扫频仪在电视修理中的应用

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扫频仪全称叫频率特性测试仪,它是一种把扫频信号发生器、频标信号发生器、示波器结合起来的仪器。使用它可以直观地看到被测电路的频率特性曲线,便于在电路工作的情况下,调整电路元件,使频率特性符合规定的技术要求。

扫频仪除了用来调整测试高频头。图象中放等电路的频率特性外,还可以测试各部分电路的增益、高放AGC的延迟增益、本振频率、调谐电路的谐振频率,以及信号在传输线中的损耗等。

下面以BT-3型扫频仪为例,介绍一下扫频仪的使用方法和注意事项,以及在电视修理中的应用。为了便于说明问题,图1示出了BT-3型扫频仪的面板各旋钮位置、名称和作用。

图1
图1 🔍原图 (1284×774)

一、使用方法和注意事项

1.使用前的技术检查:

(1)开启扫频仪,预热5-10分钟,然后调整亮度旋钮⑧和聚焦旋钮②,检查扫频基线是否可以调到合适的亮度和聚焦。调整Y轴位置旋钮⑩,扫频基线是否能够上下移动。

(2)检查扫频信号输出。将扫频仪的两个输出衰减和置于零分贝,输出和输入端用输出探头和检波探头连在一起(即将两探头的触针和外皮分别连在一起)。这时,在扫频仪的荧光屏上应能看到一个由扫频基线和扫频信号线组成的长方形,如图2所示。然后调整中心频率度盘随着中心频率的变化,扫频信号线和频标信号都跟着移动,要求在各个频段内扫频信号线应没有明显的畸变和较大的起伏。要求扫频信号输出衰减、Y轴增益、Y轴衰减作用正常。旋转中心频率度盘时,要注意,只能在起始与终止刻度内来回轻轻转动,不要用力向标示范围外转动,以防损坏。

图2
图2 🔍原图 (199×191)

(3)检查内频标。BT—3型扫频仪的内频标有两档,一档为1MHz(即每个频标相距为1MHz),另一档为10MHz(即每个较大的频标之间相距为10MHz,两个大频标之间还有一个小频标)、要求频标信号准确、清楚、幅度均匀可调。

BT-3型扫频仪有三个波段,用波段开关换。第一频段为0~75MHz,其零频标信号形状特殊,很容易识别。当将频标选择开关⑤置于“10MHz”时,从零频标开始,每个大频标间距为10MHz,小频标与大频标相距5MHz。逆时针旋转中心频率度盘,依次出现的频标为10MHz,20MHz……。第二频段为75~150MHz,频标的识别方法是:先把中心频率度盘右旋到头,置于起始刻度处,把频标选择开关放在“10MHz”档,然后逆时针旋转中心频率度盘,正常情况下第一个过中心刻度线的10MHz频标为70MHz,依次出现的频标为80MHz、90MHz……。第三频段为150~300MHz,频标识别的方法与第二频段相同,这时第一个过中心刻度线的10MHz频标为140MHz,依次出现的频标为150MHz、160MHz……。

扫频仪第一次使用或长时间停用后再次使用,应对起始频标信号进行校准。方法是:先把频标选择开关⑤置于外频标位置,然后用高频信号发生器,从扫频仪的外频标端子⑦送入一个频率为70MHz或140MHz的高频信号。记下这时频标的位置,然后再把频标选择开关置于内频标“10MHz”处,在已校准的位置出现的10MHz频标信号,则为70MHz(波段Ⅰ)或140MHz(波段Ⅲ)。若无高频信号发生器,也可以用电视信号进行校正。例如二频道的频率为56.5~64.5MHz,用扫频仪测试第二频道的高频特性时,特性曲线中间的10MHz频标信号,即为60MHz,其右侧的第一个10MHz信号,则为70MHz频标信号。

经常使用的扫频仪,可以定期进行检查,不必每次使用前都作检查。

2.扫频仪与被测电路的联接方法:

(1)一般情况下扫频仪应备有三种探头,即输出探头(匹配头)、输入探头(检波头)和开路线探头,如图3所示。在输出探头内,对地有一只75Ω的匹配电阻,若被测电路输入端是高阻抗(如混频极输入电路)时,常用此探头联接。在输入探头内,装有隔直流电容、检波二极管和隔离电阻,扫频信号经过检波后再送人示波器。在开路线探头内没有任何附加元件,一般备有两根。

图3
图3 🔍原图 (309×262)

(2)扫频仪与电视机联接时,如果电视机上有75Ω的端子,可以直接联接,或在芯线上串接一只,1000P的隔直流电容。如果只有300Ω的端子,需要加接匹配电路。常见的匹配电路如图4(a)、(b)所示。但实际修理工作不常用,而是打开后盖,将扫频信号从高频头的75Ω电缆送入。扫频仪与被测电路联接时的匹配十分重要。否则会使测出的频率特性变形或者不稳定。在这种情况下测出的特性曲线和数据是不准确的。

图4
图4 🔍原图 (600×246)

