创维5D20机芯原理与维修(三)
2.3 高频电路故障检修
2.3.1 有图像,各频道雪花大
基本思路:根据故障现象,我们首先判断故障范围,a、天线信号输入是否正常:输入信号的强度是否大于50μV、天线本身是否故障、阻抗匹配器及其接线是否正常,确定输入到电视接收机的信号正常时,再进行下一步;b、高频调谐器和中频放大电路的供电是否正常。如果中频放大电路的供电不够,放大器的偏置电压就会不正常,放大器的增益就会不够,通道的增益自然也就不够;c、高放延迟AGC和中放AGC电路是否存在故障,AGC电路故障会影响到高频放大电路和图像中频放大电路放大器的增益,从而导致故障;d、高频调谐器、预中放、中频放大电路之间的电路是否出现故障,也就是考虑高频调谐器到预中放到中频放大电路之间的电路出现故障可能引起通道增益不够而导致此类故障;e、I2C总线数据是否有问题,这是由于高频调谐器的工作受控于I2C总线数据;f、电路板是否漏电,然后逐步缩小故障范围,最后再去检修。
注意事项:有些技术人员遇到故障会不假思索地更换大的元器件,在不能马上解决问题的情况下就依次更换完其它元器件,可就是不能解决问题,让其他技术员检查,可能最后发现是电路板漏电或匹配器接线不良。对于这类技术人员的建议是:请三思而后行!
解决此类问题的思路应该是首先确定大的故障范围,然后逐步缩小故障范围,再接着想一下有没有被忽略的,紧接着确定哪一步工作应做在前面(很多技术人员不注重这方面的培养,实际上,这是提高工作效率的一种有效途径),最后才去做实际的检修工作。
实例:有图像,各频道雪花大
检修过程:首先检查输入到高频调谐器的天线信号是否正常。具体做法是将此天线接到一台正常的机器上,发现能正常收看,排除天线信号的故障原因;接着依次更换高频调谐器、预中放管、中频放大集成电路都不能解决问题;接着试测高放延迟AGC和中放AGC电压,发现这些电压异常;怀疑通道或AGC电路有故障,于是将预中放电路断开,用一个电容从高频调谐器输出端跨接到中频放大集成电路的输入端,发现故障依旧,暂时不考虑预中放电路故障;问题可能在高频调谐电路或中频放大电路,于是检查高频调谐器和中频放大集成电路的供电及其外围电路,但也没有发现问题,这时维修陷入困境。
点评:此例是一个技术人员工作的真实写照。之后,经其他技术人员检查发现是存储器出现故障。我们很容易发现他检修中存在的问题是随意更换大的元器件和思考问题不够全面。既然已经将高频调谐器出现故障的可能性考虑到了,为什么不将控制高频调谐器工作的I2C总线也考虑进来呢?
2.3.2 有正常光栅,无图像
基本思路:对于此类故障,首先要大致确定其故障范围,即a、图像通道部分:高频调谐器电路、预中放电路、中频放大电路、视频数字处理电路、TV/VGA切换电路、KA2500及其外围电路、末级视放电路;b、选台电路:AFC电压、图像同步信号和选台有关的I2C总线数据;c、行信号问题:行同步信号问题引起行不同步、行频偏移引起故障;d、I2C总线及其数据故障引起通道其它电路工作不正常,然后逐步缩小故障范围,直到检修好。
注意事项:此类故障涉及的范围比较广泛,检修的难度有时也会较大,我们首先要确认图像通道部分基本硬件不要有故障;然后再检查选台电路是否有问题:精确选台必需的AFC电压是否正常、存台必需的图像同步信号是否正常、选台和存台有关的I2C总线数据是否正常(不容忽视),至于高频调谐电路的+5V、+33V和RF AGC电压在检修图像通道电路时就应该检查的;接着考虑同步的问题,数字板的行同步信号出现问题或电路故障引起行频偏移都会引起不同步,最终会导致无图像的故障;对于此故障,我们除了考虑硬件方面的原因外,还要考虑软件方面的原因,即考虑I2C总线及其数据的故障原因。
