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CRT显示器电路原理分析[摘要]随着电子技术的发展,计算机已深入到工农业生产、国防、科研以及家庭生活的各个领域显示器是计算机系统的一个重要组成部分,作为一名显示器产线作业指导者,初步掌握显示器原理是十分必要的我的设计任务就是对型号为A991U/V的CRT显示器的电路原理进行分析整篇论文共分为六个部分,分别为显示器与电视机的比较,电源电路,CPU部分,偏转扫描电路,高压分离电路以及视频处理电路[关键词]阴极射线管白平衡色纯行扫描场扫描高压分离目录引言…………………………………………………………………4第一章彩色显示器与彩色电视机的比较………………………4第二章电源部分…………………………………………………6第一节开关稳压电源的组成…………………………………6第二节开关稳压电源的工作原理……………………………6第三节电路分析………………………………………………
61.干扰抑制电路…………………………………………
62.自动消磁电路…………………………………………
73.桥式整流电路…………………………………………
84.PFC(POWERFACTORCONTROL)电路…………………
95.开关电源电路…………………………………………
95.1UC3842各引脚功能…………………………………
95.2电源的启动过程………………………………………
105.3过压保护电路工作原理……………………………
105.4过流保护电路工作原理……………………………
115.5直流电压输出………………………………………
115.6节电控制电路………………………………………12第三章CPU部分…………………………………………………12第1节概述……………………………………………………12第2节NT6865引脚功能介绍…………………………………13第3节CPU的__电路………………………………………
131.屏幕保护主电路………………………………………
142.黑屏保护辅助电路……………………………………
153.亮度控制电路…………………………………………
154.功能键选择电路………………………………………
165.RESET(复位)电路……………………………………
166.调整色纯电路…………………………………………
177.显示器部分收敛电路…………………………………
188.自动S校正电路工作原理……………………………18第四章扫描电路…………………………………………………19第1节概述……………………………………………………
191.扫描电路的功能……………………………………………
192.TDA4856简介………………………………………………
193.TDA4856功能………………………………………………20第2节行扫描电路……………………………………………
211.行扫描电路的基本组成………………………………
212.行激励电路……………………………………………
223.行输出电路……………………………………………
224.电路分析………………………………………………
244.1行扫描电路……………………………………………
244.2行扫描线性补偿电路…………………………………
244.3高压保护电路…………………………………………
264.4动态聚焦电路…………………………………………26第3节场扫描电路……………………………………………
271.场扫描电路的基本组成…………………………………
272.TDA8172引脚功能介绍…………………………………
283.场扫描电路………………………………………………29第五章高压分离电路………………………………………………29第1节概述………………………………………………………29第2节普通显示器高压产生电路原理…………………………29第3节高压分离电路……………………………………………
301.HEF4538工作原理………………………………………
302.高压分离电路分析………………………………………31第六章视频__处理………………………………………………34第一节概述………………………………………………………34第二节电路组成…………………………………………………34第三节电路分析…………………………………………………
351.视频__输入电路…………………………………………
352.行消隐电路…………………………………………………
353.自动亮度控制电路ABL……………………………………
364.白平衡………………………………………………………37结论…………………………………………………………………39致谢语………………………………………………………………39引言当今人类已发展到信息社会计算机已成为控制和管理各种信息的重要工具,主要是因为建立了人与机器__的系统,其中电子显示器成为传送大量字符、图形、图象信息最直观和最有效的手段电子显示器是人机对话的窗口,它把电__转换__眼直接观察、识别的光__,在各种经济、贸易、交通和科技信息日趋复杂、急剧膨胀的现代社会,它作为信息处理系统的“门面”,更显示出对人类进步的重大促进作用电子显示器主要分为两大类一是阴极射线管CRT显示器,二是平板式显示器(主要包括液晶显示器、等离子显示器、真空荧光显示器、电致发光显示器等)虽然,近两年有少量小屏幕显象管CRT显示器被平板式显示器取代,但阴极射线管显示器仍保持着产量最高的发展势头(约占60~70%)这是由于它具有更高的图象质量(如高分辨率、高亮度和丰富的彩色与灰度层次、响应速度快等),以及具有寿命长、可靠性高和较低的__成本本文针对CRT显示器的各个电路模块进行原理分析第1章彩色显示器与彩色电视机的比较彩色电视机与彩色显示器的基本工作任务都是将带有图象信息的电__转换成光__在屏幕上显示出来所以,彩色电视机与彩色显示器的基本组成大同小异,都是由视频__处理电路,行、场扫描电路,显象管和开关电源电路组成图1-1为彩色电视机的组成框图由彩色电视机的组成框图可见,彩色电视机和彩色显示器在组成框图上的差别主要集中在输入电路上这是因为,电视广播是利用高频载波来传送电视__的不同电视台采用不同频率的载波发射电视__,彩色电视机中的高频调谐器可以接收这些高频载波__,并将它们还原成视频__彩色电视机的高频调谐器除了接受__外,还可以从不同频率的载波__中选择出特定电视台的__,并将其转换成固定的中频__,经中频放大和视频检波后,得到音频__、图像__和扫描同步__音频__送到伴音电路中经喇叭还原成声音,该电路的工作原理与收音机电路的工作原理一样图象__和扫描同步__进入图像处理电路和行、场扫描电路中,经显象管还原成图像__显示出来,这些电路工作原理和彩色显示器的工作原理一样从上面分析可见,彩色显示器和彩色电视机在组成框图的差别上主要集中在输入电路和伴音电路上因为,彩色电视机接收的是不同频率的高频载波__,所以,彩色电视机的输入电路较复杂,同时为了还原声音,彩色电视机还必须有伴音电路而彩色显示器接收的是计算机输出的图形显示__,所以,彩色显示器的输入电路较简单,