第四节 监视器的基础知识

监视器的测试在一般自然环境下进行，电视信号发生器和 具有20MHz的带宽同步示波器是必须具备的仪器。所有项目的测 试都不需要打开机箱或对内部电路作任何调整。 (1)水平分辨率。水平分辨率表示沿水平方向分解图像细节 的能力，通常以分辨电视线数表示。进行这项测试要以标准幅 度单频率正弦波信号作为监视器的输入信号，电视信号发生器 设置为单频率正弦波信号，用示波器观察到的电视信号发生器 输出信号波形如图2-34(a)所示，将该信号作为监视器的输入信 号，监视器屏幕将显示出垂直条。 逐渐升高正弦信号的频率，垂直条逐渐变细、变多；当频 率升至恰好不能分辨垂直细条时，读出正弦波的频率，再计算 出水平分辨率，即 M=80Z (2-27) 式中：M为水平分辨率，TVL（电视线）；Z为正弦波的频率， MHz。 有时把水平分辨率分为中心分辨率和四角分辨率两 项，在屏幕的不同区域进行观测。通常，水平分辨率是指中心 水平分辨率。
(a) (b) 图2-34 电视信号发生器输出信号波形
(a)单频率正弦波信号波形；(b) 10阶梯信号波形
国家标准对它们规定了严格的定义和测试方法，照此进行测量是准确的。 通常，人们并不去分别测试和计算这些形式的失真，而是采用1种综合的评价， 给出1个监视器图像几何失真的技术指标。具体测试方法是，输入点子或格子 信号，然后用测试模板（刻有均匀格子的透明薄膜式玻璃）去与之对比，通过 点子与格子交叉点的偏差量来计量几何失真，如图2-35所示。 (4)同步范围。同步范围是指输入图像信号的同步信号能够控制监视器扫描 电路的频率范围。它反映了监视器能够稳定地显示行（场）频有偏差的图像信 号的能力，包括保持范围和引入范围两项指标，其测量方法如图2-36所示。 测量时，先朝一个方向逐渐地改变电视信号发生器的行（场）频，使监视 器失去同步，这一频率点即为失步点；再由失步点向同步方向逐点调节信号发 生器的行（场）频，每次都将信号断开，再接入，直到图像刚能自行同步时为 止，这样可以得到一高一低两个边界状态，其对应的两个频率之间的范围就是 行（场）同步的引入范围。
(2)亮度鉴别等级。亮度鉴别等级是指监视器图像从最黑部分到 最白部分之间能够区别的亮度等级，通常又称为灰度等级。它反 映了荧光屏亮度变化的范围，也反映了视频通道电路的非线性失 真。进行该项测试所需的信号为10阶梯信号，电视信号发生器设 置为10阶梯信号，用示波器观察到的电视信号发生器输出波形如 图2-34 (b)所示，将该信号作为监视器的输入信号，监视器屏幕 将显示由最黑部分到最白部分10个灰度的竖直条。观察图像前， 首先调节亮度、对比度旋钮使屏幕最亮部分与最黑部分亮度之比 为25:1，然后观察图像可分辨灰度条的级数，即为亮度鉴别等级。 在实际测试时，可以调整亮度、对比度旋钮，以求最好的测试效 果。如果说水平分辨率是反映监视器显示图像细节的能力，那么 灰度等级则反映了监视器显示图像背景层次是否丰富。 (3)光栅的几何失真。光栅的几何失真是由偏转系统的缺陷所 造成的，它反映了监视器再现图像的能力。几何失真一般可分为 平行四边形失真、梯形失真、枕形失真和桶形失真，
(4)调节对比度时只改变视频放大器的增益，而不影响放大器的 频率响应。 (5)部分监视器的视频通道电路还包括DC恢复功能和电缆高频 补偿功能。 2．同步分离 同步分离电路的任务是从全电视信号中将场、行同步信号与 视频图像信号分开，再根据场、行同步信号脉宽不同的特点，将 它们分成场同步脉冲和行同步脉冲，再分别去控制场、行振荡器。 为了增强同步分离电路的抗干扰能力，均设置有干扰脉冲抑制电 路。 3．扫描电路 扫描电路的基本功能是向行、场偏转线圈提供锯齿波电流， 使之产生偏转磁场。由于行、场偏转线圈的工作频率差别很大， 它们呈现的阻抗特性不同，所需的推动功率也不同，因此，行、 场同步扫描电路差异很大。 场扫描电路场偏转线圈的工作频率为50Hz，表现为纯电阻性。 场输出电路向其提供锯齿波电压即可。采用多谐振荡器或间歇振 荡器产生50Hz锯齿电压，经推动级供给场偏转线圈。
