CRT显示器电路原理分析

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1、CRT显示器电路原理分析摘要 随着电子技术的发展，计算机已深入到工农业生产、国防、科研以及家庭生活的各个领域。显示器是计算机系统的一个重要组成部分，作为一名显示器产线作业指导者，初步掌握显示器原理是十分必要的。我的设计任务就是对型号为A991U/V的CRT显示器的电路原理进行分析。整篇论文共分为六个部分，分别为显示器与电视机的比较，电源电路，CPU部分，偏转(扫描)电路，高压分离电路以及视频处理电路。关键词 阴极射线管 白平衡 色纯 行扫描 场扫描 高压分离目 录引言4第一章 彩色显示器与彩色电视机的比较 4第二章 电源部分 6 第一节 开关稳压电源的组成 6 第二节 开关稳压电源的工作原理

2、6第三节 电路分析 61. 干扰抑制电路 62. 自动消磁电路 73. 桥式整流电路 84. PFC（POWER FACTOR CONTROL）电路9 5. 开关电源电路 95.1 UC3842各引脚功能 95.2电源的启动过程105.3 过压保护电路工作原理 105.4 过流保护电路工作原理 115.5 直流电压输出 115.6 节电控制电路 12第三章 CPU部分 12第一节 概述12第二节 NT6865引脚功能介绍13第三节 CPU的外围电路 131. 屏幕保护主电路 14 2. 黑屏保护辅助电路 15 3. 亮度控制电路 15 4. 功能键选择电路 165. RESET（复位）电路16

3、6. 调整色纯电路 177. 显示器部分收敛电路 18 8. 自动S校正电路工作原理 18第四章 扫描电路 19第一节 概述 191.扫描电路的功能 192.TDA4856简介 193.TDA4856功能 20第二节 行扫描电路 211. 行扫描电路的基本组成 212. 行激励电路 223. 行输出电路 224. 电路分析 244.1 行扫描电路244.2 行扫描线性补偿电路244.3 高压保护电路264.4 动态聚焦电路26 第三节 场扫描电路 271. 场扫描电路的基本组成272. TDA8172引脚功能介绍283. 场扫描电路29第五章 高压分离电路29第一节 概述29第二节 普通显示器

4、高压产生电路原理29第三节 高压分离电路301. HEF4538工作原理 302. 高压分离电路分析 31第六章 视频信号处理 34 第一节 概述 34 第二节 电路组成 34第三节 电路分析 35 1. 视频信号输入电路 35 2. 行消隐电路 35 3. 自动亮度控制电路ABL 36 4. 白平衡 37结论 39致谢语 39引 言当今人类已发展到信息社会。计算机已成为控制和管理各种信息的重要工具，主要是因为建立了人与机器联系的系统，其中电子显示器成为传送大量字符、图形、图象信息最直观和最有效的手段。电子显示器是人机对话的窗口，它把电信号转换成人眼直接观察、识别的光信号，在各种经济、贸易、交

5、通和科技信息日趋复杂、急剧膨胀的现代社会，它作为信息处理系统的“门面”，更显示出对人类进步的重大促进作用。 电子显示器主要分为两大类：一是阴极射线管CRT显示器，二是平板式显示器（主要包括液晶显示器、等离子显示器、真空荧光显示器、电致发光显示器等）。虽然，近两年有少量小屏幕显象管CRT显示器被平板式显示器取代，但阴极射线管显示器仍保持着产量最高的发展势头（约占6070%）。这是由于它具有更高的图象质量（如高分辨率、高亮度和丰富的彩色与灰度层次、响应速度快等），以及具有寿命长、可靠性高和较低的价格成本。本文针对CRT显示器的各个电路模块进行原理分析。第一章 彩色显示器与彩色电视机的比较 彩色电视

6、机与彩色显示器的基本工作任务都是将带有图象信息的电信号转换成光信号在屏幕上显示出来。所以，彩色电视机与彩色显示器的基本组成大同小异，都是由视频信号处理电路，行、场扫描电路，显象管和开关电源电路组成。图1-1为彩色电视机的组成框图。由彩色电视机的组成框图可见，彩色电视机和彩色显示器在组成框图上的差别主要集中在输入电路上。这是因为，电视广播是利用高频载波来传送电视信号的。不同电视台采用不同频率的载波发射电视信号，彩色电视机中的高频调谐器可以接收这些高频载波信号，并将它们还原成视频信号。彩色电视机的高频调谐器除了接受信号外，还可以从不同频率的载波信号中选择出特定电视台的信号，并将其转换成固定的中频信

7、号，经中频放大和视频检波后，得到音频信号、图像信号和扫描同步信号。音频信号送到伴音电路中经喇叭还原成声音，该电路的工作原理与收音机电路的工作原理一样。图象信号和扫描同步信号进入图像处理电路和行、场扫描电路中，经显象管还原成图像信号显示出来，这些电路工作原理和彩色显示器的工作原理一样。从上面分析可见，彩色显示器和彩色电视机在组成框图的差别上主要集中在输入电路和伴音电路上。因为，彩色电视机接收的是不同频率的高频载波信号，所以，彩色电视机的输入电路较复杂，同时为了还原声音，彩色电视机还必须有伴音电路。而彩色显示器接收的是计算机输出的图形显示信号，所以，彩色显示器的输入电路较简单，但彩色显示器为了要兼

