本文從維修工作者的角度,簡述電視機電子調諧器的原理。電子調諧器有選臺板調諧、電壓合成器(VS)調諧、頻率合成器(FS)調諧等三類。其中將重點討論頻率合成式(FS)調諧系統。考慮到在實際維修工作中,對判斷真正屬于調諧器損壞時,多為整體調換,不拆修內部電路的一級維修方法,所以本文對調諧器內電路及故障的維修不作討論,把著眼點放在調諧器與外部電路的認識及外部電壓供給與信號傳遞的正誤,以便準確判斷電子調諧器的好壞。
一、電子調諧器的基本原理
電子調諧器的原理比較簡單,即用可調的本機振蕩頻率(fL)與欲接收的電視信號的高頻信號(fG)混頻,相減后得到一個新的電視中頻信號(IF),這一信號中包含有電視圖像中頻信號和伴音中頻信號等。當然,僅僅變頻還不夠,由于電子調諧器處于電視機接收機的最前端,其處理信號的質量關系整體圖像、伴音還原的逼真與穩定,為此,必須設置相關的高頻增益自動控制電路(RFAGC)和頻率自動調整電路(AFC)。以下介紹基本原理中的幾個要點,以期對電子調諧器有一個基本的了解。
⒈電子調諧器中最基本的電路是一個混頻器
由圖1可見,電視信號經天線插孔送入調諧器內的高頻放大電路,經放大的信號(fG)被送到混頻器。這時,由本機振蕩器產生的本振頻率信號(fL)也送到混頻器,在混頻器中本振頻率與外來高頻信號相減,得到新的中頻信號。
圖1
例如,接收VHF(低段)二頻道節目:高頻信號頻率為56.5~64.5MHz,圖像信號為57.75MHz,本振頻率為95.75MHz,混頻后為:95.75MHz-57.75MHz=38MHz,38MHz即為新圖像中頻信號的中心頻率。
⒉調諧電臺的實質就是改變本機振蕩頻率
由圖2可見,本機振蕩電路即是機器內部的一個可調的頻率發生器,在LC振蕩回路中,改變電容器C的容量,即可改變振蕩頻率,電容量減小頻率升高,電容量增大,頻率降低。在電子調諧器中,一般利用變容二極管結電容隨所加電壓的大小而改變的特性,來改變頻率。圖中RD兩端加30VDC電壓,D點滑動即可取得0~30V的BT電壓,就可找到某一個頻道的調諧點電壓值。
圖2
⒊變換波段和頻道就是可跳躍式改變本振頻率
BT電壓與調諧我國電視廣播波段頻道的關系,如圖3所示。
由圖3可以看出,我國的電視共設有57個頻道,且分布在三個波段中,如2頻道在VHF(L)段,8頻道在VHF(H)段,13~57頻道在UHF段。還可以看出每一個頻道的本振頻率一定與BT電壓斜線上某一點相對應。所以說,選擇頻道就是給選擇波段電路供電使其工作起來,并使BT電壓工作在某一點,供調諧器BT端。
圖3
波段轉換與頻道變換的電路原理如圖4所示。
圖4
波段轉換開關K的轉換將V+分別接通Ⅰ、Ⅲ或U波段工作電壓(二極管的導通,可改變線圈接入電路的多少),使接收范圍在相應的選擇波段中。頻道的變換,即在相應的波段內,BT電壓由小到大的升高即可改變頻道。開關K與電位器RD的配合使用就可隨意調諧到某一頻道了。
⒋RFAGC及AFT控制使調諧器與中頻電路構成閉環控制
由圖5可見,從混頻器輸出的中頻信號(IF),經濾波器濾波,去除(fL-fG)以外的無用頻率,并得到適合的中頻曲線(圖像、伴音、彩色副載頻率、頻點、寬帶及峰值),進入中頻信號處理電路。中頻信號處理電路,多為一塊專用集成電路,在主板上緊跟在調諧器后,也有的是一塊獨立的單元插板。在單片機心中,中頻IC被集成在單片IC中。在中頻IC中主要包含有圖像中頻檢波電路、RFAGC及AFT電壓形成等電路。檢波可得到圖像視頻信號。這個視頻信號的質量、信號的頻點、頻帶、峰值等是以后單元電路正常工作的保證條件,也是前電路工作的結果。所以中頻IC電路無一例外地要設兩個支路,一個是RFAGC電壓形成電路,取視頻信號,形成對調諧器高放電路增益控制的電壓——RFAGC電壓;另一個是AFC電壓形成電路,取中頻載頻信號,通過與外電路、AFC線圈等組成頻偏鑒相電路,使中頻頻偏變成AFC電壓。AFC電壓送入調諧器,改變本振頻率,調整中頻頻率。這個通路中設有AFC開關,在必要時可停止其反饋作用。
