49,由“图像信号”+“复合同步信号”+“复合消隐信号”构成,图像信号与内容有关是随机的；标准灰度信号白灰黑五级变化的图像信号；有正负极性之分？,图像信号具有直流成分，其数值确定了图象的背景亮度。,相邻两行（帧）差别极小相关性，可近似认为是周期信号。,主体信号,辅助信号,黑白图像信号,由图像（视频）信号、复合消隐信号、复合同步信号、均衡脉冲和槽脉冲组成。,50,u,52,64,12,4.7,图像信号,同步电平,消隐电平,黑色电平,灰色电平,白色电平,12.5%,12.5%-75%,75%,100%,t(s),复合同步消隐信号,接收端将同步信号分离出来，分别控制其行、场扫描锯齿波电流的周期和相位，以保证收、发双方扫描同步，重现完整图象。,51,行同步,场同步,4.7s,1.3s,灰度条图象及信号,52,一个行周期的黑白全电视信号,53,同步脉冲形成,54,开槽场同步和均衡脉冲的形成,55,黑白全电视信号形成演示,56,附加1：重现电视图像的基本参量,亮度是人眼对光的明暗程度的感觉。亮度的单位为尼特（nit）。尼特定义为在一平方米面积内具有一烛光（cd）的发光强度，即1nit=1cd/m2。B=I/S式中:B表示亮度，I表示发光强度，S表示单位面积亮度常以B表示,光通量的单位是烛光(cd),亮度的单位是尼特(nit)或熙提(sb),它们之间的关系是:,57,亮度表示发光面的明亮程度的。电视机荧光屏的亮度一般可以达到100 nit 左右。发光强度光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量，简称光强。光强代表了光源在不同方向上的辐射能力。光强的单位为坎德拉（candela），又称烛光，符号为cd。,58,光通量是度量光的功率的物理量，是按人眼的光感来度量的辐射功率，其通用单位为流明（lumen），简写为lm。波长为555nm的单色光（绿光），辐射功率为1W时的光通量为680lm。40W的普通白炽灯泡产生的总光通量约为468lm，40W的普通日光灯可以输出2100lm的光通量。光源的发光效率光源的光通量（lm）与其辐射功率（W）之比 40W日光灯的发光效率为：=2100/40=52.5lm/W；40W普通白炽灯泡的发光效率仅为：=468/40=11.7lm/W。,59,附加2：图像信号的基本参量,60,亮度通常是指单位面积的光通量。愈大，人眼感觉愈明亮，所以亮度是人眼对光的明暗程度的感觉。以 B 表示，单位尼特(nit)或熙提(cd)。电视图像的亮度取决于图像信号的平均直流成分，怎么调节？对比度是客观景物最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之比。以K表示：K=Bmax/Bmin。重现图像的对比度与原景物的对比度要接近；图像信号的黑、白电平差别愈大，则对比度愈高。怎么调节？对比度取决于图像信号的幅度,灰度即亮度级差或称亮度层次。它反映电视系统所能重现的原图像明暗层次的程度。通常电视台发送10级灰度的阶梯图象信号，接收系统经调整后能重现区分的层次数，称其为系统灰度级。只要能达到6级灰度，就可收看到明、暗层次较满意的图像。怎么调节？自行试验！,61,附加3图像的分解力,电视图像的分解力用能分辨黑白相间线条的线数来表示。500线清晰度分辨黑白相间的线条的总数为500条。1垂直分解力M理想条件下，M=Z=575 每帧扫描行数Z实际上M与图像状态和扫描线的相对位置有关，M=kZ=0.76*575=427 取k=0.76我国广播电视的垂直清晰度大于400线。DV机520线左右，S-VHS在400线，VCD在280线。2水平分解力N单位长度上水平分辨力与垂直分辨力相同 N=4M/3=4*427/3583,62,附加3图像信号的带宽,63,图像信号有直流分量最低频率是直流；图像信号的最高频率？带宽；传输一幅细节到像素的图象黑白像素的棋盘,图像信号的带宽计算图,扫过每个象素的时间为 td=THS/N。