第三节 中频电视信号处理及同步分离电路..

第三节中频电视信号处理及同步分离电路各频道的高频电视信号经高频调谐器变频，成为中频电视信号后需再进一步处理，这种接收方式有一系列优点：因中频电视信号频带固定，便于控制频响，易于改善选择性。

又因在较低频率下工作，即使增益高，也不会反馈到高放级而引起自激，所以有利于提高灵敏度。

中频电视信号处理电路由：预中放电路、声表面波滤波器、中频放大、中频压控振荡器（PIF-VCO）、视频检波器等组成。

对中频电路的要求：* 中频信号增益控制范围65dB。

PIF输入灵敏度42dBμ。

* 有良好的选择性，抑制邻道干扰大于50dB。

抑制2.07MHz干扰大于45dB。

* 完成视频检波，产生AGC、AFT信号。

* 视频检波输出带宽8MHz，视频输出信号幅度2.2V。

* 视频输出信/噪比大于50dB。

* RF-AGC延迟量最大110dBμ。

1、中频电视信号的处理流程（如图3-1所示）电视接收机灵敏度主要取决于中放电路的增益。

通过SAW的图像中频（PIF）信号，首先进入由三级差分放大器组成的中放电路，增益约40dB~65dB，进入同步解调器完成视频检波，输出约2.0~2.5V P-P视频全电视信号。

为补偿声表面波滤波器的插入损耗，中频处理电路还要加入一级预中放。

为了表达清晰简单，图3-1中未画预中放，因它没有频谱变化作用。

矢量PC、CC、SC 分别表示图像载频、色度副载频、声载频（它们的边频成分未画出）。

电路图中点①处的射频信号频谱成分表示在图①中，点②处中频电视信号的频谱成分表示在图②中，点③与点④处的信号频谱成分及信号波形分别表示在图③与图④中。

电路中各点的频率值是以10频道为例。

高频电视信号采用残留边带方式传送。

在（0~0.75）MHz范围内，上下边带完整发送；而在1.25MHz以外的下边带完全被滤除。

要求电视机中频通道的幅频特性必须与这种残留边带传输特性相适应。

能够提供这种幅频特性的器件就是声表面波滤波器SAW。

SAW还要对高邻道的图像载频和低邻道的声载频作有效的抑制，并保证本频道图像信号有6.0MHz带宽,伴音信号有250~300KHz带宽。

检波输出的视频信号同步顶电平反映了中频信号的强弱，从同步顶电平经峰值检波取得控制中放和高放增益的AGC信号，由此控制中放及高放增益保持视频输出幅度稳定。

中频VCO是否提取了38.0MHz载频，反映在AFT信号上，微控制器MCU依据AFT 信号对高频调谐器本振频率进行调整，保证混频结果所得载频是38.0MHz。

RF-AGC图3-1 电视中频信号处理流程（以10频道为例）2、中放及视频检波电路中放及视频检波电路结构如图3-2所示。

图像中频信号（PIF）自TMPA8829第（41）、（42）脚进入，经图像中频放大，在同步检波器I-Det中解调出视频全电视信号，再经IC 内部的视频放大、输出极性转换等环节，由IC201第（30）脚输出幅度为2.2V P-P的复合视频信号CVBS。

图3-2中放及视频检波由同步检波器Q-Det、图象中频PIF-VCO、PIF-PLL及环路滤波器组成提取中频载波的锁相环。

Q-Det是相位比较器，对输入信号V IF及V f0进行相位比较，输出误差信号v c，Pin35外接环路滤波器，从v c中滤去调制成分及谐波分量。

在v c控制下PIF-VCO的振荡频率与PIF信号锁相，该锁相输出f0是单频信号（38.0MHz），f0将作为同步解调器的参考信号传送给解调器I-Det 。

视频检波器是一种载波提取锁相检波电路，简化结构如图3-3所示。

图中IC201（TMPA8829）第（35）脚外接环路滤波器与锁相环的正常工作有极密切的关系，环路滤波器需滤除PIF中的调制成分及高次谐波，保证锁相环路工作在载波提取模式，提取的输出频率与PIF中频载波同频同相。