但彩色显示器为了要兼容不同的显示卡,必须有不同的行、场扫描频率,所以,彩色显示器的行、场扫描电路比彩色电视机复杂图1-2为A991U/V显示器组成框图图1-1彩色电视机组成框图图1-2A991U/V显示器组成框图第二章电源部分第1节开关稳压电源的组成(如框图2-1所示)图2-1开关稳压电源的组成第二节开关稳压电源的工作原理开关稳压电源的工作过程比较简单,原理也不复杂,属于直—交—直电源变换电路主要是通过一个开关管来起作用由方框图可以看出UI为输入的直流电压,它可由电市电经整流、滤波后得到开关管为稳定输出电压的调整元件,它受控于环路控制电路,当控制电路送出一定周期T的脉冲控制__时,可使开关管按该脉冲__变化的规律导通或截止如开关管的导通时间为,截止时间为,则输入的直流电压被开关裁成一个个矩形脉冲,然后滤波元件将矩形脉冲的交流分量滤除后,输出电压U0便为矩形脉冲的平均分量,其大小为(2-1)由上式可见,在周期T一定的条件下,改变开关管的导通时间,或在一定的情况下,改变开关管的开关周期T,或频率f,都可以改变输出电压的大小第3节电路分析
1.干扰抑制电路(如图2-2所示)它的作用是抑制开关电源对交流电网的干扰,同时抑制电网高频干扰串入电源图2-2干扰抑制电路线路说明CN901为插座,接电网电压,F901为保险丝C944滤除高频成分,R901对抗干扰电容起泄放作用,由于C944电容储能,关机后,R901是大电阻(470K),可迅速消耗掉这些电能,防止关机后带电损耗元件C901抑制差模干扰,即抑制火线和零线之间的干扰,属对称性干扰C
902、C903共地,抑制共模干扰,即火线和零线分别与地之间的干扰,属于非对称性干扰NR901为负温度系数电阻,开机瞬间温度低,阻抗大,防止电流对回路的浪涌冲击
2.自动消磁电路(如图2-3所示)彩色显象管内的金属部件以及基座上的金属部件受到磁化后产生杂散的磁场,这些磁场会影响电子束的偏转,因而破坏色纯和会聚自动消磁电路作用是每当开机时自动对显象管及其周围部件消磁具体方法为利用一个线圈产生逐渐变弱的交变磁场,将被消磁的部件退磁线路说明开机瞬间,IC101的DEG引脚提供一个电压(VDEG≈
3.69V持续时间为2~3秒)给Q902的B极,作为偏置电压,使三极管导通,产图2-3自动消磁电路生电流,流过继电器内的电感,产生磁场,使继电器开关闭合,瞬间220V电压通过消磁电阻PR901加到消磁线圈上形成回路PR901为热敏电阻(正温度系数电阻),电阻随温度的升高而升高,产生衰减电流,(如图2-4所示)通过粗电感线圈(绕在CRT的周围),使电磁量减小,达到消磁的目的IC101中的DEG引脚电压消失后,Q902截止,继电器开关断开,消磁结束D905起泄放作用图2-4消磁电路中的衰减电流
3.桥式整流电路(如图2-5所示)电路分析当输入正弦波的正相部分时,输入端上正下负,其电流的走向为输入端的正极性—>D2—>RI—>D4—>输入端的负极性当输入正弦波的负相部分时,输入端上负下正,其电流的走向为输入端的正极性—>D3—>RI—>D1—>输入端的负极性从以上分析可知负载电图2-5桥式整流电路阻RL输出电压为上正下负负载输出电压波形如图2-6所示图2-6负载输出电压波形机型A991U/V的桥式整流电路(如附图所示),BD901是整流桥硅堆,C950为电源滤波电容交流电网的输入电压经BD901和C950整流滤波后输出为300V左右的直流电压
4.PFC(POWERFACTORCONTROL)电路它的作用是提高功率因数,有效地利用电源,避免对电网造成干扰,具有节能的作用电路主要由IC905以及__电路组成(如附图所示),图2-7为芯片IC905MC33260外观图图2-7MC33260外观图IC905各引脚的功能1F.B反馈端D908的负端输出电压通过R
951、R
950、R949(这几个电阻阻值很大,相当于断路,只有部分电流流过)接到F.B端,提供一个反馈电压,当电压频率与同步__频率不一致时,F.B调整内部工作,使PIN7GATE提供的方波__频率与同步__一致
②V.C
③C.T
④C.S外接振荡电容C
946、C947,使内部产生锯齿波,从而使GATE端输出方波
⑤SYNC同步__
⑥GND接地
⑦GATE输出方波脉冲通过Q910开关管高电平时Q910导通低电平时截止当Q910导通时,BD901电压通过L908,对L908充电;当Q910截止时,L908通过R949,R958,R951放电
⑧Vcc电源SYNC+__通过C951耦合,D920整流,分两路,一路输入到Vcc作为启动电压,一路对C952充电,C952充电完后再放电因为IC负载很大,根据τ=RC,放电慢,时间远大于充电时间,与稳压管ZD905共同作用为IC905提供稳定的启动电压使电压稳定在16V左右
5.开关电源电路如附图所示A991U/V19英寸数控彩色显示器的开关电源电路有两个,一个是专为CPU和显象管灯丝供电的主电路,另一个为行、场扫描电路和视频放大电路供电的后级电源,这两个电源都是以场效应管和脉宽调制集成电路(UC3842)为核心组成,UC3842是一块内部含有振荡器、振荡整形器、推挽输出器、过电流、电压保护电路等功能的集成电路图2-8为UC3842的内部结构方框图
5.1UC3842各引脚功能1COMP内接误差放大器输出端,通常该脚与2脚之间接反馈网络2F.B反馈电压输入端此脚与内部
2.5V基准电压进行比较用来控制脉冲宽度图2-8UC3842的内部结构图2-9UC3842外观图3IS电源传感端该脚电压大于1V时芯片会停止输出达到保护开关管的目的4CT/RT内接振荡器,外接RC元件以决定振荡频率5GND接地6O/P脉冲输出端7VCC电源端,当供电低于16V时,芯片不启动,此时芯片耗电在1__以下,芯片工作后,此脚电压可以在10V~30V之间变化,低于10V停止输出,正常工作时耗电15__左右8VREF基准输出端,此脚可输出稳定的5V电压,电流可达50__
5.2电源的启动过程在开机瞬间Q904导通,经C
908、D909滤波整流后加到IC901的第7脚,使IC901内部的振荡器起振振荡方波经整形、电压放大后从IC901第6脚输出方波脉冲,促使开关管Q901起振,完成电能和磁能的相互转化,通过变换器T901,产生数控彩色显示器灯丝和数控电路正常工作所需的两种直流电压,并完成对IC901的自给供电自给供电电路是由T901的次及绕组、R
913、D906等器件组成
5.3稳压(过压保护)的工作原理当电网上升或负载变轻时,开关电源输出端的电压就有上升的趋势,经R
938、R
940、R
944、VR
902、C939反馈到IC902(TL431电压调节器如图2-10所示)第3脚的电压也上升,则第2脚的输出电压将下降,光电耦合器件IC903(PC12__Y2)内部发光二极管的偏置电压将加大,通过该二极管的电流将增大,发光二极管的亮度加强,光敏三极管的内阻减小,R912两端的电压上升,IC901内部方波振荡器的振荡幅度下降,开关管Q901导通时间缩短,输出电压下降,达到稳压的目的IC901第1脚外接的R
909、C917可将UC3842内部误差放大器的输出__反馈到输入端,对放大器的放大倍数实施控制,防止放大器产生自激振荡反之,当电网下降或负载变重时,开关电源输出端的电压就有下降的趋势,R
