电视图象的扭动与滚道

在收看电视节目时，常常看到电视屏幕上的图象左右扭动，就象在露天看电影，银幕随风飘动一样。同时，还常常伴有水平黑带在屏幕上，作自上而下或自下而上的滚动（称滚道）如图1所示。

简单来说，屏幕上，这种图象的扭动和滚道是由于交流市电对显象管电子束的强弱和扫描运动方向的干扰而产生的。它和交流收音机出现的交流哼声相当。正象用电池供电的半导体收音机没有交流哼声一样，若电视机也采用蓄电池供电，造成图象扭动和滚道的干扰源也就不存在了。

大家知道，由显象管电子枪射向荧光屏的电子束，是在偏转线圈的磁场作用下，做有规律的扫描运动，形成光栅，再加上反映景象亮暗的电视图象信号电压对电子束的强弱加以控制，而重显电视图象。同时，还必须使电视机显象管与电视台摄象管的电子束扫描运动一样，即扫描频率相同，扫描起始时间一致，才能正确重显图象。如果电子束的扫描运动受到干扰，图象就会产生扭曲。例如手拿一块永久磁铁，沿着电视屏幕旁边移动，电视图象将随着磁铁的移动来回扭动。如果电视机中的电源变压器漏磁场比较大，又没有采取完善的屏蔽措施，放置的位置再不合适，它的漏磁场对显象管电子束的干扰作用，就象显象管旁有一块移动的磁铁似的。不过这个漏磁场的强弱和极性是以每秒50赫的频率变化的，所以图象上出现的是一次扭曲如图2。

电视机行扫描幅度与行扫描输出级的供电电压有直接关系。如果由于电源滤波或稳压性能不好，输出的直流电压上叠加有100赫的纹波电压（图3a），那么这个电压将使行扫描锯齿波受到调制（图3b），行扫描幅度发生变化（图3c）。

可以看到，图上扭曲的规律与上述磁场干扰的情况不同，图象呈胡芦状，而且多了一次扭曲。可见，同是电源干扰，但不同的干扰途径，不同的干扰频率，图象受干扰后的扭曲规律也不一样。

再来看看黑滚道是怎样产生的。无线接收下来的电视信号，经变频、放大、检波后变成视频信号，再经视频放大，加到显象管阴极上，对扫描电子束的强弱加以控制。如果供给各放大器的直流电压上，有较大的纹波电压（如图4a)，这个纹波电压就可能窜入信号通道或与视频信号叠加在一起（图4c），或使视频信号受到调制（图4d)。这个带有纹波干扰电压的视频信号，加到显象管阴极上，使扫描电子束的强弱不仅随着反映图象内容的视频信号变化，而且还要随着干扰电压变化，使荧光屏上，出现水平黑带。当这个纹波干扰电压的频率与图象场扫描频率（50赫）相同（或者说屏幕上黑带出现的次数与图象出现的次数相同）时，黑带便固定出现在图象的某个位置上。如果两者的频率不一样，例如电源电压的频率是49赫，图象场频为50赫，那么在每一场的图象上黑带出现的位置就不同，相对图象来说，水平黑带将沿一定的方向移动，这就是黑滚道。滚道移动的速度，是图象场频与电源频率的差值。

既然是50赫电源引起的干扰，为什么它只干扰彩色台的图象，而不干扰黑白台的节目呢？（目前北京已将原黑白电视台改为彩色电视台，所以也出现了这种干扰）。

在研制电视设备的初期，人们就对这种干扰现象进行过分析研究，发现，当场频与电源频率完全一致时，图象的扭曲和水平黑带虽然还存在，但因为它在整个画面上相对静止，再经整流滤波后残存的纹波电压比较微弱的条件下，再加上由于人眼视觉特性，相对于图象来说，这种静止的微弱的干扰现象，也就不容易被觉察了。根据这个道理，人们把场频选为交流电网的频率，采取一些措施，使场频与电源频率永远保持一致。这种使场频与电网频率一致的工作方式称为电源锁相或电源同步。在电视广播发展的初期，为各国普遍采用，我国的黑白电视台也都采用这种方式。

场频与电网频率完全一致，是怎样实现的呢？我们知道，电视机中的场频、行频，是受电视信号中的场、行同步脉冲控制的。这些脉冲是由电视台中叫作“同步机”的设备产生的。人们常用“电视台的心脏”来形容同步机的重要性。因为它不仅控制接收机的行、场扫描频率，同时还控制着整个电视台所有设备的行、场扫描频率，使电视机的行、场频率与电视台设备的行、场频率完全一致。场扫描频率与电网频率的一致，也是靠同步机来实现的，图5是这种电网锁相同步机的方框图。根据我国的电视标准，行频的标称值为15625赫，场频为50赫，行频与场频有严格的关系：

因此需要一个振荡频率为2倍行频的振荡器，它输出的信号经2：1分频电路后得到行频，经625：1分频电路后得到场频。在同步机中，实现场频随电网频率变化的方法是：把场频电压和电网电压同时送入鉴相器，使这两种电压的频率和相位进行比较，当二者之间不一致时，鉴相器就送出一个误差电压，去控制2倍行频振荡器，使它的频率升高或降低，使二者严格保持一致。

但是，随着电视技术的发展，电视广播需要传输的距离越来越远，新设备不断涌现，于是就出现了新问题。例如北京电视台的节目不仅供北京地区的电视观众收看，还通过微波中继设备，传送到全国各地，还可利用通信卫星向全世界广播。在这种情况下，若采用场频与电网锁相的方法，和北京电视台使用同一个电力网供电的电视机，固然可以看到稳定的电视图象，但因不同电力网之间，电源频率是不相关的，所以使用其它电力网供电的电视机，看到的图象还是会又扭又滚的。

在彩色电视机中，为了传送色度信号，需要一个非常稳定的副载频，根据我国彩色电视暂行标准，这个副载频为4.43361875兆赫，对于要求这样高精确度的副载频，须由晶体振荡器来产生，而且它与行频15625赫，场频50赫三者之间，有着下列严格的关系：

其中f\(_{场}\)是从副载频分频而得，非常稳定，不再随电网频率变化，所以一些抗电源干扰性能不良的黑白电视机，在接收彩色台的电视节目时，图象上也会出现扭动和黑滚道干扰。而彩色电视机收看黑白电视台广播的电视节目时，由于行频、场频偏差较大，使扫描不能同步，这就必须对行同步进行调节，这也是很不方便的。因此从兼容接收方面来看（即黑白电视机可以收看彩色台的节目；彩色电视机也可以收看黑白台的节目），如果黑白台的同步机采用电源锁相方式，彩色台的同步机采用晶体振荡方式，也不利于广大电视观众的收看。另一方面，近年来，随着电视录象技术的发展，电视录象机已获得了广泛的应用，若电视台的同步机工作在电源锁相状态，场频、行频随电源频率变化，这对录象工作也是极为不利的。因此，场频与电网锁相的方式，就不适应电视事业迅速发展的要求了。总之，黑白电视台的同步机逐步过渡到晶体振荡的方式（如图6）；由彩色电视逐步取代黑白电视，是电视事业发展的需要。但对于接收机来说，黑白与彩色还要并存一个相当的时期。因此，对早期生产的黑白电视机，由于抗电源干扰性能较差，必须采取改进措施，才能使图象的扭动与滚道降低到不影响收看的程度。（马克文）