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課堂二 元器件預備知識

一、常用電子元器件識別

彩色電視機上常用電子元器件有:電阻器、電容器、電感器、晶體管(二極管、三極管)或場效應管、集成電路、晶振或陶瓷振子、陶瓷濾波器或陷波器、電位器、中周、橋堆、熔絲、繼電器、光電耦合器、聲表濾波器、延時線、揚聲器、磁珠或磁環、導線或排線、跨接線、插頭、插座、開關或按鍵等。

1.電阻器

電阻器在日常生活中一般直接稱為電阻,英文名稱是Resistance,通常縮寫為“R”,它是一種最常用的電路元器件,它既有降壓限流的功能,又有為電流提供通路的作用。電阻的常用單位為歐姆(Ω)。除此之外,還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)、毫歐(mΩ),其換算關系是:1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω,1Ω=1000mΩ。

電阻器的種類很多,通常分為三大類:固定電阻、可變電阻、敏感電阻,在電視機中以固定電阻應用最多(如圖1-4所示)。按電阻在彩色電視機中的作用進行分類,主要有啟動電阻、限流電阻、熔絲電阻、取樣電阻、耦合電阻、退耦電阻、定時電阻、負載電阻、消磁電阻和壓敏電阻等。

圖1-4 電阻器

(1)啟動電阻 啟動電阻通常一端接整流后電源的正極(+300V),另一端接開關管的基極(b)。啟動電阻的作用是:接通電源瞬間,電路尚未起振時,給開關管基極提供一個偏流,使開關管集電極與開關變壓器初級線圈流過一定量的電流,通過變壓器感應,反饋線圈中產生了一個感應電壓,又反饋給開關管基極,使電路進入自激振蕩。

(2)限流電阻 限流電阻的作用是限制流過電路或元器件的電流在安全范圍內,以達到保護電路或元器件免受過流沖擊而損壞之目的。有的地方也設計成降壓作用,當然此時的電阻應該叫限壓電阻了。電視機中限流電阻常用于單穩壓電路與整流/濾波電路中。在單穩壓電路中,限流電阻和穩壓二極管串聯,限流電阻提供的電流使穩壓管能長期安全工作在最佳穩壓曲線范圍內,從而使穩壓管提供一個基準穩定電壓。在整流/濾波電路中,限流電阻串接于整流電路與濾波電路之間,其作用是限制或降低濾波電容的充電電流,以保護整流二極管不被過大的充電電流沖擊損壞。

(3)熔絲電阻 熔絲電阻又稱安全電阻或熔斷電阻,具有電阻和熔絲的雙重作用。在正常情況下,熔絲電阻具有普通電阻降壓、分壓、耦合、匹配等多種功能和同樣的電氣特性,一旦電路出現異常,如發生短路或過載,流過熔絲電阻的電流會大大增加。當過流使其表面溫度達到500~600℃時,電阻便會剝落而熔斷,從而保護電路中其他的元器件免遭損壞,并防止故障的擴大。熔絲電阻主要應用在電源電路輸出和二次電源的輸出電路中。

熔絲電阻在電源電路中應用比較廣泛,但各國家和廠家在電路圖中的標注方法卻各不相同。雖然標注符號目前尚未統一,但它們卻有以下共同的特點:①在電路中它們與一般電阻的標注明顯不同;②熔絲電阻上面只有一個色環,色環的顏色表示阻值;③在電路中熔絲電阻是長腳焊接在電路中(一般電阻緊貼電路板焊接),與電路板距離較遠,以便于散熱和區分。

(4)取樣電阻 就是作參考的電阻,又稱為電流檢測電阻、電流感測電阻、電流感應電阻等,它常用在反饋電路中。通常所說的取樣又分為電流取樣和電壓取樣。電流取樣電阻的作用是將電流信號變成電壓信號送入單元電路(如過流保護電路);電壓取樣電阻通常采用分壓電路方式將電壓信號取出一部分送入單元電路(如穩壓電源放大電路、過壓保護放大電路等),此時電壓取樣電阻實際上就是分壓電阻。

(5)耦合電阻 把兩部分電路用特定的元器件連接起來稱為耦合,電視機單元電路前后級信號的傳送有各種耦合方式,如用電阻耦合、變壓器耦合、電容耦合等,不同的元器件可以達到不同的耦合目的。

(6)退耦電阻 所謂退耦,即防止前后電路網絡電流大小變化時,在供電電路中所形成的電流沖動對網絡的正常工作產生影響。換言之,退耦電路能夠有效地消除電路網絡之間的寄生耦合。在電視機單元電路中,大量采用RC退耦電路(又稱RC濾波電路)以減少在使用公共電源時,放大級之間的相互干擾。

(7)定時電阻 在電視機的掃描單元電路中,由電阻R和電容C構成定時電路,產生線性良好的鋸齒波電壓。調節定時電阻,可以實現頻率調整,達到場同步或改善場線性等目的。在遙控彩色電視機微處理器復位電路中,定時電阻與電容構成延時電路,以便對微處理器內部工作程序進行復位清零。定時電阻一般選用精度較高的金屬膜電阻(電位器)。

(8)負載電阻 負載電阻就是純電阻器,吸收的能量除了用來發熱外,不發生其他能量變化。電視機中的負載電阻大多接在分立元器件三極管的集電極回路(如視放管、推動激勵管、預中放管等單元電路),使三極管放大的電流信號變成電壓信號,以便向后一級放大電路傳輸,同時負載電阻還承擔向三極管集電極供電的功能。

(9)消磁電阻 消磁電阻屬于正溫度系數熱敏電阻,簡稱PTC元器件,在工作溫度范圍內隨著自身溫度的升高,其電阻在很短的時間內將迅速增大,阻值由常溫下的十幾至幾十歐劇增至很大,由通態變成阻態,因此消磁電阻具有開關特性。消磁電阻的外形有長方形和橢圓形,但長方形多見(如圖1-5所示),引腳有兩腳和三腳的,但兩腳多見;內部有一個圓柱形消磁電阻,在其兩側各有一塊金屬彈性觸片,這種消磁電阻有兩個引出腳,有的消磁電阻內部有兩個圓柱形消磁電阻,這種消磁電阻便有三個引出腳。