938、R
940、R
944、VR
902、C939反馈到IC902第3脚的电压也下降,通过该二极管的电流将减小,发光二极管的亮度减弱,光敏三极管的内阻加大,R912两端的电压下降,IC901内部方波振荡器的振荡幅度将上升,开关管Q901导通时间延长,输出电压上升,实现稳压的过程当OFFMODE(关闭行场)或SUSPEND(睡眠)状态时,CPU的第2脚或第3脚输出低电平,Q911截止,使得IC902第3脚电压上升,使得IC901内部方波振荡器的振荡幅度下降开关管Q901导通时间缩短,输出电压下降,(其分析方法与上同)从而使显示器在OFFMODE或SUSPEND时维持更低的功耗图2-10TL431电压调节器该稳压电源是自激振荡型的开关稳压电源,但它的频率又被从外界输入的行同步__所同步,T902的一脚输出端同步__SYNC+经R
922、D
911、C918进入IC901的第4脚,强迫IC901内部振荡器的振荡频率与输入同步__同步
5.4过流保护工作原理在Q901S极穿入一个很小的取样电阻R919,当流经Q901的电流超过一定值时,在R919两端产生的压降随之上升,经R920反馈给IC901的第3脚的电压也上升,当此脚电压超过1V时,IC901内部比较器会使得第6脚停止输出方波,从而起到过流保护作用
5.5直流电压输出D
912、D
913、D
918、C
921、L903等器件构成高频整流滤波电路,将电源变压器T901送来的高频脉冲电压整流、滤波成直流电压输出该电源的输出电压有180V、75V、16V、12V、
6.5V、5V、-10V,180V电压是供视频放大电路用的,75V电压是行推动电路电源电压,16V电压是场输出电路电源电压,12V电压是视频放大预处理电路电源电压及HEF4856工作电压,
6.5V电压是彩色显象管的灯丝电压,5V电压是集成芯片正常工作的供电电压,-10V为偏置电压
5.6节电控制电路(如下图2-1116V控制电路所示)在正常工作情况下,由CPU第3脚送来的节电控制__SUSPEND为高电平,则开关管Q909导通,Q908B极为低电平,Q908导通,16V电压被接通,经IC904
(7812)三端稳压器输出12V电压供负载使用当SUSPENDMODE或STANDBYMODE时,CPU的第3脚输出低电平,Q909截止,Q909C极为高电位,即Q908B极为高电位,Q908截止,使16V电压被切断,行场停止扫描
6.5V控制回路(如图2-12)工作原理与16V控制回路工作原理一样,在ONMODE下,CPU的第2脚输出高电平,Q
913、Q912导通,
6.5V电压被接通,供灯丝使用在OFFMODE下,CPU的第2脚输出低电平,Q
913、Q912截止,
6.5V电压被切断,CRT(阴极射象管)不工作图2-1116V控制回路图2-
126.5V控制回路第三章CPU部分第1节概述IC101(NT6865)是显示器的CPU(__nterPro__ssUint)它具有以下功能
1、检测行场频,以及行同步__和场同步__的极性
2、按键扫描控制功能
3、尺寸控制和画面清晰度以及内部数模转换和I2C总线控制
4、CS电容切换控制
5、节能控制当CPU检测到某个扫描模式,它就从E2PROM(IC102)取得相关数据,并输出电压来控制几何和画面清晰度如果按键被压,CPU将执行相应的按键功能例如,如果按住功能键,CPU就改变不同的值来控制屏幕的尺寸(水平尺寸、垂直尺寸等)第2节NT6865引脚功能介绍NT6865是42脚双列直插式封装其各引脚功能如下
1、MUTE(pin1)切换画面时,瞬间产生产生黑屏,用来保护画面正常工作时为低电平,切换画面的瞬间为高电平图3-1NT
68652、OFF(pin2)、SUSPENDpin3两脚均为节能控制脚,正常工作时均为高电平,当OFF为低电平时,关闭行扫描和场扫描,当SUSPEND为低电平时,关闭行扫描
3、RESET(pin4)复位脚
4、VCC(pin5)、V33pin6NT6865为双电源供电
5、GND(pin7)接地
6、OSC0(pin8)、OSC1pin9外接晶体振荡器,提供芯片的工作频率
7、SDA(pin10)输出串形数据线,SDA(pin25)输入串行数据线;SCLpin11输出串行时钟线,SCLpin26输入串行时钟线
8、MODEL(pin12)无用脚,接地
9、KEYA(pin13)、KEYBpin14飞梭型功能键由于飞梭型功能键造价高,所以本机型不采用飞梭键
10、pin15不用,接高电平
11、ABL(pin16)自动亮度控制
12、FUNC(pin17)功能键检测脚
13、BL-P(pin18)、TL-Ppin
19、TR-Ppin
20、BR-Ppin
21、PURpin22色纯调整
14、H-LIN(pin23)行线形校正
15、ROT(pin24)旋转画面BRITEpin29亮度调整
16、CS0~CS5S形校正电路的电平输入
17、H-OUT(pin34)行同步__的输出V-OUT(pin33)场同步__的输出
18、H.Spin41行同步__的输入V.Spin42场同步__的输入
19、H.Cpin
39、V.Cpin40调整显示器的部分收敛
20、R(pin37)、Gpin38显示橙灯、绿灯
21、DEG(pin36)消磁第3节CPU的__电路
1.屏幕保护主电路(如图3-2所示)电路分析正常工作时,MUTE为低电平,开关管Q707截止,12V电压经R719分压,D705整流,ZD701稳压,加至Q705E极,实测Q705BE电压即VEB=
0.6220,所以Q705PNP管导通,逆程变压器T40__in4输出电压经R723分压,加至G1电压为-
15.54V,CRT正常工作黑屏(切换画面)时,MUTE为高电平,开关管Q707导通,所以Q705接地,实测E极电压即VE=
0.004V,VB=
0.437V因为VEB=-
0.433V0所以Q705截止逆程变压器T40__in4输出电压直接输送给G1,实测G1电压为-
160.6V所以CRT电子束轰击荧光屏能力太弱出现黑屏现象G1(栅极)电压对阴极的电位是负极性的,改变此电位,可以控制由阴极发射电子束电流的强弱,G1电压的绝对值越大,电子束电流越小,则屏幕越暗
2.黑屏保护辅助电路(如图3-3所示)电路分析当正常工作时,MUTE为低电平,通电测Q205的VCB=
4.44V,即Q205工作在开关状态,则Q205的导通与截止受HDRV(HDRVIC401的第8脚,行驱动)支配,HDRV的输出为频率等于行频的方波,当HDRV为高电平时,Q205导通,为低电平时,Q205截止Q206在正常工作条件下,测得Q206的VCB=-
15.28VEB=0V此时Q206工作在放大区即Q205C极输出__通过C207耦合到Q206B极再通过Q206放大后从C极输出经C208进行高频补偿C208对高频相当于短路可直接流过而R224对直流有衰减再经变压器T902耦合形成SYNC+__反馈到IC901的CT/RT上达到同步D202为C207的泄放二极管当关机后C207剩余能量经D202R222R223损耗掉以免损伤元件.当MUTE为高电平时切换画面瞬间则Q205B极电压升高测得Q205的VCB=-
