大屏幕彩电自动连续阴极校正电路

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大屏幕彩色电视机使用一段时间后,显像管老化和电路的参数畸变,会引起调制特性(跨导g)发生变化,这样原来一次调整好的白平衡会被打破,出现不同程度的偏色而影响画质。近年出现的自动连续阴极校正(简称CCC)技术解决了这个问题,其最大的优点是在显像管调制特性变化及元件电参数畸变过程中进行自动跟踪调整,保证还原的彩色画面艳丽如初。因此CCC技术广泛应用在大屏幕彩电、背投影彩电和高档多频数控彩色显示器的视频电路中。以下对CCC电路进行分析,供大家参考。


1.CCC电路基本原理

图1
图1 🔍原图 (567×249)

自动连续阴极校正电路是一个自动调谐环,也可等效为两点稳定环。在2000年之后开发推出的超级TV芯片(TDA935X/6X/8X、VCT3803/01和TMD8803/08/09)、单片TV芯片(LA76810/820/832、TDA88XX系列等)、单片VCD(CXA2050S、CXA2100、TDA9332等)以及彩显(用单片RGB芯片)都采用了CCC电路。各芯片内的CCC电路结构基本相同,图1是自动连续阴极校正电路原理方框图(仅画出R基色放大器)。

CCC电路通过给每只电子枪插入两个测试电平使其与两个不同基准电流所引起的阴极电流进行比较,在反馈环作用下令两个阴极电流之比等于相应两个基准电流所引起阴极电流(转换成相应电压)之比,即有:I\(_{k1}\)/I\(_{k2}\)=V\(_{dr1}\)/V\(_{dr2}\),这样就稳定黑电平和每只电子枪的阴极驱动电平。两点稳定法与单点稳定法比较,其明显的优点如图2所示。

图2
图2 🔍原图 (567×375)

CCC电路由黑电平稳定环和阴极驱动信号稳定环组成。两个环分工不同,黑电平稳定环的功能是补偿静态点漂移;阴极驱动信号稳定环的作用则是补偿放大器增益。两个闭合环的主要区别有两点:

①在图1黑电平稳定期内,通过钳位电路以保证RGB激励信号中的直流分量电平为单一值。视放末级的黑电流(显像管阴极电流)反馈到IC内的检测电路,与基准电流比较输出黑电流偏移校正信号,对基色放大器的偏置静态电压进行调整。

②在阴极驱动电流稳定期间,内部复用器确保显像管的三个阴极激励电平也是单一的,并且连续稳定。驱动激励电平通过稳定环检测脉冲之间的关系来确定,即RGB放大器的增益并不取决于加到显像管的驱动电平幅度。当然典型的阴极激励电平也可以由I\(_{2}\)C总线进行设置,标准数据在对比度和亮度适中及CVBS输入信号正常前提下取得。

两点校正电路高电平和低电平的电流测量由两个连续场给出,峰值电流每场都进行测量,这些测试脉冲是嵌插在RGB视频基色信号之上。


2.CCC典型应用电路

CCC典型应用电路很多,如康佳K系列大屏幕彩电、海尔的UOC机芯大屏幕彩电以及进口的各类大屏幕彩电和背投彩电等,图3是索尼KP-XA系列背投影彩电CCC原理电路,末级视放只画出R信号一路,G信号和B信号电路完全相同,只是CB板上的B视放增加了由Q764组成的蓝电平延伸电路,以增强画面透明感。

图中Q704和Q703组成共射—共基极视频放大器,直接耦合方式、共射极放大器的负载就是共基极放大器的射极输入阻抗。鉴于共基极的输入阻抗低,这样共射极放大器的负载阻抗很小(相对普通视放RC负载),使密勒电容效应减小,相应提高共射极放大器的上限截止频率。加上在器件参数与负载相同条件下,共基极放大器的上限截止频率更高,因此共射—共基直耦放大器的上限截止频率比单独射极放大器高得多,其带宽达8MHz。

