彩色电视机原理第七章中频信号与伴音信号处理电路

1、第七章 中频信号与伴音信号处理电路,7.1 中频信号处理电路 7.2 伴音信号处理电路 复习思考题,7.1 中频信号处理电路,作用: 对中频信号进行放大, 获得足够的增益; 吸收邻近的特殊干扰; 分离伴音信号和图像信号; 提供自动增益控制信号。,7.1.1 性能要求： 1. 具有足够大增益 电视机整机总增益主要由中频放大器提供, 并根据电视机整机灵敏度和显像管对调制电压的要求来确定各部分的增益。,UIP：检波器输入的图像中频信号峰峰值； USP检波器输出的视频信号峰峰值； Kd：检波器传输系数,A：接收机输入端至检波器输入端增益 EA：灵敏度,检波器,整机,例如： 显像管要求输入峰峰值3080V,视频放大供给36dB（63倍），中频放大器增益的计算。 那么检波输出峰峰值USP最小为1V 若Kd=0.5，,那么A=1413817673 =8384dB,UIP（45）USP45V,若EA为100uV,若高频调谐器增益为20dB，那么中频放大器增益为65dB。,2. 中频通道频率特性要求,图 7-2 中频通道幅频特性,为保留残留边带信号解调不失真，在38MHZ处幅度衰减为相对幅度50%（-6

2、dB）。 伴音中频为31.5MHZ处，幅度衰减为相对幅度的5%（-26dB）。 色副载波中频33.57MHZ衰减相对幅度50%。 30MHZ和39.5MHZ为吸收点，衰减为相对幅度的1%（-45dB），抑制邻近频道干扰。,3. 工作稳定、不自激, 增益可控，要求中放系统AGC控制深度为40dB。,7.1.2 中频滤波与中频放大电路 一、 中频滤波电路 作用：衰减伴音中频、邻近低频道的伴音中频及邻近高频道的图像中频, 抑制这些干扰。 1. LC串联及桥式T型陷波器,L1C1为低通滤波，滤除中频以上的高次谐波 ； L2C2串联谐振抑制伴音中频31.5MHZ信号，保留5%； L3C3吸收39.541MHZ，吸收到5%3%； L5C6吸收高邻频道图像中频30MHZ.吸收到5%3% L4C4C5R2为T型滤波器，吸收低邻频道伴音中频39.5MHZ。吸收到1%,2. 声表面波滤波器(SAWF) 声表面波是沿着弹性固体表面传播的机械波，传播速度比电磁波小十万倍，波长很短，利用它可在物质表面附近集中形变能量，利用压电材料可以完成能量转换。 弹性声表面波器件，适用于高频和超高频（5M1.5GHZ）常用作

3、带通滤波器。 特点：小型化，可靠性高，稳定性好，不用调整。,(1) SAWF的基本原理,原理：输入端输入中频信号，A端叉指换能器叉指间的电场在电极间基片表面激发产生与信源同频的横向超声波，沿着压电基片的表面传输，到达接收端B叉指换能器，利用B指间基片反压电效应，还原成所需电信号。,叉指形电极,(2) SAWF的选频特性 SAWF的选频特性, 由两个叉指换能器本身所具有的机械谐振频率fA、fB决定, 而fA、 fB又由叉指电极的几何尺寸（指条宽度、 指条间距离、 两电极指条重叠长度等）决定。 当外加信源频率等于A叉指机械谐振频率fA时, 所激发产生的超声波幅度最强, 信源频率距机械谐振频率越远, 激发的波幅越弱。 SAWF总的幅频响应特性取决于叉指A与B的幅频特性之乘积。 改变叉指几何形状, 可控制SAWF的中心频率、频带宽度及幅频特性的形状等, 故可根据需要设计成各种滤波器。,(3) SAWF应用原理电路（带通滤波器）,SAWF输入输出为容性， T1次级L2与SAWF输入电容；L3与SAWF输出电容构成并联谐振回路。 谐振频率为选通信号的中心频率，提高输出电平。 R8展宽频带,插入损耗

