西安電子科技大學出版社應用電視技術

趙堅勇第4章監視器第4章監視器4.1

黑白監視器4.2

彩色監視器4.3

監視器與電視機的區別4.4

彩色監視器的主要技術指標第4章監視器4.1黑白監視器

黑白監視器是以顯像管為核心設計的。顯像管是實現電／光轉換的器件，它將時間上連續變化的電視信號轉變為可視的二維光學圖像。監視器性能的提高以及結構型態的變化，都是與顯像管制造技術的進步緊密相關的。第4章監視器4.1.1顯像管的結構、工作原理及特性

1.顯像管的基本結構圖4―1給出了顯像管的基本結構。顯像管由電子槍、熒光屏和玻璃殼體三部分組成。電子槍是由燈絲，陰極、控制柵極、加速極、聚焦極和陽極組成。其作用是發射電子并使其加速、聚焦、形成細小的電子束。通過聚焦極電壓的控制，調整電子束的焦點，使其準確地落在熒光屏上。陽極由陽極圓筒和玻殼錐體內壁的石墨導電層構成，通過高壓咀供給十幾千伏的高壓，使電子束加速，獲得足夠的能量，去轟擊熒光屏，使其發光。第4章監視器圖4―1顯像管的基本結構第4章監視器

電子槍對電子束的作用如同一組光學透鏡對光線的作用一樣，因此稱之為電子光學系統。熒光屏由面板玻璃內壁上鍍覆的熒光膜構成，熒光膜受電子束的轟擊而發光，它的發光強度與電子束的能量成正比，與電子束的強度成正比。構成熒光膜的材料(熒光粉)主要是硫化鋅和硫化鎘的混合物，它們的混合比決定了受電子束轟擊后發光的色調。熒光膜的背面還有一層10μm厚的鋁膜，它可以提高熒光屏的亮度，防止離子對熒光屏的轟擊。第4章監視器

玻璃殼體由管頸，錐體和面板三部分組成。管頸位于尾部，結構細長，內裝電子槍。錐體與管頸的接合部外裝偏轉線圈，偏轉線圈內流過鋸齒電流形成磁場，改變電子束運動的方向，形成矩形掃描光柵。錐體的頂部是面板玻璃，其內壁為熒光屏。錐體的外壁同內壁一樣也涂有石墨導電層，外層接地，內外導電層形成一個電容，作為陽極高壓的濾波電容。第4章監視器2.顯像管的基本工作原理顯像管的陰極發射電子，發射電子的數量受到輸入圖像信號的調制，電子槍將電子束加速、聚焦、高速地轟擊熒光屏，使其發出相應強度的光，由于偏轉線圈的控制作用，形成矩形圖像，這就是顯像管的基本工作原理。第4章監視器3.顯像管的特性顯像管與監視器的技術指標直接有關的特性參數有：

1)調制特性通過向陰極或柵極加電壓可以對電子束進行調制，前者稱為陰調方式，后者稱為柵調方式。顯然，兩種方式所加電壓極性相反，通常把柵陰之間的電壓稱為調制電壓，調制電壓和電子束電流之間的關系稱為顯像管的調制特性。典型的調制特性如圖4―2所示。第4章監視器

調制特性不是一條直線，因此調制電壓與熒光屏亮度的關系不是線性的。為了校正這個非線性失真，在攝像機的視頻處理電路中都設有γ校正電路。隨著調制電壓(柵陰負電壓值)的增大，電子束電流減小，使電子束電流剛好為零時的調制電壓稱為截止電壓UGK0。截止電壓與規定電子束電流值時的調制電壓之差稱為調制量。對于某一種管型，調制量是有限度的，以避免出現柵流，這個限度就是最大調制量。第4章監視器圖4―2顯像管的調制特性曲線第4章監視器2)分辨率分辨率是指可以分辨電視線數的能力。它與熒光屏的特性和電子束的聚焦性能有關。熒光屏上熒光粉的顆粒越細，電子槍的聚焦性能越好，顯像管分辨率越高。通常把電子束得到最佳聚焦狀態時的聚焦極電壓稱為聚焦電壓，一般范圍為0～500V。由于熒光屏不可能為球面，它的中心和邊緣部分到偏轉中心的距離不相等，盡管在偏轉系統中采取了校正措施、也不可能得到完全均勻的聚焦特性。在測量時是以中心部分為準，或分別測量中心和邊緣部分的分辨率。要注意，顯像管的分辨率與監視器的分辨率不是一個概念。第4章監視器3)熒光屏的發光亮度熒光屏的發光亮度與熒光屏本身的電／光轉換效率有關，也與電子束的強度和能量有關。因此，對熒光屏發光亮度的測量要在規定的調制量和顯像管正常工作電壓下進行。發光亮度B為單位面積熒光屏在其法線方向上的發光強度。使用與人眼視覺特性一致的照度計即可測量?；叶鹊燃壱彩且粋€很重要的性能指標。它反映顯像管熒光屏能夠分辨亮暗層次的數目。顯像管灰度等級越高，顯示圖像的層次越豐富。同樣，發光亮度、灰度等級這些指標直接影響監視器的相應技術指標，但不是一個概念，兩者是不能混淆的。第4章監視器4.1.2偏轉線圈監視器的偏轉系統是由掃描電路、偏轉線圈和其他附加元件構成的。這里單把偏轉線圈提出來加以說明，是因為作為一個部件對監視器的許多技術指標和電路設計都有重要的關系。偏轉系統的作用是實現電子束的偏轉，監視器通過掃描和偏轉來實現圖像的合成(把時間軸連續變化的信號轉換為二維圖像)。第4章監視器1.偏轉線圈的結構和工作原理磁偏轉的工作原理是，當電子在切割磁力線的方向上運動時，其運轉軌跡發生偏移。我們向一個線圈供給電流，這個線圈將產生一個磁場，合理地設計這個線圈的結構，可以形成所需要的磁力線方向，用它來改變通過這個磁場的電子束的方向，就是監視器磁偏轉系統的工作原理。圖4―3示出了電子偏轉示意圖。

