作者：韩广兴
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
电视机原理与维修(第4版)试读：
前言
《电视机原理与维修》是根据教育部新颁布的全国中等职业学校电子电器应用与维修专业教学计划与“电视机原理与维修”教学大纲编写的。随着科学技术的发展和人们文化物质生活水平的提高，家用电子产品越来越受到人们的欢迎，其中电视机是人们生活中不可缺少的。目前，我国已经成为世界上彩色电视机产销量最大的国家，许多国产名牌也跻身于世界名牌之列。特别是近几年来，彩色电视机的性能和高新技术含量都有了很大的提高，而且不断有新的产品问世，我国彩色电视机市场出现了前所未有的活跃。
彩色电视机是应用新技术较多、产品更新换代较快的典型家电产品。新技术的普及主要表现在新型集成电路和新器件的应用上，彩色电视机功能的增多使整机结构的复杂程度大大增加。新工艺、新器件的应用大大提高了产品的性能。
市场热销的同时也给售后服务和维修行业带来了新的问题。从事营销、售后服务和维修的人员都需要普及、更新彩色电视机的原理与维修方面的知识，同时也需要不断地学习新的技术，熟悉新的器件，了解新型电路的维修特点，掌握新机型的维修技能。
学习彩色电视机维修首先要先学懂原理，然后学会看图，在这个基础上学会辨认元器件，了解常见故障发生的部位与症状表现之间的关系，进而学会分析故障和排除故障。
电视机是一种集微电子技术、信号处理和智能控制等新技术于一体的家用电子产品，学习维修彩色电视机，特别是入门者，要从电视机的基础知识开始。虽然彩色电视机的机型和款式不断变化，但最基本的原理变化不大。学习维修彩色电视机最重要的就是实践，维修技术是一门实践性很强的课程，只学理论而不进行实际操作是很难学会的。
培养学生的维修技能是这门课程的教学目标，需要理论联系实际，将国家职业技能鉴定的内容（中级、高级）纳入教材之中，经培训和实习可达到中、高级职业技能水平。
为了提高学习彩色电视机维修的效率，本书采用图解的方式，将电视机的整机结构及各单元电路的结构，信号处理过程，各电路部位的信号内容和波形等用图配文的形式表现出来，直接在电路图上标注元器件的功能、电压或参数波形等信息内容。
本书重点介绍电视机的基本原理和实用维修技术，对集成电路主要介绍内部功能和外部接口，避开内部电路的分析和复杂的计算。
为了便于讲授，并与实际维修衔接，对原机型的电路图中不符合国家标准的图形及符号未做改动，以使维修者在原电路板上能准确地找到故障元器件，并快速排除故障。在此特别加以说明。
参加本书编写的有：韩广兴、韩雪涛、吴瑛、张丽梅、马楠、韩雪冬、吴玮、高瑞征、吴惠英、梁明、宋明芳、吴鹏飞、孙涛、宋永欣、张湘萍、孙继雄、庞明齐。
为了便于学习，电子工业出版社聘请天津市涛涛多媒体技术有限公司及一线教师共同研制开发了本教材的配套多媒体课件，此课件通过了教育部审定，获得了一致好评。
我们还专门开通了技术咨询服务的网站（www.taoo.cn）。读者有什么问题可通过网站、电话或信件的方式与我们进行联系和交流，地址：天津市南开区华苑产业园天发科技园8-1-401，邮编：300384，联系电话：022-83718162/83715667，13702178753。
全书所有的内容都是以国家职业技能资格认证标准为依据。学习者通过学习除增强技能外，还可申报相应的国家职业资格，获得国家统一的职业资格证书。读者如果在考核认证方面有什么问题或需要什么资料，也可直接与我们联系。
为了方便教学、本书还配有电子参考资料包，内容包括素材文件、教学指南，练习题及习题答案（电子版），以及本书配套光盘使用说明，请有此需要的教师登录华信教育资源网（http：//www.hxedu.com.cn）下载或与电子工业出版社联系，我们将免费提供，E-mail：yhl＠phei.com.cn。编 者2015年3月第1章电视信号发射与传输的基础知识1.1 电波的发射与传输1.1.1 无线电信号的传输特性