2.3.3 少台
基本思路:根据故障现象,我们可以判断大致的故障范围有:天线输入信号方面的问题、精确选台方面的问题、图像同步识别方面的问题。至于天线输入信号方面的原因相对比较容易些;对于精确选台方面的原因,只要抓住AFC电压这一个突破口进行展开即可,虽然我们能正常收看一些电台,但是AFC电压的一点微小偏差也能导致漏掉部分电台,AFC电压正常与否与中频信号、VCO信号和移相网络有关;另外,高频调谐器的选台精度与I2C总线的数据有关,此数据能调整输入回路、双调谐回路和本机振荡电路的移相器的特性,它们的特性最终会影响到接收电台信号的精确度;对于图像同步识别方面的问题,我们也要抓住一个根本,即什么地方故障会引起图像同步信号异常?接着我们的思路是:图像同步信号从哪来?从同步分离来。同步分离的信号从哪来?从全电视信号来。全电视信号从哪来?从图像中频放大电路和高频调谐器来。根据思路我们很快能发现所提到的电路出现故障都会引起输出到后级的信号出现异常,就有可能引起图像同步信号异常,从而引起部分电台收不到。
注意事项:频率合成高频调谐器是读取软件设定的值进行搜索电台信号的,在信号不标准时会出现漏台的现象,我们可以尝试更改高频调谐器分频比的参数,以使调台的步长更精确,从而保证能搜到电台信号。还有技术人员在检修时发现AFC电压和图像同步信号都有,就是不能存储一些电台,这就要考虑它们是否同步地达到存台最理想的状态。
2.3.4 跑台
基本思路:引起“跑台”故障的主要原因有:由于某些原因引起高频调谐器的本机振荡器的频率漂移太大、高频调谐器的调谐电压偏移。故障可能涉及的电路有:高频调谐器及其外围电路、图像中频放大电路、CPU选台电压等。
注意事项
在普通电视机中,引起“跑台”故障的原因有:高频调谐器的本机振荡电路问题、VT电压异常和AFC电压异常。而VT电压又与+33V稳压电路、调谐电压产生电路和CPU电路有关;AFC电压与图像中频放大电路、AGC电路、AFC电压形成电路等有关。
在创维5D20机芯中,对于“跑台”故障,我们主要关注高频调谐器的+5V电压、+33V电压、AGC电压、I2C总线数据、高频调谐器本身即可。由于此调谐器精确选台需要的信息是CPU通过I2C总线传送的,我们可以不用关心CPU内部是怎样处理这些信息的,只需关心送到CPU的AFC电压是否正常即可,AFC电压由中频放大电路处理得到,要得到正常的AFC电压,就需要正常的中频电视信号和VCO压控振荡信号;AGC电压不仅决定放大器的增益,还决定输出信号的幅度,实际上也会影响到AFC电压和图像同步信号;另外,我们有必要关注数字板DPTV-DX(通过I2C总线)送过来的图像同步识别信号。
第三章 中频通道
中频通道是对中频电视信号进行处理的公共通道,它用于从中频电视信号中获得图像中频信号和伴音中频信号,因此,中频通道包括图像中频通道和伴音中频通道。
3.1 图像中频通道工作原理概述
图像中频通道由预中放、图像中频放大器、视频同步检波器、预视放、自动增益控制电路、自动频率微调电路、降噪电路等电路组成,
高频调谐器送来的IF信号首先经过预中放的放大(补偿声表面滤波器的插入损耗),然后利用声表面滤波器的特性一次性形成中放所需要的幅频特性,滤波处理的信号经过具有三~四级差分放大电路的图像中频放大器(常用交流负反馈电路来展宽频带和采用滤波电路来消除交流信号对直流负反馈的影响)的放大,以满足后级电路的需要,放大的信号分两路送到后级电路:一路首先送到限幅放大器进行限幅放大,然后经过选频,得到38MHz的等幅正弦波信号,用作视频同步检波器的开关信号;另一路送到视频同步检波器(它是一个模拟乘法器),在开关信号的作用下,视频检波器利用模拟乘法器的特性,从放大的中频电视信号中检波出视频全电视信号,视频全电视信号经过预视放电路的放大和噪声抑制电路的降噪,输出1.0Vp-p以上的FBAS全电视信号。
