3.1 CRT高清电视机与普通彩电的差异

3.1.1 外部接口的差异

由于CRT高清电视机要想收看高清晰度电视节目,必须要与高清数字电视机顶盒配合使用。因此CRT高清电视机输入信号的种类要比普通彩电多,它既有50Hz隔行扫描的模拟射频全电视信号、AV音视频信号或S端子输入亮/色(Y/C)分离信号,又有隔行扫描的色差分量信号(Y/Cb/Cr)或逐行扫描的色差分量信号(Y/Pb/Pr),还有由VGA接口输入的模拟R、G、B信号,所以CRT高清电视机与普通彩电相比,在外观上多出了许多输入接口,如普通彩电仅有AV输入/输出和S端子输入插孔,而CRT高清电视机除具有上述插孔外,还有Y/Cb/Cr(隔行色差分量信号输入)、Y/Pb/Pr(逐行色差分量信号输入)、VGA及DVD数码流输入等接口。高清电视机各类输入信号流程如图3-1所示。

978-7-111-30684-9-Chapter03-1.jpg

图3-1 CRT高清电视机各类输入信号流程

1.分量信号接口

隔行扫描的色差分量信号(Y/Cb/Cr)或逐行扫描的色差分量信号(Y/Pb/Pr)接口是数字电视接收机或数字电视机顶盒的模拟分量输入、输出接口,CRT高清电视机上的分量信号接口如图3-2所示,两种扫描的示意图如图3-3所示。对标准清晰度电视(SDTV)信号,其同步信号与传统模拟电视信号相同,为两电平信号;而高清晰度电视(HDTV)信号为三电平信号。按照我国数字电视国家标准规定,HDTV信号系统和SDTV信号系统采用了完全不同的红、绿、蓝三基色荧光粉和基准白,因此导出了完全不同的亮度方程式和色差信号的幅度变化范围。

978-7-111-30684-9-Chapter03-2.jpg

图3-2 CRT高清电视机上的分量信号接口

(1)隔行色差信号(Y/Cb/Cr)。色差信号也叫分量信号,同时传送三路信号;Y是亮度信号,只包含黑白图像信息;Cr是R-Y信号,即红色信号与亮度信号的差;Cb是B-Y信号,即蓝色信号与亮度信号的差。色差信号实际也是亮色分离信号,也用莲花插座(RCA插座),用绿、红、蓝标识,其中绿色端口代表Y信号。

(2)逐行色差信号(Y/Pb/Pr)。逐行色差信号含义与隔行色差信号相同,只是对应的是逐行扫描信号,包含在Y里的行同步信号频率为31kHz,而一般视频信号行频都只是15kHz。逐行色差信号须配具有逐行显示功能的设备,图像质量高于隔行色差信号,主要表现在图像更稳定。但只是有倍频的彩电才有这种端口,现在都习惯称之为逐行扫描高清电视机。

978-7-111-30684-9-Chapter03-3.jpg

图3-3 逐行扫描与隔行扫描示意图

a)逐行扫描 b)隔行扫描

2.VGA接口

VGA接口也叫D-Sub接口。它是一种D形接口,上面共有15针孔,分成3排,每排5个,如图3-4所示。VGA接口是计算机显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数的显卡都带有此接口。

目前大多数计算机都是通过模拟VGA接口与数字电视机或其他外部显示设备连接的,计算机内部以数字方式生成的显示图像信息,被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号,信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备,如模拟CRT显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D(模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D两次转换后,不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT高清电视机,但用于连接液晶高清电视机,则转换过程的图像损失会使显示效果微下降。

978-7-111-30684-9-Chapter03-4.jpg

图3-4 VGA接口

【知识链接】

逐行扫描是指电子束在摄像管的光电靶上拾取图像信号或在显像管上重显图像作匀速直线运动时,一行紧接着一行扫描,如图3-3a所示。这种扫描方式的优点是图像细腻、无行间闪烁,缺点是视频信号带宽太宽,信号传输时,太浪费频谱资源;而隔行扫描是指电子束在摄像管的光电靶上拾取图像信号或在显像管上重显图像作匀速直线运动时,先扫描1、3、5、7…奇数行信号(称为奇数场信号),如图3-3b所示的实线,再扫描2、4、6、8…偶数行信号(称为偶数场信号),如图3-3b所示的虚线。隔行扫描方式降低了视频信号带宽,传输信号时,可以有效利用频谱资源,但存在图像行间闪烁。

3.1.2 内部电路板的差异

打开电视机后盖,从内部电路板上看出,CRT高清电视机除多出一块竖立的电路板外,其他同普通彩电并无多大差别,并且可明确地判断出电源、行扫描、场扫描、伴音功放、视放等电路。图3-5所示为康佳P29 ST217型CRT高清电视机内部电路板实物图。

