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第 4 章 图像中频通道

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第 4 章 图像中频通道 - PowerPoint PPT Presentation


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第 4 章 图像中频通道. 4.1 图像中频通道的功能及性能要求. 图像中频通道的功能 图像中频通道性能及要求. 4.2 图像中放集成块 TA7680AP 及外围电路分析. 图像中放集成块 TA7680AP 声表面滤波器和前置放大器 图像中频放大及 AGC 控制 视频检波与预视放 噪声抑制电路 AFT 电路. 伴音电路. 前 置 放大器. 声表面波滤波器. 高 频 调谐器. AFT 电压放大. AFT 鉴相. 检波 预视放. 三级 中放. 亮色通道. 延迟 AGC 检波及放大. AGC 检 波及放大. 噪声抑制 A N C 电路.

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Presentation Transcript
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第4章 图像中频通道

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

  • 图像中频通道的功能
  • 图像中频通道性能及要求

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

  • 图像中放集成块TA7680AP
  • 声表面滤波器和前置放大器
  • 图像中频放大及AGC控制
  • 视频检波与预视放
  • 噪声抑制电路
  • AFT电路
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伴音电路

前 置

放大器

声表面波滤波器

高 频

调谐器

AFT电压放大

AFT鉴相

检波

预视放

三级

中放

亮色通道

延迟AGC

检波及放大

AGC检

波及放大

噪声抑制

A N C电路

行场同步分离

中频通道

图4-1中频通道组成框图

第4章 图像中频通道

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第4章 图像中频通道

图像中频通道又称公共通道,由于在公共通道中被放大的主要是图像中频信号,伴音信号反而得到衰减,因此,又称公共通道为图像中频通道。

图像中频通道主要是由前置放大器、声表面波滤波器、图像中频放大器、视频检波、噪声抑制(ANC)电路、预视放、AGC、AFT等电路组成。

图像中频通道是电视接收机中的一个重要部分,图像中频通道的性能对整机灵敏度、选择性和接收稳定性有着直接的影响。

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4.1 图像中频通道的功能及性能要求

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

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4.1 图像中频通道的功能及性能要求

4.1.1 图像中频通道的功能

(1) 形成中频幅频特性。

(2) 放大图像和伴音中频信号。

(3) 完成视频检波,从中频信号解调出视频图像信号和6.5MHz第二伴音中频信号。

(4) 产生中放AGC电压和高放延迟AGC电压。

(5) 产生AFT电压。

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

4.1.2 图像中频通道性能及要求

由于中频通道技术性能的好坏决定整机性能的优劣,对中频通道的技术要求也比较严格。

1. 彩色电视接收机中频频率特性用的较多的是窄带频率特性

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(1)RLC带通滤波器

图 5-4 图像中频滤波电路

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(2) 声表面波滤波器(SAWF)

图 5-5 SAWF的原理示意图

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2.中频放大器

图 5-8 单双调谐回路参差调谐方式

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

(1)适应残留边带特性

由于我国图像信号采用残留边带调幅发送,即0~±0.75KHz频率范围内的图像信号是双边带发送,而0.75KHz以上成分是单边带发送。如果中放电路将图像信号进行均匀放大,则经过视频检波后,输出的0.75KHz以下的低频图像信号的幅度将是0.75KHz以上高频图像信号的两倍,这将造成低频分量过重而造成失真。

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

为了使视频检波后的图像信号的各频率分量幅度一致,要求中放电路对0~0.75KHz低频图像信号调制的图像中频频率成分衰减一半,即将图像中频38MHz设计在频率特性曲线右斜坡50%处,整个斜边具有±0.75KHz的宽度。经过这样处理以后,检波后视频信号中0~0.75 KHz的成分可以与其他视频信号达到均衡,按原来的比例恢复视频信号。

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

(2)对本频道伴音中频信号有足够的衰减

为了避免本频道的伴音干扰图像,并避免伴音中频与彩色中频产生2 .07KHz(33.57KHz-31.5 KHz)差拍干扰(图像会形成网纹),将31.5KHz伴音中频信号的增益衰减到图像中频信号增益的3~5%,也就是伴音中频信号衰减量为26~30dB。同时,

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

(2)对本频道伴音中频信号有足够的衰减

在31.5KHz±100KHz范围内,要求特性曲线比较平坦,否则倾斜的频率特性,会使等幅调频伴音变成调幅调频波,增加伴音中频信号调幅干扰,不但造成伴音信号失真,而且调幅的存在,还会在检波后对视频信号形成干扰,图像上出现随声音变化的干扰条纹。

