4.1 电视信号的接收原理 4.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 4.3 高频调谐器 ※ 高频调谐器的功能及性能要求 ※ 高频调谐器的类型 ※ 电子调谐高频头 ※ 电视频道预置器

1. 第4章 广播电视 电视信号接收原理天线及高频调谐器 4.1电视信号的接收原理 4.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 4.3 高频调谐器 ※ 高频调谐器的功能及性能要求 ※ 高频调谐器的类型 ※ 电子调谐高频头 ※ 电视频道预置器

2. 4.1 电视信号的 接收原理

3. 伴音通道 高频头 视 放 中频通道 行场扫描 图3-1黑白电视机方框图 3.1 电视信号的接收原理 3.1.1 黑白电视机电路框图及显像过程 1.黑白电视接收机的方框图 黑白电视接收机整体电路结构可分为高频调谐器（高频头）、中频通道（中放）、伴音通道、视频放大（视放）、扫描电路和电源几部分。

4. 伴音通道 高频头 视 放 中频通道 行场扫描 图3-1黑白电视机方框图 4.1 电视信号的接收原理 1. 高频调谐器 天线接收到的高频电视信号首先进入高频调谐器的输入电路，由输入电路初步选择所需 的电视信号并馈送给高频放大级进行放大，放大后的高频电视信号与本机振荡器产生的正弦波一起送到混频器进行混频，并取出38MHZ的图像中频信号和31.5MHZ的第一伴音中频信号送入中频通道。

5. 伴音通道 高频头 视 放 中频通道 行场扫描 图3-1黑白电视机方框图 4.1 电视信号的接收原理 2.中频通道 • 中频通道提供整机的主要增益，中频放大器增益受AGC电压的控制。 • 放大后的中频信号送到视频检波器进行振幅检波，取出视频图像信号和6.5MHZ的第二伴音中频信号，送到预视放，从预视放输出的信号分成三路： • （1）馈送到视频输出级进行视频放大，得到幅度足够的视频图像信号，以激励显像管显示图像；

6. 伴音通道 高频头 视 放 中频通道 行场扫描 图3-1黑白电视机方框图 3.1 电视信号的接收原理 （2）取出6.5MHZ为中心频率的第二伴音中频信号送入伴音通道，经放大、限幅、鉴频，取出音频信号，再经低频放大和功率放大后激励扬声器发出声音。 （3）将视频信号送入行场扫描电路，由行场扫描电路分离出行场同步信号，分别去控制行场振荡器，使其振荡频率与发端同步。

7. 4.1 电视信号的接收原理 3.1.2 彩色电视接收机组成框图及信号接收过程 彩色电视是在黑白电视的基础上发展起来的，二者是兼容的。因此，黑白电视机所具备的功能彩色电视机完全具备。所不同的是彩色电视机还必须具有对色度信号的处理功能，所以彩色电视机的电路结构在黑白电视机的基础上又增加了色度信号解码器电路，如图3-2所示。

8. 亮度通道 解码矩阵 色度通道 伴音通道 行场扫描 高频头 中频通道 图3-2彩色电视机方框图 3.1 电视信号的接收原理 彩色电视机的高频调谐器，中频通道、伴音通道、扫描电路与黑白电视机相同，仅仅是要求不同。

9. 亮度通道 解码矩阵 色度通道 伴音通道 行场扫描 高频头 中频通道 图3-2彩色电视机方框图 3.1 电视信号的接收原理 彩色电视机视频检波输出的信号分成四路： ① 取出第二伴音中频信号送入伴音通道，经处理后激励扬声器发出声音。 ② 亮度通道相当于黑白电视接收机中的视频放大部分，彩色电视机对亮度信号的要求高得多，处理过程也比黑白电视复杂。 ③ 送到色度通道，色度解码器解调出三个色差信号，三个色差信号与亮度信号Y在基色矩阵电路中合成三基色信号，经放大后控制彩色显像管显示彩色图像。 ④ 行场扫描电路与黑白电视基本相同