通过空中传输的电波就是无线电信号。电波传输的方式是与波长有关的，其关系如图1.1所示。电波是由天线发射出来的，不同波长的电波信号受到电离层的影响是不同的。图1.1 电波传输的路径
1.中波
中波（0.5～1.6MHz）通常是由地面波（或称地上波）传输的，因此传播的距离比较近，中波广播只能覆盖城市和郊区。晚上中波也可以靠电离层（E层）的反射来传输，因此中波广播晚上传播的距离比较远。
2.短波
短波（1～30MHz）可以穿透电离层的E层。但是遇到电离层的F层便会反射回来，由于电波的反射可能传输到地球的侧面，由图1.1可见它传播的距离很远，通常可用于洲际广播。
3.VHF频段
VFH频段（30～300MHz）的无线电波，可以穿透E层和F层的电离层，而不会反射回来，只能进行直线传输。电视节目是用此波段进行传输的，必须使用高塔，升高天线来覆盖更大的面积。
4.C波段、K波段
C波段是3～4GHz的微波波段，K波段是12～14GHz的微波波段，这两种信号的电波都能穿透电离层，卫星通信和广播是利用这些频段。1.1.2 广播电视信号的传输
1.中波广播
中波广播电台的节目是525～1605kHz的波段，它将声音信号通过调幅的方式（AM），以地面波的形式传输出去，如图1.2所示。图1.2 中波广播节目的传输
2.短波广播
短波广播是利用电离层的反射进行传输的，它也采用调幅（AM）的方式，由于靠电离层反射，会受到时间和季节的影响，接收往往不是很稳定。
3.VHF频段的FM广播
FM立体声广播的频段为87～108MHz，由于此段的信号电波会穿透电离层，因此采用直线传输方式，如图1.3所示。图1.3 VHF频段的FM广播
4.电视信号的传输
电视信号是图像和伴音的合成信号，它的载波频率高、频带宽。图像信号采用调幅的方式，伴音信号采用调频的方式，然后再合成一个信号发射出去。电视信号也是利用直线传输的方式，如图1.4所示。图1.4 电视信号的传输方式1.2 调制与解调的基本概念1.2.1 调制与解调的基本概念
从前面的介绍中已经了解不同频率电波的传输特性。在实际的通信和广播中我们需要传输电视节目、音乐节目和数据信息等。我们需要传输的这些信息内容不能直接通过天线传输出去，原因是多方面的，但主要有两个方面：一是语言和图像信号的频率低，传输的距离有限，发射天线的尺寸太大，如f=1kHz的信号用λ/4的天线发射，λ（波长）=光速/f=30km，λ/4=7.5km，显然天线尺寸太庞大了；二是大家都把自己需要的声音和图像信号发射到天空中去会形成严重的互相干扰而无法正常地传输，因此要采用调制的方式。例如，中央电视台有十几套节目，每一套节目选择一个载波频率进行调制，也就是选择每个节目信号的运载工具。信号的运载工具被称为载波，载波也就是一种无线电信号，它具有传输距离远的特性。不同的节目选择不同频率的载波，这样在接收端，希望接收哪套节目，就调谐于相应的载波频率即可。收到载波后，再从载波上将运载的节目信号解调出来就可以收听或收看了。
调制与发射，犹如人们外出旅行，首先要选择运载工具，是乘火车还是坐飞机，通过运载工具将我们运输到目的地。调制和发射过程的示意图如图1.5所示。图1.5 调制和发射过程的示意图1.2.2 声音信号的调制和发射
广播电台要将声音信号传输到千家万户，必须对声音信号进行调制，然后进行功率放大，最后从天线上发射到天空中去。调制是将声音信号调制到载频（载波频率）上，这就是说声音信号的传输要选择一个运载工具，就是载波。载波信号的特点是频率比较高，并能传输很远的距离。调制就是将声音的信号加到载波中，当载波被发射到天空以后，人们用收音机将载波接收下来然后从载波中将声音信息再提取出来，送到扬声器中即可将声音还原。
