第7章同步扫描电路分析精选文档.ppt
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1、第7章同步扫描电路分析本讲稿第一页,共一百二十四页7.1 同步扫描电路概述同步扫描电路概述 图图 7-1 同步扫描系统方框图同步扫描系统方框图 本讲稿第二页,共一百二十四页 行场扫描电路的主要要求是:光栅的非线性失真和几何失真要小。一般行扫描的非线性失真系数应小于12%。由于人眼对垂直方向失真比较敏感,因此场扫描的非线性失真系数要小于8%。光栅的非线性失真主要取决于行场扫描电路的设计。光栅的几何失真一般要求小于1.5%3%,它主要由偏转线圈的绕制模具和绕制工艺决定。行场扫描电路同步性能要好,同步稳定可靠,对干扰信号的抑制能力强;场扫描电路和隔行扫描性能好,不产生并行现象、清晰度高。行扫描电路的
2、同步引入范围和保持范围要适当。一方面要保证温度变化和电源电压波动时同步良好;另一方面又要保证抗干扰能力优良,不产生图像顶部扭曲。本讲稿第三页,共一百二十四页 振荡频率稳定。振荡频率受环境温度、电源电压变化的影响要小。电路效率高,损耗小。行场扫描电路的效率主要取决于行场扫描电路的输出级。行场扫描电流的周期,正、逆程时间要符合国家现行电视制式标准。本讲稿第四页,共一百二十四页.2 同步分离与抗干扰电路同步分离与抗干扰电路 7.2.1 幅度分离电路幅度分离电路 图图 7-2 幅度分离电路幅度分离电路 本讲稿第五页,共一百二十四页7.2.2 抗干扰电路抗干扰电路 图 7-3 消除干扰电路 本讲稿第六页
3、,共一百二十四页7.2.3 脉宽分离电路脉宽分离电路 图 7-4 RC积分电路(a)电路;(b)波形 本讲稿第七页,共一百二十四页图 7-5 两节RC积分电路 本讲稿第八页,共一百二十四页图 7-6 RC微分电路(a)原理电路;(b)波形图 本讲稿第九页,共一百二十四页7.3 行行 扫扫 描描 电电 路路 7.3.1 行扫描电路的作用与组成行扫描电路的作用与组成 供给行偏转线圈以线性良好、幅度足够的锯齿波电流,使电子束在水平方向作匀速扫描;行锯齿波电流的周期、频率应符合行扫描的要求,且能与电视台发射的行同步信号同步。即fH=15 625Hz,TH=64s,其中,行正程Ts=52s,逆程时间Tr
4、=12s 本讲稿第十页,共一百二十四页图 7-7 行锯齿波电流本讲稿第十一页,共一百二十四页 给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的影响。将行脉冲信号控制行输出管,使行输出级产生显像管所必需的供电电压,包括阳极高压、加速极电压,聚焦极所需电压以及视放输出级所需电源电压。本讲稿第十二页,共一百二十四页2.行扫描电路的组成行扫描电路的组成 图 7-8 行扫描电路的组成 本讲稿第十三页,共一百二十四页7.3.2 行振荡器行振荡器 图 7-9 行振荡器的组成(a)电感三点式行振荡电路;(b)矩形脉冲电压的产生 本讲稿第十四页,共一百二十四页 2.振荡过程振荡过程 为了得到矩形脉冲电压
5、,振荡管要轮换工作于饱和与截止状态。当 饱 和 时,三 极 管 c、e极 间 内 阻 很 小,晶 体 管 电 流 最 大,I=Ec/(Re+R1+R2),晶体管的饱和压降Uces0.2V,UcEc,R1、R2分压形成较高的电压输出。当管子截止时,ic=0,输出也为零。图图 7-10 电感三点式振荡器的工作过程电感三点式振荡器的工作过程 本讲稿第十五页,共一百二十四页(1)脉冲前沿(从导通到饱和)ibice12e23ubib 本讲稿第十六页,共一百二十四页(2)平顶阶段(保持饱和)图 7-11 ub、uc、ue的波形图 本讲稿第十七页,共一百二十四页(3)脉冲后沿(从饱和到截止)ib ic e1
