[科普中国]-黑白电视机

黑白电视机，是一类只能显示黑白两色的电视机。在电视发展的早期，包括电视节目的录制和电视机的接收显示，都只能体现黑白两种颜色。

概述黑白电视机；利用电子技术及设备传送活动的图像画面和音频信号，即电视接收机，也是重要的广播和视频通信工具，电视用电的方法即时传送活动的视觉图像。同电影相似，电视利用人眼的视觉残留效应显现一帧帧渐变的静止图像，形成视觉上的活动图像。电视系统发送端把景物的各个微细部分按亮度和色度转换为电信号后，顺序传送。在接收端按相应几何位置显现各微细部分的亮度和色度来重现整幅原始图像，各国电视信号扫描制式与频道宽带不完全相同，按国际无线电咨询委员会（CCIR）的建议用拉丁字母来区别。

发明1925年，英国人约翰.洛奇.贝尔德，根据德国工程师尼普科夫设计的“尼普科夫圆盘”进行了新的研究工作，成功发明了世界上第一台电视机，是机械扫描式电视摄像机和接收机。当时画面分辨率仅30行线，扫描器每秒只能5次扫过扫描区，画面本身仅2英寸高，一英寸宽。在伦敦一家大商店向公众作了表演。1926年，电视的发明者之一贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演。1927——1929年，贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播；首次短波电视试验；英国广播公司开始长期连续播发电视节目。1930年实现电视图像和声音同时发播。1931年，首次把影片搬上电视银幕。 人们在伦敦通过电视欣赏了英国著名的地方赛马会实况转播。电视的发明者之一美国人费罗·法恩斯沃斯发明了每秒种可以映出25幅图像的电子管电视装置。

科技的发展，在20世纪50年代，逐渐出现了彩色电视。电视能通过银屏图像和伴声，及时准确形象地展现出社会生活方方面面的信息，极具娱乐性，是大众传媒、朝阳产业。要对电视机进行安装、焊接、调试等操作，首先应掌握用电安全常识、常用电子元器件和电子仪器的使用，还应该了解黑白电视机基本的工作原理，以及各部分电路所能实现的功能等。

工作原理黑白电视机与电视接收机（简称电视机）的工作原理是一样的。是广播电视系统的终端设备，它的主要作用是把电视台发出的高频信号进行放大、解调，并将放大的图像信号加至显像管栅机极或阴极间，使图像在屏幕上重现，将伴音信号放大，推动扬声器放出声音。另外，在同步信号作用下产生与发送端同步的行、场扫描电流，供给显像管偏转线圈，使屏幕重现图像。目前电视机大都采用超外差内载波方式。

分离原理黑白电视机的背面

⑴ 电视的接收方式

电视信号的接收，主要分为地面广播电视接收、电缆电视技术接收、卫星直播电视接收三种方式。普通电视机能直接接收地面广播电视和电缆电视，附加一定设备就可接收卫星直播电视。

电视接收机的任务就是将接收到的电视信号转变成黑白或者彩色图像。它对电视信号可采用模拟或者数字处理方式。目前电视机正处在从模拟信号处理向数字信号处理过渡的阶段，电视信号的接收正朝着数字处理和多种视听信息综合接收的方向发展。当代科学技术之飞跃，引起了电视接收技术的变革。其主要表现是：