AFT电路由限幅放大器、图像中频带通电路、90°移相网络、AFC检波电路和直流放大器组成,图像中频放大的信号经过限幅放大、带通,得到一个等幅正弦波信号,分两路送到后级:一路作为AFC检波电路的开关信号,另一路经过中频带通和90°移相,把38MHz载波信号的频率变化转变成相位变化,然后送到AFC检波电路(它由模拟乘法器、鉴相器组成),利用模拟乘法器的特性把载波信号的相位变化转变为电压幅度的变化,在开关信号的作用下,90°移相的信号与38MHz标准信号在鉴相器内比较,输出误差信号,误差信号经过直流放大,输出AFT电压,用于高频调谐器本机振荡电路的自动频率控制。
AGC电路由IF AGC检波、IF AGC放大和RF AGC放大电路组成,部分FBAS信号经过预视放和降噪电路后送到IF AGC检波电路,检出AGC电压,AGC电压经过IF AGC放大和平滑滤波得到IF AGC电压(用于图像中频放大器的自动增益控制),IF AGC电压经过RF AGC放大、平滑滤波,得到RF AGC(用于高频调谐器内的高频放大电路的自动增益控制)。IF AGC的控制范围要不小于40dB,RF AGC的控制范围要大于20dB。
预视放电路是一个用于提高视频检波输出信号带负载能力的射极跟随器(2~5倍)。
降噪电路用于消除FBAS信号中的黑、白噪声干扰。对消式是将超过同步电平的干扰信号分离出来,再叠加到原信号中,以抵消噪波信号,从而实现降噪。截止式是在大干扰脉冲出现时自动切断视频通路以抑制干扰信号的输出,从而实现降噪。
3.2 预中放电路
为了形成图像中频放大电路所需要的幅频特性曲线,通常需要采用中频滤波电路对39.5MHz、31.5MHz和30.0MHz的中频信号进行衰减或吸收。由于中频滤波电路的加入会影响到中频放大电路的总增益,因此,在中频放大电路之前需要增加一级放大电路,以补偿中频滤波电路的插入损耗。预中放电路通常包括前置中频放大器和中频滤波器。
3.2.1 RLC带通滤波器
RLC带通滤波器是用电阻(R)、电感(L)和电容(C)组成的串联或并联谐振回路作为带通滤波电路的滤波器,
L1、C2组成低通滤波器,用于滤除IF信号中的高次谐波成分;L2、C3组成串联谐振回路,其谐振中心频率是31.5MHz,用于吸收95%左右的31.5MHz的本频道伴音中频;L3、C4组成的LC串联谐振回路,其谐振中心频率是40.5MHz,以保证在39.5MHz~41MHz频率范围内有足够的衰减;R2、C5、C6 和L4组成桥式T型滤波器,其中心频率是39.5MHz,用于吸收39.5MHz邻近频道的伴音中频;L5、C7组成的串联谐振回路,其谐振中心频率是30.0MHz,用于吸收30.0MHz相邻高频通道的图像中频;R1是匹配电阻。IF信号经过此电路后,各种中频干扰信号被滤除,从而有效地抑制中频干扰。
3.2.2 声表面滤波器
声表面滤波器由压电基片、叉指换能器和吸声材料组成,其生产工艺是在经过抛光(目的是减少传输损耗)的压电基片的表面蒸发一层金属铝或金,利用光刻技术,将金属腐蚀成两组形如手指互相交错的电极(叉指换能器,IDT)。信号加到叉指换能器的输入端会产生交变电场,由于压电材料的逆压电效应,在基片表面会产生机械形变,形成传输速率约为电磁波十分之一的声表面波,声表面波传到叉指换能器的输出端时,由于正压电效应,声表面波又变为电信号,从而实现信号的传输。为了减少界面反射,叉指换能器的外表面都会涂上吸声材料。在需要时,可在声表面滤波器的输出端并联电感和电阻,使声表面滤波器的电极阻抗与电路负载阻抗失配,达到衰减三次回波的目的。
