图1 电视机原理及基础知识
-、概论：
电视技术是利用广播、通信领域的发射、接收及信号处理技术，将现场的或记录的活动图像或静止图像，连同它们的声音信号一起，在一定的距离之外即时再现。随着电子技术的迅速发展，电视机经历了黑白电视，正由彩色电视向数字电视发展。黑白电视系统只能按景物的明暗程度来重现图像，使多彩的自然景色看起来不那么自然，为了逼真的反映景物的本来面目，满足顾客的需要，彩色电视机逐渐代替了黑白电视机。而将来能更清晰地显示图像内容的数字电视系统必将代替模拟的彩色电视系统。 下面主要叙述彩色电视系统接收机原理：
彩色电视机一般由高频调谐器、图像与伴音中频处理电路、行场扫描电路、亮度信号处理电路、色度信号解码及基色矩阵电路、高压形成电路、电源电路等组成。彩色电视机方框图如下（图1）：
，
、
高频调协器的主要功能是完成高频电视信号的接收、放大、混频等任务。彩色电视机均
采用超外差式接收方式，从电视接收天线接收到高频电视信号（包括图像信号与伴音信号），经过输入回路预选后，首先进入高频放大器，高频放大器为具有双调谐回路的低噪声放大器，它的增益受高放AGC电压控制。高频放大器放大有用信号，抑制带外干扰信号，提高图像、伴音信噪比。被放大的高频电视信号，与本机振荡器产生的等幅高频振荡电压一起，送到混频器的输入端。混频器是一个非线性放大器，它的混频原理是将高频电视信号与本振信号同时送给晶体管的基射极之间，由于PN结的非线性特性，使集电极回路产生了新的频率，其中有两者的差频、和频、倍频等等，它们又经三极管放大，由于集电极调协电路谐振于差频，因此准确地选出差频，滤除其它频率。这样利用混频器的非线性作用，形成图像中频信号与伴音中频信号，由混频器输出送到图像中频信号处理电路。
从高频调谐器混频级输出的图像中频信号与伴音中频信号，首先经过前置中频放大器放大后，送到声表面波滤波器。声表波滤波器通过压电转换作用，形成图像中频放大器的通频带及幅度-频率特性，选择电视信号并保证电视接收机对临近频道电视信号的抑制能力。由于声表面滤波器存在各种损耗，造成信号衰减，降低图像中频放大器增益，为此加入前置中频放大器，以弥补声表波滤波器的损耗。
由声表面波滤波器输出的38MHz的图像中频信号和的伴音中频送到图像中频放大器放大。通常图像中频放大器由三级-四级组成，其增益受图像中放AGC 电压控制。经放大后的图像中频信号送到同步检波器，进行视频检波，从图像中频信号中取出视频全电视信号，再经前置视频放大器放大后，送到色度解码电路、亮度信号处理电路和行、场扫描电路的同步分离电路。
#
从图像中频信号处理电路分离出的的第二伴音中频信号，经带通滤波器后，抑制亮度信号对伴音信号的干扰，形成等幅调频信号，送到伴音中频信号处理电路。伴音中频放大器由多级限幅放大器组成，其主要特点是增益高，对由内载波接收形成的寄生调幅分量有一定的抑制能力。对于由限幅放大形成的高次谐波可用有源低通滤波器滤除，放大后的等幅调频伴音信号进入鉴频电路。
彩色电视机行、场扫描电路的作用是产生15625Hz的行扫描锯齿波电流和50Hz的场扫描锯齿波电流，通过偏转线圈形成垂直方向和水平方向的均匀磁场，控制彩色显像管的电子束，沿水平方向和垂直方向在荧光屏上进行匀速直线扫描运动，形成矩形光栅。一般红、绿、蓝三路输出的视频信号，加在彩色显像管电子枪的红、绿、蓝三个阴极上，行、场同步信号分别使行、场扫描电路与彩色电视发射中心的行、场扫描电路同频、同相工作，在彩色显像管荧光屏上就可以重显色彩艳丽的彩色画面。