TMPA8829的PIF-VCO电路不用外接谐振线圈，因而带来电路板设计简单和生产成本低的优点。

该芯片的中频锁相环（PIF-PLL）系统有自动校准电路，由微处理器运行一段校准程序，在５０ms内即可完成对PIF-VCO振荡频率f0的校准，所以生产和维修过程均不必人工调整中频频率。

校准PIF-VCO频率f0需要一基准频率源，TMPA8803采用了对8MHz （晶振）时钟频率与分频处理后的PIF-VCO频率进行锁相比较的办法，来获取准确而稳定的PIF-VCO频率f0。

不同标准中频频率（38.0MHz、38.9MHz、39.5MHz…..）的选择需通过I2C总线进行设定。

图3-3载波提取型锁相检波3、自动频率跟踪及自动增益控制电路AFT自动频率跟踪功能，是保证电视机锁定频道的主要方法。

AFT信号由中频电路产生，它有模拟和数字两种方式，目前多数芯片采用模拟AFT，当高频调谐器本振频率与某一频道图像载频之差为中频频率时（我国为38.0MHz），该频道图像被电视机接收，此时若为最佳调谐状态，则AFT=（2.5V）基准值，中频频率发生偏移时，AFT信号就会偏离基准值，向MCU指示电视机已不是最佳调谐状态，MCU检测AFT信号的变化后，对高频调谐器本振频率进行调整，使电视机的调谐状态回到最佳调谐点，实现对接收频道的跟踪锁定。

TMPA8829采用先进的数字AFT频率跟踪方式，中频锁定状态由锁定识别电路给出数字识别结果AFA、AFB两bit信号，如图3-4所示。

图中横坐标表示调谐频率，纵坐标表示AFA 、AFB 电平。

电视机处在最佳调谐状态时，AFA=1，AFB 在0、1之间跳变。

AFB 跳变的位置正是中频频率（38.0MHz ）之处。

MCU 依据上述AFA=1、AFB=0/1跳变的条件，即可判断本振频率是否正确。

如果AFA=1、AFB=1,表示中频频率高于基准38MHz ，应将本振频率降低一步(步长在41.67KHz 之内)，直到AFB=0出现；如果AFA=1、AFB=0，表示中频频率低于基准38MHz ，应将本振频率升高一步，直到AFB=1出现，如此反复调整本振频率，总保持AFA=1、AFB 总处在0/1跳变状态，说明该频道已锁定。

这里所谓本振频率升高或降低一步,在采用频率合成式高频调谐器时是指增/减62.5KHz 的步长，在采用电压合成式高频调谐器时，是指14bit 的V T 电压增减1bit 。

(3)、频道搜索① MCU 调用频道搜索程序，给出频段数据到高频调谐器。

② MCU 的14bit PWM 接口输出Vt 电压给高频调谐器（或MCU 向频率合成式高频调谐器输出频道数据），并使V T 电压从低到高（或从高到低）进行扫描，本振频率随V T 电压的变化作频率扫描。

两个频道之间相隔8MHz(我国标准)，因而对每个频道开始扫描可快速步进。

当IF 快速进入AFA=1的宽窗口时，MCU 会减慢V T 的扫描步长，以便得到AFB 从1到0的精确调谐位置。

③ MCU 纪录频道搜索结果。

频道数据存入存储器EEPROM 。

重复A ～Ｃ操作，扫描、存储另一频道。

④. 电视机工作在正常接收状态需转换频道时，可采用AFA=1的正常宽度窗口。

MCU 向高频调谐器输出欲接收频道的V T 电压或频率数据，并使本振频率以大步长进入AFA=1窗口，当IF 快速进入AFA=1窗口后，MCU 减慢扫描步长，MCU 主程序每次循环只给V T 数据的最低有效位加１(步长Step=1)，从I 2C 总线读回AFB ＝１/0 的状态，判断AFB 已处于1/0跳变沿时即锁定新转换频道。