3.2.3 准分离声表面滤波器的幅频特性曲线
准分离声表面滤波器有分离彻底、图像与图像互不干扰的优点,因此在电视中被广泛地采用。
3.2.4 创维5D20机芯预中放电路
,Q100、Q101是预中放管(其增益不宜过大,以免引入较大的直通分量使图像质量变坏,保证它与声表面滤波器的总增益为-3~0dB即可),用于补偿声表面滤波器带来10~15dB的插入损耗;L100、L102、C118、C119、C193、C116用于电源去藕;R136、R137是隔离电阻;C117、C119是输入耦合电容;R131、R130是Q100的上、下偏置电阻;R133、R135是Q101的上、下偏置电阻;R129、R134是直流负反馈电阻;C114、C134是交流负反馈电容,用于展宽频带(以牺牲增益为代价,会影响到信号的高频分量);R127、R132、L101、L103组成高频补偿网络(改善信号的高频特性),R127、R132用于使高频的升峰较为平坦,L101、L103是高频提升补偿电感,起调谐匹配的作用;R128、C115是Q100的负反馈元件,R180、C180是Q101的负反馈元件,在高频时,电路的感抗增加,负反馈量减少,高频端的电压增益增大;C112、C113是输出耦合电容;SAW101、SAW102是声表面滤波器,用于一次性形成中频放大电路所需要的幅频特性曲线。
高频补偿网络的电路组成形式有:a、在三极管集电极并联补偿电感,电感用来补偿放大电路输出端负载电容、三极管输出电容所造成的高频失真。在高频时,补偿电感的感抗增大,可抵消输出端电容在高频时阻抗的下降,使输出电压回升,由于补偿电感和输出端电容构成一个并联谐振回路,当回路Q值足够大时,会在某频率产生谐振,使输入信号的高频成分出现升峰,如果补偿得当,可使上限频率展宽至无补偿时的1.76倍,而对低频成分的增益不产生影响。b、在三极管集电极输出耦合电容端串联电感,组成串联谐振回路。如果电感选择得当,使谐振频率正好在信号高频端增益开始下降的频率附近,从而提高上限频率,达到展宽频带的目的。c、混合高频补偿,它采用上述两种电路的组合。
3.2.5 三极管放大器判断的原则
1.三极管放大器判断的原则:
a.NPN三极管,要保证Vbe>0,Vce>0,Vce>Vbe,0.5<Vbe<0.7V;PNP三极管,要保证Vbe<0,Vce<0,Vbe>Vce,0.5V<Vbe<0.7V,此原则很实用!
b.输入信号Ui要能够引起基极电流ib的变化。
c.ib的变化,ic要相应地变化,同时,负载RL上的电压Uo也要相应地变化。
2.三极管放大器常见故障及其简单判断
a.没有信号输出
对于此类故障,我们首先检查信号是否输入,然后按照三极管放大器判断的原则a去判断电路是否处于放大状态,然后根据检测数据判断具体故障部位。假设Vbe>0,Vce>0,可是还出现故障,那么可以根据Vbe是否在0.5~0.7V和Vc是否很接近电源电压来判断电路是否处于放大状态。
b.输出信号的幅度比正常时低
对于此类故障,我们主要检查三极管各个偏置电压是否比正常偏低和三极管的放大倍数是否正常。
c.输出信号失真
对于此类故障,我们主要检查反馈电容和三极管性能是否正常即可。
3.推广:三极管放大器判断的原则在三极管放大电路的应用中较广泛,对创维5P03机芯的校正板的检修很有帮助,通常可以通过测三极管的基极与发射极的结电压是否在0.3~0.65V即可判断故障在放大器、还是在偏置电路、还是在信号源。
3.3 图像中频处理电路
3.3.1 中频放大电路
