家电维修职业技能速成课堂·彩色电视机
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课堂二 元器件预备知识

一、常用电子元器件识别

彩色电视机上常用电子元器件有:电阻器、电容器、电感器、晶体管(二极管、三极管)或场效应管、集成电路、晶振或陶瓷振子、陶瓷滤波器或陷波器、电位器、中周、桥堆、熔丝、继电器、光电耦合器、声表滤波器、延时线、扬声器、磁珠或磁环、导线或排线、跨接线、插头、插座、开关或按键等。

1.电阻器

电阻器在日常生活中一般直接称为电阻,英文名称是Resistance,通常缩写为“R”,它是一种最常用的电路元器件,它既有降压限流的功能,又有为电流提供通路的作用。电阻的常用单位为欧姆(Ω)。除此之外,还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)、毫欧(mΩ),其换算关系是:1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω,1Ω=1000mΩ。

电阻器的种类很多,通常分为三大类:固定电阻、可变电阻、敏感电阻,在电视机中以固定电阻应用最多(如图1-4所示)。按电阻在彩色电视机中的作用进行分类,主要有启动电阻、限流电阻、熔丝电阻、取样电阻、耦合电阻、退耦电阻、定时电阻、负载电阻、消磁电阻和压敏电阻等。

图1-4 电阻器

(1)启动电阻 启动电阻通常一端接整流后电源的正极(+300V),另一端接开关管的基极(b)。启动电阻的作用是:接通电源瞬间,电路尚未起振时,给开关管基极提供一个偏流,使开关管集电极与开关变压器初级线圈流过一定量的电流,通过变压器感应,反馈线圈中产生了一个感应电压,又反馈给开关管基极,使电路进入自激振荡。

(2)限流电阻 限流电阻的作用是限制流过电路或元器件的电流在安全范围内,以达到保护电路或元器件免受过流冲击而损坏之目的。有的地方也设计成降压作用,当然此时的电阻应该叫限压电阻了。电视机中限流电阻常用于单稳压电路与整流/滤波电路中。在单稳压电路中,限流电阻和稳压二极管串联,限流电阻提供的电流使稳压管能长期安全工作在最佳稳压曲线范围内,从而使稳压管提供一个基准稳定电压。在整流/滤波电路中,限流电阻串接于整流电路与滤波电路之间,其作用是限制或降低滤波电容的充电电流,以保护整流二极管不被过大的充电电流冲击损坏。

(3)熔丝电阻 熔丝电阻又称安全电阻或熔断电阻,具有电阻和熔丝的双重作用。在正常情况下,熔丝电阻具有普通电阻降压、分压、耦合、匹配等多种功能和同样的电气特性,一旦电路出现异常,如发生短路或过载,流过熔丝电阻的电流会大大增加。当过流使其表面温度达到500~600℃时,电阻便会剥落而熔断,从而保护电路中其他的元器件免遭损坏,并防止故障的扩大。熔丝电阻主要应用在电源电路输出和二次电源的输出电路中。

熔丝电阻在电源电路中应用比较广泛,但各国家和厂家在电路图中的标注方法却各不相同。虽然标注符号目前尚未统一,但它们却有以下共同的特点:①在电路中它们与一般电阻的标注明显不同;②熔丝电阻上面只有一个色环,色环的颜色表示阻值;③在电路中熔丝电阻是长脚焊接在电路中(一般电阻紧贴电路板焊接),与电路板距离较远,以便于散热和区分。

(4)取样电阻 就是作参考的电阻,又称为电流检测电阻、电流感测电阻、电流感应电阻等,它常用在反馈电路中。通常所说的取样又分为电流取样和电压取样。电流取样电阻的作用是将电流信号变成电压信号送入单元电路(如过流保护电路);电压取样电阻通常采用分压电路方式将电压信号取出一部分送入单元电路(如稳压电源放大电路、过压保护放大电路等),此时电压取样电阻实际上就是分压电阻。

(5)耦合电阻 把两部分电路用特定的元器件连接起来称为耦合,电视机单元电路前后级信号的传送有各种耦合方式,如用电阻耦合、变压器耦合、电容耦合等,不同的元器件可以达到不同的耦合目的。

(6)退耦电阻 所谓退耦,即防止前后电路网络电流大小变化时,在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。换言之,退耦电路能够有效地消除电路网络之间的寄生耦合。在电视机单元电路中,大量采用RC退耦电路(又称RC滤波电路)以减少在使用公共电源时,放大级之间的相互干扰。

(7)定时电阻 在电视机的扫描单元电路中,由电阻R和电容C构成定时电路,产生线性良好的锯齿波电压。调节定时电阻,可以实现频率调整,达到场同步或改善场线性等目的。在遥控彩色电视机微处理器复位电路中,定时电阻与电容构成延时电路,以便对微处理器内部工作程序进行复位清零。定时电阻一般选用精度较高的金属膜电阻(电位器)。

(8)负载电阻 负载电阻就是纯电阻器,吸收的能量除了用来发热外,不发生其他能量变化。电视机中的负载电阻大多接在分立元器件三极管的集电极回路(如视放管、推动激励管、预中放管等单元电路),使三极管放大的电流信号变成电压信号,以便向后一级放大电路传输,同时负载电阻还承担向三极管集电极供电的功能。

(9)消磁电阻 消磁电阻属于正温度系数热敏电阻,简称PTC元器件,在工作温度范围内随着自身温度的升高,其电阻在很短的时间内将迅速增大,阻值由常温下的十几至几十欧剧增至很大,由通态变成阻态,因此消磁电阻具有开关特性。消磁电阻的外形有长方形和椭圆形,但长方形多见(如图1-5所示),引脚有两脚和三脚的,但两脚多见;内部有一个圆柱形消磁电阻,在其两侧各有一块金属弹性触片,这种消磁电阻有两个引出脚,有的消磁电阻内部有两个圆柱形消磁电阻,这种消磁电阻便有三个引出脚。

