电视机设计与制作报告.docx
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电视机设计与制作报告
通信产品设计与制作综合实训
姓名:
孙海浪学号:
0904043358
班级:
通信0931
指导教师:
林植平、倪瑛、马虹、张庆海
郭晓剑、骆静、王丹、丁龙刚
陈云
提交日期:
2011年1月3日
概要
本次实训以《电视机原理及电视机检修实训》为参考再配以学生实训学习手册,首先,对电视机工作原理及实训基础知识进行了解,其中包括光学及人眼的视觉特性知识;电子成像原理;电视机原理图和电视机实训基础知识。
其次,了解公共通道工作原理及实训。
第三,伴音通道工作原理及实训。
第四,亮度通道和色度通道的工作原理和实训。
在此基础上进行5.5寸黑白电视机印制电路板的焊接,进一步加深对焊接工艺的要求。
掌握数字万用表的组成与工作原理,了解万用表的功能,学会测量元器件的参数并且掌握判别元器件的坏。
在电视机调试过程中掌握常见故障的处理方案与维修的基本技巧,进一步掌握电视机的工作原理。
其间,我们还去外面实习,接触了更多与专业有关的知识。
通过实习加强学生理论联系实际的能力,提高学生的动手能力;通过实习培养学生团结协作和刻苦耐劳精神,进而增强学生的职业道德素质,为以后走向工作岗位打下良好的基础。
概要.............................................................2
前言.............................................................4
第一章无线图像通信接收机基本工作原理...............................5
1.1光学及人眼的视觉特性知识........................................2
1.2电子成像原理....................................................7
1.3产品原理框图....................................................10
第二章各系统原理...................................................11
2.1公共通道组成与作用..............................................11
2.2伴音通道组成与作用..............................................11
2.3视放电路的组成与作用............................................12
2.4扫描电路的组成与作用............................................13
第三章各系统典型元器件的作用和测量.................................14
3.1公共通道典型元器件的作用和测量..................................15
3.2伴音通道典型元器件的作用和测量..................................18
3.3视放及图像显示电路典型元器件的作用和测量........................20
3.4扫描电路典型元器件的作用和测量..................................23
第四章各系统的调试和故障排除.......................................25
4.1公共通道的调试和故障排除........................................25
4.2伴音通道的调试和故障排除........................................25
4.3视放及图像显示不电路的调试和故障排除............................27
4.4扫描电路的调试和故障排除........................................29
结论.................................................................30
致谢.................................................................31
参考文献............................................................32
附录:
小组照片......................................................33
前言
通过为期五周的实训,我对电视机的原理及其检修有了一定的认识。
学到了很多以前不知道的知识,对通信技术有了一定的兴趣,实训提高了我分析问题和解决问题的能力,增强了独立工作的能力。
培养了我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。
1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。
2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。
熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
3.熟悉印制电路板设计的步骤和方法,熟悉手工制作印制电板的工艺流程,能够根据电路原理图,元器件实物设计并制作印制电路板。
4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查阅有关的电子器件图书。
5.学会利用电路原理图检查、处理电路故障、调试,当各部分电路正常工作时,将电路板与显像管进行连接,能够接受到清晰的电视节目。
第一章无线图像通信接收机基本工作原理
1.1光学及人眼的视觉特性知识
1.1.1光和颜色的本质
1.光和颜色的本质
光的本质是什么?
