电视机实验报告.docx

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电视机实验报告

黑白电视机组装与调试课程设计报告

专业：

电子信息工程专业

班级：

电子

（1）

姓名：

何东晓

学号：

E

指导教师：

许参张琪君蒋科坚

2012年7月4日

一．前言…………………………………………………………………1

二．正文…………………………………………………………………2

1.实验要求………………........…………………………………2

2.工作原理……................………………………………………2

3.整机装配…………………………………………………20

4.整机调试……….......................………….....……23

5.故障分析与排除.....................................24

三．实验心得…..................………………………………………..25

1．前言

电视的发明深刻地改变了人们的生活，它不但使人们的休闲时间得到前所未有的充实，更重要的是它加大了信息传播空度和信息量，使世界开始变小。

如今，电视已成为普及率最高的家用电器之一，而电视新闻、电视娱乐、电视广告、电视教育等已形成了巨大的产业。

电视作为一项伟大的发明，给人类带来了视觉革命。

下面是关于电视机的发展史。

1897年，德国的物理学家布劳恩发明了一种带荧光屏的阴极射线管。

当电子束撞击时，荧光屏上会发出亮光。

1904年，英国人贝尔威尔和德国人柯隆发明了一次电传一张照片的电视技术，每传一张照片需要10分钟。

1924年，英国和德国科学家运用机械扫描方式成功地传出了静止图像。

但有线机械电视传播的距离和范围非常有限，图像也相当粗糙。

1923年，俄裔美国科学家兹沃里金申请到光电显像管、电视发射器及电视接收器的专利，他首次采用全面性的“电子电视”发收系统，成为现代电视技术的先驱。

电子技术在电视上的应用，使电视开始走出实验室，进入公众生活之中。

1925年，英国科学家研制成功电视机。

1928年，美国纽约31家广播电台进行了世界上第一次电视广播试验，由于显像管技术尚未完全过关，整个试验只持续了30分钟，收看的电视机也只有十多台，此举宣告了作为社会公共事业的电视艺术的问世，是电视发展史上划时代的事件。

