色度通道电路的检修.ppt
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1、彩色电视技术及维修实训 第8章(2),8.2 NTSC制与SECAM制的彩色解码过程,8.2.1 NTSC制的彩色解码过程 NTSC制与PAL制在处理色差信号的方法上主要有两点差别,其一,PAL制调制UR-Y的色副载波是逐行倒相的,而NTSC制不倒相;其二,色副载波为3.58MHz的NTSC制用I,Q信号传输方式,而PAL制用U,V信号传输方式。1)在NTSC制中,由于V信号不是逐行倒相的,所以不能用延时解调器进行U,V信号分离,可将色度信号直接送往U,V同步检波器进行解调。,2)由于V信号没有逐行倒相,因此送往V同步检波器的副载波也不需要逐行倒相,这样,就可省掉PAL识别电路和逐行倒相开关。
2、3)由于色副载波为3.58MHz的NTSC制采用I,Q轴调制方式,因此送往同步检波器的副载波要经过33移相;又由于传输系统可能使色度信号产生相位失真,使得送往U,V解调器的色度信号偏离I,Q信号,因此还必须对送往同步检波器的副载波相位进行调整,使其与相位失真后的I,Q信号载波同相,以免I,Q信号相互产生干扰。,图8-7 NTSC解码器电路组成框图,8.2.2 SECAM制的彩色解码过程,SECAM制是一种顺序同时制,即Y信号每行都传送,而R-Y和B-Y色差信号则是逐行轮流传送。但在解码矩阵电路中,必须每一行都有R-Y和B-Y信号才能还原G-Y信号。因此,在SECAM解调器中加入了一行延迟线和S
3、ECAM开关组成的信号存储与复用电路。SECAM色信号解调电路组成框图如图8-8所示。,图8-8 SECAM色信号解调电路组成框图,8.3 亮度通道及其工作原理,8.3.1 亮度通道的主要电路 1.色副载波陷波器及亮度延时线 为了从彩色全电视信号中取出亮度信号,在亮度通道的输入端应设置色副载波陷波器,首先把以色副载波为中心频率的色度和色同步信号滤掉,取出较为干净的亮度信号。,由于亮度信号通过亮度通道所需的时间比色度信号通过色度通道所需的时间少,为了确保它们能同时到达显像管,故应当在亮度通道中设置亮度延时线,以防止亮度信号提前到达显像管,产生彩色镶边现象。我国彩色电视所用的亮度延时线的延时时间为
4、0.6s,特性阻抗为1.5k左右,带宽为45MHz。经色副载波陷波器滤波后取出的亮度信号再由亮度延时线作适当延时之后,送入集成亮度放大与轮廓校正电路进一步放大、加工处理。,2.亮度放大和轮廓校正及对比度控制电路 集成亮度放大电路多为23级视频放大电路组成,电压放大倍数要大。为了增宽通频带,提高图像清晰度,在电路中,经常辅设频率补偿电路。这些频率补偿电路通常是通过集成电路引出脚外接的轮廓校正电路、外接高频提升网络或者23MHz信号提升网络。通常,轮廓校正电路是利用二次微分法(即设置两级微分电路)来提高图像的水平清晰度。,(1)轮廓校正电路(勾边电路)轮廓校正电路,又称作勾边电路。在图像中,常常有
5、许多从白色突变为黑色或由黑色突变为白色的亮度突变现象。突变部分包含有亮度信号的许多高频成分。由于亮度通道中色副载波陷波器的存在及传输过程中频率特性的影响,会使亮度信号中的高频成分受损,造成亮度信号的突变沿消失,显示出来的图像在黑白交界处会出现一个缓变过渡区,使重现的图像轮廓模糊不清,降低了清晰度。,轮廓校正电路是利用简单的二次微分法(即设置两级微分电路)来实现图像勾边。二次微分勾边电路组成框图如图8-11所示。微分电路能反映信号的突变部分,当对前后沿缓变的亮度信号A进行微分后,得到一次微分信号B。把信号B再进行微分一次,可得二次微分信号C,即为轮廓校正信号。把校正信号C倒相后得到校正脉冲D叠加
6、到输入信号A,即可得到前后沿清晰的亮度信号F。,图8-11 二次微分勾边电路组成框图,目前的大屏幕彩色电视机采用延迟型轮廓校正电路,并且对延时时间进行校正,可获得比普通二次微分型轮廓校正电路更为清晰的图像。延迟型轮廓校正电路又称作横向滤波器,它是采用延时及加减运算方法,得到代表图像前后沿的高频脉冲,再用挖心降噪的方法减小噪声干扰,最后将校正信号与原信号叠加,从而达到勾边效果。延迟时间可根据机种的不同,在0.020.07s的范围内选择。,(2)直流对比度控制电路 为了能在接受不同强度的电视信号时都能看到黑白层次分明的图像,在亮度放大电路中还设置直流对比度控制电路。对比度控制电路多为平衡式双差分电
