扫描速度调制电路

一般电视机是采用改变显像管阴极调制电压大小的方法，来改变电子束流大小，通过亮度分布的差异来显示图像。为了提高电视图像的清晰度，经常在视频电路设置频率补偿电路。例如使用二次微分方法，对亮度信号进行预冲和过冲处理，通过改变电子束流强弱的方法，达到对图像轮廓进行“勾边”的效果，这是传统的亮度调制法。当亮度提升过分时，将在高亮度区发生电子束流过强的现象，使电子束流直径过粗，发生散像现象，图像信噪比变坏或轮廓模糊等。在许多大屏幕彩色电视机和一些大屏显示器内，除设置上述亮度调制电路外，还要配置扫描速度调制电路（简称VM电路）。后者是通过调整电子束水平扫描速度的大小，来达到图像勾边的效果。将适量的亮度勾边与扫描勾边结合起来，可以进一步提高图像的清晰程度。

我们知道，以一定强度的电子束流轰击显像管荧光屏时，若水平扫描速度比较快，束流扫过荧光粉的速度也较快，轰击时间就较短，荧光屏显示比较黑暗；相反，若水平扫描速度比较慢，束流扫过荧光粉的速度也较慢，荧光屏显示比较明亮。可见，如果控制电子束的扫描速度，就能够控制图像的明暗分布，这就是扫描速度调制的基本原理。速度调制电路就是控制电子束扫描快慢的电路，它可以按照亮度信号的不同来控制电子束的扫描速度，它取出亮度信号迅速变化的边缘成分来加速或减速电子束，同样能够增强图像轮廓的作用。该电路具有突出优点，可有效地避免亮度调制法引起的散像现象，图像的亮度越高，提高鲜明度的效果越明显，进一步提高了图像的清晰程度。速度调制电路在大屏幕彩电当中得到广泛应用，例如夏普9AW1、日立CPT2901和CPT3300、三洋CMX25l0C、松下大屏幕“画王”和“新画王”、长虹C2919P和C3418PN等，都设置了这种电路。

各生产厂家的扫描速度调制电路的具体结构有些差别，但其基本电路程式相似。通常，速度调制电路是由微分电路、微分放大及整形电路、推动电路和推挽功率放大输出电路等组成。其负载是特制的套在显像管颈部的扫描速度调制线圈，它与原有行偏转线圈相配合，来达到增强图像轮廓的目的。

图1是速度调制电路的有关波形。图1（a）是正极性亮度信号（通常信号幅度约1.4～1.5V\(_{pp}\)）波形。将亮度信号经微分电路进行微分处理，得到图1（b）所示的正、负相间的脉冲信号，正负尖脉冲的位置分别对应于原亮度信号的上升沿和下降沿，将该正负脉冲再进一步放大和整形，并将该信号送推动级放大，再经推挽功率放大后，便可以驱动位于显像管颈部的速度调制线圈。速度调制线圈流过的电流波形与图1（b）波形相同。该脉冲性电流也要产生磁场，原有行偏转线圈的行频锯齿形电流产生行频偏转磁场，在原行偏转磁场上又叠加上新的扫描速度调制磁场，形成图1（c）所示合成磁场，其中新附加的磁场可自动调整电子束水平扫描速度。理论证明：电子束的扫描速率与磁场变化率（即电流变化率）成正比。图中线性上升部分是原来正常行频锯齿电流产生的磁场，它使电子束作匀速水平偏转运动；正负向脉冲电流产生的磁场，使电子束扫描速度变化。脉冲电流上升部分产生的磁场使电子束流加速扫描，荧光屏对应的画面变得黑暗；脉冲电流下降部分产生的磁场使电子束流减速扫描，荧光屏对应的画面变得明亮。电子束扫描速度的变化规律可用图1（d）来表示。它是图1（c）合成磁场波形的再次微分波形。在T1期间加速扫描，T\(_{2}\)期间减速扫描，其余时间为等速扫描。该电子束扫描速度波形可产生图1（e）所示亮度变化曲线，它对图像的勾边效果与亮度调制法增强图像轮廓的效果一样，在图像由黑到白或由白到黑的突变处，波形前后沿变得十分陡峭，使黑处更黑，使白处更白，取得图1（f）所示图像，显然该图像轮廓清晰而鲜明。

图2是松下M16M机心采用的VM电路原理图，许多松下大屏幕彩电和国产大屏幕彩电使用了这种电路。集成块AN5342是松下公司生产的图像清晰度增强集成电路，其中包括扫描速度调制电路小信号处理功能。

在该集成电路内，设置了轮廓校正（又称边缘校正）电路和动态清晰度校正（简称细节校正）电路，可分别校正图像轮廓和动态细节。两电路输出的信号进行相加，并进行增益控制，其增益大小随图像细节而变化。然后，再与原来未校正亮度信号相叠加。经过校正的亮度信号由输出。由输出的已校正亮度信号，经过C3078、C3079、L3015组成的高通滤波器。该滤波器具有微分作用，可以滤除干扰信号，滤除亮度信号的低频成分，取得高频分量，该输出信号可反映亮度信号的上升沿和下降沿。所得微分性信号由再进入集成电路，进行VM开关控制和限幅放大。最后由输出如图1（b）所示VM脉冲信号。其中，限幅器的作用是限制VM信号大小，若该信号过大，经输出级回授的负反馈电压再经Q3020直流放大，将使输出的VM信号幅度适当减弱。设置负反馈环路，是为了提高VM电路对图像轮廓勾边效果的稳定性。是限幅电平控制端，该脚电压由9V经电阻R3146、R3271分压值决定，调节该电压值可调节限幅电平，从而调节输出信号大小，即调节速度调制量的大小，本机采用不可调的固定限幅电平。另外设置了VM开关电路，可以人为地或自动地控制VM信号通路。为了防止在高亮度时出现散像现象，设置了VM开关控制端，可以输入控制电平，当控制电平超过一定值时，可使VM开关断路，使W电路失效。通常，输入信号是来自遥控系统微处理器的消隐脉冲。当输入高电平时，VM开关断路，没有VM信号输出；当输入低电平时，VM开关电路接通，VM电路正常工作。这种控制功能，可延长显像管的寿命。由于遥控电视机屏幕显示字符或数字时，画中画电视机显示子画面边框时，有关信号幅度可达到白峰电平，若仍以强电子束流慢速扫描，显像管局部荧光粉将被加速老化，利用微处理器输出的消隐电平来控制VM开关电路，可起到保护显像管的作用。

VM电路的输出部分由Q952－Q956等组成。由集成块输出的VM信号经Q952倒相放大，送到由Q953、Q954组成的互补推动级，其工作状态接近于乙类，利于消除小脉冲干扰，提高画质。后面又连接了由Q955、Q956组成的互补推挽功率输出级。当VM信号位于图1（b）的①处时，Q954导通，O955导通，VM电流流经VM线圈Y4，流向是由上向下；在图1（b）的②处时，Q953导通，Q956导通，而Q954、Q955截止，VM电流流经VM线圈Y4，但流向相反。上述VM电流产生的附加磁场，与原有行偏转线圈的磁场相结合，就得到图1（c）之合成磁场，使相应于图1（b）的①、②处电子束偏转速度增加或减小，电子束扫描速度增减规律如图1（d）所示，该曲线可形成更清晰、鲜明的图像轮廓。（董政武）