CRT常见的视频(Video)电路分析

2008-05-23 17:21:07来源: 东方电子元器件
  视频电路是显示器电路的重要组成部分之一。电器性能的好坏直接关系到显示器图像质量的好坏,图像的好坏是显示器整机性能的体现。目前显示器视频回路一般包括以下部分组成:视频信号输入接口电路、视频信号处理电路、视频放大输出电路、亮度控制电路、对比度控制电路、ABL电路、消隐消亮点电路,下面将各部分作分别介绍。

  视频信号从显示卡送入MONITOR开始,其信号处理过程如上面方框图1所示。显卡视频信号早期是复合同步视频信号,现在改为分离同步的R、G、B视频信号,首先到VIDEO板的连接器,在连接器上将R、G、B信号送到VIDEO板的接口电路;然后是对视频信号预处理,即将VPP为0.7V视频信号放大到4V左右;接着是视频放大输出电路,将VPP由4V左右放大到60V左右驱动CRT阴极,重现我们要显示的图像。以下为各回路的简单介绍:

  一、输入接口电路

  接口电路经过多年发展,从简单到复杂,电路功能逐渐完善。S790N机种采用较强功能的接口电路,其电路如电路图所示。其中R801为75欧同轴电缆的匹配阻抗,D801、D802为过压保护作用(包括过高或过低保护);电容C801起到将信号耦合到IC801。

  二、视频信号处理
  
  AOC做给方正的机器视频信号处理的IC有用两种,即 S790N的视频信号处理IC采用三菱公司MM1381、D551V机种用LM1269NA。下面先对S790N机种视频回路分析。

  MM1381各管脚功能如下:

Pin1  OSD Rin        
Pin2  OSD Gin
Pin3  OSD Bin
Pin4  OSD 输入
Pin5  Video Rin        
Pin6  电源            
Pin7  GND            
Pin8  Video Gin        
Pin9  电源            
Pin10  GND              
Pin11  Video Bin      
Pin12  内部参考电压
Pin13  对比度控制      
Pin14  OSD 对比度控制  
Pin15  钳位          
Pin16  消隐    
Pin17  G钳位电容      
Pin18 R输出            
Pin19 G钳位电容        
Pin20 G输出
Pin21  GND          
Pin22 电源              
Pin23  B输出          
Pin24  B钳位电容  
Pin25  Cutoff 点调节  
Pin26  R驱动            
Pin27  G驱动          
Pin28 B驱动

  MM1381工作原理及主要特点:

  MM1381内部有三个相同通道放大器,每个通道都有对比度控制电路,可同步改变三路放大器的增益,达到对比度调节;亮平衡调节电路,可通过CPU调节亮平衡;另外还有钳位控制、消隐控制。

  三、视频放大、输出回路

  视频放大回路的作用主要有两个:1、将视频信号处理输出的3-4VPP脉冲信号进行放大,输出幅度为60VPP送入显像管阴极;2、与视频信号处理电路构成一个闭环回路,以完成直流电平再生及黑电平钳位,对显示器进行暗平衡调整。

  目前对视频输出的性能要求,主要为A)高增益,一般为3~60V  26db的动态范围;B)频带宽,由于显卡输出的视频信号频信号频率范围很宽,现在一般的显示器能支持1280*1024*85HZ,这就要求我们显示器视频输出的带宽足够,如果通频带太窄,则会造成视频信号的脉冲上升或下降时间延长,引起图像轮廓模糊,清晰度下降。目前AOC机器该电路有两种方案,一种是采用集成的视放IC,这样电路简单,信号性能的好坏主要由IC内部决定;另一种则是采用分离元件形式,电路结构较复杂,对视频放大器性能要求很高,要求耐高压及很高的截止频率。

  1)共发—共基电路

  由于视放电路要求很宽频带,而且要求的增益也很高,一般用共发射极放大器很难满足要求,很难达到高增益和高频带的统一,S790N机种放大电路采用具有双管射极跟随器的放大电路一,其电路如电路图所示,图中Q802、Q805及周围电阻、电容组成共发-共基极放大器,Q808、Q811及周围电阻、电容组成双管互补对称射极跟随器。二极管D808、D809保证Q808、Q811基极之间有1.4V稳定偏压,克服交越失真及稳定工作点。电感L801、R836组成高频补偿网络,改善放大器的高频增益。D814是保护二极管,用于防止显像管阴极打火时烧坏三极管Q808。

  2)高频补偿

  视频信号的高频成分,影响到图像的细节和清晰度。如果视放高频增益低,荧光屏出现的将是细节、轮廓模糊的图像。为了得到清晰的图像,必须对视放的高频特性进行补偿。S790N机种采用并联电感补偿,其电路如电路图所示。视放输出管Q808集电极负载电阻R串联的电感L801就是起频率补偿作用。L801接电源的一端相当于交流等效接地,因此补偿电感L801与线路存在的分布电容C1共同组成一个低电阻并谐振回路。适当的选择谐振时回路呈高阻抗,相当于增大了视放管Q808的负载,因此放大器的高频增益得到提高,高频增益的降低得到补偿,从而拓宽了频带。