第4章監視器

圖4―3電子束磁偏轉原理

(a)左手定則；(b)水平偏轉原理；(c)垂直偏轉原理第4章監視器

顯像管的偏轉線圈有水平(行)偏轉和垂直(場)偏轉線圈兩種。在結構上差異是很大的。行偏轉線圈由兩個繞組組成，它們呈馬鞍型，上、下相對緊緊地貼在玻殼外壁上。它形成一個垂直方向的磁場，對電子束起到水平偏轉的作用。場偏轉線圈位于行偏轉線圈的外部，它是繞在一個鐵淦氧磁杯上，兩個繞組同樣是上、下分布，形成水平方向的磁場，對電子束起到垂直方向偏轉的作用。行、場偏轉線圈通常是復合在一起構成一個部件。圖4―4為其結構示意圖。第4章監視器

圖4―4偏轉線圈組件第4章監視器2.偏轉系統引起掃描光柵的失真和校正良好的偏轉系統應在熒光屏上產生矩形的掃描光柵。由于設計、制造和安裝上的缺陷，都會引起光柵的幾何失真。常見的有枕形、桶形和梯形等失真現象。顯像管的非球面也是造成枕形失真的重要原因。這些都必須校正，校正方法有下面幾種：

第4章監視器(1)通過供給偏轉線圈的電流波形的變化來校正光柵失真。

(2)通過偏轉線圈結構的設計，使中心和邊緣磁場強度分布的變化來校正失真。

(3)利用偏轉組件上的磁柱、磁極片位置的調整來校正。第4章監視器3.對偏轉線圈的要求對偏轉線圈的主要要求是偏轉效率(靈敏度)高和光柵幾何失真小。所謂靈敏度是指電子束在熒光屏上的偏移量與所加偏轉信號的比值。靈敏度高表示用較低的偏轉功率就可以達到滿幅光柵。通常用線性來表示失真。所謂線性是指行與行之間的均勻性。以保證顯示圖像與原圖像一致。第4章監視器4.1.3黑白監視器電路圖4―5為典型黑白監視器的電路原理框圖。輸入全電視信號經放大后去調制顯像管的電子束，并送給同步分離電路以分離出復合同步信號，并進一步分離出場和行同步信號。以場同步信號去同步由場振蕩、場激勵和場輸出組成的場掃描電路，而行同步信號變換為AFC電壓后去同步由行振蕩，行激勵和行輸出組成行掃描電路。第4章監視器

圖4―5黑白監視器方框圖第4章監視器S2為同步選擇開關，當此開關由內同步轉為外同步時，行、場掃描電路被外同步信號所同步。S1為75Ω終接電阻開關。攝像機送來的視頻信號由單臺監視器顯示時，視頻輸入端接75Ω匹配電阻；而需要多臺監視器同時顯示時，只有最后一臺監視器視頻輸入端接75Ω匹配電阻，其余橋接的監視器斷開終接電阻，置成高阻抗輸入。第4章監視器

與電視接收機不同，監視器沒有高頻頭、中頻通道和伴音部分；但視頻通道帶寬要求在8MHz以上，并設有箝位電路以恢復背景亮度的緩慢變化。監視器對掃描線性和幾何畸變的要求比較高；為了使亮度的變化不影響掃描幅度，設有自動高壓控制電路。

1.視頻通道視頻通道電路的功能是把輸入監視器的1V（p―p）左右的視頻信號無失真地放大，使之能夠送至顯像管的調制極(視顯像管的調制方式是陰極或是柵極調制)，去調制電子束的強度。對視頻通道電路的主要要求是：第4章監視器(1)足夠的增益。根據不同的調制方式要求有34～46dB的增益。

(2)足夠的帶寬。為能良好地顯示高分辨率攝像機和高質量信號源的圖像，一般要求有8MHz以上的帶寬，而且幅頻響應要平坦，且要保證良好的相頻特性。

(3)非線性失真要小。由于攝像機已設置校正電路，因此監視器視頻通道電路不進行預失真處理。要求其非線性失真要盡可能小。

(4)調節對比度時,只改變視頻放大器的增益，不影響放大器的頻率響應。有些監視器的視頻通道電路還包括直流恢復功能和頻率補償特性(電纜補償)。第4章監視器2.同步分離同步分離電路的任務是從全電視信號中將場、行同步信號與視頻圖像信號分開，再根據場、行同步信號脈寬不同的特點，將它們分成場同步脈沖和行同步脈沖分別去控制場、行振蕩器。為了增強同步分離電路的抗干擾能力，均設置干擾脈沖抑制電路。