1929年美国科学家伊夫斯在纽约和华盛顿之间播送50行的彩色电视图像，发明了彩色电视机。

1933年兹沃里金又研制成功可供电视摄像用的摄像管和显像管。

完成了使电视摄像与显像完全电子化的过程。

1931年研究成功电视显像管。

1946年美国第一次播出黑白电视。

1983年11月5日，美国USCI公司首次开始卫星直播。

如今的电视不仅用于收看电视节目，同时又可以是家用计算机、电子游戏机并可以预制录像带。

人们不仅利用电视消息，而且可以通过卫星和电视进行遥感式诊病，使用家用电视控制家里的电器，进行电视报警、购物、记录、学习等等。

此外，立体声电视、超大屏幕电视、高清晰度电视、激光视盘、家庭数据库等也不断地发展起来。

也就是说，现代电视已经从一种公共媒介的收看工具，变成了包含众多信息系统的家庭视频系统中心。

本次实验是黑白电视机的组装，在实验过程中，要注意人身和仪器安全。

1.实验中必须穿绝缘良好的胶底鞋，严禁拖鞋，布鞋。

2.电源线应有良好的绝缘外套，芯线不得外露。

金属外壳的仪器设备应有接地线，电源插座也应有接地线。

3.需要通电调试时，应仔细检查无误后方可通电，调试结束或遇故障时应先断电再拆电路，不得带电操作。

另外，在接通220V电源时，应通知实验写作者。

4.确保工作台的绝缘，仪器，设备的可靠接地。

5.仪器，设备在使用之前应了解正确的使用方法和注意事项。

6.仪器，设备在使用时应正确接地，合理设置量程。

如发现异常，应立即关机，待查明原后方可因重新开机。

7.仪器，设备在操作时要有目的地旋动面板上的旋钮，开关，切记用力过猛。

在搬动时，应轻拿轻放。

8.人离开实验场所时，应切断所有实验仪器，设备的电源。

2．正文

1.实验要求

（1）熟悉常用电子元器件的型号，规格，性能及使用范围，能正确识别和选用常用电子元件，会查阅读电子元器件手册。

（2）能运用万用表进行常用元器件的一般检测，判别和删选。

（3）能看懂一般电子线路，掌握常用电子元器件在具体电路中的作用，并具备基本的电路分析能力。

（4）能独立使用电烙铁进行手工焊接，了解一般电子产品的装配工艺流程，能看懂装配工艺文件。

（5）了解常用电子线路的调试方法，能按工艺要求进行调试，使产品达到设计要求，并能排除在调试中出现的故障。

（6）能正确使用万能表等常用调试仪器，设备。

2.工作原理

一、电视的基本知识

1、电视机的分类

按荧光屏重现的颜色分类

电视机按荧光屏重现的颜色可分为黑白电视和彩色电视机。

黑白电视机的荧光屏上仅能重现被摄物的亮度差异，呈现黑白图像，彩色电视机的荧光屏上不仅能重现被摄物的亮度差异，还能还原出被摄物的色调和色饱和度，呈现彩色图像。

按使用的主要器件分类

电视机按使用的主要器件可分为电子管电视机、晶体管电视机、集成电路电视机。

集成电路电视机是目前电视机生产的主流和方向，不断提高电视机电路的集成化程度，一台电视机的整机可以有三块、两块、一块集成电路组成。

2、电视传送图像的过程

电视传送图像的过程主要是把图像中明暗不同的亮度变换程度不同的电信号和借助无线电波作为“运载”电信号的工具。

电视图像的传送首先用摄像机把图像分解成亮暗不同的电信号，并把光信号转变为电信号，这一信号为视频信号或图像信号，经过放大，在图像放射机中以调幅的方式把视频信号装载到超高频载波中，形成超高频调幅波送到发射天线。

电视接收机则将收到的高频电磁波进行放大、检波等处理，将图像信号和伴音信号从高频载波中取出来放大到足够的幅度，利用显像管将图像信号还原的图像明暗变化，即重现图像；利用扬声器将伴音信号还原成声音。

全电视信号

3、电视中的扫描

一幅完整图像的传送和重现，是靠摄像管和显像管中电子束在靶面及荧光屏面上从左到右，从上到下有规律地运动实现的。

逐行扫描

电子束在荧光屏上一行接一行地扫完整个画面，在我国不采用这种扫描方式，会与图像闪烁现象。

隔行扫描

在我国采用这种扫描方式，在这种方式中，电子束对一帧画面扫描两次，第一次扫描奇数行像素，第二次扫描偶数行像素，从而避免了亮度闪烁。

4、全电视信号

电视为了重现图像，必须传送图像信号，为了使接收端和发送段同步工作，必须发送同步信号；为了使扫描逆程不在荧光屏上显示出来，还必须加入消隐信号。

一个行周期的全电视信号波形

一个行周期的电子束扫描轨迹

5、高频电视信号传送图像信号和伴音信号都要“装载”在频率很高的高频载波上，形成高频电视信号才能进行距离的传送，高频信号包括高频图像信号和高频伴音信号。

电视信号的调制

图像信号采用负极性调幅方式，即利用负极性全电视信号去调制高频载波幅度使高频载波的幅度随图像信号变化而变化。

伴音信号采用调频方式，即用低频信号去改变高频信号的频率，是它的频率随低频信号的幅度变化而变化。

伴音信号的抗干扰能力强、频带宽、音质好，同时可减小与图像信号之间的干扰。

我国规定伴音频宽为250KHz，每个频道的伴音载频fs都比图像载频fp高。

残留边带发送

残留边带发送

我国规定图像信号最高频率为6MHz，频带宽为6MHz。

用6MHz带宽的视频信号调制高频载波时，出载波频率外，还会产生两个新的边带，使总的带宽变为12MHz。

为了减少带宽，采用残留边带方式传送图像。

由于高频载波频率两侧的边带所代表的图像内容是一样的，因此只发送上边带或下边带就可反映图像的全部内容，单边带送需将上或下边带滤去，但滤波特性很陡的滤波器不易调试，所以采用残留边带发送方式，即图像信号中的高、中频分量用单边带传送，低频分量用双边带发送。