(3)扫频仪的输入信号取自被测电路的输出端。当被测电路输出的信号未经过检波电路时,应采用带检波头的输入探头与扫频仪联接。当输出信号已经过检波时,则应采用开路线探头与扫频仪联接。芯线可串入一只1~5KΩ的隔离电阻,以减少对扫频仪的影响。

(4)扫频仪和被测电路联接时,连线应尽量短些。特别是地线。探头芯线上不应加接较长的导线,以防止对高频信号衰减或感染杂波信号。对于某些底板带电的电视机,应加接隔离变压器或隔离电容,防止损坏扫频仪。

3.其他问题:

(1)根据被测电路的特点,选用适当的扫频仪。在测试高频特性、综合频率特性、本振频率时,选用BT-3型扫频仪比较合适;在测试图象中频特性、第二伴音中频特性、高频自动频率调谐电路时,选用BT-5型扫频仪比较合适;在测试视频通道、色度通道的频率特性时,选用PCT—2型视频扫频仪比较合适。若没有合适的扫频仪,可用BT-3型扫频仪代用,但精确度受影响。用BT-3型测试鉴频电路的S曲线时,显示方式开关应置于“鉴频”的位置,才能观察到完整的“S”曲线。否则将出现上下严重不对称的曲线。

(2)输入被测电路的扫频信号的大小应适当,否则所测波形会有差异。扫频仪输出的扫频信号一般在100mV以上,所以测高频特性时,输出的扫频信号应衰减20~30分贝,测图象中频特性时,输出的扫频信号应衰减50~70分贝。

(3)扫频信号经过被测电路时,会产生时间上的延迟。而频标信号不经过被测电路,直接送入扫频仪的垂直放大器,所以频标信号比扫频信号要超前一段时间。这种现象在测试宽频带放大器(如高频和图象中频特性)时,可以忽略不计,但在测试窄频带放大器时,则不能忽略。例如测试鉴频电路的S曲线时,其中心频率应调在6.5MHz上,但是由于延迟作用,实际的S曲线中心频率低于6.5MHz,所以用仪器调准后,在实际接收伴音信号时,还要重新微调一下。

(4)注意扫频仪的箝位作用。扫频仪的箝位电路的作用,是使扫描基线在测试时不致随信号的变化而上下移动。但在测试双向波形(如鉴频器的S曲线)时,就会产生严重不对称。BT-5型扫频仪的背后有箝位开关,测试双向波形时,应放在不用的位置上。

二、测试电路的频率特性曲线

电视机的高频、图象中频、视频放大电路等,都要求具有一定的频率幅度特性。对各电路的频率特性都有一定的技术要求,当电视机发生故障时,就会使这些电路的频率特性不符合规定的技术要求,结果影响了电视机的收看效果。修理中,常常利用扫频仪测试电路的频率特性,以便找到故障所在。

例如用BT-3型扫频仪测试KP-12高频头的频率特性时,扫频仪与高频头的联接如图5所示。扫频信号经过输出探头接在高频头的输入插孔,高频头各测试点的输出信号经过检波探头送进扫频仪的输入端。如果直接从混频管的基极取出被测信号时,由于混频管的b-e结是一个二极管,对高频信号具有检波作用,因此就要用开路线联接。为减少开路线对电路的影响,应在开路线的芯线上串接一只1~4KΩ的隔离电阻。具体测试方法如下:

图5
图5 🔍原图 (1218×587)

将扫频仪的输出衰减在20或30分贝档,Y轴增益置于最大位置;Y轴衰减放在“1”的位置;频标选择开关⑤放在10MHz档;波段开关于与被测电视频道相对应的频段上。当测试第二频道的高频特性时,波段开关应放在“Ⅰ”的位置,当测试第八频道的高频特性曲时,波段开关应放在“Ⅲ”的位置。然后从起始刻度起逆时针调整中心频率度盘注意每个频标所代表的频率数,调到所测频道的频率刻度时,在荧光屏上就会出现图6所示的频率特性,其幅度约为4~6格,若测得的高频特性曲线不规则或不稳定,应设法使本振停振,再进行测试。如果测得的高频特性曲线严重变形或幅度太小,则说明被测高频电路有故障。

图6
图6 🔍原图 (473×327)

三、测电路的增益

测增益前,应对扫频仪进行零分贝校正,方法是:先把输出探头和检波探头的触针连在一起,再把两个探头的外皮连在一起。扫频信号的输出衰减均放在零分贝,Y轴衰减置于“1”的位置,调整Y轴增益,使扫频基线和扫频信号线间距离为整刻度(如5格),记下这时Y轴增益钮的位置。然后转动中心频率磨盘,检查整个频段内的增益(两线间的距离),看是否平直,若有起伏,而且所测信号的频率正好处在起伏段,则测量时应考虑由于起伏引入的误差。

零分贝校正后,再把被测电路接在输出和输入探头之间,调整扫频信号输出衰减,使频率特性的幅度也正好为“5”格。这时衰减上所示的分贝数就是电路的增益。如果衰减量不够,还可使用Y轴衰减,这个衰减器放在“1”时没有衰减,放在“10”时衰减量为20分贝,放在“100”时衰减量为40分贝。这时还应加上Y轴的衰减分贝数,算出电路增益。

