電視接收機

8.1電視機的組成

電視接收機(簡稱電視機)是從天線上接收的各種無線電信號中選擇出所需的射頻電視信號，并進行一系列的變換、處理，最終在顯像管的熒光屏上重現所攝取的景像的設備。電視接收機如圖：

接收機的組成高頻調諧器、中放與視頻檢波(公共通道電路)亮度通道部分色度通道部分伴音通道部分矩陣部分8.2高頻調諧器

高頻調諧器俗稱高頻頭，通常由輸入回路、高頻放大器、本機振蕩器及混頻器四部分組成。其方框圖如圖8.1所示。高頻頭的作用是：(1)選擇所需頻道的信號；(2)放大所選頻道的信號；(3)完成混頻作用，獲得中頻電視信號輸出。調諧器一般分為VHF調諧器和UHF調諧器，彩色電視機中都采用電調諧高頻頭。高頻頭的主要指標為：(1)通頻帶內最大功率增益Kp應為20～25dB(2)通頻帶B大于或等于8MHZ；(3)具有良好選擇性。通頻帶內幅頻特性平坦，通頻帶外迅速衰減，對鄰道干擾、鏡像干擾和中頻干擾有較強的抑制作用。(4)噪聲系數NF≤8dB。噪聲系數是衡量電視機質量的重要參數，顯然NF越小越好。對于多級放大器總噪聲系數:

(8.1)

由此可見，前級噪聲影響最大。(5)本振頻率穩定性應足夠高，彩色電視本振頻率漂移量應小于0.1%。(6)高頻頭輸入端與饋線，饋線與天線之間的匹配要良好，彩色電視機駐波比S≤2;(7)高放級應設有自動增益控制(AGC)電路，要求其控制范圍為20dB。(8)頻道之間的增益差要求盡量小，即ΔKp＜8dB。

8.2.1VHF和UHF高頻調諧器1.變容二極管的變容比與頻率覆蓋系數變容二極管是一個結電容Cd隨外加偏壓Ud變化而變化的晶體二極管。二者的關系可用下式表示：

(8.2)

式中：C0是零偏時PN結的靜電容;Ud是PN結上所加直流偏壓;φ0是PN結的擴散電位；n是PN結附近雜質濃度決定的一個常數。

在高頻應用中，變容二極管的質量指標有以下幾個：

(1)變容比NC：當變容二極管在允許的反向偏壓作用下，其結電容從最大值變到最小值時，最大電容量與最小電容量之比稱為變容比或電容覆蓋系數，用Nc標記，即：

(8.3)

考慮到具體電路中存在著分布電容C0時，有效變容比N′c

實際為：

(8.4)

在調諧回路中用改變L或C可使諧振頻率變化，其最高諧振頻率與最低諧振頻率的比值稱為頻率覆蓋系數，用Kf

標記，即:(8.5)

Kf與Cdmax,Cdmin的關系：

(8.6)

即：(8.7)

若第1頻道到第12頻道一次全部覆蓋，按我國的頻率分配標準，第12頻道的中心頻率fmax為219MHz，第1頻道的中心頻率fmin為52.5MHz，要求變容二極管的變容比為:(8.8)

因此，把VHF頻段即1～12頻道劃分為高、低兩個分頻段，1～5頻道為低頻段(即VL頻段)，6～12頻道為高頻段(即VH頻段)。對VL頻段(1～5頻道):

對VH頻段(6～12頻道):

對開關二極管的要求是：有很大的反向電阻、很小的正向電阻和結電容;有足夠的耐壓；結電容越小，對回路頻率覆蓋的影響越小;正向電阻越小，對回路的Q值影響越小，高頻段工作時L2波“短路”得越徹底。2高頻放大器

