第八章 同步分离与扫描系统的 组成及原理 本章要点: • 熟悉同步分离电路与扫描电路的作用、组成 • 熟悉同步分离电路基本工作原理 第八章 同步分离与扫描系统的 组成及原理 本章要点: • 熟悉同步分离电路与扫描电路的作用、组成 • 熟悉同步分离电路基本工作原理 • 掌握行场扫描电路的失真与校正 • 掌握行场扫描的各单元电路基本工作原理 • 掌握典型扫描电路的工作原理分析 • 掌握扫描电路的常见故障分析
第一节 扫描系统 1、同步扫描电路作用 同步扫描电路的作用:是在行、场同步脉冲信号控制下,产生行频、场频锯齿波电流加到行、场偏转线圈,使之产生垂直和水平磁场,控制电子束作水平和垂直运动,形成满屏光栅。 2、同步扫描电路组成 各种直流 电压和脉 冲信号 AFC 行振荡器 行激励级 行输出级 高、中压 形成电路 积分电路 场振荡器 场激励级 场输出器 幅度分离 图8.1 同步扫描电路组成框图
作用:从视频全电视信号中分离出行、场同步信号,分别送给行、场扫描电路,使接收机的行、场扫描与复合同步信号中分离出来的同步信号所同步。 (1)同步分离电路: 作用:从视频全电视信号中分离出行、场同步信号,分别送给行、场扫描电路,使接收机的行、场扫描与复合同步信号中分离出来的同步信号所同步。 宽度分离 幅度分离 到场扫描 到行扫描 幅度分离:利用同步信号在视频全电视信号中的幅度最高,因此可利用幅度分离电路从视频全电视信号中分离出复合同步信号; 宽度分离:因为行同步脉冲(脉宽为4.7μs)与场同步脉冲(脉宽为160μs)的宽度相差很大,因此可以利用积分电路把行、场同步脉冲从复合同步信号中区别开来。
作用:一是为场偏转线圈提供线性良好,幅度足够的场频锯齿波电流,使显像管中的电子束在垂直方向作匀速运动; (2)场扫描电路 作用:一是为场偏转线圈提供线性良好,幅度足够的场频锯齿波电流,使显像管中的电子束在垂直方向作匀速运动; 二是给显像管提供场消隐信号,以消除场逆程期间电子束回扫时产生的回扫线。 场振荡 场激励 场输出 场振荡:在场同步信号的控制下产生50Hz的脉冲信号并变换成锯齿波信号。 场激励:放大场锯齿波信号(电流放大)。 场输出:对锯齿波电压进行功率放大,输出足够幅度的锯齿波电流加到场偏转线圈(OTL电路)。
作用:一是为行偏转线圈提供线性良好、幅度足够的行频锯齿波电流,使电子束在水平方向作匀速扫描; (3)行扫描电路 作用:一是为行偏转线圈提供线性良好、幅度足够的行频锯齿波电流,使电子束在水平方向作匀速扫描; 二是为显像管提供行消隐信号,以消除电子束回扫时产生的回扫线; 三是为显像管和某些电路工作所需的各种电压(高压、中压、低压及脉冲电压)。 行扫描电路的组成如下图所示: 各种直流 电压和脉 冲信号 AFC 行振荡器 行激励级 行输出级 高、中压 形成电路
行输出:把行频脉冲变换成行频锯齿波电流。 行振荡:产生行频脉冲信号。 行激励:放大行频脉冲。(电流放大) 行输出:把行频脉冲变换成行频锯齿波电流。 AFC:稳定行振荡器的频率。 高中压形成:产生显像管工作所需的电压,及其它一些电压。 3、集成化同步扫描电路 集 成 化场输出级 同 步 分 离 AFC VCO行振荡器 行分频器 场分频器电路 场激励 行激励 集成化扫描前级 行激励级 行输出级 高、中压形成电路 图8.2 集成化扫描电路结构框图
行扫描后级电路是由行激励和行输出电路组成。由于该部分电路工作在高电压、大电流状态,常用分立元件来构成。 4、扫描后级电路 场扫描后级电路:常采用集成电路实现。 长虹 A6机 芯场 输出 电路 LA7837 行扫描后级电路是由行激励和行输出电路组成。由于该部分电路工作在高电压、大电流状态,常用分立元件来构成。