圖1-5 消磁電阻

消磁電阻的作用是與消磁線圈配合給彩色電視機顯像管消磁,即:它與消磁線圈組成消磁電路,在每次開機時產生一個由強變弱的交變磁場,對顯像管金屬部件進行消磁(消除因顯像管內柵網、蔭罩上的剩磁而產生在熒光屏上的異常色點或色斑)。

(10)壓敏電阻 壓敏電阻器簡稱VSR,也稱為“突波吸收器”,有時也稱為“電沖擊(浪涌)抑制器(吸收器)”,它是一種對電壓敏感的非線性過電壓保護半導體元器件。它在電路中用文字符號“RV”、“RT”或“R”表示,圖1-6是其外形圖。壓敏電阻器在電路中起過電壓保護、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪、保護半導體元器件等作用。

圖1-6 壓敏電阻

壓敏電阻器在彩色電視機中主要用于以下電路中:在電源電路中作為過電壓保護元件,以防止雷擊等異常過電壓對電路的危害;在行輸出變壓器電路中用作過電壓保護元件,以防止打火產生的過電壓擊穿行輸出管等元件;顯像管電路中用作過壓保護元件,以防止顯像管內部打火或其他原因產生的過電壓對元器件的損害。

2.晶體二極管

晶體二極管又稱半導體晶體二極管,簡稱二極管,其英文名稱為“Diode” ,它是電視機中的常用元器件。二極管是一種常用的半導體器件,采用的有硅材料與鍺材料,它的內部是由P型和N型兩種半導體組成的一個PN結,主要特性是“單向導電性”,即電流只能從晶體二極管的正極流入,負極流出。

電視機上所用的二極管有整流二極管、穩壓二極管、變容二極管和阻尼二極管、發光二極管等。

(1)整流二極管 整流二極管屬于普通二極管,它的作用是將交流電轉變成直流電。整流二極管在電視機中用在市電的入口處,把220V的交流電整流成300V的直流電。在電路中的文字符號為“V”或“VD”,其實物與符號如圖1-7所示。

圖1-7 整流二極管

(2)穩壓二極管 穩壓晶體二極管也稱齊納晶體二極管或反向擊穿晶體二極管,它實質上是一種特殊晶體二極管,因為它具有穩定電壓的作用,所以稱其為穩壓管。電視機上穩壓二極管一般都是用在電源電路的取樣處,作為一個恒定電壓的標準,來控制其中的開關管工作,來達到輸出電壓穩定的目的。它在電路中常用“VD”加數字表示(如:VD514表示編號為514的穩壓管),其實物及電路符號如圖1-8所示。穩壓二極管在電視機中應用得較多。

圖1-8 穩壓二極管實物及電路符號

(3)變容二極管 變容二極管是利用PN結的電容隨外偏電壓變化而變化這一特性制成的非線性電容元器件,它在高頻調諧、通信等電路中作可變電容器使用。變容二極管在工作時,通過施加反向電壓,其結電容隨著反向電壓的增大而減少,適用于自動調頻、掃描振蕩、頻率控制和調諧等電路。變容二極管與普通二極管的不同之處是:對于普通的半導體二極管,其結電容是越小越好;對于變容二極管卻是要利用結電容。電視機上所用的變容二極管安裝在高頻頭內部(如圖1-9所示),當調臺時,調諧電壓不一樣,它的容量也隨之變化。

圖1-9 高頻頭內部變容二極管

(4)阻尼二極管 阻尼二極管類似于高頻、高壓整流二極管,其特點是具有較低的電壓降和較高的工作頻率,且能承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流。它主要用在電視機中,作為阻尼二極管、升壓整流二極管或大電流開關二極管使用。阻尼二極管一般用在行輸出部分。

(5)紅外發光二極管 紅外發光二極管用于遙控彩色電視機的遙控器中,用以將遙控指令信號以光的形式發射出去,經紅外接收二極管接收后提供給微處理器,從而實現某項控制功能。

(6)發光二極管 發光二極管簡稱為LED,由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。發光二極管是一種半導體電子元件,具有單向導電性,電路中電流的方向是從電源正極出發經過發光二極管回到電源的負極。電視機上的指示燈用的就是發光二極管。

3.電容器

電容器通常簡稱其為電容,用字母C表示(C是英文Capacitor的縮寫)。在電視機中,電容器是必不可少的電子器件(如圖1-10所示)。顧名思義,電容器就是“儲存電荷的容器”,它廣泛應用在各種高、低頻電路和電源電路中,起退耦(指消除或減輕兩個以上電路間在某方面的相互影響的方法)、耦合(將兩個或兩個以上的電路連接起來并使之相互影響的方法)、濾波(濾除干擾信號、雜波等)、旁路(與某元器件或某電路相并聯,其中某一端接地)、諧振(指與電感并聯或串聯后,其振蕩頻率與輸入頻率相同時產生的現象)、降壓和定時等作用。

圖1-10 電容器

電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同。不同的電容器儲存電荷的能力也不相同,通常規定把電容器外加1V直流電壓時所儲存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F)。但實際上,法拉是一個很不常用的單位,因為電容器的容量往往比1F小得多,常用毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,它們的換算關系是:1F=103mF=106μF= 109nF= 1012pF。

電視機中使用的電容器,若按其材料分類,主要有陶瓷電容、云母電容、滌綸電容、聚丙烯電容、鋁電解電容和鉭電解電容等。下面按電容器在電視機單元電路中的作用來進行分類簡述。

(1)濾波電容 用在濾波電路中的電容稱為濾波電容,它利用電容器的儲能功能,以濾去輸出電壓中的交流分量(又稱紋波),使輸出的直流更平滑。濾波電容的特點是電容容量較大,故大多采用電解電容(如圖1-11所示)。在電視機中,濾波電容主要用于整流濾波電路和多級放大器之間RC退耦濾波電路中。

