《電視機原理與技術》課件1第5章

第5章電視新技術的應用5.1提高圖像質量的新技術5.2提高伴音質量的新技術5.3提高顯示質量的新技術5.4數(shù)字電視技術

實訓18大屏幕彩色電視機的識讀

一、實訓目的和要求

1．能正確拆裝大屏幕彩色電視機并了解主要部件的名稱、形狀、功能以及布局。

2．掌握大屏幕彩色電視機的基本組成結構和工作原理。

3．能識讀大屏幕彩色電視機的電原理圖。

二、實訓器材和工具

1．大屏幕彩色彩色電視機1臺、電原理圖1份。

2．常用工具1套。三、實訓內(nèi)容和方法

1．按照規(guī)范要求拆裝大屏幕彩色電視機。

2．觀察大屏幕彩色電視機的內(nèi)部結構和標記，分別對圖像信號處理系統(tǒng)、伴音信號處理系統(tǒng)、掃描信號處理系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、開關穩(wěn)壓電源的主要元器件進行觀察并記錄其型號及所屬單元電路。

3．從天線開始到顯像管為止，按電視信號的流程對信號所經(jīng)過的線路、元器件逐一查對，畫出實訓機型的信號流程框圖。

4．實訓思考：大屏幕彩色電視機主要采取了哪些新技術用來提高重放的質量？四、實訓報告

由學生自己設計，要求：

1．有明確的實訓任務。

2．有具體的實訓目的和要求。

3．有需要的實訓器材和工具。

4．根據(jù)實訓內(nèi)容有具體的實訓方法和步驟。

5．有具體的實訓結果并能對實訓結果進行分析處理。

6．有實訓體會。 5.1提高圖像質量的新技術

5.1.1延遲型水平輪廓校正技術

在普通電視機中，為了消除色度信號對亮度信號的串擾，常常在亮度通道中設置色度陷波器，以濾除色副載波及其邊帶分量，但亮度信號的高頻分量也被濾除，使圖像清晰度明顯下降。普通電視中一般采用二次微分勾邊的方法進行水平輪廓校正，使圖像在一定程度上得到改善，但由于在高頻區(qū)提升過大時很容易引起振鈴和過沖，使校正后的圖像“生硬”、不真實，而且由于該方法不加區(qū)別地對圖像大面積輪廓和圖像細節(jié)，甚至噪聲采取同樣的校正方法，因而導致圖像細節(jié)部分產(chǎn)生重影，也增大了噪聲顆粒。因此在目前的電視新技術中，采用了延遲型水平輪廓校正電路(也稱為延遲線性孔闌校正，所謂孔闌效應是指圖像的水平解像力受CRT電子束直徑大小的限制而產(chǎn)生的圖像邊緣模糊現(xiàn)象)，其基本原理框圖及相關信號波形如圖5-1所示。圖5-1延遲型水平輪廓校正原理框圖及相關信號波形(a)原理框圖；(b)相關信號波形輸入的視頻信號A分別經(jīng)延遲T與2T后得到B、C信號。三者同時送到或門輸出信號D，送到與門輸出信號E；信號D與E分別送到開關S1與S2(開關S1、S2的通斷受開關信號控制)后合成信號F。

由于視頻信號A的前、后沿不陡峭，圖像從黑(白)色漸變到白(黑)色，圖像的輪廓模糊，而經(jīng)過校正處理的視頻信號F，其前、后沿是陡峭的，圖像從黑(白)突變?yōu)榘?黑)，因此圖像的輪廓清晰。5.1.2垂直輪廓校正技術

為了提高圖像輪廓的鮮明程度，不僅要進行水平方向的輪廓補償，還要進行垂直方向的輪廓補償。圖5-2所示是一種垂直輪廓補償電路原理方框圖和各點的工作波形。該電路主要由兩個1H延遲線、加法器、減法器和1/2衰減器組成。圖5-2垂直輪廓校正電路原理框圖及工作波形(a)原理框圖；(b)工作波形輸入的Y亮度信號波形為A，B是延時1H后的信號波形，C是再延時1H，即延時2H以后的信號波形。輸入信號A與延時2H的信號C在加法器中相加合成信號D，D信號經(jīng)過1/2衰減器后振幅壓縮1/2，輸出E波形信號。延時1H的B信號與E合成信號在減法器中相減，輸出垂直輪廓校正信號F。

F垂直輪廓校正信號送加法器與經(jīng)過1H延時的B信號相加，輸出經(jīng)過垂直輪廓校正后的Y亮度信號。由圖可以看出，經(jīng)過校正后的亮度信號在黑白交界處有突、下凹波型，使暗電平更黑，亮電平更白，圖像垂直輪廓更鮮明。5.1.3速度調(diào)制技術

掃描速度調(diào)制電路簡稱SVM，用來提高圖像的清晰度。SVM電路的功能與水平輪廓校正電路相似，輪廓校正電路是通過改變顯像管陰極電子束電流大小來加強圖像輪廓的，屬于亮度調(diào)制；而SVM電路則是通過取出圖像亮度信號中迅速變化的邊緣成分(高頻分量)去調(diào)制電子束水平掃描的速度的，它使亮度有顯著變化地方的圖像邊緣更清晰。當電流一定的電子束轟擊CRT熒光屏時，在水平掃描速度較快的掃描點上，電子束相應停留的時間短，其亮度比正常掃描速度時會暗些。反之，在水平掃描速度較慢的掃描點上，由于相應停留的時間長，其亮度比正常掃描速度時要亮些。因此可通過調(diào)節(jié)電子束水平掃描速度的辦法來控制圖像的明暗，從而起到“勾邊”的作用，使圖像清晰度提高，同時也不會使CRT在高亮度時產(chǎn)生散焦現(xiàn)象。

掃描速度調(diào)制電路的基本組成框圖及工作波形如圖5-3所示。圖5-3掃描速度調(diào)制電路框圖及工作波形(a)電路框圖；(b)工作波形5.1.4黑電平擴展技術

黑電平擴展(BLE)電路是新型電視機中用來提高圖像質量的電路，一般設置在亮度通道的清晰度增強電路與對比度調(diào)整電路之間，它采用提高黑背景下圖像對比度的方式，來消除畫面模糊的感覺。其基本功能是檢出亮度信號的淺黑電平并與消隱電平比較，如果沒有達到消隱電平則向消隱電平方向擴展，使原來的淺黑電平變成深黑電平，但不超過消隱電平。這種電路對白電平不起擴展作用，由于將淺黑變成深黑，圖像的對比度得到提高，使畫面更具層次感，如圖5-4所示。圖5-4黑電平擴展原理圖5-4(a)表示未經(jīng)黑電平擴展的輸入信號波形和屏幕顯示的圖像，顯然，整幅圖像對比度不大。圖5-4(b)表示經(jīng)黑電平擴展后的輸出信號波形，其中原來顯示淺黑的信號電平已向黑電平方向延伸了，因而屏幕顯示的圖像的對比度提高了。一般認為黑、白電平50%處為臨界點，小于50%的淺黑電平區(qū)為擴展區(qū)，大于50%的灰白電平區(qū)為非擴展區(qū)。要實現(xiàn)黑電平擴展功能，黑電平擴展電路必須具有如圖5-5(a)所示的傳輸特性。由圖可看出，信號電平高于A點的部分為線性放大區(qū)，低于A點的部分為擴展區(qū)。在擴展區(qū)內(nèi)傳輸特性為非線性，曲線上升陡的部分斜率大，即電壓放大倍數(shù)顯著增大，也就是信號將向黑電平方向拉伸，黑電平得以擴展。黑電平擴展起始點由A點直流電壓決定。處在擴展區(qū)外的傳輸特性為線性，其電壓放大倍數(shù)為常數(shù)，也就是處于擴展區(qū)以外的輸入信號被線性放大，無擴展作用。因此該電路對白電平、Y/C(亮度/色度)信號均不起作用。圖5-5黑電平擴展電路的傳輸特性黑電平擴展電路的簡化框圖如圖5-6所示。輸入的亮度信號Y分為三路：一路通過黑電平切割電路，將信號電平低于黑電平擴展起始點的部分切割下來，經(jīng)擴展放大電路放大后與另一路直通信號一起送到加法器，得到黑電平擴展的亮度信號Y，送到黑峰值檢波電路。在沙堡脈沖控制下，除去消隱脈沖，檢出黑峰電平，送到比較器的同相輸入端。還有一路亮度信號送到消隱脈沖電平(黑電平)檢波電路，在沙堡脈沖控制下，取出消隱電平，送到比較器反相輸入端。兩者在比較器中進行電平比較，輸出誤差控制電壓，控制擴展放大器的增益，使亮度信號的淺黑色電平得到適度擴展。圖5-6黑電平擴展電路簡化框圖5.1.5動態(tài)梳狀濾波器技術