(1)行激励级 1)作用:起隔离和缓冲作用,并把行激励脉冲电路送来的脉冲电压进行功率放大、整形,为行输出管基极提供足够的激励电流,使行输出管可靠地工作在开关状态。 2)电路 T:行激励变压器:n1>n2 u1 > u2 i1 < i2 起降压、阻抗匹配,并将初级电压增益转换成次级电流增益。 R1:限流电阻 V1:行激励管 C1:保护V1 R2:隔离电阻
行激励管和输出管交替饱合和截止,这种方式称为负极性激励,能更好的实现行振荡和输出级之间的隔离。 Vi 3)原理: Vi为高电平 V1饱合 产生N1下负、N2上负电动势 V2截止(行输出管) Vi为低电平 V1截止 产生N1下正、N2上正电动势 V2饱合(行输出管) 行激励管和输出管交替饱合和截止,这种方式称为负极性激励,能更好的实现行振荡和输出级之间的隔离。
(a)行输出级原理电路 (b)行输出级等级电路 (2)行输出级 行输出级工作在高电压、大电流状态下,其功率消耗较大,甚至可达到整机功率消耗的一半。 1)作用:向行偏转线圈提供线性良好、幅度足够的锯齿波电流,使显像管中的电子束作水平运动。 2)基本电路及等效电路 (a)行输出级原理电路 (b)行输出级等级电路 图8.4 行输出级原理电路和等效电路
ub为高电平,V2饱合,VD截止,电路等效为: 3)原理: (1)正程右半段:t0—t1 o t t0 t1 t2 t3 t4 ub iLY uCP ub为高电平,V2饱合,VD截止,电路等效为: 此时 ,iLY从0线性增长,并在LY中产生上负下正的感应电动势。Ucp=0。 同时电子从屏幕中心扫到最右边。
ub为低电平,V2截止,由于电流突变, LY中产生上正下负的感应电动势,使VD截止,电路等效为: (2)逆程右半段(t1—t2) o t0 t1 t2 t3 t4 ub t iLY uCP ub为低电平,V2截止,由于电流突变, LY中产生上正下负的感应电动势,使VD截止,电路等效为: 此时, LY 和Cp组成自由谐振,LY中的磁能将转换成电能并储存在Cp中,且电流不断减小,Ucp不断增加。 同时电子从屏幕右边扫到中心。
ub为使为低电平,V2和VD截止,电路等效为: (3)逆程左半段(t2—t3) o t0 t1 t2 t3 t4 ub t iLY uCP ub为使为低电平,V2和VD截止,电路等效为: 此时,Cp中的电能将反向对LY充磁,并在LY中产生上正下负的感应电动势。iLY反向增大,Ucp不断减小。 同时电子从屏幕中心扫到最左边。
ub仍为低电平,V2和VD截止,电路等效为: o t0 t1 t2 t3 t4 ub t uCP iLY (4)正程左半段(t3—t4) ub仍为低电平,V2和VD截止,电路等效为: 为维持原电流方向,LY中产生上负下正的电动势, 此时LY中磁能反向对Cp充电,当Cp上的电压达到VD的导通电压时, LY和Cp的自由谐振被终止。(VD称阻尼二极管) iLY由负值减小到0,使电子从最左边运动到中心。
总结:给行管周期性加入脉冲信号,LY中就有周性电流流过。 行管电流 行激励管 行 输 出 管 激励变压器 逆程电容 o t iLY 行正程52μs 行周期64μs 阻尼二极管电流
行输出管集电极的反峰电压: ≈8Ec 反峰电压与逆程时间有关,而逆程时间又与逆程电容有关,改变逆程电容可改变反峰电压高低,逆程电容大,则逆程时间大,反峰电压低,阳极高压也低;逆程电容小,则逆程时间小,反峰电压高,阳极高压也高。