3.掃描電路掃描電路的基本功能是向行、場偏轉線圈提供鋸齒波電流。使之產生偏轉磁場。由于行、場偏轉線圈的工作頻率差別很大，它們呈現的阻抗特性不同，所需推動功率也不同，所以行、場同步掃描電路差異很大。第4章監視器(1)場掃描電路:場偏轉線圈工作頻率為50Hz，表現為純電阻性。場輸出電路向其提供鋸齒波電壓即可。采用多諧振蕩器或間歇振蕩器產生50Hz鋸齒電壓，經推動級供給場偏轉線圈，場輸出級工作在線性放大狀態。

(2)行掃描電路:由于行偏轉線圈在行頻(15625Hz)時呈電感性，必須向其供給脈沖電壓，才能使其有鋸電流流過。第4章監視器

行振蕩產生15625Hz的脈沖電壓經激勵電路整形、放大,由輸出級供給行偏轉線圈，行偏轉線圈中就會有鋸齒波電流形成，行輸出級工作在開關狀態。輸出管集電極的逆程電壓波形為尖脈沖。這個逆程脈沖經高壓變壓器升壓，整流形成顯像管所需的高壓和中壓。同時,這里也將行頻采樣、反饋至AFC電路。現在大多數監視器都采用專用集成電路來完成行、場掃描功能。如松下的AN5410、東芝的TA7609P等掃描電路,還有松下的AN5510場輸出電路。這些集成電路再加行激勵和行輸出電路(由于功率較大,故仍采用分立器件)，就可以構成完整的監視器同步掃描電路，使得整機可靠性提高，電路設計簡化。第4章監視器4.1.4黑白監視器的測試國家制定了黑白監視器通用技術條件，對廣播級和通用型監視器規定了各項技術指標。許多測試項目要求使用專用的儀器和設備，一般是在廠家批量生產過程中進行測試。這里僅介紹幾項主要技術指標的測試方法。監視器的測試在一般自然環境下進行，電視信號發生器和具有20MHz帶寬同步示波器是必須具備的儀器。所有項目的測試都不需要打開機箱，或對內部電路作任何調整。第4章監視器1.水平分辨率水平分辨率表示沿水平方向分解圖像細節的能力，通常以分辨電視線數表示。進行這項測試時，要以標準幅度單頻正弦波信號作為監視器的輸入信號，電視信號發生器置為單頻正弦波信號，用示波器觀察電視信號發生器輸出波形如圖4―6所示。將該信號作為監視器的輸入信號，監視器屏幕將顯示出垂直條，逐漸升高正弦信號的頻率，垂直條逐漸變密，變細，當頻率升至恰好不能分辨垂直細條時，讀出正弦波的頻率。第4章監視器圖4―6單頻正弦波信號波形第4章監視器

利用下式即可計算出水平分辨率M：

M=80Z(4―1)

式中,Z為正弦波的頻率，單位為MHz；M為水平分辨率，單位為TVL(電視線)。有時把水平分辨率分為中心分辨率和四角分辨率兩項，在屏幕的不同區域進行觀測。通常水平分辨率是指中心水平分辨率。第4章監視器2.亮度鑒別等級亮度鑒別等級是指監視器圖像從最黑到最白之間能夠區別的亮度等級,通常又稱為灰度等級。它反映了熒光屏亮度變化的范圍，也反應了視頻通道電路的非線性失真。進行該項測試所需的信號為10階梯信號，電視信號發生器設置為10階梯信號，用示波器觀察電視信號發生器輸出波形如圖4―7所示。將該信號作為監視器的輸入信號，監視器屏幕將顯示由黑至白的10個灰度豎條。第4章監視器圖4―710階梯信號波形第4章監視器

在觀察圖像前，首先調節亮度，對比度旋鈕，使屏幕最亮與最黑部分的亮度之比為25∶1；然后,觀察圖像可分辨灰度條的級數，即為亮度鑒別等級。在實際測試時，可以調整亮度、對比度旋鈕，以求最好的測試效果。但不能先作調整，使黑條部分能夠分辨，再作調整，又使亮條部分能夠分辨，即認為可以分辨所有的灰度等級。如果說水平分辨率是反映監視器顯示圖像細節的能力，那么，灰度等級就可反映監視器顯示圖像背景層次是否豐富。第4章監視器3.光柵的幾何失真光柵的幾何失真是由偏轉系統的缺陷所造成的。它反映了監視器再現圖像的能力。幾何失真一般可分為平行四邊形失真、梯形失真、枕形失真和桶形失真。國家標準對它們規定了嚴格的定義和測試計算方法，照此進行測量是準確的。通常人們并不去分別測試和計算這些形式的失真，而是采用一種綜合的評價，給出一個監視器圖像幾何失真的技術指標。具體測試方法是，輸入點子或格子信號，然后用測試模板(刻有均勻格子的透明薄膜式玻璃)去與之比對，通過點子與格子交叉點的偏差量來計量幾何失真。第4章監視器4.同步范圍同步范圍是指輸入圖像信號的同步信號能夠控制監視器掃描電路的頻率范圍。它反映監視器能夠穩定地顯示具有行(場)頻偏差的圖像信號的能力，包括保持范圍和引入范圍兩項指標。其測量連線如圖4―8所示。朝一個方向逐漸地改變電視信號發生器的行(場)頻，使監視器失去同步，這一頻率點即為失步點，由失步點向同步方向逐點調節信號發生器的行(場)頻，每次都將信號斷開，第4章監視器

