任务2 扫描电路常见故障检修
1.行场不同步
a.故障分析
荧光屏同时出现竖直黑带和水平黑带(常常倾斜);整幅图像在水平和竖直方向上同时滚动不止或横斜条做竖直方向滚动,调整行和场同步电位器,图像不能稳定,而伴音正常。
故障部位一般不在行扫描和场扫描电路本身,因为两者同时出故障的可能性很小。其故障原因是:①全电视信号中的同步信号未送入或没有足够大的信号送入TA7698AP脚的同步倒相放大级,此故障一般出现在中放电路及高、中放AGC电路(参见公共通道);②同步分离电路本身的故障,分离不出复合同步信号或分离出的同步信号幅度太小,不能控制行、场振荡电路同步。故障一般出现在集成电路TA7698AP内同步分离电路及
脚至
之间的外围电路。例如,C303短路时,将全部的同步信号丢失,会出现行、场不同步且无色彩现象。
b.故障检修
(1)测量TA7698AP脚直流电压:正常时,该脚电压为6.8V左右,如果该脚电压正常则说明集成电路的倒相放大级是正常的,并且说明输入信号和输出信号均正常,当该脚电压偏离6.8V太远时,则说明同步倒相放大电路不正常,有可能是
脚输入信号不正常或集成电路内同步倒相放大电路损坏。现测量为6.7V,说明同步倒相放大电路正常。
(2)用2.5V直流电压挡检查TA7698AP脚电压,正常时,该脚电压为-0.6V,此-0.6V电压是正极性视频信号到达
脚后产生的。如果该脚电压正常则说明集成电路内部同步分离电路的输入端正常且说明输入信号已经到达
脚,如果该脚电压偏离-0.6V太远,说明正极性同步信号没有到达
脚,或者是集成电路内部同步分离电路的输入端出现故障。现测量该脚电压为0V,说明故障原因可能是由于后者所造成的。
(3)根据先外后内的原则,检查集成电路脚
脚之间的外围电路,查看R301、C301、C302、C303、VD301、C303这几个外围元件是否有问题,R301、C301、C302、C303、VD301开路或C303短路会造成
脚无信号输入。经检查没有发现问题。
(4)经前三步检查后,可以基本上判断是集成电路TA7698内部同步分离电路损坏,更换TA7698,故障修复。
图6-6 行场不同步故障检修步骤
2.场不同步
a.故障分析
屏幕上出现水平黑带状场消隐信号,与整幅图像一起上下移动、跳动或翻滚不止。调节场同步电位器无法使图像同步,图像及色彩、伴音正常。引起场不同步的原因一般有两种:
(1)场同步信号没有加至场扫描电路,场振荡电路处于自由振荡状态,或虽有场同步信号,但幅度不够大,无法控制场振荡同步。
(2)场振荡电路振荡频率偏离场频50Hz太多,虽有正常的场同步信号,但仍无法使场振荡同步。
因为行同步及色彩正常,说明中放、AGC及同步分离电路正常。故障在场同步脉冲选频电路和场振荡电路。
区分引起场不同步的方法是:调整场同步电位器,若图像有瞬间同步点或能改变图像上下滚动的方向(例如,原来图像向下运动,调整场同步电位器可使图像向下运动的速度逐渐变慢,最后图像由向下运动变成向上运动)。如能改变运动的方向,说明场振荡级正常,是上述第一种原因引起的场不同步。如不能改变则是第二种原因。
b.故障检修
(1)先调节场同步电位器,如出现场瞬间同步,可检查VD302、R305、C310是否开路,C330、C304是否短路或漏电。
(2)若调节场同步电位器不能出现瞬间同步,则应重点检查TA7698AP脚外接RC定时元件C306、RP251、R308、R309。一般C306变质、RP251接触不良引起场不同步较多见,但偶尔也会出现R308、R309短路性故障。此时,
脚2.7V的直流电压有所升高。
有时还会出现同步速度缓慢的故障,即在转换频道后约需0.5~1秒的时间才能稳住。此故障一般是C310的容量减小引起的。换上1~4.7μF的电容故障就可排除。其检修流程图如图6-7所示。
图6-7 场不同步故障修理流程图
3.水平一条亮线故障检修
a.故障分析
出现水平亮线(说明显像管已具备发光条件);伴音正常,说明行扫描电路、开关电源正常,只是场扫描电路工作不正常,不能在场偏转线圈中产生水平偏转磁场,电子束未做竖直扫描。
可能引起此种故障现象的电路有:场振荡、场激励放大、场推动、场输出、场偏转线圈,场输出反馈电路。由于场输出电路工作在大电流大功率状态下,故障率较高。
b.故障检修
(1)测量V306集电极是否有27V的电压。本故障涉及电路范围较大,应先缩小故障范围:先确定故障是否由场输出级电源供电引起。方法是测量V306集电极是否有27V的电压。有27V及以上电压说明供电正常。故障在场扫描电路。经检测,此电压为38V。