从视频检波电路输出的视频全电视信号，首先通过幅度分离电路，从视频全电视信号中分离出复合同步信号（包括行、场同步信号），一路经积分电路，利用行、场同步脉冲的宽度不同，分离出场同步脉冲，直接同步场扫描电路；另一路经过自动频率控制（AFC）电路，间接控制行扫描电路的频率和相位，使行扫描电路同步工作。为了防止干扰脉冲破坏行、场扫描电路的正常工作，在同步分离之前，必须加入干扰抑制电路。
行扫描电路大致由以下几部分组成：行频自动频率控制（AFC）电路（图2），行频压控振荡电路，行激励电路，行输出电路。行自动频率控制电路利用行同步脉冲与反映行输出级频率与相位的锯齿波比较电压进行相位比较，得到的误差控制电压加到行振荡器上，控制行振荡电路的频率和相位，提高行同步电路的抗干扰能力。行频压控振荡电路在行AFC电路输出的直流误差控制电压作用下，产生15625Hz的行频定时脉冲。此脉冲经行激励电路放大后，推动行输出级正常工作。行输出管在行激励脉冲的作用下工作在开关状态，并与阻尼二极管组成双向开关，行偏转线圈与行输出变压器的等效电感组成积分电路，这样，在行偏转
图3
线圈中形成锯齿波电流。 极高压，同时形成彩色电视机所需要的其它电压。
场扫描电路主要由场扫描振荡电路、场频锯齿波电压形成电路、场激励电路、场输出电路等等组成。场扫描振荡电路的作用是产生50Hz 的场频定时脉冲，并能在场同步脉冲作用下，与电视发射中心的场扫描电路同步工作。场锯齿波电压形成电路在50Hz 场频定时脉冲控制下，形成线性良好的锯齿波电压。为了减小场扫描电路的非线性失真，通常加入由RC 积分电路和电子开关电路组成的线性波形校正电路。场锯齿波电压在场激励电路中放大后在场输出电路中经进一步放大，在场偏转线圈中形成一定幅度、线性良好的锯齿波电流，控制电子束沿垂直方向偏转。
￥
彩色电视机的亮度通道（如PAL 制）的主要作用是从彩色全电视信号中，分离出亮度信号Y ，实现亮、色分离，再经延时放大，并加入各种提高图像质量的措施，如轮廓校正（勾边）、箝位、机内消隐信号加入、亮点消除等，再送到基色矩阵电路去，与色差信号一起，解出R 、G 、B 三基色信号。通常在亮度通道还要实现对比度控制、亮度控制等功能。亮度通道方框图如图3。
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彩色全电视信号中亮度信号具有0~6MHz 的视频带宽，而色度信号是调制在彩色副载波上的窄带信号，因此，亮度信号与色度信号的分离可以用带阻滤波器和带通滤波器实现。亮度通道加入了的陷波电路，使视频放大器有效带宽降低，图象清晰度受到了影响，因此在亮度通道中加入了图象轮廓校正电路，图象细节校正电路，动态清晰度校正电路，电子束速度调制电路，孔阑补偿电路等，弥补图象清晰度的不足。图象轮廓校正的工作原理如图4。 ，
输入波形 一次微分
…
》
对于PAL制，色度信号放大器可以实现色度信号与亮度信号的分离，提高色度信号信噪比，抑制色同步信号对色度信号的影响，实现自动色度控制，实现色同步信号与色度信号的分离，并把色同步信号送到PAL制识别电路及彩色副载波振荡电路的自动相位控制电路，实现自动色度控制，实现色饱和度控制。利用梳状滤波器实现U、V信号的分离。由于PAL制采用正交平衡调幅制抑制了彩色副载波，检波电路需采用双平衡模拟乘法器组成同步检波电路。通过PAL识别电路来纠正PAL开关的倒相相序，形成ACC电压控制色度放大器的增益，形成ACK电压控制色度信号放大器的通断。PAL开关电路的作用使色度信号U、V与解调彩色副载波的相位一一对应。在同步解调电路中，分别解调出B-Y、R-Y色差信号。在G-Y矩阵电路中，利用B-Y、R-Y与G-Y色差信号的相关性，形成G-Y色差信号。在基色矩阵电路中，R-Y、G-Y、B-Y色差信号与亮度信号Y进行基色矩阵变换，形成R、G、B三基色信号。同步解调及矩阵电路如图5。