0.744VVBE0则Q205处于饱图3-2黑屏保护主电路和状态,IB对IC影响较小,相当于Q205IC没有输出,则没有同步__SYNC+反馈到IC901的CT/RT上,则IC901无法跟踪行频,使得O/P没有输出
3.亮度控制电路(如图3-2所示)电路分析通过调整OSD(onscreendisplay)中的bright调节亮度选项,通过增大,减小bright的值,可控制屏幕的亮度CPUpin29brite的输出波形为方波,duty(占空比)随bright值的增大而减小,输出方波经C112滤波,R721分压加至Q706,Q706的各极电压随brite值的变化而变化,当brite由100减小为0,测得VEB=
0.635~
1.085V所以Q706一直处于导通状态而B极电压变化Q706导通程度也随之发生变化即Q706相当于变电阻Q706B极电压增大内阻也增大则G1栅极电压由
0.056V~-
28.22V因为阴极与栅极之间的压差降低亮度减小图3-3黑屏保护辅助电路
4.功能键选择电路(如图3-4所示)图3-4功能键选择电路电路分析SW102~SW105为按键,当按下键后,加在FUNC上的电压不同按SW102,VFUNC=
4.87V;按SW103,VFUNC=
3.263V;按SW104,VFUNC=
2.733V;按SW105,VFUNC=
1.780V;FUNC检测到不同的电压,则进入与之相应功能中SW102——进入OSD界面SW103——右移或参数增大SW104——左移或参数减小SW105——退出OSD界面
5.RESET(复位)电路(如图3-5所示)电路分析当正常工作时,实测reset脚输出
2.939V电压当给reset脚接地时显示器一直处于复位的状态说明
2.939V是reset的门限电压当低于此电压时显示器处于复位状态这是通过实测数据来说明问题的,现在我通过reset的__电路(图2-5所示)来说明在开机瞬间,
6.5V电压相当于频率很大的脉冲(对电容相当于短路)迅速通过C
113、R126分压加至Q101的B极,则Q101导通,reset检测到低电平,显示器复位正常工作时,
6.5V电压对C113充电,无电压加至Q101B极,Q101截止,reset本身输出
2.939V电压来提供显示器正常工作我们来做一个实验,当把Q101的C极断开,显示器还正常工作当正常工作或不正常工作时,V33的电压都由reset的内部输出电压
2.939V提供,若把V33脚断开,则显示器不工作,因为V33没有reset供电
6.调整色纯电路(如图3-6所示)电路分析这里只对BL-P及__电路进行分析,其余3个分析方法与此同理BL-P为显示器左下脚色纯调整,即通过调整OSD画面上的BL-P的值,使加在显示器左下脚线圈的输出电流产生变化,继而产生变化的磁场,使红、绿、蓝三个电子枪打出的电子束速度不同,造成色纯变化,色图3-5RESET(复位)电路纯如何变化,请看图2-5以及实测进行如下分析当调OSD的BL-P的输出波形(频率为行频)的占空比随值的增大而增大,输出的方波通过R
138、R
143、R
233、C
115、C212分压滤波加到IC202图3-6色纯调整电路(LM324内部集成有4个电压比较器的集成芯片)的其中一个电压比较器的第5脚,作为此比较器的基准电压,第6脚电压由Q209E极输出电压,经线圈反馈过来,第6脚电压与第5脚电压进行比较后由第7脚输出一电压到Q
209、Q210所组成的OTL(推挽放大器)电路中,当IC202第7脚输出一个正极性电压时Q209导通,负极性时,Q210导通其电流方向如上图所示,实线为Q209导通时线圈电流流向,虚线为Q210导通时线圈电流流向表3-1为电压比较器各脚电压及Q209E极输出电压表3-1电压比较器各脚电压及Q209E极输出电压BL-PPin5电压VPin6电压VPin7电压VE电压V0~
1000.021~
4.
960.22~
4.95-
5.49~
4.14-
4.16~
4.14附:当IC202第7脚电压约为0V时第5脚为
2.53V第6脚为
2.53VQ209E极电压为
0.08V上表说明IC202第6脚的电压经反馈后,电压与第5脚电压相等,且此电压为
2.53V时,为第7脚输出电压极性正或负的临界点,大于
2.53V时,第7脚输出正极性电压,小于
2.53V时,输出负极性电压
7.显示器部分收敛电路各地地磁场差别很大,尤其是南北方向相距越远,差别就越明显,另外显示器要求屏蔽比较严格,屏蔽的金属结构、材料所产生的磁场对红、绿、蓝三个电子枪打出的电子束有着不同程度的影响,也会造成会聚精度下降和色纯度变坏CPUpin
39、pin40分别为行会聚和场会聚,调整原理与色纯调整原理一样
8.自动S校正电路工作原理虽然在均匀变化磁场控制下电子束的偏转角速度是均匀的,但因显象管屏幕的曲率半径大于电子束的偏转半径,使电子束在屏幕上单位时间扫描过的距离不相等,在相等角速度时,电子束越接近边缘,则扫描的距离越长,光栅水平方向上的这种延伸性失真,在接收方格图象时表现为两边宽中间窄为了克服这种失真,通常在显示器偏转线圈电路中对地串联S校正电容CS,让偏转电流预先校正成S形状,使屏幕边缘的扫描速度减慢,从而可以校正延伸性失真由于多行频同步显示器输入__的行频变化范围很宽,即从
15.6kHz到45kHz,因此,如果行偏转电路里仍串联固定不变S校正电容,就无法保证在不同行频时光栅不同程度的延伸性失真都能得到相应的校正量,所以,在多行频显示器中设置一个随不同行频而变化的S校正自动补偿电路,这就是当行频升高时,与偏转线圈相串联的电容CS会自动减小,从而实现自动S校正A991U/V机型的S校正电路如附图所示电路分析当IC101pin32CS1输出为高电平时,Q415导通,Q429的G极为低电平,则Q429截止,C431电容对地失效,当CS1输出为低电平,Q415截止,Q429的G极为高电平,则Q429导通,电容C431对地同理其余4路的分析与CS1一样分析CS为C
431、C
433、C
435、C
437、C439之间的对地电容之和表3-2为显示器正常工作时S校正电路中开关管随频率(timing)改变时的导通与否的实测值表其值大于
0.7V,则此开关管导通,小于
0.7V,则此开关管截止表3-2开关管导通或截止与频率的关系timing116140151153Q415VB(V)
0.
0074.
914.
910.007Q416VB(V)
0.
0080.
0024.
900.008Q417VB(V)
0.
0084.
914.
914.91Q418VB(V)
0.
0373.
53.
4990.037Q419VB(V)
0.
0373.
643.
633.639Q429VG(V)
16.
00.
0130.
1316.20Q430VG(V)
16.
016.
210.
1316.20Q431VG(V)
16.
00.
0180.
130.018Q432VG(V)
16.
00.
0180.
1316.20Q433VG(V)
16.
00.
0130.