166.68KHz AFA AFA 图 3-4 AFT 信号 IF⑤ 为了搜台可靠，29A1彩电除通过AFA 、AFB 的状态作为判断频道是否已正确调谐的条件外，还增加了通过检查是否有同步头来作为频道调谐状态的判据。

当调谐器已接收到电视节目时，解调后的视频信号就会有同步头脉冲，将该脉冲从IC201第（62）脚（TV sync ）输入TMPA8829的MCU 进行判断，可减少频道搜索的误判。

图3-5给出同步头分离电路。

TMPA8829第（30）脚输出的复合同步信号，经过外围电路进行伴音陷波处理，得到的视频信号，经IC901切换开关进行相应闭合通过，送入到Q906、Q211缓冲，到达Q210基极。

Q210的偏置为微导通，集极电平为0，当同步信号到来时，Q210饱和导通，基极电位上升到近似+9V 。

电容C241通过Q210发射极及信号源内阻快速充电到同步头峰值电平。

同步信号过去后，Q210因基极电位上升而截止，C241通过高阻值电阻R262（2.2K Ω）缓慢放电，直到下一同步脉冲来临。

在行正程期间，C241上的电压变化很小，Q210保持截止，于是，在其基极上输出同步头脉冲。

Q005是对同步头脉冲作整形后，输送给TMPA8829第（62）脚，交MCU 处理。

4、AGC 电路为使视频输出信号的幅度保持一定(指同步头的幅度保持一定)，电视机中的中放及高放电路都具有增益自动控制功能,其方法是选择具有AGC 特性的器件作放大电路或放大电路的负反馈电路，只要设法改变这种电路的偏置状态即可改变整个放大电路的增益。

AGC 电压就是控制上述偏置状态的信号电压。

我们已知中频信号的强、弱，反映在视频信号同步顶电平上，经峰值检波与滤波得到中频AGC 电压，它随中频信号的强弱产生高低变化，将其加到IF 电路即可改变中放增益。

已知整机噪声系数分为各级噪声系数，可见降低输入电路和前级的噪声系数，提高前级增益，对改善整机信噪比有决定性作用。

所以高放AGC 应该“延迟”起控。

5、声表面波滤波器(ASW)声表面波滤波器在压电介质晶片上，制备有两组叉指形换能器，交变信号加到输入（发射）叉指时，交变电场通过换能器的压电效应激起声表面波。

声表面波传输到输出（接收）叉指时，再通过换能器的逆压电效应恢复出电信号。

其传输特性主要取决于叉指的几何形状。

为减小界面反射，基片两端及叉指外表面附有吸声材料。

声表面波在基片表面的传播速度比电磁波的传播速度小105数量级，且与频率无关，因而滤波器体积小，对各频率分量的延时都一样。

要满足电视机中频通道所要求的幅频特性、陷波深度和群延迟特性毋需调试，温漂及时间漂移小，中频通道频率特性的稳定性好，体积图3-5 同步分离电路小。

29A1型电视机选用F1036W型声表，其频率特性如下所示。

F1036W型SAW频率特性(D/K制式)6、预中放电路预中放的主要功能是补偿声表面波滤波器（SAW）的插入损耗。

中频电视信号通过声表面波滤波器时有大约16dB~20dB的衰减，称为插入损耗。

预中放的功能是提升中频信号的幅度，弥补SAW对电视信号的衰减，有利于提高信噪比。

预中放电路一般采用分立元件组成，从结构形式分有电流串联负反馈及电压并联负反馈两种电路模式。

预中放的要求：* 频带足够宽。