10. 亮度通道 解码矩阵 色度通道 伴音通道 行场扫描 高频头 中频通道 图3-2彩色电视机方框图 3.1 电视信号的接收原理 彩色电视机视频检波输出的信号分成四路： ① 取出第二伴音中频信号送入伴音通道，经处理后激励扬声器发出声音。 ② 亮度通道相当于黑白电视接收机中的视频放大部分，彩色电视机对亮度信号的要求高得多，处理过程也比黑白电视复杂。 ③ 送到色度通道，色度解码器解调出三个色差信号，三个色差信号与亮度信号Y在基色矩阵电路中合成三基色信号，经放大后控制彩色显像管显示彩色图像。 ④ 行场扫描电路与黑白电视基本相同。

11. 3.2 电视接收天线 馈线及阻抗变换器 3.2 电视接收天线 馈线及阻抗变换器

12. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 3.2.1 电视接收天线 电视接收天线的作用是接收空间电视信号，并使它有效地输入到电视接收机。 电视接收天线的类型、性能、安装与馈送方式， 都会直接影响电视图像与伴音的质量。下面先来讨 论衡量各种天线好坏的性能指标。

13. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 1. 天线的技术指标 (1) 增益 天线的增益是指在最大接收方向上接收到的信号电压 （或功率）与基本半波振子天线(见第2节)在相同位置接收到的 信号电压（或功率）的比值。天线增益说明接收能力强弱，在 远离电视台的地方由于信号较弱，应尽量选取高增益天线，提 高电视信号质量。 （2）方向性 天线对不同方向的信号具有不同的接收能力，称为天线的 方向性。如图3-3画出了常用的基本半波振子天线和二单元折合 振子天线的方向图。

14. （b）二单元折合振子天线 图 3-3 天线方向图 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 基本半波振子天线 由图可见，水平放置的基本半波振子天线，并不是对任何方向来的信号都能同样接收的，实验表明，当信号电波的传送方向与水平放置的半波振子天线互相垂直时，接收到的信号最强，其它方向则较弱，当信号电波的传送方向与天线平行时，天线就会完全收不到。

15. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 （3）输入阻抗 天线的输入阻抗，一般指天线处于谐振状态时的纯电阻值。 （4）通频带 单频道电视天线通频带最少应在 8MHZ以上，多频道电视天线 通频带应能覆盖所有接收频道。天线通频带与制作天线的导体材 料直径有关。

16. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 2. 电视天线常见形式 （1）单频道天线 单频道接收天线的几何尺寸是针对某一电视频道而设 计的，对该频道的信号处于谐振状态，因此，增益最高， 而对其他频道的信号失谐严重，增益很低。常用的单频道 天线有以下几种。 ① 半波振子天线 半波振子天线谐振于接收频道的中心频率，故称为谐 振天线。天线振子的总长度是欲接收频道中心频率波长的 一半（λ/2），因此又称为半波振子天线。

17. v i λ/4 λ/2 （a）基本半波振子天线 （b）半波振子天线等效电路 图3-4 半波振子天线及等效电路 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 如图3-4(a)所示，两臂分别等于λ/4波长。半波振子天线的等效电路如图3-4(b)所示。

18. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 半波振子天线的实用形式如图3-5(a)所示，两直导线的中间端点相距50～80mm，以两中间端点为馈电点，叫做中心馈电法。由于两馈电点对地电容相等，所以称这种天线为平衡式天线。这种天线的输入阻抗近似为75Ω。 50～80mm 由于这种天线的结构简单，经常用作评价其他形式天线好坏的参照天线，增益定义为1，只适用于离电视台较近的室外使用。

19. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 折合式半波振子天线简称折合振子天线，也是一种最简单最基本的接收天线，其结构如图3-5所示。 折合式半波振子天线是由一根金属管弯曲而成，其总长度也是λ/2。它可以看成两个半波振子天线并联而成，也是一种谐振式天线，其谐振频率方向性与半波振子相同。 50～80mm 所不同的是它的输入阻抗为300Ω，天线通频带比半波振子天线宽，且增益为1.64。因此目前电视机中使用的室外天线大duo是这种天线。

20. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 折合振子天线的中点对两馈电点之间的电容相等，处于交流零电位，因而可以不加绝缘直接与金属天线竖杆连接固定，如果金属天线竖杆接地时，整个天线系统自然就有了防雷作用。这是折合振子天线的一大特点。 50～80mm

21. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 （2）多频道及全频道天线 拉竿天线是一种长度可伸缩的天线，使用时，天线拉出的长度约等于被接收频道波长的1／4，相当于半波振子的半个臂，因此其输入阻抗为75Ω。在接收电视节目时，拉竿天线的方位、取向甚至长度都要根据具体情况进行调整，以达到最满意的接收效果。 ① 拉竿天线(或称鞭状天线) 拉竿天线通常是直接带在电视机上的，如图3-6所示。

22. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 ② 圆环天线 • 圆环天线是收看UHF波段电视节目的一种比较理想的室内天线，它的最大特点是结构简单，覆盖频道多。外形如图3-6 (b)所示。 UHF频段适合使用圆环形天线。 因为UHF频段各频道相应的中心波长为63. 3～31.5厘米，其波长比较接近，如果采用拉竿天线接收，天线长度将会很短，不利于接收，因此，适合使用圆环形天线。

23. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 圆环天线的长度如果按UHF频段平均的中心波长来制作，可以覆盖整个频段。环形天线的增益也小于1，阻抗为300Ω。 • 环形天线自制容易，可选用8～20毫米的铝管或铜管，按所需长度截取弯成圆环， 两管头对合处留50毫米的距离，并作为馈电点。

24. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 ③ 羊角天线 羊角天线是基于基本半波振子天线的一种设计。结构如图3-6 (c)所示。增益大于1，阻抗为75Ω。其使用方法同拉竿天线一样，可以随意转动方向和改变两臂的长度、夹角，适用于室内接收不同频道的电视节目。

25. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 ④ 定向天线 • 定向天线又叫做引向天线，它是由一个有源半波振子单元和多个无源辅助振子组成。如果在有源振子前方加一个引向器，后方加一个反射器，就组成了一个三单元定向天线；加三个引向器就组成了一个五单元定向天线，如图3-7(a)、（b）所示。

26. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 ④ 定向天线 • 图中L为折合式振子，通常称为天线的有源振子，它是天线的主要组成部分，其长度接近接收频道波长的一半；

27. L2 L3 L2 L4 L1 L1 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 ④ 定向天线 • L1称为反射器，它的长度比折合振子要长一些，其作用主要是反射非接收频道的信号和某些干扰信号，安装时它和电视台方向相反； • L2、 L3、L4都称为引向器，它的长度比折合振子稍短一些，其作用是提高天线的接收灵敏度。安装时它指向电视台的方向。

28. L2 L3 L2 L4 L1 L1 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 在有源振子前面增加引向器的个数可以显著地提高天线增益，在有源振子后面增加反射器的个数却不能明显改变天线增益，所以，多单元定向天线都是由一个有源半波振子、一个无源反射器和多个无源引向器组成。虽然引向器增加可以提高天线增益，但也不能无限制地增加引向器个数。

29. L2 L3 L2 L4 L1 L1 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 引向器的增多会使天线通频带变窄，输入阻抗降低，过多增加引向器对提高增益作用也不明显。

30. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 低频道由于天线尺寸比较大，过多增加引向器会使天线体积太大，增加天线架设难度。 • 通常VHF波段天线多采用三单元、五单元或七单元形式。 • UHF波段天线通频带富裕量大，引向器增加对电视信号无影响，可以有效地提高天线增益。远距离接收时，引向器用到10～15个。 • 在干扰较强的地区可以使用平面形反射器，提高抗干扰能力。

