高频调谐器(高频头)原理
高频头工作原理
高频头工作原理
高频头是一种常见的电子元件，常用于无线通信、雷达、医疗设备等领域。
它的工作原理基于电磁感应和电子振荡。
首先，高频头通过接收来自外部信号源的高频电流或高频电压。
当输入信号通过高频头时，它会引起内部电路的振荡。
在振荡过程中，高频头会产生电磁场。
这个电磁场会放出高频电磁波，以传输或接收信息。
高频头内部的电子振荡电路是实现这一过程的关键部分。
它通常由一个电感和一个电容组成，这两个元件构成了一个谐振回路。
当谐振频率等于输入信号的频率时，电子振荡电路才会达到最佳状态，从而产生最大的电磁场。
高频头还可能包含其他的辅助元件，如放大器和滤波器，以提高信号的质量和增强传输能力。
总体来说，高频头的工作原理是通过电磁感应和电子振荡来产生高频电磁场，以传输和接收信息。
它在无线通信和其他应用中扮演着重要的角色。
高频头基本原理
高频头基本原理高频头：俗称调谐器，是电视高频信号公共通道的第一部分，目前电视机使用的高频头一般分为数字信号高频头（简称数字高频头）和模拟信号高频头（简称模拟高频头）。
; 数字高频头的作用是接收数字电视高频信号，并进行频道选择和高频信号放大及变频处理，有些还带中频信号放大和高频数字信号解调功能，高频数字信号经解调后，输出的数字信号为TS（Transportnbsp;Stream）流，TS 流：也叫传输流，它是以“帧”为单位的数字信号传输流，每一帧数字信号中含有同步头数据结尾等信号，对于MPEG2 数字信号，每帧信号是由长度为188 字节的二进制信号包组成，其内容含有一个或多个节目。
这里“帧”的概念与电视图像中的帧很类似，但内容不相同，一帧MPEG2 数字信号对应于一帧图像来说，只相当于一幅图像内容中的几个像素点。
; 根据接收高频数字信号的调制方式，数字高频头还分QPSK（Quadraturenbsp;Phasenbsp;Shiftnbsp;Keying 正交键控调相）调制高频头和QAM（Quadraturenbsp;Amplitudenbsp;Modulation 正交调幅）调制高频头。
QPSK 调制高频头主要用于卫星电视信号接收；QAM 调制高频头主要用于有线电视信号接收。
; 模拟高频头的作用是接收模拟电视高频信号，并进行频道选择、高频信号放大及变频处理，模拟高频头一般不带中频信号放大和高频信号解调功能，因此模拟电视还需另外再加一个中频放大器和高频信号解调器。
一般模拟高频信号的接收、放大、解调等电路都需要严格调整才能符合整机的要求，因此很难把高频信号接收、放大、解调等功能全部由高频头来完成，因此模拟高频头的主要任务主是选频道，另外一个任务就是降频，把接收到的高频信号降低到一个固定频率之上，这个固定频率信号就是中频信号，其频率一般为38MHz。
中频信号对于视频来说，还是高频信号，它还需要进一步放大，。
彩色电视机原理第六章高频调谐器(高频头)
第六章 高频调谐器(高频头) 3. 与天线、 馈线有良好的匹配关系
为了完全吸收天线的发射功率，要求高频头输入阻抗与馈 线的输出阻抗匹配，高频头的输出阻抗与天线分支器输入 阻抗匹配。 调谐器输入、输出阻抗均设计为75 Ω。 • 采用特性阻抗为75 Ω的同轴电缆线直接相连就可以匹配。
同轴电缆
第六章 高频调谐器(高频头)
2、电调谐
通过改变回路中的电容进行频道选择，采用变容二极管代替 可变电容。无机械触点、 寿命长。 在波段范围内频率连续可 调, 但频率位置不能固定, 在更换台时需临时调整，或者多路 频道预选器。
第六章 高频调谐器(高频头) 6.1.2 对高频头的主要性能要求
1. 噪声系数小、 功率增益高、 放大器工作稳定 电视机整机输出信噪比的好坏, 主要取决于调谐器高放 级噪声系数的大小。 多级放大器总的噪声系数可以表示为
• 转盘式高频头, 它们的线圈在1~5频道和6~12频道中, 有些是共用 的, 用一个可变电感进行微调。 因为线圈与线圈之间互相牵制, 所 以调试比较麻烦, 在更换频道时都需要重新进行微调。 但触点少, 结构紧凑、 机械故障可能性小。Biblioteka 第六章 高频调谐器(高频头)
二、 电子调谐原理
1. 变容二极管及电子调谐基本原理
(3) 变频：通过混频器将图像高频信号 (fP) 和伴音高频信号 (fS) 变换成各自固定的图像 中频 (fPI) 和第一伴音中频 (fSI) 信号, 然后送到中频放大器。
第六章 高频调谐器(高频头)
