§5.3 图象通道电路

黑白电视的图象通道是指高频头以后，处理图象信号的全部电路，它包括图象中放、视频检波、视频放大、自动增益控制（AGC）、消噪声电路（ANC）、自动频率微调电路（AFT）。各部分之间的相互关系如图5.3－1所示。图象信号经过这个系统加工处理之后，就可以供给黑白显象管重现电视图象了。彩色电视的图象通道比黑白电视要复杂，主要区别在视频部分，增加了解码电路（见§5.4）。

对于集成电路而言，由于视频末级放大通常是工作在高压大电流状态下，所以除视频放大外，其余所有电路均可用一至三块集成电路代替。

5.3.1 图象中频放大电路

一、作用与性能要求

图象中频放大器是超外差电视接收机的重要组成部分。它的任务是将混频器送来的中频电视信号（包括图象中频信号和伴音中频信号）进行放大，使之达到视频检波器正常工作所需要的电平，接收机的主要性能指标，如灵敏度、选择性、通频带等在大程度上主要取决于中放的性能。图象中放应具有下列性能要求：

1.增益：分立元件中放电路的增益约为30～70dB，集成中放电路的增益为40～50dB，电视机各级增益可按图5.3－2进行估算。

从天线至显象管可分为两段进行考虑：①从天线至视频检波输出。设接收机灵敏20m V，视频检波输出电压为1伏峰峰值（1Vpp）；视频检波虽存在小信号检波失真的问题，但是，当视频检波输出幅度增大到1Vp时，则可认为不存在小信号失真。这一段的电压总增益，

即85dB。通常高频头的增益不能做得太高，一般为25dB，视频检波器的衰减量为－12dB，中放增益为72dB，所以分立元件电视机的中放增益为60～70dB。由于集成电路的视频检波器大都采用乘法检波器，它有20dB的增益，因此，集成电路中放的负担大为减轻，其增益只需40～50dB就够了。②从视频检波输出至显象管的输入端。显象管输入端的激励电压通常在20～200VP1，按100VP1计算，视放增益KV=100，即40dB。

2.幅频特性：中放幅频特性具有如下特点，如图5.3－3所示。

①图象中频

应在特性曲线高端科坡的中点、且距离上、下端均为0.75MHz，这是因为电视信号采用残留边带方式传送的缘故。（参考4.7.1节）

图象中频增益调得偏高，即37MHz衰减小于6dB，则检波输出的视频信号中低频部分幅度增大，高频成分相对减少。这将造成对比度增大，清晰度下降。反之，37MHz调得偏低，则视频信号低频成分减少，高频成分相对增加。这会引起对比度下降，甚至出现重影和镶边。

②关于伴音中频（30.5MHz）吸收点。a.对于黑白电视机而言应衰减－26dB，其原因有二：一是为了减少伴音对图象的干扰；二是为了减少图象对伴音信号的寄生调幅，（见5.1.2节）。b.彩色电视机要求伴音中频电平衰减至－50dB。由于视频检波时还会产生副载波中频（32.57MHz）与伴音中频的差频（2.07MHz），为了减少它对图象的干扰，应将伴音中频信号振幅进一步衰减至－50dB，副载波中频也要衰减至－6dB。c.曲线在（30.5±0.1）MHz范围内应保持平坦响应，以便对伴音调频的两个边带信号能够进行均匀放大；另外，当高频头本振稍有失谐时，不致产生严重和伴音干扰图象的现象。

③中放通频带B的宽度，应由37MHz频率点算起到图中所示的70％幅度（－3dB）所对应的频率点为止，要求B达到5～5.5MHz。因5.3－3实线所示曲线称为宽带中放，其优点是图象清晰度高，色度信号也得到均匀放大。图中虚线所示称为窄带中放曲线，前后沿不陡，又称为“馒头形”曲线，其优点是相频特性较好，2.07Mhz的干扰小，彩色电视机通常彩这种曲线。

3. 选择性。中放频率特性必须具有良好的选择性，应能有效地抑制邻近频道的干扰。现举例说明选择性的重要性及其要求。以电视机正接收二频道为例，若高频头选择性不佳，邻近一、三频道信号部分地被接收（如图5.3－4a所示），则混频后得图（b）所示的中频信号。可见，最近的干扰是高邻道（三频道）图象载频和低邻道（一频道）伴音载频。它们分别对应的中频频率是[Page]29MHz和38.5MHz。为了消除这些干扰，提高选择性，必须对以上两频率处加所谓“吸收回路”，使其放大倍数下降30dB，如图（c）所示。

