各频道的高频电视信号经高频调谐器变频,成为中频电视信号后需再进一步处理,这种接收方式有一系列优点:因中频电视信号频带固定,便于控制频响,易于改善选择性。又因在较低频率下工作,即使增益高,也不会反馈到高放级而引起自激,所以有利于提高灵敏度。 中频电视信号处理电路由:预中放电路、声表面波滤波器、中频放大、中频压控振荡器(PIF-VCO)、视频检波器等组成。
对中频电路的要求:
* 中频信号增益控制范围65dB。PIF输入灵敏度42dBμ。
* 有良好的选择性,抑制邻道干扰大于50dB。抑制2.07MHz干扰大于45dB。
* 完成视频检波,产生AGC、AFT信号。
* 视频检波输出带宽8MHz,视频输出信号幅度2.2V。
* 视频输出信/噪比大于50dB。
* RF-AGC延迟量最大110dBμ。
1、中频电视信号的处理流程(如图3-1所示)
电视接收机灵敏度主要取决于中放电路的增益。通过SAW的图像中频(PIF)信号,首先进入由三级差分放大器组成的中放电路,增益约40dB~65dB,进入同步解调器完成视频检波,输出约2.0~2.5VP-P视频全电视信号。
为补偿声表面波滤波器的插入损耗,中频处理电路还要加入一级预中放。
为了表达清晰简单,图3-1中未画预中放,因它没有频谱变化作用。矢量PC、CC、SC分别表示图像载频、度副载频、声载频(它们的边频成分未画出)。电路图中点①处的射频信号频谱成分表示在图①中,点②处中频电视信号的频谱成分表示在图②中,点③与点④处的信号频谱成分及信号波形分别表示在图③与图④中。电路中各点的频率值是以10频道为例。
高频电视信号采用残留边带方式传送。在(0~0.75)MHz范围内,上下边带完整发送;而在1.25MHz以外的下边带完全被滤除。要求电视机中频通道的幅频特性必须与这种残留边
带传输特性相适应。能够提供这种幅频特性的器件就是声表面波滤波器SAW。SAW还要对高邻道的图像载频和低邻道的声载频作有效的抑制,并保证本频道图像信号有6.0MHz带宽,伴音信号有250~300KHz带宽。
检波输出的视频信号同步顶电平反映了中频信号的强弱,从同步顶电平经峰值检波取得控制中放和高放增益的AGC信号,由此控制中放及高放增益保持视频输出幅度稳定。
中频VCO是否提取了38.0MHz载频,反映在AFT信号上,微控制器MCU依据AFT信号对高频调谐器本振频率进行调整,保证混频结果所得载频是38.0MHz。
2、中放及视频检波电路
中放及视频检波电路结构如图3-2所示。图像中频信号(PIF)自TMPA8829第(41)、(42)脚进入,经图像中频放大,在同步检波器I-Det中解调出视频全电视信号,再经IC内部的视频放大、输出极性转换等环节,由IC201第(30)脚输出幅度为2.2VP-P的复合视频信号CVBS。
由同步检波器Q-Det、图象中频PIF-VCO、PIF-PLL及环路滤波器组成提取中频载波的锁相环。Q-Det是相位比较器,对输入信号VIF 及Vf0进行相位比较,输出误差信号vc ,Pin35外接环路滤波器,从vc中滤去调制成分及谐波分量。在vc控制下PIF-VCO的振荡频率与PIF信号锁相,该锁相输出f0是单频信号(38.0MHz),f0 将作为同步解调器的参考信号传送给解调器I-Det 。
视频检波器是一种载波提取锁相检波电路,简化结构如图3-3所示。
图中IC201(TMPA8829)第(35)脚外接环路滤波器与锁相环的正常工作有极密切的关系,环路滤波器需滤除PIF中的调制成分及高次谐波,保证锁相环路工作在载波提取模式,提取的输出频率与PIF中频载波同频同相。