130.012第四章扫描电路第1节概述
1.扫描电路的功能彩色显示器扫描电路的功能是给行、场偏转圈提供线形良好,幅度足够,且分别被行、场同步脉冲__所同步的锯齿波电流,从而保证在彩色显象管的荧光屏上形成宽高比正确,线形良好的光栅彩色显示器的扫描电路通常是由同步电路、振荡器、放大器和输出电路等部分组成我所研究的机型A991U/V除了行扫描放大、输出电路外、均集成在TDA4856(IC401)和TDA8172(IC601)两块芯片上
2.TDA4856简介TDA4856是一块32脚热塑封装双列直插式集成电路,控制着所有与行、场有关的功能,内部同步__处理器配合很强的几何校正功能,使得TDA对性能优良的显示器非常适用引脚功能说明如表4-1所示表4-1TDA4856引脚功能引脚号引脚名功能1HFLB行逆程反馈__输入2XRAYX射线辐射保护控制3BOPB+误差放大输出4BSENSB+控制电压比较输入5BINB+控制误差放大输入6BDRVB+控制驱动__输出7P-GND电源地8HDRV行驱动__输出9XSEL选择输入为高压保护10VCC提供电压11EW东西控制波形输出12V02场驱动__输出213V01场驱动__输出114V-S场同步__输入15H-S行同步__输入16CLBL视频箝位脉冲/场消隐输出17H-UNLOCK行输出异常时,锁住IC18SCLI2C总线时钟输入19SDAI2C总线数据输入20ASCOR未接21V__OD场高压变动率补偿22V-A__外接电容,场增益控制23V-REF基准电压24V-CAP外接电容,作场振荡25S-GND__地26H-PLL1第一锁相环滤波27H-BUF缓冲f/v(频率转换电压)输出28H-REF基准电压29H-CAP外接电容为行振荡30H-PLL2第二锁相环滤波31H__OD行高压变动率补偿32FOCUS行场聚焦控制电压输出
3.TDA4856功能行部分a、能够根据输入的不同__进行适应性调节b、设有两个锁相环c、允许最高行频为150kHzd、有x射线保护功能e、I2C总线控制着行部分工作周期、行相位、行幅场部分a、设有场振荡__发生器b、自动增益控制,场频率范围为50-160Hzc、有场相位和场幅度跟踪设置d、I2C总线控制着场幅、场相位、S型校正e、对电流变化能够进行补偿几何形状校正a、TDA4856内部有一个场抛物波发生器,用来控制水平针垫失真,梯形失真,角缘校正b、水平相位控制及平行四边形校正c、能够对行场动态聚焦进行调节综合性图4-1TDA4856外观图a、有性能良好的行场同步__处理器b、供电电压为12V,基准电压为5Vc、经芯片内部处理后,行场同步__输出d、有读取、写入信息交互界面e、设有B+调节单元第二节行扫描电路
1.行扫描电路的基本组成行扫描电路电路的基本组成是自动频率控制(AFC)、行振荡和行激励和行输出电路等另外,还有附属的高压产生电路和中、低压电源电路等(我所研究的机型A991U/V,高压产生电路和中、低压电源电路不是由行输出的逆程脉冲电压产生的,而是采用高压分离电路,此电路在后一章中介绍)AFC电路、行振荡电路集成在TDA4856芯片内由于行激励和行输出是工作在大电流、高电压的状态,所以,这一部分电路一般是由分立元件组成行扫描电路的组成框图如图4-2所示图4-2行扫描组成框图
2.行激励电路行激励电路又称行推动电路,它是一个脉冲功率放大电路行激励在行扫描电路中的作用是将行振荡电路输出的行频矩形脉冲进行整形放大,输出足够的功率去控制行输出管工作在开关状态由于这两个电路都是工作在大电流、高电压的状态下它们的耗电量占整个彩色显示器耗电量的一半以上,所以,行输出电路的效率直接影响到彩色显示器的效率,为了提高彩色显示器的工作效率,行激励管和行输出管都是工作在开关状态下从行激励电路图可见,行激励电路是以行激励管Q409和行激励变压器T401为核心组成的,行激励变压器是行激励级和行输出级之间的耦合变压器,利用行激励变压器可以实现脉冲电压和脉冲电流的变换行激励管集电极脉冲电压有十几伏到几十伏不等,行激励变压器可将行激励级输出的高电压小电流__,变换成低电压大电流__加在行输出管Q410的基极,以满足行输出管导通和截止对激励电流的要求同时,行激励变压器在电路中还起到阻抗变换的作用,有利于行激励级输出足够的功率到行输出级
3.行输出电路行输出电路在电路中的作用是为行扫描线圈提供频率稳定,线形良好,幅度足够的行扫描锯齿波电流该电路主要是由行输出三极管Q
410、阻尼二极管D
412、逆程电容C
424、行扫描线圈H-DY等变压器组成
3.1行扫描输出级电路的等效电路和工作波形因行输出管工作在开关状态,可等效为理想的开关K,等效电路中的二极管D阻尼二极管,它也是工作在开关状态电容C为行扫描逆程电容,H-DY为行偏转线圈,由于行频的频率较高,行偏转线圈的感抗较大,线圈的电阻可忽略不计Ec为提供行输出工作的电源行扫描输出级的等效电路和工作波形如图4-3所示图4-3行输出级等效电路和工作波形a、在t1~t2期间当Ube处在t1~t2时,行输出管饱和导通,开关K闭合流过行偏转线圈的电流IY和行输出管的集电极电流IC的波形一样在LY中的电流是由零线性增长至最大值ICP的,将输入的电场能量转化为磁场能量,并完成电子束扫描正程的一半b、在t2~t3期间当Ube处在t2~t3时为负值,行输出管截止,集电极电流IC有最大值突变为零,由于电感的作用,线圈中LY的电流IY将向C充电,将C充成上正下负的电压随着充电过程的继续,C上的电压UC越来越高,充电电流IY越来越小,至t3时刻,UC达到最大值,IY却减到最小值零,LY中的磁场能量转变为电场能量t2~t3时间正好是LYC并联谐振回路自由振荡周期的四分之一c、在t3~t4期间当Ube处在t3~t4时,C向LY放电,LY中电流IY的流向改变,且不断增大,随着放电过程进行,C上的电压UC逐渐减小,至t4时刻UC减小到零,LY中电流IY则达到反向最大值T3~t4时间正好是LYC并联谐振回路自由振荡周期的另一个四分之一d、t4以后t4以后,IY开始反向充电,这种周而复始的充放电过程就是LYC并联谐振回路自由振荡过程在t2~t4期间完成行扫描的逆程由于阻尼二极管D的存在,LYC并联谐振回路自由振荡在经历了二分之一后,不在继续振荡下去这是因为,当负UC的电压达到阻尼二极管的导通电压时,阻尼二极管自动导通,电容C的充放电结束,IY经阻尼二极管所形成的回路放电,在t4~t5期间,IY线形地变为零,并完成正程扫描的另一半T5以后,又开始新一轮的充放电过程综合以上四点,一个完整的行扫描周期由三段组成阻尼二极管D导通期间,完成显象管电子束由屏幕左边往中心的正程扫描;行输出管导通期间,完成显象管电子束由屏幕中心向右边的正程扫描;偏转线圈和逆程电容的自由振荡半周期控制电子束的回扫运动,完成逆程扫描
4.电路分析
4.1行扫描电路(如图4-4所示)线路说明以上电路包含行振荡、行激励和行输出电路Q
403、Q404组成OTL推挽功率放大器,Q409为行激励管,T401为行激励变压器,激励的工作方式为反极性激励,Q410为行输出管,D412为阻尼二极管,C
424、C
425、C427均为逆程电容,H-DY为偏转线圈行激励级对IC401pin8送来的行驱动脉冲__经C408耦合到Q
403、Q404B级进行功率放大,经R