由图3-5c可见有许多插口通过导线与这块竖立的数字板相连,这块板正是CRT高清电视机区别于普通彩电的重要部件。CRT高清电视机为了提高图像的清晰度,将普通彩电的50Hz隔行扫描变为60Hz(或75Hz)逐行扫描,因此在视频信号处理电路中加入了数字变频电路,这个任务是由数字板完成。因此称为变频板或数字板,简称IPVT板。

【小知识】

CRT高清电视机是从变频彩电发展、升级、演化而来的,是变频彩电的一种高标准的体现。高清电视机的场频一般都为60Hz、75Hz或100Hz,高于普通彩电的50Hz,这样就保证了不管是什么节目,也无论电视在何种亮度、对比度设置下,电视屏幕上的图像都稳定不闪烁。同时,为了有效提高清晰度,高清电视机采用了逐行扫描方式,其行频也相应提高,目前,高清电视机的行频一般都在33~52kHz之间。

978-7-111-30684-9-Chapter03-5.jpg

图3-5 康佳P29ST217型CRT高清电视机内部电路板

a)侧面视图 b)正面视图 c)俯视图(IPVT板)

3.1.3 工作方式上的差异

CRT高清电视机与普通彩电在工作方式上也有不同,主要不同点如表3-1所示。

表3-1 CRT高清电视机与普通彩电在工作方式上的异同

978-7-111-30684-9-Chapter03-6.jpg

(续)

978-7-111-30684-9-Chapter03-7.jpg

【小经验】

CRT高清电视机的显像管与普通彩电显像管的许多参数均存在差别,如高清电视机的显像管的行偏转线圈的电感量比普通彩电行偏转线圈的电感量要小;场偏转线圈的阻抗也与普通彩电的场偏转线圈的阻抗不一致,两者不能直接代换,否则会导致行、场电路的损坏。另外高清电视机的电路板也不能直接装在普通彩电的显像管上。

3.1.4 部分电路的差异

1.主电压不是固定值

CRT高清电视机的主电压(B+)不是一个固定值,这一点和普通的彩电不一样。大多数的CRT高清电视机主开关电源输出的主电压(B+),都经过一个DC-DC转换电路转换为另一种数值的电压,该电压—般被称为二次B+,再提供给行扫描电路,以保证显示不同频率信号的图像时,行、场幅度稳定。

2.行扫描和行高压分离电路不一样

在CRT高清电视机中,提供显像管阳极高压的电路和行偏转驱动电路是完全独立的。一部分电路专门产生显像管阳极高压,另一部分电路专门产生行扫描电流。另外,为了保证在不同的信号及节目源下图像的稳定,高清电视机采用了显像管阳极高压稳定技术。

3.S校正电容也不是固定的

CRT高清电视机虽然通过DC-DC电路的切换提供了合适的二次B+电压,保证了行幅的同步切换和稳定,但无法保证在不同的节目源和扫描模式时,其行线性仍然良好。为了解决该问题,在CRT高清电视机中采用了继电器或电子开关对行S校正电容进行切换。CPU根据不同的节目源和扫描模式的需要来自动控制扫描电路,接入或断开一只或两只S校正电容,从而改变S校正电容的容量,实现对行线性的补偿,以保证在不同的节目源和扫描模式下图像的线性良好。

另外CRT高清电视机还采用了许多先进技术,开发了纳米着色荧光粉技术、分布式组合场电子枪透镜、精细节距荫罩、超高分辨率DCFL电子枪、高频RAC线圈相互配合的技术等,为了应对平板电视的挑战,CRT高清电视机努力走向超薄化、平面化。减轻玻璃屏重量的表面压应力工艺和减轻比重材料,减少体积的大偏转角的超薄技术,使CRT的厚度减少了1/3,重量、体积也相对减少;二是采用了三维数字动态滤波器进行Y/C分离,彻底消除了Y/C串扰,从而提高了图像质量;三是采用全制式数字伴音解调、立体声、双伴音接收。

【小知识】

CRT高清电视机为了实现多频扫描,需要通过设置二次可变电源。由于此类电源的工作电压由主电源电路提供,所以称此类电源为二次电源。目前,大部分高清电视机的行输出电路具有高压逆变功能,所以仅设置行输出电源为行输出电路供电,由于行输出电源输出的电压多用B+表示,所以称该电源为B+电源。B+电源电路有开关电源和切换式供电两种。

【知识要诀】

高清电视机不同,维修人员要分明,

内部有块数字板,外部接口有多种,

行频归一变场频,供电、显管也改动,

视频放大频带宽,校正电容不固定。

【思考题】

1.CRT高清电视机输入信号与普通彩电有哪些不同

2.CRT高清电视机的场行频与普通彩电有哪些不同

3.CRT高清电视机的电源电路与普通彩电有哪些不同