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

对本频道伴音中频信号有足够的衰减

但在集成电路电视接收机中,视频检波都是使用同步检波器,而且色度信号中频载频相对于图像信号最大增益衰减6dB,不会产生这一差频干扰。因此,采用窄带中频频率特性的彩色电视接收机对本频道伴音中频信号31.5M也衰减26dB。有些声表面波滤波器的频率特性,甚至只对伴音中频信号衰减20dB。

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

(3)对邻频道的信号具有足够的衰减

由电视频道的频谱可以看出,每个频道占有8KHz带宽,频道之间没有间隔频带。如果高频调谐器的选择性不太好,这就对中频通道抑制邻频道信号,防止干扰提出更高的要求。图4-3给出了第一、第二、第三电视频道的频谱。假设接收第二频道的电视信号,其载频为57.75MHz,本振信号频率为95.758MHz(57.75MHz+38MHz)会与第一频道(低邻近频道)的伴音载频56.25MHz差频,即:

(95.758MHz—56.25MHz)形成39.5MHz的信号;

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图 4-2 电视中频通道频率特性

4.1 图像中频通道的功能及性能要求

(3)对邻频道的信号具有足够的衰减

与第三频道(高邻近频道)的图像载频65.75 KHz差频(95.758KHz-65.75 KHz)形成30KHz的信号。这两个信号处于中频信号两侧,而且都是大功率的不间断的连续信号,对接收的本频道的信号形成严重干扰,因此,要求中频幅频特性对30KHz和39.5 KHz衰减40dB。

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4.1 图像中频通道的功能及性能要求

2. 增益大于60dB

图像中频放大电路的增益大小取决于高频调谐器输出信号的大小和视频检波器对输入信号的要求。调谐器输出的中频信号幅度通常为10mv左右,而视频检波器通常需要3V的图像中频信号输入才能保证有1Vpp以上的视频检波输出。因此要求中放的电压放大倍数为1000~10000倍,即电压增益在60~80dB之间。使用二极管检波增益为-6dB,图像中频放大器增益至少为60dB。在集成电路电视接收机中,视频检皮器均采用同步检波器,检波器具有约20dB的增益,图像中频放大器有40~46dB增益即满足要求。TA7680AP图像中频放大器增益约50dB。

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4.1 图像中频通道的功能及性能要求

3. 具有大于40dB的AGC控制范围

由于不同的电视台发射的电视信号强弱有可能不同,即便对同一电视台,距离远近电视信号强弱也不同,电视接收机必须对接收的电视信号强弱变化具有很强的适应能力,自动根据信号的强弱改变放大倍数,使输出的视频信号电平稳定,这就是AGC电路的作用。一般电视台发射天线附近和服务区边缘电视信号场强之比会达到1000﹕1,为了在不同地点都能够正常接收,电视接收机的放大倍数应该能够自动调节1000倍以上,即自动增益控制范围必须≥60dB。通常高频调谐器中的高频放大器具有20dB的AGC控制范围,图像中频放大器应具有大于40dB的AGC控制范围。

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4.1 图像中频通道的功能及性能要求

4. 具有自动频率调整(AFT)功能

由于环境温度变化、电源电压变化等因素会引起本振频率漂移,致使中频频率偏离正常值,影响接收机的接收效果。因此,彩色电视接收机图像中频通道必须设置AFT电路,产生AFT电压,送入高频调谐器的本振电路,随时纠正本振频率。

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4.1 图像中频通道的功能及性能要求

5. 工作稳定

图像中频放大器是一个具有高增益的高频宽带放大器,往往会因为分布电容或引线的杂散耦合、电源内阻、元器件的温度稳定性差等因素而引起自激,致使电视接收机不能正常工作。因此图像中频放大器要采取退耦、屏蔽等措施。

6. 检波效率高、失真小

检波器在图像中频通道中的作用,是把图像信号解调为视频信号,要求检波器检波效率要高,失真要小,尽可能如实地还原图像信号。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

接收机的电路结构及使用的器件随着科学技术的发展变换了几代,从电子管电视机、晶体管电视机发展到集成电路化,集成电路电视机由初期的十多片集成电路逐渐过渡为六片机、四片机、二片机、单片彩色电视接收机。二片机在我国流行较广,大致可分为TA两片机、Mμ两片机、TDA两片机三大类型。TA两片机由日本东芝公司开发的TA7680(国产D7680)和TA7698(国产D7698)两片彩色电视专用集成电路组成。这种机型为我国优选机型。我国生产的TA两片机主要有夏普NC-2T机型、东芝L851机型、胜利CX-MⅢ机型和陆氏两片机型。四种机型电路结构大同小异。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

