分立元件电视机一般使用二极管视频检波器,因二极管视频检波器有许多缺点,故近年来集成电路电视机广泛采用双差分同步检波器,以完成视频检波。
二极管视频检波器的缺点
1.在二极管检波器中为了减小频率失真,使其达到6MHz的频带宽度,负载电阻值不能用得太大,因而检波器的输入阻抗较低,检波效率很低,一般有6dB的衰减。
2.从输入信号电平上看,二极管检波器只有大信号时才能有比较好的线性,因此要求分立元器件的图象中放末级输出信号幅度达1Vpp左右,这要求图象中放的增益很高,一般要有70dB左右,故增加了解决图象中放电路的增益和稳定性矛盾的难度。
3.二极管检波器是不平衡式检波,它类似半波整流电路,将产生大电流的图象中频及图象中频的二次谐波及高次谐波分量。如果图象中频电磁波辐射出去,由于中放电路的增益很高,将会造成图象中放电路的自激振荡,二次及高次谐波辐射回授,造成图象通道噪声灵敏度的降低。所以分立元件电视机中,图象中放末级及二极管检波器要加以良好的屏蔽。
4.正因为二极管检波电路有图象中频及其二次谐波成分,所以其输出端需加低通滤波器,以获得全电视信号。
双差分视频同步检波器正是克服了二极管检波器的若干缺点而被集成电路电视机所广泛采用的一种视频检波方式。双差分同步检波器实质上是一个双差分放大器电路,双差分放大器在两路输入信号都不为零的情况下,其输出电压与两个输入信号的乘积成正比,也就是说双差分放大器是一个模拟乘法器。双差分视频同步检波器正是利用双差分放大器具有模拟乘法器这一特点来实现视频检波的。这里所说的同步,是对双差分放大器两个输入信号而言的,即它们必须是同频同相位。下面我们来看看当双差分放大器的两个输入信号在同频、同相位时,是如何实现检波的。
由图1可见,视频检波的两个输入信号中,一个是由图象中放送来的调幅信号u\(_{2}\)=Um2(t)cosωt,式中ω为图象中频角频率,另一个输入是幅度恒定的且与u\(_{2}\)同频、同相位的信号,即u1=U\(_{m1}\)cosωt。

由于双差分放大器具有模拟乘法器的特点,故其输出电压为:
KCKC
U\(_{0}\)=I0R\(_{c}\)4V\(^{2}\)Tu\(_{1}\)u2=Ku\(_{1}\)u2=KU\(_{m1}\)Um2cos2ωt,式中,K=I\(_{0}\)Rc;4V\(^{2}\)\(_{T}\)(常把K称为双差分放大器的增益常数)。由于cos2ωt=\(\frac{1}{2}\)(1+cos2ωt),所以U0=1;2KU\(_{m1}\)Um2(t)(1+cos2ωt)=\(\frac{1}{2}\)KU\(_{m1}\)Um2(t)+1;2KU\(_{m1}\)Um2(t)cos2ωt……(1)式。
如果把双差分放大器的输出电压送到一个低通滤波器,则其输出电压将变为
U-\(_{0}\)=\(\frac{1}{2}\)KUm1U\(_{m2}\)(t)……(2)式
由(2)式可以看出,低通滤波器的输出电压U-\(_{0}\)正好反映了由图象中放送来的信号U2的幅度变化的规律,起到了检波的作用。
上面讨论的是双差分放大器的两个输入信号同频率同相位的情况,那么这两个输入信号如果相位不同,则又是什么情况呢?
设u\(_{2}\)=Um2(t)cosωt
u\(_{1}\)=Um1cos(ωt+ ) 为u\(_{1}\)、u2的相位差则U\(_{0}\)=Kulu\(_{2}\)=KUm1U\(_{m2}\)(t)costcos(ωt+ )=\(\frac{1}{2}\)KUm1U\(_{m2}\)(t)[cos(2ωt+ )+cos ]=1;2KUm1U\(_{m2}\)(t)cos(2ω+ )+\(\frac{1}{2}\)KUm1U\(_{m2}\)(t)cos ……(3)
U\(_{0}\)经过低通滤波器后,滤掉2ω高频分量,可得U-0=\(\frac{1}{2}\)KU\(_{m1}\)Um2(t)cos ……(4)
比较一下(2)式和(4)式,得出:
这就是说,双差分放大器的两个输入信号相位相同(或反相)时,检波输出最大,一旦两个信号不是同相( =0°)或反相( =180°),其检波输出将变小。实际上,在集成电路电视机的双差分视频同步检波器中,一般是使u1和u2两个输入信号的相位差 =180°。
那么这个具有恒定幅度的其频率与图象中频相同,其相位又与图象中频信号相差180°的u\(_{1}\)是怎样得来的呢?由图1可以看出,它是由图象中放送的图象中频信号u2经过限幅放大和图象中频选择网络得到的。我们知道,信号经过放大器后,如果放大器的负载是纯电阻,则输出信号与输入信号相差180°,但因限幅放大器有输出电容存在,则限幅放大器的负载不可能是纯电阻,限幅放大器的输出与输入也不可能严格地保持180°的相位差。(待续)(路长玉)