高频调谐器的分类:
1、机械调谐 通过改变电感进行频道选择。开关每转动一档, 就可切换一 个频道, 不需另加选台装置。电性能稳定, 维修调整均方便。 主要缺点是体积大、机械结构复杂, 并且机械触点多, 用久易 发生接触不良 。
电视机的高频头
信号处理
信号解调
自动增益控制
对中频信号进行解调，将其还原成原 始的模拟视频和音频信号。
根据信号强弱自动调整信号的增益， 确保输出信号的稳定性和一致性。
信号分离
将视频和音频信号分离，分别进行处 理和传输。
信号
输出接口
高频头通常提供复合视频和音频 输出接口，以便将处理后的信号
传输至电视机或后级设备。
力。
集成化
为了简化电视机结构，高频头正 趋向于与其他电路集成，形成一
体化设计。
智能化
高频头内部集成芯片组，具备信 号处理、故障诊断等功能，提高
了电视机的智能化水平。
高频头与其他设备的集成
与机顶盒集成
高频头与机顶盒集成在一起，实现信号接收与解码的统一管 理，简化了连接和调试过程。
与音响系统集成
高频头与音响系统集成，实现声音信号的同步传输和处理， 提高了音质效果。
数字高频头
用于接收数字信号的高频头，常 见于现代的数字电视接收设备。
02 电视机高频头的工作原理
信号接收
信号接收
高频头的主要功能是接收 来自卫星或地面微波中继 系统的电视信号。
信号选择
高频头通过调谐器选择所 需的信号频率，并从众多 信号中提取出目标电视信 号。
信号降频
将接收到的射频信号（高 频信号）降频至中频信号， 以便于后续的信号处理。
高频头的头的主要功能是接收 来自电视台发射塔的无线 信号。
信号调谐
将接收到的信号进行调谐， 将其从射频信号转换为中 频信号，以便于电视机内 部电路进行处理。
信号解调
将调谐后的中频信号进行 解调，还原出原始的电视 信号。
高频头的种类
模拟高频头
用于接收模拟信号的高频头，常 见于早期的电视接收设备。
高频调谐器的结构与工作原理_上_
所有每一个电视台，步进频率必须是所有每一个频道图
ＳＮ７６１６７２Ａ 的内部组成框图如图 ３ 所示 （图见下
像载频的公约数，因为 Ｎ 是正整数。经计算，我国所有频 期）。
道图像载频的最大公约数是 ６２．５ ｋＨｚ，所以 ３１．２５ ｋＨｚ、
它包含了三个频段（ＶＨＦ、ＶＨＦ－Ｈ、ＶＨＦ－Ｌ）的本振；两
１５．６２５ ｋＨｚ、７．８１２５ ｋＨｚ、３．９０６２５ ｋＨｚ……都是图像载 个频段（ＵＨＦ、ＶＨＦ）的混频器和一个中频放大器；频率综
振频率高于射频，故称超补差接收方式，具有调谐范 频段的电台搜索、调谐共用一套频率合成锁相环电路，
元 围宽、灵敏度高等特点。 1. 高频头的一般电路结构
包含：高精度、高稳定度的晶体振荡器，频率 ｆｃｒｙ＝４
器
天线 高频头的电路结构如图 １ 所示。由于受压控变容
件 二极管容量变化范围的限制，我国将 ＴＶ 分为三个频
一的。ＶＨＦ 的步进频率应选小（Ｒ 大），ＵＨＦ 的步进频率 振器、鉴相器和调谐电压 ＶＴＵ 电路；四位频段切换控制
应选大（Ｒ 小）；粗调时步进频率大，细调时步进频率 电压输出。Ｉ２Ｃ 总线控制，它通过五个字节的写入模和
小。
两个字节的读出模高频头工作。
频率合成式高频头电路中，正因为步进频率的高
4. ETA- SFO3 频率合成高频头
ＴＶ－ＲＦ
高频
ｆＲｒ
ｆｒ
混频－Ｈ）和低（ＶＨＦ－Ｌ）频段。电路包含：
代 三套独立的高放（包括输入调谐电路、高频放大器和
前置
换 输出调谐器）、本机振荡器、混（变）频器和前置中频 ＬＢ ＨＢ ＵＢ 分频器 Ｐ
ＢＰＦ 等电路。由频段开关选择切换；输入回路单调谐，Ｑ
ｆｏｓｃ
第二章 高频调谐器
本章要点 高频调谐器的电路组成 高频调谐器的基本工作原理 CATV全频道电子调谐器结构与性能 高频调谐器故障检修 高频调谐器的检测实训
高频头
高频调谐器又称高频头，是电视机信号通道最 前面的部分。我国早期生产的黑白电视机多采用机 械式高频调谐器。彩色电视机都采用VU一体化全频 道电子调谐式高频调谐器。 高频调谐器的组成与基本工作原理 1.作用：选频，放大，混频。 2.组成：输入回路、高频放大电路、本机振荡电路、 混频回路。 3.性能要求： 1）在通频带内具有平坦的频率特性和良好的选择 性。
图像中频处理电路的组成
集成化图像中频处理通道包括由预中放电路、声表面波滤波器 (SAWF)组成的中频滤波电路 、图像中放电路、视频检波电路、消 噪和预视放电路以及AGC与AFT 电路等，如图所示。除预中放电 路、声表面波滤波器外，其余电路均集成在集成电路芯片内部。