圖1-11 電解電容

(2)定時電容 用在定時電路中的電容器稱為定時電容。定時器電容與電阻構成定時電路,產生線性良好的鋸齒波電壓,在電視機開關電源、行振蕩、場振蕩電路中起定時作用;在遙控彩色電視機微處理器復位電路中,定時電容與電阻構成延時電路,以便對微處理器內部工作程序進行復位清零。由它的充電和放電來決定三極管的飽和和截止時間的長短,從而決定振蕩頻率。定時電容通常大多采用鉭電解電容(如圖1-12所示)。鉭電解電容器的外殼上都有CA標記,但在電路中的符號與其他電解電容器的符號卻是一樣的。

圖1-12 鉭電解電容

(3)諧振電容 用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容,LC并聯和串聯諧振電路中需要這種電容電路。諧振電容屬于振蕩電容,它與電感元器件串、并聯形成諧振回路,用于選頻。在電視機中諧振電容用在高頻頭的輸入調諧電路、本振電路、圖像中放的載頻諧振電路以及伴音中放的鑒頻器等中。

※知識鏈接※ 在公共通道中諧振電容一般在中周內,從外面看不到,一定要注意。諧振電容的大小直接決定諧振頻率的高低,在更換時必須注意保持容量規格的一致。

(4)自舉電容 用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容,該電容起到自舉升壓作用,所以又稱為升壓電容。常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路,以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度。在電視機中常用于OTL推挽電路組成的場掃描輸出電路、伴音功放和輸出電路以及行輸出自舉升壓電路中(黑白電視機中通常采用自舉升壓的辦法,但個別型號彩色電視機中也有采用自舉升壓的)。如圖1-13所示為松下M11機心彩色電視機所用的自舉電容。

圖1-13 自舉電容

(5)消亮點電容 在顯像管附屬電路中,用以消除關機亮點的電容稱為消亮點電容。如圖1-14所示為夏普29S21-A1型彩色電視機的消亮點電路,C880即為消亮點電容。

圖1-14 消亮點電容

(6)高頻消振電容 用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現的高頻自激,采用這種電容電路,以消除放大器可能出現的高頻嘯叫。

(7)耦合電容 用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流的作用。如圖1-15所示為松下M11機芯彩色電視機所用的耦合電容。

圖1-15 耦合電容

(8)退耦電容 退耦(也稱去耦)電容把輸出信號的干擾作為濾除對象。在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。退耦電容的位置在各單元電路的電源供電處,大多數由兩個電容組成,一個容量大的電解電容和一個容量小的瓷片電容(因為電解電容的附加電感較大,對高頻信號的電抗較大,旁路高頻信號的性能不好,因此需要在容量大的電解電容側并聯一個容量小的瓷片電容)。如圖1-16所示為長虹C2588彩色電視機上退耦電路截圖,C486為退耦電容。

圖1-16 退耦電容

(9)S校正電容、逆程電容 逆程電容與行輸出管的c、e極并聯,總電容量決定了行掃描逆程時間的長短,容量大逆程時間長,容量小逆時間短;S校正電容大都與偏轉線圈串聯,同時起隔直流作用(如圖1-17所示)。S校正電容由于周圍有行輸出晶體管、行輸出變壓器等發熱器件,工作環境溫度較高,所以要求S校正電容器的工作溫度范圍寬,溫度特性好。S校正電容器工作在行頻電路,頻率較高且諧波分量豐富,要求頻率特性要好。

圖1-17 S校正電容與逆程電容

逆程電容和S校正電容一般使用無極性的金屬化紙質電容器,其特點是體積小、容量大,具有高電壓擊穿后能“自愈”的特性。即當電壓恢復正常后,該電容仍能照常工作。

(10)積分電容 用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電視機場掃描的同步分離級電路中,采用這種積分電容電路,以從行場復合同步信號中取出場同步信號,用來控制場振蕩器。從電路形式上看,它與濾波電容的形式是相同的。小信號電路積分電容一般采用滌綸電容。如圖1-18所示為廈華M2126彩色電視機積分電路部分截圖,C325為場鋸齒波的積分電容。

圖1-18 積分電容

(11)旁路電容 可將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉的電容,稱作“旁路電容”。電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號,可以使用旁路電容電路,根據所去掉信號頻率的不同,有全頻域(所有交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路。 對于同一個電路來說,旁路電容把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除。如圖1-19所示為廈華MT-2935A彩色電視機場電路部分截圖,C482是場保護電路的交流旁路電容,是用來抗干擾的,防止場保護電路誤動作。

圖1-19 旁路電容

旁路電容實際也是去耦合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關噪聲提供一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般是0.1μF、0.01μF等,而退耦電容一般比較大,是10μF或者更大,依據電路中的分布參數,以及驅動電流的變化大小來確定。

(12)中和電容 用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在電視機高頻放大器中,采用這種中和電容電路,以消除自激。

(13)保護電容 電視機有些電路中的晶體管承受的電壓很高,為了防止大幅度的窄脈沖疊加進來而擊穿晶體管,常常在晶體管兩極間并聯保護電容,如開關電源中開關管的集電極和發射極之間所接的電容就是保護電容。另外,為了保護整流二極管不被浪涌電流損壞,在各整流二極管的兩端也并聯了保護電容。如圖1-20所示為應用在LG CF-29H30彩色電視機上的保護電容。

圖1-20 保護電容

4.電感器

在電視機中,經常要用到這樣一種元器件,它是由絕緣導線(如漆包線、紗包線等)一圈靠一圈地繞在絕緣管上構成的,導線彼此相互絕緣,而絕緣管可以是空心的,也可以包含鐵芯或磁芯,這種元器件,稱為電感器,也稱電感線圈或簡稱為電感。電感器在電路中的基本用途有:扼流、交流負載、振蕩、陷波、調諧、補償、偏轉等。電感器在電路中經常和電容器一起工作,構成LC濾波器和LC振蕩器等。

