談電視接收掃描電路的同步方式與演變

秦澤輝

（內(nèi)蒙古呼倫貝爾市根河市金河廣播電視中心，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000）

掃描電路的作用是給偏轉(zhuǎn)線圈提供符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的行、場掃描電流，使顯像管的電子束沿水平和垂直方向勻速運(yùn)動(dòng)，形成矩形光柵。同時(shí)還給顯像管提供行、場消隱脈沖，使電子束在行、場逆程期間均截止。此外，行掃描電路要提供各種高、中、低壓和各種控制脈沖。掃描電路的方框圖，一般由振蕩級(jí)、激勵(lì)級(jí)、輸出級(jí)組成。

一、掃描電路的同步方式特點(diǎn)

由于偏轉(zhuǎn)電流所需功率較大，故要求掃描電路的效率高，損耗小。掃描電路的效率主要取決于行、場輸出電路。因此，掃描電路的變革都是圍繞著提高電路效率進(jìn)行的。

光柵的非線性失真和幾何失真要小。普通電視機(jī)規(guī)定：行掃描的非線性失真小于12%，由于人眼對(duì)垂直方向失真比較敏感，場掃描非線性失真要小于8%。為了達(dá)到上述指標(biāo)，應(yīng)正確地設(shè)計(jì)掃描電路，采取線性校正和補(bǔ)償措施。

光柵的幾何失真一般要求小于1.5%，它主要由偏轉(zhuǎn)線圈的繞制模具和繞制工藝水平來決定。幾何失真也可以通過校正電路加以校正。行、場振蕩要穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境溫度、電源電壓變化的依賴性要小。有關(guān)振蕩電路及其穩(wěn)頻措施，讀者可以參考普通電子線路課本。

由于行、場掃描電路的功能相同：給偏轉(zhuǎn)線圈提供與發(fā)端同步的鋸齒波電流；提供消隱脈沖，所以電路的基本組成也相同。由于行、場掃描頻率相差很多，故兩者有很大差異：

場偏轉(zhuǎn)線圈的阻抗以電阻分量為主，而行偏轉(zhuǎn)則以電感分量為主。為了獲得鋸齒波電流，場偏轉(zhuǎn)線圈兩端應(yīng)加脈沖鋸齒波電壓，而行偏轉(zhuǎn)應(yīng)加方波脈沖電壓。所以，通常場輸出電路工作在甲、乙類狀態(tài)，而行輸出則工作在丁類（開關(guān)）狀態(tài)。

同步方式不同。場掃描采用直接同步方式，行掃描采用間接同步方式—加行自動(dòng)頻率相位控制電路。行輸出還要為整機(jī)提供各種高、中、低壓電源和各種行頻控制脈沖。由于行、場輸出電路工作在高反壓、大電流狀態(tài)，因此輸出電路通常不容易集成。除掃描輸出級(jí)外，其余同步與掃描電路均可集成在一起，例如TA7609P。

二、場掃描采用直接同步方式

由于場偏轉(zhuǎn)線圈的阻抗在場頻條件下以電阻分量為主，偏轉(zhuǎn)線圈兩端應(yīng)加鋸齒波電壓，所以場振蕩級(jí)必須輸出鋸齒波電壓，經(jīng)過場激勵(lì)和輸出級(jí)放大，再供給場偏轉(zhuǎn)線圈。為了獲得鋸齒波電壓，場振蕩級(jí)應(yīng)由電子開關(guān)和RC鋸齒波形成電路組成。這個(gè)電子開關(guān)是由歇振蕩器、多諧振蕩器以及可控硅（SCS）或其他變形的振蕩器組成。當(dāng)不接收電視信號(hào)時(shí)，電子開關(guān)根據(jù)振蕩器自身場頻進(jìn)行通斷，從而產(chǎn)生接近場頻的鋸齒波。當(dāng)接收電視信號(hào)時(shí)，由于場同步信號(hào)的控制作用，迫使電子開關(guān)按發(fā)送端的場頻節(jié)奏通斷，電路輸出與發(fā)端同頻同相的場頻鋸齒波，從而實(shí)現(xiàn)場掃描同步。這種方式稱為直接同步方式。