7、路,用手动电位器调节或通过遥控电路调节差分电路的直流电平,可以调节双差分放大电路的增益,从而调节图像对比度。,3.黑电平(即消隐电平)钳位电路和亮度控制电路 集成亮度通道内设置有黑电平钳位电路,目的是将亮度信号的消隐电平钳位于某一固定值上,使亮度信号原来的直流分量得以恢复,以免发生图像亮度和彩色失真。,亮度信号经过黑电平钳位电路之后,后面的亮度放大电路都必须是直接耦合电路。调节钳位电平时,亮度信号的直流分量也跟着变化,而亮度信号的直流分量变化体现为图像的平均亮度(即背景亮度)变化,由此可见,黑电平调节电路就是图像亮度调节电路。此外,为了防止亮度过亮而损坏显像管或其他高压元器件,通常,在亮度通道
8、中还设置自动亮度限制(ABL)电路。当显像管亮度达到一定值后,ABL电路会自动限制显像管阴栅极之间电压,从而使电子束电流被限制在一定值。,4.亮度末级与消隐电路 亮度末级多是射极跟随器电路,它除放大亮度信号外,还输入行、场消隐脉冲将消隐电平叠加到亮度信号电平上。在电子束扫描逆程期间,当消隐脉冲到达时,视放管截止,使显像管阴极电位上升,栅阴间电位差加大,电子束截止,从而避免了扫描中出现的回扫线,消除电子束扫描逆程(回扫)对图像的干扰。亮度信号经过上述各种放大、加工处理后,送至基色矩阵电路。,8.4 色度通道及其工作原理,色度通道的作用是从彩色全电视信号中取出色度信号并进行放大,再从色度信号中解调
9、出R-Y,G-Y,B-Y三个色差信号,送至基色矩阵还原三基色。色度通道的组成框图如图8-13所示。,图8-13 色度通道的组成框图,8.4.1 色度通道的主要电路,色度通道主要包括色度信号预处理电路、色度信号解调电路两大部分。其中色度信号预处理电路的作用是在色度解调之前对色度信号进行放大、加工处理,这部分主要包括色副载波(4.43MHz)带通滤波器、受ACC控制的色度放大器、色度与色同步信号分离电路、色饱和度和消色控制电路,此外还有ACC检波与放大、ACK检波与放大电路等。,色度信号解调电路的作用是对色度信号进行两次解调,先把色度信号F分离为FU,FV色度分量,然后再解调出UR-Y,UB-Y色
10、差信号,这部分主要包括延时分离电路、(R-Y)同步检波器和(B-Y)同步检波器等,在集成色度解调电路中,通常还包括(G-Y)矩阵电路。,1.色度带通放大电路 色带通放大电路的作用是从彩色全电视信号中选出色度信号(包括色同步信号)并进行放大,它的频带宽度为2.6MHz,中心频率为4.3MHz。色度带通放大电路包括带通滤波器、带通放大器、色饱和度和消色控制电路。由于色度信号在彩色全电视信号所占据的6MHz频带中,仅占据了以4.43MHz为中心的1.3MHz的频带,因此利用(4.431.3)MHz的带通滤波器即可从频谱交错的彩色全电视信号中取出色度信号,完成亮度色度信号分离。,集成电路色度带通放大器
11、一般是由23级增益可控的差分放大电路组成的。其输入端一般为加有带通滤波器的调谐放大器,在其输出端通常还设有色饱和度调节电位器,用以调节彩色的浓度。同时,整个色度放大电路的增益受ACC和ACK电路的控制。由于集成色度通道本身无频率选择性能,所以,色副载波带通滤波器的频率特性基本上决定了集成色度通道的频率特性。色度带通滤波器通常采用LC并联谐振回路或三端陶瓷带通滤波器。,2自动色度控制(ACC)电路 为了正确地重现彩色图像,则必须保持色度信号的稳定,以及色度信号与亮度信号原来的相对幅度比例。由于色度信号处于中频幅频特性曲线的斜坡上,当中放、高放及本振电路等稍有变化时,都会影响色度信号的幅度。为了尽
12、量减小色度信号的幅度受各种因素的影响,除了在高频头的本振电路中加入自动频率调谐(AFT)电路外,还在色度带通放大器中加入自动增益控制,称做自动色度控制(ACC)。,ACC电路需要一个与色度信号幅度成正比的控制电压来控制色度带通放大器的增益,但是这个电压不能从代表彩色图像内容的色度信号中取得。最好的方法是用色同步信号,其原因是色同步信号的幅度与彩色内容无关,不会受到彩色变化的影响,而且频率与色度信号的频率相同,可真正反映色度信号的强弱。因此,将色同步信号经过检波取得反映色度信号强弱的直流电压作为ACC的控制电压。,3自动消色(ACK)电路与色同步消隐电路 当电视台播送黑白电视信号时,只有亮度信号