图1-5 消磁电阻

消磁电阻的作用是与消磁线圈配合给彩色电视机显像管消磁,即:它与消磁线圈组成消磁电路,在每次开机时产生一个由强变弱的交变磁场,对显像管金属部件进行消磁(消除因显像管内栅网、荫罩上的剩磁而产生在荧光屏上的异常色点或色斑)。

(10)压敏电阻 压敏电阻器简称VSR,也称为“突波吸收器”,有时也称为“电冲击(浪涌)抑制器(吸收器)”,它是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元器件。它在电路中用文字符号“RV”、“RT”或“R”表示,图1-6是其外形图。压敏电阻器在电路中起过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等作用。

图1-6 压敏电阻

压敏电阻器在彩色电视机中主要用于以下电路中:在电源电路中作为过电压保护元件,以防止雷击等异常过电压对电路的危害;在行输出变压器电路中用作过电压保护元件,以防止打火产生的过电压击穿行输出管等元件;显像管电路中用作过压保护元件,以防止显像管内部打火或其他原因产生的过电压对元器件的损害。

2.晶体二极管

晶体二极管又称半导体晶体二极管,简称二极管,其英文名称为“Diode” ,它是电视机中的常用元器件。二极管是一种常用的半导体器件,采用的有硅材料与锗材料,它的内部是由P型和N型两种半导体组成的一个PN结,主要特性是“单向导电性”,即电流只能从晶体二极管的正极流入,负极流出。

电视机上所用的二极管有整流二极管、稳压二极管、变容二极管和阻尼二极管、发光二极管等。

(1)整流二极管 整流二极管属于普通二极管,它的作用是将交流电转变成直流电。整流二极管在电视机中用在市电的入口处,把220V的交流电整流成300V的直流电。在电路中的文字符号为“V”或“VD”,其实物与符号如图1-7所示。

图1-7 整流二极管

(2)稳压二极管 稳压晶体二极管也称齐纳晶体二极管或反向击穿晶体二极管,它实质上是一种特殊晶体二极管,因为它具有稳定电压的作用,所以称其为稳压管。电视机上稳压二极管一般都是用在电源电路的取样处,作为一个恒定电压的标准,来控制其中的开关管工作,来达到输出电压稳定的目的。它在电路中常用“VD”加数字表示(如:VD514表示编号为514的稳压管),其实物及电路符号如图1-8所示。稳压二极管在电视机中应用得较多。

图1-8 稳压二极管实物及电路符号

(3)变容二极管 变容二极管是利用PN结的电容随外偏电压变化而变化这一特性制成的非线性电容元器件,它在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。变容二极管在工作时,通过施加反向电压,其结电容随着反向电压的增大而减少,适用于自动调频、扫描振荡、频率控制和调谐等电路。变容二极管与普通二极管的不同之处是:对于普通的半导体二极管,其结电容是越小越好;对于变容二极管却是要利用结电容。电视机上所用的变容二极管安装在高频头内部(如图1-9所示),当调台时,调谐电压不一样,它的容量也随之变化。

图1-9 高频头内部变容二极管

(4)阻尼二极管 阻尼二极管类似于高频、高压整流二极管,其特点是具有较低的电压降和较高的工作频率,且能承受较高的反向击穿电压和较大的峰值电流。它主要用在电视机中,作为阻尼二极管、升压整流二极管或大电流开关二极管使用。阻尼二极管一般用在行输出部分。

(5)红外发光二极管 红外发光二极管用于遥控彩色电视机的遥控器中,用以将遥控指令信号以光的形式发射出去,经红外接收二极管接收后提供给微处理器,从而实现某项控制功能。

(6)发光二极管 发光二极管简称为LED,由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。发光二极管是一种半导体电子元件,具有单向导电性,电路中电流的方向是从电源正极出发经过发光二极管回到电源的负极。电视机上的指示灯用的就是发光二极管。

3.电容器

电容器通常简称其为电容,用字母C表示(C是英文Capacitor的缩写)。在电视机中,电容器是必不可少的电子器件(如图1-10所示)。顾名思义,电容器就是“储存电荷的容器”,它广泛应用在各种高、低频电路和电源电路中,起退耦(指消除或减轻两个以上电路间在某方面的相互影响的方法)、耦合(将两个或两个以上的电路连接起来并使之相互影响的方法)、滤波(滤除干扰信号、杂波等)、旁路(与某元器件或某电路相并联,其中某一端接地)、谐振(指与电感并联或串联后,其振荡频率与输入频率相同时产生的现象)、降压和定时等作用。

图1-10 电容器

电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同。不同的电容器储存电荷的能力也不相同,通常规定把电容器外加1V直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉(F)。但实际上,法拉是一个很不常用的单位,因为电容器的容量往往比1F小得多,常用毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)(皮法又称微微法)等,它们的换算关系是:1F=103mF=106μF= 109nF= 1012pF。

电视机中使用的电容器,若按其材料分类,主要有陶瓷电容、云母电容、涤纶电容、聚丙烯电容、铝电解电容和钽电解电容等。下面按电容器在电视机单元电路中的作用来进行分类简述。