扫描两个像素，输出信号变化一周（近似为正弦波）故图像信号的最高频率为 fmax=583*427*25/25.6MHz,行场不同步（频率）对重现图像的影响,64,收送不同步造成接收图像异常,65,66,图1-15 场扫描不同步,下一场退后！,下一场提前！,67,图1-14 行扫描不同步,下一行退后！,下一行提前！,辅助信号,68,1复合消隐信号扫描逆程的行、场回扫线对正程显示图像有干扰作用。消除回扫线的方法是在视频信号逆程期间，加入使扫描电子束截止的黑电平消隐脉冲（行场）复合消隐信号。行、场消隐脉冲的宽度分别等于其逆程时间。,2复合同步信号怎么保证发收扫描同步？措施：发送端扫描一行时加入一个行同步脉冲；扫描一场时加入一个场同步。接收端将同步信号分离出来控制其的行场扫描以保证收、发双方扫描同步，重现完整图象。,69,3槽脉冲和均衡脉冲场同步期间无行同步行同步信息丢失 场逆程期间行失步 造成每场开始时的前几行不能立刻同步屏顶部几行出现行扭。措施：在场同步脉冲上加开几个槽槽上升沿恰好对应于原行同步脉冲的前沿称为槽脉冲（宽度也是4.7s）；功用：保证在场同步脉冲期间有行同步信号。保证扫描嵌套（隔行扫描正确）,行、场同步脉冲的分离采用微分与积分电路。,积分电路,70,71,电视系统采用隔行扫描，奇数场在半行处结束；偶数场在整行后结束；奇数场和偶数场的场同步脉冲前部波形不同。积分电容器充电获得锯齿场同步脉冲奇数场和偶数场积分电压波形不同；,两场场同步波形存在时差t。对场同步位置造成影响。,同步触发电平,72,保证扫描嵌套（隔行扫描正确）必须使相邻两场场同步脉冲前沿到达积分电路时，积分电容器上要有相同的起始电压，否则出现并行现象。措施：在场同步脉冲前后，每隔半行增加一个行同步脉冲（称为前、后均衡脉冲）相邻两场的场同步积分电压波形基本相等。前、后均衡脉冲宽度为 2.35s 增加脉冲后的平均电平不变。场同步脉冲上的槽也每半行 一个，槽宽仍为4.7s，开5个槽。每个场同步脉冲前、后各有5个 2.35s 宽的脉冲；,无论奇场还是偶场，积分电压波形相同，不影响场同步,73,图1-18 均衡后的场同步脉冲信号,行场同步信号分离,74,75,图1-19 黑白全电视信号,76,附加4全电视信号的频谱频谱信号中所含的频率成份及其能量分布。电视信号可看成周期信号，其频谱有一定规律性。简单静止图像的频谱 考察只在水平方向有变化的静止图像每行扫描获得的图象信号都是一样的以行频重复。,据傅立叶分析，频谱是行频fH及其谐波n fH的线状谱。n越大，幅度越小（最高n达384）。,77,主谱线两旁的副谱线谐波次数不大于20。各群谱线间有很大的空隙。,(2)图像信号的频谱待征 以行频及其谐波为主谱线,场频及其谐波旁频的梳齿状的离散频谱。随着行频谐波次数的增高，谱线幅度逐渐减小信号能量主要分布在的低频端。,图像信号频谱的分步演示,78,小结,回顾主要问题讨论作业（见复习思考题册）,79,4 电视信号的传播分析,教学目标：能看懂（解释说明）其方框流程及典型电路，会画波形，会分析典型故障，初步理解掌握其组成功用和工作原理。教学过程：复习上次课，引入本次课内容；主要内容：任务1：电视信号的发送分析重点图像信号的发送残留边带发送伴音信号的发送双边带发送任务2：电视频道的划分分析VHF（VH、VL）、UHF注意：频道带宽、图像载频、伴音载频、本振等参数 点评及小结作业布置,80,1.5 电视信号的发送,视频全电视信号(包括伴音信号)须经过调制和混频射频全电视信号，才能发射。1地面广播电视系统射频全电视信号的形成(1)使用频段：甚高频（VHF）为48223MHz，超高频(UHF)为470960MHz。(2)调制方式：图像信号的调制采用残留边带(VSD)调幅 伴音信号采用用调频方式 图像与伴音的调制方式不同而不致于互相干扰,81,高频头的工作频段,VL频段：Very High Frequency Low 15频道（48.592MHz）VH频段：Very High Frequency High612频道（167223MHz）UHF频段：Ultra High Frequency1357频道（470870MHz）,82,频道分布,83,84,图1-25 残留边带制高频电视信号的频谱,图像信号的残留边带调幅 图像信号的残留边带调幅就是发送完整的上边带和一小部分下边带，抑制大部分下边带。