由VCD芯片CXA2050S(IC301)内解码矩阵恢复的R信号加到共射极放大器Q704基极,放大后直接耦合到Q703,通过共基极放大从集电极输出,激励红色投影管阴极发射电子电流,轰击荧光粉发出红光;Q703的集电极电流(即红色CRT管阴极电流I\(_{KR}\))经Q701放大取样与Q731取样放大的I\(_{KR}\)及Q761取样放大的I\(_{KR}\)电流混合叠加,加到共基极放大器Q706的射极,然后由Q706缓冲放大反馈到IC301 的33脚内的(I\(_{K}\)IN)CCC电路,通过黑电平稳定环跟踪控制三只投影管R、G、B电子枪的截止点,阴极驱动信号稳定环控制三只投影管阴极R、G、B电压的幅度,以获得最佳白平衡。

为了确保电视画面长期不偏色,CXA2050S内的CCC电路在每一次开机时,都会根据CPU指令执行一套连续完整的测试程序。检测三只投影管的阴极电流反馈给微处理器,作为内部R、G、B基色信号直流电平和交流信号幅度调整的依据。其过程如下:

①IC301进入工作状态,首先给芯片内的R、G、B放大器输入幅度足够大的超消隐电平,使28、30、32脚R、G、B端口直流电平很低,末级三路共射—共基视频放大器(Q704和Q703、Q733和Q732、Q763和Q762)都截止,对应三只投影管红、绿、蓝阴极截止,反馈到IC301的33脚,CCC电路的IK仅仅是投影管极间漏电流,这一信息被检测后作为控制的基准电流。

②保持R、G、B中的两个视频放大器输入超消隐电平,而第三个视频放大器输入消隐电平,这样三只投影管中有两只的电子枪保持截止,只有其中一只电子枪阴极电压上升到截止点附近,这时由视放末级反馈到IC301的33脚的IK只是该电子枪在截止区附近阴极电流大小的信息,调整对应基色放大器输出信号的直流电平,使这只电子枪的阴极电流接近零(即接近第一步中的泄漏电流),就可精确地检测出该电子枪阴极的即时截止点电压,即已调整好一只投影管电子枪的CUT OFF(截止)电压。

重复上述步骤,将其他两只投影管电子枪阴极的CUT OFF电压调整好,就完成暗平衡调整。

③仍保持三个基色放大器中的两个输入超消隐电平,只有第3个基色放大器输入直流基准电平,三只投影管电子枪两只截止,只有一只电子枪发射电子流,反馈到IC301的I\(_{K}\)就只是对应管的阴极电流,调整内部基色交流信号的幅度,使反馈到IC301的33脚的I\(_{K}\),也就是对应投影管阴极电流为设定值。

重复以上步骤,调整另外两个基色交流信号幅度,使对应两只投影管阴极电流同为设定值,即I\(_{KR}\)=I\(_{KG}\)=I\(_{KB}\),这样就完成了亮平衡调整。

由于每次开机都由微处理器控制CCC电路进行以上程序的高精度白平衡校正,所以即使三只CRT管的调制特性衰变,电路某些元器件电参数变化,只要在CCC电路的调整锁定范围内,就可以得到纯正不偏色的高品质彩色图像,而不像传统的单点稳定法,随着使用期延长,会出现愈来愈严重的白平衡失调。

需要指出的是在CPU启动以上调整程序,IC301内的CCC电路检测不到33脚反馈来的IK信息,会关闭其28、30、32脚的R、G、B输出,出现“黑屏”现象。

目前很多机型采用集成电路视频放大器,如飞利浦的TDA6107Q、TDA6111Q(后者带宽为16MHz、用于带数字扫描频率变换机型)等,它们都是由5脚输出CRT管三只电子枪的阴极取样电流I\(_{K}\)=I\(_{KR}\)+I\(_{KG}\)+I\(_{KB}\),其CCC电路原理相同,读者可以根据这些芯片的内电路结构,参考以上思路进行分析。

文/李其佳