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U信号
Fv
V信号
亮度信号
U
》
G
t
u
|
解调出的R 、G 、B 三基色信号，控制R 、G 、B 三条电子束以不同的速度打在表面涂有荧光粉的荧光屏上，电信号转换为光信号，R 、G 、B 三基色荧光粉发出比例不同的光，重现彩色画面。 }
彩色电视机所需要的主电源和辅助电源大都由开关电源电路产生。开关电源主要由电
源输入滤波器、整流器、开关变压器、误差检出、比较电压输出、控制集成电路、开关管等组成。开关电源稳压管工作原理是将电网交流电压由整流滤波电路整流滤波，得到直流电压Uin ，此直流电压经DC/DC 变换器的变换作用，在输出负载上获得所需的稳定直流电压。开关式稳压电源，其调整管是在控制电路的操作下工作在开关状态，控制电路送出的脉冲控制信号周期为T （如图6，T=Ton+Toff ），开关管在Ton 期间导通，在Toff 期间截止。如此反复，于是输入直流电压Uin 被截成一个个断续的矩形脉冲，由DC/DC 变换器中滤波电路滤除交流分量后，输出直流电压Uout ，对于变压器式DC/DC 变换器，其输出电压为：Uout=n2/n1*δ/（1-δ）*Uin ，其中n1为初级绕组的匝数，n2为次级绕组的匝数，δ为驱动脉冲占空系数=Ton/T 。
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二、行扫描电路
行扫描电路包括行激励电路、行输出电路、行逆程变压器（又称行输出变压器）及中、高压形成电路。
行扫描电路的主要功能是给行偏转线圈提供线性良好的锯齿波电流，形成垂直方向线性增长的磁场，控制电子束沿水平方向扫描。同时利用行逆程期间形成的脉冲电压通过行逆
程变压器的升压、降压形成的高压、中压、低压，给CRT提供帘栅电压、阳极电压、聚焦极电压、ABL取样电压、CRT灯丝电压、视频放大器供电电压、行AFC比较电压等。
行扫描电路是彩电的关键电路，它工作在高频、高压、大电流状态，其功耗约占整机功耗的70%左右，彩电故障与行扫描电路有关的大约占65%左右，因此它的工作稳定性、可靠性对整机稳定性、可靠性影响很大。
一、一般行扫描电路基本原理
1．行输出极及行扫描锯齿电流
…
(a) (b)
(c)
上图是典型的行输出级原理电路。Q1是行输出管，工作在开关状态，激励脉冲Vi由脉冲变压器B1藕合输入，行偏转线圈L Y及回扫变压器B2均作为行输出级负载。Cs是S校正电容，C是逆程电容，D1是阻尼二极管，它不同于普通二极管，它耐压高、开关性能好。其反向击穿电压达1～。在电路中起开关作用，同时也对L Y─C之间的自由振荡（即偏转线圈与逆程电容之间的电磁能量交换）起阻尼作用。电源Ec对S校正电容Cs充电，使其两端电压总保持有上正下负，数值为Ec的电压。为便于分析，可将Cs等效成数值为Ec的电源串在偏转支路上，这对分析工作原理并无影响，故将行输出级等效成图（b）。注意：行输出管与阻尼二极管均等效为一开关，但他们导通时流过的电流方向正好相反。
激励电压Vi是矩形脉冲。当正极性脉冲到达Q1基极，Q1饱和导通，在偏转线圈中产生锯齿形电流i Y，其波形如图（c）由三部分组成：
（1）时间t从0～t1，行输出管的导通电流形成扫描正程右半段
所需电流，随t线性增长，最大幅值为I YM=(Ec/L Y)×(Ts/2)(Ts为正程时间)。
（2）.