由于采用梳狀濾波器對PAL制Y/C信號進行分離是利用第n－2行信號與第n行信號進行相加、減得到的，因此要求行與行之間的圖像內(nèi)容相關性要很好。若行與行之間的信號不相關，則在加法器和減法器中就不能將亮度信號或色度信號完全抵消掉，必將造成Y/C分離不徹底，產(chǎn)生串色和爬行現(xiàn)象。為了保證Y/C信號的徹底分離，新型電視機中采用了由兩個2H(NTSC為1H)延時線、四個帶通濾波器、垂直相關性檢測電路、加法器、減法器等組成的動態(tài)梳狀濾波器，其原理方框圖如圖5-7所示。圖5-7動態(tài)梳狀濾波器原理框圖當PAL制的視頻信號輸入動態(tài)梳狀濾波器時，一路經(jīng)過4.43±1.3MHz帶通濾波器1，得到n行的Y2+C信號，送往相關性檢測電路，其中Y2為色帶通頻率范圍內(nèi)的亮度信號；另一路經(jīng)過2H延遲線DL1輸出n－2行Y1+Y2－C信號，經(jīng)過4.43±1.3MHz帶通濾波器2濾波，得到的n－2行的Y2－C信號也被送往相關性檢測電路。若兩行信號相關，則相關性檢測電路輸出低電平，控制S1、S2開關接通觸點“1”；若2行信號相關性較差，則相關性檢測電路輸出高電平，控制S1、S2開關接通觸點“2”。當n行和n－2行信號相關性較好，開關S1、S2接通觸點“1”時，n行的Y2+C信號與n－2行的Y2－C信號同時送到減法器。在減法器中，Y2+C信號與Y2－C信號相減得到2C信號，再經(jīng)過帶通濾波器3輸出4.43±1.3MHz范圍內(nèi)的色度信號C。色度信號一路送往加法器，另一路輸出。同時，2H延遲線DL1輸出n－2行的Y1+Y2＝C信號也送到加法器，與4.43±1.3MHz帶通濾波器3送來的色度信號C相加，輸出亮度信號Y(Y=Y1+Y2)。當n行和n－2行信號相關性較差，開關S1、S2接通觸點“2”時，n－2行的Y1+Y2－C信號經(jīng)過帶通濾波器2，Y2－C信號送到減法器；經(jīng)過2H延遲線DL2的n－4行的Y1+Y2+C信號通過4.43±1.3MHz帶通濾波器4，Y2+C信號送到減法器。n－2行的Y2－C信號與n－4行的Y2+C信號在減法器中相減，得到－2C信號，再經(jīng)過帶通濾波器3輸出色度信號C。色度信號一路送到加法器，另一路輸出。同時，n－4行的Y1+Y2+C信號送到加法器，與帶通濾波器3送來的色度信號－C相加，輸出亮度信號Y(Y=Y1+Y2)。相關性檢測電路用于檢測n行與n－2行的相關性情況，兩行相關性較好，進行相加或相減，實現(xiàn)Y/C分離。若n行與n－2行相關性較差，則n－2行必然與n－4行相關性較好，利用該兩行進行加減，實現(xiàn)Y/C分離。?因此該動態(tài)梳狀濾波器也稱為自適應Y/C分離電路。

若輸入信號為NTSC制式，則其工作原理基本相同，但延遲時間為1H，BPF帶通濾波器的中心頻率為3.58MHz，延遲時間和帶通濾波器頻率特性的切換由I2C總線控制。實現(xiàn)Y/C分離的技術有多種，Y/C分離電路有模擬型和數(shù)字型之分。模擬型有使用超聲波玻璃延遲線梳狀濾波器Y/C分離電路和CCD電荷耦合器件的梳狀濾波器Y/C分離電路。模擬動態(tài)梳狀濾波器Y/C分離要用6個調(diào)節(jié)點，PAL制要用12個調(diào)節(jié)點，調(diào)整繁鎖，難以大批量生產(chǎn)調(diào)整。數(shù)字型梳狀濾波器Y/C分離電路有自適應Y/C分離電路、動態(tài)自適應三維Y/C分離電路等，生產(chǎn)過程中不需要調(diào)整，被廣泛應用于新型彩色電視機中。

數(shù)字動態(tài)梳狀濾波器主要由時鐘信號產(chǎn)生電路、A/D變換、數(shù)字梳狀濾波處理電路、D/A變換、低通濾波器和帶通濾波器等組成，其電路原理框圖如圖5-8所示。圖5-8動態(tài)數(shù)字梳狀濾波器原理框圖時鐘信號產(chǎn)生電路在色同步信號或行同步信號的控制下，產(chǎn)生A/D轉換電路、數(shù)字梳狀濾波處理電路、D/A轉換電路所需要的各種頻率的時鐘脈沖信號。模擬視頻信號經(jīng)過A/D變換電路轉換為數(shù)字視頻信號，送到數(shù)字梳狀濾波處理電路，在時鐘脈沖信號的作用下，完成Y/C數(shù)字信號的分離，分別輸出亮度Y數(shù)字信號和色度C數(shù)字信號。D/A變換電路在時鐘脈沖信號的控制下，將數(shù)字Y和C信號變換為模擬Y、C信號。Y信號經(jīng)過6MHz(PLA制)的低通濾波器濾波后輸出；C信號經(jīng)過4.43±1.3MHz(PAL制)的帶通濾波器濾波后輸出。5.1.6視頻降噪技術

降噪電路又稱為挖芯電路或核化電路。增加視頻電路的帶寬可以提高圖像的清晰度，但也會增大圖像背景的雜波干擾，特別是在接收信號較弱的情況下，會引起信噪比下降。視頻降噪就是切割低電平的干擾噪聲，利用信號中所含噪聲成分幅度較小的特點，通過適當處理，使幅度較大的有用信號通過，幅度較小的信號和噪聲被抑制。

降噪電路的傳輸特性及輸入、輸出信號之間的關系如圖5-9所示。圖5-9降噪電路的傳輸特性和輸入/輸出波形(a)挖芯電路傳輸特性；(b)輸入信號；(c)輸出信號波形在輸入信號處于o點附近的小區(qū)域內(nèi)(A～B之間)輸出信號為0，在該區(qū)域之外輸出與輸入成正比，即保持線性關系。因此，處于A～B范圍之內(nèi)的輸入信號沒有輸出，只有幅度大于該區(qū)域的信號才有輸出，就像將輸入信號的“中心部分”挖掉了，故又稱為“挖芯降噪電路”。5.1.7彩色瞬態(tài)特性增強技術

彩色瞬態(tài)特性增強CTI電路是電視新技術中的一種改善圖像的電路。由于色度信號在傳輸?shù)倪^程中高頻特性變差，使圖像的彩色清晰度下降，因而為了提高色彩清晰度，利用彩色瞬態(tài)特性增強電路對色差信號R－Y、B－Y進行高頻特性補償。彩色瞬態(tài)特性增強電路的原理框圖和工作波形如圖5-10所示。圖5-10彩色瞬態(tài)特性增強電路原理框圖和工作波形(a)原理框圖；(b)工作波形色差信號a輸入到CTI電路后，經(jīng)延遲電路1后輸出信號b，再經(jīng)延遲電路2后，輸出信號c。a、b、c同時輸入到最大值檢測電路和最小值檢測電路，分別選出三路信號的瞬態(tài)最大值合成信號d和瞬態(tài)最小值合成信號e。信號a和信號c在加法器1中混合輸出信號f；信號b倒相后與信號f在加法器2中混合輸出信號g。信號g經(jīng)挖芯電路降噪、倒相后與信號b在加法器3中混合輸出信號h；信號d、h、e一起進入中值檢測電路，輸出信號j。

色差信號經(jīng)過彩色瞬態(tài)增強電路處理后，其邊沿變陡，高頻特性得到了改善，從而提高了彩色清晰度。5.1.8動態(tài)細節(jié)校正技術

輪廓校正電路主要是針對高頻大幅度信號邊緣設計的圖像清晰度改善電路，而動態(tài)細節(jié)校正電路則是針對高頻小幅度或中幅度信號邊緣設計的一種圖像清晰度提高電路。動態(tài)細節(jié)校正電路是根據(jù)圖像亮度和細節(jié)的變化來控制調(diào)節(jié)圖像細節(jié)信號幅度的大小的。當圖像比較亮時為提高畫面清晰度，圖像細節(jié)就必須豐富，相應的細節(jié)校正信號幅度就必須增強；當畫面較暗或細節(jié)較少時，圖像輪廓不清，可減小細節(jié)校正信號的幅度，提高畫面的信噪比。動態(tài)細節(jié)校正電路的原理框圖和工作波形如圖5-11所示。圖5-11動態(tài)細節(jié)校正電路原理框圖和工作波形(a)原理框圖；(b)工作波形假設輸入的視頻信號某一時刻的波形(對應方波的上升沿)如圖5-11(b)左側所示，該信號分為三路：一路直接送第一減法器，另一路經(jīng)延遲電路1延遲后得到波形b后送第一減法器，第三路送圖像亮度檢測電路。信號a與信號b相減后分兩路輸出波形c，一路送延遲電路2，經(jīng)延時后輸出波形d，送入第二減法電路；另一路直接送第二減法器，相減后輸出波形e。e經(jīng)挖芯電路處理后輸出校正信號f，細節(jié)校正量的大小受亮度大小和細節(jié)分量多少的動態(tài)控制。圖像信號檢測電路檢測圖像的平均亮度，輸出直流電壓控制可控增益放大器。圖像亮度越大，輸出直流電壓越大，可控增益放大器增益越大，細節(jié)校正量也越大；反之細節(jié)校正量越小。圖像細節(jié)豐富時，動態(tài)清晰度電路輸出直流電壓高，可控增益放大器增益上升，圖像細節(jié)增強；反之圖像細節(jié)減弱。