放大管采用雙柵場效應管。為了使工作性能更穩定，一種雙柵N溝道MOS場效應管，它有兩個柵級G1和G2，由于兩溝道串聯，兩個柵極都能控制溝道電流。柵極G1靠源極近，是信號柵，加入信號；柵極G2靠漏極近，交流接地，加固定的直流電壓，這里做AGC控制極。雙柵MOS場效應管集電極負載為互感耦合雙調諧回路，兩個回路分別接有變容二極管，受調諧電壓VT的控制同時調諧所選頻道。3混頻器混頻器有兩路信號輸入，放大后的高頻電視信號和本機振蕩信號完成混頻作用。中頻信號由IF輸出端經同軸電纜饋至中放電路。在包含UHF、VHF頻段的全頻道調諧器中，對UHF頻段，混頻器往往是作為一級中頻放大器使用的。8.3圖像和伴音通道1.概述圖像中放電路的任務是放大由混頻器送來的中頻全電視信號使之達到視頻檢波器工作所需要的幅值。對圖像中頻放大器的基本要求是：1)圖像中放的增益整機要求視頻檢波器輸出的視頻信號為1Vpp，若電視接收機最高靈敏度為20μV(實際定為100μV)，換算成有效值得

其所需增益為假定高頻調諧器的增益能達到25dB，則要求圖像中放的增益為60dB。因為視頻檢波器要損失12dB，則實際要求圖像中放總增益應大于72dB。為此圖像中放一般選用三級放大才可以滿足上述要求。

2)圖像中放的頻率特性

圖像中放的頻率特性有下列幾個特點：圖像中頻載波頻率中不是在高斯中放頻率特性頂部平坦部分的中間位置，而是在特性曲線左端邊緣斜坡的中點，也就是高度為50%的地方。伴音中頻載波頻率fis=31.5MHz也不在平坦的頂部，而是在頻率特性曲線的低端，其高度為3～5%的地方，并具有±100kHz的平坦響應。對鄰頻道干擾的抑制通頻帶3)自動增益控制(AGC)范圍電視接收機的實際靈敏度約為100μV左右，而從發射天線附近接收時，其場強可達1V/m。為此電視接收機要適應強信號作用下正常工作，要求有自動增益控制(簡稱AGC)電路去控制放大器的增益，以調整其輸出。這樣的AGC的控制范圍達80dB。通常是分別控制高頻放大器和圖像中放第一、第二級，可控制級總共三級。一般高頻放大器AGC控制20dB，圖像中放AGC控制40dB。2.聲表面波濾器(SAWF)

從圖8.3可知，均勻叉指換能器主瓣兩谷點之間的帶寬為:

若帶通濾器是由兩個相同的均勻叉指換能器組成，則帶通濾波器的帶寬為兩個均勻換能器頻率響應的乘積的帶寬。從函數可求得兩個相同的均勻叉指換能器組成的帶通濾波器的3dB帶寬應為：

因此根據帶通濾波器的相對帶寬即可求得均勻叉指換能器的叉指對數：

聲表面波濾波器的優點是尺寸小、重量輕、穩定性和可靠性高、無需調整且負荷能力強，不受電磁場干擾、易于大量生產，成本低。缺點是衰減大，插入損耗約10～20dB，使整機靈敏度降低。為此在聲表面波濾波器前面加一級阻容耦合放大器。3.集成電路圖像中頻系統

彩色電視圖像中頻系統主要由圖像中頻放大、視頻檢波及自動頻率微調(AFT)電路三大部分組成。圖像中頻系統集成電路是將上述三大部分集成在一起，與伴音系統組合成一塊大規模集成電路。圖像中頻系統包含圖像中放、視頻檢波、視頻放大、黑白噪聲抑制、中放AGC檢波、高放AGC和自動頻率微調(AFT)等功能。1)圖像中頻集成電路中放由三級直接耦合的差分放大器組成，級間沒有外接元件。2)視頻檢波器在分立元件電視機中，都采用二極管視頻檢波器，從調幅的圖像中頻信號檢出視頻全電視信號。但是它存在許多缺點：如檢波效率低，小信號失真大，輸入、輸出阻抗較小，產生高次諧波影響中頻放大器的穩定性等。因此集成電路視頻檢波器一般不采用二極管檢波器，而采用雙差分同步檢波電路。雙差分視頻同步檢波電路是一種低電平檢波電路，輸入調制信號只要達到50mVp-p的幅度，就可以進行直線性檢波。它的缺點是當輸入檢波器的PIF信號太小時將出現嚴重的白電平失真(在彩色信號時表現為黃電平失真)。