4. 自动增益控制AGC范围。从天线接收到的信号强度通常在100μV至200mV的范围内变化。为了使电视机能适应在强信号作用下工作，必须要求中放和高频头的增益都能自动调整，整个AGC范围应达200mV/100μV＝2000倍（66dB）。通常要求中放AGC能控制40dB，高频头AGC能控制20dB。

5. 因为中放增益很高，极易引起自激，因此，要求中放电路应远离自激状态，保持工作稳定。

二、中频放大器的电路形式

中频放大系统的特性应把混频输出级考虑在内，因为混频输出电路本质上是中频放大系统的一部分。中放系统的幅频特性应满足前节中所提出的要求，总增益应为70dB左右。中频放大电路的形式大致可分为三类：

1. 多级LC参差调谐放大器。它一般由三级谐振频率不同的单调电路组成。只要给每一级回路配置适当的Q值，就可得到需要的曲线形状。其缺点是当AGC电压变化时，引起晶体管输出电容变化，从而导致中放特性曲线随AGC电压大小而变化。

2. 两级双LC调谐放大器，它的电路形式如图5.3－5所示。其频率特性主要由混频输出级和三中放输出的两个双耦合回路的特性来保证。中间一中放和二中放的QL值很低，通带较宽，所以AGC电压加到一、二中放时，对中放曲线的形状影响较小，从而改善了AGC影响中放曲线形状的缺点。

3. 多级RC宽带放大器，它的电路形式如图5.3－6所示。其中放频率特性主要由混频级输出回路、第四中放的双耦合回路和吸收回路来保证。其优点是AGC电压对中放曲线影响更小，且调整简单，易于集成化。其缺点是RC放大器增益不高，故需要中放的级数较多。

5.3.2 声表面波滤波器（SAWF）

声表面波滤波器（Surface Acoustic Wave Filter）是1965年末出现的新固体电子器件，它广泛应用电子学的许多部门。声表面波中频滤波器可以取代LC中频滤波器，它能够获得优良的幅频特性和相频特性，并且不需要。调整它轻巧、简单、可靠、重复性好，适合于大批生产。SAWF给图象通道部分的集成化带来了一次革新。

一、声表面波（SAW）与声表面波滤波器（SAWF）

所谓声表面波，就是沿着弹性固体（如铌酸锂，石英等压电晶体）表面或介面传播的弹性波，它实际上是一种超声波。声表面波有许多种，其中应用最广播的是瑞利波，它是由两个速度相同的声波（声横波和声纵波）迭加形成的，克勤克俭 质点运动的轨迹呈椭圆型。

5.3.3 自动增益控制（AGC）电路

为使电视机能够重现高质量的图象，要求输入信号必须具有一定的强度。但是，由于电视的接收状态即距离电视台的远近或者接收频道不同，电波的传输出质量与接收天线的好坏不同，以及电源波动、温度变化、飞机或雷达干扰等原因造成了接收机的输入信号差别很大，因此输入信号的波动会对接收图象的质量造成严重的影响。输入信号过强时，可以导致图象对比度过强，灰度级数减少和图象上部扭曲，同步破坏，以及伴音失真并使图象清晰度下降，甚至造成同步不稳等故障。为了克服上述各种缺点，必须设置AGC电路。

AGC电路是根据输入信号的强弱，自动地控制高放和中放增益，来保证电视机输入信号虽有变化，但是图象对比度却基本不变的。AGC电路的控制范围因电视机的级别而异，一般要求在20～60dB之间。通常分配于高放AGC为20dB，中放AGC为40dB，AGC控制灵敏度要求在±3dB以内。

AGC电路实际是一个负反馈系统，输入信号越强，负反馈越深。它是依靠控制高放和中放晶体管的增益来实现的。控制晶体管增益有两种方式，利用减少集电极电流来减少增益的控制方式称为反向AGC；利用增加集电极电流来减少增益的控制方式称为正向AGC。正向AGC的优点是增益控制范围大，非线性失真小。缺点是需要较大的控制功率。反向AGC的优点是所需控制功率小，对增益一频率特性影响小。缺点是AGC电压引起的非线性失真较大。现代的晶体管电视机通常采用正向[Page]AGC，而由场疚管组成高、中放电路可采用反向AGC。