再接入，到圖像剛能自行同步時為止，這樣可以得到兩個邊界狀態（一高一低），其對應的兩個行(場)頻之間的頻率范圍就是行(場)同步的引入范圍。分別向高低兩端改變輸入標準信號的行(場)頻率，直至出現同步缺陷(圖像出現扭曲或滾動)時為止，這兩邊界狀態（一邊一個）對應的兩個行(場)頻之間的頻率范圍就是行(場)同步保持范圍。同步保持范圍表示監視器的同步工作范圍，而引入范圍則反映在輸入信號切換時能夠同步鎖定的能力。以上幾項測量可以反映監視器的圖像顯示方面的質量水平。還有一些測試需要打開機箱對視頻通道等電路進行測試，在一般情況下是不進行的。第4章監視器圖4―8同步范圍測量示意圖第4章監視器

采用一臺高分辨率的攝像機作視頻信號源也可以對監視器進行初步測試。利用攝像機攝取綜合測試卡的圖像，用示波器測試其輸出幅度使之符合標準幅度，調整圖像大小與掃描光柵一致，即可以通過觀察屏幕顯示圖像來評價監視器的性能，如分辨率(受到攝像機分辨率的限定)、灰度等。通過觀察四角圓的形狀，方格的均勻性可以初步計算幾何失真。調節行、場同步旋鈕，可以看出監視器的同步能力。第4章監視器

主觀目測不很嚴格，但在許多場合，利用對比的方法對監視器的質量進行主觀評價，也是很有效和直觀的。如果有一臺已知質量很好的監視器，可與它進行圖像的主觀比較。這些辦法都是可行的監視器質量評價方法。在大多數應用電視系統的驗收時，主要是采用這樣的主觀評價方法，因為監視器的質量水平主要是由觀察者的主觀評價給出的。第4章監視器4.2彩色監視器4.2.1彩色顯像管彩色顯像管是彩色監視器的心臟，它不僅要完成電／光轉換，還要完成三個基色分量信號的混合。這就是說，相加混色是在顯像管的熒光屏上實現的。

1.彩色顯像管的結構蔭罩式彩色顯像管是由熒光屏、蔭罩、電子槍、玻殼和管外組件構成的。電子槍的作用是發射電子，并使其加速、聚焦成為可以轟擊熒光屏的電子束。第4章監視器

與黑白顯像管不同，彩色顯像管要產生的三注電子束是對應于三個基色分量的。與此相對應，熒光屏上要涂覆三種基色熒光粉，這三種熒光粉點按一定規律排成品字狀或成條狀，每三個點構成一個色組。彩色顯像管的三注電子束，分別受圖像信號的三個基色分量信號(R、G、B)調制，然后準確地轟擊熒光屏上相應的熒光粉點，產生相應顏色(R、G、B)的光。由于每個色組相距非常近，人的視覺感受到的是由三色混合形成的色彩。第4章監視器

蔭罩是裝在電子槍和屏幕之間的一塊布滿數十萬個小孔的薄鋼板。蔭罩的選色功能保證每注電子束都能準確地轟擊到相應的熒光粉點上。首先，要保證三注電子束通過一個蔭罩孔，即會聚在蔭罩孔處；然后，分別打在熒光屏的相應的熒光粉點上。這是由蔭罩與熒光屏，蔭罩孔與色組粉點之間精確的幾何位置來保證的，而這個精密的關系又是由制造工藝來保證的。由蔭罩、熒光屏和電子束(電子槍)三者之間的幾何關系來實現的選色，又稱幾何選色。管外組件主要是色純調整和會聚調整磁件。第4章監視器2.自會聚彩色顯像管自會聚彩色顯像管采用了一字型一體化電子槍，并配置了精密環形偏轉線圈，直線排列的電子束通過以特定形式分布的偏轉場后能會聚于整個熒光屏，因而無需進行動會聚調整，使彩色顯像管的安裝、調整工作與黑白顯像管一樣簡便。第4章監視器1)一字型一體化電子槍自會聚彩色顯像管采用精密一字型一體化電子槍。所謂一字型，是指電子槍的三個陰極在水平方向精密排列成一字型，彼此間的距離很小，因而會聚誤差也很小。所謂一體化，是指電子槍的控制柵極、加速極和聚焦極都連成一體，各電極均開有三個小孔(小孔也排成一字型)，以便讓三注電子束通過。由于采用單片三孔柵極，可以使束與束之間的距離僅取決于制作柵極所用模具的精度，而不受裝架操作的影響。第4章監視器2)自會聚管工作原理由于電子槍采用一字型一體化精密結構，三注電子束在同一水平面內，所以消除了產生垂直方向會聚誤差的主要因素。下面著重討論水平方向的會聚問題。