電感器常用符號“L”加數字表示,電感量的基本單位是亨利(H),常用單位有毫亨(mH)、微亨(μH)、納亨(nH)、皮亨(pH),它們之間的換算關系為:1H=103mH=106μH=109nH=1012pH。電感器工作能力的大小用“電感量”來表示,它表征了電感器產生感應電動勢的能力。

電感器一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁芯或鐵芯等組成。其中,線圈繞在骨架上,鐵芯或磁芯插在骨架內。無論哪種電感器,都是用導線繞數圈,因繞的匝數不同、有無磁芯,電感器電感量的大小便不同,但是電感器所具有的特性則是相同的,如圖1-21所示。

圖1-21 電感器

電感器的種類較多,如圖1-22所示,電視機常見電感器的分類方法主要有以下幾種。

圖1-22 電感器的種類

在電視機中還常用到可調電感器,它是一般由兩個線圈串聯構成的電感器,該類電感器的一個線圈通過箱體上面的旋柄繞軸轉動,用來改變兩個線圈之間的耦合情況,從而調整電感量。如電視機用的行振蕩線圈、行線性線圈、中頻陷波線圈、音響頻率補償線圈、阻波線圈等都是該類電感器,如圖1-23所示。以下對電視機中常用的幾種電感器進行介紹。

圖1-23 可調電感器外形

(1)行線性線圈 行線性線圈是用于電視機行掃描電路中的線圈,它是一種非線性磁飽和電感線圈(其電感量隨著電流的增大而減少),一般串聯在行偏轉線圈回路中,利用其磁飽和特性來補償圖像的線性畸變。將電視機調到收看方格圖案,若出現左右方格的大小不一樣,就可以通過調整行線性線圈來解決。其實物外形如圖1-24所示,行線性線圈是將漆包線在“工”字形鐵氧體磁芯或鐵氧體磁棒上繞制而成的,線圈的旁邊裝有可調節的永久磁鐵。通過改變永久磁鐵與線圈的相對位置來改變線圈電感量的大小,從而達到線性補償的目的。行線性線圈可以補償因偏轉線圈的電阻、行輸出管的內阻等電阻引起的非線性失真。

圖1-24 行線性線圈

(2)阻流圈(扼流圈) 阻流圈有很多種類,電視機中主要采用電源(工頻)濾波電感器,其作用是抗干擾、濾去高頻雜波。如圖1-25所示為彩色電視機主板電源濾波電感器實物。

圖1-25 電源濾波電感器

(3)行場偏轉線圈 偏轉線圈(如圖1-26所示)是電視機顯像管的附屬部件,它包括行偏轉線圈和場偏轉線圈,均套在顯像管的管頸(錐體部位)上,其作用是用來控制電子束的掃描運動方向(即:將電子槍打出的電子通過磁場進行偏轉,使其打到指定的位置),用來形成水平和垂直偏轉磁場以控制電子束按要求進行掃描運動。在偏轉線圈中,根據顯像管的不同要求,偏轉線圈可以采用串聯和并聯兩種方式,串聯時每對線圈的磁場方向是一致的。

圖1-26 偏轉線圈的外形

行偏轉線圈是用專用的模具脫胎繞制而成的(呈揚聲器形,分上下兩個繞組),而場偏轉線圈則是一對繞在磁環上的線圈(呈環形,分上下兩個繞組),如圖1-27所示。每組行、場偏轉線圈都由兩個圈數相等、形狀相同的繞組構成。行偏轉線圈的直流阻值約為幾歐,場偏轉線圈的直流阻值約為十幾歐。

圖1-27 偏轉線圈結構

5.變壓器

變壓器是一種用于電能轉換的電氣設備,它實際上是一種根據電磁感應定律,將一種電壓、電流的交流電變換為相同頻率的另一種(或幾種)電壓、電流的非旋轉式電動機(又稱靜止電動機)。需指出的是,變壓器所能變換的只是交流電壓的電壓值,不能變換成直流電,也不能改變交流電的頻率。變壓器是電能傳遞或作為信號傳輸的重要組件,在電子線路中常用英文字母“T”或“B”表示。

變壓器的種類雖多,但基本原理和結構是一樣的(如圖1-28所示),一般由套在一個閉合鐵芯上的兩個或多個線圈(繞組)構成。通常把繞在變壓器鐵芯上的線圈叫做繞組,變壓器的線圈有兩個或兩個以上的繞組。與電源相連,取得電功率的繞組稱為一次側繞組(又稱為原邊或原繞組,其匝數為N1 );與負載相連,輸出電功率的線圈稱為二次側繞組(又稱為副邊或副繞組,其匝數為N2)。一個變壓器一般只有一個一次線圈,但二次線圈可有一個或多個。為加強磁場、提高效率,通常將兩繞組套在鐵芯上,繞組與繞組及繞組與鐵芯之間都是互相絕緣的。

圖1-28 變壓器的基本結構

在電視機中,大量使用的是脈沖變壓器,脈沖變壓器的工作電壓、電流均為非正弦脈沖波形,它所變換的不是正弦電壓,也不是交流方波,而是接近矩形的單極性脈沖。電視機中的行振蕩、場振蕩、行推動及行輸出變壓器和開關電源變壓器等均屬于此類,以下具體進行介紹。

(1)行推動變壓器 行推動變壓器又稱行激勵變壓器,是電視機行掃描電路中的重要部件,它主要起信號耦合、阻抗變換、隔離及緩沖等作用,控制著行輸出管的工作狀態。

行推動變壓器的外形結構如圖1-29所示,主要由“E”形鐵芯(或磁芯),線圈骨架以及一、二次側繞組構成。通常采用鐵芯(硅鋼片)結構的較多,但也有使用磁芯結構的。

圖1-29 行推動變壓器

(2)行輸出變壓器 行輸出變壓器又稱為行回掃變壓器或行逆程變壓器(簡稱行變),是電視機中的主要部件,它屬于升壓式變壓器,用來產生顯像管所需的各種工作電壓(例如陽極高壓、加速極電壓、聚焦極電壓等),有的電視機中行輸出變壓器還為整機其他電路提供工作電壓。