(1)滤波电容 用在滤波电路中的电容称为滤波电容,它利用电容器的储能功能,以滤去输出电压中的交流分量(又称纹波),使输出的直流更平滑。滤波电容的特点是电容容量较大,故大多采用电解电容(如图1-11所示)。在电视机中,滤波电容主要用于整流滤波电路和多级放大器之间RC退耦滤波电路中。

图1-11 电解电容

(2)定时电容 用在定时电路中的电容器称为定时电容。定时器电容与电阻构成定时电路,产生线性良好的锯齿波电压,在电视机开关电源、行振荡、场振荡电路中起定时作用;在遥控彩色电视机微处理器复位电路中,定时电容与电阻构成延时电路,以便对微处理器内部工作程序进行复位清零。由它的充电和放电来决定三极管的饱和和截止时间的长短,从而决定振荡频率。定时电容通常大多采用钽电解电容(如图1-12所示)。钽电解电容器的外壳上都有CA标记,但在电路中的符号与其他电解电容器的符号却是一样的。

图1-12 钽电解电容

(3)谐振电容 用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中需要这种电容电路。谐振电容属于振荡电容,它与电感元器件串、并联形成谐振回路,用于选频。在电视机中谐振电容用在高频头的输入调谐电路、本振电路、图像中放的载频谐振电路以及伴音中放的鉴频器等中。

※知识链接※ 在公共通道中谐振电容一般在中周内,从外面看不到,一定要注意。谐振电容的大小直接决定谐振频率的高低,在更换时必须注意保持容量规格的一致。

(4)自举电容 用在自举电路中的电容器称为自举电容,该电容起到自举升压作用,所以又称为升压电容。常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。在电视机中常用于OTL推挽电路组成的场扫描输出电路、伴音功放和输出电路以及行输出自举升压电路中(黑白电视机中通常采用自举升压的办法,但个别型号彩色电视机中也有采用自举升压的)。如图1-13所示为松下M11机心彩色电视机所用的自举电容。

图1-13 自举电容

(5)消亮点电容 在显像管附属电路中,用以消除关机亮点的电容称为消亮点电容。如图1-14所示为夏普29S21-A1型彩色电视机的消亮点电路,C880即为消亮点电容。

图1-14 消亮点电容

(6)高频消振电容 用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫。

(7)耦合电容 用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流的作用。如图1-15所示为松下M11机芯彩色电视机所用的耦合电容。

图1-15 耦合电容

(8)退耦电容 退耦(也称去耦)电容把输出信号的干扰作为滤除对象。在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。退耦电容的位置在各单元电路的电源供电处,大多数由两个电容组成,一个容量大的电解电容和一个容量小的瓷片电容(因为电解电容的附加电感较大,对高频信号的电抗较大,旁路高频信号的性能不好,因此需要在容量大的电解电容侧并联一个容量小的瓷片电容)。如图1-16所示为长虹C2588彩色电视机上退耦电路截图,C486为退耦电容。

图1-16 退耦电容

(9)S校正电容、逆程电容 逆程电容与行输出管的c、e极并联,总电容量决定了行扫描逆程时间的长短,容量大逆程时间长,容量小逆时间短;S校正电容大都与偏转线圈串联,同时起隔直流作用(如图1-17所示)。S校正电容由于周围有行输出晶体管、行输出变压器等发热器件,工作环境温度较高,所以要求S校正电容器的工作温度范围宽,温度特性好。S校正电容器工作在行频电路,频率较高且谐波分量丰富,要求频率特性要好。

图1-17 S校正电容与逆程电容

逆程电容和S校正电容一般使用无极性的金属化纸质电容器,其特点是体积小、容量大,具有高电压击穿后能“自愈”的特性。即当电压恢复正常后,该电容仍能照常工作。

(10)积分电容 用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电视机场扫描的同步分离级电路中,采用这种积分电容电路,以从行场复合同步信号中取出场同步信号,用来控制场振荡器。从电路形式上看,它与滤波电容的形式是相同的。小信号电路积分电容一般采用涤纶电容。如图1-18所示为厦华M2126彩色电视机积分电路部分截图,C325为场锯齿波的积分电容。

图1-18 积分电容

(11)旁路电容 可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉的电容,称作“旁路电容”。电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频率的不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路。 对于同一个电路来说,旁路电容把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除。如图1-19所示为厦华MT-2935A彩色电视机场电路部分截图,C482是场保护电路的交流旁路电容,是用来抗干扰的,防止场保护电路误动作。

图1-19 旁路电容

旁路电容实际也是去耦合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1μF、0.01μF等,而退耦电容一般比较大,是10μF或者更大,依据电路中的分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。

(12)中和电容 用在中和电路中的电容器称为中和电容。在电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激。

(13)保护电容 电视机有些电路中的晶体管承受的电压很高,为了防止大幅度的窄脉冲叠加进来而击穿晶体管,常常在晶体管两极间并联保护电容,如开关电源中开关管的集电极和发射极之间所接的电容就是保护电容。另外,为了保护整流二极管不被浪涌电流损坏,在各整流二极管的两端也并联了保护电容。如图1-20所示为应用在LG CF-29H30彩色电视机上的保护电容。

图1-20 保护电容

4.电感器

在电视机中,经常要用到这样一种元器件,它是由绝缘导线(如漆包线、纱包线等)一圈靠一圈地绕在绝缘管上构成的,导线彼此相互绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁芯,这种元器件,称为电感器,也称电感线圈或简称为电感。电感器在电路中的基本用途有:扼流、交流负载、振荡、陷波、调谐、补偿、偏转等。电感器在电路中经常和电容器一起工作,构成LC滤波器和LC振荡器等。