5.1.9動態(tài)景物層次控制技術

動態(tài)景物層次控制(DSC)電路也叫動態(tài)清晰度控制電路，其主要作用是檢測圖像的細節(jié)分布情況，提供圖像細節(jié)分布信息，用于控制動態(tài)細節(jié)校正電路中可控增益放大器的增益，實現(xiàn)細節(jié)校正的動態(tài)控制，以獲得最佳校正效果。其組成原理框圖及工作波形如圖5-12所示。圖5-12動態(tài)清晰度控制電路的原理框圖和信號波形(a)原理框圖；(b)信號波形輸入的亮度信號a經(jīng)微分電路送至高通濾波器后輸出信號b，一路經(jīng)限幅器對幅度大的信號作對稱雙向限幅(圖中虛線表示限幅電平)，得到信號c，經(jīng)全波整流和增益控制電路后輸出信號e；另一路經(jīng)挖芯電路降噪后，得到信號d，經(jīng)全波整流和增益控制電路后得到信號f。e、f信號在減法器中相減后得到信號g，經(jīng)平滑濾波后輸出隨圖像細節(jié)分布情況不同而變化的信號h，作為動態(tài)細節(jié)控制信號，對可控增益控制電路的增益進行控制。圖像細節(jié)多，信號h輸出幅度高，反之圖像細節(jié)分布少，信號h輸出幅度低，從而達到動態(tài)清晰度控制的目的。5.1.10倍頻掃描技術

傳統(tǒng)電視系統(tǒng)是在人眼視覺惰性的基礎上來確定每幀圖像的掃描行數(shù)和每秒鐘傳遞完整圖像的幀數(shù)的，由于采用了隔行掃描的方式，不可避免地會出現(xiàn)行間閃爍、視在并行、垂直邊緣鋸齒化、并行現(xiàn)象和爬行現(xiàn)象。

為了消除由隔行掃描帶來的圖像缺陷，隨著數(shù)字技術、大規(guī)模集成電路技術和視頻數(shù)字存儲技術的發(fā)展，通常采用倍頻掃描技術，以提高圖像的質量。倍頻掃描技術是通過數(shù)字式存儲器，采取慢存快取方法，利用不同的存儲和讀取頻率使行頻、場頻增加一倍的技術。倍頻掃描技術主要包括逐行掃描顯示技術和閃爍消除技術，即通過行插入法將隔行掃描變?yōu)橹鹦袙呙栾@示，通過場插入法將場頻倍頻。

1.場內(nèi)行插入法

場內(nèi)行插入法的特點是利用三個行存儲器和相應的開關切換電路，低速寫入、高速讀出，將一行圖像信號重復使用兩次，輸入為隔行圖像信號，顯示為逐行圖像質量，場頻不變，行頻提高一倍——倍行技術。場內(nèi)行插入法又可分為兩種方式。

1)?A行與B行之間插入A行

如圖5-13所示，圖中A、B、C是三個行存儲器，信號的寫入時間是行周期64μs，讀出時間是半行周期時間32μs，顯示端行掃描頻率由15625Hz變?yōu)?1250Hz。圖5-13場內(nèi)行插入法一(a)原理框圖；(b)時序圖時序邏輯控制切換開關使一行圖像信號重復使用兩次。當A存儲器以行頻寫入時，B存儲器以兩倍行頻讀出；當B存儲器以行頻寫入時，C存儲器以兩倍行頻讀出；當C存儲器以行頻寫入時，則A存儲器以兩倍行頻讀出。

輸出信號U0為高速輸出，稱為倍速逐行掃描方式。這種插入方法能大大改善文字和靜止圖像的垂直清晰度。

2)?A行與B行之間插入(A+B)/2行

如圖5-14所示，行存儲器把相鄰A行與B行信號相加求平均值，得到一個新的掃描行信號(A+B)/2，并插在Ａ行與B行之間。圖5-14場內(nèi)行插入法二(a)原理框圖；(b)時序圖行頻提高一倍，場頻不變，利用三個行存儲器，以行頻低速寫入，以兩倍行頻高速讀出。當A存儲器以行頻寫入時，B存儲器以兩倍行頻讀出，第一行讀出B存儲器，第二行讀出B存儲器與C存儲器圖像之和的一半幅度，即(B+C)/2；當B存儲器以行頻低速寫入時，C存儲器以兩倍行頻高速讀出，第一行讀出Ｃ存儲器信號數(shù)據(jù)，第二行讀出C存儲器與A存儲器信號數(shù)據(jù)之和的一半幅度，即(A+C)/2；同理，當C存儲器以行頻低速寫入時，A存儲器以兩倍行頻高速讀出，第一行讀出A存儲器數(shù)據(jù)信號，第二行讀出A、B存儲器數(shù)據(jù)信號之和的一半，其余依此類推。輸入信號是常規(guī)的隔行掃描信號，而輸出是兩倍行頻的逐行掃描信號，而且插入信號是相鄰兩行信號的數(shù)學平均值。采用這種插入方式的圖像柔和、清晰，適合于一般廣播電視信號的處理。

2.幀內(nèi)場插入法

幀內(nèi)場插入法是通過兩個或三個場存儲器的幀內(nèi)場插入處理方法，用來消除行間閃爍和大面積閃爍。一般分為場順序讀出法和2倍場頻讀出法。目前電視系統(tǒng)中應用最多的是2倍場頻讀出法，即行頻、場頻均提高一倍。

1)場順序讀出法

場順序讀出法的基本原理是把隔行掃描的奇數(shù)場和偶數(shù)場信號存入幀存儲器，合成1幀圖像，然后在1場(1/50s)或不到1場(1/75s)時間內(nèi)，按照存入時的第1幀、第2幀、第3幀……順序讀出，從而使隔行掃描的電視圖像信號變?yōu)閹l為50Hz或75Hz的逐行(順序)掃描圖像信號。寫入的是50Hz/15625Hz的隔行掃描信號，讀出的是幀頻為50Hz或75Hz，行頻為2fH(31250Hz)或3?fH(46875Hz)的逐行掃描信號。幀頻和行頻的提高，減小了圖像大面積閃爍和行間閃爍。

2)?2倍場頻讀出法

2倍場頻讀出法是采用低速寫入、高速讀出的方式，1場信號重復使用兩次，把50Hz/15625Hz的隔行掃描信號變?yōu)?00Hz/31250Hz的倍頻隔行掃描信號，這是目前電視機使用最多的倍頻掃描方式。

圖5-15所示是用三個場存儲器實現(xiàn)無閃爍處理的方式。圖5-15用三個場存儲器實現(xiàn)無閃爍處理的方式場存儲器1和場存儲器2是讀、寫交替工作的，場存儲器3是1場圖像信號的緩沖存儲器。三個存儲器的輸入、輸出轉換開關受時鐘信號控制，奇數(shù)場與偶數(shù)場的隔行圖像信號按50Hz場頻輪流地寫入存儲器1和存儲器2，開關①以2倍場頻速率(100Hz)從場存儲器1和場存儲器2按以下順序讀出兩個場存儲中的圖像信號：

A1·A1·A2·A2、B1·B1·B2·B2、C1·C1…

即每場圖像信號重復使用兩次。

開關②滯后開關①半場時間(1/2Tv)，開關②讀出的信號是：

A1·A1·A2·A2、B1·B1·B2·B2、C1·C1…開關③滯后開關①1場時間(Tv)，開關③讀出的信號是：

A1·A2·A1·A2、B1·B2·B1·B2、C1·C2…

即每場信號重復使用兩次，只不過讀出信號的順序發(fā)生了變化。

幀內(nèi)場插入法是目前消除傳統(tǒng)電視系統(tǒng)隔行掃描引起圖像閃爍的有效方法，可以改善圖像質量，提高垂直清晰度，提高亮度，減少視覺疲勞。

3.倍頻掃描電路的組成框圖與變換原理

倍頻掃描電路的組成框圖與變換原理如圖5-16所示。圖5-16倍頻掃描的組成框圖與變換原理解碼通道輸出的亮度信號(Y)、色差信號(R－Y、B－Y)分別經(jīng)過7MHz和3.5MHz的低通濾波器輸出到3通道A/D變換器。在3通道A/D變換器中，PLL鎖相環(huán)路產(chǎn)生28.6MHz的振蕩信號，經(jīng)1/2分頻后得到14.3MHz的采樣脈沖，分別對Y、R－Y、B－Y信號進行采樣和A/D變換，輸出8bit的數(shù)據(jù)流。在定時脈沖(14.3MHz)的作用下，亮度數(shù)據(jù)流輸入到亮度存儲器進行1場的信號存儲，兩個色差信號數(shù)據(jù)流輸入到色差存儲器內(nèi)進行存儲。由于亮度存儲器和色差存儲器的讀時鐘頻率采用了28.6MHz，從而使亮度信號和色差信號實現(xiàn)了數(shù)字格式的場倍頻的轉換，因此從亮度存儲器讀出的場倍頻數(shù)據(jù)流經(jīng)過D/A變換器后輸出的亮度信號是原輸入信號的兩倍(14MHz)，同樣從色差存儲器讀出的場倍頻數(shù)據(jù)流經(jīng)過D/A變換器后輸出的色差信號是原輸入信號的兩倍(7MHz)，由各自的低通濾波器濾除高頻成分后分別送至后級的解碼通道。