常用的声音信号调制方法有两种，即幅度调制方法和频率调制方法。
1.幅度调制（AM）
幅度调制是使载波的信号幅度随声音信号（调制信号）的强弱而变化，幅度调制发射电路如图1.6（a）所示。
载波信号是由振荡电路产生的，它是一个幅度恒定频率不变的振荡信号。声音信号由话筒变成电信号经放大器放大到足够大的幅度，然后两信号都送到调制器中进行调制，调制后的信号就变成了调制波，调制波的频率不变但幅度却随声音信号的变化而变化，于是声音信息就加到了载波上，这个载波从天线上发射出去就可以传输得很远。调制后的载波在频谱上占有一定的宽度，它是由主载波和上下边带组成的，占有带宽为声音频带f的2倍。这种方式又称双边带方式s（DSB），见图1.6（b）。如果要传输多种声音信号就要选择多个频率的载波，每个载波之间要留有一定的间隔，这个间隔必须大于双边带所占有的宽度，以防止两者相互干扰。图1.6 幅度调制（双边带DSB）
2.频率调制（FM）
频率调制简称FM调制，它是使载波的频率随调制信号变化而变化，但载波的幅度不变，调频广播和电视伴音的调制都采用这种方式。FM调制方法最大的优点是可以克服幅度噪声的干扰，因为它可以利用限幅器将幅度变化的噪声消除，因而具有音质好、失真小的特点。其信号波形如图1.7所示。图1.7 频率调制（FM）1.2.3 信号接收的基本过程
载波信号的接收示意图如图1.8所示，电视机首先将天线发射的载波接收下来，然后再从载波上将所调制的信号解调出来。图像信号由显像管还原，伴音信号由扬声器还原。图1.8 载波信号的接收示意图1.3 电视信号的形成和传输1.3.1 电视节目的发射和接收
我们在电视屏幕上看到的节目，都是先由摄像机和话筒将现场景物和声音变成电信号（视频图像信号及伴音信号）送到发射台经调制发射，或是先用录像机将这些声像电信号记录下来进行编辑后送入发射机再发射出去。
为了能把声像信号传送到千家万户，要选择适当的射频载波信号。50～1000MHz的射频信号如有足够的功率可以传输数十里至数百千米，只要天线发射塔足够高就可以覆盖较大的面积（城市及远郊）。将视频图像信号和伴音信号“装载”（调制）到这种射频信号上就可以实现电视信号传输的目的。
电视节目发射前的图像和伴音信号的处理过程如图1.9所示。从图中可见，视频图像信号由摄像机产生，音频伴音信号由话筒产生，分别经处理（调制、放大、合成）后由天线发射出去。图1.9 电视节目发射前图像和伴音的处理过程
电视节目接收的处理过程如图1.10所示，天线接收的高频信号经调谐器放大和混频后变成中频信号。中频载波经放大和同步检波，将调制在载波上的视频图像信号提取出来。图像信号经检波和处理，在同步偏转的作用下由显像管将图像恢复出来。音频信号经FM解调、低放后由扬声器恢复出来。
电视信号主要由图像信号（视频信号）和伴音信号（音频信号）两大部分组成。图像信号的频带为0～6MHz，伴音信号的频带一般为20Hz～20kHz。为了能进行远距离传送，并避免两种信号的互相干扰，发射台将图像信号和伴音信号分别采用调幅和调频方式调制在射频载波上，形成射频电视信号从电视发射天线发射出去，供各电视机接收。
射频图像信号是视频图像信号对图像载波（f）进行幅度调制产p生的一种调幅波，调幅波有上下两个边带，即（f+6MHz）和p（f-6MHz），占有12MHz带宽。这样，在有限的广播电视波段就容纳p不了多少个频道。另外，这样宽的频带使接收机的造价也大大增加。因此，在保证图像信号不受损失的条件下，将下边带进行部分抑制，以减小带宽，这就是残留边带方式，如图1.11所示。可见，一个频道就只占8MHz的带宽了。图1.10 电视节目接收的处理过程图1.11 电视信号的频谱