虽然目前电视接收的发展已基本上是单片机,但作为教材还是以两片机型为例比较合适。本章以熊猫DB47C4彩色电视机为例,介绍NC-2T机型的TA两片彩色电视机的原理。使用该机型的有夏普C-1801DF、C-1826DK、C-1814MK、C-2000UK、C-2001UK、C-5407、C-5422CK等,国产电视机有金星C511、C4715,凯歌4C4701、4C4701-1、4C4702,飞跃47C1-3、47C2-2、47C2-3,飞燕DUC47-C4,三元47SYC、47SYC-2、47SYC-3、47SYC-3-2,虹美C4725-2、WCD-25,珊瑚D47C-1、D47C-4、D47C-9,山茶SC-51A,孔雀KQ47-36,天鹅CS47-S1机及熊猫DB47C4等。

下面先介绍组成图像中频放大器的核心器件TA7680AP。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4.2.1 图像中放集成块TA7680AP简介

组成图像中频放大器的专用集成电路TA7680AP,它是一种双列直插式IC电路,有24个管脚,其中信号一进两出占用5个管脚,即中频信号双端输入,视频图像信号单端输出,伴音信号双端输出;另外还输出两个直流控制电压占用3个管脚,即延迟高放自动增益控制电压VRFAGC单端输出,自动频率微调电压VAFT双端输出;1个管脚进电源,1个管脚接参考地。其余管脚都是内部电路需要外接元件所用。

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图4-4 TA7680AP内部电路框图

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

TA7680AP集成块内,包含图像中放、视频检波、预视放、ACC、AFT和ANC以及伴音中放、鉴频、电子音量控制和伴音前置低放等功能电路。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP

音量控制端。外接音量调节电位器R1031,内接音量控制电路。

音频信号输出端。内接音频放大电路

slide30

4.2 图像中放集成块TA7680AP

伴音接地端。

中放AGC滤波电容及VTR开关。外接滤波电容C20l,内接中放AGC电路及磁带录像开关电路

音频信号输出端。外接伴音功放电路,内接音频放大电路。

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图像中频信号双端输入端。外接SAWF波滤波器输出端,内接图像中频放大器。

4.2 图像中放集成块TA7680AP

RFAGC延迟调整端。内接高放AGC电路,外接RFAGC延迟调节电位器R220,调节R220可改变RFAGC的延迟量。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP

RFAGC输出端。内接RFAGC输出电路,外接C215、R218、R217和R219到12V电源。

图像中频系统接地端。

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AFT输出端。内接AFT电路输出端,外接RC平衡调节电路C211、C212、R212、R213。将AFT电压送往高频头,实现自动频率调整.AFT输出端。内接AFT电路输出端,外接RC平衡调节电路C211、C212、R212、R213。将AFT电压送往高频头,实现自动频率调整.

4.2 图像中放集成块TA7680AP

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4.2 图像中放集成块TA7680AP

视频输出端。内接预视放输出端,外接一路经高通及6.5MHz滤波器CF301到伴音电路,另一路经6.5MHz陷波器CF40l到PAL彩色解码电路,亮度通道及同步分离电路。

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外接AFT移相网络C207、C208、C209及T205。内接AFT电路。外接AFT移相网络C207、C208、C209及T205。内接AFT电路。

4.2 图像中放集成块TA7680AP

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4.2 图像中放集成块TA7680AP

伴音中频信号输入端。内接伴音中频放大电路。

VCC电源输入端。外按C308、C322,以滤除电源内阻上的交流成分,避免自激。

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外接伴音中频鉴频线圈T302,内接伴音鉴频电路。外接伴音中频鉴频线圈T302,内接伴音鉴频电路。

4.2 图像中放集成块TA7680AP

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4.2 图像中放集成块TA7680AP

外接去加重电容C306。内接ATT电路输出端。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP

4.2.2 声表面滤波器和前置放大器

1. 声表面波滤波器

(1)功能

一次形成中频通道幅频特性,在中频通道与高频调谐器之间插入中频滤波器。在分立元件的电视机中,采用了许多LC调谐回路,使中频电路结构十分复杂、调试也很困难。在现代电视接收机中普遍采用声表面波滤波器SAWF(Surface Acoustic Wave Filter)代替上述LC调谐回路,一次形成中频幅频特性,如图4-5所示。实现了中频电路无调整化,既简化了电路、减少了元件,又因它具有良好的幅频特性而提高了图像质量。

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dB

0

-6dB

-26B

-20

-40

-60

ƒ

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39.5

31.5

38

30

图 4-5 声表面波滤波器频率特性

4.2 图像中放集成块TA7680AP

(2) 特点

① 选择性好:

通频带外迅速衰减,有效地抑制了邻频干扰。

图4-6 声表面波滤波器的外形及电路符号

(a) 外形图

(b)电路符号

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dB

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图 4-5 声表面波滤波器频率特性

4.2 图像中放集成块TA7680AP

② 相位失真小:由于SAWF的结构决定了它的幅频特性,因此SAWF相位失真小,保证了图像的清晰度。 ③ 性能稳定:温度稳定性好,不受电磁辐射的干扰,性能稳定,无需调整。