行、場同步信號在倍頻掃描變換器中進行倍頻轉換處理后，輸出倍頻的行場同步信號，送到后級電路進行處理。

實訓19圖像質量提高電路的檢測與維修

一、實訓目的和要求

1．掌握提高圖像質量的關鍵技術。

2．了解圖像質量提高電路的工作原理。

3．能正確運用儀器設備檢測圖像質量提高電路的有關參數(shù)和波形。

4．掌握大屏幕彩色電視機故障分析、判斷和維修的方法。二、實訓器材和工具

1．大屏幕彩色電視機1臺、電原理圖1份。

2．電視信號發(fā)生器1臺。

3．雙蹤示波器1臺。

4．掃頻儀1臺。

5．常用工具1套。三、實訓內(nèi)容和方法

1．觀察實訓機型的圖像處理系統(tǒng)，對照電原理圖熟悉圖像處理電路的關鍵檢測點。

2．用萬用表電阻擋檢測圖像處理系統(tǒng)關鍵器件在路對地的正、反向電阻值，并記錄。

3．用萬用表電壓擋檢測圖像處理系統(tǒng)關鍵檢測點的直流電壓值，并記錄。

4．用示波器檢測圖像處理系統(tǒng)關鍵檢測點的信號波形并描繪。

5．主要檢測電路：延遲型水平輪廓校正電路、垂直輪廓校正電路、速度調(diào)制電路、黑電平擴展(BLE)電路、動態(tài)梳狀濾波器電路、視頻降噪電路、動態(tài)彩色瞬態(tài)增強(CTI)電路、動態(tài)細節(jié)校正電路、動態(tài)景物層次控制(DSC)電路、倍頻掃描電路等。

6．維修故障。

(1)觀察故障現(xiàn)象，初步確定故障部位并分析故障原因。

(2)用儀器儀表檢測電路，確定具體故障點。

(3)更換損壞的元器件，排除故障并調(diào)試。

7．訓練思考。

(1)大屏幕彩色電視機是如何提高圖像質量的？

(2)在不使用任何儀器儀表檢測的前提下，若要快速判斷故障是否是由于應用新技術的電路引起的，可采取怎樣的方法？四、實訓報告

由學生自己設計，要求：

1．有明確的實訓任務。

2．有具體的實訓目的和要求。

3．有需要的實訓器材和工具。

4．根據(jù)實訓內(nèi)容有具體的實訓方法和步驟。

5．有具體的實訓結果并能對實訓結果進行分析處理。

6．有實訓體會。

5.2提高伴音質量的新技術

5.2.1準分離伴音技術

在普通電視機中，圖像中頻信號和伴音中頻信號經(jīng)過同一個聲表面波濾波器和中頻通道，第二伴音中頻信號采用內(nèi)載波方式得到。為了防止圖像信號和伴音信號之間的相互干擾，防止伴音中頻載頻和色度中頻載頻產(chǎn)生2.07MHz的差拍干擾，在中頻通道中對伴音中頻信號進行了衰減，這不僅造成伴音中頻信號有所損失，而且也不能徹底消除干擾。為了克服上述伴音分離方式的缺點，新型電視機中采用了伴音準分離和伴音完全分離技術。伴音準分離電路的原理框圖如圖5-17所示，由圖像和伴音兩個聲表面波濾波器SAWF1、SAWF2(SAWF1和SAWF2可以組裝在一起構成一個組件，其頻率特性如圖5-18所示)、兩個獨立的中頻通道、兩個檢波電路(或一個檢波和一個混頻電路)組成。圖5-17伴音準分離技術的原理框圖圖5-18SAWF的頻率特性高頻調(diào)諧器輸出的中頻信號經(jīng)過預中放放大后，一路經(jīng)過SAWF1得到圖像中頻信號，通過中頻放大和視頻檢波后，輸出視頻信號。另一路經(jīng)過SAWF2得到伴音中頻信號fs1±Δf，與圖像中頻載波fp1信號一起進行同步檢波，經(jīng)過選頻后得到第二伴音中頻信號。由于采用了兩個獨立的圖像中頻通道和伴音中頻通道，因此互相串擾很小，而且伴音中頻信號無任何損失，音質得到保證。與普通彩色電視機圖像和伴音分離方式相比，圖像質量和伴音性能都有所提高，對多制式接收電路的設置也更加方便。伴音完全分離技術如圖5-19所示。高頻調(diào)諧器輸出的圖像中頻信號經(jīng)過SAWF1選出、中頻放大、檢波后輸出視頻信號。高頻調(diào)諧器輸出的伴音中頻信號和一定帶寬內(nèi)的圖像中頻信號經(jīng)過SAWF2選出、中頻放大后，圖像中頻信號與伴音中頻信號在檢波級混頻,輸出第二伴音中頻信號。伴音完全分離技術的SAWF1和SAWF2的頻率特性如圖5-20所示。圖5-19伴音完全分離技術的原理框圖圖5-20伴音完全分離技術的SAWF頻率特性5.2.2多伴音和立體聲技術

多伴音、立體聲電視廣播是指在傳送電視節(jié)目的圖像和伴音信號的同時，還附加傳送一路或多路另外的聲音信號。多伴音可以實現(xiàn)同一個電視圖像信號配兩種或多種不同語音。若用兩個伴音通道傳送立體聲的左、右聲道信號即為立體聲電視廣播，從而大大提高了電視的音響效果。實現(xiàn)雙伴音或多伴音、立體聲電視廣播方法有多路傳輸法和雙載頻方式。我國選定為雙載波制的雙聲道、立體聲電視廣播。

1.多路傳輸法

多路傳輸法是在同一伴音載頻上傳送兩個或多個伴音信號，有FM-FM方式和AM-FM方式之分，其中FM-FM方式比較普遍。

1)?FM-FM方式

FM-FM方式是用雙伴音的第二個伴音信號(副伴音，用S2表示)或用立體聲左、右聲道的“差值”信號(用L－R表示)對伴音副載波調(diào)頻，將雙伴音的第一個伴音，即原電視伴音信號(主伴音，用S1表示)或立體聲左、右聲道的“和”信號(用L+R表示)與上述調(diào)頻信號組成伴音基帶信號，再對伴音主載頻進行調(diào)頻。

如NTSC制的頻道寬帶為6MHz，伴音載頻與圖像載頻間距為4.5MHz，則FM-FM方式伴音基帶信號頻譜如圖5-21所示。圖5-21伴音多路傳輸基帶信號頻譜圖主、副伴音信號頻帶為50Hz～15kHz，選2fH為副載波，將副伴音信號對其進行調(diào)頻，最大頻偏為±10kHz，頻率范圍為16～47kHz。

主伴音信號對伴音主載波進行調(diào)頻，最大頻偏為±25kHz。調(diào)頻后的副伴音信號對伴音主載波進行調(diào)頻，雙伴音方式調(diào)頻的最大頻偏為±15kHz；立體聲方式最大頻偏為±20kHz。為了能自動識別和切換伴音方式，還要發(fā)送識別控制信號，選3.5fH副載波，分別用922.5Hz(雙聲道方式)和982.5Hz(立體聲方式)正弦波進行調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)為0.6，調(diào)幅后的識別控制信號對伴音主載波調(diào)頻的頻偏為±1.5kHz。

2)?AM-FM方式

副伴音信號對伴音副載波進行調(diào)幅，為使調(diào)幅后的副伴音信號的頻譜線與圖像信號的主譜線有一定的間距，減小蜂音干擾，副伴音信號取7.867kHz，伴音副載波頻率取3.5fH。主伴音信號與調(diào)幅后的副伴音信號組成伴音基帶信號，對伴音主載波進行調(diào)頻。

2.雙載頻方式

雙載頻方式是用主、副伴音信號分別調(diào)制兩個不同的伴音載頻。在原有電視頻道伴音載頻與上鄰頻道之間，選取一個適當?shù)念l率作為副伴音信號的載頻，仍采用調(diào)頻方法傳送。我國彩色電視采用PAL-D制，頻道帶寬為8MHz，采用雙載頻方式實現(xiàn)雙伴音、立體聲電視廣播。主、副伴音都采用調(diào)頻方式，但調(diào)制頻率不同，第一個伴音，即主伴音的載頻高于圖像載頻6.5MHz，電平比圖像電平低13dB；第二個伴音，即副伴音載頻高于圖像載頻6.742MHz，為減小副伴音對主伴音的串擾，其電平比主伴音電平低7dB，即比圖像電平低20dB。雙伴音方式分別用S1、S2音頻信號調(diào)制載頻；立體聲方式分別用1/2(L+R)信號和R信號調(diào)制載頻。為了能識別和切換傳送的伴音制式，發(fā)射一個頻率為3.5fH的導頻信號(也稱為導頻副載波)，將其對副伴音(第二個伴音)載頻進行調(diào)頻，最大頻偏為±2.5kHz。分別用單頻信號0、274.1Hz(1/57fH)、117.5Hz(1/133fH)對導頻副載波進行調(diào)幅，以區(qū)別是單伴音、雙伴音還是立體聲方式，調(diào)幅系數(shù)為0.5。單伴音方式無識別信號調(diào)幅波，只有導頻副載波。