(1)靜態會聚：靜態會聚是指無偏轉時的會聚，是三注電子束在熒光屏中心區域的會聚。由陰極發射的三注電子束，經過電子透鏡后，兩個邊束將向中心束靠攏，達到良好聚焦，再加上靜會聚磁鐵的作用，就能使三束正好會聚在蔭罩中心的槽孔中并射到相應的三基色熒光粉上。第4章監視器

用來進行靜態會聚調整的兩對環形永久磁鐵安裝在管頸上，一對為四極磁環，一對為六極磁環。它們在不同的相對位置上將有不同的空間磁場分布，如圖4―9所示。四極磁環的磁場使三注電子束中的兩條邊束產生等量而反向的位移；六極磁環的磁場使兩條邊束產生等量而同向的位移；它們中心部位的磁場為零，故中心電子束不受影響。從而可以對三注電子束出現的各種偏移進行校正，使它們位于同一水平面內，且兩邊束與中心束保持等距離。制造工藝中出現的一些偏差，也能在調整靜態會聚中加以校正。第4章監視器

圖4―9靜態會聚磁環

(a)四極磁環；(b)六極磁環第4章監視器(2)動態會聚:動態會聚是指偏轉過程中的會聚，是三注電子束在熒光屏四周的會聚。三注電子束在一個公共偏轉磁場的作用下進行掃描，其會聚點軌跡(會聚面)的曲率半徑小于蔭罩板的曲率半徑，因此產生失聚如圖4―10所示，由圖可以看出，偏轉角越大，離屏幕中心越遠，失聚越嚴重，即會聚誤差越大。自會聚管采用環形精密偏轉線圈、磁分路器和磁增強器來消除這種動會聚誤差。第4章監視器

圖4―10動會聚誤差

(a)產生動會聚誤差的原因；(b)失聚時光柵的特點第4章監視器

為了使三注電子束能會聚到蔭罩的同一槽孔中，必須使兩個邊束有所散開，從而使會聚點向屏幕方向位移。偏轉角越大，散開的程度也應越大?？梢娺@個量應是偏轉角的函數，并與偏轉磁場相關聯。經過計算和實驗，找出了進行動態會聚校正所需要的非均勻磁場分布，即垂直偏轉磁場應為桶形分布；水平偏轉磁場應為枕形分布。自會聚管采用了環形精密偏轉線圈，其匝數分布恰好能產生電子束會聚所需要的磁場分布，從而無需進行動態會聚調整，三注電子束就能在整個蔭罩上良好會聚。第4章監視器

因此，把這種偏轉線圈稱為動會聚自校正型偏轉線圈。線圈的水平與垂直兩個繞組都繞在預先刻在環形塑料骨架上的溝槽內，而骨架與磁芯膠接在一起。這樣，可使線圈精密度高，磁場分布準確，成品的一致性好。這種偏轉線圈較短、匝數少、體積小、阻抗低。在工作中，會聚性能與激勵電路無關。所以，當靜會聚、色純調節磁鐵以及線圈位置調整好以后，在生產管子時，就將它們固定在管頸上，與顯像管形成一個整體，以后不必再作調整。第4章監視器

利用偏轉磁場的不均勻性，可以校正兩條邊束的會聚，但中心束掃出的光柵的水平和垂直幅度都稍小，為使三色光柵重合，在電子槍頂部設置磁分路器和增強器，如圖4―11所示，與兩條邊束同心的磁環形成磁場分路，使兩個邊束的光柵尺寸有所減小，故稱磁分路器。裝在中心束上、下的兩個小磁環是磁增強器，使中心束光柵尺寸有所增加。彩色顯像管近年來的發展趨勢是，大屏幕平面直角和薄型結構。這些都與動會聚技術的提高和完善有密切的關系。普遍采用的黑底技術,是把熒光粉點外的部分涂上石墨,這樣可以減少反光，提高對比度,又能解決熒光粉點邊緣不齊的問題。第4章監視器圖4―11磁增強器和磁分路器的作用第4章監視器4.2.2彩色監視器電路彩色監視器輸入的視頻信號通常是將亮度信號Y與兩個色度信號U、V通過頻譜交錯復合在一起的全電視信號。彩色監視器首先要通過亮、色分離電路將全電視信號分為亮度信號和色度信號，色度信號經解碼器解調為兩個色差信號R-Y、B-Y，再與亮度信號一起通過矩陣電路，形成R、G、B信號，去分別調制三個電子束。因此彩色監視器的視頻通道電路要比黑白監視器復雜得多。彩色監視器的同步和掃描電路則基本上與黑白監視器相同，所以本節主要是介紹亮、色分離電路和解碼器。第4章監視器1.彩色監視器的電路框圖圖4―12給出了彩色監視器的電路框圖。彩色監視器由亮、色分離電路，解碼器電路和同步掃描電路三大部分組成，彩色監視器同步掃描電路特有的部分是會聚電路。它的作用是向行、場會聚線圈提供拋物線會聚電流，使顯像管得到良好的動會聚。第4章監視器