444、R438电阻匹配,加至Q409G极,使其工作在开关状态Q409D极输出的矩形脉冲再经激励变压器T401耦合到行输出级由于行输出级需要足够的激励电流才能保证工作在开关状态,T401就是起到放大电流的作用,图4-4行扫描电路它将Q409D极输出的大电压小电流转换为低电压大电流输出,为行输出管提供较大的基极电流同时T401还起到隔离作用,减小后级对前级的干扰和起阻抗换作用
4.2行扫描线性补偿电路(如图4-5所示)原理分析如果把偏转线圈看作理想的电感,把行输出管和阻尼二极管看作是理想的开关,那么当电源电压固定不变时,行偏转电流是线形变化的,但实际的行偏转线圈存在着内阻,行输出管和阻尼二极管本身都有一定的内阻,随着行扫描电流IY的增大,行扫描电流就会逐渐偏离直线,这时,直接加到偏转线圈LY上的电压减小,扫描电流增加的速度变慢,故光点扫致屏幕右侧时的速度变慢从显示图象上可以看到,当主机输出方格__时,本来应该是大小一致的方格变为右边的方格小,左边的方格大行扫描输出级简化电路和输出电流波形如图4-6所示图4-5行扫描线性补偿电路图4-6行扫描输出级简化电路从上图行扫描简化电路可知(4-1)显象管给定后,偏转功率指数SH=LYIYPP2就确定,式中IYPP=(VCC/IYPP)TS若LY增大4倍,则要求IYPP减小1/2,即要求VCC增大2倍,可见若LY做得很大,则电源电压也要求加大由此可知,扫描电流非线形是不能完全避免的,必须在电路上采取措施,对扫描电流非线形引起的失真进行补偿,维持VCC/LY不变偏转线圈上的压降VC等于电源电压VCC减去电阻两端的电压,即VC随IY增大而减小LY是行偏转线圈的电感量,其值固定,如果在LY上串联一个可变的电感LO,则偏转电路总电感L=LY+LO,如果IY增大时LO减小,则VC减小的同时L也减小,因此,可以使得扫描电流的变化率维持不变,获得线形扫描电流电路说明T402初次级可理解为两个电感从IC101pin23(此脚的输出波形为频率为行频的方波)通过比较器(IC804)比较及Q804放大,输入到T402的第3脚,从而使T402初级流过电流,即在初级有磁通,作为次级的附加磁通,调节磁饱和,T402的次级电感量LO随电流I变化的曲线如下图4-7所示
4.3高压保护电路(如图4-8)图4-7T402的电感特性图4-8高压保护电路电路说明IC401pin2为x射线保护输入端,x射线保护电路的取样__取至行逆程脉冲,输入的行逆程脉冲由行输出变压器T403的中间抽头取出,经R
727、D
708、C717分压、整流和滤波后,得到一个直流电压当阳极高压在正常的范围内时,行逆程脉冲经R
727、D
708、C717分压、整流和滤波后的直流电压不足以使ZD702击穿,控制__加不到IC401的第2脚上,X射线保护不起作用反之,当阳极高压超过正常值时,行逆程脉冲通过行输出变压器送出的__,经R
727、D
708、C717分压、整流和滤波后的直流电压大于
6.2V,使ZD702击穿,控制__通过R
718、D
405、R403进入IC401的第2脚,该脚内部的x射线保护电路起作用,停止输出行激励__,行输出电路将停止工作,阳极高压消失,起到保护彩色显象管和防止x射线的作用
4.4动态聚焦电路(如图4-9所示)原理分析由于电子束偏转半径与屏幕曲率半径的差异,使画面中心与周围的清晰度不一样动态聚焦电路就是要做到显象管有效显示__图4-9动态聚焦电路内各点的聚焦调整到最佳值,就必须将一动态电压加到聚焦极,动态地调整电子透镜到荧光屏的不同点的焦距,以实现边缘良好聚焦不同显示点所需聚焦电压关系曲线如图4-10所示电路说明此电路包含行动态聚焦电路和场动态聚焦电路,最终叠加在一起从IC401pin32(focus)输出的场抛物波经C707耦合到Q701B极,再经Q701共射放大后输出到T404第4脚,和从T404初级感应过来的行抛物波叠加后,送往行输出逆程变压器FBT,与静态focus电压叠加后送往CRTQ701为场抛物波放大管,R
707、R
708、R
710、R711为偏置电阻,D702起保护作用,C
709、C
710、C707起耦合作用第三节场扫描电路
1.场扫描电路的基本组成场扫描电路是由场同步、场振荡,场频锯齿波电压产生器、场激励、场线形补偿、场输出和自动场幅控制等电路组成由于我所研究彩色显示器场同步、场振荡、场频锯齿波电压产生器、场线形补偿、自动场副控制电路都集成在芯片TDA4856(IC401)内部,场激励和场输出电路集成在TDA8172(IC601)内部,所以,场扫描电路的结构相当简单没,性能可靠,图4-10不同显示点所需聚焦电压关系曲线且调试方便,故障率低TDA4856芯片的功能已在第一节中作了介绍,下面将对TDA8172芯片功能作介绍
2.TDA8172引脚功能介绍
①-I/P(pin1)、+I/P(pin7)场扫描锯齿波__输入端
②VCC(pin2)供电脚,供电电压有12V
③GND(pin4)接地
④VF(pin3)场逆程反馈__输出脚,提供给IC802pin10作为场消隐__
⑤+O/P(pin5)场扫描锯齿波电流输出端
⑥pin6基准电压
3、场扫描电路(如图4-11所示)电路说明IC401pin
12、pin13输出的场锯齿波振荡__经R
603、R
604、R
605、R608阻抗匹配后送到IC601pin
1、pin7,再经IC601放大后由pin5输出去驱场偏转线圈V-DY,实现场扫描,R614为泄放电阻,在关机后对V-DY中的电流进行泄放NR601为负温度系数电阻,起场线性补偿作用图4-11场扫描电路第五章高压分离电路第1节概述普通显示器输送给显象管的阳极、聚焦极、加速极(G2)、栅极(G1)的正常工作电压是由行逆程脉冲产生的而A991U/V显示器是一种新型显示器,它的阳极高压,聚焦电压、G
2、G1不是通过逆程脉冲产生,而是通过IC芯片HEF4538(单稳态多谐振荡器)及__电路来产生,这种电路我们把它叫做高压分离电路采用高压分离电路的好处是阳极高压、聚焦电压、G
2、G1稳定,受行频影响不大而普通机种受行频影响大,高、低频阳极高压相差1kV左右第二节普通显示器高压产生电路原理由图4-3可知,在行扫描逆程的时间内,由于IY由正的最大值ICP在很短的时间内变为负的最大值ICP,电流的变化率很大,在行偏转线圈的两端将产生很高的感应电动势,使行输出管的发射极和集电极之间要承受很高的脉冲电压,此电压称为逆程反峰压逆程反峰压的大小可用公式(5-1)进行计算式中UCP为逆程反峰压,TH为行扫描周期,Tr为行扫描逆程时间,EC提供给行扫描输出的电源电压若用TH=64us,Tr=12us代入上式,可计算得UCP约等于
7.8EC,即行输出管集电极上反峰电压为电源电压的7~10倍如果采用24V电源供电,则逆程反峰压在200V以上,对于供电电压在100V以上的彩色显示器,行逆程反峰压将在1000V以上因为逆程反峰压很大,如果将行扫描的逆程反峰压通过变压器,经整流、滤波后输出,可为彩色显象管正常工作提供所需的阳极高压、加速极和聚焦极的中压、以及栅极负压从上面的分析可见,行逆程反峰压的大小由行扫描周期(TH)和逆程时间(Tr)来确定由于逆程时间(Tr)与逆程电容有关,而逆程电容已定,,则逆程时间也已定所以行逆程反峰压的大小只与行扫描周期有关系,即与行频有关目前,市场上流行的显示器多为多频显示器,当频率改变时,则行扫描周期也随着改变,逆程反峰压变化很大,经FBT(逆程变压器)后输送给彩色显象管正常工作所需的阳极高压、加速极和聚焦极的中压、以及栅极负压变化很大,影响显示器显示效果第三节高压分离电路