6、集成电路黑白电视机的组成与原理框图

电视机的作用是将电视台发出的高频电视信号接收下来，加以放大和解调，然后将视频图像信号送往显像管重现图像，将伴音信号送往扬声器重放伴音。

电视机电路可分为信号系统、使显像管产生光栅的扫描系统和直流稳压源系统三部分。

集成电路电视机组成框图

集成电路黑白电视机的组成

集成电路黑白电视机由信号系统、扫描系统、直流稳压电源系统三大部分组成。

信号系统

1）高频调谐器

高频调谐器作用是选择所要接收的频道信号，并经放大和混频，输出38MHz图像中频信号和伴音中频信号。

2）前置中放及声表面滤波器SAWF

声表面滤波器SAWF是一种压电材料制作的固定器件，它能一次形成公共中频后道所需的幅频特性。

由于SAWF得插入损耗达到18-20dB，为了保证足够的公共信道增益，以此在SAWF前增加一级前置中放。

3）图像信道

图像信号由集成电路CD2915的图像中放、视频检波及放大、自动增益控制（AGC）组成。

图像中放将中信号进行放大；视频检波器从图像中频信号中检出全电视信号，并生成的第二伴音信号；AGC的作用是把检波器送来的部分全电视信号检波出直流电压，这一直流电压随电视信号的强弱变化而变化，当电视信号较强时，这一直流电压电路起控，控制中放和高放电路的放大倍数，使之减小，以保持视频检波输出的信号不变，使图像稳定。

4）伴音信道

伴音信道包括伴音中放电路、鉴频电路和音频电路等。

视频放大送来的第二伴音信号经伴音中放放大后由鉴频器解调出音频信号，最后经音频功放放大后，推动扬声器重现伴音。

5）视放输出电路

视放输出电路是将视频图像信号再进行放大，然后将这信号去调制显像管的电子束显示图像。

扫描系统

1）显像管及某附属电路

显像管内部有五个电极，为使他正常工作，必须在它的各个电极加上正常电压。

附属电路包括各级直流电压供电电路和关机消亮点电路。

2）同步扫描电路

同步扫描电路由CD2915内的同步分离、行、场震荡及放大电路组成，它的作用是产生行频矩形脉冲和场频锯齿波电压并能被行、场信号同步。

3）行场扫描输出电路

从CD2915输出的行频矩形脉冲，经行激励和行输出级后，在行偏转线圈中产生行频锯齿波电流。

从CD2915输出的场激励信号经场功放放大后形成的场频锯齿波信号，在场偏转线圈中产生场品锯齿波电流。

直流稳压电源

直流稳压电源的作用是将220V交流电压降压、整流滤波成直流后，经稳压电路稳压后输出稳定的直流电压供各级电路使用。

集成电路黑白电视机的工作过程

接通电视机电源，直流稳压电路开始工作，输出直流电压使各部分电路进入工作状态。

当高频头未调到有节目频道时，场、行扫描电路自发产生行频和场频锯齿波电流，通过偏转线圈使显像管电子束产生水平方向和垂直方向的扫描运动，在荧光屏上扫描形成光栅。

当高频头调到有节目频道时，天线接收到该频道的高频信号，该信号经高频放大20—30dB后，与本机振荡器产生的高频振荡信号进行混频，产生38MHz的图像中频信号和的伴音中频信号。

混频及输出的图像中频和伴音中频信号被送入中频公共信道，它们在SAWF中形成规定的频谱特性，然后由图像中放级放大数千倍，送往视频检波器。

检波器把图像中频信号还原成视频信号，并对伴音混频生成的第二伴音中频信号。

的陶瓷滤波器将第二伴音信号选出，送入伴音信道。

视频信号在前置视放级进行预先放大和消除噪音干扰后，一路通过的陷波器滤掉伴音信号，送往视放输出级：

一路送往同步分离电路；第三路送往AGC电路。

AGC电路对视频信号中的同步电平进行鉴别，根据信号强弱调整图像中放大级的增益，使信道输出的视频信号幅度基本保持不变。

送入伴音信道的第二伴音中频信号，经过60dB左右的限幅放大，除掉幅度干扰，再由鉴频器解调成音频信号；音频信号去加重后，经低频放大后，推动扬声器发出响亮的伴音。

送往视放输出级的视频信号在1—3Vpp，视放输出级将它放大到50—80Vpp，调制显像管内的电子束显示图像。

同步分离电路从输入的视频信号中，切割出电平最高的复合同步信号，放大送到积分电路和AFC电路。

积分电路选出场同步信号去控制场扫描同步；行AFC电路将行同步信号与行频锯齿波进行相位比较，产生误差电压改变行扫描频率与相位，实现行扫描同步，于是显像管屏幕上重现的图像就同发送端完成一致了。