圖4―12彩色監視器方框圖第4章監視器2.亮、色分離電路在普通的彩色電視機中，亮度信號和色度信號通過帶通和帶阻濾波器進行分離，用一個4.43MHz陷波器從彩色全電視信號中濾去色度信號，得到亮度信號；用一個中心頻率為4.43MHz,帶寬為2.6MHz的帶通濾波器從彩色全電視信號中選出色度信號。由于陷波器對色度信號濾不干凈，一些色度信號進入亮度通道，引起“彩色干擾”,而亮度信號的高頻分量損失使圖像分辨率下降。在高檔大屏幕彩色電視機和專用彩色監視器中采用梳狀濾波器對亮、色信號進行分離。第4章監視器

可以減小亮度信號與色度信號之間的串擾，又保證亮度高頻信息不受損失。圖4-13是幾種亮／色分離梳狀濾波器原理方框圖。其中，Y表示亮度信號,YH及YL分別表示亮度信號的高頻及低頻分量，C表示色度信號，2TH表示2行延時器件，312TH表示312行(1場)延時器件，626TH表示2場(1幀)延時器件。第4章監視器

采用梳狀濾波器對視頻信號的亮度信號及色度信號進行分離是充分利用了視頻信號相鄰行、相鄰場或相鄰幀的相關性以及PAL制視頻信號色副載波相位自身的特點。例如,對于圖4-13（a）、（b）所示的二維行梳狀濾波器來說，由于視頻信號相鄰兩行的內容基本相同，因此亮度信號延時2行后波形基本不變；而色度信號延時2行相當于延時了567.5個副載波周期(64μs×2×4.43361875(MHz)=567.5TSC)，因此延時2行后的色度信號與直通信號正好反相。第4章監視器

又以圖4―13（c）所示的三維場梳狀濾波器來說，如果視頻信號反映的不是快速運動的物體，則相鄰2場的視頻信號波形基本相同；而色度信號延時312個行周期延時了88530.5個副載波周期(312TH=312×64μs×4.43361875(MHz)=88530.5TSC)，延時312行后的色度信號與直通信號正好反相。如圖4―13中標注的那樣，通過延時線及加、減、乘法器就可以得到干凈的亮、色信號。第4章監視器圖4―13幾種亮/色分離梳狀濾波器方框圖第4章監視器圖4―13幾種亮/色分離梳狀濾波器方框圖第4章監視器

上述行梳狀濾波器利用延時2行的信號與直通信號進行運算，當參加運算的信號相關系數很大時，亮色分離效果明顯；但是當參與運算的信號相關系數較小，即圖像在垂直方向上有較大變化時，分離效果就會變得很差(通過加、減法器不能將某種信號消除干凈)，使得圖像在垂直方向有內容突變的區域變得模糊并引起亮色互串。此時的二維行梳狀濾波還不如普通一維濾波效果好。第4章監視器

對于場梳狀濾波器來說，如果視頻信號反映的是快速運動的物體，則相鄰2場因為有20ms的時間差而使其視頻信號波形發生了較大的變化，此時相鄰2場信號相加、減便不能將亮度或色度信號消除干凈。因此，更高檔次的彩色監視器采用自適應型梳狀濾波器，如采用二維自適應梳狀濾波器可以將二維梳狀濾波電路和一維濾波電路組合在一起，并在電路中設置垂直信號檢測和切換電路。當檢測到圖像在垂直方向變化較小時，用二維梳狀濾波；第4章監視器

而當檢測到圖像在垂直方向有較大變化時，由切換電路自動轉換到一維濾波方式。同理，三維自適應梳狀濾波器是將三維梳狀濾波電路、二維梳狀濾波電路及一維濾波電路組合在一起，并在電路中設置視頻運動檢測及垂直信號檢測和切換電路，根據檢測的結果，自動選擇最佳濾波方式。第4章監視器3.解碼電路色度信號要進入彩色解碼器中進行解碼，以得到R-Y、G-Y和B-Y三個色差信號。這三個信號經過亮度矩陣后即可恢復出UR、UG、UB三個基色信號電壓，再分別送給彩色顯像管的R、G、B三個輸入端，從而控制顯像管顯示出正確的彩色圖像。圖4―14是PAL制彩色解碼電路方框圖。第4章監視器圖4―14解碼電路方框圖第4章監視器

為了盡量減小色度信號的幅度受各種因素的影響，在第一色度放大器中加入自動色度控制電路(ACC電路)，ACC電路需要一個與色度信號幅度成正比的控制電壓，來控制放大器的增益。這個電壓不能從代表彩色圖像內容的色度信號取得，因為圖像中彩色內容是不斷變化的，它的變化不是我們要控制的對象。而色同步信號的幅度與彩色內容無關，具有固定的幅度，它的變化就反映電視信號中色度成分的變化，因此，把經過ACC檢波放大后的色同步信號作為ACC控制電壓。第4章監視器