图像中频放大器对电视接收机的总增益起着决定性作用,为了满足高增益、宽频带和好的选择性要求,信号要经过三~四级单调谐和双调放大器放大,然而单、双调谐放大器的电路复杂且调整繁琐,又由于直流放大器存在互相影响、互相牵制和零点漂移等诸多缺点,因此它们逐渐被具有抑制零点漂移、抗共模干扰和互不影响等优点的集成差分放大电路所取代,差分放大电路已经成为集成电路的基本电路。
1、常用差分放大电路
BG1、BG2及其外围元件组成对称的差分放大器,其中,Rw是平衡电位器,用于调整两管静态输出为零;R4是负反馈电阻,用于抑制零点漂移,其阻值越大效果越好,不过对电源要求高;采用负电源是为了解决工作点和抑制零点漂移间的矛盾。
2、创维2D20机芯图像中频放大电路TDA9808图像中频放大器实际电路的等效简化电路原理图如下:
如图3-8所示,此电路是一个带有400uA恒流源的差分放大器。其中,BG1、BG2是差分放大管,R1、R2是均压电阻,R3是限流电阻,3.4V是基准电压,400uA是恒定电流源,①、②是信号输入脚,差分放大管的集电极输出信号。实际的集成电路是由三级差分放大器组成,各放大器通过交流耦合,中放AGC通过另外一个三极管控制差分放大器的发射极。当信号变化时,中放AGC电压也变化,这样差分放大管发射极电压也相应地变化,放大器的增益也相应地发生变化,从而达到自动增益控制的目的。中放AGC首先使第三级中放增益受控,然后使第二级中放受控,最后使第一级中放受控。
3.3.2 视频检波器
经过三级中频放大的信号也只是中频电视信号,通常需要视频检波电路从中频电视信号中取出视频信号,才能送往后级电路处理出图像。视频检波电路的作用是从中频电视信号中检出极性正确的视频信号,送往后级电路,同时,利用检波电路元件的非线性特性,将图像中频和伴音中频混频,产生6.5MHz的第二伴音中频信号,送往伴音通道。
1、二极管包络检波器
二极管包络检波器是最早采用的检波电路,其电路原理图如下:
如图3-9所示,当在信号的正半周时,二极管D导通,电容C2迅速充电到接近信号电压的峰值,于是D截止;这时电容C2开始通过负载RL放电,通常RL比检波二极管正向电阻大,故放电时间常数大于充电时间常数,又其时间常数大于信号载频周期,电容C2两端的电压降到t2时,在下一周期,中频电压又超过电容C2上的电压,二极管D导通,从而又重复前述充放电过程。由于负载上电压变化规律和信号包络线基本一致,因此实现从中频电视信号中检出视频信号。二极管包络检波器是一种非相干解调电路,电路结构简单,但灵敏度非常低、检波效率低、视频损失严重、差拍频率干扰也较严重。
2、双差分同步检波器
为了克服二极管包络检波器的缺点,曾经采用过双差分模拟同步检波电路。双差分同步检波电路是一种相干解调电路,它由限幅放大器、模拟乘法器和低通滤波器组成。中频电视信号首先送到限幅放大器进行限幅放大,得到等幅正弦波信号,等幅正弦波信号送到模拟乘法器作为开关信号,然后在开关信号的作用下,利用模拟乘法器的非线性特性,从中频电视信号中解调出全电视信号。其原理框图如下:
如图3-10所示,经过图像中频放大器放大的图像中频信号分两路送到后级电路:一路经过限幅放大、选频,得到等幅信号,用于双差分同步检波器作为开关信号;另一路直接送到双差分同步检波器。在等幅开关信号(开关信号与调幅信号要同频同相或同频反相)的作用下,利用双差分同步检波器中模拟乘法器的特性,输入的调幅信号经过模拟乘法运算,运算输出的信号送到低通滤波器将高次谐波成分过滤掉,得到FBAS信号。低通滤波的信号经过桥T型吸收网络滤波,得到图像信号。由于进入同步检波器的信号中有图像中频信号和伴音中频信号,它们送到模拟乘法器会差拍出6.5MHz第二伴音中频分量,因此低通滤波的信号只需经过预视放的选频网络的选频作用就可以得到第二伴音中频信号。