1.HEF4538工作原理HEF4538是一种上升沿/下降沿触发的单稳态多谐振荡器,输出的脉宽由T
1、T2的外接Cx、Rx决定,其内部电路如图5-1所示,外观图如图5-2所示A复位过程在复位端CD加入低电平,RS触发器1发生翻转,QR翻转为高电平,翻转为低电平,从而使RS触发器2R端置1,RS触发器2复位,Q端置0,g1为低电平,所以Q1管(P沟道MOS管)导通,VDD向电容Cx迅速充电,直到Vc=VDD,停止充电B触发的工作过程CD端为高电平,当A端的上升沿或B端的下降沿(即TR端上升沿)来到时,g2翻转为高电平,Q2管(N沟道MOS管)导通,Cx通过Q2管迅速放电,当Cx上的电压Vc下降到ControlCircuit内部门限电平VC2时,图5-1HEF4538内部电路图5-2HEF4538外观图Qc端翻转为高电平,翻转为低电平,致使RS触发器2的Q端翻转为高电平,电路进入暂稳态当Vc下降到ControlCircuit内部另外一个门限电平Vc1时,g2翻转为低电平,Q2管截止,同时,VDD经Rx向Cx充电,其充电时间为τ(τ=Rx·Cx),Cx两端电压上升,当Vc≥VC2时,Qc翻转为低电平,翻转为高电平致使RS触发器2翻转(Q=0,=1),暂稳态结束,而Vc随Cx充电升高到VDD为止,电路回到稳态电路工作波形如图5-3所示,真值表如表5-1所示
2、高压分离电路(如附图所示)分析电路说明集成芯片HEF4538内部有一对单稳态多谐振荡器,工作电压为12V,CD、B、T2由12V供电,这说明这六个脚都接高电平,A端接HFBL(IC401pin1行反馈逆程脉冲),其输出波形为频率等于行频的方波,Q、为PWM(脉宽调制)输出端,由PWM来控制两个开关管和FBT图5-3HEF4538各引脚的工作波形(逆程变压器)产生高压pin11B除了接高电平外,还从pin6Q经电容C446接过来,C446起波形延迟作用根据单稳态多谐振荡器的工作原理可得各输出点的波形,如图5-4所示pin6输出波形经C
459、D423加到Q425的B极,pin
7、pin9分别通过二极管D
427、D418也加到Q425的B极,D
423、D
427、D
418、R
488、12V电源组合起来为三输入与门电路这三个__相与之后经Q
425、Q426OTL推挽放大后加到开关管Q428的G极pin
7、pin10输出波形分别经D
426、D417加到Q423的B极,D
426、D
417、R4__、地端组合起来为二输入或门这两个__相或之后经Q
423、Q424OTL推挽放大后加到开关管Q428的G极开关管Q
427、Q428以及FBT(逆程表5-1真值表变压器T403)的初级线圈、电容C
449、220V的电源组成LC振荡电路,此电路的等效电路如图5-4所示当开关K
1、K2断开,或K2闭合,K1断开,电路均处于处于LC自由振荡状态,其实测T403第一脚的电压瞬间可达1kV的脉冲电压,(此电压的产生原理与普通显示器产生逆程反峰压原理一样,在这里就不详细介绍,请看式5-1就可说明之)T403可对此脉冲电压进行变压,再经二极管整流、电容滤波后,为彩色显象管的阳极、聚焦极、加速极、栅极提供正常工作时所需的各种电压稳压原理当行频变大或由于某种原因使得阳极高压上升,经LM358组成的电压跟随器(电压跟随器的特点是输入阻抗大,输出阻抗小,能真实地将输入__传输出去)输入到一个由LM358组成的输出阻抗可变的运算放大电路中,使得IC701pin2输出阻抗减小,而Cx充电时间常数t=Rx.Cx,从而使得TWM的占空比减小,同时阳极高压也减小,以此来稳定电压图5-4高压分离各点的输出波形图5-5LC振荡电路的等效电路图第六章视频__处理第1节概述视频__处理电路的功能是将计算机显示卡送来的__处理成彩色显象管R、G、B三个电子枪的控制__,以控制电子枪发射电子束的强度,使彩色显示器能显示出无失真的彩色图象为了使彩色显象管能显示出无失真的彩色图象,视频__处理电路必须满足的条件是⑴放大器的放大倍数(增益)要大,以保证输出视频__的电压幅度满__色显象管满幅调制所需的电压幅度⑵频带要宽,以防止图象边缘出现“振铃”的现象使图象的轮廓变模糊⑶应有对比度调整和控制的装置,以实现对比度的调整和控制⑷应有灰度调整的装置,以实现灰度的调整和控制⑸应有保护输出管的电路,防止彩色显示器内部跳火时产生高压将输出管击穿第2节电路组成
1.视频__处理电路的组成主要是由输入接口、视频__处理器、视频__输出器和彩色显象管附属电路组成图6-1是视频__处理电路的组成框图彩色显示器的视频__处理电路是由专用集成芯片(TDA4887PS、LM2437)加__电路组成的,其中TDA4887PS(IC801)为预视频放大芯片(视频__输入级),它起着阻抗变换和隔离的作用LM2437(IC803)为视频放大芯片__(视频放大输出级),主要任务是完成30~40db增益及宽频带处理电路有三个通道分别用来处理R、G、B三基色的视频__,且三个通道的电路是对称的,研究电路时,只需研究某个通道的电路,其它的电路与它完全一样
2.TDA4887PS(IC801)各引脚功能TDA4887PS是24脚双列直插式封装其各引脚功能如下介绍
①FB(pin1)逆程反馈,由IC802(OSD图形存储芯片)pin12FBKB__反馈过来,使__同步
②OSD-R(pin2)、OSD-B(pin3)、OSD-G(pin4)OSD(onscreendisplay)__的输入图6-1视频__处理电路的组成框图
③CLP(pin5)箝位__输入,为了恢复视频__的直流电压
④B-I/P(pin6)、G-I/P(pin8)、R-I/P(pin10)视频__输入
⑤VCC(pin7)工作电源,GND(pin
9、14)地
⑥BLANK(pin11)行消隐,ABL(pin24)自动亮度控制
⑦SDA(pin12)、SCL(pin13)CPU部分已做介绍
⑧R-VCC(pin15)、G-VCC(pin18)、B-VCC(pin21)R、G、B三枪正常工作时的直流电平,大约为
7.7V左右
⑨F/R1(pin23)、F/R2(pin20)、F/R3(pin17)控制暗平衡(暗平衡时,R、G、B三枪只有直流电压)⑩R-O/P(pin16)、G-O/P(pin19)、B-O/P(pin22)视频__经前置放大后输出第三节电路分析
1.视频__输入电路(如图6-2所示)电路说明R、G、B三个__通道分析原理一样,所以这里只对R通道__进行分析从主机输出来的R__,通过FB802安规电容,R803匹配电阻,使通信接口视频输入端的输入阻抗大约在75~100Ω之间,C803为为隔直流电容,将视频__耦合到IC801第10脚上,作为视频__的输入端,二极管D
805、D806为箝位二极管,__被箝位于
0.7~12V之间
2.行消隐电路行消隐脉冲是为了使显象管阴极发射的束电流在水平回扫期间截止,从而消除行回扫线行输出级电压直接加到IC801第11脚上,测11脚波形为方波,经IC
801、IC803复合整形视频放大后,测IC803的B-O/P、G-O/P、R-O/P输出波形模拟视频__波形如图6-3所示,由模拟视频__波形图可见,模拟视频__中包含有图象__,消隐__和同步__这些__的幅度关系是行同步__占__幅度的100%,黑色电平(消图6-2视频__输入电路隐电平)占__幅度的75%,白色电平占__幅度的