（3）t1～t3期间,Q1与D1均截止,L Y—C发生电磁能量交换, 产
生半周多点自由振荡,形成了逆程期(Tr)扫描电流。改变自由振荡周期可调节Tr长短,使其符合扫描逆程时间的要求.
(3)T3～T4期间,D1阻尼管导通,L Y中储能通过D1放电使i Y由最大负值减小到零,形成扫描正程左半段.
2.行输出级工作原理:
(1)时间t从0～t1激励电压Vbe为高电压,Q1饱和通，使Vce=0,相当于Q1开关接通,等效电路如图(a)。Cs上的电压Ec经Q1对L Y冲磁。其i Y按指数规律增长, i Y=(Ec/R)×(1-exp(-t/
τ))式中τ=L Y/R,R为充磁回路中的总损耗,包括:L Y损耗、Q1导通电阻,当τ>>Ts/2时, i Y=Ec·t/L Y，可见,偏转电流i Y在0～t1期间近似为线性增长,当t=Ts/2时，i Y=I YM。
（2）t1～t3期间,激励电平Vbe突跳至低电平,Q1截止, I YM(t)不能突变,在L Y中产生很大的感应电压,即L Y中贮存了最大磁能(t1时刻),将与逆程电容C发生电磁能量交换,形成自由震荡, t1～t2间完成自由震荡1/4周,见图（b）。具体过程是:从t1起i Y向C充电,将使电容C上电压增大,t=t2时,C上充电的电压达V M。由于C上的起始电压为Ec,总电压升到了Ec+ V M值,见图(f)。Vce波形在t=t2的值。这时刻C上电能最大,而L Y的磁能=0,即i Y=0。当t>t2时,自由
震荡进入1/4～1/2周期,C上电能向L Y充磁,t=t2′时结束1/2周期，等效电路见图(C),电能全部转化为反方向磁能,并达最大磁能.此时逆程电容上的电压下降到初始值Ec,这将使阻尼管D1仍处在截止状态。t>t2′,自由震荡进入3/4周期,磁能再次对逆程电容反向充电,见图(d),使C 上电压为上负下正(因回路的谐振电压幅值>>Ec),见图(f)Vce波形在t2′～t3值，只有此时才可能导致阻尼二极管D1导通，D1一导通，自由震荡被迫停止，故称为D1阻尼管。
自由震荡周期决定了扫描逆程时间长短,自由震荡幅度决定了施加于行输出管的反峰电压Vce及回路等效损耗电阻R值，自由振荡的周期T=2πsqr(L Y·C)。如果选择行逆程时间Tr=T/2，可算出C=T2/(4π2·L Y)。若想准确计算出反峰电压的大小（即Ec+V M值），可列出图（C）等效电路的二阶微分方程，解出V M值。简便的方法可采用磁能等于电能，近似解出V M值。假设不考虑回路损耗，L Y中最大磁能等于C中最大电能，即L Y I2YM/2=CV2M/2，又I YM=Ec·Ts/(2L Y)可推导出：V M=EcTs/(2sqr(L Y))=EcπTs/(2Tr)。设Ts=52μs，Tr=12μs代入得V M=7Ec。故反峰电压的最大值:
·
V CMAX=Ec+V M=8Ec。
这就是行输出管及阻尼管在扫描逆程期间应承受的最大脉冲电压，它对Q1的cb极间或D1均属反偏压，故称V CMAX为反峰电压。
(3)t3～t4期间，见图(e)。t3时刻自由振荡由于阻尼管D1导通立即停止，不会象图(f)Vce 的虚线波形，这时L Y中的磁能就通过D1还给电源，磁能逐渐减少，i Y从负向最大值开始渐变至零。t3～t4段时间内变化规律为：
i Y=-I YM+Ec(1-exp(-t/τ))/R=-I YM +E C t/ L Y
可见，i Y随时间线性变化，当t=Ts/2，i Y=0，正好对应t=t4。从t4开始，激励电压Vbe又突变成高电压，使Q1导通，D1截止，过程从头开始。上述就是矩形脉冲激励的开关工作状态下，行输出级工作全过程
三、场扫描电路
1场同步信号的分离
{