4、大1520dB ，V补偿，R4R2展宽V频带,声表面阻抗的不同，会产生反射，特性变坏。 外加抑制电路，B端负载失配，A端匹配，降低反射能量。,3. 陶瓷滤波器(CF) CF利用陶瓷压电效应, 当陶瓷片(振子)的固有频率与外加信源频率一致时, 与LC串联谐振相似的特性。 集中选择性滤波器, 工作频率较低, 在电视机中常用作6.5MHz伴音陷波器等。 常用的二端陶瓷滤波器和分割电极三端陶瓷滤波器,(1) 二端陶瓷滤波器,L等效质量(惯性) ，C等效弹性模数，R等效阻尼(机械振动中的摩擦损耗)，C0CF两级间等效电容,陶瓷片在机械振动时,陶瓷片本身的自然频率 C0为陶瓷滤波器两极间等效电容(装配电容), C0与陶瓷片构成并联谐振电路, 并联谐振频率,常利用陶瓷片的串联谐振现象作陷波器,(2) 分割电极三端陶瓷滤波器,L、 C、 R是陶瓷片机械振动等效电参量 C01、C02分别为输入端与输出端对公共端的电容 C12为1、 2两极间分布电容, 可忽略 Tr为输入、输出回路之间等效耦合变压器,当1-3输入信源频率=陶瓷片的串联谐振频率fr时, 则输入电路发生串联谐振, 陶瓷片的机械振动最强, 从而

5、, 陶瓷片以机械振动的方式选出目标信号。,2-3输出端则通过反压电效应, 再将机械振动信号转变成频率及幅度和它一致的电压输出信号。,输入,输出,全电极 （公共端）,输入与输出间的传输方式被等效成变压器Tr, 其变压比n决定于输出和输入电极面积之比, 因此有 若C01=C02, 则n1, 可做成输入与输出对称的滤波器。 三端陶瓷滤波器(CF)的品质因数可高达数百, 其选择性比LC回路好。,二、 中频放大器 要求： 具有足够大的增益, 并要求增益可自动控制 具有足够宽的通频带 适应于残留边带传输方式的增益频率特性。 中频放大器需要由34级组成 常用的形式有分立中频放大器和集成中放电路。,1. 分立中频放大器 (1) 分立中放单元电路 基本单元电路：单调谐放大器、RC耦合宽带放大器、低Q值宽带放大器、双调谐放大器。,T1T2为输入输出变压器， L1R1C1单调谐回路 通过选择初级线圈L1抽头点和初次扎数比改变选择性，实现调谐回路与前后回路的匹配。 C2C3C4电源去耦电容， CN中和电容，,（a）变压器耦合单调谐回路中放,（b）电感串联型低Q单调谐中放（宽带型RC中频放大器）。,LC1Coe

6、1Cie构成低Q单调谐回路，构成形网络，再由电阻电容耦合到下一级。,RC宽频带中频放大器,非调谐电路 放大器的负载阻抗小，增益较低。 放大器频带40MHZ，选频通过集中带通滤波器和耦合双调谐放大器配合完成。 无电感变压器，调整方便，工作稳定，便于集成化。,电感并联型低Q单调谐中频放大器,宽带型RC中频放大器。 LCoeCie和分布电容构成低Q并联回路，谐振在3040MHZ， R2为并联回路阻尼电阻，降低Q展宽频带 R1C1电源去耦电路,（e）外电容耦合双调谐中放。多用于中放末级。 L1C1和L2C2构成双调谐回路，通过C3C4外电容耦合传递。 L1L2各自屏蔽罩隔离。,耦合系数K表示耦合程度,K小，谐振曲线为单峰，峰值低曲线平缓。K加大峰值高，曲线陡，谐振趋向双峰。通常要求双峰间的宽度大于3MHz, 而曲线中间凹陷相对小于10% 两谐振回路彼此影响，少用。,(2) 中频放大器的组合及增益特性,三级同类型中放级联（变压器耦合单调谐回路中放），电路简单，选择性差，满足增益要求不高，AGC容易使总增益曲线变形。,（变压器耦合单调谐回路中放+外电容耦合双调谐中放）选择性好，满足带宽要求时的增益