模拟乘法器是非线性电路,它可以通过对数/反对数法、可变跨导法、霍尔效应法、三角平均法和1/4平方差法来实现。集成模拟乘法器多采用可变跨导法,它是在差分放大器的基础上发展起来的。
比较常用的模拟乘法器是改进型双差分模拟乘法器,其简化原理图如下:
如图3-11所示,是一个改进型双差分模拟乘法器,它是四象限乘法器,对输入信号没有极性的限制。Q5、Q6组成恒流源差分放大器,此恒流源又作为Q1、Q2和Q3、Q4组成的差分放大器的电流源。对于小信号,该电路起模拟相乘作用,其输出为双端输出。
模拟同步检波电路有解调灵敏度高、线性好、可实现小信号低电平检波等优点;但它在图像的白场或白字幕时,容易出现图像失真和伴音“蜂音”现象,其原因是信号在白场时,视频幅度较高,对载波的调制较深,限幅器输出的信号中包含有视频信号,从而出现视频干扰伴音的“蜂音”现象;另外,在接收的信号较弱时,限幅器的输出幅度较小,不能使模拟乘法器工作在开关状态,会使检波输出的视频信号出现失真。
3、创维5D20机芯的锁相环同步检波器
为了克服模拟同步检波器的缺点,最近常采用锁相环PLL同步检波器。锁相环是一个相位反馈系统,也称为自动相位控制。锁相环具有锁定、无误差频率跟踪和窄带滤波特性,是运用最为广泛的反馈控制电路。锁相环电路通常由鉴相器(DD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)组成,其中,鉴相器和环路滤波器构成反馈控制器,VCO压控振荡器作为反馈控制器的控制对象。锁相环电路的基本组成原理框图如下:
如图3-12所示,锁相环控制技术是通过相位来控制频率的,可以实现没有误差的频率跟踪。如果输入锁相环路的信号的频率与VCO振荡输出的信号的频率不相等,那么锁相环路会处于失锁状态,此时输入信号与VCO振荡输出的信号在鉴相器中进行相位比较,得到两信号的相位差,输出一个与两信号相位差成比例的误差电压,误差电压经过环路滤波器的滤波,得到一个缓慢变化的直流电压(或低频分量)作为控制电压。由于输入信号的变化,误差电压也会相应地变化,锁相环就是利用这个缓慢变化的直流电压去控制VCO压控振荡器的振荡频率的,逐渐地使输入信号和VCO输出的信号的相位差变小,直到某个尽可能小的恒定值,这时两者的相位被锁定。
鉴相器是一个相位比较器,其输入信号是环路输入信号Ui和VCO振荡信号Uo,其输出是与两个输入信号瞬间相位差成比例的误差信号。它可以用模拟乘法器、模二加(异或门)运算器和存储式边沿触发器等电路实现,通常用模拟乘法器作为鉴相器。
环路滤波器是一个低通滤波器,它用于滤除鉴相器输出的高次谐波和干扰信号,得到缓慢变化的直流电压。它可以采用简单的RC滤波器、比例积分滤波器、有源比例积分滤波器实现。常见的环路低通滤波器原理图如下:
图3-13 环路低通滤波器原理图
VCO压控振荡器是一个电压控制型的正弦波振荡器,它产生频率随着控制电压变化而变化的正弦波电压。常见的VCO压控振荡器有射极耦合型VCO、交叉放电型VCO、积分-施密特触发器VCO、变容二极管直接调频型VCO、变容二极管间接调频型VCO,彩电中常用变容二极管直接调频型VCO和变容二极管间接调频型VCO。
创维5D20机芯的锁相环完全同步检波器原理框图如下:
如图3-14所示,是TDA9808采用的锁相环同步检波器的原理框图,它是在基本锁相环路的反馈支路中插入了一个二分频器,其输出是一系列有一定频率间隔且频率非常标准的信号。图像中频信号经过图像中频放大器的放大,送到限幅放大器进行限幅放大,经限幅放大的信号分两路送到后级电路:一路送到双差分同步检波器,另一路送到频率相位检测器(FPLL,它包括一个频率检测器和一个相位检测器)。在环路没有锁定时,频率检测器一直输出一个与输入信号和VCO压控振荡信号间的频率之差成比例的DC电流;在环路锁定后,相位检测器输出一个与输入信号和VCO压控振荡信号间的相位之差成比例的DC电流。频率检测器或相位检测器输出的DC电流经过环路低通滤波器(它是一个RC比例积分滤波器,滤波效果较简单的RC滤波器效果要好)滤除高次谐波,DC电流被转换成一个直流电压,此直流电压送到VCO压控振荡器,控制VCO压控振荡器的振荡频率,从而保证输入信号和VCO压控振荡信号同频同相,实现完全同步检波。VCO压控振荡器与一个外接LC 并联谐振回路共同谐振在两倍图像载频上。VCO受控于内部集成的两个变容二极管。频率相位检测器产生的控制电压通过环路低通滤波器送到VCO内的第一个变容二极管,调谐VCO振荡从自由振荡频率到实际的两倍图像载波频率。VCO 振荡信号在二分频(TWD)电路中被二倍分频,产生两个与频率无关、具有90°相位差的信号。这两个信号分别送入双差分同步检波器(双差分同步检波器是一个低失真、宽频带的模拟乘法器)作为开关信号和另一路输入信号,在开关信号的作用下,限幅放大的图像中频信号与VCO分频的信号在模拟乘法器中进行乘法运算,得到视频全电视信号,经过低通滤波器将载波谐波和干扰信号滤除掉,滤波的信号被送到一个具有负反馈的宽带运算放大器进行宽带放大,然后送到一个低通滤波器进一步衰减载波谐波,得到1.35Vp-p的FBAS全电视信号。
锁相环(PLL)同步检波器是在模拟同步检波器的基础上改进而成的, 它由一个乘法器、一个APC鉴相器、一个环路低通滤波器和一个VCO压控振荡器组成。由于引入了锁相环控制技术,因此使得VCO振荡频率和相位相当稳定。还由于乘法器所需的等幅信号不再由中频信号供给,而是由一个受锁相环控制的VCO压控振荡器供给,因此完全克服了模拟同步检波器的缺点,经过锁相环同步检波器解调得到的图像和伴音质量都有明显地提高。
需要说明的是,由于反馈控制电路利用了输出信号与输入信号之间相位误差的反馈来实现对输出信号的调节,从而减小输出信号与输入信号的误差(这种误差是一直存在的),它是一种相位误差,但不存在频率误差,也就是说,锁相环同步检波器是通过相位(输入信号和输出信号的频率是相同的,只是存在微小的相位误差)去控制频率的,可以实现无误差频率跟踪,从而保证在信号频率方面完全同步解调。
3.3.3 AGC电路原理
AGC的全称是自动增益控制,它产生随输入信号大小而变化的控制电压,并利用此电压控制高、中放电路各放大器的增益,使接收机的总增益随输入信号的加强而降低、随输入信号的减弱而升高。
视频检波得到的视频信号送到AGC包络检波电路检出能反映信号变化情况的电压,此变化电压经过低通滤波(即中放AGC滤波)和直流放大,得到中放AGC电压,中放AGC电压一路用于控制中放各级放大器的增益,另一路经过延迟得到高放延迟AGC,送入高频调谐器,控制高频调谐器内部高频放大器的增益。
按AGC的控制方式分为正向AGC和反向AGC,即当输入信号加强时,AGC控制电压增加,放大器的增益下降的称为正向AGC;当输入信号加强时,AGC控制电压减小,放大器的增益增大的称为反向AGC。
按获得AGC的方式分为:平均值型AGC、峰值型AGC、键控型AGC和峰值-键控型AGC。
平均值型AGC是将检波器输出信号的平均值作为AGC电压的方式,这样AGC电压会与接收信号强弱和图像内容有关,可能会使图像质量变差,在实践中很少采用。
峰值型AGC是采用峰值检波器检出仅反映输入信号的峰值的方式。此种方式与图像的内容无关,对于弱干扰有抑制作用,而对于强干扰则无能为力,因此,通常在检波之前需要消除干扰,实践中常采用此种方式。
键控型AGC是利用行逆程脉冲作为选通脉冲,从全电视信号中取出同步脉冲,然后对这个同步脉冲进行峰值检波,得到AGC电压的方式。此种方式克服了上述两种方式的缺点,但又面临对同步要求较高的问题,在实践中,它较少被采用。