(2)测量场输出电路V306和V307的中点电压,确定是直流通路故障还是交流通路故障,中点电压正常(V306集电极电压的一半),说明直流通路正常,故障在交流通路,应查找有关电容是否失效;中点电压不正常是直流通路故障,可能是由于电阻、晶体管、集成电路损坏。经测量此处电压为38V,说明直流通路存在问题,电路不具备正常工作条件。
(3)测量V303的静态工作点,看V303是否正常工作。引起中点电压升高的原因有V303处于截止状态或V307、R330、R332、VD303开路以及V306短路。经测量,V303的基极电压为0V,集电极电压为38V,说明是V303截止引起场输出中点电压升高。
(4)测量D7698脚电压,看集成电路是否工作正常。导致V303截止的原因有集成电路D7698
脚电压不正常、R333开路或V303be结短路,经测量D7698
脚电压为7V,这说明集成电路是工作正常,只可能是R333开路或V303be结短路。
(5)在线测量V303的各极间电阻和R333,找出故障器件。经检测是R333开路。更换R333,故障修复。其检修流程图如图6-8所示。
图6-8 场输出电路故障的检修流程图
4.场幅小故障修理
a.故障描述
在收看正常图像时,荧光屏上部和下部光栅扫不到,图像比例明显不对,人脸变宽,身材变矮。同步、色彩及伴音都正常。
b.故障分析
从故障现象看出,有同步良好的图像,说明振荡电路正常,只是流过偏转线圈的锯齿波电流太小,造成场幅度减小。其原因有:
(1)场输出级供电电压偏低或场输出电路三极管β值下降、场输出耦合电容C331容量降低、场偏转线圈接插件接触电阻变大引起输出到场偏转线圈的功率降低。
(2)某些负反馈网络中的元件变质,引起负反馈作用加强,降低了场扫描电路的增益。例如,C317漏电或短路,R313阻值增大或开路、R323阻值变大等。
(3)TA7698AP脚外接场正反馈电路网络故障引起电路增益下降。其中故障率较高的元件是RP352。
(4)场锯齿波形成电路故障,使锯齿波幅度下降,TA7698AP脚输出锯齿波信号太小,虽然经过场输出电路的正常放大,但输出的锯齿波电流仍然太小。例如,锯齿波形成电容C308漏电,便可引起场幅压缩,但往往伴有场线性不良现象。
c.故障检修
(1)调整RP352,观察场幅是否发生变化。正常时调整RP352可使场幅超过正常的场幅。如果调整RP352场幅不发生变化,RP352可能不通。如果调不满幅,但场幅可均匀变化,应检查场输出级的正反馈电容C316是否正常,若正常,说明故障可能不在正反馈网络。调整RP352可使场幅正常且线性良好,则本机无故障,只是RP352调整不当。经调整发现可使场幅均匀变化,但调不满幅,说明RP352正常,但正反馈网络是否有故障有待进一步确认。
(2)检查场输出级供电电压。此电压降低后将引起场输出功率降低造成场幅缩小。如该电压偏低,应检查R818、D805是否变质,C815容量是否下降、漏电等。经检查供电电压正常。
(3)测量C316与R316是否变质,看是否是正反馈量减少使场输出幅度下降。C316容量减小,R316变大,引起正反馈减小使场幅变窄。经检查此元件正常。
(4)查负反馈网络中C317是否漏电,R313是否阻值变大。经检查此元件正常。
(5)用替代法检查场输出电容C331是否损坏。经检查此元件正常。
(6)用替代法逐一将V303、V306、V307换下,当换上V303时场幅拉开,故障修复。说明是V303β值下降。引起场幅下降。其检修流程图如图6-9所示。
5.无光栅、无伴音故障修理
a.故障分析
收看电视节目时,突然产生无光无声的故障,有时是在刚开机时出现无光无声的故障。从现象上看,显像管不发光的同时扬声器不发声,实际上显像管和扬声器同时损坏的可能性极小。显像管发光,需要在它的各个电极上分别加上各自合适的电压。扬声器产生伴音的条件须有伴音电路的正常工作。伴音电路的正常工作又需要自身电路的完好和要有合适的电源电压。
分析东芝TA两片机电路得知,能同时造成显像管及伴音电路不能工作的电路有:开关稳压电源及行扫描电路。
(1)行扫描电路:行输出变压器提供显像管发光所必需的阳极高压、加速极电压、灯丝电压等。而伴音需要的+12V电源电压也是由行输出变压器T402的⑤脚输出的行脉冲经整流、滤波后提供。所以,当行扫描电路不工作时,会产生无光、无伴音的故障。
(2)开关电源电路:开关电源出现故障不工作时,行扫描电路将失去工作所需要的电源电压,行扫描电路停止工作,出现无光、无声的故障。
检修此故障须先区分是开关电源的故障还是行扫描故障,然后再逐步缩小故障范围,找出故障的根本原因。
b.故障检修