圖5
二、電子調諧系統的類型
這里使用了電子調諧系統這樣一個概念,因為現在電子調諧器大部分仍是設計成一個獨立的部件,但是,應用時只靠調諧器本體,不能獨立完成調諧的任務。所以只有把調諧、搜索、自動記憶等功能放在組成的系統中理解,才能更好地理解原理,把握故障現象的來龍去脈,減少維修盲目性。
不同類型的電子調諧系統,其原理是相同的,唯有頻道調諧電壓(BT)取得和供給的方法不同。按BT電壓取得和供給的方法,可將電子調諧系統分為三個類型:即選臺板調節設定電壓法、電壓合成器(VS)、頻率合成器(VS)。
1.選臺板調節設定電壓法
這種電路在彩電沒有引進微電腦技術前被廣泛采用,電子調諧器作為獨立部件與選臺板及圖像中頻處理單元反饋的RFAGC、AFT控制電壓,構成調諧系統。選臺板結構形式有數十種,有的還設有晶體管或IC電路作隔離或邏輯組合電路,但基本作用是相同的。本機振蕩的BT電壓都是由選臺板上的開關置位和BT電壓電位器調節位置記憶的。電路原理如圖6所示。
圖6
工作過程:電子調諧器接入天線,置AFT于OFF的位置,接通K1開關,撥動SW1于Ⅰ或Ⅲ或U任一波段上,調節RD,A點電壓為0至32V電壓中一點,當收到某頻道節目時,A點電壓即為BT電壓。此時SW1及RD的機械位置就記憶下了波段電壓和BT調諧電壓。其他頻道節目也按此法可存于其他開關組中。收視時,轉按K1……Kn開關即可轉換頻道。調好后,置AFT開關于ON,整個調諧系統就工作于自動狀態了。
維修要點屏幕噪點很大而收不到臺,且確定調諧器IF端至中端IC輸入端通道正常時,應考慮調諧器系統故障。這時,首要問題是分清故障出在調諧器本身,還是外電路。檢測調諧器BL、BH、BU端是否能隨欲收頻段加電壓,且符合要求。BT端電壓能否隨RD電位器平滑穩定的改變(0~32V)。上述檢查完全正常,故障依舊,可考慮是調諧器本身故障,能接收電視,但畫面噪點很大或畫面很硬無層次,可考慮RFAGC電路故障,應檢查電路中的電阻(分壓器)、電位器、電容器等元件。此外,對于老機器還應特別檢查AFC調諧線圈的諧振頻率是否正常。
2.電壓合成器(VS)調諧系統
這種調諧系統由調諧器和微電腦(MPU)控制電路(MPU)(含記憶電路)組成。波段轉換電壓,即BT電壓(嚴格講是微電腦產生的對應BT電壓的BTDAC脈沖電壓)是由于人工手動調諧頻道或指令自動搜索頻道時由微電腦MPU產生的,并寫入(記憶)不揮發存儲器中的。記憶時可以做到為每一個頻道賦予一個節目號。轉換節目時,由存儲器讀出BTDAC脈沖電壓數據送到MPU,由BT端輸出。BTDAC寬窄脈沖,再通過一個晶體管和RC電路即可得DC的BT電壓了,在這個系統中,BT電壓等頻道調諧數據是收視調諧電視時存入存儲器中的。整個系統如圖7所示。
線路工作過程:
⑴手動調諧時
.用遙控器或本機上的按鍵輸入命令到MPU。
.MPU的BI和BO輸出高或低電位電壓給波段開關集成電路IC103,根據IC輸入端電位邏輯組合,相應輸出端為+12V電壓供調諧器,使之工作在相應波段上。
.MPU的BT端輸出DAC調寬的脈沖,經Q1、RC電路轉換成DC電壓,送調諧器BT輸入端,即可選擇欲收節目。
.上述兩項調節電壓及節目存儲數據即可寫入(記憶)在不揮發存儲器IC102中。
.電子調諧器IF端輸出圖像中頻信號,經濾波器進入圖像中頻信號處理單元,該單元輸出RFAGC、AFT控制信號,反饋到調諧器相應的端子。
⑵自動搜索調節
.以遙控器命令自動搜索。
.MPU收到命令后,MPU首先令波段開關IC103輸出BVL電壓,使調諧器工作于VHF(L)波段,BT電壓變化上升,直到接收到第一個頻道節目,此時中頻電路出現電視信號,這信號中的電視同步信號反饋輸入到MPU中。
.MPU接到視頻同步信號后,停止搜索,令存儲器記憶下數據,并依次建立節目號。