由光学知识可知:
光是以电磁波形式存在的微粒子流,是一种能携带能量的特殊物质。
电磁波的波谱很广,包括无线电波、红外光波、可见光波、紫外光波、X光线、宇宙射线等,如图1-1所示。
其中人眼能看到的(即能引起人眼视觉的)那一部分光谱叫做可见光。
可见光的波长范围为380~780nm。
图1-1可见光在电磁波波谱中的位置
2.三基色原理
三基色原理的主要内容是:
(1)自然界中的绝大部分彩色,都可以由三种基色按一定比例混合得到;反之,任意一种彩色均可以被分解为三种基色。
(2)作为基色的三种彩色,要相互独立,即其中任何一种基色都不能由另外两种基色混合来产生。
(3)由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于参与混合的各基色的亮度之和。
(4)三基色的比例决定了混合色的色调和色饱合度。
红色十绿色=黄色;绿色十蓝色=青色;
蓝色十红色=紫色;红色十绿色十蓝色=白色。
亮度方程
Y=0.30R+0.59G+0.11B
式中,0.30,0.59,0.11分别是R,G,B的可见度系数。
这表明三基色光在组成亮度中的作用是不同的,绿光最大,占59%,蓝光最小,占11%,这是由于人眼对三基色的亮度感不同引起的。
亮度电压方程
UY=0.30UR+0.59UG+0.11UB
1.2电子成像原理
1.2.1黑白图像的光电转换
1.像素的概念与图像的传送
当仔细观察报纸上一幅清晰完整的黑白图像时,就会发现图像由许多排列有序、深浅不同的小圆点(或小方块)组成。
也就是说,一幅清晰图像是由数万个彼此配合,亮度不同或相同的小单元(圆点或方块)组成的。
这些小单元是构成图像的基本单元,称为像素。
每个像素反映图像的一点信息。
显然,像素越多、越密,图像就越清晰、细致。
在正常观看距离下,电视屏幕上的一幅清晰图像是由约44万个像素组成的。
一幅图像所包含的40多万个像素是不可能同时被传送的,它只能是按一定的顺序分别将各像素的亮度变换成相应的电信号,并依次传送出去;在接收端则按同样的顺序把电信号转换成一个一个相应的亮点重现出来。
只要顺序传送速率足够快,利用人眼的视觉暂留效应(即视觉惰性)和发光材料的余辉特性,人眼就会感觉到是一幅稳定而完整的图像。
这种按顺序传送图像像素信息的方法,是构成现代电视系统的基础,并被称为顺序传送系统,图1-4是该系统的示意图。
图1-4图像顺序传送系统示意图
3.电子扫描
大家知道,电子是携带负电荷的微粒子,质量极小,惯性几乎为零。
用电子形成振荡,可达到数兆赫兹。
一个电子携带的能量是极有限的,一群电子携带的能量则是可观的。
一群电子沿某一方向的运动形成电子束。
电子束从左到右、从上到下以均匀速度依照顺序一行紧跟一行地进行扫描,称为逐行扫描,
电子束先扫描图像的1、3、5……奇数行,再扫描2、4、6……偶数行,最后将奇数行和偶数行均匀嵌套,这种方法称为隔行扫描,如图1-6所示。
电子束移动轨迹的集合体称为光栅。
图1-6隔行扫描原理图
例如,把一个白底黑色“中”字变为电视信号时,摄像机镜头把“中”字成像于摄像管的靶面上,摄像管电子束沿靶面由上至下逐行扫描,当扫描到对应于图像白处,由于电流较大,输出低电压;当扫描到相应于图像的黑处,由于电流小,输出高电压。
各行扫描输出的电压如图1-7所示。
图1-7逐行扫描
电子束先扫描图像的1、3、5……奇数行,再扫描2、4、6……偶数行,最后将奇数行和偶数行均匀嵌套,这种方法称为隔行扫描,如图1-8所示。
电子束移动轨迹的集合体称为光栅。
图1-8隔行扫描原理图
图1-9隔行扫描重现图像示意图
1.3产品原理框图
1.3.1黑白电视机原理框图
第二章各系统原理
2.1公共通道组成与作用
公共通道的作用是对由天线接收下来的高频信号进行选频(选取需要的电台)、放大,再经混频取得中频信号,然后对中频信号进行足够的放大,经过检波还原成彩色全电视信号和第二伴音中频信号。
图2-1公共通道的组成
它包括天线、高频调谐器、中频放大器、视频检波器、自动增益控制电路(AGC)、自动噪声抑制电路(ANC)和视放电路。
2.2伴音通道组成与作用
我国电视接收机的伴音大部分仍采用内载波接收方式,即单通道超外差式。