（a）
(b)
(c)
(a)平行四边形失真；
(b)桶聪失真；
（ c)枕形失真
图2-36同步范圃测量示意
分别向高低两端改变输入标准信号的行（场）频率，直至出现同步缺 陷（图像出现扭曲或滚动）时为止，这两边界状态对应的两个频率之间的范 围就是行（场）同步保持范围。 同步保持范围表示监视器的同步工作范围，而引入范围则反映了在输入 信号切换时能够同步锁定的能力。以上几项测量可以反映监视器的图像显示 方面的质量水平。还有一些测试需要打开机箱，对视频通道等电路进行测 试，—般情况是不进行的。 采用1台高分辨率的摄像机作为视频信号源，也可以对监视器进行初步 测试，利用摄像机摄取综合测试卡的图像，用示波器测试其输出幅度使之符 合标准幅度，调整图像大小与扫描光栅重合，即可以通过观察屏幕显示图像 来评价监视器的性能，如分辨率（受到摄像机分辨率的限定）、灰度等，通 过观察四角圆的形状、方格的均匀性可以初步计算几何失真，调节行（场同 步旋钮）则可看出监视器的同步能力。 主观目测不很严格，但在许多场合，利用对比的方法对监视器的质量进 行主观评价也是很有效和直观的。如果有1台已知质量很好的监视器，可与它 进行图像的主观比较。大多数应用电视系统的验收时，这些办法都是可行的。
荫罩式彩色显像管由荧光屏、荫罩板、电子枪、玻璃 外壳和管外组件构成。电子枪的作用是发射电子，并使其 加速，聚焦成为可以轰击荧光屏的电子束。与黑白显像管 不同，彩色显像管要产生3柱电子束（对应于3个基色分 量）。与此相对应，荧光屏要涂上3种基色的荧光粉，这3 种荧光粉点按j定规律呈品字状或条状，每3个点构成1个基 色组。 彩色显像管的3柱电子束分别受图像信号的3个基色 分量信号(R、G、B)调制，然后准确地轰击荧光屏上相应的 荧光粉点，产生相应颜色(R、G、B)的光。由于每个基色组 中3点相距非常近，人的视觉会感受到由三色混合而形成的 色彩。荫罩是装在电子枪和屏幕之间的一块布满数10万个 小孔的薄钢板，荫罩板的功能是保证每一柱电子束都能准 确地轰击到相应的荧光粉点上。管外组件主要是色纯度调 整和会聚度调整的磁性件。 彩色监视器输入的视频信号通常是将亮度信号Y与两个 色度信号u、v通过频谱交错复合在一起的全电视信号。彩 色监视器首先要通过亮、色分离电路将全电视信号分为亮 度信号和色度信号；色度信号经解码器解调为2个色差信号 R．Y、B-Y，再与亮度信号一起通过矩阵电路，形成R、G、 B信号，去分别调制3个电子束。因此，彩色监视器的视频 通道电路要比黑白监视器复杂得多，彩色监视器的同步和 扫描电路则基本上与黑白监视器相同。
第四节
监视器基础知识
监视器是视频监控系统中最常用的图像显示设备。与摄像 机相反，它所完成的基本物理变换是电光转换，即把图像信号 还原为与原景物图像相似的可视图像。 监视器与电视接收机（简称电视机）有许多共同之处，主 要的差别在于：监视器的设计目标是尽可能逼真地还原图像， 而视机则主要考虑如何满足人眼的视觉效果。监视器通常还 具有外同步、欠扫描、逆程显示、A-B显示及直流恢复、电缆 补偿等功能。 一、黑白监视器 典型黑白监视器的电路原理框图如图2-33所示。输入全电 视信号经放大后去调制显像管的电子束，并送给同步分离电路 以分离出复合同步信号，复合同步信号进一步分离出场和行同 步信号。以场同步信号去同步由场振荡、场激励和场输出组成 的场扫描电路，而行同步信号变换为AFC电压后去同步由行振 荡、行激励和行输出组成的行扫描电路。