3．雙載波制伴音準分離電路

雙伴音、立體聲電視廣播接收機通常采用伴音準分離電路處理伴音信號。圖5-22所示是雙伴音制伴音準分離電路原理方框圖。圖5-22雙伴音制伴音準分離電路原理框圖高頻調(diào)諧器輸出的電視中頻信號分別送SAWF1和SAWF2。SAWF2輸出的31.5MHz和31.258MHz伴音中頻信號送伴音處理電路。經(jīng)過伴音中頻放大、檢波得到第二伴音中頻信號，分別經(jīng)過6.5MHz帶通濾波器和6.742MHz帶通濾波器，分離為兩個獨立的第二伴音中頻信號，分別送各自的處理電路。

6.5MHz主伴音(第一個伴音)中頻信號和6.742MHz副伴音(第二個伴音)中頻信號分別經(jīng)過放大、鑒頻，得到主音頻和副音頻信號，分別經(jīng)過音頻放大。副伴音音頻信號經(jīng)過導頻解調(diào)電路，得到識別控制信號，控制選擇開關S。若是單伴音方式，開關S接通觸點“1”，左功率放大電路接通主音頻放大器，音頻信號經(jīng)過左功率放大器放大輸出。若為雙伴音方式，導頻解調(diào)電路輸出的識別控制信號控制開關S接通觸點“1”，左功率放大電路接通主音頻放大器，主、副音頻信號分別經(jīng)過左、右功率放大器放大，輸出主音頻信號S1和副音頻信號S2。若為立體聲方式，導頻解調(diào)電路輸出的識別控制信號控制開關S接通觸點“2”，左功率放大電路接通解碼矩陣電路，解碼矩陣對主伴音通道輸入的1/2(L+R)信號放大兩倍，再與副伴音通道輸入的右聲道信號進行相減，得到左聲道信號，左、右聲道信號分別經(jīng)過左、右功率放大器放大后輸出。5.2.3NICAM(麗音)技術

NTCAM(麗音)的含義是準瞬時壓擴聲音多路復用。在NICAM方式中，原來的伴音信號仍以模擬信號形式傳送，而新增的聲音信號以全數(shù)字信號形式傳送。新增的數(shù)字伴音信號有兩路，這樣用NICAM方式可以傳送三路不同的聲音。

我國在PAL-D制基礎上采用NICAM-728技術，規(guī)定數(shù)字伴音載波頻率比圖像載波頻率高5.85MHz，“728”是指數(shù)據(jù)信號的傳輸碼率為728kb/s。數(shù)字伴音信號處理的音質可接近CD唱片水平，具有動態(tài)范圍大、信噪比高、各聲道隔離度高等優(yōu)點。

1.麗音信號的編碼與傳輸

麗音信號形成過程的電路原理方框圖如圖5-23所示。圖5-23麗音信號形成過程的電路原理框圖

1)預加重、低通和A/D變換

輸入A、B兩個伴音信號(或L、R聲道信號)，分別經(jīng)過預加重提升音頻信號的高頻分量以提高抗干擾性，再經(jīng)15kHz低通濾波器，以限制音頻信號的頻率范圍。

15kHz以內(nèi)的A、B兩路音頻信號(或L、R聲道信號)分別送到A/D變換電路，由32kHz的取樣脈沖對其進行取樣和14bit的線性量化，用二進制補碼形式表示，原始樣值的最高位表示極性，“0”表示正極性信號，“1”表示負極性信號。正值的補碼與原碼相同，負值的補碼為原碼取反后在最低位上加1，因此正值的最大信號為01111111111111，負值的最大信號為10000000000000。

A、B伴音信號(或L、R聲道信號)總的原碼率為14×2×32=896kb/s，若再加上檢錯用碼和同步碼等輔助信息，總碼率可達1Mb/s。將這樣大數(shù)據(jù)量的伴音信號放入電視原來的頻帶內(nèi)，很難避免原電視模擬伴音信號和上鄰頻道圖像信號的干擾，為此必須對數(shù)字伴音信號的數(shù)據(jù)進行壓縮處理，以降低碼率。

2)準瞬時壓擴編碼

(1)分段壓擴。NICAM系統(tǒng)采用分段壓擴技術，將14bit的原始樣值壓縮為10bit進行編碼。解碼時進行補碼，完成10—14bit的擴展。將連續(xù)取樣信號每1ms作為1幀，每幀有A、B兩個伴音信號的數(shù)據(jù)，每幀有32×2=64個樣值。在1ms內(nèi)，按樣值幅度不同分為高、中高、中、中低、低五個電平段，即1、2、3、4、5共五種不同的編碼范圍，每段用3bit的范圍碼表示。每個電平段所做的壓擴處理不同，若在1ms內(nèi)檢測到信號的樣值為高段，則壓縮4bit最低有效位數(shù)的數(shù)據(jù)，成為10bit的數(shù)據(jù)。若在1ms內(nèi)檢測到信號的樣值為低段，則壓縮次高位4bit有效位數(shù)的數(shù)據(jù)，因高位表示信號的極性，不能壓縮。其各段壓縮的位數(shù)如表5-1所示。表5-1分段壓擴位數(shù)表為了使在接收端能正確恢復被壓縮的信號，發(fā)送端必須提供各段時間內(nèi)信號樣值電平所處的編碼范圍對應的范圍碼。接收端根據(jù)收到的范圍碼，按照壓縮的處理方法進行反處理，即在壓縮的位置分段進行補碼(補“0”或補“1”)擴展處理，將10bit的碼恢復為14bit。信號從發(fā)到收經(jīng)過一個壓縮—擴展的處理過程，而且壓擴不是瞬時進行的，而是以1ms的時間段為單位進行的，因此稱為“準瞬時壓擴”。

(2)范圍碼和奇偶校驗位的傳送。表示編碼范圍的范圍碼應包括在NICAM信號中，而且保證即使傳輸和處理過程中出現(xiàn)誤碼，范圍碼也應在解碼器中正確無誤地恢復，以保證數(shù)據(jù)擴展時與壓縮處理相對應，否則會造成整幀的數(shù)據(jù)錯誤，為此必須對范圍碼實施可靠的誤碼保護。此外，為使各個樣值得到正確的再現(xiàn)，表示正負極性的最高有效位也應施以一定的保護。方法是在壓縮后的10bit樣值之后加入1bit奇偶校驗位，構成11bit的樣值。

NICAM采用不增加比特數(shù)，使奇校驗和偶校驗本身攜帶信息，將3bit范圍碼結合到奇偶校驗中傳送。1幀內(nèi)有A、B兩組伴音數(shù)據(jù)，共64個樣值，傳送6bit范圍碼。比64/6小的最大奇數(shù)為9，這樣使每9個樣值為一組，一組用9個11bit樣值范圍，其余的不予理會，每組附帶傳送1bit范圍碼。具體法則如下：

①在9個11bit樣值范圍內(nèi)，若所要傳送的范圍碼為“1”，采用奇校驗；若所要傳送的范圍碼為“0”，則采用偶校驗。②奇偶校驗只保護樣值碼最高的6位，即校驗位由樣值碼高6位和校驗法則來決定。若高6位的模2和為“1”，奇校驗時校驗位補“0”，偶校驗時校驗位補“1”。若高6位的模2和為“0”，奇校驗時校驗補“1”，偶校驗時校驗位補“0”。

NICAM的這種處理方法不僅使范圍碼不占用比特數(shù)(節(jié)約了碼率)，而且對范圍碼的傳送施加了可靠的保護。接收端根據(jù)1幀內(nèi)每9個樣值組的奇偶性即可判斷范圍碼各位的值。組的奇偶性由各校驗位而定，只有當組內(nèi)同時出現(xiàn)五個以上樣值的奇偶校驗發(fā)生錯誤時，方可導致范圍碼錯誤，此種情況出現(xiàn)的概率很小。

3)?NICAM信號幀結構和位交織處理

(1)?NICAM信號幀結構。NICAM-728方式以1ms為1幀的時間單位，A、B兩個伴音各32個樣值，共64個樣值。壓縮編碼后，每個樣值占有11bit，共有數(shù)據(jù)64×11=704bit，這些數(shù)據(jù)中隱含了6bit的范圍碼。一個數(shù)據(jù)幀再加入8bit幀同步字(FAW)、5bit控制字(C)、11bit備用的附加數(shù)據(jù)(AD)位，因此每幀共計數(shù)據(jù)位有728bit。1ms時間傳輸數(shù)據(jù)728kb/s。