AGC电压的形成方式有：信号平均值式，峰值检波式，键控式，延迟式等，这几种方式各有优缺点。

平均值方式是利用视频信号的平均值来控制增益。由于视频信号中的图象信号随着图象内容不同随时都在变化，因此，即使接收机的输入信号电平不变，视频信号的平均值也是变化的。这样得到的AGC电压不仅随输入信号的强弱而变化，而且随图象内容而变化，这就必然造成被控制的高、中放增益也随图象内容的变化而变化，所以这种方法一般都不采用。

峰值检波式AGC电路可以克服上述缺点，因为其AGC电压仅与视频信号的峰值（行同步脉冲）成正比而与图象内容无关；其缺点是当混入的干扰脉冲幅度超过同步信号的幅度时，对AGC电路的影响较大，因此峰值检波AGC之前需要加杂波消除电路。

另外，还可以采用键控式AGC电路来克服干扰脉冲对AGC电路的影响。

延迟式AGC电路就是使高放AGC的起控时间要比中放AGC的起控时间延迟一些。换句话说，就是等中放AGC的控制深度达到一定程度后，高放AGC再行起控。图5.3－13是这种控制特性的示意图。弱输入信号时，高、中放AGC都不起控，视频信号的输出幅度随天线输入信号的增大而增大。当天线输入信号达到某一电平时（例如A点），视频信号输出达到规定值；输入信号继续增加，中放AGC起控使中放增益下降，迫使视频信号的输出幅度基本不变。这时高放AGC尚未起控，增益仍为最大，这有利于提高整机的信杂比。当输入信号再增大至B点，中放AGC控制电压已接近最大值，中放增益差不多已不能再降低，这时高放AGC才开始起控，使高放增益随天线输入信号的增加而下降。这时虽然高放增益降低了，但因输入信号很强，所以输出信杂比仍然很高。在电路中，高放AGC的延迟一般是由控制二极管的导通电平来实现的。

5.3.4 图象中频系统集成电路

一、主要性能指标

1. 对幅频特性的要求与分立元件中放系统基本相同。但是，也有不同之处：其五，彩色电视对伴音频30.5MHz的衰减只需要26dB，这是因为视频检波通常采用同步检波，它产生的差拍（20.7MHz）干扰很小。其二，通常采用窄带中放馒头型曲线，

处衰减－6dB，因此fs附近的相位失真较小，从而得到最佳的彩色图象质量。

2. 图象中放的增益只需要50dB左右，这也是采用视频同步检波的缘故。在分立元件中放中，二极管检波的增益是－6～－12dB，而同步检波却有20dB增益。

3. AGC控制范围的要求是：中放AGC的控制能力大于40dB，高频头AGC的控制能力也需要40dB。

二、电路组成

除了电视中频滤波器外，彩色电视机图象中频系统主要由图象中放，视频检波及AFT三个部分组成。第一代电视机的图象中放系统通常由三块集成电路分别完成中放、检波和AFT三大作用，例如5G313、5G39A和5G36；还有两块集成块（例如HA1144和HA1167）组成的中放系统。

第二代图象中频系统集成电路是将上述三大作用集成在一起的单片集成电路。图5.3－14所示TA7611P就是典型的单片式图象中频系统集成电路，晶体管T1是中频前置放大器，以补偿声表面波中频滤波器的插入损耗。经过中频滤波以后的图象中频（PIF）信号从①脚以及（16）脚平衡输入到集成中放电路中，经过三级具有AGC特性的中频放大级放大后，送到视频同步检波器（它是由双差分模拟乘法器组成的视频检波器）。视频检波器的信号经过预视放放大后，从（12）脚输出视频电视信号及伴音第二中频信号，此集成电路采用了同步放大平均值式AGC检波以取出AGC电压。为了提高抗干扰性能，设置了噪声抑制电路，检波出的AGC电压经过直流放大后先控制中放末级，再控制第二中放，最后才控制第一中放。并且，经过RF－AGC延迟后，从（4）脚输出RFAGC电压去控制高放级的增益。TA7611O是配合高放管为双栅场效应管的负向控制AGC集成电路，其它作用和TA7611P相同，从（4）脚输出经过延迟后的负向RFAGC电压。经过限幅放大器取出的图象中频载波信号和经过移相[Page]90°的信号，在双差分鉴相器中进行鉴相，输出的直流误差信号经直流放大后，从（5）、（6）脚输出去控制高频调谐器的本振电路，以进行自动频率微调（AFT）之用。