目前振荡器多采用RC自激振荡器。由于场同步信号的分离经过了积分电路，干扰窄脉冲已被抑制，因此场振荡器的同步可以采用直接同步法，即用场同步信号直接触发振荡器，使振荡器的翻转过程受场同步信号的控制，从而得到与发端同频、同相的场振荡信号。
为使场振荡器能被场同步信号同步，场振荡器的自由振荡频率必须低于场频，否则场振荡器不能被场同步信号所同步，如图：A所示。但若振荡器的自由振荡频率太低，场同步信号不足以使电路提前翻转，同样也无法进行场同步。为此在场振荡器的定时元件中加入可调电阻，通过调节该电阻就可以改变振荡器的的自由振荡频率，从而实现同步，这就是用户可调的电视机帧同步旋钮。
。
图（A ）
2场锯齿波形成
对场频而言，场偏转线圈的感抗远小于阻抗，所以可以把场偏转线圈看成纯阻负载，这样，场输出组输出锯齿波电压就能够在场偏转线中得到锯齿波电流。
将同步的场振荡信号送入RC 锯齿波形成电路，产生需要的“锯齿波”电压，同时在这里进行场锯齿波幅度调整和线性补偿。根据电路理论，线性锯齿波电压在电感中将产生抛物“锯齿波”电流，因此，要想在场偏转线圈中得到线性良好的锯齿波电流就必须把锯齿波电压进行线性补偿。在实际电路中是把场输出级的“锯齿波”电压经积分后，反馈到锯齿波形成电路进行线性补偿，经处理后的“锯齿波电压”已不是真正的锯齿波电压，但由于场偏转线圈的感抗较小，因此线性补偿量不大，我们仍将它称为锯齿波电压。经处理的锯齿波电压送入场激励级进行电压放大后，送入场输出级进行功率放大。 3 场对称OTL 输出电路
目前，场输出级多采用互补对称OTL 电路，如图B 所示。图中L Y 、R Y 分别表示场偏转线圈等效电感和电阻，C 1兼有S 校正作用。互补对称OTL 电路已在低频电路课程中介绍过，下面结合图（ B ）只分析一下场输出电路的工作过程。
T=T 0时场扫描开始，由于T3基极输入的电平较低，T3集电极电平较高，使T1导通、T2截止，这时流过偏转线圈电流IY 由T1提供。随着T3基极电平的升高，T1基极电平下降、IY 由最大值IP 下降。
当T=T1时，T1截止，IY=0，T2开始导通，C1上的电压给T2供电，随着T3基极电平的升高，T2基极电平下降，IY 反向增加。
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T 1r
T 1
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图（B）-
、
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…
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图（B）-b
当T=T2时，IY达到反向最大值—IP，场扫描正程结束，逆程开始。T3基极电平的跳变使T3截止，T2由导通迅速向截止转换，IY 由—IP 迅速降低。至T4时，IY=0，T2截止、T1导通，IY渐增，IY增至最大值IP，T4后重复下一周期。逆程期间由于IY变化很快，在LY 两端产生上正、下负的感应电压——场逆程脉冲，再加上电阻RY上的压降，形成VY。在上述工作方式下电源电压EC必须足够高，否则，逆程脉冲使T1发射电平高于电源电压EC，同时通过自举电容C2作用到T1基极，使T1反向饱和导通；并随着T1发射极电平降低使T1渐正向饱和导通。由于T1饱和导通时的电流不再受T1基极电平控制，I Y上升慢与偏转线圈的时间常数=L Y/R Y及电源电压E C有关，因此，E C低会使逆程时间过长。由于L Y/R Y值取决于场偏转线圈的结构而无法改变，因此，要缩短逆程时间只能提高电源电压E C。但这样会增加场扫描正程期间电路珠损耗，为此场输出电路多采用双电源电路，在场扫描正程期间由低压电源供电，在场扫描逆程期由高压电波供电。
.