NICAM信號幀結構如圖5-24所示。

①?8bit幀同步字(FAW)規(guī)定為01001110，用于接收解碼器的幀同步及識別1幀數(shù)據(jù)的開始。圖5-24NICAM信號的幀結構②?5bit控制字C(C0～C4)的第一位C0為幀標記位，C0=1表示前8幀；C0=0表示后8幀，每16幀構成一個循環(huán)。在同一個循環(huán)里傳送的信息類型相同，若要改變傳送信息的類型，需待新的循環(huán)開始才能執(zhí)行。C1C2C3表示傳送的數(shù)據(jù)信息類型，000為立體聲信號，010為A、B兩個伴音信號，100表示一個獨立的聲道信號和一個352kb/s的數(shù)據(jù)通道，110表示一個704kb/s數(shù)據(jù)通道，在同一個循環(huán)里，C1C2C3數(shù)據(jù)相同。C4表示調(diào)頻模擬伴音信號與數(shù)據(jù)信息之間的關系，C4=1表示當數(shù)據(jù)信息為立體聲時，調(diào)頻模擬伴音信號為(L+R)/2。當數(shù)據(jù)信息為獨立的雙聲道信號時，調(diào)頻模擬伴音信號與A聲道的聲音相同。C4=0表示調(diào)頻模擬伴音信號與數(shù)據(jù)信息無關。③?11bit待用附加數(shù)據(jù)AD(D0～D10)目前還未使用。

④?704bit聲道伴音數(shù)據(jù)DATA：對于立體聲信號，L(A)、R(B)聲道伴音樣值數(shù)據(jù)依次相間地排列，1幀內(nèi)排列次序為A1、B1、A2、B2…A32、B32。對于獨立的A、B兩個伴音信號，樣值數(shù)據(jù)交替?zhèn)魉停瑐魉蜆又档呐帕写涡驗?幀中奇數(shù)為A伴音信號樣值A1、A2…A32；偶數(shù)為B伴音信號樣值B1、B2…B32。每一個樣值數(shù)據(jù)傳送順序都是低位在前，高位在后，最后是奇偶校驗位。

(2)位交織處理。奇偶校驗位可靠編碼對樣值碼的傳送和處理起到了一定的保護作用，利用它可以檢查和糾正隨機錯碼。為了減小出現(xiàn)連續(xù)多位錯誤對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，在NICAM系統(tǒng)中，對704bit的伴音信號數(shù)據(jù)進行交織處理，將原來的數(shù)據(jù)碼序打亂，再按一定的規(guī)律重新排列，將可能連續(xù)出現(xiàn)的錯碼分散到不同的樣值中。

NICAM系統(tǒng)規(guī)定：幀同步字、控制字和附加數(shù)據(jù)不進行交織處理，對704bit的伴音信號數(shù)據(jù)進行44×16的位交織處理。交織處理前，各位數(shù)據(jù)序號為25、26、27…726、727、728。位交織處理后的順序如圖5-25所示，可用44行、16列的數(shù)據(jù)串表示。圖5-25NICAM系統(tǒng)位交織示意圖如用電路來實現(xiàn)位交織，可采用一個44行16列的1位存儲器矩陣。存入時，以列為序寫入數(shù)據(jù)；讀出時，以行為序讀出數(shù)據(jù)。

4)擾碼處理和DQPSK調(diào)制

(1)擾碼。伴音信號中若出現(xiàn)無聲的時間間隙，而數(shù)字伴音信號調(diào)制的載波頻率、幅度和相位不變，則容易造成對調(diào)頻模擬伴音信號和圖像信號的干擾。為了盡量降低這種干擾的程度，必須對交織后的數(shù)據(jù)流進行擾碼處理，使其盡可能地呈現(xiàn)噪聲狀態(tài)。不論伴音信號內(nèi)容如何，調(diào)制后的載波能量盡可能均勻地分布在整個頻帶的各個頻率點上，故也稱為能量擴散。擾碼處理的方法是編碼時在幀同步字之后，啟動一個規(guī)定的偽隨機二進制序列，并與幀同步字以后的各位數(shù)據(jù)位逐位進行模?2?加，實際發(fā)送的數(shù)據(jù)流是這個接近于噪聲狀態(tài)的和信號。接收端解碼器一旦建立幀同步，就啟動同樣規(guī)律的偽隨機二進制序列，與接收到的數(shù)據(jù)流逐位再進行模2加即可恢復原來的數(shù)據(jù)流。

(2)?DQPSK調(diào)制。經(jīng)過擾碼處理后的NICAM數(shù)據(jù)對伴音副載波進行差分正交相移鍵控調(diào)制，簡稱DQPSK調(diào)制，其基本原理框圖如圖5-26所示。圖5-26DQPSK調(diào)制原理框圖加擾后，每幀728bit的數(shù)據(jù)流由串/并轉換電路變換為兩路并行的比特對數(shù)據(jù)流，即同相通道I和正交通道Q的兩種非歸零脈沖序列，比特對的時鐘頻率為728/2=364kHz。兩路數(shù)據(jù)流經(jīng)過差分相位變換電路輸出兩路碼元轉換時相位跳變π/4的雙比特對數(shù)據(jù)流。兩路信號再分別經(jīng)相位特性是線性的余弦滾降型低通濾波器，使輸出信號的頻帶限制在一定的范圍內(nèi)。副載波信號發(fā)生器產(chǎn)生伴音所需的副載波信號，?I制為6.552MHz、B/G制為5.85MHz，經(jīng)90°移相，正交的副載波分別送往I、Q相位調(diào)制電路，對由余弦滾降型濾波器送來的數(shù)據(jù)流信號進行相位調(diào)制，分別輸出PSK信號。兩個正交已調(diào)信號疊加，經(jīng)帶通濾波輸出4相DQPSK信號。DQPSK信號副載波相位隨調(diào)制數(shù)據(jù)流碼元不同而變化，當輸入為00時，輸出副載波的相位較前個雙特碼相位跳變0°；輸入為10時，輸出副載波的相位較前個雙比特碼相位跳變90°。當輸入分別為00、01、10、11時，輸出副載波的相位變化對應為0°、－90°、90°、180°。這樣，在接收端就無需恢復絕對相位，僅根據(jù)相位的變化就可以解調(diào)出比特值來。差分轉換器的作用是保證上述的比特對與相位變化的對應關系。

2.麗音信號的接收與解碼技術

能接收NICAM信號的電視機采用準分離解調(diào)電路，輸出信號經(jīng)不同的帶通濾波器將模擬伴音信號和數(shù)字伴音信號分開，分別送到不同的伴音通道進行處理。NICAM信號解調(diào)、解碼電路原理框圖如圖5-27所示。圖5-27NICAM信號解調(diào)、解碼電路原理框圖高頻調(diào)諧器輸出電視中頻信號，一路送往圖像通道解調(diào)出圖像中頻信號(PIF)，另一路經(jīng)伴音準分離電路進行解調(diào)，分離出模擬調(diào)頻伴音信號送往模擬伴音通道進行處理，分離出的數(shù)字伴音信號送往數(shù)字伴音通道進行NICAM解調(diào)、解碼處理。數(shù)字伴音通道主要由帶通濾波器、DQPSK解調(diào)器、NICAM解碼器、D/A變換器、濾波器和去加重電路、音頻放大電路和功率放大電路等組成。準分離解調(diào)電路輸出中心頻率為6.552MHz(I制)或5.85MHz(B/G制)的數(shù)字伴音信號，經(jīng)帶通濾波器進一步濾掉其它頻率成分，避免模擬調(diào)頻伴音信號和上鄰近頻道圖像信號的干擾后，送往DQPSK解調(diào)電路進行正交同步解調(diào)，輸出NICAM數(shù)據(jù)流，送往NICAM解碼電路，經(jīng)并/串轉換、去擾碼、去交織、檢錯處理、NICAM擴展，輸出數(shù)字伴音信號，送往D/A變換電路。D/A變換電路將數(shù)字伴音信號變?yōu)閮陕稟、B(或L、R)模擬伴音信號，經(jīng)低通濾波、去加重處理后，輸出A、B(L、R)兩聲道模擬伴音信號，經(jīng)音頻放大和功率放大后，推動揚聲器發(fā)聲。

5.2.4環(huán)繞立體聲技術

普通的立體聲是指雙聲道立體聲，用左、右兩個傳聲器拾音，經(jīng)過處理、傳輸，由放置在視聽者前方的左、右兩個揚聲器放音，使視聽者感到有立體聲效果。雙聲道立體聲使聆聽者雖有立體感，但缺乏臨場感、被聲源所包圍的環(huán)繞感和對空間聲場的擴展感。新型彩色電視機中采用了環(huán)繞立體聲技術，以滿足視聽者對伴音音質、音色的需求。

1.環(huán)繞聲系統(tǒng)的類型

(1)模擬式2-2-4(或3)環(huán)繞立體聲系統(tǒng)：由雙聲道記錄、雙聲道傳輸、4聲道(或3聲道)播放，即聲音如實地傳輸，放音時通過模擬環(huán)繞聲處理，產(chǎn)生附加信號以形成環(huán)繞效果，是一種偽(假)環(huán)繞。

(2)分離式4-4-4環(huán)繞聲系統(tǒng)：將原始信號如實地記錄、傳輸和重放，即原信號的聲道數(shù)、傳輸通道數(shù)、重放通道數(shù)相等。