為了使場同步信號(hào)有同步作用，必須滿足下列條件：

場振蕩電子開關(guān)的自由振蕩周期應(yīng)大于場同步信號(hào)周期。場同步脈沖只能使振蕩器提前變換工作狀態(tài)（由截止到導(dǎo)通），而不能推遲。所以，我國電視機(jī)本身場周期通常調(diào)在22～25ms。

同步信號(hào)的極性必須適應(yīng)振蕩管的類型。由于場同步到來時(shí)，振蕩器是由截止到導(dǎo)通，故當(dāng)采用PNP管時(shí)，加入基極的同步信號(hào)應(yīng)為負(fù)極性；當(dāng)用NPN管時(shí)，應(yīng)為正極性。

場同步信號(hào)的幅度要足夠大，前沿應(yīng)陡峭，且波形沒有鋸齒起伏，即要求把行同步信號(hào)抑制到很小的程度。

三、行掃描的間接同步方式

由于行偏轉(zhuǎn)線圈的阻抗在行頻條件下，以電感分量為主，行偏轉(zhuǎn)線圈兩端應(yīng)加方波脈沖電壓，因此行振蕩，激勵(lì)和輸出級(jí)均工作在開關(guān)狀態(tài)。普通行振蕩級(jí)可直接由具有電子開關(guān)特性的振蕩器組成，而無須增加鋸齒波形成電路。由于行掃描采用間接同步方式，所以行振蕩電路應(yīng)具有壓控特性。一般多諧振蕩器和間歇振蕩及其變形電路均具有壓控特性，因此都能作為行振蕩電路。

行掃描電路如果采用直接同步方式，將存在以下兩個(gè)缺點(diǎn)：①行同步和干擾脈沖均屬窄脈沖，兩者很難區(qū)分，窄的干擾脈沖將會(huì)破壞行同步。②由于行掃描各極均工作在開關(guān)狀態(tài)，從飽和到截止?fàn)顟B(tài)會(huì)有儲(chǔ)存時(shí)間。若以同步頭前沿為基準(zhǔn)進(jìn)行直接同步，行掃描輸出的鋸齒電流波形的逆程起點(diǎn)就會(huì)延時(shí)幾個(gè)微秒，這將導(dǎo)致圖像偏離光柵幾何中心稍向左的位置。為了克服上述缺點(diǎn)，行掃描普通采用間接同步方式，即在行振蕩前面增加自動(dòng)頻率相位控制（AFPC）電路。盡管行同步和干擾脈沖均屬窄脈沖，但是，前者具有一定規(guī)律的周期性脈沖，而后者則是一些雜亂不規(guī)則的信號(hào)。具有鎖相功能的AFPC電路能夠識(shí)別這種差異，它能準(zhǔn)確地控制行振蕩級(jí)的頻率，使其只受行同步的控制，而不受干擾脈沖的影響。

AFPC電路可分為平衡式和不平衡式兩種。平衡式AFPC電路的方框。不平衡式AFPC電路的方圖也同平衡式的相似，僅無分相電路，輸入鑒相電路的同步脈沖為單脈沖。

AFPC電路實(shí)質(zhì)實(shí)際上是一個(gè)鎖相電路。它主要由鑒相器、低通濾波器和壓控振蕩器構(gòu)成。鑒相器是一個(gè)相位檢波器，它把行同步的相位和來自行輸出級(jí)、經(jīng)積分電路形成的鋸齒形脈沖的相位加以比較，產(chǎn)生相應(yīng)于兩者相位差大小的輸出電壓，經(jīng)低通濾波器加到行振蕩級(jí)（壓控振蕩器），以改變振蕩頻率和相位，達(dá)到與行同步頻率和相位同步的目的。對(duì)于晶體管式行輸出級(jí)，為了補(bǔ)償工作于開關(guān)狀態(tài)的行激勵(lì)管和輸出管所產(chǎn)生的時(shí)延，鋸齒波比較信號(hào)必須取自輸出級(jí)的輸出端，以保證行同步時(shí)間和準(zhǔn)確性。低通濾波器的作用是對(duì)來自鑒相器的輸出電壓起平滑作用，使之成為直流電壓，抑制短暫的干擾脈沖通過。