31. L2 L3 L2 L4 L1 L1 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 定向天线一般采用直径10～20mm的金属管来制作，常用重量轻，耐腐蚀的铝管，使用铜管效果更好，但价格贵，铁管也可以，但效果差。折合振子管轴之间的距离80mm，开口尺寸为50～80mm。

32. L2 L3 L2 L4 L1 L1 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 引向器和反射器的连接参看图3-7所示。它们固定在一根金属横杆上，由于折合振子没有断开，一侧管子中点是零电位，可以把这点固定在任何金属支架上，而不需要绝缘。

33. L2 L3 L2 L4 L1 L1 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 同样，引向器和反射器的中点也不必绝缘。 • 上述定向天线的阻抗都是300Ω。可以直接用300Ω的扁馈线连接。

34. 电视台方向 750 580 240 850 347 45º 225 1600 单位： 毫米 图 3-8 四单元宽频带V形天线 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 ⑤ VHF波段V形宽带天线 • 图是一个四单元VHF波段V形天线。天线有源振子由两个V形导体对顶放置组成，其张角为45º， V形导体顶点作为馈电点需要与金属天线横杆保持绝缘，所以V形有源振子需要固定在电木板或厚有机玻璃板上，然后再固定在天线横杆上。

35. 电视台方向 750 580 240 850 347 45º 225 1600 单位： 毫米 图 3-8 四单元宽频带V形天线 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 天线使用一个引向器，一个高频道反射器和一个低频道反射器，都直接安装在天线横杆上。此天线VL波段增益约3dB，VH波段增益约4～6dB。天线的输入阻抗为300Ω，可以直接用扁馈线连接。 • 此天线VL波段增益约3dB，VH波段增益约4～6dB。天线的输入阻抗为300Ω，可以直接用扁馈线连接。

36. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 ⑥ 全频道天线 • 全频道天线是在水平固环上加一羊角天线组成，如图3-9所示，适合于信号较强的市区作室内天线使用。适当地调节羊角天线，可以接收VHF及UHF的电视信号。这种天线的阻抗为300Ω，可直接插在电视机300Ω的天线输入插孔上。 ⑥全频道天线

37. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 3.天线的安装 • 电视天线的优劣直接影响电视图像的质量，在安装电视天线时应根据接收位置和与电视台距离的远近，选择天线的形式和架设高度。 • 安装电视天线时应注意以下事项： （1）尽可能提高天线架设高度，并保证天线准确指向电视台方向，这是获得良好的电视信号所必须的。在环境复杂和偏远的地区及楼房建筑密集的城市环境中，由于空间电场分布复杂，天线高度和方向必须用实验确定，以取得最佳效果。

38. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 （2）天线安装地点要远离干扰源和反射物，如避开大型金属物或大型电力设备、电力输电线路，特别要注意远离高压线路。尽量远离主要交通干道，避开车辆点火器产生的电火花干扰。在遇到有雷达和其它通讯设备干扰时，应仔细调整天线的方向。在调整天线方向作用不明显时，可以采用定向天线或使用抗干扰滤波器。 （3）在楼顶架设天线时，天线与楼顶的距离应大于电视电波的波长。如果几付天线安装在一个楼顶上，按电视台的方向左右两付天线之间的距离应大于5米，前后两付天线之间的距离应大于10米，尽量避免两付天线前后架设。如果两付天线安装在一个天线竖杆上，上下两付天线的高度差要大于电视电波λ/2。

39. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 （4）力求缩短馈线长度。使用扁馈线时每隔半米扭转一次降低干扰电平。扁馈线由天线引下应远离金属天线杆，避免将扁馈线固定在墙壁上，防止对电磁波能量的吸收。 （5）根据当地风力大小设计天线的强度，天线和馈线的连接也要采取防雨措施，防止氧化锈蚀接触不良，保证天线电特性稳定。 （6）为了保证安全，室外天线必须安装避雷装置。避雷针与天线零电位点相连，借助于金属天线竖杆直接接地。如天线竖杆是非金属的，则需另加接地线。接地要可靠，不允许使用自来水管道或暖气管道接地。

40. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器

41. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 3.2.2 传输线与阻抗变换器 1. 传输线(馈线) 传输线也叫做馈线，它的主要任务就是将天线感应到的高频电视信号输送到电视接收机的输入端。 • 常用的馈线有75Ω的同轴电缆 • 300Ω的扁平馈线 75Ω的同轴电缆 300Ω的扁平馈线

42. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器

43. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 • 电视机的输入阻抗为75Ω，因此，一般国产电视机都备有300Ω平衡输入插孔，75Ω不平衡输入插孔。 • 300Ω平衡输入插孔内接阻抗变换器，将300Ω平衡输入转换成75Ω不平衡输入。 • 因为天线与馈线以及馈线与电视接收机之间，都应良好地匹配，即二者的阻抗应该一致。 • 300Ω的天线，就应配用300Ω的对称扁平型的馈线，接入电视接收机300Ω平衡输入插孔。

44. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 如果天线是75Ω，就要用图 所示的同轴电缆馈线，直接接到电视接收机的75Ω不平衡输入插孔。同轴电缆馈线的特点是损耗小，抗干扰能力强，适用于远距离传送。

45. λ/4 主引入电缆 3-11 线段匹配法连接图 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 如果300Ω的天线使用同轴电缆传输，就应先将300Ω天线变换为75Ω。变换的方法如图3-11所示。用一段长度为半波长的同轴电缆，做成“U型弯管”，其芯线分别与天线开口处相联，而其金属屏蔽层则和引下来的电缆线的蔽屏层相联。引下来的电缆线的芯线可以和任何一端天线臂相联。这样“U型弯管”就将300Ω天线变为了75Ω输出了。

46. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 2. 阻抗变换器 由于电视机的高频头输入阻抗为75Ω，如果用300Ω的扁馈线，就要从电视机后面300Ω的插孔接入，因为300Ω插孔的内部接了一个阻抗变换器。 (1) 阻抗变换器的作用 ① 将300Ω的阻抗转换成75Ω。 ② 平衡不平衡变换。所谓平衡，直观地说就是 传输线两端都不接地，或者说两端对地的电容都相等； 不平衡指两端都接地。

47. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 (2) 结构及阻抗变换原理 • 常用阻抗变换器的结构如图所示。 • 高频双孔磁芯上用单股塑包铜线，双线并绕3～4匝而成，四个绕组匝数完全相同，如果将B和C相接并接地，Aˊ和 300Ω 75Ω Cˊ相接并接地。Bˊ和Dˊ相联时，由A、D端看相当于四个绕组串联，阻抗是300Ω；

48. 3.2 电视接收天线、馈线及阻抗变换器 而由AˊBˊ端或CˊDˊ端看相当于四个绕组两两并联，其阻抗是75Ω，变换比为4︰1，因此图3-12(c)既完成了300Ω到75Ω的阻抗变换又完成了平衡不平衡的变换。 300Ω 75Ω

49. 3.3高频调谐器 3.3高频调谐器 3.3高频调谐器

50. 3.3 高频调谐器 3.3.1 高频调谐器的功能及性能要求 1.高频调谐器的功能、组成及各部分的作用 （1）功能 高频调谐器又称高频头，其功能： ① 选频：从天线接收到的各种电信号中选择所需要的电视信号，抑制其它干扰信号。 ② 放大：将选择出来的高频电视信号(包括图像信号和伴音信号)，经高频放大器进行放大，以提高灵敏度。 ③ 变频：将放大了的高频电视信号和本振信号一同送入混频器，差拍形成固定的图像中频信号和第一伴音中频信号，然后再送到图像中频放大电路。