6、2 e23 ub ib本讲稿第十八页,共一百二十四页图 7-12 间歇阶段ube的合成波形(4)间歇阶段(从截止到再导通)本讲稿第十九页,共一百二十四页 影响间歇时间长短主要有以下几个因素:L2、Ce:其自由振荡的周期为T=2 ,它的半周期等同于间歇时间。实际上,电视机的行频调节就是调节L2的磁芯位置从而改变L2值大小,因为间歇时间为4446s,调节L2使间歇时间变化,行周期也就变化。CbRb:CbRb小,Ec对Cb充电使它的电压上升速度越快,ucb的上升速度就越快,间歇时间越短。Eb的大小:严格地说,Eb除电源提供的静态偏压外,还包括AFC电路输出的控制电压。本讲稿第二十页,共一百二十四页7
7、.3.3 行激励级行激励级 行激励级的作用是把行振荡器送来的脉冲电压进行功率放大并整形,用以控制行输出级,使行输出管工作在开关状态。行输出管导通时,要求工作于充分饱和状态。这就要求激励级提供足够大的增益给输出管提供过激励基级电流ib+一般设计为 (Icp流过输出管集电极的最大电流)。采用过激励的原因是为了提高状态的转换速度,以便得到速度更快的脉冲响应;如果ib不足,则行输出管将工作于浅饱和状态,使管耗增大,扫描线性变坏。本讲稿第二十一页,共一百二十四页 行输出管从饱和变为截止的下降时间应尽量短,要求1ns以下。这时,即使ib=0,由于输出管饱和时晶体管的基极、集电极积累了过多的电荷,ic不会立
8、即为零,而是按指数规律下降;当输出管一旦进入截止状态,就会在行偏转圈两端感应出很高的逆程反峰电压,为使输出管由饱和迅速转变为截止状态,即ic迅速降为零,应使ib反向,即在晶体管的发射结加上反偏压,且要求|ib|3Icp/。ib反向电流越大,截止所需时间越短。但要注意,反偏压不能超过行输出管发射结的击穿电压值,否则将损坏输出管。本讲稿第二十二页,共一百二十四页图 7-13 行激励级工作过程(a)电路;(b)波形 本讲稿第二十三页,共一百二十四页 反极性激励的优点:有良好的隔离作用,使行输出管的输入阻抗变化不致于反映到行振荡级,有利于振荡级的稳定。由于激励管和输出管交替工作,激励变压器的磁芯始终有
9、磁通通过,从而磁通的变化较小,不致于产生高频寄生振荡。虽然管子的延时作用也会产生振荡,不过幅度较小,可加R2Ce阻尼电路予以吸收。本讲稿第二十四页,共一百二十四页7.3.4 行输出级行输出级 1.行输出级工作原理行输出级工作原理 图 7-14 阻尼式行输出级原理电路图(a)原理电路;(b)等效电路 本讲稿第二十五页,共一百二十四页图 7-15 行输出级偏转电流 本讲稿第二十六页,共一百二十四页图 7-16 行输出级工作原理波形与等效电路(a)等效电路;(b)波形 本讲稿第二十七页,共一百二十四页(1)0t1期间(行扫描正程后半段)式中,=LY/R。R为等效充磁回路中的总损耗,包括偏转线圈的损耗
10、及V1的导通内阻。当Ts/2时,有 由上式可见,偏转电流在0t1期间近似为线性增长,当t=TS/2时出现最大值,即 本讲稿第二十八页,共一百二十四页 (2)t1 t2(行逆程前半段)从t1开始,行输出管V1受负脉冲作用而截止,集电极电流ic为零。由于偏转线圈LY的电感特性,电流iY不能立即截止,于是iY向并联的电容器C充电,偏转线圈中储存的磁场能转变为电容器C中的电场能,从而形成自由振荡。由于是LC振荡,偏转线圈电流iY与电容器C上的电压uC呈正弦规律变化。t1t2是该回路自由振荡的1/4周期,等效电路如图7-16(c)所示。随着iY的逐渐减小,C两端的电压逐渐上升,其方向是上正、下负。在t=
11、t2时,iY减小到零。电容器C上的正极性电压达到最大值,线圈中的磁场能全部转变为电容器C中的电场能。此时,晶体管的集电极-发射极之间要承受很高电压。本讲稿第二十九页,共一百二十四页(3)在t2t3期间(行逆程后半段)从t1t2是行逆程时间,它恰好等于由LYC组成的自由振荡的1/2周期,即 由上式可知,改变LY或C均可改变Tr,一般改变C比较方便。调节C的大小可改变逆程时间的长短,故C称为逆程电容。实际上,公式中的C还包括电路中的分布电容、晶体管的输出电容等,但是它们的容量都比较小。本讲稿第三十页,共一百二十四页(4)在t3t4期间 T2时刻后,反向电流继续流过LY并对C反向充电。LY中的磁场能