  3)发射极电容补偿

  如电路图所示,在视放末级晶体管Q805发射极电阻R848旁,并联接入一个较小的电容C831、C834,亦能起到高频补偿的作用。

  4)低频补偿

  当视放电路的低频特性不好时就会出现图像大面积灰度失真和拖尾现象。这主要是因为视放电路的耦合电容在低频时呈现较大的阻抗,使输出信号的低频分量降低。低频补偿电路如图7所示,R836、 C828是低频补偿元件,对视频信号中的高频分量、中频分量C828呈现的容抗较小,这时电阻R836交流接地。而对视频信号中的低频分量,C828容抗大,相当于开路,所以低频分量的增益提高了,补偿了耦合电容引起的低频增益降低。

  5)黑电平钳位(直流恢复)

  从视频放大输出的信号,经电容交流耦合到阴极,信号的直流成分被遗失,为了恢复视频信号的直流成分,采用了黑电平钳位电路,将信号直流成分恢复。电路图Q817等周边回路为黑电平钳位电路,视频信号由C837耦合到阴极,三极管Q817、电阻R878、二极管D817将直流黑电平恢复到视频信号,通过控制Q817基极电流,从而调节钳位电压。实测Q817电位集电极72.68V、基极2.03V、发射极1.42V,此时Q817工作在放大状态。从CPU调整暗平衡时,经R878使Q817基极电流变大(变小)时,集电极电流变大(变小),使Q817集电极电压改变,通过D714得到调整CRT阴极黑电平。

  四、亮度、对比度控制和自动亮度控制电路

  1) 亮度控制电路  亮度控制就是控制显像管阴极发射电子的多少。据显像管工作特性曲线,显像管发射电子数量是随显像管极与阴极之间的电位差变化而变化,电位差越大,发射电子越多。S790N机种通过改变G1电压而改变栅极与阴极之间的电位差,达到亮度控制的目的。其电路如电路图Q703、Q706、Q707、D703、ZD704等周边回路。调整亮度时,改变CPU Pin29输出电压来改变Q703c-e极导通量,使Q706基极电压变化来改变Q706c-e导通量达到改变G1电压。

  2) 对比度控制电路  S790N机种的对比度调节是通过CPU直接调节,通过CPU改变送入IC801对比度调节脚(13脚)的电压,达到改变视频信号增益而改变图像的对比度。13脚电压调节范围:当电压为4V时没有衰减;当电压为0V时衰减为60DB.

  3) 自动亮度限制电路(ABL)自动亮度控制即ABL电路,其作用是在由于某种原因使显像管束电流太大时使束电流变小,以保护显像管。其实现方法是从FBT PIN7脚引出ABL的取样电压,该电压大小与显像管电子束电流成反比,如电路图Q801、D807等周变回路。当我们调白平衡时,通过调节VR401的电阻值,得到最大亮度时的基准ABL电压。当由于某种原因束电流变大、从FBT PIN7反馈的ABL电压变小,经D807使Q801的基极电压变低,Q801导通加深,将对比度控制电压拉低,降低视频信号的增益,达到保护显像管的目的。

  4) 消隐电路行、场扫描包括扫描正程时间和逆程时间。在扫描正程时屏幕重现要显示的画面,在扫描逆程时,电子束回扫,如果不加以消隐,屏幕会出现数条回扫线,影响图像的质量。消隐的实现方法就是通过改变显像管阴极或栅极的电压,使显像管阴极不发射电子或少发射电子,在正常的画面时不出现回扫线。目前AOC机种消隐有两种方式,一种是将行、场消隐脉冲叠加到栅极G1电压上;另一种是将消隐脉冲加在视频处理电路。S790N机种的行消隐方法是从FBT PIN6脚反馈的行逆程脉冲经C433、R471整形后叠加在视频处理电路IC801的16脚,改变显像管阴极电压达到行消隐效果。场消隐是IC401 PIN17脚H-UNLOCK输出消隐波形经Q705放大后叠加在G1电压上,改变显像管栅极电压达到场消隐效果。

  5) 消亮点电路   消亮点电路的作用是在显示器关机时,让G1保持较高的负压,抑制阴极电子的发射,消除关机时的亮点,起保护显像管的作用。在电路上主要通过电容C713在常态充上的负180V左右的电压关机时放电使G1电压由-35V左右快速变为-180V,使得显像管阴极电子快速截止,达到消除亮点的目的。当然采用常规的消亮点电路,有时不够快,所以S790N机种在G1控制回路上通过unlock和mute  经Q707控制,在关机或异常时unlock和mute迅速输出高电平,使Q707导通。达到G1电压由-35V左右快速变为-180V的目的。

关键字:控制  对比度  接口  放大  同步  阴极

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2008/0523/article_149.html
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