二、扫描系统

扫描系统由显像管及其附属电路、同步扫描电路组成。

1、黑白显像管

黑白显像管是电视接收机的光电变换器件。

它能产生由图像信号调制的电子束，在荧光屏上扫描形成黑白图像。

1.1显像管的结构

显像管是一种电真空器件，由电子枪、荧光屏和玻璃外壳组成，电子枪和荧光屏都封装在高真空的玻璃外壳内。

黑白显现管结构示意图

1）电子枪

电子枪的作用是发出一束聚焦良好的电子束，以高速轰击屏幕上的荧光粉，使它发光，电子束的强度是受图像信号控制。

电子枪由灯丝、阴极K、栅格G、第一阳极、第二阳极组成。

2）荧光屏

显像管屏幕玻璃内壁涂着一层薄薄的荧光粉，当电子枪发射出的高速电子束打在荧屏上时，荧光粉就会发光。

荧光粉的发光亮度除了与荧光粉本身的发光效益有关以外，还与电子束电流大小及电子束速度有关，电子束电流越大，发光发亮；加速电压越高电子速度越大，发光发亮。

在荧光粉的后层还蒸发有一层很薄的铝膜，它是第二阳极的部分，上面加有高压，吸引电子束高速轰击荧光屏；它又起着保护荧光粉的作用，使其不受离子冲击而损伤；另外它还起着反射光线的作用，增大荧光屏的亮度。

3）玻璃外壳

玻璃外壳包括管颈、椎体及荧光屏面玻璃三部分，内部抽成真空。

在显像管玻璃外壳椎体部分的内外壁上涂有导电石墨层，从而形成一个以玻璃为介质以内外壁石墨层为两个极片的电容器，对阳极高压起滤波器作用。

1万伏左右的阳极高压，从高压插座引入，经内部石墨层滤波送往电子枪和荧光屏。

黑白显像管的现象原理

电视机工作时，显像管各极都加上所需的工作电压。

阴极被灯丝烘热后，在真空中反射出电子，阴极电子在加速极电场力作用下得到较大的速度，飞向屏幕，经聚焦电场后，电子束又受到高压阳极电场力的作用而被加速致以极高的速度飞向屏幕上的聚焦点，轰击该点荧光粉，使之发光。

与此同时，套在管颈上的行、场偏转线圈产生的磁场使电子束依顺序上下左右偏转，在屏幕上扫描出一幅光栅来。

没被图像信号调制的电子束，只能在荧光屏上扫描出白色光栅。

显像管的附属电路

显像管附属电路由直流供电电路、亮度调节电路、关机亮点消除电路组成。

1）直流供电电路

电视机的显像管直流电压是利用行扫描电路在行逆程期间产生的脉冲电压，经行输出变压器变压，由整流二级管整流并通过电容滤波成直流电压供给的。

2）亮度调节电路

黑白电平对不准黑色截止电压，不是图像的黑白电平部分变成了灰色，就是灰色部分变成黑色，出现所谓的灰度失真，影响收看效果。

将图像信号迭加在直流电压上，通过改变直流电压的高低来改变信号的黑色电平，使之对准截止电压，就能恢复重现图像的正确亮度。

3）关机亮点消除电路

消除关机亮点的方法大多采用截止法。

截止法的基本原理关机后设法在阴栅极之间保持一个较高的正电压，使余热发射的电子束截止，并把这个正电压一直维持到阴极冷却停止发射电子为止。

由于小屏幕显像管的阳极高压和加速极电压并不是很高，只要电路设计合理，也可不社关机亮点消除电路，把栅极直接接地。

2、同步电路

同步电路的作用是从全电视信号中分离出行场同步信号，并分别用它们去同步行、场振荡器的频率，使电视机中显像管电子束的扫描规律与发送端摄像管电子束扫描规律保持严格同步，以在荧光屏上正确而稳定地重现图像。