12.5%场同步__幅度与行同步__一样也是100%,但它们的脉冲宽度是不同的,行同步脉冲较窄,宽仅为
4.7~
5.1us,场同步__较宽,宽度可达100us彩色显示器中的同步分离电路正是利用这种幅度与宽度的差别,从混合在一起的模拟视频__中把同步__分离出来图6-3模拟视频__波形
3.自动亮度控制电路ABL(Auto__ticBrightnessControl/Limit)亮度控制就是控制显象管阴极发射电子的多少根据显象管工作特性曲线,显象管发射电子的数量是随显象管栅极与阴极之间的电位差变化而变化的,电位差越大,发射电子越多,反之则越少控制电子的发射量有两种方式
(1)可控制显象管阴极电压,将栅极电压固定;
(2)另一种方式是将阴极电压固定,调整栅极电压当显象管束电流太大时,图象背景亮度加大,会缩短显象管寿命为避免这种情况,可采用ABL电路加以限制ABL控制电压是由显象管高压整流回路取样而来显然,ABL电压的大小和显象管电子束电流大小成反比,因而ABL电压控制阴极电子发射量就可以控制显象管的背景亮度当屏幕背景亮度加大时,显象管电子束电流加大,ABL电压变小ABL电压通过视频处理电路和视频放大电路可使显象管三个阴极(RK、BK、GK)电位升高,而束电流减小,显象管背景亮度下降同理,当背景亮度变暗时,ABL电压变大,显象管阴极电位下降,束电流增加,背景亮度上升,屏幕恢复正常因此,ABL电压可缩小显象管背景亮度的变化范围,它不但限制了过高的背景亮度,使亮度不会太亮,保护了显象管,而且也限制了过低的背景亮度使场暗不下来A991U/V机型ABL电路(如图6-4所示)图6-4A991U/V机型ABL电路电路说明ABL控制电压是从电阻R704和UR
701、R702之间Q点取样,通过电阻R703加到预视放IC801pin24(ABL),控制IC801的电压增益,再通过IC803视频放大来改变显象管阴极电压,从而控制显象管的束电流,即自动控制了背景亮度由于某种原因背景亮度加大(如显象管高压升高或束电流增加),流过电阻R
704、R702的电流加大,电阻R704两端的压降增大,Q点取样电压下降,加到IC801第24脚的电压减小,使IC801的电压增益下降,视放IC803的增益也下降,束电流下降(显象管阴极电压升高),背景亮度变暗同理,当背景亮度变暗,即电子束电流减小时,取样电压升高,IC
801、IC803电压增益加大,束电流加大(显象管阴极电压下降),背景亮度加强,恢复正常因此,只要显象管背景亮度有微小变化,通过自动亮度控制电路的工作都会自动进行调整
4.白平衡白平衡就是彩色显示器重现灰度__图象(黑白图象),要求在所有对比度电平上,各个灰度级别只显示一种标准的白__调,看不出其它色彩白平衡分为暗平衡和亮平衡两种步骤进行调整暗平衡就是调整电子枪的静态工作电压,使三个电子束的截止点移到同一个位置上,称为截止调整,使低亮度时屏幕不带彩色亮平衡就是在暗平衡调整好后,虽然三个电子枪能同时开启或截止,但三个电子束的特性曲线斜率并不一样,另外,三种荧光粉发光效率也不同,所以要进行亮平衡调整,保证彩色显示高亮度单色图象时,屏幕不出现彩色当显象管制成以后,调制特性曲线斜率已定(调制特性曲线斜率是影响亮平衡的主要因素)实现亮平衡只有靠改变各电子枪激励__与幅度来进行补偿白平衡失调就是由于显象管制造的问题,荧光粉的性能差别等因素的影响,使得与黑电平和白电平对应的暗光栅和亮光栅出现彩色显象管制造时的误差使三个电子枪的截止特性不同,如图6-5所示,红束截止电压最大,绿束截止电压最小因此当栅阴极间输入锯齿形视频电压时,红束电流在T1至T2时刻之间未截止,绿束和蓝束被截止,于是荧光粉出现红色只有在T3时刻以后,三个电子束电流都出现,三基色混合才出现白色根据电子管特性可知,改变加速极电压就能改变阴极电流的截止偏压,所以通过调整三个电子枪的加速极电压,即可使三条电流曲线的起点重合调白平衡的步骤如下所述1Timing=104,Pattern=104(暗画面)2调OSD窗口中的Zoom,按住Menu键,直到进入厂内设置窗口3调Brightness的值最大4彩色分析仪的感光口按在显示器窗口中心位置,通过调RGB三个的值,看分析仪面板上的值,调到x=265,y=290,Y=
4.20为止这三个直根据不同的机型而定5ColorOff状态调的值,使Y接近零以上是调暗平衡6Timing=172,Pattern=105(窗口画面)7彩色分析仪的感光口按在显示器窗口中心位置,通过调RGB三个的值,看分析仪面板上的值,调到x=283,y=297,Y=140,在色温为9300℃处按Menu,即把所调的参数值存在9300℃8与第七步骤一样,调x=313,y=329,Y=120左右,在色温为6500℃处按Menu,即把所调的参数值存在6500℃以上调亮平衡图6-5三个电子枪的截止特性
⑨Timing=140,Pattern=120(全白)调VR701使Y=95左右,x、y已基本固定,不需调整结论本文首先介绍彩色显示器与彩色电视机相同点和不同点之处.接着把显示器内部电路分成五个模块电源部分、CPU部分、偏转电路、高压分离电路、视频处理电路并详细进行电路原理分析,其中大量的数据及波形是在实习期间通过动手测试而得之致谢语在这次毕业设计中,得到公司同事、老师和同学们热情的支持和有益的帮助,特别是指导老师邱宝安高级工程师和陈仅星副教授的悉心指导,在此,表达我诚挚的敬意和由衷的感谢!借此机会,向所有栽培过我、教育过我的人致以最衷心的感谢!____yseOfCRTMonitorCircuitPrincipleInformationEngineeringCollegeJimeiUniversityInstrumentMeasurementTechnology2002MingyunChenID98234003[Abstract]Withthedevelopmentofeletrontechnologycomputerhasgonedeepintoproductofindustryandagriculturenationaldefen__scientificresearchandfamilylife.Colormonitorisaimportantcomposingforcomputer.Asadirectorofoperationonproductlineitisne__ssarytoelementarily__sterprincipleofmonitorforhim.Mytaskofdesignis____yzingcircuitprincipleofCRTCathode-raytubecolormonitorformodelA991U/V.Thewholepaperis__deofsixparts.TheyarecompatriotofmonitorandTVSETCPUcircuitpowercircuitdeflection(scan)circuithighvoltageseparationcircuitandvideocircult.[KeyWord]CRTWhileBalan__ColorPureHorizontalScanVerticalScanHighVoltageSeparation[____]
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