5. 高、中压形成电路 高、中压形成电路的作用是把行逆程脉冲电压 加到行输出变压器的初级,经变压、整流和滤波后,可获得高压、次高压、中压和低压。 一次绕组:又称主绕组,用于获取输入功率,并为行输出管提供直流通路。 视放绕组:用于为视放输出级提供+200 V 左右的供电电压。 灯丝绕组:用于为彩色显像管灯丝提供有效值为 6.3 V(峰峰值约为 28 V)工作电压。 低压绕组:用于为电视机的公共通道、伴音中放、解码器等电路提供所需的工作电压。 高压绕组:用于为显像管提供 20~25 kV 的阳极高压,经分压得到聚焦极电压和加速极电压。它是将行逆程脉冲进行三级一次升压处理获得高压,在前两次中,每次升压后都用玻璃封装高压二极管整流,最后用高压硅柱整流,经分布电容滤波后得到阳极高压。
(a)内部结构示意图形 (b)原理图 图8.6 行输出变压器的基本结构
6. 行输出电路的失真与校正。 在分析行输出电路的工作原理时,VT2 等效为理想开关 S1、VD 等效为理想开关 S2等。实际上,这些元件并不是理想的,工作时 不可避免地会使 iL Y 的线性变差,导致图像失真。 行扫描电路引起的行锯齿波电流 iLY 线性不良的原因,主要表现在以下两个方面。 ① 电阻分量引起的失真:电阻分量指 LY 的直流电阻、行输出管和阻尼二极管的导通电 阻,这些电阻使 iY L 按指数规律变化,而不是线性变化,并且 iY L越大,不良影响也越大。由 于 LY 的直流电阻和行输出管的导通电阻影响行扫描正程后半段 iLY 的线性,当 iL Y 较小时,电阻的影响可忽略;当iL Y 较大时,电阻的限流作用增强,使 iLY 的上升变慢,如图 8.7(c)所示,屏幕右边的图像被压缩。
解决的办法:通常在 LY 支路中串入磁饱和电抗器(又称行线性线圈)LT,如图 8.7(a) 所示,饱和电抗器的结构如图 8.7(b)所示。 工作过程为:当通过 LY 的电流 Y L i 逐渐接近峰 值时,磁饱和电抗器逐渐趋向饱和,其感抗逐渐减小,回路总感抗也减小,因 LY 两端的 VCC 不变,使 iL Y 上升速度不变,从而使行扫描正程后半段锯齿波电流的线性得到校正。 对于行扫描正程前半段, iL Y 与 LY 的直流电阻和阻尼二极管 VD 的导通电阻(或内阻) 有关。通常情况下,流过 VD 的电流越小,内阻则越大,反之亦然。由于在行扫描正程前半段刚开始,VD 由截止转向导通,因而 VD 的内阻较大,使 iL Y 减小较慢,屏幕左边的图像被压缩。 解决的办法: 通常选用正向导通电压低的 VD, 并在高压包的初级多绕 1~2 匝与 VD 串联,该绕组上的电压可加大 VD 的导通程度,使行扫描正程前半段锯齿波电流的线性得到校正。
(a)磁饱和电抗器的连接 (b)磁饱和电抗器的结构 (c)对电流的校正作用 图8.7 磁饱和电抗器及校正作用
② 延伸性失真:失真的原因是显像管荧光屏的曲率中心与电子束的偏转中心不一致。电子束在扫描过程中均匀偏转,相等的时间间隔内,屏幕两边的扫描半径长,在屏幕上移动的距离长,屏幕中间的扫描半径短,在屏幕上移动的距离短,从而导致图像失真,如图 8.8(a)所示。 解决的办法:对行锯齿波电流 i LY 的波形进行整形,呈 S 形,如图 8.8(b)所示。使行扫 描的线速度两边慢而中间快,就可消除这种失真。 在实际电路中,通常在 LY 支路中串接一个无极性电容器 CS,如图 8.8(a)中所示。CS 串入后,LY 与 CS 构成串联谐振回路,谐振周期 为行周期。正弦形状的振荡电流与线性 iL Y 叠加后, iLY 便近似呈 S 形。因此,延伸性失真的校正又称 S 形校正。实践 证明,CS 越小,曲线两端越弯曲,补偿作用越大。
(a)延伸性失真的原因 (b)S 校正电流 图8.8 延伸性失真及校正电流
7. 扫描系统常见的故障 行扫描电路的一般故障现象主要有无光栅,无伴音;垂直一条亮线;行幅不足;图像模糊;行中心偏左(或偏右) ;开机后几分钟光栅伴音全无,自动关机;机内有放电声;枕形失真;有图像,但行不同步;光栅暗;光栅伴音时有时无等。 场扫描电路的一般故障现象主要有水平一条亮线,伴音正常;场幅不足;图像上下抖动;场不同步等。