图像中频处理电路实例
采用TA8690AN单片机芯的图像中频处理电路如图6-16所 示。 1.视频检波电路 从高频头输出的中频信号（含第一伴音中频信号）经V211 的前置放大和声表面波滤波器Z201滤波后，从TA8690AN的 9、10脚输入，经内部三级放大及视频同步检波，从43脚输 出视频全电视信号。TA8690AN45、46脚外接的L203与电容
滤波器则置于6.5MHz第二伴音中放之前，取出检波后信号中的
6.5MHz第二伴音信号，送至伴音通道。三端陶瓷滤波器的等效电 路及幅频特性曲线如图77-8 陶瓷滤波、陷波器的等效电路及幅频特性曲线 a)等效电路 b) 幅频特性曲线
放，推动扬声器发出声音。
伴音中放的性能要求
1.增益 伴音中放的电压增益KV=1V/1mV=1000倍，即60dB，一般都要求达 到50～60dB。 2.通频带 调频信号的频谱范围比调幅的宽，调频波的带宽B≥250kHz。 3.限幅特性 等幅调频信号在传送过程中，因受外界干扰，会产生寄生调幅，因 此，中放电路需加入限幅电路，将调频信号的幅度截平。
Tuner工作原理
回路等效。
对于下图，中部是大于四分之一波长、小于二分之一波长的开路线，相当于电感；在右侧、3开路传输线相当的电容器C1，在左侧1、2点之间接入一个容量与长度为l1开路传输线相当的电容器CT，此时谐振频率与原开路传输线谐振频率相同，可以用下图所示的LC集中参数谐振回路等效。如果CT是可变电容时，改变它的容量，相当于改变了l1的长度，因而可以调整谐振器的谐振频率。
3. 高频调谐器的性能要求
由于高频调谐器位于电视机信号通道的最前端，其性能好坏对整机性能质量有很大影响。对高频调谐器的性能要求主要有六个方面：
3.1与天线、馈线及中放电路要良好匹配
天线接收到的信号通过馈线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ到高频调谐器，高频调谐器的输入阻抗就是馈线的终端负载阻抗。要求天线、馈线与高频调谐器匹配良好，就是要求天线输入阻抗、馈线特性阻抗、高频调谐器输入阻抗三者相等。若阻抗不匹配，则要加阻抗变换器，否则不仅天线上的感应信号不能有效地传输到高频调谐器，而且会产生因信号来回反射所造成的重影干扰。
为了使电视机在接收不同强弱的信号时，均能重现稳定的图像，高放级应有自动增益控制措施，要求当输入信号变化20dB时，混频的输出幅度基本不变。
第二节 调谐器中的变容二极管
变容二极管是调谐器中的主要调谐元件，变容二极管是一种特殊工艺制造的二极管，其PN结的结电容容量随着反向电压变化而大范围地变化，可在调谐器中当作可变电容来使用。这是变容二极管与普通二极管的区别所在。
1. 天线
电视机接收天线的作用是将空中的无线电波转换为具有一定能量的电信号，并通过馈线送到电视机。
接收天线分为室内天线和室外天线、VHF天线与UHF天线、单频道天线与全频道天线。根据无线电波接收原理，只有当天线的尺寸与无线电波的波长相接近时，天线才能有效地接收无线电波。因此频道数越小，天线的尺寸越大。天线的主要特性指标有以下四个方面。
第6章 高频头
电视原理教程第六章高频调谐器高频头6.1 高频调谐器的功用及性能要求6.2 高频调谐器的功能电路分析6.3 TDQ-3型调谐器电路分析6.4 频道预置器6.1 高频调谐器的功用及性能要求本节将主要介绍高频头的作用及技术指标。
高频调谐器的原理框图及功用一、组成：输入回路、高频放大器、本机振荡器、混频器1、从天线接收的许多电信号中，通过输入回路和高放级回路选择需要的电视节目。
2、将信号放大，提高灵敏度，满足混频器所需幅度。
3、将高频信号变换成图像中频和第一伴音中频信号。
机械调谐（改变电感）电调谐（改变电容）对高频头的主要性能要求1、噪声系数小，功率增益高，放大器工作稳定。
2、具有足够的通频带宽度和良好选择性3、与天线、馈线有良好的匹配关系4、高放级应设有自动增益控制电路5、本机振荡的频率稳定度要高，且对外辐射小。
6.2 高频调谐器的功能电路分析本节将主要介绍高频头各部分的典型电路及性能。
机械调谐与电子调谐原理一、机械调谐又分成开关式、转盘式每一个频道的输入线圈、高放负载线圈和本机振荡线圈都是独立的，频道切换互相无影响，缺点：容易产生机械故障。
1、变容二极管及电子调谐基本原理用变容二极管代替可调，电容，通过调节其电压改变其电容值，从而达到调节频率的目的。