黑白電視機用行輸出變壓器(FBT)一般由“U”形磁芯、低壓線圈、高壓線圈、外殼、高壓整流硅堆、高壓線、高壓帽、灌封材料、引腳等組成,它又分為分離式(非密封式,高壓線圈和高壓硅堆可以取下)和一體化式(全密封式)兩種結構。圖1-30所示是一體化式行輸出變壓器的外形圖。

圖1-30 一體化式行輸出變壓器的外形結構

彩色電視機均采用多級一次升壓式行輸出變壓器(簡稱FDT),它也屬于一體式結構。這種變壓器的高壓繞組分成多段繞制,并在各段之間分別接上高壓整流晶體二極管,其輸出的直流超高壓是經過多級整流,再串聯在一起而產生的,因此被稱為多級一次升壓方式。圖1-31所示是一種實用升壓行輸出變壓器的結構圖和外形圖。

圖1-31 四級一次升壓行輸出變壓器的結構和外形

(3)開關電源變壓器 開關電源變壓器又稱脈沖變壓器、開關變壓器,它屬于脈沖電路使用的振蕩變壓器,是電視機開關穩壓電源中的重要器件。其主要作用是進行功率傳送,為整機提供所需的電源電壓以及實現輸入與輸出的可靠電隔離。常見開關電源變壓器的結構和外形如圖1-32所示。

圖1-32 開關電源變壓器的外形圖

開關電源變壓器的一次側繞組為儲能繞組,用來向開關管集電極供電。自勵式開關電源的開關電源變壓器一次側繞組還包含正反饋繞組或取樣繞組,用來提供正反饋電壓或取樣電壓;他勵式開關電源的開關電源變壓器一次側繞組還包含自饋電繞組,用來向開關振蕩集成電路提供工作電壓。開關電源變壓器次級側有多組電能釋放繞組,可產生多路脈沖電壓,經整流、濾波后供給電器相關電路使用。

6.晶體三極管

晶體三極管又稱半導體晶體三極管,簡稱晶體管或晶體三極管,其文字符號是VT(或V)。在電視機中是常用元器件。晶體三極管的種類繁多,并且不同型號各有不同的用途,按照結構工藝分類,有PNP和NPN型;按照制造材料分類,有鍺管和硅管。

晶體三極管引腳的排列方式具有一定的規律,如圖1-33所示。對于小功率金屬封裝晶體三極管,按底視圖放置,使三個引腳構成等腰三角形的頂點上,從左向右依次為e、b、c;對于中小功率塑料晶體三極管,使其平面朝向自己,三個引腳朝下放置,則從左到右依次為e、b、c;對于只有兩個引腳的大功率金屬封裝晶體三極管,按底視圖放置,兩個引腳在左側,外殼是集電極c、基極b在下面、發射極e在上面。對于三個引腳的大功率晶體三極管,按底視圖放置,兩個引腳在右側,則下面的一個引腳為發射極e,按逆時針方向,分別為e、b、c。

圖1-33 晶體三極管的常見外形和引腳排列

三極管按在電視機電路中所起的作用可分為行輸出管、開關管、視放管等。

(1)行輸出管 電視機中所謂的行輸出管,其實就是一個高頻、高耐壓大功率三極管,它的作用就是與行輸出變壓器構成各種高、中、低壓產生電路,為電視機的正常工作提供高壓(20kV左右也叫第二陽極高壓,起到加速電子的作用)、中壓(100~800V,如視放末級的180V電壓等)、低壓(5~24V,給部分電壓電路提供工作電壓,比如伴音功放等)。如圖1-34所示為應用在彩色電視機上的行輸出管外形。

圖1-34 行輸出管外形

(2)視放管 視放管其實就是一個高頻、高耐壓、中功率三極管,它的作用就是將三基色信號進行放大后加到顯像管的R、G、B電極上。如圖1-35所示為應用在電視機上的視放管外形。

圖1-35 視放管外形

(3)開關管 開關管一般指那些工作頻率比較高(頻率范圍沒有嚴格界定,一般為幾十兆到一百兆)的三極管(或二極管),電視機中提到的開關管一般指的是與開關電源中的那個變壓器相連接的大功率高頻三極管。如圖1-36所示為應用在電視機上的開關管外形。

圖1-36 開關管外形

7.場效應管

場效應晶體管也稱場效應晶體三極管(Field Effect Transistor簡稱FET),它是利用電場效應來控制半導體中電流的一種半導體器件。場效應晶體管按結構不同,可分為結型場效應晶體管(JFET)和絕緣柵場效應晶體管(JGFET);根據導電溝道的材料不同,它們又各自分為N型溝道和P型溝道兩種,電視機上一般都是用N溝道結型場效應管。

電視機上提到的開關管也有采用場效應管的,它與三極管一樣,也是與開關電源中的那個變壓器相連接的。如圖1-37所示是場效應管實物與應用在康佳T21SA120彩色電視機上的接線。

圖1-37 場效應晶體管實物與應用圖

8.晶閘管

晶閘管是晶閘管整流元器件的簡稱,是一種具有三個PN 結的四層結構的大功率半導體器件,具有體積小、結構相對簡單、功能強等特點,是比較常用的半導體器件之一。該器件被廣泛應用于各種電子設備和電子產品中,多用來作可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關等。如圖1-38所示為應用在松下TC-28WG20R彩色電視機電源電路中的晶閘管接線。

9.集成電路

集成電路,其英文為Integrated Circuit,縮寫成IC,它是在電子管、晶體管的基礎上發展起來的一種微型電子器件或部件。集成電路的引腳有多列直接式和單列直插式兩種。各種不同用途的集成電路其引出腳數目不等,有8腳、10腳、12腳,最多的有幾百個引腳。這些引腳的排列次序都有一定的規律,且通常有色點、凹槽、管鍵等標記。