(3)杜比模擬環(huán)繞聲系統(tǒng)(編碼式4-2-4環(huán)繞系統(tǒng))：由4聲道拾音、雙聲道錄音/傳輸、4聲道重放組成。將4聲道傳聲器信號編碼成為2聲道，再進行錄制和傳輸，經(jīng)解碼處理恢復為4聲道，利用左、中、右環(huán)繞四只音箱播放。根據(jù)解碼方法不同有基本型杜比環(huán)繞聲和杜比定向邏輯環(huán)繞聲之分。

(4)杜比數(shù)字環(huán)繞聲系統(tǒng)(AC-3)：即全數(shù)字化的5.1-1-5.1制式的杜比AC-3系統(tǒng)，由六個輸入聲道(五個全頻域聲道、一個超重低音聲道，稱為5.1)經(jīng)A/D變換和壓縮處理，用一條聲軌錄制在媒體上進行傳輸，再經(jīng)過解碼、D/A變換，以5.1聲道重放。

(5)其它環(huán)繞聲系統(tǒng)和增強環(huán)繞效果的技術：其它環(huán)繞聲系統(tǒng)如HOMETHX(家庭影劇院)系統(tǒng)、DTS(數(shù)字影劇院)系統(tǒng)、SDDS動態(tài)數(shù)字環(huán)繞聲系統(tǒng)；環(huán)繞聲相關技術如CinemaDSP(影院數(shù)字信號處理)系統(tǒng)、SRS(聲傳播延時恢復)系統(tǒng)、DDSC動態(tài)分離環(huán)繞聲電路等。

2.電視系統(tǒng)中的環(huán)繞聲處理技術

1)環(huán)繞立體聲處理技術

模擬電視系統(tǒng)尚未開播杜比環(huán)繞聲，大屏幕彩色電視機采用的是環(huán)繞立體聲技術，在電視機中附加一個環(huán)繞聲處理電路，將原來的立體聲L、R兩個聲道信號通過處理電路，產(chǎn)生一個附加的模擬環(huán)繞聲信號，送到環(huán)繞聲揚聲器播放，營造出環(huán)繞效果。

環(huán)繞立體聲處理技術主要由減法器、移相網(wǎng)絡、相加混合電路、相減混合電路、音量/平衡調(diào)節(jié)等電路組成，其基本原理框圖如圖5-28所示。圖5-28環(huán)繞立體聲處理技術原理框圖立體聲信號處理時，開關S閉合，立體聲L、R信號在減法器中運算，得到L－R信號，經(jīng)移相網(wǎng)絡得到環(huán)繞附加信號φ(L－R)，此信號混入L、R聲道，各聲道分別輸出含有環(huán)繞附加信號的音頻信號，經(jīng)后續(xù)電路處理后送到對應的揚聲器單元進行播放，獲得環(huán)繞聲效果。各路分別輸出：

Lt=L+φ(L+R)

St=φ(L－R)

Rt=R－φ(L－R)由三路輸出表達式可以看出，即使不接環(huán)繞聲音箱，只用L、R揚聲器單元，也可以聆聽到環(huán)繞效果，這就是所謂的虛擬環(huán)繞聲“SRS”技術。

單聲道信號處理時，開關S斷開，此時左、右聲道信號完全相同，各路分別輸出：

Lt=R+φ(－R)

St=φ(－R)

Rt=R－φ(－R)

盡管輸入的是單聲道信號，但由于輸出信號中混有φ(－R)，因此聲相得到擴展，具有立體聲效果。

2)杜比環(huán)繞聲處理技術

將原始4聲道信號L(左)、C(中)、R(右)、S(環(huán)繞)進行編碼，得到雙聲信號Lt、Rt進行傳輸。

Lt=L+0.7(C－jS)

Rt=R+0.7(C+jS)

(1)杜比環(huán)繞聲處理?；拘投疟拳h(huán)繞聲處理電路采用無源固定矩陣，是一種被動式解碼方法，解碼輸出分別為

L'=L+0.7(C－jS)

R'=R+0.7(C+jS)

C'=0.7(Lt+Rt)=0.7(L+R)+C

S'=0.7(Lt－Rt)=0.7(L－R)+jS

其電路原理框圖如圖5-29所示。圖5-29杜比環(huán)繞聲解碼電路原理框圖輸入平衡控制電路主要用于放大，保證L±R矩陣電路與主電平(音量)控制電路的左、右聲道幅度一致。L±R矩陣電路實現(xiàn)L+R，產(chǎn)生C‘信號；實現(xiàn)L－R，產(chǎn)生S'信號。前置濾波又稱防混淆濾波器，由運算放大器組成有源濾波器，防止25kHz以上信號、噪聲信號及干擾信號進入下一級。音頻延時電路將S'信號延時15～50ms(可調(diào))，使后置環(huán)繞音箱中混有的前置信號不會太影響前置音箱聲音的定位。7kHz有源低通濾波可以濾掉泄漏來的高音信號及環(huán)繞中的高音成分，減少環(huán)繞聲音箱的方向感。杜比B型降噪電路與編碼中的降噪電路組成完整的杜比B降噪系統(tǒng)，主要注重500Hz以上的高頻段噪聲，用于降低環(huán)繞聲道噪聲和抑制兩路信號在傳輸過程中因相位或幅度偏移而泄漏的語言信號。主電平控制電路用于協(xié)調(diào)四個聲道音量的比值，以滿足不同室內(nèi)環(huán)境、不同聽眾的要求。

(2)杜比定向邏輯環(huán)繞聲處理電路。利用被動式解碼方法得到的四路信號會相互串擾，彼此相鄰分離度較低。而采用杜比定向邏輯環(huán)繞聲處理，即主動式解碼方法后，恢復的四路信號分離度高。杜比定向邏輯環(huán)繞聲處理電路的原理框圖如圖5-30所示。圖5-30杜比定向邏輯環(huán)繞聲解碼原理框圖與杜比環(huán)繞聲解碼相比，杜比定向邏輯環(huán)繞聲解碼主要采用了方向增強技術、聲道伺服增益控制和功率不變原理，利用自適應有源轉換矩陣代替被動式解碼中的無源固定矩陣，對影響聲場方位的主聲部信號進行探測，嚴格按原方向復原，同時抑制其泄露到其它聲道的信號。對非主聲部信號則根據(jù)需要進行重新分配，保證經(jīng)伺服增益控制后總功率不變。

杜比定向邏輯環(huán)繞聲解碼設置了中央模式控制，可以改變輸出模式，使輸出模式為普通模式、寬廣模式、幻想模式和3立體聲模式，以適應不同的環(huán)境和要求。杜比定向邏輯環(huán)繞聲解碼采用了DSP數(shù)字聲場處理電路，使聆聽者得到了置身于不同大廳的感覺。

5.2.5超重低音技術

1.超重低音揚聲器系統(tǒng)

電視行業(yè)最有名的超重低音揚聲器系統(tǒng)是松下的多夢(Dome)和東芝的火箭炮(BAZOOKA)兩大類。

2.超重低音處理電路

立體聲和杜比定向邏輯環(huán)繞聲聲源中都無獨立的超重低音聲道信號。超重低音處理電路的作用是利用低通濾波器將伴音信號中的30～120Hz低頻成分取出并進行放大和提升，通過超重低音音箱播放出來。常見的電路形式有諧振式提升電路和有源低通濾波式提升電路。

超重低音處理電路的原理框圖如圖5-31所示。左、右(L、R)兩個聲道伴音信號在混合器中合成后，通過低通濾波器濾波和頻率提升，獲得30～120Hz的低頻伴音信號，經(jīng)前置和功率放大后，推動超重低音揚聲器發(fā)聲。圖5-31超重低音處理電路的原理框圖

實訓20伴音質量提高電路的檢測與維修

一、實訓目的和要求

1．掌握提高伴音質量的關鍵技術。

2．了解伴音質量提高電路的工作原理。

3．能正確運用儀器設備檢測伴音質量提高電路的有關參數(shù)和波形。

4．掌握大屏幕彩色電視機故障分析、判斷和維修的方法。二、實訓器材和工具

1．大屏幕彩色電視機1臺、電原理圖1份。

2．電視信號發(fā)生器1臺。

3．雙蹤示波器1臺。

4．掃頻儀1臺。

5．常用工具1套。三、實訓內(nèi)容和方法

1．觀察實訓機型的伴音處理系統(tǒng)，對照電原理圖熟悉伴音處理電路的關鍵檢測點。

2．用萬用表電阻擋檢測伴音處理系統(tǒng)關鍵器件在路對地的正、反向電阻值并記錄。

3．用萬用表電壓擋檢測伴音處理系統(tǒng)關鍵檢測點的直流電壓值并記錄。

4．用示波器檢測伴音處理系統(tǒng)關鍵檢測點的信號波形并描繪。

5．主要檢測電路：準伴音分離電路、NICAM麗音電路、環(huán)繞立體聲電路、超重低音電路等。

6．維修故障：

(1)觀察故障現(xiàn)象，初步確定故障部位并分析故障原因。

(2)用儀器儀表檢測電路，確定具體故障點。

(3)更換損壞的元器件，排除故障并調(diào)試。

7．訓練思考：

(1)采用準伴音分離技術對伴音質量的提高有何作用？

(2)若采用環(huán)繞立體聲技術的大屏幕彩色電視機出現(xiàn)無伴音的故障，一定是伴音處理系統(tǒng)有問題嗎？如何判斷？四、實訓報告

由學生自己設計，要求：

1．有明確的實訓任務。

2．有具體的實訓目的和要求。

3．有需要的實訓器材和工具。

4．根據(jù)實訓內(nèi)容有具體的實訓方法和步驟。

5．有具體的實訓結果并能對實訓結果進行分析處理。

6．有實訓體會。

5.3提高顯示質量的新技術

5.3.1顯像管新技術

顯像管屏幕尺寸的不斷加大也帶來了一系列的技術問題，如光柵失真嚴重、會聚特性變差、聚焦性能變差、陰極電子束電流增加，防爆設計難度增加等，因此大屏幕顯像管不得不采用新技術。