（0.751.25MHz保留）带宽？我国标准规定：伴音载频fS比图像fP高6.5MHz，距fP为-1.25MHz处的最小衰减量为20 dB。,最小衰减20dB,85,残留边带方式的优点：已调信号的频带较窄12M8M滤波器比SSB容易实现易解调峰值包络检波器即可残留边带是一种不均衡调制 低于0.75MHz的频率成分是双边带；对1.256MHz频率成分是单边带的，其解调输出减半；残留边带调制的低频分量幅度大，高频分量小，影响清晰度。要恢复原来信号频谱，要求接收机的中放具有特殊幅频特性。,图像信号调制,86,a.负极性视频图像信号,b.负极性高频图像信号,87,采用负极性调制的优点：节省发射功率负极性调制干扰影响小正极性调制干扰脉冲为高白电平呈亮点，刺眼易察觉；负极性调制干扰脉冲属高黑电平呈暗点，人眼不敏感；并易为ANC电路消除或减弱。负极性调制便于自动增益控制(AGC)将同步顶用作基准。,图1-22 a负极性调制，b正极性调制,88,伴音信号的调频电视伴音频率范围：50Hz15kHz。调频最大频偏：50kHz已调伴音带宽：B2(f+Fmax)2(50+15)130kHz。频道规划伴音信号的带宽：250kHz！调频伴音的低端与高端的调频指数mf 相差很大。高频端的mf 很小高频端的抗干扰能力差。措施：在发端采用预加重提升高频分量 在收端采用去加重电路恢复 以均衡调频高、低端的抗干扰能力。,伴音信号调频,89,伴音信号,调频波,t,t,fs,正频偏,负频偏,fs,+f,-f,90,图1-24预加重和去加重网络(a)预加重网络；(b)去加重网络,我国电视标准规定，预加重和去加重网络时间常数均为：T=RC=50s,91,(3)射频全电视信号的频谱及频道划分射频全电视信号的频道带宽为8MMz。以8MHz为间隔，我国在VHF和UHF频段规划了68个频道频率为92167MHz、230470MHz、566606MHz的部分供调频广播和无线电通信使用；在开路电视系统中不安排电视频道，但在有线电视中设置为增补频道以增加频道数量。,92167MHz留给调频广播和无线电通信,566606MHz留给调频广播和无线电通信,黑白电视的国际标准,92,93,中国电视频道划分表,94,95,每个频道的中心频率及所对应的中心波长是估计天线尺寸和调试电视机时的参数。例如，第八频道的中心频率为对应中心波长为二频道计算？,96,97,广播频段的划分,98,小结,回顾主要问题讨论作业（见复习思考题册）,99,5黑白显像管分析,教学目标：能看懂（解释说明）其方框流程及典型电路，会画波形，会分析典型故障，初步理解掌握其组成功用和工作原理。教学过程：复习上次课，引入本次课内容；主要内容：任务1：黑白显像管结构图观察讨论分析作用？组成要素？特点？参数解析？重点任务2：电子枪分析作用？组成要素？参数解析？任务3：偏转线圈结构释读点评及小结作业布置,100,2.1 黑白显像管,2.1.1 黑白显像管的结构是电真空器件由玻璃外壳、电子枪和荧光屏三部分组成能承受高压并防爆裂。,101,管颈管锥体屏面玻璃,102,图2-1 黑白显像管结构示意图,电子束,高速电子轰击对应荧光粉点受激发光形成光点真空蒸镀的铝膜，阻挡大重的离子轰击荧光粉，并反射向后的荧光提高屏亮度。,荧光屏,荧光屏是由荧光粉涂敷在管屏内壁上构成的，荧光粉受电子轰击后受激而发光。1光谱特性描述发光光谱分布，通常用颜色表示；白光通常是由发蓝光和黄光的两种荧光粉按一定比例混合实现的。2发光亮度和发光效率？发光亮度与阳极高压、ik、荧光粉有关？3余辉时间？显象管的荧光粉应采用中短余辉荧光粉，ta520ms。,103,104,2.电子枪灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极和高压阳极典型管脚识读,105,2.1.2 黑白显像管的调制特性及参数1.