伴音信号一般是先调频在6.5MHz的载波上（电视机中的第二伴音中频信号），再将6.5MHz的伴音载波信号与图像载波混频，产生出比图像载波高6.5MHz的伴音射频信号。为了提高伴音信号的信噪比，伴音信号在调频之前要先经过预加重处理，即有意识地提升伴音信号中的高频部分，解调后利用去加重电路，恢复为原伴音信号，这样可以抑制其三角噪声。
调幅的射频图像信号和调频伴音信号，经双工器合在一起组成射频电视信号，共占8MHz的频带宽度。这种射频电视信号经过高频功率放大后即可从天线发射出去供电视机接收，也可用电缆直接馈送给电视机。
我国的射频电视信号分甚高频（VHF）和超高频（UHF）两波段。甚高频段包括1频道到12频道，其中1～5频道又称为低频段（即V或V），频率范围在50～92MHz；6～12频道，又称为高频段（即VIL或V），频率范围在168～220MHz；超高频段包括13频道到68频道，ⅢH频率范围在470～960MHz。1.3.2 PAL制电视信号的编码方法
视频摄像机所摄景物的光信号通过镜头组进入摄像机，通过分色器，将所摄彩色图像分解成红（R）、绿（G）、蓝（B）三幅基色图像（参见图 1.12），分别送到三只 CCD摄像元件（或摄像管），CCD图像传感器再把这三幅基色图像光信号转换成R、G、B三个基色电信号。这三个基色电信号在矩阵电路经编码组成一个复合视频信号。视频信号的编码过程如图1.13所示，R、G、B信号先经矩阵电路形成一个亮度信号E和两个色差信号E和E。两色差信号的频带为0YB-YR-Y～1.3MHz，故各自先经过一低通滤波器限制。B-Y信号与相位为0°的副载波送到U平衡调制器，调幅后获得U分量。所谓U信号是指B-Y色差信号调制于色副载波后的R-Y已调信号。R-Y信号和经PAL开关送来相位为±90°的色副载波信号在V平衡调制器产生逐行倒相的V分量。由此可知V信号即是已调制的R-Y色差信号。由于U调制器和V调制器的色副载波相差90°，故叫“正交平衡调制”。这里的PAL开关是一种电子倒相开关，它在逐行倒相开关信号（1/2行频）的控制下，使色副载波逐行倒相180°后再加到V调制器，从而使V调制器输出的V信号也逐行倒相。图1.12 彩色电视信号的形成图1.13 视频信号的编码过程（PAL制）
PAL开关的控制信号是1/2行频，即7.8kHz的开关信号，它由行同步信号经分频整形后得到的。这样就造成了送到 V 平衡调制器的副载波信号的相位一行为+90°，而下一行为-90°。U 分量和 V 分量在加法器混合在一起组成色度信号，经谐波滤波器去除多余的谐波成分之后再到加法器（信号混合电路）与亮度信号混合。亮度信号在混合前还必须嵌入电视接收机扫描用的行、场消隐脉冲和复合同步脉冲信号。场、行消隐脉冲及复合同步脉冲是由摄像机内部的同步发生器产生的。图中的加法器就完成这一嵌合作用。由于两个色差信号经窄带滤波器处理后产生延时作用，所以为了对此延时进行补偿，在混合前还要对亮度信号施加大约 0.6～0.7μs 的延迟。使亮度及色度信号具有相同的延迟。这样行、场消隐脉冲、复合同步脉冲、0.6～0.7μs 的延迟后的亮度信号和色度信号组合在一起形成PAL制彩色全电视信号（FBAS），最后通过视频放大器放大后，就可用于调制射频载波，再经天线发送或直接供录像机记录了。1.3.3 PAL制彩色信号的特点
我国电视信号采用的是PAL制，它是在NTSC制的基础上经改进而成的，是将NTSC制中色度信号的一个正交分量逐行倒相，从而抵消了在传输过程中产生的相位误差，并把微分相位误差的容限由NTSC制的±12°提高到±40°。1967年，联邦德国和英国正式采用PAL制广播，西欧、大洋州地区及一些其他国家先后都采用PAL制。PAL制信号的主要特点是正交平衡调制和逐行倒相。
1.正交平衡调幅