(1)用观察法先确定故障是否在行输出电路:给电视机加电,将音量开足,仔细听扬声器是否有轻微的“沙沙”声。如有,可粗略判断为故障在行扫描电路而不在开关电源。因为伴音中放及前置音频低放电源取自行输出电路,而末级功放取自开关电源输出的106V。有“沙沙”声,说明音频功放正常能使扬声器发声,而行扫描电路不正常使伴音中放、前置低放不能将伴音送至音频功放。开机后仔细听扬声器有“沙沙”声,说明开关电源无故障。
(2)测量行输出管V404的集电极供电电压,看行输出管供电是否正常。若正常,开关电源无故障。若偏低,就需区分是行扫描电路故障引起电流过大使该电压下降,还是由于开关电源故障,带负载能力差。可按以下方法加以区别:断开R444,即断开开关电源与行输出电路的联系,在N801(STR-5412)的④脚对地接上一个60W/220V的灯泡做假负载,测量④脚对地直流电压。当此电压很低或为零时,说明故障在开关电源。经测量,该值为106V,说明开关稳压电源正常。
(3)测量D408和L410对地电压是否为+12V。+12V电压是全部小信号电路的供电电压,若无12V电压伴音电路和视放电路均不能正常工作,造成无光无声。经查,12V电压为0V。通过以上检查,明确了行输出管是正常的,开关电源也是正常的,造成无光无声故障是由于无12V电压。以下应检查无12V电压的原因,造成无12V电压的原因有:①单纯12V整流电路故障,若是如此,180V整流电路应该正常,高压电路、灯丝电压应正常;②行停振或行预激励电路故障使D7698脚无行振荡信号输出;③行推动级电路故障,使行振荡信号无法到达行输出级。下一步应区分是否单纯12V整流电路故障。
(4)观察显像管灯丝是否发光,经观察显像管灯丝不发光。这说明并非单纯12V整流电路故障,而是行输出级没有正常工作。
(5)查D7698脚是否有8.4V电源电压,经检查此处电压为0V。至此初步可以断定是无8.4V电源电压导致行振荡电路不工作,但是引起无8.4V电压的原因又有两种可能性:一是R409开路,二是D7698内部损坏造成短路。最简单的判断方法是用手轻触R409是否发热,如发热,可以断定是D7698损坏,不发热则是R409开路。
(6)摸一下R409,不发热;焊下R409测量,其阻值为∞;更换R409故障修复。其检修流程图如图6-10所示。
6.竖直一条亮线故障检修
a.故障分析
荧光屏中竖直方向只有一条亮线,水平方向光栅幅度拉不开。
荧光屏有一亮线,表明显像管具备了发光条件,行扫描电路及高压电路、显像管电路正常。有竖亮线,说明场扫描电路也正常,只是行偏转线圈中无锯齿波电流流过,不能产生使电子束水平偏转的磁场。原因是行输出电路中偏转电路有开路性故障。这里行偏转电路主要指行偏转线圈、S校正电容、行线性校正线圈。
b.故障检修
(1)关机后用万用表测量接插件XP503⑦、⑧两脚间的电阻:正常时为2Ω,若测得阻值很大,一般XP503接触不良,也可能是行偏转线圈开路。经检测,阻值约为2.2Ω,属正常范围。
(2)测量行线性线圈L405,看L405是否开路。经检测L405无开路现象。
(3)用替代法检查S校正电容C442,若更换新的0.5μ/200V电容后故障消失,则说明原S校正电容损坏。更换新的S校正电容后,故障修复。垂直一条亮线修理流程图如图6-11所示。
7.行不同步故障的修理
a.故障分析
屏幕上出现倾斜的一道道黑带或整幅图像一起在水平方向上移动不止。调节行同步按钮也不能稳定图像,有时伴有行频尖叫声。
图6-11 垂直一条亮线修理流程图
由于有满屏光栅,说明整个行扫描电路在进行工作,只是行振荡频率不对,不能使行扫描与电视台信号行同步。产生此故障的原因有:
(1)行振荡器没有受到自动频率控制电路控制,使它不能稳定地振荡在行频上。
(2)行振荡器的振荡频率偏离行频15625Hz太远,超出了自动频率控制电路的控制范围。对行振荡器进行自动频率控制,一要有行同步信号,二要有行逆程脉冲信号一起输入到集成电路TA7698AP的脚内AFC鉴相器中进行比较,输出误差信号经滤波后加到
脚行振荡电路控制行振荡频率与电视台扫描频率同步。
本例故障中,场同步良好,说明复合同步信号(包括行同步信号)已加在TA7698AP内部,由内部送AFC鉴相器。若出现行自动频率控制不良有可能是①TA7698AP不良;②行逆程脉冲没有通过C402、R402、R413等元件加至集成电路TA7698AP的脚。③TA7698AP
脚外围RC定时电路或集成电路本身不良使行振荡频率偏离行频太远。
b.故障检修
(1)调节行同步电位器RP451。若图像能瞬时同步,说明故障在自动频率控制电路中,不能瞬时同步,说明行振荡频率偏离15625Hz太远。在调节过程中能同步一会,但马上失步,这说明了不是由行振荡频率偏离行频太远造成的。
(2)检查TA7698AP脚外围元件。看是否因为行逆程脉冲没有到达TA7698