12、全部转变为电容器C中的电场能。如果电路中没有接入阻尼二极管,则磁场能与电场能的转换还要继续下去,形成正弦自由振荡。当t=t3时,反向电流对C充电使C上的反向电压达到阻尼二极管的导通电压值时,阻尼二极管开始导通,偏转线圈LY中的电流流过二极管,D1的导通将迫使LYC的自由振荡停止。这时,阻尼二极管电流id将对电源充电,将线圈LY中的磁场能馈还给电源。等效电路如图7-16(f)所示。这时有 本讲稿第三十一页,共一百二十四页 (5)在t=t4时 0t1期间为正程扫描的后半段。电流iY从零上升到Ym。行输出管导通,阻尼二极管D1截止,iYic。t1t3期间为行扫描的逆程,电流由Ym降到-Ym。行输出管
13、和阻尼二极管D1均截止(实际上D1从t2开始已导通)。逆程时间r决定于LY、C参数的选择,即要求LY、C产生的自由振荡周期的一半等于行逆程时间r。因此,把C叫逆程电容。本讲稿第三十二页,共一百二十四页 t3t4为行正程扫描的前半段,电流由-Ym变为零。阻尼二极管D1导通,行输出管截止(实际上,从t4时刻已提前开始导通),iYid。由于0t1或t3t4均等于正程时间S的一半,所以正向或反向电流iY的最大值为Ym=(E/LY)(TS/2),式中,S为行扫描正程时间。式中,UY=LYIYm(其中,。所以(7-7)本讲稿第三十三页,共一百二十四页利用公式 和公式IYm=(Ec/LY)(TS/2)代入式
14、(7-7)有 本讲稿第三十四页,共一百二十四页2.行扫描电路中的非线性失真及其补偿行扫描电路中的非线性失真及其补偿 ()电阻分量引起的波形失真 扫描电流的非线性在电阻分量上的反映是偏转线圈上的电阻RH。行输出管的导通电阻Ri和阻尼二极管导通电阻Rid的存在,使扫描电流不会是理想的线性输出电流,而是按指数规律变化的输出电流。本讲稿第三十五页,共一百二十四页 首先分析Ri和RH对行扫描正程后半段的影响。当ic很小时,有 本讲稿第三十六页,共一百二十四页图 7-17 电阻分量引起的非线性失真 (a)考虑Ri、RH对扫描正程后半段的影响;(b)考虑Rid对扫描正程前半段的影响 下面分析因为阻尼二极管内
15、阻Rid对行扫描正程前半段电流线性的影响。本讲稿第三十七页,共一百二十四页图 7-18 行输出级电阻分量引起图像失真 本讲稿第三十八页,共一百二十四页图图 7-19 行扫描非线性失真的校正(a)校正电路;(b)线圈LT的磁芯结构 本讲稿第三十九页,共一百二十四页()显像管荧光屏曲率引起的非线性失真 图 7-20 显像管荧光屏曲率引起的非线性失真 本讲稿第四十页,共一百二十四页图 7-21 枕形失真及扫描电流的校正波形(a)枕形失真;(b)枕形水平失真及扫描电流的校正波形(c)枕形垂直失真及扫描电流的校正波形 本讲稿第四十一页,共一百二十四页图 7-22 水平枕形失真的校正电路 本讲稿第四十二页
16、,共一百二十四页.行输出级高压产生电路行输出级高压产生电路 图 7-23 三级一次升压高压整流电路及FBT剖面结构图 本讲稿第四十三页,共一百二十四页4.行输出电路实例行输出电路实例 图 7-24 行输出级电路 本讲稿第四十四页,共一百二十四页7.3.5 行扫描自动频率控制(行扫描自动频率控制(AFC)电路)电路 图 7-25 AFC电路方框图 本讲稿第四十五页,共一百二十四页.平衡型行平衡型行AFC电路电路 图 7-26 平衡型AFC电路图 本讲稿第四十六页,共一百二十四页图 7-27 行锯齿波的形成(a)行锯齿波比较信号的形成;(b)两种行锯齿波比较信号的形成 本讲稿第四十七页,共一百二十
17、四页图 7-28 鉴相器的工作原理 本讲稿第四十八页,共一百二十四页 当未输入比较信号时,鉴相器只受同步脉冲作用。正脉冲使D2导通,其检波电流i2经C2D2A比较信号形成网络地,对C2充电。负同步脉冲使D1导通,其检波电流i1经比较信号形成网络AD1C1地,对C1充电,极性与UC2相反由于电路是对称的,i1=i2,UC1=UC2。同步信号过后,D1、D2 截止,C1经R1C5放电,在C5上形成的电压为上“+”、下“-”;C2经地C5R2放电,在C5上形成上“-”、下“+”的电压。由于|UC1|=|UC2|,其放电电流i3=i4;在C5上形成的电压大小相等方向相反。此时鉴相器无电压输出,对行振荡