调制特性 ik=k(ugk-ugk0)k是比例系数；是非线性系数(23)，因管而异；ugk0是截止电压（ik=0时的栅极负压）负栅阴电压ugk ik 荧发光亮度；阴极输入负极性图像信号显像正确。反之？ugk应为负，ik不超过150A，否则会烧坏荧光粉层。调制特性的非线性会使重现的图像明暗失调，称失真校正。,106,黑白显象管的结构实物辨认,阴极:发出电子；栅极:控制电子束的强度；阳极:对电子束进行加速；聚焦极:电子束的聚焦；偏转线圈:改变电子束的运动方向.,107,2.性能参数机械性能参数荧光屏尺寸？偏转角？管颈直径？电性能参数光性能参数,108,常用黑白显像管的主要参数,109,黑白显象管的结构,110,彩管37SX107Y22,面板类型透明屏,透光率57%偏转角90管颈(mm)29.1管子总长(mm)335.79.5荧光屏对角线(mm)335.4热丝参数6.3V/0.68 A 推荐阳极电压22Kv最大阳极电压25Kv最佳焦距聚焦电压4140-4840 v 防爆方式卡箍耳环间距水平311.4 mm，垂直243.2 mm 耳环孔尺寸(mm)12X13,111,电子枪结构及参数,112,参数表：枪长（mm）：82.60.5阴极：速启动氧化钪阴极热丝电流：270 330 mA 热丝电压：6.3 V 截止电压：60115 V 聚焦电压：29.432.6%Eb,调制显像原理,113,调制特性,t1,t2,t6,t3,t4,t5,t7,t8,t2,t1,t3,t5,t4,t6,t7,t8,Ugk,t,t,电视图像,视频信号,束电流,大 i1白,次大 i2,Ugk1,Ugk3,Ugk2,中 i3 灰,低电平,高电平,中电平,白 灰 白 灰 白 条,截止,亮度取决于图像信号的平均直流分量对比度取决于图像信号的幅度,对比度及亮度调节合适！,114,对比度及亮度调节合适六级灰度条图象有细节层次分明,对比度太大引起失真,115,对比度（幅度）太大引起失真六级灰度条图象缺层次少细节,1.作用原理,显象管电子束采用磁偏转方式，由两对偏转线圈在管颈中形成偏转磁能，如图所示，水平磁场电子束垂直偏转，称垂直（场）偏转；垂直磁场电子束水平偏转，称水平（行）偏转。1电子束在显象管内的运动运动电子穿过偏转线圈磁场时受到洛仑兹力的作用左手定则离开偏转区时沿切线方向等速直线前进，轰击荧光屏。2偏转参数：1）偏转中心：扫描直线的延长线和管轴的交点M称为电子束的偏转中心；2）偏转距离：指电子束在荧光屏面上相对于屏中心的瞬时距离D；3）偏转灵敏度：指单位磁场强度在屏上产生的偏转距离，它定义为D与偏转磁场强度H之比。它是偏转系统的重要参数。,116,电子束偏转分析,117,偏转线圈,行（水平）偏转线圈为马鞍形结构；在管颈内产生竖向磁场水平偏转。场偏转直接绕制于磁轭（磁芯）上；产生横向磁场电子束垂直偏转；线匝密度按余弦规律分布磁场空间分布均匀。,118,行偏转线圈,119,图2-5行偏转线圈及它所产生的磁场(a)左手定则；(b)行偏转线圈；(c)行磁场分布,场偏转线圈,120,图2-6场偏转线圈及它所产生的磁场(a)左手定则；(b)场偏转线圈;(c)场磁场分布,中心位置调节,121,光栅中心偏离？中心位置调节器叠放套于管颈的一对二极环形磁片；相对旋转或同向旋转在管颈内产生强度和方向可变的附加磁场附加偏移与原偏移相反，校正至中心位置。相对位置附加磁场大小；空间位置附加磁场方向。,中心位置调整,122,几何失真,原因？p18,123,小结,回顾主要问题讨论作业（见复习思考题册）,124,6 显像管附属电路识读分析,教学目标：能看懂（解释说明）典型电路，会画波形，会分析典型故障，初步理解掌握其组成功用和工作原理。教学过程：复习上次课，引入本次课内容；主要内容：任务1：黑白显像管馈电电路的观察讨论分析任务2：亮度调节电路和对比度调节电路观察讨论分析任务3：关机中心亮点消除电路观察讨论分析原因三要素？危害？措施？