脚,造成AFC电路工作不正常,经检查C402、R402、R413、R401、RP452,均无故障。这说明有可能是TA7698内部行AFC电路故障造成行不同步。
(3)更换TA7698,故障修复。行不同步检修流程图如图6-12所示
8.行线性不良故障的修理
a.故障分析
图像在水平方向线性不好,出现左边(或右边)被压缩或伸长的现象,或者两边伸长(或缩短)。这是由于通过行偏转线圈的锯齿波扫描电流线性不好,使电子束沿水平方向运动的速度不均匀造成的。电子束水平扫描运动速度快的区域图像水平方向被拉长,速度慢的区域图像被压缩。引起行线性不良故障的主要原因有:
(1)行输出管V404内阻过大。
(2)L405补偿不当。
图6-12 行不同步检修流程图
(3)S校正电容C442不良。能补偿由光栅的“延伸畸变”引起的图像两边被拉长的线性故障。C442的容量大小决定其补偿程度,容量越小补偿作用越强。C442容量下降时引起图像水平方向上两边被压缩或行幅窄故障,C442的容量变化及漏电与否,会引起图像左右两侧被压缩或伸长。各元件与行线性的关系如图6-13所示。
b.故障检修
(1)观看屏幕图像。用电视信号发生器发射方格信号,图像右侧压缩,一般是行输出管不良;遇右侧行线性不良,可采用L405增加或减少几圈的方法(按原绕线方向)来调节行线性的补偿量达到线性良好。
(2)图像的左右两侧都伸长或压缩时,应检查S校正电容C442(0.5μ/200V)和C441(2200P/500V)。
(3)图像中间靠左部分压缩,说明行输出管内阻尼二极管不良。应更换V404或在行输出管的发射极和集电极之间并联一个阻尼二极管。二极管的正极接行输出管的发射极,负极接集电极。一般选用耐压高于1500V的2CN一类的二极管。其故障检修流程图如图6-14所示。
9.行幅减小故障检修
a.故障分析
行幅减小也称行幅窄。光栅水平幅度变小,荧光屏左右两侧边缘不亮。亮度关小时,行幅更小,图像及色彩基本正常。引起行幅减小的原因有:
(1)开关电源输出的106V主电压偏低引起行输出管工作电流小,行偏转线圈中锯齿波电流减小,使电子束受到的磁场力减小而扫描不到边。
(2)显像管阳极高压升高,使电子束射向荧光屏的速度加快,在原来的偏转功率下还未偏转到最大偏转角就已经打在荧屏上。
图6-13 元件与行线性的关系
(3)行振荡频率升高,使行输出管集电极电流降低、行幅减小。
(4)S校正电容容量减小或漏电引起行幅减小。S校正电容减小引起对光栅两侧“延伸畸变”的过补偿而使行幅变窄。该电容漏电减小了在行扫描偏转过程中的充放电作用(相当于电源),使行幅减小。
(5)行偏转线圈局部轻微短路。
b.故障检修
(1)开机,收一个台,观察行幅减小是否伴随行不同步:若是行幅减小是且行不同步,则是由于行振荡频率升高造成的,应调整行频电位器RP451到合适位置,使行频同步,行幅也会恢复正常。经观察,能收到正常图像,但行幅小。
(2)测量开关电源106V输出电压:锯齿波电流的幅度正比于供电电压,若106V电源电压降低时,也会造成行幅减小。106V偏低时是检修开关电源故障,正常时是行扫描部分故障。经检查,106V电源正常。
(3)检查S校正电容是否正常:S校正电容容量减小会使输出到行偏转线圈的锯齿波电流的幅度减小造成行幅减小。经检查,C442容量变小。更换C442,故障修复。其故障检修流程图如图6-14所示。
【知识链接】扫描电路
1.扫描电路概述
为了使彩色显像管荧光屏上显现图像,首先要使电子束在荧光屏上扫描出一幅光栅,它是依靠套在显像管管颈上的行场偏转线圈产生垂直的和水平的磁场对电子束作用的结果。要使电子束在水平方向和垂直方向都得到线性的扫描,必须要在相应的行场偏转线圈中流过近似线性的锯齿波电流。众所周知,我国采用隔行扫描制,场扫描频率为fV= 50Hz,场扫描周期为TV=20ms,行扫描频率为fH=15625Hz,行扫描周期为TH=64μs。
有了一幅光栅,还不可能稳定地显示图像。要使图像稳定,必须使行场偏转线圈中的锯齿波电流的频率与相位和电视信号中的行场同步脉冲的频率与相位严格保持一致,即同频同相工作。因此同步及行场扫描系统是指从全电视信号中的行场同步脉冲进行同步分离开始,一直到产生同频同相的行场锯齿电流为止的一系列电路。
彩色显像管为了能使三柱电子束在扫描过程中始终只轰击与之相应的荧光粉条,需在荧光屏前加有一个荫罩板。加荫罩板后,电子束的一部分会被荫罩板截获,使有效轰击荧光粉的电子束变小,荧光屏亮度下降。为了提高荧光屏亮度,必须增加彩色显像管的阳极高压、加大电子束流。阳极电压提高后,会使光栅尺寸变小。为保持原光栅尺寸不变,必须增大行、场偏转功率。彩色显像管高压阳极电压约为20~27kV,阳极电流约0.6~1.5mA。