④ 结构牢靠:SAWF只有钮扣般大小,封装在金属壳内,不怕震动,外形和电路符号如图4-5(a)、(b)所示

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

Q201

SF201

Vcc

L202

R204

R202

C201

IF

103

R207

L203

R203

R205

C204

图 4-7 前置放大器

2. 前置中频放大器

(1)功能

前置中频放大器的功能是提供15dB~20dB的增益,以补偿SAWF的插入损耗。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

Q201

SF201

Vcc

L202

R204

R202

C201

IF

103

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L203

R203

R205

C204

图 4-7 前置放大器

2. 前置中频放大器

(2)电路组成

前置中频放大器由晶体管Q201和电阻R202~R205等组成宽带中频前置放大器,电感L202为高频扼流圈,它与Q20l的集电极分布电容、SAWF的输入分布电容构成谐振电路,以提高图像中频放大的中频增益。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

Q201

SF201

Vcc

L202

R204

R202

C201

IF

103

R207

L203

R203

R205

C204

图 4-7 前置放大器

2. 前置中频放大器

L203与SAWF的输出端并联,与SAWF输出端的分布电容也构成谐振电路,同样起到提高中频信号增益的作用。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

Q201

SF201

Vcc

L202

R204

R202

C201

IF

103

R207

L203

R203

R205

C204

图 4-7 前置放大器

2. 前置中频放大器

(3)工作原理

从高频调谐器输出的中频电视信号IF经电容C201耦合到前置中频放大器的基极,进行中频放大,被放大的中频信号经电容C203耦合至声表面波滤波器SF20l的输入端。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

图4-8 图像中频放大器

声表面波滤波器集中提供图像中频所需的频率特性。由声表面波滤波器输出的中频信号,输入到TA7680AP的⑦、⑧脚,进行图像中频放大。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

TP206

12V

C210

5

12V

20

偏置电路

R209

6

19

R204

L402

TP201

C205

R208

SF201

7

18

限幅放大

C201

一中放

三中放

二中放

Q201

L203

8

17

16

AFT

9

视频检波

TP401

L401

15

10

高放延迟

TP202

噪声抑制

中放

R217

RF

预视放

AGC

14

11

倒相放大

AGC

AGC

R219

R213

13

12

R218

C212

12V

TP

图 2-2-1 中频通道测试电路

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5.3.2 图像中频通道实例

图 5-22 TA7680AP图像中频通道方框图

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

图4-8 图像中频放大器

3. TA7680AP及外围元件组成

从TA7680AP的⑦、⑧脚进来的中频信号,包括图像中频和伴音图像,但信号通过声表面波滤波器以后,伴音信号被衰减,中频放大器主要是放大图像中频,因此,一般称中频放大器为图像中频放大器。图像中频放大器由电视专用集成块TA7680AP及外围元件组成,其电路如图4-8所示。

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4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

图4-8 图像中频放大器

彩色全电视信号及6.5MHz第二伴音中频信号。

来自于声表面波滤波器输出端的中频信号从TA7680AP的⑦、⑧脚平衡输入到内部差分放大器的输入端。内部中频放大器由三级电路形式完全相同的具有AGC特性的差分放大器组成,三级中频放大器将中频信号放大1000倍,然后送到视频检波器。从放大了的中频信号中解调出彩色全电视信号,同时产生6.5MHz第二伴音中频信号。

放大1000倍

交流负反馈电容

slide53

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

2. AGC控制

AGC(自动增益控制)电路的作用就是根据视频信号的幅度判别高频电视信号的强弱,自动控制中频放大器及高频放大器的增益,保证输出的视频信号电平稳定。

在接收弱信号时,AGC电路可使中频放大器和高频放大器具有最高的增益,在接收强信号时,AGC电路自动降低中频放大器及高频放大器的增益,不致因信号过强而使放大器饱和造成同步信号压缩使同步不稳。

slide54

2. AGC控制方式

平均值式AGC电路、峰值式AGC电路和键控式AGC电路

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5.2.3 自动增益控制(AGC)电路

1.概述

对AGC电路主要有下面几点要求: 

① 控制范围要宽。

通常中放AGC控制范围为40 dB, 高放AGC控制范围为20 dB,总控制范围为60 dB。也就是说,当天线接收的高频输入信号电平由50 μV~50 mV范围内变化(变化 60 dB)时,检波器输出视频信号电平变化不超过1.5 dB。

slide57

② 控制性能稳定。

当AGC电路工作时,受控放大级对前后级影响要小,并不致影响通道的频率特性,AGC电压不能受图像信号内容变化的影响。 AGC电路在温度变化和外来干扰下应能正常工作。