同步电路一般有同步分离电路、积分电路和行AFC电路组成。

3、行扫描电路

行扫描电路由行振荡器电路、行输出电路、行输出变压器及高、中压的整流滤波电路组成。

行扫描电路的组成

其作用是产生频率为15625Hz、周期为64uS、宽度为18-20uS的矩形快关脉冲，并把它送往激励级电路行振荡电路的振荡频率应能受外加电压控制。

一般集成化行振荡电路采用电压或电流控制型施密特触发振荡器产生行频钜行波，施密特触发器输出电平的高低，可以由出入的电位高低进行触发改变。

施密特触发器有输出高电平或低电平的两种稳态，它处在哪个稳态只由输出电平的高低决定。

利用施密特触发器的电位触发特性，可以制成性能稳定的矩形波振荡器。

在集成化行振荡电路中，施密特触发器和晶体管开关都制作在集成电路芯片内，仅仅通过集成电路的引脚外接RC定时电路。

同相输出的施密特触发器原理

行激励级电路又称行推动级，它的作用是将行振荡器送来的脉冲信号进行功率放大和整形，以足够的功率去激励行输出管，，使行输出管按完全的开关方式工作，因此行激励级实际上是一个脉冲功率放大器，它也工作在开关状态。

由于行激励级处于行振荡电路和行输出电路之间，因此具有缓冲放大作用，它可以消偏转线圈中形成行频锯齿波电流。

行输出级电路是行扫描电路的最后一级，它在行激励级输出的矩形脉冲推动下，在行偏转线圈中形成行频锯齿波电流。

（a）基本电路（b）等效电路

行扫描输出基本电路及等效电

行输出级的基本工作原理

电感线圈与电阻不同，电阻中流过的电流同价在它两端的电压波形的相同的，电感线圈由于电磁感应的缘故，总是阻碍自身电流变化，这个阻力就是感抗。

只有在偏转线圈两端加上矩形波电压，才会产生锯齿波电流，行输出管以开关形式周期性地通断直流电源，就可以把矩形波电压加在行偏转线圈两端。

场扫描电路的作用

●为场偏转线圈提供线性良好、幅度足够的50Hz锯齿波电流，使场偏转线圈产生水平方向的偏转磁场控制显像管的电子束在荧光屏作垂直方向扫描。

●它能被场同步信号同步。

●给显像管提供消隐信号，以消除场回扫线。

场扫描电路的主要特点

●场频低

●线性补偿比较复杂

场扫描电路的组成

场扫描电路由场震荡电路、场激励电路、场输出电路及线性补偿电路组成。

场扫描电路的组成框图

场震荡电路

场震荡电路是一种负向锯齿波振荡器，没有场频调节功能。

场扫描同步过程：

同步信号送入场震荡电路后，当场震荡频率低于场同步信号频率时，同步信号的脉冲能够提前迫使放大器同相端电位上升，使放大器翻转，从而使其频率被锁定。

但若振荡器频率大于同步信号频率，同步作用将失去作用。

集成电路场振荡等效图

场输出电路

场输出电路的是将场震荡产生的周期性锯齿波进行功率放大，使场偏转线圈有足够的电流。

OTL场输出电路是互补对称OTL场输出电路的等效电路。

图中V2和V3是一对互补对称场输出管；V1是场激励管，工作在线性放大状态；Ly是场偏转线圈，在场频下可近似看成电阻性负载；C为耦合电容，将V2和V3形成的锯齿波电流送往偏转线圈，同时隔断直流，还兼有S校正作用。

一般将A点多的静态电压调整为电源电压的一半。

OTL场输出电路

现在在黑白电视机中，无论是集成场输出电路还是分立元件的场输出电路，基本上都是采用互不对称OTL电路。

场扫描电路的波形失真及其校正

引起场扫描正程波形失真的主要原因有锯齿波中形成的非线性：

三极管放大倍数的非线性和耦合电容的影响，并且这三种是真的特点都相同，即场锯齿波正程波中形前半段变化加快，后半段变化拉长，对应屏幕上表现为光栅或图像的上半部拉长，下半部压缩，因此必须采取补偿波形失真的措施。

场扫描电场中常用的失真校正方法有负反馈和预失真补偿。

1）负反馈补偿

负反馈补偿是将输出电压或电流的一部分，回送到输入端的一种方法，它能削弱放大管和耦合电容引起的失真。

2）预失真补偿

预失真补偿是一种有效的失真校正措施，它可以消除任何方式引起的锯齿波波形失真。

预失真就是用人为的方法，有意在锯齿波失真之间产生一种与传输失真性质相反的波形畸变，让这种畸变在传输过程中同传输失真抵消，最终在负载上获得线性良好的锯齿波的矫正方法。