除此之外,行扫描电路还要提供显像管灯丝电压(6.3V交流)、视放级的中压电源(约200V)以及小信号处理电路的低压电源(约12V)。
2.同步分离与行场扫描电路的结构
同步分离与行场扫描电路的方框图如图6-15所示,各单元电路的工作原理分述如下。
图6-15 扫描电路方框图
a.同步分离电路
同步分离电路的作用是将全电视信号中的行、场同步信号分离出来,分别去控制行振荡和场振荡,使之同发射台的频率与相位保持一致。同步分离电路包含幅度分离电路和宽度分离电路。幅度分离电路是利用复合同步信号在全电视信号中幅度最大的特点,将复合同步信号从全电视信号中分离出来,这种复合同步信号可直接用于行同步控制;宽度分离电路是利用场同步信号脉宽大于行同步信号脉宽的特点,将场同步信号从复合同步信号中分离出来。
(1)幅度分离电路。典型的幅度分离电路如图6-16所示,晶体管V1为同步分离管(一般在集成电路内部),工作原理如下:负极性全电视信号经隔离电阻R1,抗干扰网络R2、C1、C2与D1等输入到V1的基极,由于输入的为负极性全电视信号,而同步分离采用NPN管,当同步脉冲到来时,V1导通并通过R1、D1、V1的be结对C1充电,同步脉冲过后,C1经R2放电,由于充电时间常数远小于放电时间常数,故C1两端电压基本上被充到同步脉冲的电平。C1两端电压对V1呈反偏,在同步脉冲间歇期间,V1截止,从而截去了图像信号。只有同步脉冲再次来到时,V1才又导通,C1的这种脉冲钳位作用,自动地使C1两端电压与同步脉冲成正比,不管视频信号幅度及图像内容如何变化,只有在同步脉冲作用期间V1才导通,完成同步分离作用。在V1的集电极可以得到正极性复合同步脉冲,经倒相放大后即可得到负极性的复合同步脉冲。
图6-16 幅度分离电路
(2)脉冲宽度分离电路。脉冲宽度分离也叫频率分离,其作用是从复合同步信号中分离出场同步信号。脉宽分离电路由积分电路来完成,如图6-17所示:
图6-17 积分电路的作用
当RC的乘积(时间常数)较大时(RC>>行同步脉冲宽度),充电电流I可认为是恒流源,而输出电压Uo可认为是对电流I的积分,输出电压仅与脉冲持续时间相关,持续时间长则输出电压高,持续时间短则输出电压低。行同步脉冲的脉宽为4.7μs,其输出电压很低;场同步脉冲的脉宽为160μs,输出电压很高,这样就可以分离出场同步信号。为了更进一步减少行同步信号的干扰,一般选用两节积分电路。如图6-18所示。两节积分可以将行同步脉冲与场同步脉冲进行有效分离。
b.场扫描电路
场扫描电路的主要作用是,给场偏转线圈提供功率足够强大的锯齿波电流,在显像管的管颈处产生水平偏转磁场,控制显像管电子枪发射的电子束做周期性的竖直方向运动。
为了得到50Hz(NTSC制为60Hz)的功率强大的锯齿波电流,场扫描电路一般由二级组成,场振荡及锯齿波形成电路、场激励和场输出电路。场振荡电路的频率和相位由场同步信号控制,它和锯齿波形成电路属小信号电路组成一个模块集成在一起,且一般由行扫描电路提供电源而不由开关电源提供电源。这样做的目的是当行扫描电路停止工作时,场扫描电路也不能工作。为了改善场扫描的线性,在场振荡、锯齿波形成电路与场输出电路之间,一般都加有一些正反馈和负反馈电路,用来对锯齿波电流进行校正。场激励和场输出电路一般为线性放大电路,其中场激励一般工作在甲类,而场输出电路为了提高工作效率一般采用OTL电路,工作在甲乙类。它们将锯齿波形成电路提供的场频锯齿波信号进行线性放大,送给场偏转线圈。由于场输出电路所消耗的功率较大,该部分电路一般由开关电路直接供电。场扫描电路出现故障时(行扫描电路正常),会使荧光屏垂直方向的扫描不正常如出现一条横亮线、场幅窄、场线性差等故障现象。
图6-18 二节积分电路
(1)场振荡与场同步控制电路。
场振荡电路的作用是产生50Hz的场频脉冲。
集成电路电视机中的场振荡电路由施密特触发器加RC定时元件组成,其荡频率靠改变RC定时元件中的电阻值来调整。有些机型并未设置单独的场振荡电路,其50Hz的场频脉冲是由2倍行频脉冲经1/625分频器分频获得。
为了使场扫描频率和相位与发送端同步,场振荡电路(或场分频器)还要受场同步信号的控制。由于场频较低,场同步脉冲宽度较宽,不易受干扰,所以可将同步分离积分电路取出的场同步信号直接控制场振荡电路。
(2)场锯齿波形成电路。
场锯齿波形成电路的作用是把场振荡电路送来的场矩形波转化为场锯齿波,以适应场输出级的要求。
锯齿波形成电路及其输入、输出电压波形如图6-19所示,图中S是一个电子开关,受来自振荡电路的场频矩形波电压ui的控制。当ui为高电平时,开关S闭合,电源VCC通过R1对电容C充电,形成锯齿波的上升段,对应场扫描的逆程阶段;当ui为低电平时,开关S断开,电容C通过R2放电,得到锯齿波下降段波形,对应场扫描的正程阶段。只要适当选择电容、电阻的参数,就可获得线性较好的锯齿波。