在预视放级之前,伴音中频和图像中频是在同一通道中传送的,在预视放级之后便单独传送。
一般把从预视放级到扬声器这一部分称为伴音通道。
我国电视标准规定,图像信号采用调幅制,伴音信号采用调频制,伴音载频频率比图像载频频率高6.5MHz。
伴音通道的组成方框图如图3-1所示。
图3-1伴音通道组成方框图
伴音通道的作用是:
将6.5MHz第二伴音中频信号(调频信号)加以限幅放大,抑制寄生调幅信号,经鉴频器鉴频输出伴音信号,再经音频功率放大后去推动扬声器,重放电视伴音。
具体工作过程是:
视频检波器输出的第二伴音中频信号幅度很小,只有毫伏级,虽然预视放对它有放大作用,其输出也只有10mV左右,不能满足鉴频器正常工作需要1V以上信号电平的要求,所以必须在预视放和鉴频器之间加一至二级第二伴音中频放大器(中放增益为35dB左右),将信号加以放大并限幅以抑制寄生的调幅干扰,使6.5MHz第二伴音中频信号变为等幅的调频波。
鉴频器将6.5MHz第二中频信号进行频率检波,还原委为音频调制信号,其输出的音频信号幅度约为50~100mV,还需要用音频放大电路加以放大,使输出的不失真功率在0.5W以上,以推动扬声器,并重放伴音。
2.3视放电路的组成与作用
彩色电视机末级视放的技术要求与黑白电视机末级视放的技术要求基本相同。
1、要求有足够的增益,使视频信号电压能够放大到足以激励显像管正常工作的幅度。
2、要有足够的视频宽度(大于6MHZ),以保证图像的清晰度达到要求。
3、要求线性好、失真小,能够不失真地放大视频信号。
由于彩色电视机中的末级视频放大器不是一个,而是三个,分别放大三个极色信号或三个色差信号,因此涉及一个自平衡调整地问题,这是彩色电视中末级视放所特有的技术要求。
要求对三个放大器的直流电平和交流激励信号电压进行统调,使荧光屏在任何亮度和对比度的情况下都只呈现白色、灰色或黑色,而无其它颜色。
采用基色激励的末级视放电路又可以分成两类。
第一类为兼有矩阵变换功能的末级视放电路,在这一类电路中不仅要对基色信号进行放大,还需要在视放电路中完成矩阵变换,才能得到三基色信号。
其方法是向三个视放管的基极分别输入VR-Y、VG-Y和VB-Y色差信号,而在每个视放管的发射极都输入负极性的亮度信号VY。
第二类为不兼有矩阵变换功能的末级视放电路,在第二类电路中只是放大及色信号,它的矩阵变换功能设计在前面的集成电路中。
它的电路相对简单一些。
末级视放电路
2.4扫描电路的组成与作用
扫描电路的主要作用是:
1)向行、场偏转线圈提供符合要求的行、场锯齿电流,如图8-1和8-2所示,以保证显像管内电子束进行水平和垂直方向的扫描,为重现图像提供正常的光栅;
图8-1图8-2
2)向亮度输出级和解码电路提供行、场消隐脉冲信号;
3)产生显像管及其附属电路所需的高、中压电源。
由于行、场输出级工作电压较高,工作电流较大,所以,目前行输出级一般都采用分立元件电路,而场输出级有些采用分立元件电路,有些则采用集成电路,因此,通常把小信号工作的行、场扫描电路集成为一块集成电路。
图8-3同步扫描系统方框图
第三章各系统典型元器件的作用和测量
3.1公共通道典型元器件的作用和测量
公共通道包括天线、高频调谐器、中频放大器、视频检波器、自动增益控制电路(AGC)、自动噪声抑制电路(ANC)和视放电路。
3.1.1天线
天线是高频信号能量与空间电磁波能量互相转换的装置。
由高频电视信号能量转换为空间电磁波能量的装置称为发射天线,例如电视台的蝶形天线;由空间电磁波能量转换为高频电视信号能量的装置称为接收天线,简称天线。
天线的种类很多,性能差别也很大,通常注意4个参数:
(1)输出阻抗。
(2)增益。
(3)频带宽度。
(4)方向性。
3.1.2高频调谐器
高频调谐器又称高频头,是由输入电路、高频放大器、本机振荡器和混频器组成。
其作用:
从天线感应到的各种微弱信号中选出欲接收频道的高频电视信号(包括高频图像信号和高频伴音信号)而抑制其他干扰信号,经过高频放大器放大,以满足混频器对信号幅度的要求。
在混频器中,将某一频道的本机振荡信号与对应频道的高频图像信号和高频伴音信号进行混频(差频),得到固定的38MHz中频图像调幅信号和31.5MHz中频伴音调频信号,送给中放电路处理。