① 利用数字集成电路，对电视信号进行数字化处理，以便压缩频带，获得高质量的图像。

② 利用超声波、红外线和微处理技术实现遥控。完成选台、音量调节、对比度、亮度、色饱和度、静噪控制、电源开关、复位控制等遥控动作。

③ 利用微处理技术进行自动搜索，自动记忆，预编节目程序。利用频率合成技术和存贮技术，在屏幕上显示时间、频道数和作电视游戏等。

黑白电视机的电视信号原理

⑵ 电视信号的分离

微弱和高频电视信号必须先经过高频放大、变频、中频放大和视频检波后，才能变成具有一定电压幅度的彩色全电视信号；然后根据亮度信号、色度信号、同步信号和色同步信号在时域和频域中的特点，利用它们在频率、相位、时间、幅度等方面的差异进行分离，如图5.1－1所示。例如：①视频检波后，图像信号（0～6MHz）和伴音信号（6.5MHz）可进行频率分离；②亮度信号（0～6MHz）和色度信号（4.43±1.3MHz）可进行频率分离；③亮度信号和复合同步信号，可以进行幅度分离；④色度信号（行正程）和色同步信号（行逆程）可进行时间分离；⑤μ和υ色度信号在频率和相位上不一致，可进行频率、相位双重分离等等。

分离后的各种信号分别完成自己的功能，最后在显像管上显示出彩色（或黑白）图像。电视机的电路组成就是根据上述电视信号的分离法则进行设计的。

过程1900年，英国人康斯坦丁-帕斯基在为国际电联会议起草的报告中，第一次正式使用“电视（television）”一词，而真正的电视在当时只能是人们久存于心中的梦想了。1925年，贝尔德在英国首次成功研制出世界第一台电视机，当时人们也没有料到她会成为二十世纪最伟大的发明，我们这个时代的宠儿。从此 ，这当初被称为“破玩艺儿”的黑匣子紧随着战争与和平，胜利的鲜花和失败的葬礼。现在，没有什么媒体比电视更引人注目，她作为家庭和整个世界联系的纽带，深深地影响着人们的社会存在和生活行为。

早在1936年，英国就开始了电视广播。1941年，美国黑白电视亦开播。1954年彩电在美国面世，广播电视业迅速发展。到了50年代中期，广播电视在国外已相当普及了。

到了1958年3月17日，中国第一台黑白电视机诞生的日子。中国自解放到1958年前没有电视广播。为向国外看齐，1957年国家决定发展电视广播业。老一辈的电视人安永成回忆说：当时的电子工业主管部门——第二机械工业部第十局把研制电视发射中心设备的任务交给了北京广播器材厂，把研制电视接收机的任务交给了国营天津无线电厂。由此中国电视工业开始谱写历史。

随着科技的发展，在20世纪60年代，逐渐出现了彩色电视。电视能通过银屏图像和伴声，及时准确形象地展现出社会生活方方面面的信息，极具娱乐性，是大众传媒、朝阳产业。要对电视机进行安装、焊接、调试等操作，首先应掌握用电安全常识、常用电子元器件和电子仪器的使用，还应该了解黑白电视机基本的工作原理，以及各部分电路所能实现的功能等。

中国第一台电视机主持设计师，天津无线电厂专家黄仕机回忆道：为尽快攻下电视机的研制任务，填补国家空白，厂里成立了专门课题组，共8人，都是厂里的顶级技术人员和工人。

1957年下半年，8人小组首先向国内外专家请教。同时，他们多方收购出国人员带回的苏联生产的多款电视机，还特别向苏联订购了一些新型“旗帜”牌电视样机、散件和资料。在消化吸收了各电视机电路、结构、元器件性能、外观造型和使用维修方便性的优点后，他们确定了以“旗帜”牌电视机为主参考的设计方案。

1958年初，确定了“采用国产电子管器件，一个电视接收和调频接收两用、控制旋钮在前方”的电视机设计方案。

接下来是对设计各部分分块试验。攻克每个难题都是在无数次的失败中摸索找答案的。如大电流磁偏转技术，超高压产生和绝缘技术，电磁干扰隔离和屏蔽技术以及电视图像和伴音质量的高保真技术等等。历时2个月，参战的人们经常是彻夜不眠。8人组与实验人员终于胜利完成了分块实验。