第二色度信號放大器的作用是繼續放大色度信號，并實現ACK和色同步消隱。ACK電路的作用是在輸入黑白信號或者彩色信號過弱時切斷色度通道，同時切斷亮度通道中的陷波器。切斷色度通道的目的，是為了防止4.43±1.3MHz范圍內的亮度信號進入色度通道引起亮度串色干擾。第4章監視器

一行延遲線和加、減法器構成FU、FV分離的梳狀濾波器，可將正交調制的FU、FV信號分離開來，分別送到各自的同步檢波器，經同步檢波后除去副載波并解壓縮，得到色差信號R-Y和B-Y，色差信號R-Y和B-Y在G-Y矩陣中按比例組合，恢復出色差信號G-Y。第4章監視器

色同步選通電路的作用是在色同步選通脈沖控制下，從色度信號中分離出色同步信號。然后分三路輸出：一路供ACC檢波用，一路供PAL識別用，還有一路送副載波恢復電路作為基準信號輸入鑒相器。鑒相器的另一路輸入信號是由壓控副載波振蕩器產生并移相90°的本機副載波。兩者在鑒相器中進行頻率、相位的比較。如果兩者的頻率不相等或者頻率相等但相位不同，則鑒相器就會產生一個誤差電壓，這個誤差電壓經過低通濾波器后，加到壓控晶體振蕩器。改變本機副載波的頻率和相位，直至壓控晶體振蕩器產生的本機副載波與色同步信號所攜帶的發送端彩色副載波的頻率相等，相位保持正確的關系。第4章監視器PAL雙穩態觸發器的作用是在PAL識別信號的控制下，識別NTSC行和PAL行，保證PAL開關正確動作；PAL開關的作用則是為R―Y同步檢波器提供±90°副載波。上述解碼電路可由單片集成電路AN5620或TA7193來實現；而TA7698則具有TA7193和TA7609的全部功能，能完成亮度信號處理、色度信號解碼、同步分離和掃描，只需少量外圍電路就能構成彩色監視器。第4章監視器4.3監視器與電視機的區別

應用電視系統除了需用各種專用儀器進行測試之外，最直觀的是用監視器監視圖像，并根據圖像對某些設備進行一定的調整。專用監視器就是用來調整、檢查和監測應用電視系統各個環節的圖像質量的終端顯示設備；也能作為測量儀器對電視信號進行定性甚至定量測試。第4章監視器

電視機設計的原則是讓輸入電視信號中存在的各種缺陷不在熒光屏圖像中表現出來，因此，采用了各種自動控制補償電路。監視器則相反，它要求真實地反映出輸入圖像信號中的細節和不足之處，監視器中電路的技術指標要求很高，電路的穩定性和可靠性要好，很少采用自動調整補償電路(為提高本機電路和器件的穩定而采用的自動補償電路除外)。電視接收機的功能偏重于調節簡便靈活，控制盡量自動化；監視器則偏重于監測精度，盡可能正確地監測出圖像信號的質量狀況。第4章監視器

彩色監視器有多種特殊功能：

1.場延時功能將場逆程在屏幕上擴大顯示出來，以便在監視器的屏幕上能觀察到場消隱期間的均衡脈沖、行同步脈沖和場同步脈沖是否正確。錄像信號在每一場起始處有一亮脈沖，在場延時圖像中能看到它。當錄像機轉速不正常時，亮脈沖位置將發生變動，發生這種現象時可以調節錄像機，使其轉速正確。第4章監視器2.行延時功能錄像機各磁頭的機械位置的準確度是至關重要的，矯正磁頭的機械位置稱為磁頭的方位角矯正，用示波器來矯正是一件很麻煩的事，而且也不易矯正好?？梢岳貌噬O視器的行延時功能進行矯正，將行逆程在屏幕上擴大顯示出來，校正錄像機使屏幕顯示的同步脈沖呈直線狀，就已經把磁頭的相位校正好了。利用監視器的行、場延時功能可觀察行、場逆程信號的圖像如圖4―15所示。第4章監視器圖4―15行、場逆程信號圖像第4章監視器3.A-B信號顯示將兩個信道的信號(A信號和B信號)輸入到監視器：按下A-B信號顯示開關時，A、B兩信號就同時輸入監視器。監視器內有一個減法電路，將A、B兩信號相減，利用行延時功能就能觀看到行消隱后肩上的色同步脈沖情況。如果A、B兩信號的副載頻相位完全一致，屏幕上顯示A-B信號的色同步脈沖就能互相抵消；第4章監視器

如果兩信號相位不一致，則屏幕上信號的色同步脈沖顯示出來，只要調節編碼器副載頻的相位，使屏幕上顯示的色同步脈沖消失，就說明A信號和B信號的副載頻一致了。這個功能也能檢查和調整A和B兩個信號的同步脈沖相位是否一致。第4章監視器4.色溫開關彩色監視器色溫開關有6500K和3200K兩擋。6500K相當于室外日光下的色溫，白熾照明燈的色溫是2854K。監視器色溫開關應配合攝像機在室外和室內攝取圖像時不同的環境照明色溫；而應用電視系統中常用的攝像機一般置于自動白平衡控制模式，色溫在2300～10000K范圍時，自動準確調整白平衡。