隨著集成電路集成度的不斷提高,電視機中所用集成電路的數量也在不斷減少,由早期的六片機發展到了四片機,以及現在市場上流行的兩片機和單片機(如圖1-39所示為電視機常見集成電路外形圖)。彩色電視機應用的集成電路按功能分有:厚膜集成電路、微處理器集成電路、圖像中放/視放集成電路、行場掃描集成電路、場輸出集成電路、伴音集成電路、麗音解碼集成電路、TV/AV電子開關集成電路、遙控集成電路、彩色電視機解碼集成電路、畫中畫集成電路等。

圖1-39 電視機常見集成電路外形圖

(1)厚膜集成電路 厚膜集成電路是在陶瓷片或玻璃等絕緣物體上,外加晶體二極管、晶體三極管、電阻器或半導體集成電路等元器件構成的集成電路,一般用在電視機的開關電源電路中。部分彩色電視機的伴音電路和末級視放電路也使用厚膜集成電路。

其中,開關電源電路使用的厚膜集成電路稱為電源厚膜集成電路,主要用于脈沖寬度控制、穩壓控制及開關振蕩等;功率放大電路使用的厚膜集成電路稱為音頻功率厚膜集成電路或音頻功放集成電路,主要作用是對輸入的音頻信號進行功率放大,以推動揚聲器發聲。

目前,自勵式開關電源電路常用的厚膜集成電路有STR-S6308、STR-S6309、STR-S5941、STR-59041等型號;他勵式開關電源電路中常用的厚膜集成電路有STR-S6708、STR-S6709等。

(2)微處理器集成電路 微處理器集成電路簡稱CPU(全稱為Central Process Unit)或稱處理器(Processor),是中央處理單元或中央處理器的縮寫,是整機的系統控制中樞,廣泛應用于彩色電視機中。微處理器集成電路內部一般由CPU控制中心、總線、存儲器、時鐘振蕩器、輸入/輸出接口等電路組成。 微處理器集成電路根據輸入的鍵控指令、遙控指令及各種狀態信息,通過輸出接口電路對整機有關電路進行系統控制。

彩色電視機中常用的微處理器集成電路有PCA84C444、PCA84C640、PCA84C841、TMP47C837N、TMP87CH33、TMS73C47、MN15245、MN15287、M34300N4、M37210、M50436等型號。

(3)圖像中放/視放集成電路 早期的中頻通道集成電路,是用三塊集成電路分別完成中放的、視頻檢波及AFT等功能的。目前已出現把圖像中放、視頻,伴音中放,行場掃描三大系統壓縮在一塊芯片中的集成電路,使電路簡化,給使用、調試帶來了更大方便。其常用的型號有:AN5150、AN5132、CD003、CD7680CD、D1366C、D7607AP、HA1167、HA11260、HA11215A、TA7611AP、SF1366、LA1357N、M51358P、M51353P、M51354AP等。

(4)行場掃描集成電路 行場掃描集成電路具有同步分離、場輸出、場振蕩、行振蕩保護等功能,可獲得穩定的場頻信號,確保隔行掃描的穩定性,可省掉“場同步”電位器調整,提高整機的自動化程序。

常用于行場掃描的集成電路有D7069P、TA7069P、AN5410、AN5411、μPC1367C型等。目前,用于電視機行振蕩、行激勵的集成電路有D002、HA11669;用于場振蕩、場輸出的集成電路有D004、KC5381C、D1031Hz、BG1031Hz、LD1031Hz、μPC1031Hz等。

(5)伴音集成電路 彩色電視機中常用的伴音中放兼功率放大功能(用來處理和放大伴音信號)。伴音集成電路在新型彩色電視機中通常采用雙伴音信號處理集成電路,以16引腳雙列直插式為例,有BL5250、BJ5250、DG5250,且附有散熱片。其中,用于伴音中放、功放的集成電路失真均小于0.6%的,有AN355、BGD1353、CA758E、TA7678AD、TA7176、KA2102、KC583、LA1365型等。另外,D7176P、μPC1353CC型為伴音中放、限幅放大集成電路,具有增益高、檢波失真小、輸出功率大、頻響性能好等特點。

(6)麗音解碼集成電路 麗音解碼集成電路的作用是將數字伴音信號解調成模擬伴音信號。彩色電視機中常用的麗音解碼集成電路有SAA7280、TDA8732等型號。

(7)TV/AV電子開關集成電路 TV/AV電子開關集成電路的作用是在微處理器或鍵控電路的指令控制下,完成TV電視機信號與AV信號的相互轉換。彩色電視機中常用的TV/AV電子開關集成電路有TA8628N、TA8720AN等型號。

(8)遙控集成電路 遙控集成電路分為遙控發射集成電路和遙控接收集成電路。彩色電視機遙控接收集成電路有AN5020、AN5025S、LA7224、CX20106等型號;遙控發射集成電路有μPD1934G、M50462AP、M50142P、SAA3010、TC9012F等型號。

(9)畫中畫集成電路 畫中畫集成電路用于對子畫面進行圖像中放、P/N彩色電視機解碼、產生水平和垂直同步信號及RGB/YUV開關、D/A變換及特技處理等。

彩色電視機中常用的畫中畫處理集成電路有SDA9088、SDA9089、SDA9188、SDA9189、SDA9288、CXA1353、LC74401E、LC7441E、LC7442、MC44462、PIP2250、TC9082F等型號。常用的畫中畫控制集成電路有CXD1053S、CXD1054S、M50541FP、μPD6403、LC7442、MN8232A、SAA9068等型號。

(10)彩色電視機解碼集成電路 彩色電視機解碼集成電路的功能是恢復彩色電視機信號,使圖像的顏色正常。早期的彩色電視機解碼集成電路是由幾塊電路完成的,如國產的5G3108、5G314、7CD1、7CD2、7CD3等;后來采用單片式PAL制彩色電視機解碼集成電路,如TA7193AP/P、TA7644AP/P、IX02lCE、μPC1400C、M51338SP、M51393AP、IX0719CE、AN5625型等。其中的AN5625、μPC1400C等集成電路應用了數字濾波延時網絡,有的把全部小信號處理集成到了一塊電路中,使電路體積減少,功能更全。