③ 控制速度应适当, 应能跟上输入信号电平的变化。

④ 应有延迟控制特性。

要求输入信号增强到大于灵敏度值后AGC才起控。首先, 起控中放,这时高放仍处于最大增益状态。只有当中放AGC控制深度达30~40 dB后,高放AGC才开始起控。高放起控过早会使输出信噪比降低。

slide58

2.AGC控制的基本原理

(1)AGC电路的组成

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(2) 放大器增益控制方式

图 5-15 三极管增益衰减特性

slide60

(3) AGC电路的型式及特点

AGC电路的任务是要获取一个随输入信号电平变化的直流电压,来控制中放和高放的增益。根据AGC电压的取得方式, 可以分成三种:平均值式AGC电路、峰值式AGC电路和键控式AGC电路。 

平均值式AGC是将检波器输出信号的平均值作为AGC电压。 显然,这时的AGC电压不只与接收信号强弱有关,而且还与图像内容有关,因而这种控制方式会使图像质量变差,一般不宜采用。 

slide61

键控式AGC是利用行扫描逆程脉冲作为键控(选通)脉冲,从全电视信号中取出同步脉冲(同步头),再对此同步脉冲进行峰值检波,取得AGC电压。此电压只反映输入信号强度, 与图像内容无关, 并且消除了逆程期间之外的干扰对AGC电压的影响。

峰值式AGC是采用峰值检波器,检波输出的AGC电压仅反映输入信号的峰值(即同步头),而与图像内容无关。该电路对于幅度低于同步信号峰值的干扰脉冲,是有抑制能力的,但当有比同步脉冲幅度大的强干扰时,AGC电压将会反映出干扰峰值, 使AGC工作不正常。因此必须在进行峰值检波之前,将强脉冲干扰消除。

slide62

(4) 典型AGC电路分析

图 5-16 峰值式AGC电路

slide64

预视放

低通

滤波

图4-9 AGC控制原理

高频

放大

中频

放大

延迟

电平

AGC

检波

DC放大

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

在接收机中设有AGC电路,其控制原理如图4-9所示。它是一个串联负反馈闭环系统,预视放输出的视频信号,由AGC检波电路进行检波,经低通滤波器和直流放大器后,控制中放增益,当中放增益被控到一定值时,停控中放,这时经电平延迟的AGC电压使高频放大器起控,这就是所谓的延迟RFAGC。通过这个环路作用,就可以使预放输出的视频信号基本上保持不变。

视放输出

slide65

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

  • 对AGC电路的要求:

① 延迟起控 在高频电视信号达到一定强度之前,要求AGC电路不起控。就是说高频电视信号较弱时,在一定的范围内始终保持中频放大器和高频放大器的最高增益,只有在电视信号达到一定强度后AGC电路才起控。这种控制方式叫做“延迟式AGC”。

② 由后向前顺序控制为保证公共通道的信噪比,AGC电路起控后不能同时降低中频放大器和高频放大器的增益。在电视信号不太强时先降低最后一级放大器的增益,保持前级处于最高增益状态,随电视信号增强逐级向前控制。这样即保证输出的视频信号稳定又提高了信噪比。控制顺序为:第三中放、第二中放、第一中放、高放。

slide66

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

③ 同步峰值取样AGC检波电路的取样信号,应真正反应电视信号的强弱,AGC检波电路用检测视频信号幅度判别电视信号的强弱。视频信号中的同步信号只随信号强弱改变电平与图像内容无关,而且幅度最大,取样方便,所以AGC检波电路应以同步信号为取样信号。这种方式叫做“同步峰值式AGC检波”。

④ 抗干扰能力强AGC电路应具有很强的抗干扰能力,否则视频信号中混有很窄的黑噪声脉冲也会改变AGC控制电压,错误地降低通道增益,反而会使输出电平不稳定。平均值式AGC电路能够“吸纳消化”干扰,配合噪声抑制电路,有很强的抗干扰能力。

slide67

图4-8 图像中频放大器

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

⑤脚外接的R209、C210设计时按较大时间常数选取,窄脉冲对电容上的电压不会造成影响。⑤脚输出的直流电压分四路:三路分别控制集成块内部的三个中放AGC控制管,一路到高放AGC延迟电路。在电视信号较弱时,因⑤脚电压达到最高,这四路输出电压都高。当电视信号增强时,视频信号中同步信号峰值降低近于2.4V,AGC检波器输出电压降低,经AGC放大后⑤脚电压降低,因⑤脚电压降低而增益最先降低的是第三级中放,其次是第二级,最后是第一级。这一控制顺序符合对AGC电路由后向前顺序控制的要求。