电子调谐原理、波段覆盖和电子开关变容二极管上电压为-3V——-30V，电容覆盖比为1：6，频率比为2.45：1。
所以必须将电视频段分成两个波段（低频段1—5频段；高频段6—12频段）1—5频段频率范围：52.5—88MHz，覆盖范围1.68 6——12频段频率范围：171—219MHz，覆盖范围1.28满足变容二极管的覆盖范围初级回路L1+L2，次级L3+L4，工作在1—5频段初级回路L1，次级L3，工作在6—12频段、电调谐高频头的统调与跟踪统调：要求无论电位器、变容二极管的值是多少，输入选频回路、高放双调谐回路的对应谐振频率均应相同要求在全频段内，本振回路谐振频率应处处与输入选频回路、高放双调谐回路的谐振频率相差38MHz输入回路作用：频道选择、阻抗匹配、抑制干扰、对强信号衰减一、选频电路用来完成选频及阻抗匹配，电调谐与机械电路结构相同、选频电路如何实现阻抗匹配选频电路通过电感抽头和电容分压方式与馈线及高放级连接，以实现良好匹配，避免产生反射。
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•
常用机械调谐有两种。
•
开关式高频头, 如KP12—2型, 对应每个
频道的输入线圈、 高放负载线圈和本机振荡线圈
都是独立的, 因此在频道切换时互相不干扰。 在每 个被切换线圈内部都有一个可调节的铜芯, 可以通 过齿轮机构分别微调, 一次调准后, 就不再需要重 新调节。 缺点是由于触点多而产生机械故障。
号之间有一定的时延, 从而使荧屏上显示的图像产 生重影。
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•
为了便于匹配, 调谐器输入、输出阻抗均
设计为75 Ω, 正好与电视机拉杆天线或共用天线分
支器插孔的等效阻抗相同, 采用特性阻抗为75 Ω的
同轴电缆线直接相连就可以匹配。当采用特性阻
抗为300 Ω的半波折合振子引向天线或X型全频道 天线时, 我们除采用特性阻抗为300Ω扁平双导线作 馈线外, 还在馈线和调谐器之间接入天线匹配器。
•
4. 高放级应设有自动增益控制电路
•
一般要求自动增益控制范围应达到20 dB
以上, 以保证当天线输入电平, 在一定范围内变化
时, 视放输出电压基本保持幅度稳定。
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•
5. 本机振荡的频率稳定度要高,
且对外辐射小
•
通常要求VHF段本振漂移小于
±300 kHz, UHF段本振漂移小于±500
kHz。
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6.2 高频调谐器的功能电路分析
• 6.2.1 机械调谐与电子调谐原理
•
为了收看不同频道的电视信号,
根据需要能改变(切换)信号的频道 , 即所
谓高频调谐。 调谐的方法有两种: 机械调
谐 (改变LC回路的电感值) 和电子调谐
(改变LC回路的电容) 。
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•
一、 机械调谐
AP1等为各级功率增益。可见, 提高调谐器的功率增
益对于减少整机噪声十分重要。
•
一般要求高频头的功率增益≥20 dB, 噪声
系数低于8 dB。
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6
•
2. 具有足够的通频带宽度和良好选择性
•
高频调谐器应该具有从接收天线感应得
到的各种电磁信号中选取所需要的频道信号、抑
制邻频道干扰、镜像干扰和中频干扰的能力。因
稳定, 维修调整均方便。主要缺点是体积大、机械结构复杂, 并
且机械触点多, 用久易发生接触不良
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4
•
电调谐高频头是通过改变回路中的电容进
行频道选择的。 目前, 都是采用变容二极管代替可变 电容。 它的优点是无机械触点、 寿命长。 在波段范
围内频率连续可调, 但频率位置不能固定, 在更换台时
需临时调整。 为避免这一麻烦, 就必须附设多路频道 预选器。 另外, 电子调谐器的本振频率易受温度变化 的影响, 故常设AFC电路。
机振荡器和混频器等几部分组成, 其框图如6-
1图。