(3)场激励与场输出电路。
场激励电路的作用是对场锯齿波电压进行放大,以满足场输出级对输入信号幅度的要求。同时,场激励级还从输出级引入反馈,对场锯齿波线性进行校正。
场输出电路的主要作用是为场偏转线圈提供幅度足够、线性良好的锯齿波电流。彩色电视机中的场输出电路有用分立元件的,也有用集成电路的,一般均采用泵电源供电的OTL电路。
所谓泵电源,就是能自动转换供电电压的双电源,它能在场扫描的正程期间用低的电源电压供电,而在逆程期间自动地改用高的电源电压供电。这样,既能使场逆程时间符合要求,又能减少晶体管的功耗,从而提高了场输出级的效率。
图6-19 锯齿波形成电路及波形图
泵电源OTL场输出电路如图6-20(a)所示,V1、V2为场输出管,VD3、C3、R6构成泵电源电路。V3为推动管,其基极输入锯齿波电压如图6-20(b)所示。而A点的输出电压则如图6-20(c)所示。工作原理如下,在场扫描正程后半段,V1截止,110V电压通过R6给C3充电。在逆程期间,V2截止,LY上的自感电压使V1、V2的中点(A点)电压迅速上升(超过+50V的供电电压),此时由C3给V1集电极供电。图中C2为自举电容,其作用是在V1导通时为V1提供足够的正向偏置电压。
图6-20 泵电源OTL场输出电路
当某些彩色显像管采用粗线绕制的场偏转线圈时,由于其场偏转线圈的内阻很小,可以不用泵电源电路,而采用单电源供电。
(4)场扫描非线性失真及其校正
①场扫描电路产生非线性失真的原因。
场扫描电路产生非线性失真的原因主要有以下两种:
●锯齿波形成电路。RC充、放电产生非线性失真。场锯齿波形成电路得到的锯齿波,虽然比振荡器定时电容上的锯齿波线性要好,但它仍然是利用RC充、放电形成的具有指数规律的锯齿波。使正极性锯齿波(上升段为扫描正程)具有上突特性,这种锯齿波将造成图像上部拉长,下部压缩。
●场输出管特性曲线的非线性引起的失真。晶体管的ib~ic特性曲线是非线性的,只有在放大区中段才接近线性,当接近饱和区时,ic随ib的变化就缓慢了。晶体管ib~ic特性曲线的非线性将引起锯齿波电流的上突失真,这一般也造成图像上部拉长,下部压缩。
②场扫描非线性失真的校正。
场扫描非线性失真的校正方法有两种:
●预失真法。可以在锯齿波形成电路和场输出电路之间加入一个预失真网络,使上突锯齿波变成略带下凹的锯齿波送入场输出级,使场输出级最终输出线性良好的锯齿波。预失真网络通常由RC积分电路构成。
●反馈法。我们知道,负反馈可以减小失真。因此,在场扫描电路中,常采用各种形式的负反馈,来校正失真和稳定直流工作点。在场扫描电路中,不仅利用负反馈,还可以利用积分正反馈来改善锯齿波的线性。
c.行扫描电路
行扫描电路的作用是供给行偏转线圈强大的锯齿波电流,在显像管的颈部产生垂直偏转磁场控制电子束做水平运动,能使电子打满整个荧光屏,使荧光粉发光,形成光栅。除此之外,它还要为显像管正常显示、电视机的小信号处理等电路提供电源。
行扫描电路的工作频率较高,为15625Hz。行扫描电路同场扫描电路一样也是由两部分组成,即行振荡电路和行输出电路。行振荡电路一般为压控振荡器,其振荡频率由AFC电路控制,这部分电路集成在一起,由开关电源直接供电。行输出电路由行激励和行输出电路组成,为了在行偏转线圈中得到线性锯齿波电流,行输出电路必须工作在开关状态,由于功率很大,行输出电路工作在高电压、大电流状态,出现故障的概率很大。行扫描电路出现故障时,一般会出现无光无声、垂直一条亮线等故障现象。
(1)行振荡电路。
行振荡电路的作用是产生15625Hz的行频脉冲。
集成电路电视机中的行振荡电路同场振荡电路一样,也是由施密特触发器加RC定时元件组成。其振荡频率靠改变RC定时元件中的电阻值来调整。同时也受AFC电路的控制。
有的电视机采用500KHz的压控晶体振荡器,其振荡频率通过32分频得到15625Hz的行频脉冲,再经过312.5分频,即可得到50Hz的场频脉冲。还有某些新型彩电利用色副载波振荡器产生的4.433MHz振荡信号,通过分频获得行频和场频信号。这些新型电路一般没有行频场频调整电位器,外围元件也简化了许多。
(2)行自动频率控制电路(AFC电路)。
自动频率控制电路又称为自动频率相位调整电路。该电路的作用是,将同步分离电路送来的行同步信号和行输出级产生的逆程脉冲在鉴相器中进行相位比较,产生一个相位误差电压,该电压经积分滤波器平滑滤波后,产生一直流控制电压,控制行振荡器的频率和相位,使之与同步信号同步,实现同步扫描。AFC电路具有同步稳定、抗干扰能力强等优点。行AFC电路由鉴相器、积分电路、和低通滤波器组成,如图6-21所示,其波形关系也在图中显示。行输出送来的行逆程脉冲经积分电路后变为负向锯齿波电压,正常情况下行同步信号的同步头对准负向锯齿波电压的逆程中点,鉴相器的输出电压为0V,当两者出现相位差时,鉴相器有电压输出,控制行频向相反的方向变化。