TMPA8829的PIF-VCO电路不用外接谐振线圈,因而带来电路板设计简单和生产成本低的优点。该芯片的中频锁相环(PIF-PLL)系统有自动校准电路,由微处理器运行一段校准程序,在50ms内即可完成对PIF-VCO振荡频率f0的校准,所以生产和维修过程均不必人工调整中频频率。校准PIF-VCO频率f0需要一基准频率源,TMPA8803采用了对8MHz(晶
振)时钟频率与分频处理后的PIF-VCO频率进行锁相比较的办法,来获取准确而稳定的PIF-VCO频率f0。不同标准中频频率(38.0MHz、38.9MHz、39.5MHz…..)的选择需通过I2C总线进行设定。
3、自动频率跟踪及自动增益控制电路
AFT自动频率跟踪功能,是保证电视机锁定频道的主要方法。AFT信号由中频电路产生,它有模拟和数字两种方式,目前多数芯片采用模拟AFT,当高频调谐器本振频率与某一频
道图像载频之差为中频频率时(我国为38.0MHz),该频道图像被电视机接收,此时若为最佳调谐状态,则AFT=(2.5V)基准值,中频频率发生偏移时,AFT信号就会偏离基准值,向MCU指示电视机已不是最佳调谐状态,MCU检测AFT信号的变化后,对高频调谐器本振频率进行调整,使电视机的调谐状态回到最佳调谐点,实现对接收频道的跟踪锁定。
TMPA8829采用先进的数字AFT频率跟踪方式,中频锁定状态由锁定识别电路给出数字识别结果AFA、AFB两bit信号,如图3-4所示。
明清小说研究图中横坐标表示调谐频率,纵坐标表示AFA、AFB电平。
电视机处在最佳调谐状态时,AFA=1,AFB在0、1之间跳变。AFB跳变的位置正是中频频率(38.0MHz)之处。MCU依据上述AFA=1、AFB=0/1跳变的条件,即可判断本振频率是否正确。如果AFA=1、AFB=1,表示中频频率高于基准38MHz,应将本振频率降低一步(步长在41.67KHz之内),直到AFB=0出现;如果AFA=1、AFB=0,表示中频频率低于基准38MHz,应将本振频率升高一步,直到AFB=1出现,如此反复调整本振频率,总保持AFA=1、AFB总处在0/1跳变状态,说明该频道已锁定。这里所谓本振频率升高或降低一步,在采用频率合成式高频调谐器时是指增/减62.5KHz的步长,在采用电压合成式高频调谐器时,是指14bit的VT电压增减1bit 。
(3)、频道搜索
① MCU调用频道搜索程序,给出频段数据到高频调谐器。
② MCU的14bit PWM接口输出Vt电压给高频调谐器(或MCU向频率合成式高频调谐器输出频道数据),并使VT电压从低到高(或从高到低)进行扫描,本振频率随VT电压的变化
作频率扫描。两个频道之间相隔8MHz(我国标准),因而对每个频道开始扫描可快速步进。当IF快速进入AFA=1的宽窗口时,MCU会减慢VT的扫描步长,以便得到AFB从1到0的精确调谐位置。
③寒潮的预防 MCU纪录频道搜索结果。频道数据存入存储器EEPROM。重复A~C操作,扫描、存储另一频道。
④. 电视机工作在正常接收状态需转换频道时,可采用AFA=1的正常宽度窗口。MCU向高频调谐器输出欲接收频道的VT电压或频率数据,并使本振频率以大步长进入AFA=1窗口,当IF快速进入AFA=1窗口后,MCU减慢扫描步长,MCU主程序每次循环只给VT数据的最低有效位加1(步长Step=1),从I2C总线读回AFB=1/0 的状态,判断AFB已处于1/0跳变沿时即锁定新转换频道。
⑤ 为了搜台可靠,29A1彩电除通过AFA、AFB的状态作为判断频道是否已正确调谐的条件外,还增加了通过检查是否有同步头来作为频道调谐状态的判据。当调谐器已接收到电视节目时,解调后的视频信号就会有同步头脉冲,将该脉冲从IC201第(62)脚(TV sync)输入TMPA8829的MCU进行判断,可减少频道搜索的误判。图3-5给出同步头分离电路。