正交调幅是将两个色差信号E和E分别调制在频率相同，相R-YB-Y位差90°的两个色副载波上，再将两个输出合成在一起。在接收机中，根据其相位的不同，可从合成的副载波已调信号中分别取出两个色差信号。正交调幅即能在一个副载波上互不干扰地传送两个色差信号，又能在接收机中简单地将他们分开。
色差信号的正交平衡调制的方框图如图1.14（a）所示。图中共有两个平衡调制器，一个是E信号的，一个是E信号的。设前者R-YB-Y的副载波为cosωt，后者为sinωt（振幅均设为1）。那么，两个平scsc衡调幅器的输出分别是Ecosωt和Esinωt，它们在线性相加R-YscB-Ysc器中合成，形成色度信号：
如图1.14（b）所示为合成信号与两平衡调幅器输出之间的矢量关系。图中对角线的长度代表色度信号F的振幅，Φ是F的相角。
2.逐行倒相的处理方法
PAL就是逐行倒相的缩写，PAL制就是在正交平衡调幅制的基础上加上一个逐行倒相措施，所以称为逐行倒相正交平衡调幅制。所谓逐行倒相，是将色度信号中的一个分量，即F逐行倒相，而不是将V整个色度信号倒相，更不是将整个视频信号倒相。为了方便，把不倒相的那些行叫做NTSC行，倒相的那些行叫做PAL行。图1.14 正交平衡调幅的框图及合成矢量
一个任意色调的色度信号，如果NTSC行用F表示。那么它的nPAL行的矢量F就应该是F以U轴为基准的一个镜像。图1.15以紫n+1n色为例说明了这种情况。其中实线表示NTSC行，虚线表示PAL行。图1.15 逐行倒相的色度信号
为了使接收机能按色度信号的本来相位正确重现原来的色调，在接收端必须采用相应的措施，将PAL行的色度信号F的相位重新倒过V来。否则，就会失去原来的色调。其他色调也有类似的变化。1.3.4 色度信号的解码过程
色度信号的解码电路是比较复杂的，为了说明信号的解码过程，这里只用其方框原理来加以说明。解码电路是发射端编码电路的逆处理电路，它主要由两部分组成，即色度信号处理电路和色同步信号处理电路。色度信号处理电路的作用是将已编码的色度信号还原成三个色差信号，以便在矩阵电路或末级视放中与亮度信号相加而最终还原成三基色信号。色同步信号处理电路的作用是恢复0°和90°相位的副载波和逐行倒相的副载波，从而准确地还原色度信号，如图1.16所示。图1.16 色度信号的解码过程
从中频通道中视频检波电路送出的视频信号，在色信号处理电路中，首先由带通滤波器（4.43±0.5MHz）阻止亮度信号而取出色信号。色信号中包含两部分：色度信号和色同步信号。在色信号处理之前首先要将色度信号和色同步信号分离，这里使用时间分离法，利用行同步信号延迟后形成色同步选通脉冲将二者分离。
除去色同步信号的色度信号，再由梳状滤波器将两个正交信号 V 和 U 分离。梳状滤波器是由延迟线、加法器、减法器组成，如图1.16中虚线方框所示。由于使用延迟线，故这部分电路又叫延迟解调器。经梳状滤波器输出的 V、U信号分别加到 R-Y 及 B-Y 同步解调器（或叫 V 解调器及 U解调器）上，解出两色差信号。视频信号中各种信号分离方法如图1.17所示。图1.17 视频信号中各种信号的分离方法1.3.5 电视信号的传输方法
1.图像的扫描
从前述可知，电视图像是由摄像机将景物图像变成电信号进行传输的，一幅图像是由水平和垂直排列的像素单元构成的，如图1.18所示。在传输时，先将图像在垂直方向切割成一条一条的信号，相当于一条扫描线，然后按从左至右的顺序传输出去，在接收端再将送来的一排一排的信号照原样排列起来，就形成了原来的图像。图1.18 电视信号的传输方法
上述是一幅静像的传输过程，如果要传输连续的活动图像，至少每秒要传输25幅静图像，这要靠垂直扫描的速度来实现。
在电视技术中，我们把一幅静止的图像叫一帧，每秒传输的帧图像数称为帧频，用f表示：v
扫描一帧图像所需的时间称为帧周期，用T表示，它是帧频的倒v数，即