电感器常用符号“L”加数字表示,电感量的基本单位是亨利(H),常用单位有毫亨(mH)、微亨(μH)、纳亨(nH)、皮亨(pH),它们之间的换算关系为:1H=103mH=106μH=109nH=1012pH。电感器工作能力的大小用“电感量”来表示,它表征了电感器产生感应电动势的能力。

电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁芯等组成。其中,线圈绕在骨架上,铁芯或磁芯插在骨架内。无论哪种电感器,都是用导线绕数圈,因绕的匝数不同、有无磁芯,电感器电感量的大小便不同,但是电感器所具有的特性则是相同的,如图1-21所示。

图1-21 电感器

电感器的种类较多,如图1-22所示,电视机常见电感器的分类方法主要有以下几种。

图1-22 电感器的种类

在电视机中还常用到可调电感器,它是一般由两个线圈串联构成的电感器,该类电感器的一个线圈通过箱体上面的旋柄绕轴转动,用来改变两个线圈之间的耦合情况,从而调整电感量。如电视机用的行振荡线圈、行线性线圈、中频陷波线圈、音响频率补偿线圈、阻波线圈等都是该类电感器,如图1-23所示。以下对电视机中常用的几种电感器进行介绍。

图1-23 可调电感器外形

(1)行线性线圈 行线性线圈是用于电视机行扫描电路中的线圈,它是一种非线性磁饱和电感线圈(其电感量随着电流的增大而减少),一般串联在行偏转线圈回路中,利用其磁饱和特性来补偿图像的线性畸变。将电视机调到收看方格图案,若出现左右方格的大小不一样,就可以通过调整行线性线圈来解决。其实物外形如图1-24所示,行线性线圈是将漆包线在“工”字形铁氧体磁芯或铁氧体磁棒上绕制而成的,线圈的旁边装有可调节的永久磁铁。通过改变永久磁铁与线圈的相对位置来改变线圈电感量的大小,从而达到线性补偿的目的。行线性线圈可以补偿因偏转线圈的电阻、行输出管的内阻等电阻引起的非线性失真。

图1-24 行线性线圈

(2)阻流圈(扼流圈) 阻流圈有很多种类,电视机中主要采用电源(工频)滤波电感器,其作用是抗干扰、滤去高频杂波。如图1-25所示为彩色电视机主板电源滤波电感器实物。

图1-25 电源滤波电感器

(3)行场偏转线圈 偏转线圈(如图1-26所示)是电视机显像管的附属部件,它包括行偏转线圈和场偏转线圈,均套在显像管的管颈(锥体部位)上,其作用是用来控制电子束的扫描运动方向(即:将电子枪打出的电子通过磁场进行偏转,使其打到指定的位置),用来形成水平和垂直偏转磁场以控制电子束按要求进行扫描运动。在偏转线圈中,根据显像管的不同要求,偏转线圈可以采用串联和并联两种方式,串联时每对线圈的磁场方向是一致的。

图1-26 偏转线圈的外形

行偏转线圈是用专用的模具脱胎绕制而成的(呈扬声器形,分上下两个绕组),而场偏转线圈则是一对绕在磁环上的线圈(呈环形,分上下两个绕组),如图1-27所示。每组行、场偏转线圈都由两个圈数相等、形状相同的绕组构成。行偏转线圈的直流阻值约为几欧,场偏转线圈的直流阻值约为十几欧。

图1-27 偏转线圈结构

5.变压器

变压器是一种用于电能转换的电气设备,它实际上是一种根据电磁感应定律,将一种电压、电流的交流电变换为相同频率的另一种(或几种)电压、电流的非旋转式电动机(又称静止电动机)。需指出的是,变压器所能变换的只是交流电压的电压值,不能变换成直流电,也不能改变交流电的频率。变压器是电能传递或作为信号传输的重要组件,在电子线路中常用英文字母“T”或“B”表示。

变压器的种类虽多,但基本原理和结构是一样的(如图1-28所示),一般由套在一个闭合铁芯上的两个或多个线圈(绕组)构成。通常把绕在变压器铁芯上的线圈叫做绕组,变压器的线圈有两个或两个以上的绕组。与电源相连,取得电功率的绕组称为一次侧绕组(又称为原边或原绕组,其匝数为N1 );与负载相连,输出电功率的线圈称为二次侧绕组(又称为副边或副绕组,其匝数为N2)。一个变压器一般只有一个一次线圈,但二次线圈可有一个或多个。为加强磁场、提高效率,通常将两绕组套在铁芯上,绕组与绕组及绕组与铁芯之间都是互相绝缘的。

图1-28 变压器的基本结构

在电视机中,大量使用的是脉冲变压器,脉冲变压器的工作电压、电流均为非正弦脉冲波形,它所变换的不是正弦电压,也不是交流方波,而是接近矩形的单极性脉冲。电视机中的行振荡、场振荡、行推动及行输出变压器和开关电源变压器等均属于此类,以下具体进行介绍。

(1)行推动变压器 行推动变压器又称行激励变压器,是电视机行扫描电路中的重要部件,它主要起信号耦合、阻抗变换、隔离及缓冲等作用,控制着行输出管的工作状态。

行推动变压器的外形结构如图1-29所示,主要由“E”形铁芯(或磁芯),线圈骨架以及一、二次侧绕组构成。通常采用铁芯(硅钢片)结构的较多,但也有使用磁芯结构的。

图1-29 行推动变压器

(2)行输出变压器 行输出变压器又称为行回扫变压器或行逆程变压器(简称行变),是电视机中的主要部件,它属于升压式变压器,用来产生显像管所需的各种工作电压(例如阳极高压、加速极电压、聚焦极电压等),有的电视机中行输出变压器还为整机其他电路提供工作电压。