3.1.3中频通道
1、中频通道的组成
电视信号从高频调谐器到视频检波器所经历得电路称为中频通道。
它是由预中放电路、声表面滤波器(SAWF)、中频放大器、视频检波器、自动增益控制电路(AGC)、自动噪声抑制电路(ANC)和预视放电路等组成。
2、中频通道的作用
1)放大中频电视信号
2)经过视频检波得到视频全电视信号
3)在视频检波器中,将38MHz图像中频信号和31.5MHz伴音信号进行混频(差频),得到6.5MHz第二伴音中频信号(调频波)。
3、预中放电路和声表面滤波器
用声表面波的传输特性进行滤波的,可以一次性形成所需的中放电路幅频特性,而且有体积小、稳定可靠、不用调试等优点。
其主要缺点是插入损耗大。
为了弥补声表面波滤波器的插入损耗(一般在15dB左右),在其前面加一级增益为15dB左右的预中放电路,通常采用低噪声高频管构成共发射极单管放大器。
4、中频放大器
中频放大器的作用是对中频信号进行放大,放大增益要达60~70dB。
中频放大电路可以由三级或四级分立件选频放大器构成。
目前彩色电视机都用集成宽带双差分放大电路,其基本电路为三级高增益宽带放大器,每级都采用双端输入、双端输出电路,通过内部交流反馈来控制电路增益并扩展通频带。
5、预视放电路
检波后的信号要同时供给亮度通道、色度通道、自动增益控制(AGC)电路、扫描电路、伴音电路和自动噪声抑制电路(ANC)等,为了不影响同步检波器的正常工作,在检波器和负载之间设置预视放电路。
预视放级通常使用射极跟随器。
预视放级输出信号通常经6.5MHz带通滤波器取出第二伴音中频信号,经6.5MHz带阻滤波器(或6.5MHz陷波器)取出彩色全电视信号FBYS。
6、自动噪声抑制(抗干扰)电路(ANC)
噪声是指大幅度的尖脉冲干扰,如火花、雷击、混频产生的高次谐波等。
超过消隐电平的干扰叫黑干扰,超过最白电平的干扰脉冲叫白干扰。
若不把这些干扰脉冲去掉,将在荧屏上产生黑、白噪波点,黑干扰还会影响扫描的同步,破坏AGC正常工作。
因此,在预视放级后设置黑干扰和白干扰电路来消除干扰。
自动噪声抑制电路种类较多,有截止式、短路式、抵消式、简易式等。
7.自动增益控制(AGC)电路
AGC电路的作用是当天线接收的高频电视信号有强弱变化时,能够自动调节中放级和高放级的放大倍数(即增益),使检波后的视频信号变化甚微。
一般要求输入信号电平变化1000倍(即60dB)时,其检波输出的视频信号电平变化不超过±1.5dB。
AGC电路由AGC检波、AGC放大、高放延迟AGC等电路组成,AGC电路有多种,如平均值AGC、峰值AGC、键控AGC、延迟式AGC以及它们结合的电路。
表2-1 高频调谐器引脚功能及测试数据(500型万用表)
引脚
功 能
工作电压/V
对地电阻/Ω
VL
VH
U
R×1K(正)
R×1K(负)
IF
中频输出
0
0
0
100Ω
100Ω
MB
电源
5.0
5.0
5.0
0.38K
0.4K
B1
VL波段
4.7
0
0
5K
15K
B2
VH波段
0
4.7
0
5K
15K
VT
调谐电压
0-30
14K
50K
AGC
自动增益控制
4.2
2.0
4.2
7.9K
14.5K
3.2伴音通道典型元器件的作用和测量
伴音通道包括伴音中放限频电路、鉴频器、音频放大器等。
3.2.1第二伴音中频限幅放大电路
第二伴音中频限幅放大器的作用是向鉴频器提供幅度足够的(≥1V)等幅的第二伴音中频调频信号(6.5MHz)。
第一级中放是普通的宽频带阻容耦合放大器,第二级中放是单调谐放大器,在并联谐振回路上并有两只彼此反接的开关二极管,如图3-2中的VD1、VD2。
它是双向限幅器,当谐振回路两端电压超过开关二极管的导通电压时,二极管导通,回路电压限制在±0.7V之间。
其目的是消除寄生调幅干扰,防止伴音失真和产生蜂鸣音(当伴音中频31.5MHz的幅度不是小于小于图像中频38MHz的幅度时,第二伴音中频可能是调频调幅波,便会产生蜂鸣音)。
T1的初级电感和C1组成谐振频率为6.5MHz的调谐电路,取出放大后的第二伴音中频送给鉴频器。