7、高，电路复杂，AGC作用对总增益曲线影响一般。,（电感并联型低Q单调谐中放+外电容耦合双调谐中放）选择性差，满足频带要求时的中放增益高，AGC对总增益曲线无影响，无电感性元件。,（电感串联型低Q单调谐中放+外电容耦合双调谐中放）选择性好，满足频带时的中放增益高，AGC作用曲线变化小。,（RC宽频带中放+变压器耦合单调谐中放+外电容耦合双调谐中放）选择性好，满足频带时增益高，AGC影响增益曲线小。,（电感并联型低Q单调谐中放+外电容耦合双调谐中放）陷波器把中放1和2分开，减少中放1对后面各级反馈的机会，提供工作稳定性，易调整，选择性良好。,7.1.3 视频检波与输出(预视放)电路 作用: 从中频放大器输出的图像中频调幅波中取出视频调制信号, 即视频全电视信号, 送往图像通道 使图像中频(38 MHz)和伴音中频(31.5MHz)经过检波后, 产生6.5MHz的第二伴音中频调频信号, 并送往伴音通道 输出反映视频图像信号强度的直流信号电压(AGC), 自动控制中放和高放的增益及输出同步分离信号。,一、 二极管包络检波器(黑白电视机采用) 二、 同步检波器（彩色和集成黑白电视机采用） 特点:

8、 （1）良好的线性检波特性，输入电平几十mV可保证无非线性失真，谐波分量少，对高放中放的反馈干扰小。 （2）增益比较高（20dB以上），检波输出23V，可以降低中放增益，中放电路简化，稳定性提高； （3）自动增益控制范围宽，40dB以上； （4）乘法检波减小了伴音和图像以及差拍信号对图像的干扰。,同步检波器原理,输入信号： u2(t) 视频中频调幅信号， u1(t)与之同频同相等幅信号检波开关信号 ； 输出u0(t),V33V34V35V36工作在开关状态，受控于u1 差分放大器V37V38工作在线性区。,u1与u2正周期时，V33V36导通，V34V35截止，IC37增加，IC38减小，,u1与u2负周期时， V34V35 导通， V33V36截止， IC38 增加， IC37减小，,RC1电流永远大于RC2，u0极性不变,UT=26mV, 是温度的电压当量, gm是当u2=0V (差分放大器V37、V38处于平衡状态, IC37=IC38= 1/2IEE)时差分放大管的有效跨导,iC37iC38反映载波信号幅值 iC33iC34 iC35iC36反映调制信号的包络。 把调制的中频电

9、视信号包络检出。,已知u1为38 MHz正弦波, u1=U1cosPIt u2为中频调幅信号, u2 =U2(1+mcost) cosPIt, （为视频信号频率),直流分量,视频信号,二次谐波，滤除,u2=U2cos SIt+FM (t)（包含伴音调频信号）, u2与u1相乘后检波输出为 u0= U1 U2 cos(PI-SI)t-FM) + KU1U2cos(PI+SI)t+FM,式中, FM代表伴音信号瞬时相位, (PI+SI)t+FM)为高频项, 通过滤波后滤除, (PI-SI)t- FM)项为第二伴音中频信号, 它与视频信号一块, 被检波器输出。,2、同步检波器应用电路 TA7607AP（双差分同步检波器）,输入信号u2至同步检波器V37V38上。 输入信号u1（与全电视信号同频同相）的产生：外接选频T103并联谐振回路经V24V25VD1VD2限幅放大得到，送至同步检波器V33V36。 V29V30为u1射随器。 V22V23缓冲隔离电路,7.1.4 自动增益控制电路(AGC) 一、作用：AGC根据检波器输出电平的变化，自动调节高放中放的工作状态，使检波器输出信号保持稳定。 要求： 控制范围要宽 :中放AGC40dB,高放20dB。 控制性能稳定：对前后级以及通道的频率特性影响小。 控制速度应适当，能跟上输入信号电平的变化。 具有延迟控制特性：AGC起控后，先起控中放，当中放AGC控制深度达3040dB后，高放AGC起控，避免输出信噪比降低。,二、 AGC控制基本原理 1.AGC电路的组成,当天线输入信号ui处在电视机灵敏度值附近, 或者说, 检波输出信号uoPP在11.4V时, 高放、 中放都处在最大增益状态。,当ui大于灵敏度值, 通过AGC检波器把uoPP相应变化的值检波出来, 转换成直流控制电压去控制中放、的工作点, 使其增益下降, 以维持uoPP基本稳定。 末级中放不受控,高放增益采用延迟控制式。当中放增益下降40dB后，uoPP仍增长，起控高放增益。 为避免干扰，在AGC检波前，增加抗干扰电路。,2. AGC控制方式 减小放大器增益通过用AGC

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