1.玻璃外殼

顯像管的重量隨著尺寸的增加而增加，如115cm(45inch)的超大屏幕顯像管的重量達114kg。由于顯像管的內(nèi)部被抽成高真空，外部大氣壓力對玻璃外殼的作用力隨顯像管的尺寸增加而增加，如115cm超大屏幕顯像管的玻璃外殼承受的大氣總壓力可高達20kg。另外，顯像管屏幕平面度的提高，使屏面抗大氣壓力的強度下降，顯像管易發(fā)生爆炸而傷人。為了保證大屏幕顯像管的安全性，采取了如下措施：

(1)增加玻殼有關部位的厚度，提高顯像管的抗壓能力。

(2)在顯像管側邊捆扎防爆鋼帶，有的還在玻璃屏幕上粘貼幾毫米的鋼化玻璃，形成雙重防爆方式。

(3)為了減少電子束高速轟擊顯像管內(nèi)部殘留氣體或其它物質時產(chǎn)生的?X?射線，采用了含氧化鉛或含氧化鋇的玻璃屏。

2.蔭罩板

由于電子束在掃描過程中，大部分電子打在蔭罩板上，蔭罩板因此發(fā)熱而變形，使顯像管色純度變差，大屏幕顯像管因蔭罩板尺寸增大，發(fā)熱變形更明顯。為了防止蔭罩板變形而引起的色純度變差，蔭罩板采用熱膨脹系數(shù)小的殷鋼材料制作，以減小蔭罩板發(fā)熱變形，使圖像清晰、色純度穩(wěn)定。

3.電子槍

顯像管尺寸越大，電子束在屏幕上掃描的速度越快，熒光粉受電子轟擊的時間變短，使得圖像的亮度降低，因此需要增加陰極的發(fā)射電流以保證屏幕的亮度。大屏幕顯像管采用了新型高性能浸漬式陰極，其發(fā)射的電流密度是普通氧化物陰極的四倍。顯像管的尺寸增加后，電子槍與熒光屏的距離增加，通過增加陰極電流保證屏幕亮度的方法會使顯像管的聚焦性能變差，圖像的分辨率降低，為此大屏幕顯像管采用各種改進型的電子槍。如多級預聚焦(MPF)電子槍、橢圓單雙電位四極聚焦(EA-DF)電子槍等，以提高電子束的聚焦性能，使電子束的光點尺寸縮小。

4.熒光粉

在新型顯像管中，綠、藍熒光粉采用硫化物熒光粉，紅熒光粉采用稀土類(銪元素Eu)熒光粉，與采用硅酸鹽類和磷酸鹽類三基色熒光粉的顯像管相比，具有亮度高、色彩純正等特點。另外，新型顯像器還采用著色熒光粉，即在熒光粉的表面涂敷一層與熒光粉顏色相同的顏料。著色顏料具有濾色效果，對熒光粉本身的發(fā)光沒有影響，當外界環(huán)境光投射到熒光屏上時，由于著色顏料吸收了環(huán)境光中與其本身顏色不同的光，從而減弱了環(huán)境光的影響，可使大面積的色飽和度提高。為提高圖像的深層次感，屏面經(jīng)過特殊的著色鍍膜處理，可使屏幕的反光減弱，提高對比度，還可以消除靜電的影響。超平面管還采用了黑底涂層技術，有效地提高了圖像的對比度，減少了環(huán)境反射光的影響。

5.偏轉線圈

由于大屏幕顯像管采用粗管頸、大偏轉角(110°)，偏轉功率增加，因此采取了縮短偏轉線圈和磁芯之間距離的方法；選用高電阻率、低損耗材料的磁芯和多股細膠合線抑制溫度的升高等措施。5.3.2會聚新技術

由于大屏幕顯像管尺寸的增加，僅僅依靠偏轉線圈產(chǎn)生的特殊磁場難以實現(xiàn)動會聚誤差的校正，因此必須增加動會聚校正電路。

動會聚電路的功能是根據(jù)電子束的掃描位置來調(diào)整動態(tài)會聚電平，使屏幕上每個區(qū)域都能獲得最佳的會聚電平，使整個畫面看起來透徹明亮。動會聚線圈通常安裝在顯像管管頸對應于極靴或偏轉板的位置處，當向動會聚線圈注入拋物波電流時，動會聚線圈產(chǎn)生的磁場使R、B電子束分別產(chǎn)生遠離中束G的位移，而中束由于所受的磁場剛好相反而抵消，所以中束G的位置不發(fā)生變化。由于兩邊束經(jīng)位移后，使R、G、B電子束的會聚點剛好落在屏幕蔭罩板的同一柵縫(或蔭罩孔)處，而電子束掃描在不同位置時的動會聚誤差不相同，因此要使整個屏幕都能得到良好的會聚，必須向動會聚線圈注入行頻及場頻拋物波電流，使R、B兩邊束的左、右位移呈拋物波變化。5.3.3聚焦新技術

顯像管正常工作時，掃描電子束抵達屏幕中部和屏幕邊緣所走過的路程距離不同，它所需的聚焦電壓也不同。以往的聚焦電路提供的是固定不變的直流電平，只能使屏幕中部聚焦達到最佳，而屏幕邊緣就會出現(xiàn)散焦現(xiàn)象，使畫面四周模糊。為此采用了動態(tài)聚焦技術，即顯像管的最佳聚焦電壓按拋物規(guī)律變化，如圖5-32所示。圖5-32動態(tài)聚焦原理當電子束從屏幕中心掃描到邊緣時，聚焦電壓隨電子束位置的改變而升高。由于聚焦電壓按拋物線變化，因此電子束作掃描運動時，各點所對應的聚焦電壓不相同，中心點對應的聚焦電壓最低；當電子束偏離屏幕中心時，聚焦電壓按拋物線規(guī)律升高，因為拋物波與行場掃描嚴格同步，除回掃期間外，聚焦電壓越高焦距越長，說明光點離屏幕中心越遠；聚焦電壓等于U0的點，正好是屏幕中心。5.3.4地磁場校正技術

顯像管中的電子束受到地球磁場影響時，屏幕光柵將發(fā)生傾斜，使重現(xiàn)的電視畫面在屏幕上產(chǎn)生幾何變形，為此新型電視機中設置了地磁校正電路。它利用微處理器發(fā)出的PWM波，控制地磁校正線圈的電流方向和大小來完成地磁的校正功能。5.3.5高壓穩(wěn)定技術

電視機顯像管的高壓穩(wěn)定性對圖像的會聚性能和光柵幅度穩(wěn)定性影響很大。顯像管高壓的變化會造成畫面明亮程度的變化；由于高壓供電電路存在內(nèi)阻，圖像亮度變化(即電子束電流變化)會引起高壓變化，從而引起圖像幾何尺寸變化、圖像扭動、清晰度下降，因此必須采取措施來改善陽極高壓的穩(wěn)定性，以保證光柵和圖像的會聚性能、聚焦性能的穩(wěn)定性。顯像管陽極高壓與束電流的關系曲線如圖5-33所示。其中，曲線①為未采取穩(wěn)定措施時的特性，隨著束電流的增加，陽極電壓下降較快，即曲線斜率較大，表明陽極供電電路內(nèi)阻較大；曲線②為采取穩(wěn)定電路后的特性曲線，陽極電壓隨著束電流增加，下降較為緩慢，表明供電電路的內(nèi)阻較小。因此只要降低高壓供電電路的內(nèi)阻就可以提高陽極高壓的穩(wěn)定性。常用的方法是通過負反饋將束電流轉換為電壓去調(diào)節(jié)顯像管陽極供電電壓，使之基本穩(wěn)定。圖5-33顯像管陽極電壓與束電流的關系5.3.6偏轉失真校正技術

由于行、場掃描通道本身存在一定的非線性失真，而且屏幕越大失真越嚴重，因此電子束掃描失真的校正，對改善圖像質量至關重要。在普通彩色電視機中，為了提高圖像的質量，采用了在行偏轉回路串聯(lián)S校正電容的方法，使偏轉電流呈S形，以校正水平延伸失真。但由于校正電容較大時，校正曲線太平緩，達不到S校正所需要的效果；當校正電容較小時，屏幕的大部分區(qū)域得到校正，而行掃描的始端和末端，即屏幕的左、右兩側可能會收縮，形成所謂的M型線性失真。因此，新型(大屏幕)彩色電視機在S校正的基礎上，采用了M校正電路，也叫動態(tài)S校正電路，如圖5-34所示。圖5-34行動態(tài)S校正技術(a)校正電路；(b)校正電流