TMPA8829第(30)脚输出的复合同步信号,经过外围电路进行伴音陷波处理,得到的视频信号,经IC901切换开关进行相应闭合通过,送入到Q906、Q211缓冲,到达Q210基极。Q210图解思考的偏置为微导通,集极电平为0,当同步信号到来时,Q210饱和导通,基极电位上升到近似+9V。电容C241通过Q210发射极及信号源内阻快速充电到同步头峰值电平。同步信号过去后,Q210因基极电位上升而截止,C241通过高阻值电阻R262(2.2KΩ)缓慢放电,直到下一同步脉冲来临。在行正程期间,C241上的电压变化很小,Q210保持截
止,于是,在其基极上输出同步头脉冲。
Q005是对同步头脉冲作整形后,输送给TMPA8829第(62)脚,交MCU处理。
4、AGC电路
为使视频输出信号的幅度保持一定(指同步头的幅度保持一定),电视机中的中放及高放电路都具有增益自动控制功能,其方法是选择具有AGC特性的器件作放大电路或放大电路的负反馈电路,只要设法改变这种电路的偏置状态即可改变整个放大电路的增益。AGC电压就是控制上述偏置状态的信号电压。
我们已知中频信号的强、弱,反映在视频信号同步顶电平上,经峰值检波与滤波得到中频AGC电压,它随中频信号的强弱产生高低变化,将其加到IF电路即可改变中放增益。
已知整机噪声系数分为各级噪声系数,可见降低输入电路和前级的噪声系数,提高前级增益,对改善整机信噪比有决定性作用。所以高放AGC应该“延迟”起控。
5、声表面波滤波器(ASW)
氧化铬
声表面波滤波器在压电介质晶片上,制备有两组叉指形换能器,交变信号加到输入(发射)叉指时,交变电场通过换能器的压电效应激起声表面波。声表面波传输到输出(接收)叉指时,再通过换能器的逆压电效应恢复出电信号。其传输特性主要取决于叉指的几何形状。为减小界面反射,基片两端及叉指外表面附有吸声材料。
声表面波在基片表面的传播速度比电磁波的传播速度小105数量级,且与频率无关,因而滤波器体积小,对各频率分量的延时都一样。要满足电视机中频通道所要求的幅频特性、陷波深度和延迟特性毋需调试,温漂及时间漂移小,中频通道频率特性的稳定性好,体积小。
29A1型电视机选用F1036W型声表,其频率特性如下所示。
药膳论文F1036W型SAW频率特性(D/K制式)
参数名 | 频率MHz | 典型值 | 单位 |
基本插入损耗 | 36.50 | 16.8 | dB |
相对损耗(相对于基本插入损耗): |
图像载频 | 38.00 | 6.3 | dB |
度载频 | 33.57 | 1.8 | dB |
伴音载频 | 31.50 32.50 | 20.7 17.9 | dB |
邻道图像载频 | 30.00 31.00 | 54.0 50.0 | dB |
邻道伴音载频 | 39.50 | 55.0 | dB |
反射波信号抑制(SAW内部三次反射波) | 瘦素36.50 | 50.0 | dB |
直通波信号抑制(SAW内部分布电容引起的直接耦合信号) | 36.50 | 56.0 | dB |
延迟预失真(基准频率38.00MHz) | 34.50 33.57 | -80 -20 | ns ns |
输入阻抗 Zin=Ri n//Ci n | 36.50 | 0.6//27.0 | KΩ//pF |
输出阻抗 Zout=Rout//Cout | 36.50 | 1.4//5.9 | KΩ//pF |
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