slide68

图4-8 图像中频放大器

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

由以上控制过程看出,⑤脚的电压反映AGC控制深度,⑤脚外接电容在同步信号峰值期间,通过内电路充电,在同步信号过去后通过电阻R209放电,达到平衡后一个行周期内充放电相等,⑤脚电压稳定在某一数值。由于RC充放电时间常很大,所以抗干扰能力很强。

slide69

中放延迟

起 控 点

高放延迟

VAGC

起 控 点

整机总增益

11.2V

IFAGC

中放增益

8.2V

RFAGC

高放增益

视频输出幅度

(a)AGC电压及视频信号幅度

(b) 增益变化示意图

图 4-10 AGC控制特性曲线

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

  • 整机AGC控制特性

TA7680AP10脚外接的RFAGC起控电压调节电位器,是针对使用的调谐器具有分散性而设,每台电视接收机组装完后都要进行调整。电位器调节要准确,如果设置起控电压过高,高频放大器提前起控,整机灵敏度会降低,信噪比也降低。如果设置高放起控电压过低,高频放大器起控太晚,与中频放大器AGC控制不能衔接,可能会造成图像上部扭曲,也可能会出现电视台信号之间的交扰调制。在维修时如果更换高频调谐器或7680AP集成电路,需要对RFAGC电位器进行调整。

slide70

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4.2.4 视频检波与预视放

1.视频检波

二极管检波

三极管检波

双差分同步检波

分类

TA7680AP的视频检波器采用双差分模拟乘法器同步检波电路。

slide71

4.3.2 图像中频通道实例

图 4-22 TA7680AP图像中频通道方框图

slide72

视频检波与输出电路

1.视频检波器的作用及性能要求

对视频检波器的性能要求如下: 

① 检波失真要小, 效率要高; 

② 频带要足够宽, 滤波性能要好; 

③ 输入阻抗要高, 对中放的影响要小; 

④ 检波输出电压的极性要正确,以保证最终加入显像管阴极的视频信号为负极性图像信号。

slide73

2. 视频检波器的电路形式

(1)二极管包络检波器

图 5-9 二极管包络检波原理图

slide74

(2) 同步检波器

图 5-10 同步检波器方框图

slide76

设调幅波包络的低频调制信号是一个正弦波UcosΩt,则调幅波信号可表示为:

式中,U2为图像中频载波的幅度,ω0为中频角频率,m为调幅度。 

u2(t)经过限幅放大器后变为等幅波,此等幅波可表示为:

u1(t)=U1cosω0t。

设K为模拟乘法器的传输系数,则模拟乘法器的输出电压应为

slide77

3.视频检波输出电路

图 5-12 预视放电路

(a) 典型预视放电路; (b) 等效的射极输出器(对视频信号); 

(c) 等效的共射极中放(对第二伴音中频)

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T204

R208

18

17

预 视 放

视频输出

限幅放 大 器

双差分乘法器

中放输出

图4-11 同步检波器原理方框图

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

  • 视频检波器的组成

限幅放大器是一个选频放大器,由TA7680AP17、18脚外接的T204的LC调谐回路,谐振于38MHz,只对38MHz图像中频载频信号进行选择放大并限幅。限幅后的38MHz信号作为开关信号送双差分乘法器的输入端。

slide79

图4-8 图像中频放大器

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

2. 预视放电路

预视放电路的功能是放大视频信号、滤除中频谐波、将双端输入转换为单端输出。

伴音中频信号和38MHz的图像中频载频信号通过同步检波器后产生和频和差频,和频分量在预视放电路中被自然滤除,差频分量38-31.5=6.5MHz,形成第二伴音中频信号,随同视频信号一起输出。

slide80

V

视频信号

原白噪声

白噪声倒相电平

6.2V

15

5.5V

脚直流电平

5.1V

视频信号白电平

4.1V

白噪声钳位电平

3.2V

黑噪声钳位电平

2.4V

同步信号电平

黑噪声倒相电平

1.6V

原黑噪声

t

抑制后的

黑白噪声

图 4-12 噪声抑制波形示意图

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4.2.5 噪声抑制电路

TA7680AP噪声抑制电路采用电平比较、噪声倒相、输出电平钳位等方式,有效地抑制了大幅度的黑白噪声。

当视频信号中混有幅度低于1.6V的黑噪声时,噪声抑制电路使预视放中断,同时使15脚电压迅速钳位在3.2V,倒相电路将原黑噪声倒相1800,与原黑噪声叠加抵消,干扰噪声仅剩下时间极短的脉冲,这对于同步分离电路和AGC电路都不会产生影响。

slide81

V

视频信号

原白噪声

白噪声倒相电平

6.2V

15

5.5V

脚直流电平

5.1V

视频信号白电平

4.1V

白噪声钳位电平

3.2V

黑噪声钳位电平

2.4V

同步信号电平

黑噪声倒相电平

1.6V

原黑噪声

t

抑制后的

黑白噪声

图 4-12 噪声抑制波形示意图

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

在荧光屏上表现为亮点

白噪声

当视频信号混有大幅度的白噪声干扰时,噪声抑制电路中的电平比较器检测到电平高于6.2V的白噪声,便使预视放中断输出,同时将15脚电压迅速钳位在4.1V。倒相电路将高于6.2V的脉冲部分倒相 ,与原白噪声叠加抵消,在荧光屏上表现的亮点面积大大减小,亮度也大大降低。

slide82

中放

DC倒相

放大器

低通

滤波

AFT

鉴相器

本振

(VCO)