18、无影响。本讲稿第四十九页,共一百二十四页图 7-29 AFC电路的工作情况 当有比较信号输入时,分三种情况,如图7-29所示。本讲稿第五十页,共一百二十四页图 7-30 鉴相器的输出特性本讲稿第五十一页,共一百二十四页 使鉴相器正常工作,就必须满足以下条件:分相管类型的选择与检波二极管D1、D2的接法都必须以在行同步信号到来时各管均能导通为准则,否则电路不工作。行同步脉冲与比较锯齿波同时输入,两者缺一,鉴相器都无输出。用来产生锯齿波比较信号的行逆程脉冲电压取正或负,决定于被控振荡管的类型。对PNP型管,应取正行逆程脉冲作比较信号;对NPN型管,则取负行逆程脉冲。AFC电路能实现同步的行频范围是
19、有限的。本讲稿第五十二页,共一百二十四页图 7-31 鉴相器的输出特性与振荡器的压控特性相配合 本讲稿第五十三页,共一百二十四页2.不平衡型不平衡型AFC电路电路 图 7-32 单脉冲型AFC电路 本讲稿第五十四页,共一百二十四页 单脉冲型AFC电路的工作原理:单输入行同步信号时,正脉冲分成两条通路:一条由D2到地;另一条由D1C2地。由于C2对同步脉冲来说近似接地,且D1与D2的特性相同,故同步脉冲加在D1、D2上的电压相等,B点无电压输出。单输入行锯齿比较脉冲:从行逆程变压器反馈一负脉冲信号,经R3、C2形成正向锯齿波。由于经C3隔直流,形成了对地来说是对称的正向锯齿波。这个锯齿波的正电压
20、对C2充了上“+”、下“-”的电压,而负电压对C2充了下“+”、上“-”的电压,在一个周期内,C2上充的正、负电压是相等的,故平均电压是零,B点无电压输出。本讲稿第五十五页,共一百二十四页 行同步与行锯齿比较信号同时输入。图图 7-33 单脉冲型单脉冲型AFC电路的工作原理电路的工作原理(a)f0=fH;(b)f0fH;(c)f0fH 本讲稿第五十六页,共一百二十四页3.AFC电路的主要性能指标电路的主要性能指标(1)行同步保持范围 图 7-34 调节行频时图像中心位置的移动(a)f0=fH;(b)f0fH;(c)f0fH 本讲稿第五十七页,共一百二十四页 (2)同步捕捉范围 同步捕捉范围又称
21、同步引入范围,是指电视机由不同步状态,在鉴相器引入同步信号后,能自动回到同步状态的行频偏移的极限范围,设这个极限范围最高fh=15 725Hz,最低为fl=15 525Hz,则同步捕捉范围为fh-fl200Hz,一般要求在200Hz300Hz。本讲稿第五十八页,共一百二十四页图 7-35 行同步保持范围与捕捉范围 本讲稿第五十九页,共一百二十四页(3)抗干扰性能 图 7-36 双时间常数滤波器(a)电路;(b)传输特性 本讲稿第六十页,共一百二十四页7.4 场场 扫扫 描描 电电 路路 7.4.1 场扫描电路的组成与作用场扫描电路的组成与作用 供给场偏转线圈以线性良好,幅度足够的锯齿波电流,使
22、显像管中的电子束在垂直方向作匀速扫描。这个电流与电视台发出的场同步信号同步,它的频率为50 Hz,周期为20 ms。其中,正程时间为19 ms,逆程时间为1 ms。本讲稿第六十一页,共一百二十四页图图 7-37 场锯齿波电流场锯齿波电流 本讲稿第六十二页,共一百二十四页 给显像管提供场消隐信号,以消除逆程时电子束回扫时产生的回扫线。场扫描电路工作要稳定,在一定的范围内不受温度和电源电压变化的影响。与行扫描电路相似,场扫描电路包含场振荡、场激励和场输出三大部分。如图7-38所示。本讲稿第六十三页,共一百二十四页图 7-38 场扫描电路的组成 本讲稿第六十四页,共一百二十四页7.4.2 场振荡级与
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