10.聲表面波濾波器

聲表面波濾波器簡稱SAWF或SAW,是一種射頻信號處理器件,它主要由壓電基片和制作在基片上的輸入、輸出換能器組成。輸入換能器將輸入電信號轉換成聲信號(逆壓電效應),聲信號沿壓電基片表面傳播,并在輸出換能器中被轉換成電信號(壓電效應),通過選擇適當的基片材料,并對兩個換能器進行加權(不同頻率的信號有不同的轉換效率),進而實現頻率選擇功能(濾波)。

聲表面波濾波器用于電視機的中頻輸入電路中作選頻元件,取代了中頻放大器的輸入吸收回路、多級調諧回路、使圖像、聲音的質量大大提高。如圖1-40所示為聲表面波濾波器應用在電視上的實物圖。

圖1-40 聲表面波濾波器實物圖

11.陶瓷濾波器

陶瓷濾波器是方形的陶瓷片,有三或四個腳,符號為CF。根據頻率吸收或選通的方式,它們又分為頻率選通濾波器和頻率吸收濾波器兩種,其作用正好相反。頻率選通濾波器簡稱濾波器,型號以L或S表示;頻率吸收濾波器簡稱陷波器,型號以T或X表示。

12.晶振或陶瓷振子

晶振或陶瓷振子在電路上都用符號X表示,其外形如圖1-41所示。

圖1-41 晶振或陶瓷振子外形

晶振為鐵殼封裝,兩個引腳,頻率精度非常高,如振蕩頻率為4433.619kHz,在殼體上標為4433.619kHz 。

陶瓷振子為塑料殼封裝,兩個引腳,頻率精度較低,如振蕩頻率為455kHz,在殼體上標為455E。

13.中周

中周即中頻變壓器或LC諧振器,也是電感器的一種,其符號也是L,長方形的鐵殼,裝有可旋轉的磁芯,用以調節其諧振頻率。

14.延時線

在彩色電視機中,為了進行延時補償,以使色度信號和亮度信號同時到達顯像管,避免出現彩色電視機鑲邊的圖像,使用了超聲波延時線與電磁延時線(LC延時線),如圖1-42所示。

圖1-42 延時線外形與電路符號

(1)超聲波延時線是彩色電視機解碼電路中梳狀濾波器的核心元件,它將色度信號的U和V兩個信號分量進行分離。目前一般采用8次反射傳播的超聲延時線,延遲時間為64μs。超聲波延時線以壓電陶瓷作換能器,以玻璃作為介質而構成。

(2)電磁延時線又稱亮度延時線(LC延時線),它是由等效電感和等效電容組成的多節網絡電路,在彩色電視機電路中起著讓亮度信號延時到達矩陣電路的作用,其目的是能與色度信號同時輸入到矩陣電路中。亮度信號延時線的延時時間一般為 0.4μs、0.5μs、0.6μs、0.7μs、0.8μs、0.9μs等。

二、專用電子元器件識別

彩色電視機專用電子元器件通常有顯像管、高頻頭等。

1.顯像管

顯像管(簡稱CRT)是彩色電視機的心臟部位,是一種陰極射線管,是電視機重現圖像的終端裝置,主要由玻殼、蔭罩網板、偏轉線圈、電子槍等電子元件組成,結構如圖1-43所示。但由于彩色電視機顯像管要重現彩色圖像,所以,彩色電視機顯像管與黑白電視機顯像管存在一定的不同之處。彩色電視機顯像管具有燈絲電流大、線圈偏轉功率大、陽極電壓高、射束電流大和外圍電路復雜的特點。由于目前的大部分顯像管都采用單槍三束式自會聚顯像管,本書主要介紹該類顯像管的組成。

圖1-43 彩色電視機顯像管的結構圖

(1)熒光屏 彩色電視機顯像管熒光屏的內壁上不是涂有發白光的熒光粉,而是涂有紅、綠、藍三基色熒光粉條,能夠構成幾十萬個像素;熒光屏的后面還增加了一個蔭罩板,能夠對三基色進行分色,使紅、綠、藍三個電子束分別打到對應的三基色熒光粉條上,如果沒有蔭罩板,則會產生基色偏差,即彩色電視機電子槍打不到對應的基色熒光粉條上。

①蔭罩板是由0.15mm厚的特制薄鋼板制成的,其上有規律地排列著幾十萬個小孔,三基色電子束在蔭罩板的控制下,穿過這些小孔打到相應的熒光粉條上。

②熒光粉和黑底。熒光粉是顯像管的重要組成部分,沒有熒光粉,顯像管就不可能發光,顯像管發光是通過電子束轟擊顯像管內屏的熒光粉涂層,使熒光粉獲得能量而發光。通常熒光粉有R、G、B三種。黑底是涂在熒光粉條之間的石墨層,其作用是減少顯像管的反光,增加顯像管的層次感。

(2)電子槍 黑白顯像管只有一個電子槍,形成一個電子束,不存在會聚的問題;而彩色電視機顯像管內則有三條電子束同時工作,而且處于不同的幾何位置。彩色電視機顯像管的電子槍一般采用一字形一體化結構,紅、綠、藍三個陰極呈一字形水平方向排列,并且有三個控制柵極、三個加速極和三個聚焦極,各個電極分別在其內部連成一體,三種顏色的電子束處在同一水平面上,能夠有效地消除垂直方向的失聚現象。

顯像管電極主要由陰極(用K表示,彩色電視機顯像管有三個陰極,分別用RK、GK、BK表示)、控制柵極(用G1表示)、加速極(用G2表示)、聚焦極、燈絲(用H、HT或F表示)以及高壓陽極(用G、V表示)等組成。正常工作時,顯像管的各電極上必須加上設定的直流電壓或信號電壓才能正常工作。如三個陰極的信號電壓來自視放電路中視放管的三個輸出端,其他直流電壓都來自行輸出變壓器。

①燈絲的作用。在電視機中,顯像管燈絲的作用是加熱陰極,使陰極能正常發射電子(即:通電后將電能轉變成熱能并對陰極加熱,使陰極表面產生600~800℃的高溫,創造一個使陰極發射電子的外部條件)。顯像管燈絲電壓有6.3V、11V和12V等多種。