13、,而没有色度信号。但此时,彩色电视机的色度信号放大器仍可能有干扰信号输出。这是因为亮度信号的频谱为06MHz,在4.43MHz及其附近仍然有亮度信号分量。这个分量被当做色度信号进行放大,解调后会在屏幕上产生彩色杂散干扰。为了防止色度通道的干扰,在彩色电视机色度通道中设有自动消色(ACK)电路。,消色电路所需要的控制电压是由消色识别检波电路提供的。消色识别检波电路首先检测色同步信号的幅度,同时检测送入V同步解调电路的副载波相位并与色同步信号的相位进行鉴相比较。当检测到没有色同步信号或信号很弱,没有副载波信号或副载波相位不正确时,消色识别电路输出消色信号去关闭色通道。同时,输出一个识别信号至双稳态
14、电路,以纠正PAL开关的工作状态。,消色电路所需要的控制电压与ACC电压一样,可以由色同步信号检波得到,也可以将7.8kHz半行频信号经整流滤波后作为控制电压。用ACK电压去控制色度通道中某一级或几级放大管的工作,使之在接收黑白电视信号或彩色信号太弱的情况下,能自动关闭色度信号通道。,4梳状滤波器(延时解调电路)梳状滤波器的作用是实现色度信号中的两个分量FU和FV的分离,分别送U同步解调器和V同步解调器;同时,使相邻行的色度信号得到电路上的平均,补偿在传输过程中产生的相位失真而引起色调变化,并且可使窜入色度通道的亮度信号衰减3dB,减小亮色串扰。延时解调电路的基本组成框图如图8-14所示,它由
15、63.943s超声延时线DL和加法器、减法器等组成。,图8-14 延时分离电路(梳状滤波器)的组成框图,由于梳状滤波器的频率特性具有梳齿的形状,它对于一些特定的频率成分具有最大的输出,而对一些特定的成分输出则为零,因此称做梳状滤波器。分离出来的色度信号中虽然仍有原来色度信号中所包含有的亮度信号,但其幅度可衰减3dB。梳状滤波器的解调分离原理如图8-15所示,这是一个频率分离过程。,图8-15 梳状滤波器的解调分离原理,5同步检波与(G-Y)矩阵电路(1)同步检波电路 同步检波器的主要功能是,对延时分离电路送来的两个色度分量FU和FV进行解调,恢复两个色差信号UB-Y和UR-Y。由于FU和FV都
16、是抑制了副载波的平衡调幅信号,其包络不反映调制信号(即色差信号),所以不能用普通包络检波器,而必须采用同步检波器才能正确地还原出调制信号。,集成同步检波器都采用平衡式双差分电路,利用其模拟乘法器特性来完成平衡调幅信号的检波功能。由于色度信号有两个分量,所以色度解调电路需要设置两个并列的同步检波器。同步检波过程如图8-16所示。,图8-16 同步检波过程,(2)(G-Y)矩阵电路 在彩色电视机的集成解码电路中,恢复UG-Y色差信号是由(R-Y),(B-Y)同步检波器输出的UR-Y,UB-Y色差信号按下式叠加产生的,即 UG-Y=-0.51 UR-Y 0.19 UB-Y 由上式可见,所需的UR-Y
17、和UB-Y色差信号的系数小于1,所以,原则上可用最简单的电阻矩阵(分压器)电路就可实现恢复UG-Y色差信号。如图8-17所示。,图8-17(G-Y)色差矩阵电路,8.5 基准色副载波恢复电路,基准色副载波恢复电路的作用是产生同步检波器电路所需的基准副载波。这个基准副载波受色同步信号控制,使其与发送端调制时抑制掉的副载波同频同相。基准副载波恢复电路的组成框图如图8-19所示。它主要由色同步选通电路、自动相位控制鉴相器(APC)、环路滤波器、压控振荡器(VCO)、90移相电路、PAL识别电路及PAL开关电路等组成。,图8-19 基准副载波恢复电路的组成框图,8.5.1 副载波恢复电路的主要电路,1
18、.色同步选通电路 色同步选通电路的作用就是从带通放大器输出的色度信号和色同步信号中分离出色同步信号,再将它放大后送入鉴相器,作为鉴相器的基准信号,其电路框图如图8-20所示。色同步选通放大器是一个门电路。它受延时后的行同步脉冲(选通脉冲)控制。在色同步信号到达时,放大器导通,色同步信号得以通过并放大;在其他时间里,色同步选通放大器截止,不输出任何信号,实现了信号的分离。,图8-20 色同步选通电路的组成框图,色同步选通电路各方框处的输入、输出波形如图8-21所示。选通放大器是一个谐振放大器,因通频带不够宽,所以输出的色同步信号包络线失真,成为菱形,如图8-21f所示。色同步选通电路取出的色同步