4 -13 AFT原理框图

限幅

放大

高放

混频

900

移相

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4.2.6 AFT电路(自动频率微调电路)

1. 功能

产生高频头内本振频率的自动控制电压,使本振频率保持稳定,以保证图像中频信号、色度中频信号及伴音中频信号的稳定。

2. 方框图

slide84

自动频率微调(AFT)电路

1.自动频率微调电路的组成

带有AFT电路的高频调谐器的组成

slide85

中放

DC倒相

放大器

低通

滤波

AFT

鉴相器

本振

(VCO)

4 -13 AFT原理框图

限幅

放大

高放

混频

900

移相

slide86

4.AFT电路

图 4-23 AFT电路方框图

slide89

2.AFT电路的工作原理

经中频放大器输出的中频信号除送入视频检波器进行检波外,还送入鉴频器进行鉴频。鉴频器的作用是当本机振荡器由于某种原因引起本振频率产生一个正Δfg频偏(即本振频率=fg+Δfg)时,那么混频后得到的中频信号也将产生一个大小和方向相同的频偏,使中频信号变为fI+Δfg。正是由于这个正的Δfg存在, 就使鉴频器输出一个正的直流电压Ve,我们称它为控制电压。 这个直流控制电压经过直流放大器倒相放大后得到一个负向的直流电压VAFT,叠加在频率控制器上(即本振回路中变容二极管的负极),以增加本机振荡回路的等效电容值,使本振频率朝减少方向降低,这样经过AFT电路的反馈达到动态平衡后,最后使得本振频率保持在正常值。

slide90

当图像中频低于38 MHz时,则鉴频器输出将是一个负的直流控制电压Vc,此电压经直流倒相放大后,输出一个正向的AFT电压VAFT,这个电压送至(严格上说应是叠加在原直流分量上)高频头本振回路的变容二极管的负极上,使变容二极管容量减小,导致本振频率升高,直到回到正确频率值。 

当图像中频高于38 MHz时,则AFT电路输出一个负向的AFT电压VAFT,使本振频率降低,从而导致高频头输出的图像中频降低,直至回到正确的图像中频38 MHz为止。fI> 38 MHz,

Fg大了,提高反馈减小Fg, 使得fI 接近38 MHz,又C大F小,C小F到的原理,而C与控制电压有关,

slide91

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

3.自动频率微调过程

AFT电路与高频调谐器中的本振和中频放大器构成一个闭环稳频系统。当本振的频率产生漂移时,混频后产生的中频图像信号也会偏离标准值38MHz,AFT电路从中频放大器后的38MHz限幅放大器取出这一信号,通过鉴相器检测标称“38MHz”信号的相位,判别其频率偏离程度并产生相应的直流误差电压,再反馈回本机振荡器的变容二极管上,纠正本机振荡器的振荡频率,恢复到正常数值。

slide92

C207

T205

19

17

19

17

I0

V1

V2

V2

V1

L′

C209

18

16

16

18

限幅器

( a )

( b )

C207

T204

T205

17

13

19

A F T

鉴相器

限 幅

放大器

A F T

输 出

C208

18

14

16

C209

图 4-15 AFT鉴相器90º移相网络等效电路

图 4-14TA7680AP集成电路AFT工作原理方框图

送到

高频头

T204

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

3. TA7680AP AFT原理

(17)(18)脚外接的38MHz谐振回路T205取出38MHz

两路信号正交时,输出的误差信号为零,两路信号相位差大于(或小于)90°,输出的误差信号为正(或负)。

slide93

T204

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

3. TA7680AP AFT原理

中频信号,经C207、C209、T205移相900,从(16)、(19)脚输入。两路信号在AFT鉴相器内进行相位比较。当两路输入信号正交时,输出的误差信号为零,两路信号相位差大于(或小于)90°,输出的误差信号为正(或负)。C208为隔直电容,防止T205将(16)、(19)脚短路,分析原理不考虑它的作用。

C207

T205

19

17

19

17

限幅器

I0

V1

V2

V2

V1

L′

C209

18

16

16

18

( a )

( b )

归纳电路中的等效谐振回路有三个:

① T204,谐振于38MHz,ƒ01=38MHz

② T205,谐振频率高于38MHz,ƒ02>38MHz

③ T205对于38MHz信号可等效为电感L',与C207、C209组成串联谐振回路,串联谐振频率为38MHz,ƒ0=38MHz

slide94

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

19

17

I0

V2

V1

L′

18

16

V2

V2

V2

I0

I0

V1

V1

V1

I0

( c )

( a )

( b )

图4-16 90º移相网络矢量图

下面分三种情况分析AFT电路工作原理

鉴相器输出误差信号为零

slide95

V2

V2

V2

I0

I0

V1

V1

V1

I0

( c )

( a )

( b )

图4-16 90º移相网络矢量图

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

(1) 图像中频载频准确,即T204谐振于38MHz

ƒp=ƒ01=ƒ0=38MHz

电容C207和C209与L'串联谐振于38MHz,电路表现为纯阻性,电流I0与V1同相,AFT鉴相器两个输入信号V1和V2正交,鉴相器输出误差信号为零。TA7680AP(13)、(14)脚直流电压不变,仍然维持相等的状态,AFT电压对本振频率也无调整作用,本机振荡器仍按原来的振荡频率继续工作。

ƒp=ƒ01=ƒ0=38MHz

slide96

V2

V2

V2

I0

I0

V1

V1

V1

I0

( c )

( a )

( b )

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

(2)图像中频载频偏高 ƒp>ƒ0 (电路表现为感性)AFT鉴相器两个输入信号V1和V2不是正交的,输出信号变为不对称的矩形波,经低通滤波后,直流误差电压不等于零,这时TA7680AP(13)脚电压降低,(14)脚电压升高,(13)脚的电压变化作用到本振电路,使本振频率降低,恢复图像中频载频为38MHz。

V1和V2不是正交,直流误差电压不等于零

slide97

V2

V2

V2

I0

I0

V1

V1

V1

I0

( c )

( a )

( b )

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

(3)图像中频载频偏低 ƒp<ƒ0(电路表现为容性)

AFT鉴相器的两个输入信号V1和V2也不是正交的,输出信号是不对称的矩形波,但与上一种情况是相反的,经低通滤波后形成的AFT控制电压极性也与上一种情况相反。这时TA7680AP(13)脚电压升高,而(14)脚电压降低,(13)脚电压变化作用到本振电路使本振频率升高,图像中频载频重新恢复到标准38MHz。

V1和V2不是正交,直流误差电压不等于零, AFT控制电压极性也与上一种情况相反。

slide98

VAFT

V 14

V 13

φ

90º

图 4-17 AFT鉴相特性

4.2 图像中放集成块TA7680AP及外围电路分析

4. AFT鉴相器的鉴相特性

由以上三种情况可看出AFT电路的作用完全是由鉴相器的鉴相特性决定的。

slide99

5.3.2 图像中频通道实例

图 5-22 TA7680AP图像中频通道方框图

slide100

思考题与习题

4-1公共通道部分为什么又称图像中频通道?

√4-2说明图像中频通道的功能及要求。

4-3画出电视机中频通道的频率特性。

4-4参照教材中图4-3,如果接收三频道的信号,请画出其频谱结

构示意图。

4-5说明TA7080AP各管脚的功能。

√ 4-6声表面波滤波器的功能是什么;如果接收机中出现了声音干扰图像,可能是什么器件出来什么问题。

√ 4-7前置中频放大器的功能是什么。

4-8如果接收机中AGC电路不起作用,图像会出现什么问题。

√ 4-9 TA7680AP17、18脚外接的T204谐振于38MHz,如果T204失谐,图像会出现什么问题。

4-10 画出AFT电路的方框图,说明其工作原理;如果AFT电路失

去作用,图像会出现什么问题。

slide101

-6dB

-26dB

-40dB

38

39.5

KHz

33.57

30

31.5

图 4-2 电视中频通道频率特性

对本频道伴音中频信号31.5M也衰减26dB。

2 .07KHz(33.57KHz-31.5 KHz)差拍干扰(图像会形成网纹)

slide102

低邻近频道

接收频道

高邻近频道

第三频道

第一频道

第二频道

56.25

57.75

64.25

65.75

95.75

f

30

31.5

38

单位:KHz

39.5

图 4 -3 接收二频道时的中频信号结构示意图

假设接收第二频道的电视信号,其载频为57.75MHz,本振信号频率为95.758MHz(57.75MHz+38MHz)会与第一频道(低邻近频道)的伴音载频56.25MHz差频, (95.758MHz—56.25MHz)形成39.5MHz的信号;

与第三频道(高邻近频道)的图像载频65.75 MHz差频(95.758MHz-65.75 MHz)形成30MHz的信号。