电路释读 重点小结作业布置,125,黑白显像管供电电路及附属电路供电电路亮度调节电路对比度调节电路关机亮点消除电路。1.亮度调节电路亮度取决于图像信号的平均直流分量怎么调节分压调节阴极直流电位控制显像管的亮度2.对比度调节电路对比度取决于图像信号的幅度怎么调节反馈增益调节视频信号的幅度,126,127,图2-8 亮度调节电路和对比度调节电路,？,？,通过调整视放的交流负反馈改变增益来实现视放电路的电压增益AuR3/Re，其中 Re=R1XC1+R2RW1。调节RW1 Re Au，实现对比度调节。其中C2起到隔直作用，以保证在调整对比度时不改变视放管的直流工作点。,128,行输出变压器次级高压绕组端的行逆程脉冲，经整流、滤波得到12KV的高压加到显管阳极。中压绕组的行逆程脉冲，经整流、滤波得到400V电压，经调整加到聚焦极，经分压加到阴极。显像管的栅极接地。灯丝12V电压供电。视频信号加到显像管的阴极。信号极性？负像？,129,3.关机亮点消除电路1）电子束流截止型关机亮点消除电路2）高压泄放型关机亮点消除电路图示的是典型的高压泄放型电路图。其中，C3为消亮点电容，与R3并联，R3是亮度调节电路的分压电阻，阻值越大，两端的压降也越大。,130,131,图2-9 截止型关机亮点消除电路,高压,灯丝电压,加速 聚焦,消亮点电容,消亮点二极管,灯丝电压？阳极高压？聚焦电压？加速极电压？栅极？阴极？,关机中心亮点？危害？截止型消亮点电路原理？关键？,C520上电压无法放电，直接加至栅阴之间,亮度,正常工作时，+100V电压经R4使VD正偏导通，栅极近似为地电位。+100V电压通过VD使电容C1充电到接近+100V，由（分压电路）亮度调节提供正电压给阴极。关机+100V电压立即消失，二极管VD截止；但C1两端电压不能放电，只能C1 R1RWR3阴极栅极 C1负极，对阴、栅极放电。而使阴栅之间保持较高的栅阴电压|Ugk|，约1分钟后才消失，从而消除了关机亮点。,132,133,图2-10 高压泄放型关机亮点消除电路,泄放型消亮点电路原理？关键关机瞬间栅阴正偏发射大量电子中和高压阳极正电荷卸载高压避免关机亮点,显像管的检测,直观检查：外观检查：良好的显像管应无裂口，尾部的真空抽气嘴不应破裂，显像管管径上应有吸气剂“镜面”，正品显像管荧光屏面应无黑斑、划痕和气泡等。灯丝的检测：测电阻用万用表R1挡测显像管的灯丝引脚（、脚）正常灯丝的冷态电阻约30。显像管、脚加上额定12V电压时，显像管灯丝应点亮。测电流万用表置于直流电流挡串入灯丝回路中，正常的灯丝电流约80mA。,134,阴极发射能力的检测,显像管的寿命长短主要由阴极发射能力决定。业余测试方法如图2-40所示。其阻值在10k以下时，显像管发射能力正常；若其阻值在500k以上，说明显像管阴极已老化，发射能力非常差。消亮点二极管的检测。消亮点电容的检测。,135,图2-40 阴极发射能力检测图,c.消亮点二极管的检测。,显像管的组装,a.组装前的准备组装时应双手抱捧显像管屏幕的两角，将显像管的屏幕放在垫有软垫的桌面上。切不可单手拎像管管径，以免管颈破裂损坏。偏转线圈组件组装在显像管的管颈上先松开偏转的紧固夹螺丝，然后小心平稳地将其套入显像管管颈，尽量贴紧锥体，再轻轻拧紧紧固卡螺丝，使偏转线圈不能退出为宜。b.显像管的组装将机壳倒扣放在软垫上，双手抱住显像管两角将其轻放在机壳中，显像管高压嘴放在右面；将显像管石墨层接地叉安放在显像管左上角组装孔位置；用自攻螺钉并套上平垫，依次轮流旋紧螺钉，使显像管四个角均匀受力。,136,消亮点电路的测试,将万用表置于250V挡，万用表红表笔接阴极脚，黑表笔接栅极脚，如图所示。关机后指示初始电压值为8090V，然后缓慢地逐渐下降，约经过数十秒后才下降至0V，说明关机消亮点正常。,137,显像管故障及故障处理办法,（l）无光时显像管的检查 显像管高、中压供电正常，栅阴电压也正常，显像管无光应根据不同情况进行检查。显像管灯丝不亮 显像管灯丝不亮，说明显像管无灯丝电压或显像管灯丝已断。