图6-21 行AFC电路方框图
(3)行激励电路。
行激励电路的作用是对行振荡器送来的行频脉冲进行功率放大,以推动行输出管工作在良好的开关状态。
行激励级与行输出级之间通常采用变压器耦合,如图6-22所示。为了与阻抗匹配,激励变压器应采用降压变压器。因为激励级与输出级都是工作在脉冲功率放大状态,晶体管是当做开关来工作的,通常应当使激励管与输出管通、断时间相反的工作,也就是说,当输出管导通时激励管截止;而当输出管截止时激励管导通。这是为了避免两个晶体管同时出现断开(截止)时,在激励变压器上会产生很高的脉冲电压,在输出晶体管的基极上就加上很高的反向偏压而有损坏的危险。如果两个晶体管动作相反,那么,总有一个晶体管导通,激励变压器上就不会出现过高的脉冲电压,这种激励方式称为反向激励,可通过设计行激励变压器的同名端来达到。
图6-22 行激励电路
(4)行输出电路。
行输出电路的主要任务是在行偏转线圈中产生线形良好,幅度足够的锯齿波电流,图6-23是行输出级的原理电路。行激励级送来的脉冲电压经激励变压器T1送入行输出管V的基极。行输出管工作在开关状态。行偏转线圈LY和行输出变压器T2均是行输出管的负载。VD是阻尼二极管,C是行逆程电容,Cs是行S校正电容,VCC为行输出管的供电电源。
由于行输出变压器T2初级绕组的电感量比偏转线圈LY的电感量大得多,在行频条件下等效阻抗很大,可视为开路,LY的内阻与其感抗相比又很小,可视为短路,S校正电容的容量较大,可视为短路,行输出管在输入脉冲电压的作用下,要么饱和导通,要么截止,可等效成一个开关S。于是可画出行输出级的等效电路如图6-23(b)所示。
图6-23 行输出电路
下面分析行偏转线圈中锯齿波电流的形成过程(参看图6-24和图6-25):
图6-24 分阶段等效电路
图6-25 行输出波形
①正程后半段t0~t1。
在t0~t1期间,行输出管基极输入正脉冲,行输出管饱和导通,相当于开关S闭合,电源VCC通过开关S加在偏转线圈两端,等效电路如图6-24(a)所示。这时,偏转线圈中流过电流iY,由于行偏转线圈的感抗远大于它的直流电阻,因此可近似地把它等效为一个电感。由于电感中的电流不能突变,若不考虑行输出管的饱和压降,iY可看成是线性增长,用公式表示为
到t1时刻,iY上升到最大值。设扫描正程时间为TS,因(t1-t0)是扫描正程时间的一半,故iY的最大值为
此时,偏转圈储存的磁能最大。在t0~t1期间,锯齿波电流产生的偏转磁场将电子束从屏幕中间偏转到屏幕右端。
②逆程前半段t1~t2。
从t1时刻开始,行输出管基极输入负脉冲,行输出管截止,相当于开关S断开,等效电路如图6-24(b)所示。由于开关的突然断开,LY两端产生自感电动势,极性上正下负,它维持了iY仍按原来方向流动,该电流向逆程电容C充电,使C两端电压上正下负。
iY给C充电的过程是自由振荡过程,C两端电压按正弦规律上升,而iY则按相同的规律减小,在这个过程中LY将正程期间储存的磁能放出来,转换为C的电场能。到t2时刻,C两端的电压uCP达到最大值,iY减小为零,形成了扫描逆程的前半段,将电子束从屏幕右端偏转到屏幕中间。
③逆程后半段t2~t3。
t2以后,偏转线圈LY与电容C的自由振荡继续进行。C通过LY放电,电场能又向磁场能转换,电流方向改变,并逐渐增大,如图6-24(c)所示。这一过程持续到t3时刻,C两端电压减小为零,反方向的iY达到最大值,形成了扫描逆程的后半段,将电子束从屏幕中间偏转到屏幕左端。
在t1~t3的整个逆程期间,偏转线圈LY与电容C进行了半个周期的自由振荡。LY与C自由振荡的周期可表示为
在LY已确定的情况下,C的选择决定了行逆程时间的长短,故称C为逆程电容。在逆程期间,C上的最大电压(即行输出管集电极反峰电压)UCM可表示为
式中,TH为行周期,等于;Tr为行逆程时间,为12μs。这样UCM≈7.8VCC。
上式计算结果表明,行逆程脉冲的峰值很高,要求行输出管、阻尼管、行逆程电容的耐压应足够高。由于行逆程脉冲电压的大小与逆程时间Tr有关,而Tr又与逆程电容C的大小有关,因此,改变逆程电容的大小就可以改变行逆程脉冲电压的大小。在实际电路中,常用几个电容并联作为逆程电容,其目的一是方便逆程脉冲电压的调节,二是防止逆程电容开路使反峰电压过高而损坏元器件。
④正程前半段t3~t4。