3)視頻放大器(預視放)

預視放級一般應有2倍至5倍的信號電壓增閃，其末級一般是射極跟隨器輸出級，使其輸出1Vp-p的全電視信號，并有推動上述多個負載的能力。預視放各級間是直流耦合的直流放大器，為了使輸出直流電平穩定，溫度漂移小，應選擇直流漂移小的電路作為前置級。預視放電路應具有6MHz的視頻帶寬，且又是一個低通濾波器，可以進一步濾除視頻檢波器后的高頻諧波分量。

4)消噪電路

這里的噪聲是指大幅度的脈沖干擾，如電火花、雷擊等產生的磁場干擾，通過高頻調諧器和中頻放大后，再和視頻信號一起同時被檢波出來。

噪聲抑制電路不但具有抑制超過同步脈沖頂端電平的脈沖干擾的黑噪聲抑制電路，而且還具有抑制白噪聲脈沖干擾的白噪聲抑制電路。AGC電路

AGC電路的作用首先是檢測預視放輸出的視頻信號的幅度，一般檢測出視頻信號同步頭頂端所處的電平即可知道視頻的幅度。當同步頭頂端超過某一電平時的電壓被檢測出來，經過中放AGC放大后去控制中頻放大器的增益。當中放增益被控制到一定值時，將AGC檢出電壓經過RFAGC放大器放大后去控制高放的增益。RFAGC電壓應比IFAGC電壓延遲若干相位后才起控。故稱延遲RFAGC。6)自動頻率微調(AFT)電路

AFT電路的主體是一個鑒相器電路。鑒相的主要作用是，此中頻載波頻率和標準(38MHz)一致時就輸出一個零電壓誤差信號；若此中頻偏離標準時就輸出一個正的或負的誤差信號，此誤差信號經直流放大后去控制可變電抗本地振蕩器進行頻率微調，使中頻信號頻率自動回到標準值。從而使本振頻率穩定。8.4PALD解碼掃描系統

解碼系統方塊圖

PALD解碼掃描系統由視頻放大、色信號處理等部分組成。每個部分包括的電路如下：視頻信號處理部分：包括倒相放大器；對比度控制放大器；直流成份再生電路；亮度控制電路和視頻信號放大電路。色信號解碼部分：包括具有AGC特性的帶通放大器；色調控制電路；對比度色度單鈕調節電路，其開關由6一Y輸出端控制；色副載波壓控振蕩器(VCO)；APC電路；消色電路；識別電路；PAL開關電路PLA／NTSC制式開關電路；PAL／NTSC色度矩陣；色解調電路；三基色色差矩陣電路。8.4.1視頻信號處理系統

視頻信號處理系統對從視頻檢波電路取得的視頻信號進行放大和加工處理，包括輸入倒相放大器、對比度放大器、黑電平鉗位放大和亮度信號放大（視頻放大）等部分：1.輸入倒相放大器由視頻檢波電路檢出的全電視信號，經6.5MHz濾波器濾除伴音中頻信號(SIF)，輸出信號除供給同步分離電路外，還經過帶通電路送至色度放大器的輸入端。

2.對比度放大器對比度放大器可以控制圖像質量。由于視頻信號和色度信號分別通過頻域不同的電路，為了補償其間的時間差，集電極輸出信號需過0.4～0.7μs的亮度延遲線，送至黑電平鉗位放大器的輸入端。3.黑電平鉗位放大器的視頻放大器由對比度放大器的輸出的信號經過黑電平鉗位放大器使直流再生。8.4.2色度信號處理系統

這部分電路主要有：第一帶通放大器；色度放大器；色調調節器；消色／識別檢波器／雙穩觸發器；APC檢測器；矩陣電路；VCO電路，PAL／NTSC矩陣；PAL／NTSC制式開關；(R-Y)、(B-Y)解調器及三基色色差矩陣電路。1