无12V灯丝电压，查供电回路是否正常；供电回路正常，说明显像管灯丝已断，灯丝冷态阻值为30左右，阻值很大，则更换显像管。显像管衰老 显像管衰老时会出现无光或光很暗的情况，可用测栅、阴极发射能力和测显像管的阴极电流的方法，判断显像管是否衰老。显像管漏气 漏气的显像管不能修复，只能进行更换。（2）显像管碰极 常见的显像管碰极有：阴极与栅极相碰，阴极与灯丝相碰。显像管阴栅碰极时，光栅很亮且有回扫线，调节亮度电位器光栅亮度无变化。对于阴极与灯丝的碰极，也可能从荧光屏的画面上看出来，此时图像模糊，同时画面还可能出现交流干扰成分。,138,习题二,2.1显像管的电子枪由哪几个电极组成？各有什么作用？2.2要使显像管正常工作，必须给它供给几种电压（以31SX2B为例查表说明）？2.3A、B两个显像管的最大调制量分别为30V和20V，试问哪个显像管的调制灵敏度高？为什么？2.4试说明行、场偏转线圈的工作原理。2.5根据图2-11，以电视信号为线索简述黑白电视机的工作过程。,139,2.6黑白电视机是如何得到其高压和中压供电电源的？2.7当电视机收看第八频道节目时绘出A、D、F的信号频谱特性。要求在坐标上标出频率值。2.8判断下列故障可能出现在哪一部分。(1)光栅只有一条垂直亮线；(2)有光栅、无图像、无伴音；(3)有光栅、有图像、无伴音；(4)图像左右不稳或有无规律的黑白斜道。,140,2.9说明关机产生亮点的原因和危害。2.10 所示的是牡丹31H5型黑白电视机显像管附属电路图,问:(1)显像管与视放输出级采用的是什么耦合方式?(2)哪一部分是亮度调节电路?(3)关机亮点消除电路是电子束流截止型,还是高压泄放型?,141,142,2.10题图,小结,回顾主要问题讨论作业（见复习思考题册）,143,7 黑白电视机方框组成识读及分析,教学目标：能看懂（解释说明）其方框流程，会填写方框，会分析典型故障，识记方框名称及功能作用，初步理解掌握其组成功用和基本工作原理。教学过程：复习上次课，引入本次课内容；主要内容：任务1：黑白机框图看图讨论分析作用？结构组成？流程？任务2：黑白电视机的信号变化看图讨论分析。（看波形，注意f和b变化，讨论解释说明）任务3：黑白机的技术指标讨论分析灵敏度、频道、伴音 任务4：典型故障讨论看图讨论分析依现象分析其故障部位小结，作业布置,144,第三章 黑白电视机原理与电路分析,145,第一节 黑白电视机组成框图,一、扫描系统,二、信号处理系统,黑白电视接收机的原理方框图,146,147,1.高频头的信号变化,调谐选频放大变频,148,57.75,64.25,31.5,95.75,(MHz),f,图像载频,伴音载频,伴音中频,图像中频,38,f,(MHz),输入端信号频谱,输出端信号频谱,二频道,选择性要求,149,邻近频道频谱,相邻低频道的伴音载频干扰,高频道的图像载频干扰,95.75M,2.中频通道的信号变化,图象中频应在曲线高端斜坡的中点50%处，距上下端均为0.75MHz 伴音中频应衰减到5%左右，在（31.50.1）MHz范围内应保持平坦 中放通频带要宽由38M点到左3dB（70幅度）点要达到55.5MHz邻频道伴音干扰抑制39.5兆赫，衰减应大于负40分贝，邻频道图象干扰抑制30兆赫，衰减度应大于负40分贝,150,接收频道伴音中频,高频道图像载频串扰,接收频道图像中频,低频道伴音载频串扰,31.5,30,38,39.5,f,(MHz),中频通道幅-频特性曲线,3、视放输出级信号变化,不失真放大视频信号至调制CRT的电平。13V5080V电压增益要高？2438dB通频带要宽？非线性失真要小相位失真要小,151,小结,识读记忆分析方块电路名称及功能作用高频电路、中放通道、伴音通道视放前置、视放扫描电路：行、场（振荡、激励、输出）同步分离电路，积分电路，APC典型故障分析依现象分析判断其故障大致部位。水平一条亮线或垂直一条亮线行不同步或场不同步，场线性失真无伴音总结信号流程？主要问题讨论作业（见复习思考题册）,152,8 高频调谐器分析,教学目标：能看懂（解释说明）其方框流程及