创维5D20机芯采用峰值型AGC方式,它将视频检波输出的信号送到峰值检波器,检出反映输入信号变化的峰值成分,此AGC电压与视频信号的峰值成正比,它通过对AGC滤波电容的充、放电,将AGC电容上的电压转换成一个控制信号,去控制图像中频放大器;另外,它被送到RF AGC(调谐AGC)放大器进行放大,得到RF AGC电压,从12脚输出。RF AGC的起控点可以通过调整3脚外围的电位器达到最佳效果,它可以调整调谐器和声表面滤波器达到最佳匹配,以得到最佳IF输入电平。此AGC在输入信号较弱时,不会起控,中频放大器和高频放大器处于最大增益;当信号加强到某个值后,中放AGC首先起控,中频放大器的增益从后级向前级逐级降低,此时高放AGC仍不会起控,放大器处于最大增益;当输入信号再加强到某个设定值时,中放增益不再变化,高放AGC开始起控,高放增益开始下降,它是起控电平的延迟,因此叫做高放延迟AGC。
3.3.4 AFT电路原理
由于高频调谐器的本机振荡频率存在不可避免的误差,为了克服高频调谐器的本机振荡频率不稳定而带来的彩色失真、图像质量下降等不利影响,需要设计AFT电路,使本机振荡频率自动地随着输入信号的变化而稳定到正常值,以保证电视接收机的正常收看。AFT电路的作用是在高频调谐器本机振荡频率偏移使得图像中频偏离38MHz时,它会输出一个控制电压控制本机振荡器,使本机振荡频率恢复到允许值,以保证机器的正常接收。
通常的AFT电路原理框图如下:
如图3-15所示,此原理框图还应包括高频调谐器的部分电路,它是一种反馈控制电路,能自动地调整振荡器使其输出稳定在某个标准的频率附近。VIF信号经图像中频放大器放大后送到限幅放大器进行限幅放大,得到等幅信号(防止寄生干扰),等幅信号一路直接送到AFC检波器,作为开关信号,另一路经过图像中频带通和900移相网络的移相后将信号的频率变化转换成相位变化,也送到AFC检波器,作为一个输入信号,在开关信号的作用下两输入信号利用AFC检波器内部模拟乘法器的特性,将信号的相位变化转变成幅度的变化,即输入信号的频率偏差被转换成电压偏差,误差电压经过滤波、直流放大,得到AFT电压,送到CPU用于精确选台,送到高频调谐器用于控制本机振荡器的振荡频率。
当图像中频低于38MHz时,AFC检波器输出一个负的直流电压,经过直流放大器的倒相放大,得到一个控制电压,此控制电压送到高频调谐器内部VCO压控振荡器的变容二极管的负极,变容二极管的容量减小,本机振荡频率升高到正常值;当图像中频高于38MHz时,AFC检波器输出一个负的直流电压,经倒相放大,送到高频调谐器内部VCO压控振荡器的变容二极管的负极,变容二极管的容量变大,本机振荡频率降低到正常值。
创维5D20机芯AFT电路原理框图如下:
如图3-16所示,是TDA9808的AFT电路的原理框图,VIF信号经过图像中频放大器的放大、限幅放大器的限幅放大,得到等幅信号,等幅信号经过频率相位检测器检测出输入信号和VCO压控振荡信号之间的频率或相位误差,检出的误差电流经过环路低通滤波器的低通滤波,滤除高次谐波,得到一个误差控制电压,此误差控制电压分两路送到后级电路:一路送到VCO压控振荡器,用于控制VCO压控振荡器的振荡频率;另一路经过内部一个放大器的放大,然后经过转换电路转换成一个能反映信号变化的电流(在中心频率时此电流输出0),此变化的电流被送到AFC鉴相器进行鉴相,得到能反映输入信号变化情况的电压,此变化电压经过直流放大,得到AFT电压,AFT电压被送到CPU进行处理,得到一个相应的信息,CPU依据此信息设定计数器的分频比,从而实现精确选台。
