液晶電視-工作原理

第一章 電視信號基礎
    電視廣播下圖所示。首先由攝像機在演播室或現場(chǎng)攝取電視節目，將活動(dòng)的景象轉換成相應的圖像信號，然后經(jīng)過(guò)放大，再混入同步、消隱脈沖信號，并用錄像機錄制成節目帶或通過(guò)電視轉播車(chē)等傳送手段將信號送到電視臺中心機房，再經(jīng)過(guò)編輯加工處理后，與伴音信號一起送入電視發(fā)射機，由發(fā)射機將電視信號調制在超高頻載波上，然后通過(guò)天線(xiàn)以電磁波形式輻射到空間，或通過(guò)電纜線(xiàn)傳送到千家萬(wàn)戶(hù)，以供電視機接收。

    電視信號包括圖像信號（全電視信號）和伴音信號，圖像信號的頻率范圍是0Hz～6MHz，伴音信號的頻率范圍是20Hz～20KHz。根據天線(xiàn)理論，只有當天線(xiàn)的尺寸與信號的波長(cháng)相近時(shí)，天線(xiàn)才能有效地發(fā)射或接收電磁波。音視頻電視信號的頻率不夠高，波長(cháng)太長(cháng)，信號不能直接送往天線(xiàn)以電磁波的形式發(fā)射出去。只有將音視頻電視信號對高頻載波進(jìn)行調制處理，使音視頻電視信號變?yōu)楦哳l電視信號，以減小信號波長(cháng)，利于天線(xiàn)發(fā)射與接收。另外，不同的電視臺，可選用不同的載波頻率，即選用不同的頻道，這樣便于接收機選臺。

一、 圖像信號的調制
    圖像信號均采用調幅方式發(fā)送，調幅就是使高頻載波的幅度隨圖像信號變化而變化。因為圖像信號的最高頻率為6MHz。所以載波頻率必須在40MHz以上。0Hz～6MHz的圖像信號對載波進(jìn)行調幅后，調幅波的頻譜中，除圖像高頻載波fP外，還產(chǎn)生了上、下兩個(gè)過(guò)帶，上邊帶的最高頻率為fP+6MHz，下邊帶的最低頻率為fP-6MHz。高頻圖像信號的雙邊帶頻寬為12MHz。要傳送頻帶如此寬的信號，會(huì )使電視設備復雜、昂貴，另外又使得在一定頻段內可設置的頻道數量減小。

    由于調幅波上、下兩個(gè)邊帶所反映的圖像信號內容完全一樣，為了減小頻帶，只要發(fā)送調幅波的上邊帶或下邊帶即可。這樣只發(fā)送一個(gè)邊帶的方式叫單邊帶方式。但要將上邊帶或下邊帶剛好濾除是非常困難的。我國電視制式規定，除發(fā)送上邊帶外，還發(fā)送0Hz～0.75MHz的下邊帶，即0Hz～0.75MHz低頻圖像信號仍采用雙邊帶方式發(fā)送， 0.75MHz～6MHz高頻圖像信號采用單邊帶方式發(fā)送，這種發(fā)送方式又稱(chēng)為殘留邊帶調幅發(fā)送方式，其頻譜如圖一。

    目前各國電視廣播都采用負極性調幅，我國也是如此。所謂負極性調幅就是指畫(huà)面越亮時(shí)調幅波的振幅越小。調幅波的波形如下圖：

負極性調幅具有下列優(yōu)點(diǎn)：
    1、節省發(fā)射功率。隨著(zhù)圖像亮度的增加，發(fā)射機的功率減小。在一般情況下，一幅圖像亮的部分總比暗的部分面積大些。
    2、干擾脈沖對圖像的影響比較小。外來(lái)干擾脈沖疊加在調幅波上，對應于黑色電平，在熒光屏上表現為黑點(diǎn)，使人不易察覺(jué)。
    3、同步脈沖電平是峰值電平，這樣便于接收機中的自動(dòng)增益控制（AGC）利用同步脈沖峰值電平作為參考電平。

    負極性調幅的缺點(diǎn)是，外來(lái)干擾脈沖在黑電平之上時(shí)，就容易破壞接收機的同步及AGC控制，所以在同步分離及AGC電路的前面都設立抗干擾電路。

二、 伴音信號的調制：
    伴音信號采用調頻方式發(fā)送，所謂調頻，就是用音頻信號去控制高頻載波的頻率，使載波的頻率隨音頻信號變化而變化，如圖二所示。當音頻正弦波振幅作正半周變化時(shí)，高頻載波的頻率fS也作正弦規律增加；當音頻正弦波振幅作負半周變化時(shí)，高頻載波的頻率fS也作正弦規律減小。