5.彩色制式轉換開關為了使彩色監視器能適用于世界各種彩色制式的監測，彩色監視器應該具備彩色制式轉換功能。第4章監視器4.4彩色監視器的主要技術指標1.清晰度清晰度(或稱分辨力)是彩色監視器的重要指標。從熒光屏顯示的清晰度測試卡上看到的清晰度稱之為光學清晰度，它是由監視器視頻通道的質量指標和顯像管本身的質量指標綜合得到的。清晰度通常用電視線來表示，規定水平方向一明一暗算兩條電視線。第4章監視器

垂直方向清晰度是由掃描制式和隔行質量決定的，水平清晰度則是用能分辨出多少電視線來衡量的。監視器熒光屏上的清晰度可以用專門光電儀器定量地檢測出來，但通常是根據人眼主觀確定。測試方法見4.1.4節黑白監視器的測試，當代表清晰度的黑白相間線條能被人眼剛剛分辨出來時，這就作為監視器能達到的清晰度指標。第4章監視器

根據視覺原理，為得到最佳的圖像質量，要求在單位正方形面積內圖像的水平清晰度和垂直清晰度相一致。從這個原理出發，我們可以很簡單地近似折算出1MHz視頻通道的頻帶寬度對應于多少條電視線的清晰度。按我國625／50的電視標準，光柵垂直方向的掃描線數為575線，電視圖像的寬高比為4∶3，行掃描正程為52μs。當送入一個1MHz正弦信號時行掃描正程內共有明暗線條52／0.5=104條，為使垂直方向和水平方向的清晰度一致，第4章監視器

一個1MHz信號所對應的水平清晰度線數應為104×3／4=78≈80線，7.5MHz的頻帶寬度相應于7.5×80=600電視線清晰度。所以，電視系統清晰度的標準是可以確定的，對625／50隔行掃描系統來說，1MHz視頻帶寬的清晰度就相應于80電視線。由此可見，視頻通道的頻帶越寬，能顯示的圖像清晰度越高。第4章監視器

彩色顯像管熒光屏上的像素是由紅、綠、藍熒光粉點組成的，彩色像素點距的大小決定了彩色顯像管的分辨能力，這就是顯像管的極限清晰度。例如,要使35cm(14英寸)彩色監視器具有600電視線以上的水平清晰度，采用點距為0.43mm的彩色顯像管能否滿足要求呢?35cm(14英寸)顯像管水平方向的有用屏面尺寸為280mm，因此一行可以排列280／0.43≈650組彩色像點，再按4∶3折算成顯像管最大可能顯示的水平清晰度電視線數為490線，第4章監視器

可見不能滿足600線水平清晰度要求。若采用0.31mm點距的顯像管，則(280／0.31)×(3／4)≈680>600線，這就完全可以滿足要求了。由此可見，限制彩色監視器清晰度的主要因素有兩個:視頻通道的頻率特性和彩色顯像管的質量指標。影響彩色監視器清晰度的其他因素還有：會聚誤差、亮度、對比度和熒光屏面雜散反射光等等。第4章監視器2.亮度通道的頻幅特性彩色全電視信號是由亮度信號和色度信號復合而成的。上面所述的視頻通道只是指亮度信號通道，到達顯像管輸入端的圖像清晰度取決于亮度通道的頻率特性。頻率特性包括振幅特性(頻帶寬度)和相位特性。一般設備要求在頻帶寬度內振幅特性平坦，相位呈線性關系，則視頻通道輸出端的圖像信號就能真實地反映出輸入端的圖像情況。如果振幅特性平坦而相位特性呈非線性，視頻通道輸出端的圖像信號就要產生失真。第4章監視器

為了使監視器能真實反映輸入圖像，不僅要求在所需的頻帶寬度范圍內視頻通道相位特性要呈線性，振幅特性平坦，還要求在頻帶寬度范圍外的振幅特性要緩慢下降，以避免在這段范圍內的相位特性發生急劇變化，從而引起圖像中高頻細節信號的失真。相位特性的測試比較困難，而保證在振幅特性范圍內的相位特性應呈線性又非常重要。第4章監視器

由理論可知：線性網絡頻率特性中振幅特性和相位特性是互相單一對應的，振幅特性中幅度的變化要對應于相位特性的變化，可以用限制振幅特性形狀的辦法來改善控制相位特性。所以高質量彩色監視器亮度通道的頻率振幅特性往往定得比較寬，如：15kHz～7MHz≤±0.5dB，15kHz～10MHz≤-3dB。第4章監視器3.脈沖響應實際電路中由于各種有源器件的存在，視頻通道不能完全等效于線性網絡。因此，僅用振幅特性來考核圖像信號在視頻通道中傳輸時的波形失真程度是不夠的，彩色監視器中還要引入脈沖特性的指標