四、测高放AGC电路的延迟增益

大家知道,目前大多数晶体管或集成电路电视机的高放AGC电路,总是在中放AGC电路起控后延迟30~40分贝后,才开始起控。延迟增益是否符合要求,可用扫频仪进行测量。方法是:断开AGC电路的门管和直流放大级之间的耦合,改为电位器分压手动控制,使直流放大级的基极电压处于待工作状态,测出这时直流放大级基极的直流电压。然后从电视机混频级测试点送入扫频信号,从视频检波后取出被测信号。调整输出衰减Y轴衰减和Y轴增益,使特性曲线占满整刻度。在条件不变的情况下,将输出衰减于30分贝档,再调整手动AGC电位器,使频率特性幅度仍达到原来大小。与此同时用万用表测量高放AGC电路输出端的直流电压,应该略有上升,说明延迟AGC电路已开始动作。如果高放AGC电路不动作,则应减小扫频信号输出衰减量,并调整手动AGC电位器,重复上述过程,直到高放AGC电路开始起动为止。这时输出衰减器的分贝数,则为延迟增益。

五、测本振频率

1.直接耦合测量法:扫频信号由高频头的75Ω输入电缆引入,检波信号自混频级输入调谐电路取出(见图5测试点②)。这时荧光屏上将出现高频特性曲线。然后逆时针转动中心频率度盘,使中心频率向高端移动,在比图象载频高一个图象中频的位置,应出现一个较小的振荡信号波形,如图6所示。如第二频道的图象载频为57.75MHz,图象中频为37MHz,所以本振频率应在94.75MHz处出现。调整电视机频率微调旋钮,正常情况下,本振信号波形应向左、右移动1~2MHz。若本振信号太弱,看不清楚,可减小扫频输出衰减,使本振信号增大。根据本振信号所在位置的频标信号的频率,读出本振频率来。另外可从本振信号的大小,大致估计出振荡的强弱。

按照图7所示的联接方法,也可以测试本振频率,测试方法同上。

图7
图7 🔍原图 (297×216)

2.线圈感应测量法:采用开路线探头,一端接在扫频仪的外频标端子上,在探头的触针和地之间。连接一个3~5匝的线圈,然后把线圈靠近本振线圈,这样在线圈中感应的高频信号,从外频标端子进入扫频仪。将频标选择开关⑤置于外频标位置,调整中心频率度盘在扫频基线上就可以找到振荡信号波形的位置。再把频标开关置于内频标位置,根据本振振荡信号所在内频标的相应位置,读出本振频率。由于感应信号较弱,难于观察,所以多用第一种方法。

六、测试谐振频率

在电视机的修理和改机工作中,常常需要测试某个调谐电路的谐振频率。在没有频率计的情况下,可以用扫频仪来测试。方法是通过测试谐振回路的谐振曲线顶峰所对着的频率,即为谐振频率。例如测试第二伴音中频调谐回路的谐振频率。扫频仪的联接如图8所示。图9为简化电路。在输出探头的芯线上,需要串接一只5~10P的隔离电容,以减小探头的低阻抗和分布电容对被测电路的影响。扫频仪的输出衰减置于20或30分贝档,Y轴增益放在最大位置,中心频率度盘从零起始,逆时针转动,在6.5MHz附近,就可在荧光屏上看到一个如图10所示的谐振曲线。若谐振曲线的幅度太小或太大,可适当调整Y轴增益或输出衰减。先将频标选择开关⑤置于10MHz档,用5MHz频标来确定中心频率度盘的大致位置,然后放在1MHz档,就可准确地调在6.5MHz上。还可以使用频率偏移钮使频标距离展宽,这样可将频率调得更准确些。当谐振曲线的顶峰在6.5MHz上时,说明谐振回路正常,当顶峰偏离6.5MHz时,可调整中周的磁心。

图8
图8 🔍原图 (837×485)
图9
图9 🔍原图 (341×289)
图10
图10 🔍原图 (248×195)

七、测试传输线中的损耗

天线上接收到的电视信号,往往要经过较长的传输线送进电视机。这就要求传输线有良好的阻抗匹配,否则将造成很大的高频损耗。要想了解传输线阻抗匹配是否良好,高频信号损耗的大小,用扫频仪测试传输线的驻波系数,是常用的方法。扫频仪的联接如图11所示。传输线中的驻波最大时,扫频仪测试的波形如图12(a),这时传输线的高频损耗也最大。驻波最小时的波形如图12(b)所示,这时高频信号的损耗最小。常见的波形如图12(c)所示,要求在通频带内的波动越小越好,其驻波系数由下式求得:K=\(\frac{1+|ρ|}{1-|1+ρ|}\),\(_{2}\)/A1,一般要求K<2.5为合格。(李福祥 王锡明)

图11
图11 🔍原图 (484×219)
图12
图12 🔍原图 (648×237)