三、信号系统

信号系统是由信号公共信道、伴音信号及视放输出级电路组成。

1、信号公共信道

图像信号（包括复合同步和消隐信号）和伴音信号在电视机的大部分电路中，是被共同放大、传输的，这部分电路就是信号的公共信道。

信号公共信道的组成

从电视机原理框图中可以看出，公共信道包括电视接受天线、高频调谐器和集成电路图像中的频道性。

在公共信道里，天线从空中接受下高频图像信号和高频伴音信号，前者先变成载频为38MHz的调幅中频信号，在检波还原成视频信号；后者先变成视频为的调频中频信号，在同38MHz的图像载频混频生成605MHz的第二伴音信号。

电视接受天线

从电视台发出的高频电视信号，以电磁波的形式向四八方高速传播。

电视接受天线把这些电磁波接受下来，变成高频图像信号和高频伴音信号的电流和电压，并通过馈电线把它们送往电视接收机的高频调谐器。

高频调谐器

由于高频调谐器承担了电视机的全部高频信号的处理工作，因此高频调谐器也称为“高频头”，他的作用是将天线接受下来的信号进行高道频道选择、放大、并混频生成38MHz的图像中频信号与的伴音中频信号。

（A）（B）

变容二级管调谐电路

图像中频信道

图像中频信道是指图像中频放大、视频检波、视频前置放大、消噪和自动增益控制等电路。

本次实习的电视机这些电路都是由集成电路配合少量外围组件来完成的。

1）图像中频信道的作用

●把图像中频信号还原成视频信号

●把伴音中频信号同图像中频信号混频，生成的第二伴音中频信号；

●分离视频信号和第二伴音中频信号；

●对视频信号进行预放大，提高信号的负载能力。

2）图像中频信道的主要性能要求

图像中频信道是电视机的重要组成部分，电视机的主要质量指标如灵敏度、选择性、频带宽度等，在很多程度决定于图像中频信道的性能。

1.电压增益

电视机图像中频信道的总增益在110-120dB之间，它能将天线上输入的数十微伏信号电压放大成能驱动显像管阴极的数十伏视频信号电压。

如此巨大的电压放大量有60-70dB分配给图像中频信道。

图像信号通道增益分布实例

2.AGC控制范围

图像中频道必须有不小于40dB的AGC控制范围。

也就是说从AGC电压起控开始，输入信号强度变化100倍。

3.幅频特性

为了保证电视机重现图像和伴音有较好的质量，图像中频信道的幅频特性必须符合图中的要求。

4.稳定性

图像中频信道的稳定性包含：

一是在增益和频率很高、放大级数多的情况下，不会产生振荡；二是当工作温度、电源电压、AGC电压等因素发生变化时，信道的幅频特性曲线不会受到影响。

3）图像中频放大电路

●前置中放电路

●图像中放电路

4）视频检波电路

视频检波电路的作用是将图像中频信号还原成视频图像信号，并对伴音信号进行二次混频，生成第二伴音中频信号。

CD2915组成的视频检波电路

5）预视放电路与消噪电路

6）视频信号与伴音信号的分离

视频信号与伴音信号的分离

7）自动增益控制电路

●AGC电路特性

信号信道设置AGC电路的目的，是在输入信号强度变化时，保证检波级的输出信号幅度不变，信号信道的AGC范围必须达到40dB以上，除此之外，AGC电路还应具有控制性能稳定、控制速度适当和延迟控制等特性。

●AGC电路组成

AGC电路组成框图如下;

●正向AGC和反向AGC

AGC控制是通过改变晶体管的工作点来实现的。

●AGC检波电路

AGC检波电路检出的AGC电压同前置视放输出的正极性视频信号幅度成反比。

CD2915AGC检波电路

●高放AGC延迟电路

当达到规定的延迟电平支护，对电子协调器的高放级进行增益控制。

一般电子调谐器均采用超高频场效应管，因此要求反向AGC电压，即输入信号越强，AGC电压越低。

四、直流稳压电源

它能把交流市电变换成稳定的直流，向电视机各部分