黑白电视机用行输出变压器(FBT)一般由“U”形磁芯、低压线圈、高压线圈、外壳、高压整流硅堆、高压线、高压帽、灌封材料、引脚等组成,它又分为分离式(非密封式,高压线圈和高压硅堆可以取下)和一体化式(全密封式)两种结构。图1-30所示是一体化式行输出变压器的外形图。

图1-30 一体化式行输出变压器的外形结构

彩色电视机均采用多级一次升压式行输出变压器(简称FDT),它也属于一体式结构。这种变压器的高压绕组分成多段绕制,并在各段之间分别接上高压整流晶体二极管,其输出的直流超高压是经过多级整流,再串联在一起而产生的,因此被称为多级一次升压方式。图1-31所示是一种实用升压行输出变压器的结构图和外形图。

图1-31 四级一次升压行输出变压器的结构和外形

(3)开关电源变压器 开关电源变压器又称脉冲变压器、开关变压器,它属于脉冲电路使用的振荡变压器,是电视机开关稳压电源中的重要器件。其主要作用是进行功率传送,为整机提供所需的电源电压以及实现输入与输出的可靠电隔离。常见开关电源变压器的结构和外形如图1-32所示。

图1-32 开关电源变压器的外形图

开关电源变压器的一次侧绕组为储能绕组,用来向开关管集电极供电。自励式开关电源的开关电源变压器一次侧绕组还包含正反馈绕组或取样绕组,用来提供正反馈电压或取样电压;他励式开关电源的开关电源变压器一次侧绕组还包含自馈电绕组,用来向开关振荡集成电路提供工作电压。开关电源变压器次级侧有多组电能释放绕组,可产生多路脉冲电压,经整流、滤波后供给电器相关电路使用。

6.晶体三极管

晶体三极管又称半导体晶体三极管,简称晶体管或晶体三极管,其文字符号是VT(或V)。在电视机中是常用元器件。晶体三极管的种类繁多,并且不同型号各有不同的用途,按照结构工艺分类,有PNP和NPN型;按照制造材料分类,有锗管和硅管。

晶体三极管引脚的排列方式具有一定的规律,如图1-33所示。对于小功率金属封装晶体三极管,按底视图放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右依次为e、b、c;对于中小功率塑料晶体三极管,使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e、b、c;对于只有两个引脚的大功率金属封装晶体三极管,按底视图放置,两个引脚在左侧,外壳是集电极c、基极b在下面、发射极e在上面。对于三个引脚的大功率晶体三极管,按底视图放置,两个引脚在右侧,则下面的一个引脚为发射极e,按逆时针方向,分别为e、b、c。

图1-33 晶体三极管的常见外形和引脚排列

三极管按在电视机电路中所起的作用可分为行输出管、开关管、视放管等。

(1)行输出管 电视机中所谓的行输出管,其实就是一个高频、高耐压大功率三极管,它的作用就是与行输出变压器构成各种高、中、低压产生电路,为电视机的正常工作提供高压(20kV左右也叫第二阳极高压,起到加速电子的作用)、中压(100~800V,如视放末级的180V电压等)、低压(5~24V,给部分电压电路提供工作电压,比如伴音功放等)。如图1-34所示为应用在彩色电视机上的行输出管外形。

图1-34 行输出管外形

(2)视放管 视放管其实就是一个高频、高耐压、中功率三极管,它的作用就是将三基色信号进行放大后加到显像管的R、G、B电极上。如图1-35所示为应用在电视机上的视放管外形。

图1-35 视放管外形

(3)开关管 开关管一般指那些工作频率比较高(频率范围没有严格界定,一般为几十兆到一百兆)的三极管(或二极管),电视机中提到的开关管一般指的是与开关电源中的那个变压器相连接的大功率高频三极管。如图1-36所示为应用在电视机上的开关管外形。

图1-36 开关管外形

7.场效应管

场效应晶体管也称场效应晶体三极管(Field Effect Transistor简称FET),它是利用电场效应来控制半导体中电流的一种半导体器件。场效应晶体管按结构不同,可分为结型场效应晶体管(JFET)和绝缘栅场效应晶体管(JGFET);根据导电沟道的材料不同,它们又各自分为N型沟道和P型沟道两种,电视机上一般都是用N沟道结型场效应管。

电视机上提到的开关管也有采用场效应管的,它与三极管一样,也是与开关电源中的那个变压器相连接的。如图1-37所示是场效应管实物与应用在康佳T21SA120彩色电视机上的接线。

图1-37 场效应晶体管实物与应用图

8.晶闸管

晶闸管是晶闸管整流元器件的简称,是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件,具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中,多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。如图1-38所示为应用在松下TC-28WG20R彩色电视机电源电路中的晶闸管接线。

9.集成电路

集成电路,其英文为Integrated Circuit,缩写成IC,它是在电子管、晶体管的基础上发展起来的一种微型电子器件或部件。集成电路的引脚有多列直接式和单列直插式两种。各种不同用途的集成电路其引出脚数目不等,有8脚、10脚、12脚,最多的有几百个引脚。这些引脚的排列次序都有一定的规律,且通常有色点、凹槽、管键等标记。

随着集成电路集成度的不断提高,电视机中所用集成电路的数量也在不断减少,由早期的六片机发展到了四片机,以及现在市场上流行的两片机和单片机(如图1-39所示为电视机常见集成电路外形图)。彩色电视机应用的集成电路按功能分有:厚膜集成电路、微处理器集成电路、图像中放/视放集成电路、行场扫描集成电路、场输出集成电路、伴音集成电路、丽音解码集成电路、TV/AV电子开关集成电路、遥控集成电路、彩色电视机解码集成电路、画中画集成电路等。