1958年3月初，第一台试验电视样机组装出来了。最后一步是试用考核。3月17日晚，中国电视中心在北京第一次试播电视节目。实验大厅里摆放着苏联和中国的电视样机。晚7时整，中国第一台电视机银屏上清晰地出现了广播员的图像并伴洪亮的声音。图像和声音质量与苏联电视机完全相同。随后是对娱乐节目的接收。样机试用考核百分之百通过。中国第一台黑白电视机研制成功了。

组成黑白电视接收机主要由信号通道（包括高频头，中放，视放和伴音通道），扫描电路（包括同步分离，场、行扫描电路）和电源三部分组成。

信号通道的任务是将天线接收到的高频电视信号变换成视频亮度信号和音频伴音信号。亮度信号激励显像管产生黑白图像，伴音信号推动扬声器产生电视伴音。扫描电路的任务是为显像管提供场、行扫描电流和各种电压，使显像管产生与电视台摄像管同步扫描的光栅。电源部分的任务是将交流市电转变成电视机所需要的各种直流电压。

⑴ 信号通道

电视天线周围存在着各种各样的电磁波，由天线和输入电路选出欲接收频道的电视信号，再经过高频放大器有选择性的放大，与本振输出的频率较高的正弦波混频得到中频信号。在变频前，图像载频低于本频道的伴音载频；变频后，图像中频高于伴音中频。这是由于本振频率高于图像载频和伴音载频的缘故。但是，图像中频和伴音中频之差不变，例如，保持6.5MHz。

图像和伴音两中频信号经公用通道放大进入视频检波级。检波器有两个作用：一是从中频信号中检出其包括---视频全电视信号；二是利用检波器的非线性作用，完成图像中频和伴音中频的差拍作用，产生出6.5MHz调频的第二伴音中频信号。

检波器的输出信号不仅馈给视放级，而且馈给同步分离电路、自动增益控制（AGC）电路及伴音中放电路，因此采用射随器进行预放大，以加强其负载能力。

预放级也有两个作用：一个将全电视信号和第二伴音中频信号分离。二是将全电视信号进行电流放大，分别馈级视放级，同步分离级和AGC电路；将第二伴音中频信号进行电压放大馈级伴音通道。因此，从天线至预视放称为黑白电视机图像信号和伴音信号和公共通道。

全电视信号的一部分经视放级放大去激励显像管产生黑白图象。另一部分送到同步分离级，分离同步信号，用以控制接收机的扫描电路，产生与发送端同步的扫描运动。第三部分送到AGC电路，对高频头和图像中放的增益进行自动控制，从而保证接收机的稳定接收。

第二伴音中频信号经伴音中频放大电路的放大和限幅，由鉴频器解调出伴音信号，再经低频放大，推动扬声器产生电视伴音。鉴频前为调频信号，从天线至混频的载频为伴音载频，混频至检波为伴音第一中频，检波至鉴频为伴音第二中频。鉴频后为伴音的音频信号。

⑵ 超外差内载波式接收的优点

上述信号接收具有两个特点： 1.超外差方式；2.伴音内载波方式。超外差方式与直接放大方式相比，具有下列优点： ①增益高、工作稳定。其原因是混频前后频率不同，相当于隔离，故多级放大不易自激。②转换频道和调谐方便。③容易形成残留边带接收所需的幅频特性，选择性好。

超外差又分为单通道和双通道两种方式，其差别在于图像信号和伴音信号的分离点不同，前者在视频检波之后才分离，后者在混频之后就分离。在单通道方式中，图像中频和伴音第一中频公用一个通道进行放大，同时加入视频检波器，检波器除检出视频图像信号外，还使图像中频和伴音中频差拍产生第二伴音中频信号（例如6.5MHz）。因此，单通道方式亦称为伴音内载波方式。它与双通道方式相比，其优点是当高频头的本振频率发生偏移后，第二伴音中频始终保持不变，从而避免了鉴频失真。而双通道则不然，本振频率的偏移引起伴音中频30.5MHz的偏移，使以30.5MHz为中心频率的鉴频器工作在严重的不对称状态，引起伴音的音频信号波形严重失真。