荫罩式彩色显像管由荧光屏、荫罩板、电子枪、玻璃外壳和管外组件构 成。电子枪的作用是发射电子，并使其加速，聚焦成为可以轰击荧光屏的电 子束。与黑白显像管不同，彩色显像管要产生3柱电子束（对应于3个基色分 量）。与此相对应，荧光屏要涂上3种基色的荧光粉，这3种荧光粉点按j定 规律呈品字状或条状，每3个点构成1个基色组。 彩色显像管的3柱电子束分别受图像信号的3个基色分量信号(R、G、B) 调制，然后准确地轰击荧光屏上相应的荧光粉点，产生相应颜色(R、G、B) 的光。由于每个基色组中3点相距非常近，人的视觉会感受到由三色混合而 形成的色彩。荫罩是装在电子枪和屏幕之间的一块布满数10万个小孔的薄钢 板，荫罩板的功能是保证每一柱电子束都能准确地轰击到相应的荧光粉点上。 管外组件主要是色纯度调整和会聚度调整的磁性件。 彩色监视器输入的视频信号通常是将亮度信号Y与两个色度信号u、v 通过频谱交错复合在一起的全电视信号。彩色监视器首先要通过亮、色分离 电路将全电视信号分为亮度信号和色度信号；色度信号经解码器解调为2个 色差信号R．Y、B-Y，再与亮度信号一起通过矩阵电路，形成R、G、B信号， 去分别调制3个电子束。因此，彩色监视器的视频通道电路要比黑白监视器 复杂得多，彩色监视器的同步和扫描电路则基本上与黑白监视器相同。
S2为同步选择开关，当此开关由内同步 转为外同步时，行、场扫描电路被外同步 信号所同步；Sl为75Ω 终接电阻开关，摄 像机送来的视频信号由单台监视器显示时， 视频输入端连接75Ω 匹配电阻，而需要多 台监视器同时显示时，只有最后一台监视 器视频输入端连接75Ω 匹配电阻，其余桥 图2-33黑白监视器的电路原理框图 接的监视器断开终接电阻，变成高阻抗输 入。 不同于电视接收机，监视器没有高频头、中频通道和伴音部分，但视频通 道带宽要求在8MHz以上，并设有箝位电路以恢复背景亮度的缓慢变化。监视 器对扫描线性和几何畸变要求较高：为了使亮度的变化不影响扫描幅度，常 设有自动高压控制电路。 1．视频通道 视频通道电路的功能是把输入监视器的1Vp-p左右的视频信号无失真地 放大，使之能够送至显像管的调制极（视显像管的调制方式为阴极栅极）， 去调制电子束的强度。对视频通道电路的主要要求是： (1)足够的增益，根据不同的调制方式要求有34～46dB的增益。 (2)足够的带宽，为能良好地显示高分辨率摄像机和高质量信号源的图像， 一般要求有8MHz以上的带宽；幅度频率曲线要平坦，以保证良好的相频特性。 (3)非线性失真要小。由于摄像机已设置校正电路，因此监视器视频通道
行扫描电路由于行偏转线圈在行频率(15 625Hz)时呈电感性， 因此，必须向其供给脉冲电压才能使行偏转线圈中流过锯齿电流。 行振荡产生的15 625Hz脉冲电压经激励电路整形、放大后，由输 出级供给行偏转线圈，行偏转线圈中就会有锯齿波电流形成。行 输出级工作在开关状态，输出管集电极的电压波形是逆程脉冲。 逆程脉冲经高压变压器升压，整流形成显像管所需的高压和中压。 同时，这里也将行扫描频率采样，并反馈至AFC电路。 现在，大多数监视器都采用专用集成电路来完成行、场扫描 功能，如松下的AN5410、东芝的TA7609P等扫描电路，以及松下的 AN5510场输出电路。这些集成电路再加行激励和行输出电路（因 功率较大，故仍采用分立器件），就可以构成完整的监视器同步 扫描电路，使得整机可靠性提高、电路设计简化。 ， 4．黑白监视器的测试 国家制定了黑白监视器通用技术条件，对广播级和通用型监视 器规定了各项技术指标。 许多测试项目要求使用专用的仪器和设备，一般在厂家批量生 产过程中进行测试。这里仅介绍几项主要技术指标的测试方法。