图1-39 电视机常见集成电路外形图

(1)厚膜集成电路 厚膜集成电路是在陶瓷片或玻璃等绝缘物体上,外加晶体二极管、晶体三极管、电阻器或半导体集成电路等元器件构成的集成电路,一般用在电视机的开关电源电路中。部分彩色电视机的伴音电路和末级视放电路也使用厚膜集成电路。

其中,开关电源电路使用的厚膜集成电路称为电源厚膜集成电路,主要用于脉冲宽度控制、稳压控制及开关振荡等;功率放大电路使用的厚膜集成电路称为音频功率厚膜集成电路或音频功放集成电路,主要作用是对输入的音频信号进行功率放大,以推动扬声器发声。

目前,自励式开关电源电路常用的厚膜集成电路有STR-S6308、STR-S6309、STR-S5941、STR-59041等型号;他励式开关电源电路中常用的厚膜集成电路有STR-S6708、STR-S6709等。

(2)微处理器集成电路 微处理器集成电路简称CPU(全称为Central Process Unit)或称处理器(Processor),是中央处理单元或中央处理器的缩写,是整机的系统控制中枢,广泛应用于彩色电视机中。微处理器集成电路内部一般由CPU控制中心、总线、存储器、时钟振荡器、输入/输出接口等电路组成。 微处理器集成电路根据输入的键控指令、遥控指令及各种状态信息,通过输出接口电路对整机有关电路进行系统控制。

彩色电视机中常用的微处理器集成电路有PCA84C444、PCA84C640、PCA84C841、TMP47C837N、TMP87CH33、TMS73C47、MN15245、MN15287、M34300N4、M37210、M50436等型号。

(3)图像中放/视放集成电路 早期的中频通道集成电路,是用三块集成电路分别完成中放的、视频检波及AFT等功能的。目前已出现把图像中放、视频,伴音中放,行场扫描三大系统压缩在一块芯片中的集成电路,使电路简化,给使用、调试带来了更大方便。其常用的型号有:AN5150、AN5132、CD003、CD7680CD、D1366C、D7607AP、HA1167、HA11260、HA11215A、TA7611AP、SF1366、LA1357N、M51358P、M51353P、M51354AP等。

(4)行场扫描集成电路 行场扫描集成电路具有同步分离、场输出、场振荡、行振荡保护等功能,可获得稳定的场频信号,确保隔行扫描的稳定性,可省掉“场同步”电位器调整,提高整机的自动化程序。

常用于行场扫描的集成电路有D7069P、TA7069P、AN5410、AN5411、μPC1367C型等。目前,用于电视机行振荡、行激励的集成电路有D002、HA11669;用于场振荡、场输出的集成电路有D004、KC5381C、D1031Hz、BG1031Hz、LD1031Hz、μPC1031Hz等。

(5)伴音集成电路 彩色电视机中常用的伴音中放兼功率放大功能(用来处理和放大伴音信号)。伴音集成电路在新型彩色电视机中通常采用双伴音信号处理集成电路,以16引脚双列直插式为例,有BL5250、BJ5250、DG5250,且附有散热片。其中,用于伴音中放、功放的集成电路失真均小于0.6%的,有AN355、BGD1353、CA758E、TA7678AD、TA7176、KA2102、KC583、LA1365型等。另外,D7176P、μPC1353CC型为伴音中放、限幅放大集成电路,具有增益高、检波失真小、输出功率大、频响性能好等特点。

(6)丽音解码集成电路 丽音解码集成电路的作用是将数字伴音信号解调成模拟伴音信号。彩色电视机中常用的丽音解码集成电路有SAA7280、TDA8732等型号。

(7)TV/AV电子开关集成电路 TV/AV电子开关集成电路的作用是在微处理器或键控电路的指令控制下,完成TV电视机信号与AV信号的相互转换。彩色电视机中常用的TV/AV电子开关集成电路有TA8628N、TA8720AN等型号。

(8)遥控集成电路 遥控集成电路分为遥控发射集成电路和遥控接收集成电路。彩色电视机遥控接收集成电路有AN5020、AN5025S、LA7224、CX20106等型号;遥控发射集成电路有μPD1934G、M50462AP、M50142P、SAA3010、TC9012F等型号。

(9)画中画集成电路 画中画集成电路用于对子画面进行图像中放、P/N彩色电视机解码、产生水平和垂直同步信号及RGB/YUV开关、D/A变换及特技处理等。

彩色电视机中常用的画中画处理集成电路有SDA9088、SDA9089、SDA9188、SDA9189、SDA9288、CXA1353、LC74401E、LC7441E、LC7442、MC44462、PIP2250、TC9082F等型号。常用的画中画控制集成电路有CXD1053S、CXD1054S、M50541FP、μPD6403、LC7442、MN8232A、SAA9068等型号。

(10)彩色电视机解码集成电路 彩色电视机解码集成电路的功能是恢复彩色电视机信号,使图像的颜色正常。早期的彩色电视机解码集成电路是由几块电路完成的,如国产的5G3108、5G314、7CD1、7CD2、7CD3等;后来采用单片式PAL制彩色电视机解码集成电路,如TA7193AP/P、TA7644AP/P、IX02lCE、μPC1400C、M51338SP、M51393AP、IX0719CE、AN5625型等。其中的AN5625、μPC1400C等集成电路应用了数字滤波延时网络,有的把全部小信号处理集成到了一块电路中,使电路体积减少,功能更全。