[ FBT
图（C）
双电源场输出电路的形式很多，如上图（C）所示的电路为行逆程脉冲充电双电源OTL 场输出电路。由行输出变压器N1绕组上取得的负向行逆程脉冲经D1整流，在C1上得到约40V的电压。在场扫描正程期前半段T1导通、T2截止，C1上的电压经D2、D3加到C3，N2绕组上的正向逆程脉冲经C2、D3对C3充电，因这期间T1截止而使C3上的电压由约40V 渐上升，直到场扫描逆程开始时，C3上的电压已被充到80V以上，场输出电路在此后的场逆程期时由高压供电。
|
由于场逆和脉冲幅度很大，对场输出管的耐压提出较高要求。为了降低场输出的反峰电压以及消除寄生振荡现象，一般在场偏转线圈两端并接阻尼电阻R P。
四、末级视放电路
末级视放电路的主要作用是对电视小信号处理芯片输出的R、G、B基色信号进最后级放大，以足够的驱动功率使显象管阴极产生扫描电子束电流。该电路应具有两个特点：1．具有较高的放大能力，通常末级视放电路需对基色信号进行30dB~40dB的放大，如从TB1238输出的R、G、B基色信号幅度约为，需经视放电路放大到120VP-P 后才能驱动显象管阴极。
2．具有较宽的带宽，需具备6~8MHz带宽，才能保证图象的清晰度不受影响。
所以末级视放电路中晶体管需选用耐压高及增益带宽积高的晶体管。
末级视放电路常见的有三种电路结构：①共基-共射电流负反馈视放电路，②共基-共射电压负反馈视放电路，③带电流检测及射极跟随器的视放电路。其中共基-共射电流负反馈视放电路在我公司的东芝机芯、三洋机芯上应用较多，共基-共射电压负反馈视放电路较少使用，带电流检测及射极跟随器的视放电路在我公司的飞利浦机芯、超级单片机芯上应用较多。以下将对各种视放电路结构分别介绍。
；
⑴共基-共射电流负反馈视放电路：
①
②基本电路结构如下图：
其中，Q1共基接法；Q2共射接法；Q1、Q2组成共基共射复合放大
电路；Q3共集接法，用作放大器偏置设定电路；R1放大电路直流负载；
《
《
…
…
R2、R3打火保护电阻（可防止显象管软跳火时损坏视放输出晶体管，同时也隔离了显象管阴极电容对视放高频特性的不良影响）；R4限制带外谐波，减少视放谐波发射；C1高频补偿电容；R5、R6射极电流负反馈电阻；R7为Q3、D1、D2偏流电阻；R8、R9放大器偏置设定电阻；D1、D2用于补偿Q1、Q2基-射结电压的温度漂移；R0，C0电源去耦，防止视放电路的谐波沿电源线发射。
②共基-共射电路的特性
A．共基电路
a.频带宽，信号从射结输入，由于基极接地，使三极管Q1的
B-C结电容与视频信号输入端隔离，所以输入端等效电容小，频
带宽。能适度视放的宽频带要求。
b.增益高。
c.输出阻抗高，集电极电流几乎不受VCBR 的影响。
B．共射电路
a.电流增益与共基电路同，因此该组合电路的总开环增益高。
b.频带宽，所以采用共基-共射电路组合能够较好满足视放的宽
频带要求。
c.发射极接电流负反馈电阻及频率补偿电路，可有效提高输入阻
抗及组合电路的频带宽度。
③共基-共射电流负反馈视放电路特点
a.电路增益R1//RK
低频增益GV≈- (Rk是CRT阴极等效电阻)
R5//R6
b.输出阻抗高（≈R1）
c.输出线性差：由于输出阻抗高，且CRT阴极电流增大时，阻抗RK会变小，
结果引起视放增益GV下降，导致亮电平区阳极电流波形压缩。输出线性差
会使图象彩色在低饱和部分的饱和度下降，彩色淡；但白电平压缩可使图象
过大的峰值亮点自然受到压缩而不致在该处出现散焦。
⑵共基-共射电压负反馈视放电路
①基本电路如下：
带；