AFPC電路原理與“副載波恢復(fù)電路”原理相同，所以其基本組成也相同，只是鑒相級(jí)的兩個(gè)輸入信號(hào)不同正弦波而已。

平衡式AFPC電路的電原理圖及其等效電路。BG1為分相器，當(dāng)正極性同步信號(hào)輸入時(shí)，其集電極與發(fā)射極分別輸出幅度相同的負(fù)向和正向脈沖。同時(shí)，正向行逆程中經(jīng)過積分電路（R7C5）變成負(fù)向鋸齒波加到二極D1和D2的接點(diǎn)M處。由于逆程脈沖經(jīng)過隔直電容（C6）后送給積分電路，因此，鋸齒波中點(diǎn)為零電平。

當(dāng)同步頭到來時(shí)，BG1的c極和e極分別輸出幅度相等的負(fù)向和正向脈沖。由于它們幅度遠(yuǎn)大于M點(diǎn)鋸齒波的幅度，所以D1和D2導(dǎo)通，C1和C2充電；當(dāng)同步頭過去后，C1和C2的電壓使D1和D2截止。在等效負(fù)載電阻R上得到uAFP控制電壓。若設(shè)同步頭到來時(shí)刻，M點(diǎn)的電位um，則C1和C2分別充到uc1和uc2。

由于放電時(shí)間常數(shù)[＝C1（R1＋R）]遠(yuǎn)大于充電時(shí)間常數(shù)（≈CR iD），所以u(píng)c1和u c2基本保持不變，故設(shè)接收機(jī)行振蕩自由振蕩頻率為f，標(biāo)準(zhǔn)行頻為fH，下面分三種情況進(jìn)行討論。

當(dāng)f＝fH（即同頻同相）時(shí)，在同步頭到來時(shí)刻，則剛好對(duì)準(zhǔn)負(fù)向鋸齒波逆程的中點(diǎn)。于是，uM＝0，uAFPC＝0。接收機(jī)的行振蕩器按固有頻率振蕩。

當(dāng)f ＞fH時(shí)，在同步頭到來時(shí)刻，剛好對(duì)準(zhǔn)鋸齒波逆程的后半段。于是，uM ＞0，uAFPC＞0。此時(shí)，壓控振蕩管應(yīng)選為PNP型，它將使行頻f下降到fH，從而達(dá)到行同步。

當(dāng)f ＜fH時(shí)，在同步頭到來時(shí)刻，則對(duì)準(zhǔn)鋸齒波逆程的前半段。于是，uM ＜0，uAFPC ＜0。它將使PNP型行振蕩管的f上升至fH，從而達(dá)到行同步。

如果行逆程脈沖是負(fù)向脈沖，則行振蕩管應(yīng)選用NPN型與之相配合。鑒相器的輸出端接有低通濾波器R3、C3、R8、C4，它們能將行頻脈沖成分和窄脈沖干擾濾除掉，從而避免了它們對(duì)行同步的干擾。

四、場輸出電路的演變

場輸出級(jí)的作用是給場偏轉(zhuǎn)線圈提供額定幅度的場頻鋸齒波電流。對(duì)于場偏轉(zhuǎn)線圈而言，將以電阻分量為主，所以場輸出級(jí)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)低頻功率放大器。由于偏轉(zhuǎn)線圈的電感分量仍然存在，故場輸出級(jí)又具有自己的特點(diǎn)。另外，由于場頻低，帶來放大器的低頻失真，影響鋸齒波的線性。

對(duì)場輸出電路的基本要求是：（一）電路效率要高，鋸齒波線性要好。（二）電路簡單，易于集成化。根據(jù)上述要求，場輸出電路經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，對(duì)應(yīng)有三種類型的電路，它們分別是：（一）單管甲類功放輸出電路；（二）OTL電路與低損耗輸出電路；（三）開關(guān)式場輸出電路。如在單管輸出電路中，功放管與偏轉(zhuǎn)線圈的耦合方式有三種：直接耦合、扼流圈耦合和輸出變壓器耦合。直接耦合：首先，由于功放管的輸出阻抗與偏轉(zhuǎn)線圈的阻抗大體相當(dāng)，原則上，無須輸出變壓器匹配。其次，偏轉(zhuǎn)線圈的電阻比較大，通過直流電流將引起較大的功率損耗，降低了功率放大器的效率。最后，還可能引起磁芯飽和，所以一般都不采用。