10.声表面波滤波器

声表面波滤波器简称SAWF或SAW,是一种射频信号处理器件,它主要由压电基片和制作在基片上的输入、输出换能器组成。输入换能器将输入电信号转换成声信号(逆压电效应),声信号沿压电基片表面传播,并在输出换能器中被转换成电信号(压电效应),通过选择适当的基片材料,并对两个换能器进行加权(不同频率的信号有不同的转换效率),进而实现频率选择功能(滤波)。

声表面波滤波器用于电视机的中频输入电路中作选频元件,取代了中频放大器的输入吸收回路、多级调谐回路、使图像、声音的质量大大提高。如图1-40所示为声表面波滤波器应用在电视上的实物图。

图1-40 声表面波滤波器实物图

11.陶瓷滤波器

陶瓷滤波器是方形的陶瓷片,有三或四个脚,符号为CF。根据频率吸收或选通的方式,它们又分为频率选通滤波器和频率吸收滤波器两种,其作用正好相反。频率选通滤波器简称滤波器,型号以L或S表示;频率吸收滤波器简称陷波器,型号以T或X表示。

12.晶振或陶瓷振子

晶振或陶瓷振子在电路上都用符号X表示,其外形如图1-41所示。

图1-41 晶振或陶瓷振子外形

晶振为铁壳封装,两个引脚,频率精度非常高,如振荡频率为4433.619kHz,在壳体上标为4433.619kHz 。

陶瓷振子为塑料壳封装,两个引脚,频率精度较低,如振荡频率为455kHz,在壳体上标为455E。

13.中周

中周即中频变压器或LC谐振器,也是电感器的一种,其符号也是L,长方形的铁壳,装有可旋转的磁芯,用以调节其谐振频率。

14.延时线

在彩色电视机中,为了进行延时补偿,以使色度信号和亮度信号同时到达显像管,避免出现彩色电视机镶边的图像,使用了超声波延时线与电磁延时线(LC延时线),如图1-42所示。

图1-42 延时线外形与电路符号

(1)超声波延时线是彩色电视机解码电路中梳状滤波器的核心元件,它将色度信号的U和V两个信号分量进行分离。目前一般采用8次反射传播的超声延时线,延迟时间为64μs。超声波延时线以压电陶瓷作换能器,以玻璃作为介质而构成。

(2)电磁延时线又称亮度延时线(LC延时线),它是由等效电感和等效电容组成的多节网络电路,在彩色电视机电路中起着让亮度信号延时到达矩阵电路的作用,其目的是能与色度信号同时输入到矩阵电路中。亮度信号延时线的延时时间一般为 0.4μs、0.5μs、0.6μs、0.7μs、0.8μs、0.9μs等。

二、专用电子元器件识别

彩色电视机专用电子元器件通常有显像管、高频头等。

1.显像管

显像管(简称CRT)是彩色电视机的心脏部位,是一种阴极射线管,是电视机重现图像的终端装置,主要由玻壳、荫罩网板、偏转线圈、电子枪等电子元件组成,结构如图1-43所示。但由于彩色电视机显像管要重现彩色图像,所以,彩色电视机显像管与黑白电视机显像管存在一定的不同之处。彩色电视机显像管具有灯丝电流大、线圈偏转功率大、阳极电压高、射束电流大和外围电路复杂的特点。由于目前的大部分显像管都采用单枪三束式自会聚显像管,本书主要介绍该类显像管的组成。

图1-43 彩色电视机显像管的结构图

(1)荧光屏 彩色电视机显像管荧光屏的内壁上不是涂有发白光的荧光粉,而是涂有红、绿、蓝三基色荧光粉条,能够构成几十万个像素;荧光屏的后面还增加了一个荫罩板,能够对三基色进行分色,使红、绿、蓝三个电子束分别打到对应的三基色荧光粉条上,如果没有荫罩板,则会产生基色偏差,即彩色电视机电子枪打不到对应的基色荧光粉条上。

①荫罩板是由0.15mm厚的特制薄钢板制成的,其上有规律地排列着几十万个小孔,三基色电子束在荫罩板的控制下,穿过这些小孔打到相应的荧光粉条上。

②荧光粉和黑底。荧光粉是显像管的重要组成部分,没有荧光粉,显像管就不可能发光,显像管发光是通过电子束轰击显像管内屏的荧光粉涂层,使荧光粉获得能量而发光。通常荧光粉有R、G、B三种。黑底是涂在荧光粉条之间的石墨层,其作用是减少显像管的反光,增加显像管的层次感。

(2)电子枪 黑白显像管只有一个电子枪,形成一个电子束,不存在会聚的问题;而彩色电视机显像管内则有三条电子束同时工作,而且处于不同的几何位置。彩色电视机显像管的电子枪一般采用一字形一体化结构,红、绿、蓝三个阴极呈一字形水平方向排列,并且有三个控制栅极、三个加速极和三个聚焦极,各个电极分别在其内部连成一体,三种颜色的电子束处在同一水平面上,能够有效地消除垂直方向的失聚现象。

显像管电极主要由阴极(用K表示,彩色电视机显像管有三个阴极,分别用RK、GK、BK表示)、控制栅极(用G1表示)、加速极(用G2表示)、聚焦极、灯丝(用H、HT或F表示)以及高压阳极(用G、V表示)等组成。正常工作时,显像管的各电极上必须加上设定的直流电压或信号电压才能正常工作。如三个阴极的信号电压来自视放电路中视放管的三个输出端,其他直流电压都来自行输出变压器。

①灯丝的作用。在电视机中,显像管灯丝的作用是加热阴极,使阴极能正常发射电子(即:通电后将电能转变成热能并对阴极加热,使阴极表面产生600~800℃的高温,创造一个使阴极发射电子的外部条件)。显像管灯丝电压有6.3V、11V和12V等多种。