一帧图像是由很多水平扫描线组成的，这个扫描的线数被称为行频，用f表示，PAL制标准为每帧图像扫描625行，每秒25帧，所H以，
水平扫描一行的时间被称为行周期，用T或H表示：H
电视图像的传输是连续的，电视扫描的行帧扫描是连续的、周期性的，因而都有正程和回程。行扫描中电子束从屏幕左侧到右侧是正程，正程时间约为52μs，从右回到左是回程被称为“逆程”，时间约为 12μs。帧扫描中从上到下是正程，从下再回到上侧是逆程，逆程的时间相当于50个行扫描周期，因而正程中的行扫描数为625-50=575行。
正程扫描期间输出电视信号，帧扫描正程 575 行，就意味着在图像的垂直方向出现575个像素，显像管屏幕宽高比如果是4∶3，在水平方向就出现个像素，一帧图像的像素为 575×766≈44 万个，每秒扫描 25 帧图像，每秒在屏幕显现的像素有25×44万个=1 100万个，相邻两个像素之间的电压是不同的，也就是说每秒图像信号电压的变化为万次，约550万次。可知图像信号的最高频率为5.5MHz，为留有裕量，我国规定，图像信号的最高频率为6MHz。
2.隔行扫描
每秒传送25帧图像会产生闪烁现象。如果增加每秒传送画面的帧数，必然导致电视频宽的增加，由此会带来对设备要求增高等问题。为了解决这一矛盾，采用隔行扫描的办法，即将一帧图像分为两场扫描，先扫描1，3，5，…行，称为奇数场，如图1.19（a）所示，再扫描2，4，6，…行，称为偶数场，如图1.19（b）所示。这样每秒传送图像的帧数不变，每帧图像扫描的行数也不变，因而不会增大电视信号的频带宽度，从而较好地解决了频带宽度与传送活动图像产生的闪烁现象之间的矛盾。由于传送两场之间的时间间隔极短，产生的视觉还是一个完整的画面，其原理如图1.19所示。图1.19 隔行扫描原理
每秒扫描的场次数称场频 f，由于每帧分两场，故场频f=f ×ZZV2=25×2=50Hz，场周期T=20ms，每场扫描的行数为312.5行，其中Z逆程为25行，正程为287.5行，必须保证隔行扫描的准确性，避免出现并行现象，奇数场应结束于最末一行的一半，然后回扫，偶数场是扫完最后一行后才回扫，如图1.20所示。
3.行、场偏转原理
显像管管颈外都套有行、场偏转线圈，行、场偏转线圈中分别通有周期性变化（大小和方向）的行、场扫描电流，形成行、场偏转磁场，电子束受磁场力的作用在屏幕上做周期性的往复运动。
如图1.21所示为行扫描电流波形及水平（行）偏移示意图。图1.20 隔行扫描重现图像的过程图1.21 行扫描电流波形与水平（行）偏转示意图
设t时刻，i0，电子束不受磁场作用，打在屏幕中央。t～t期1H=12间，i为正，设其方向由右手定则确定。由于这期间电流i是匀速线HH性增大的，电流产生的磁场也匀速增大，电子束偏转角也向右匀速增大，因而电子束在屏幕上匀速向右移动。t～t期间，电流i方向不23H变，但匀速线性减小，电子束的偏转角也匀速减小，电子束在屏幕上向左移动，t时刻回到屏幕中央。t～t期间，i为负，即电流方向相334H反，也是线性增长，它产生与t～t期间方向相反的匀速增长磁场，12电子束向左匀速扫描，t～t期间电流方向不变但线性减小，电子束45向左的偏转角也匀速减小，t时刻从左扫回中央。如此周而复始，电5子束做周期性的行（水平）扫描运动。图1.21（c）只有行扫描电流作用时的电子束扫描轨迹，此时光栅只显示屏幕中央的一条水平亮线。
场扫描锯齿电流及场偏转轨迹如图1.22所示。同理，如将按场频变化的线性良好的锯齿电流送入场偏转线圈，它所产生的磁场使电子束做垂直扫描运动。当行、场电流同时加到各自的偏转线圈中，其磁场会形成水平和垂直方向的合作用，在进行水平扫描的同时进行垂直扫描。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]