t3以后,反方向的iY对C反向充电,随着充电电流iY减小,C上的电压变为上负下正,并且逐渐增大,如图6-24(d)所示。由于阻尼二极管VD的存在,当电容C上的电压过约0.6V时,VD导通,阻止了LY与C的自由振荡,所以YD称为阻尼二极管。阻尼二极管导通后,偏转线圈中反方向的电流iY通过阻尼二极管VD线性减小,到t4时刻减小到零。
在t3~t4期间,形成了扫描正程的前半段,将电子束从屏幕左端偏转到屏幕中间。
在t4以后,行输出管基极又受到正脉冲激励而重新导通,开始了下一个周期的正程后半段。就这样,只要行输出管基极输入周期性的脉冲电压,在行偏转线圈中就可以形成周期性的锯齿波电流。行输出级的工作波形如图6-25所示。
(5)行扫描失真及其校正。
①行扫描非线性失真及其校正。
为了使电视机能够不失真地再现电视图像,要求扫描电流为理想的线性锯齿波,但是由于行偏转线圈有内阻、行输出管导通时和阻尼二极管导通时内阻均不为零,导致了行扫描电流的非线性失真。
(i)行扫描正程后半段非线性失真及其校正。行扫描正程后半段的非线性失真是由行偏转线圈的内阻RH和行输出管饱和导通内阻R0引起的,如图6-26(a)所示。这时,流过偏转线圈的电流iY应为
可以看出,当iY很小时,它随时间t成近似线性变化。当iY较大时,由于在电阻(RH+R0)上的压降增大,的增长速度相应减慢。如图6-26(b)所示。行扫描正程后半段产生非线性失真的偏转电流,将造成图像右端被压缩,如图6-26(c)所示。
图6-26 锯齿波电流正程后半段非线性失真示意图
为了校正这种失真,通常在行偏转回路中串接一只可饱和电抗器,也叫行线性校正线圈LT,如图6-27所示。当行扫描电流较小时,LT的感抗较大并保持恒定,故其两端有较大压降。当行偏转电流增大到一定值时,LT磁芯就饱和,它的磁通不随电流的增大而变化,线圈的感抗减小,其两端的压降也减小,以此来补偿RH+R0上压降的增大,因此,偏转电流iY能保持线性增长,从而补偿图像右端被压缩的现象。
(ii)行扫描正程前半段非线性失真及其校正。行扫描正程前半段的非线性失真是由阻尼二极管的导通内阻引起的。在偏转电流较大时,阻尼二极管导通电阻很小,可以忽略。但在小电流时阻尼二极管的电阻就增大了,因而锯齿波电流在较小时其变化是非线性的,如图6-28(a)所示。它将使屏幕中心偏左区域的图像受到压缩,如图6-28(b)所示。这种非线性失真,严重时会造成电流中断,中间出现垂直亮线,产生交越失真。
图6-27 行线性校正线圈的连接
图6-28 锯齿波电流正程前半段非线性失真示意图
其校正方法一般是让行输出管提前反向导通本来行输出管、阻尼管各导通26μS,现在使行输出管提前即18~20μS导通。这时还是处于偏转线圈的放电阶段,其自感电动势是上负下正[参看图6-24(d)],因而行输出管是反向导通,它出现负向电流,与阻尼二极管的电流叠加就可补偿其失真,如图6-29所示。
②延伸性失真及其校正。
延伸性失真是由于荧光屏的曲率半径与电子束的偏转半径不一致而引起的。为了观看方便,屏幕的曲幕的曲率半径总是取得较大,使屏幕接近于平面。电子束在线性锯齿波电流的作用下进行扫描时,其偏转角速度是匀速的,但在屏幕上的扫描线却不是匀速的,电子束在屏幕中间扫描速度慢,在屏幕四周的扫描速度快,造成图像从屏幕中心向四周逐渐变宽,这种现象称为延伸失真,如图6-30(a)所示。
克服水平延伸失真的方法是进行S形校正,即设法降低行正程锯齿波电流在正、负峰值附近的增长速度,使电流呈“S”形,如图6-30(b)所示。
实现S形校正的方法,是在行偏转线圈LY支路中串接一只容量较大的电容CS,如图6-30(c)所示。CS与LY产生串联谐振,其周期T=2π ,远大于行正程时间。CS与LY振荡电流的曲线是正弦形,与锯齿波电流叠加就呈S形。CS越小,T越短,曲线两端越弯曲,补偿作用越大。
当显像管的尺寸更进一步增大时,这种延伸性失真就表现为垂直和水平方向的枕形失真,仅靠S校正电容是不能完全校正,必须要有专门的枕形失真校正电路来完成。
图6-29 行扫描正程前半段失真的补偿
图6-30 延伸失真及其校正方法
(6)高、中电压电路
如前所述,扫描逆程期间,在行输出管集电极上产生幅度约8VCC的行逆程脉冲,利用行输出变压器(也叫行逆程变压器或回扫变压器)将行逆程脉冲变压后,再经过整流和滤波,就可得到显像管各电极所需的高压和中压。有的机型末级视放电路所需的中压直流电源,以及其他小信号电路所需的低压直流电源也由这里提供。
这种高压电路,简单而实用,当行扫描出现故障时,高压自动消失,从而保护了显像管。此外,由于行频频率比较高,滤波容易,高压输出端不接滤波电容,利用显像管锥体内、外石墨层形成的电容就可实现滤波。
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