②阴极的作用。阴极呈圆筒状,灯丝装在圆筒内部,顶端涂有钡锶钙的氧化物,灯丝通电时,阴极受热后发射大量电子。

③栅极的作用。栅极套在阴极外面,是一个金属圆筒,顶端开有小孔,让电子束通过。改变与阴极的相对电位可以控制电子束的强弱。如果把视频信号加到阴极或栅极,那么,电子束的强弱就会随着视频信号的强弱而变化,在荧光屏上就出现与视频信号相对应的图像。是栅极-阴极电位(UGK)对电子束的调制特性。

④加速极的作用。它也是顶部开有小孔的金属筒,其位置紧靠栅极。通常在加速极上加有几百伏的正电压,它能控制阴极发射的电子束到达荧光屏的速度。

⑤聚焦极的作用。彩色电视机显像管聚焦极通常加5~8kV电压。聚焦极、加速极及高压极一起构成一个电子透镜,使电子束会聚成一束轰击荧光屏上的荧光粉层。

⑥高压阳极的作用。建立一个强电场,使电子束以极快的速度轰击荧光屏上的荧光粉。高压阳极通常为22~32kV。

(3)偏转线圈 偏转线圈也是显像管的一个组成部分,它包括行偏转线圈和场偏转线圈,是显像管管颈上的一个附件,用来形成水平和垂直偏转磁场以控制电子束按要求进行扫描运动。相关结构如图1-44所示,行偏转线圈是用专用的模具脱胎绕制而成的,而场偏转线圈则是一对绕在磁环上的线圈。每组行、场偏转线圈都是由两个圈数相等、形状相同的绕组构成的。

图1-44 偏转线圈结构图

彩色电视机显像管采用特制的环形精密偏转线圈,其行偏转线圈所产生的偏转磁场是枕形的,场偏转线圈所产生的偏转磁场是桶形的,通过偏转线圈的磁场能使三个电子束在整个荧光屏上自动实现会聚。而且彩色电视机显像管的偏转线圈出厂时已调整好,不需要进行会聚调整。

(4)显像管引脚 显像管的引脚是连接尾板与显像管的接口,常见的主要有7、8、9、11脚四种引脚形式,如图1-45所示是显像管引脚正视图。

图1-45 显像管引脚功能图

(5)玻壳 玻壳是彩色电视机显像管的一个最重要结构部件,决定彩色电视机显像管的外形尺寸、图形质量、偏转角度以及防爆效果等。玻壳由玻屏、玻锥和管颈三部分组成。在玻壳生产的初期,由于玻壳应力和防爆强度的要求,玻屏的形状一般呈球面结构,随着玻壳模具制造技术和压制成形技术的提高,现在已开发出柱形平面屏、直角方屏(FS型)、平面直角屏(FS型)、超平坦屏。不仅玻屏的形状发生了变化,而且尺寸也发展成了系列化。屏幕尺寸从1.5~47in1,每隔1~2in就有一个新的型号。随着高清晰度电视(HDTV)的发展,玻屏的宽高比由4∶3开发出了16∶9和5∶3的宽高比。

2.高频头

(1)高频头的识别 高频头俗称调谐器,正式的名称叫做高频调谐器(TUNER),是电视机高频信号公共通道的第一部分,是能够接收有线广播电视机信号的关键器件(高频头外形及内部结构如图1-46所示)。高频头的作用是调谐(或选台)、放大及变频和输出中频信号,即:将微弱的视频信号进行放大,并且对传输不稳定引起的图像变形与干扰进行处理,再送到下一级电路(中放电路)。

图1-46 高频头外形及内部结构

详细地说,高频调谐器大致有选频、放大、变频三大作用。

①选频:从天线接收到的各种电信号中选择出所需电视频道的电视信号,而抑制其他的信号。选频作用由输入调谐回路完成,它决定整机的选择性。

②放大:将选择出的高频电视信号进行放大,以满足混频器所需要的信号幅度,并提高信噪比。该功能由高频放大器完成,它决定整机的信噪比。

③变频:通用混频级将高频图像载波、高频伴音载波与本振信号进行差拍,在其输出端得到一个固定的中频图像信号和第一伴音中频信号,然后送到图像中频放大电路。

(2)高频头的种类 按谐振回路调谐方式的不同,高频调谐器可分为机械调谐式(又分VHF高频头和UHF高频头)和电子调谐式两种。目前,大多数黑白电视机采用机械调谐式高频头,而彩色电视机都采用电子调谐式高频头。电子调谐式高频头又分为模拟式电子调谐器、多媒体电子调谐器、数字式电子调谐器。

模拟式电子调谐器主要用于CRT彩色电视机上,它又可分为电压合成电子调谐器、频率合成电子调谐器,如图1-47所示。电压合成电子调谐器,其电路采用变容二极管,调节方便,线路简单,U/V一体化,可抑制邻频道干扰,改善交扰调制特性等,为国际标准形状;频率合成电子调谐器功能同电压合成电子调谐器,选台为PLL方式,性能可靠,为国际标准外形。

图1-47 模拟式电子调谐器外形

多媒体电子调谐器选台为PLL方式,在实现模拟电子调谐器的功能基础上增加音视频输出功能,目前有飞利浦MK3、MK2及上海ALPS等外形。主要用于LCD彩色电视机、DVD刻录机和电脑板卡中。

数字式电子调谐器是未来市场的主流,目前最流行的为欧洲DVB标准,美国ATSC标准次之,中国自行研制开发的DMB标准正在使用和发展中。