   由于調頻波的頻譜十分復雜，調頻波的有效頻寬B近似計算公式為：B=2×（△f+Fmax）式中△f為調頻波的最大頻偏，我國規定△f=50KHz。Fmax為電視音頻信號的最高頻率，我國規定Fmax =15KHz，于是伴音調頻信號的帶寬B為：B=2×（50+15）=130KHz，為留有余量，我國規定伴音頻寬為250KHz。為了與高頻圖像信號頻譜不重疊而又接近，規定每個(gè)頻道的伴音載頻fS比圖像載頻fP高出6.5MHz，如圖三所示。為了提高伴音高頻端的信噪比，調頻前先對伴音信號進(jìn)行預加重處理，即人為地提升伴音高音分量的幅度，預加重時(shí)間常數為50μS。

第二章 Tuner 基本原理
    高頻頭的發(fā)展經(jīng)歷了機械式高頻頭、電壓合成式高頻頭、頻率合成式高頻頭三個(gè)階段。機械式高頻頭早已淘汰，而頻率合成式高頻頭則是現在的主流產(chǎn)品。無(wú)論是電壓合成式或是頻率合成式高頻頭其前級的電路與功能是一樣的。
    大部分彩電均采用電壓合成調諧式高頻頭來(lái)實(shí)現電視信號的接收，這種高頻頭是利用變容二極管的結電容隨加在變容二極管兩端的反向電壓（調諧電壓）的變化而變化，從而改變本振回路的振蕩頻率，實(shí)現調諧接收。一般是由CPU給出頻段控制電壓和調諧電壓來(lái)分段實(shí)現電視頻道的接收，并把各頻道對應的調諧電壓數據儲存于存儲器中，供以后直接取出使用。電壓合成調諧式高頻頭能夠接收57個(gè)無(wú)線(xiàn)頻道：L段（1～5）、H段（6～12）、U段（l3～57）。目前出品的這種電壓合成式高頻頭還能接收Z(yǔ)1～Z35甚至更多的CATV有線(xiàn)增補頻道，俗稱(chēng)增補高頻頭。電壓合成式高頻頭的最大弱點(diǎn)是，由于受溫度、電壓等因素變化的影響，其調諧穩定度不高，而引起頻率漂移，且控制難度較大即必須在中放電器設置AFT電路，檢出頻率誤差電壓，直接加在高頻頭 AFT端子或通過(guò)CPU去校正高頻頭調諧端子VT的調諧電壓，以保證高頻頭內本振電路頻率的穩定性，一旦上述電路出現問(wèn)題，就會(huì )導致逃臺或自動(dòng)搜索不存臺，甚至圖像、聲音指標大幅下降的故障。
    頻率合成式高頻頭可解決上述電壓合成調諧式高頻頭的缺陷。頻率合成式高頻頭是以鎖相環(huán)（PLL）技術(shù)為基礎，對信號相位進(jìn)行自動(dòng)跟蹤、控制的調諧系統。這種高頻頭不再由CPU直接提供高頻頭的頻段、調諧電壓，而是由CPU通過(guò)串行通信總線(xiàn)（I2C總線(xiàn)）向高頻頭內接口電路傳送波段數據和分頻比數據，于是高頻頭內的可編程分頻器等電路對本振電路的振蕩頻率進(jìn)行分頻，再與一個(gè)穩定度極高的基準頻率在鑒相器內進(jìn)行比較．若兩者有頻率或相位的誤差時(shí)，則立即產(chǎn)生一個(gè)相位誤差電壓去控制（改變）本振頻率，直至兩者相位相等，此時(shí)的本振頻率即被精確鎖定在所收看的頻道上，也就是說(shuō)，高頻頭內的本振電路的振蕩頻率一直跟蹤電視臺的發(fā)射頻率，故接收特別穩定，這是頻率合成式高頻頭的優(yōu)點(diǎn)之一。   LCD-TV所用的Tuner實(shí)際上集合了高頻調諧器、中頻放大器、視頻檢波等部分組成，其原理框圖如下：

   早期的高頻頭只包含上圖中的紅虛線(xiàn)內的部分，而中頻放大、視頻檢波部分的電路均在主板內。但，無(wú)論是電壓合成式或是頻率合成式高頻頭其前級的電路與功能是一樣的。

頂一個(gè) 再頂

頂一個(gè) 再頂

高頻頭好像用處不大了，現在電視輸入接口很豐富。