19、信号,一路送ACC检波电路,得到ACC电压控制带通放大电路的增益;另一路送鉴相器,锁定色副载波频率;还有一路送消色识别检波电路,取得逐行倒相信息,控制ACK电路和PAL开关。,图8-21 色同步选通电路各点波形,图8-21a至图8-21e按顺序分别表示图8-20中的A,B,C,D,E各点的波形。,2.色副载波恢复锁相环路 在由鉴相器(APC)、环路滤波器、副载波压控振荡器(VCO)、副载波放大及90移相电路等组成的锁相环路中,鉴相器是关键部分。(1)副载波压控振荡器(VCO)是产生色副载波的正弦波振荡器。集成VCO压控振荡器大都由运算放大器和可变移相电路两部分组成,但还要通过引出脚外接移相网络
20、,它包括RC元件和石英晶体,其中晶体等效为谐振电感使用,内外电路结合起来可构成正反馈环路,形成持续的正弦波振荡器,VCO压控振荡器组成如图8-22所示。,图8-22 集成VCO压控振荡器组成框图,(2)APC鉴相器 APC鉴相器的主要功能是对由VCO压控振荡器送来的色副载波和输入的色同步信号进行鉴相,将它们的相位差转变为相应的误差电压,经低通滤波器滤除高频信号和杂波,变为直流控制电压UAPC去控制VCO晶振信号的频率和相位。输入APC鉴相器的色同步信号通常是由色同步选通电路送来。集成APC鉴相器都采用双差分电路,利用双差分电路的相位检波性能来完成鉴相功能;鉴相器输出端设置的低通滤波器,通常采用
21、双时间常数RC低通滤波器。APC鉴相器与VCO压控振荡器构成色副载波恢复锁相环路。,2.PAL开关和PAL识别 本机色副载波恢复电路中的PAL开关和PAL识别电路的主要功能是,向V同步检波器提供与待解调的FV色度分量相位相同、频率相同的本机色副载波,它主要由PAL开关电路、双稳态触发电路等组成。,(1)PAL开关电路 PAL开关电路的作用是形成逐行倒相的基准副载波。它可以看成是两个受信号控制的开关。开关的控制信号是PAL识别电路输出的两个相位相反的7.8kHz方波识别信号。加至PAL开关电路的信号除了两个控制信号外,还有两个基准副载波信号。其中,一个是0基准副载波sinst;另一个是180基准
22、副载波-sinst。当这两个基准副载波信号同时加入PAL开关时,该开关在半行频识别信号的控制下,输出逐行倒相的基准副载波信号sinst。这个信号经90移相电路后,就可得到V同步检波器所需要的逐行倒相的基准副载波信号cosst。,集成PAL开关通常是差分或双差分电路做成的电子开关电路,它将送至该电路的色副载波进行逐行倒相,逐行倒相任务必须在开关脉冲控制下进行,此开关脉冲是一种极性按确定顺序变化的半行频(7.8kHz)矩形波,通常称它为PAL开关信号,在PAL开关信号触发下,该开关电路输出逐行倒相色副载波。PAL开关原理如图8-23所示。,图8-23 PAL开关原理,(2)PAL识别电路 电视接收
23、机中的PAL开关应与电视台发送端的PAL开关动作一致,所以加入PAL开关的半行频控制信号应具有识别功能。当NTSC行的FV信号输入V同步检波器时,控制信号应使PAL开关输出sinst副载波信号;当PAL行的FV信号输入V同步检波器时,控制信号应使PAL开关输出-sinst副载波信号。具有上述识别功能的电路称做PAL识别电路。,识别信号的形成原理如图8-24所示。由图8-24可知,当NTSC行信号到达V同步检波器时,S1应接通,即S1输入为正方波;当PAL行信号到达V同步检波器时,S2应接通,即S2输入为正方波。,图8-24 识别信号的形成原理,(3)消色和PAL识别检波电路 消色和PAL识别检
24、波电路实质上是一个鉴相电路。在集成消色和PAL识别检波电路中,它常采用双差分电路形式的相位检波器来完成消色与PAL识别检波。该电路也要输入两个信号,一是移相45后的色同步信号,其相位逐行摆动为180/270;另一个是PAL开关电路送来的90逐行倒相色副载波信号,如图8-25所示。,图8-25 消色与PAL识别检波电路工作原理,8.6 彩色电视接收机的制式转换,在多制式彩色电视机中,要实现多制式接收,在解调得到全电视信号以后,必须设有专门的电路对多制式视频信号进行彩色制式的识别,然后才能进行解调解码。由于每一种彩色电视制式都设置了相应的色度中频、伴音中频、色副载波、第二伴音中频、场频和行频等一组
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