②陰極的作用。陰極呈圓筒狀,燈絲裝在圓筒內部,頂端涂有鋇鍶鈣的氧化物,燈絲通電時,陰極受熱后發射大量電子。

③柵極的作用。柵極套在陰極外面,是一個金屬圓筒,頂端開有小孔,讓電子束通過。改變與陰極的相對電位可以控制電子束的強弱。如果把視頻信號加到陰極或柵極,那么,電子束的強弱就會隨著視頻信號的強弱而變化,在熒光屏上就出現與視頻信號相對應的圖像。是柵極-陰極電位(UGK)對電子束的調制特性。

④加速極的作用。它也是頂部開有小孔的金屬筒,其位置緊靠柵極。通常在加速極上加有幾百伏的正電壓,它能控制陰極發射的電子束到達熒光屏的速度。

⑤聚焦極的作用。彩色電視機顯像管聚焦極通常加5~8kV電壓。聚焦極、加速極及高壓極一起構成一個電子透鏡,使電子束會聚成一束轟擊熒光屏上的熒光粉層。

⑥高壓陽極的作用。建立一個強電場,使電子束以極快的速度轟擊熒光屏上的熒光粉。高壓陽極通常為22~32kV。

(3)偏轉線圈 偏轉線圈也是顯像管的一個組成部分,它包括行偏轉線圈和場偏轉線圈,是顯像管管頸上的一個附件,用來形成水平和垂直偏轉磁場以控制電子束按要求進行掃描運動。相關結構如圖1-44所示,行偏轉線圈是用專用的模具脫胎繞制而成的,而場偏轉線圈則是一對繞在磁環上的線圈。每組行、場偏轉線圈都是由兩個圈數相等、形狀相同的繞組構成的。

圖1-44 偏轉線圈結構圖

彩色電視機顯像管采用特制的環形精密偏轉線圈,其行偏轉線圈所產生的偏轉磁場是枕形的,場偏轉線圈所產生的偏轉磁場是桶形的,通過偏轉線圈的磁場能使三個電子束在整個熒光屏上自動實現會聚。而且彩色電視機顯像管的偏轉線圈出廠時已調整好,不需要進行會聚調整。

(4)顯像管引腳 顯像管的引腳是連接尾板與顯像管的接口,常見的主要有7、8、9、11腳四種引腳形式,如圖1-45所示是顯像管引腳正視圖。

圖1-45 顯像管引腳功能圖

(5)玻殼 玻殼是彩色電視機顯像管的一個最重要結構部件,決定彩色電視機顯像管的外形尺寸、圖形質量、偏轉角度以及防爆效果等。玻殼由玻屏、玻錐和管頸三部分組成。在玻殼生產的初期,由于玻殼應力和防爆強度的要求,玻屏的形狀一般呈球面結構,隨著玻殼模具制造技術和壓制成形技術的提高,現在已開發出柱形平面屏、直角方屏(FS型)、平面直角屏(FS型)、超平坦屏。不僅玻屏的形狀發生了變化,而且尺寸也發展成了系列化。屏幕尺寸從1.5~47in1,每隔1~2in就有一個新的型號。隨著高清晰度電視(HDTV)的發展,玻屏的寬高比由4∶3開發出了16∶9和5∶3的寬高比。

2.高頻頭

(1)高頻頭的識別 高頻頭俗稱調諧器,正式的名稱叫做高頻調諧器(TUNER),是電視機高頻信號公共通道的第一部分,是能夠接收有線廣播電視機信號的關鍵器件(高頻頭外形及內部結構如圖1-46所示)。高頻頭的作用是調諧(或選臺)、放大及變頻和輸出中頻信號,即:將微弱的視頻信號進行放大,并且對傳輸不穩定引起的圖像變形與干擾進行處理,再送到下一級電路(中放電路)。

圖1-46 高頻頭外形及內部結構

詳細地說,高頻調諧器大致有選頻、放大、變頻三大作用。

①選頻:從天線接收到的各種電信號中選擇出所需電視頻道的電視信號,而抑制其他的信號。選頻作用由輸入調諧回路完成,它決定整機的選擇性。

②放大:將選擇出的高頻電視信號進行放大,以滿足混頻器所需要的信號幅度,并提高信噪比。該功能由高頻放大器完成,它決定整機的信噪比。

③變頻:通用混頻級將高頻圖像載波、高頻伴音載波與本振信號進行差拍,在其輸出端得到一個固定的中頻圖像信號和第一伴音中頻信號,然后送到圖像中頻放大電路。

(2)高頻頭的種類 按諧振回路調諧方式的不同,高頻調諧器可分為機械調諧式(又分VHF高頻頭和UHF高頻頭)和電子調諧式兩種。目前,大多數黑白電視機采用機械調諧式高頻頭,而彩色電視機都采用電子調諧式高頻頭。電子調諧式高頻頭又分為模擬式電子調諧器、多媒體電子調諧器、數字式電子調諧器。

模擬式電子調諧器主要用于CRT彩色電視機上,它又可分為電壓合成電子調諧器、頻率合成電子調諧器,如圖1-47所示。電壓合成電子調諧器,其電路采用變容二極管,調節方便,線路簡單,U/V一體化,可抑制鄰頻道干擾,改善交擾調制特性等,為國際標準形狀;頻率合成電子調諧器功能同電壓合成電子調諧器,選臺為PLL方式,性能可靠,為國際標準外形。

圖1-47 模擬式電子調諧器外形

多媒體電子調諧器選臺為PLL方式,在實現模擬電子調諧器的功能基礎上增加音視頻輸出功能,目前有飛利浦MK3、MK2及上海ALPS等外形。主要用于LCD彩色電視機、DVD刻錄機和電腦板卡中。

數字式電子調諧器是未來市場的主流,目前最流行的為歐洲DVB標準,美國ATSC標準次之,中國自行研制開發的DMB標準正在使用和發展中。

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