R1是回路的阻尼电阻、降低Q值,扩展回路的频带宽度,保证伴音中放频带fB≥250kHz;有的电视机采用三级带恒流源的差分放大器组成伴音中放,效果更佳。
图3-2中频限幅放大电路
3.2.2鉴频器
鉴频器又叫调频检波器,其作用是从第二伴音中频中解调出调制信号(音频信号)。
鉴频器的种类较多,有比例鉴频器、相位鉴频器、同步鉴频器等。
下面介绍集成电路中常用的同步鉴频器工作原理。
鉴频器输出电压U0随输入信号频率f的变化而变化,如图所示的S形状的关系曲线,称之为鉴频特性曲线或称S曲线。
一般对S曲线的要求是:
(1)曲线上下对称。
(2)曲线的线性部分中点应位于6.5MHz处。
(3)曲线的直线部分带宽为300kHz左右
图3-3鉴频特性曲线
由于电视音频信号中的高频分量振幅小于低频分量振幅,而调频传送系统的干扰信号多为高频干扰,所以,调频信号的信噪比随着音频信号频率的升高而下降。
为此,在电视信号发送端进行音频调频之前,有意地提升音频调制信号的高频分量幅度,称为“预加重”,目的是为了保持较高的信噪比进行传送。
在接收端鉴频之后要相应地衰减音频信号中的高频分量幅度,称为“去加重”,目的是恢复音频信号原来的幅度关系。
预加重和去加重采用的电路分别是微分电路和积分电路。
3.2.3音频放大器
图3-4音频放大器电路
音频放大器的工作过程如下:
设输入正弦波信号正半周,经VT1、VT2放大后,VT2集电极电位在正半周变化,VT3导通,VT4截止,UCC中电流经VT3、C2、RL到地,使正半周电流流入扬声器而使扬声器发声,同时电流对C2充电,使C2左边电压。
当输入正弦波信号负半周时,经VT1、VT2后,VT2集电极电位向负半周变化,如图3-4示,VT3截止,VT4导通,C2通过C2正极、VT4集射极、地、RL、C2负极放电,使负半周电流流入扬声器而使扬声器发声,完成一个正弦波形的发声过程。
3.3视放及图像显示电路典型元器件的作用和测量
图像显示典型电路
图7-1为一种典型的共Y串联式基色矩阵和末级视放电路。
图7-1基色矩阵和末级视放电路
末级视放电路
末级视放电路由三对共发一共基晶体管组合V505-V506,V507-V508,V509-V510及其周围元件组成,它还承担了基色矩阵的任务,其电路如图7-4所示。
图7-4末级视放电路
TA7698AP20、21、22脚输出的ER-Y、EG-Y和EB-Y色差信号,分别经限流电阻R523,R525、R527加至共发接法的小功率管V506电路和亮度信号V506、V508、V510的基极,其发射极接有亮暗色白平衡的可调矩阵电路和亮度信号,V505、V507、V508为共基接法的功率管器件,三个色差信号从发射极输入,同时在发射极也输入来自CPU的红色、绿色字符,字符消稳信号通过V202加在亮度信号中,由于在小功率表V506、V508、V510的发射结上就已完成三个色差信号ER-Y、EB-Y、EG-Y和亮度信号EY的相加功率管V505、V507、V508仅对ER、EB、EG三个色度信号加以放大,由集成极输出加至显像管相应的阴极。
TA7698AP20、21、22、脚输出的ER-Y、EG-Y和EB-Y色差信号,分别经限流电阻R523,R525、R527,加至末级视放管V505、V507、V509的基极。
V202发射极输出的亮度信号EY分别经R265与R540、R252与R541、R253与R542加至V505、V507、V509的发射极。
ER-Y与EY在V505发射结相加形成红基色电信号ER,EG-Y与EY在Q507发射结相加形成绿基色电信号EG,EB-Y与EY在V509发射结相加形成蓝基色电信号。
EB、ER、EG三个基色电信号分别经V505、V507、V509放大后,由集电极输出加至显像管相应的阴极。
行输出变压器T461②脚输出的行逆程脉冲经R449、D406、C441、C447整流滤波后得到+180V直流电压,再经L595,分别经过集电极电阻R591、R592、R593加至V505、V507、V509的集电极。
R557、R558、R559是暗平衡调整电位器;R553、R554是亮
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