.MPU繼續搜索,重復上述步驟,直至V段和U段將在播電視臺信號全部調諧并依次設定節目號,記憶存儲完畢。
維修要點 根據經驗,懷疑調諧器故障時,首先要檢測BVL、BVH、BU端電壓是否正常、受控,不正常時應檢查波段開關IC電路、微電腦電路(MPU),對MPU電路要查的是它的基本工作條件(+5V電源、接地、復位脈沖、晶振電路)及相應波段轉換電壓是否正常。MPU正常,BT輸出應該正常,則要查32V電源供給及Q1、RC電路,并確認調諧器BT端電壓正常。AFT電壓一般通過AFT開關IC,開關動作控制是根據需要由MPU輸出控制信號的。自動搜索調臺時,當出現穩不住臺不能記憶的故障現象時,可著重檢查反饋到MPU的視頻同步信號是否到位。對涉及MPU的故障現象要重點檢查外圍電路,因為MPU芯片損壞的概率是非常低的。
3.頻率合成器(SF)調諧系統
頻率合成器的高頻放大電路、混頻器、本機振蕩電路與電壓合成器在結構上是基本相同的,但調諧原理完全不同,前者是在手動或自動搜索調諧接收電視頻道時,將收到電視頻道信號時的微電腦表現的波段轉換電壓及BT電壓數據寫入存儲器中,再次開啟這一頻道時,微電腦把這些數據從存儲器中讀出來,轉換本振電路的波段和頻道。后者是在制造生產微電腦(MPU)時,已經將電視機銷售和使用該機的國家和地區廣播的電視制式及每個頻道數據做在里面了。頻道調諧數據是以反映本振頻率的分離比例的數據以二進制數存在MPU中的。在開機選擇頻道時,只要設定好使用國家、地區或電視制式,直接選擇頻道,就可調出數據,自動完成調諧。也可以以自動搜索方式調取數據。這種調諧器特別適合電視節目頻道特別多的地區及在具有高頻畫中畫功能的電視機中采用。頻率合成器調諧器的組成與工作原理,如圖8所示。
由圖8可以看出,頻率合成器調諧器的上半部分(圖中陰影部分)與電壓合成器的調諧器基本相同,即由高頻放大電路、本機振蕩電路、混頻電路和中頻輸出電路組成,本機振蕩電路也需要BVL、BVH、BU電壓做波段轉換工作電壓。BT電壓的大小控制本振頻率的高低,改變BT電壓即可改變接收頻道。不同的是BT電壓產生的方法不同,在電壓合成器中BT電壓由微電腦記憶輸出BTDAC脈沖電壓合成BT電壓。
在頻率合成器調諧器中BT電壓由PLL電路(鎖相環電路)的比較器電路產生,見圖8中PLL框圖。鎖相環電路是能使受控振蕩器頻率和相位均與輸入信號保持確定關系的閉環電子電路。從兩個框圖(陰影和PLL)看出,調諧器中的本機振蕩電路,也是PLL電路的受控振蕩電路,比較器輸出的電壓即本機振蕩電路的控制電壓(BT電壓)。比較器有兩個輸入端,一個是PLL電路自身的由基準振蕩器(OSC)產生4MHz頻率經128分頻后得到31.25kHz頻率;另一個頻率是調諧器本振頻率經預頻率倍減器,分頻后取得的新頻率。由此可見,這個頻率控制著比較器輸出電壓(BT),而這個頻率又是由本振頻率和分頻數決定的,這里本振頻率是要得到的目標,由此說來,分頻數是決定的因素,分頻數是由調諧微電腦(MPU)送來的頻率分頻比率數據決定。這個數據由19位2進制數構成,前4位為波段工作數據,中間10位為分頻比率M數據,后5位為分頻比率S細調數據。維修要點當出現無圖像與伴音故障現象時,如果屏幕噪點很大,且遙控器可以正常操作,可以懷疑調諧器系統故障,但這時應首先檢查收視調節情況及調諧器接腳電壓和信號供給情況。前項指收視國家制式設置,聲音制式設置等;后項指:①供電電壓,即+9V、+5V、+30V(注意BVL、BVH、BU腳無供電);②I2C連接情況,有的機型是三線,有的機型是兩線,有的接線之間有隔離器件。其次應檢查微電腦電路,涉及的電路有:①存儲器工作狀態判斷;②AFC反饋信號達到MPU;③視頻同步信號(知曉收到信號)到達MPU。上述檢查全都正常,才可判斷調諧器本體故障,予以調換。
- 組圖淺談(5251)
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