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2
图 6-1 高频调谐器方框图
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3
•
高频调器的作用可以归纳为如下三点:
•
(1) 从接收天线中感应的许多电信号中, 通过输入回
路和高放级回路选择出需要的电视频道节目。
•
(2) 将选择出的高频电视信号(包括图像和伴音高频
信号), 经高频放大器放大, 提高灵敏度, 并满足混频器所需要的
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5
• 6.1.2 对高频头的主要性能要求
•
1. 噪声系数小、 功率增益高、 放大器工
作稳定
•
噪声对图像来说, 表现为不规则的雪花样
点状的干扰。 电视机整机输出信噪比的好坏, 主要
取决于调谐器高放级噪声系数的大小。 多级放大
器总的噪声系数可以表示为
• •
NF 式NF 中1,NF NA 2pF1 11、N A Np F 1F3A 2 p等2 1为.. .各 级 噪 声 系 数 AP1 、
此要求它有合适的通频带和良好的选择性。一般
要求高频调谐器镜频抑制比(IMR)大于40 dB, 中 频抑制比(IFR)应大于50 dB。
•
高频调谐器的频率响应曲线由输入回路、
ห้องสมุดไป่ตู้
高放、混频级及其耦合回路的频率响应所决定。
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7
•
黑白电视机为了使画面杂波少而清晰,
希望调谐器频率特性的通带不要太宽, 如图6-2
•
不论是机械调谐还是电调谐, 都必须同时改
变输入回路、 高放及本振回路的调谐参数(电感或电
容)才可以切换频道。 近年来, 电视接收机调谐器不仅
出现了各种类型的模拟或数字式电子选台和自动预选
装置, 而且已广泛使用光控式近红外遥控器, 以及与微
处理器结合的多功能遥控器, 应用语言识别技术的语 言遥控器也正在进行研究。
•
转盘式高频头, 它们的线圈在1~5频道和
6~12频道中, 有些是共用的, 用一个可变电感进行
微调。 因为线圈与线圈之间互相牵制, 所以调试比
较麻烦, 在更换频道时都需要重新进行微调。 但触
点少, 结构紧凑、 机械故障可能性小。
负载、传输线的长度、始端信号源电动势无关)。
如果负载阻抗ZL=ZC, 则由天线送来的功率将完全 为负载所吸收, 这时只有从天线向高频头传输的入
射波, 没有反向传输的反射波。如果ZL≠ZC, 则在馈 线终端将会产生反射波, 这样不仅使信号功率不能
完全被高频头所接收, 而且由于原入射波形成的电
视信号与经反射后再次入射的电波形成的电视信
第六章 高频调谐器(高频头)
6.1 高频调谐器的功用及性能要求 6.2 高频调谐器的功能电路分析 6.3 TDQ—3型调谐器电路分析 6.4 频道预置器
复习思考题
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1
6.1 高频调谐器的功用及性能要求
• 6.1.1 高频调谐器的原理框图及功用
•
高频调谐器又叫频道选择器, 俗称高
频头。它一般由输入回路、高频放大器、本
(a) 所示。而彩色电视机除了希望通带不要太
宽外, 为了减少彩色失真, 还希望频率特性通带
内增益变化较平稳。其幅频特性如图6-2 (b) 所
示。
•
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8
图 6-2 调谐器的幅频特性
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9
•
3. 与天线、 馈线有良好的匹配关系
•
高频头的输入阻抗就是馈线的终端负载
阻抗。而各种负载线都有一定的特性阻崐抗ZC (它 只与传输线材料、结构形状及尺寸有关, 而与终端
幅度。
•
(3) 通过混频器将图像高频信号 (fP) 和伴音高频信号
(fS) 变换成各自固定的图像中频 (fPI) 和第一伴音中频 (fSI) 信
号, 然后送到中频放大器再进一步放大。
•
高频调谐器分机械调谐和电调谐两类。机械调谐高
频头是通过改变电感进行频道选择的。 该调谐方式的优点是:
开关每转动一档, 就可切换一个频道, 不需另加选台装置 电性能