理论分析证明：为了不使图像中频信号对伴音第二伴音中频信号引起严重的寄生调幅，必须要求图像中频信号的幅度U1 m始终要大于或等于伴音第一中频信号的幅度U2 m的二倍，即U1 m≥2U2 m。

在负极性调制中，对应于白色电平图像中频信号的载波幅度最小。电视中的调制度通常规定为90%，即白色电平时，图象的载波幅度为最大幅度（同步头的幅度）的10%。所以要求进入检波器的伴音第一中频信号的幅度应当小于或者等于最大幅度5%，这就是中频特性线中，伴音中频（30.5MHz）要衰减至5%（－26dB）的原因。

⑶ 同步分离和扫描电路

视频图像信号经过自动杂波抑制ANC电路，消除其中的干扰脉冲。送到同步分离，分离出复合同步信号，它分成两路：一路复合同步信号经积分电路分离出场同步信号。场同步信号使场振荡产生的锯齿波信号与发送端同步，场锯齿波信号经场推动和场输出级的放大，在场偏转线圈中产生场扫描电流，场扫描电流使显像管电子束作与发送端同步的垂直扫描运动。另一路复合同步信号本应通过微分电路分离出行同步信号来控制行扫描电路，使其产生与发端同步的行扫描电流，但是，为了提高行扫描电路的抗干扰性，现代电视接收机都采用自动频率相位控制（AFPC）电路。由于AFPC电路自身的特点，可以直接将复合同步信号加入其鉴相器，并让行振荡的频率与其比较。如果两者的频率和相位存在差别，则输出与误差成比例的电压，并经过低通滤波器来控制行振荡器的频率，使其与发端同频同相，由于AFPC电路中低通滤波器的作用，行同步的抗干扰性大大加强。

与发端同步行振荡信号经行推动和行输出级放大，在行偏转线圈中产生行偏转电流，行偏转电流使显像管电子束产生与发送端同步的水平扫描运动。另外，还将行扫描逆程脉冲进行升压、整流得到显像管需要的高压（10～28kV）、中压以及视放电路需要的电压。若采用键控AGC电路，还需要行扫描电路提供行扫描逆程脉冲。

⑷ 电源

电视机的电源可分低压电源、中压电源和高压电源。其中低压电源是由交流市电（220V）经变压器变压、整流桥整流、滤波器滤波及稳压器稳压而得到的。

系统调试黑白电视机原理与维修为了使电视机安装、焊接、调试能够顺利，所以在安装前应仔细清点要安装的电视机材料，并对其认真检测，看是否性能良好。看各元器件管脚是否已氧化，若有氧化，应将管脚刮亮或镀锡。安装前还要仔细检查电路板的铜箔是否完好，有无短路或断路，要特别注意的是不要用皮肤直接接触印制板焊接面，防止汗液使焊点很快氧化，影响焊接质量。焊接时，所在场所要有一定的活动空间，身边不要有易燃易爆物品，防止发生意外；对器件的焊接，焊点要饱满，防止电视机长期工作后脱焊。焊接二极管、三极管、电解电容等时，要特别注意电极和极性，不要将管脚接反、接错。

1、 电源电路的调试

电路装完后，经互检无焊错、连焊及虚焊，用万用表的电阻挡测试输入回路的总阻值应在200kΩ以上，如阻值小于此数值则不能通电，应找出原因，排除故障，使输入电阻达到200kΩ以上，然后再与变压器相连接，通电后空载时整流输出电压应为18~19V。如果所测电源的数据超出以上数据范围，应查明稳压电源各晶体管的电位，找出原因，或调整取样电阻，最终得到正确的电流和电压。

技术指标：输入交流电压14~16V ±0.5V ；输出直流电压9.35~9.4V ±0.5V；总电流