8、容不同的显示卡，必须有不同的行、场扫描频率，所以，彩色显示器的行、场扫描电路比彩色电视机复杂。图1-2为A991U/V显示器组成框图图1-1 彩色电视机组成框图图1-2 A991U/V显示器组成框图第二章 电源部分第一节 开关稳压电源的组成（如框图2-1所示） 图2-1开关稳压电源的组成 第二节 开关稳压电源的工作原理开关稳压电源的工作过程比较简单，原理也不复杂，属于直交直电源变换电路。主要是通过一个开关管来起作用。由方框图可以看出：UI为输入的直流电压，它可由电市电经整流、滤波后得到。开关管为稳定输出电压的调整元件，它受控于环路控制电路，当控制电路送出一定周期T的脉冲控制信号时，可使开关管按

9、该脉冲信号变化的规律导通或截止。如开关管的导通时间为，截止时间为，则输入的直流电压被开关裁成一个个矩形脉冲，然后滤波元件将矩形脉冲的交流分量滤除后，输出电压U0便为矩形脉冲的平均分量，其大小为： （2-1）由上式可见，在周期T一定的条件下，改变开关管的导通时间，或在一定的情况下，改变开关管的开关周期T，或频率f，都可以改变输出电压的大小。第三节 电路分析1.干扰抑制电路（如图2-2所示）：它的作用是抑制开关电源对交流电网的干扰，同时抑制电网高频干扰串入电源。图2-2 干扰抑制电路线路说明：CN901为插座，接电网电压，F901为保险丝C944滤除高频成分，R901对抗干扰电容起泄放作用，由于C

10、944电容储能，关机后，R901是大电阻（470K），可迅速消耗掉这些电能，防止关机后带电损耗元件。C901抑制差模干扰，即抑制火线和零线之间的干扰，属对称性干扰。C902、C903共地，抑制共模干扰，即火线和零线分别与地之间的干扰，属于非对称性干扰。NR901为负温度系数电阻，开机瞬间温度低，阻抗大，防止电流对回路的浪涌冲击。2.自动消磁电路（如图2-3所示）：彩色显象管内的金属部件以及基座上的金属部件受到磁化后产生杂散的磁场，这些磁场会影响电子束的偏转，因而破坏色纯和会聚。自动消磁电路作用是每当开机时自动对显象管及其周围部件消磁。具体方法为利用一个线圈产生逐渐变弱的交变磁场，将被消磁的部件

11、退磁。线路说明：开机瞬间，IC101的DEG引脚提供一个电压（VDEG3.69V,持续时间为23秒）给Q902的B极，作为偏置电压，使三极管导通，产图2-3 自动消磁电路生电流，流过继电器内的电感，产生磁场，使继电器开关闭合，瞬间220V电压通过消磁电阻PR901加到消磁线圈上形成回路。PR901为热敏电阻（正温度系数电阻），电阻随温度的升高而升高，产生衰减电流，（如图2-4所示）通过粗电感线圈（绕在CRT的周围），使电磁量减小，达到消磁的目的。IC101中的DEG引脚电压消失后，Q902截止，继电器开关断开，消磁结束。D905起泄放作用。图2-4消磁电路中的衰减电流 3.桥式整流电路（如图2

12、-5所示） 电路分析：当输入正弦波的正相部分时，输入端上正下负，其电流的走向为：输入端的正极性D2RID4输入端的负极性。当输入正弦波的负相部分时，输入端上负下正，其电流的走向为：输入端的正极性D3RID1输入端的负极性。从以上分析可知负载电图2-5 桥式整流电路阻RL输出电压为上正下负。负载输出电压波形如图2-6所示 图2-6 负载输出电压波形 机型A991U/V的桥式整流电路（如附图所示），BD901是整流桥硅堆，C950为电源滤波电容。交流电网的输入电压经BD901和C950整流滤波后输出为300V左右的直流电压。4.PFC（POWER FACTOR CONTROL）电路：它的作用是提高

13、功率因数，有效地利用电源，避免对电网造成干扰，具有节能的作用。电路主要由IC905以及外围电路组成（如附图所示），图2-7为芯片IC905 MC33260外观图。图2-7 MC33260外观图IC905各引脚的功能： F.B反馈端D908的负端输出电压通过R951、R950、R949（这几个电阻阻值很大，相当于断路，只有部分电流流过）接到F.B端，提供一个反馈电压，当电压频率与同步信号频率不一致时，F.B调整内部工作，使PIN7 GATE提供的方波信号频率与同步信号一致。 V.C C.TC.S 外接振荡电容C946、C947，使内部产生锯齿波，从而使GATE端输出方波SYNC 同步信号GND

14、接地GATE 输出方波脉冲,通过Q910(开关管),高电平时Q910导通,低电平时截止。当Q910导通时，BD901电压通过L908，对L908充电；当Q910截止时，L908通过R949，R958，R951放电。Vcc 电源 SYNC +信号通过C951耦合，D920整流，分两路，一路输入到Vcc作为启动电压，一路对C952充电，C952充电完后再放电。因为IC负载很大，根据=RC，放电慢，时间远大于充电时间，与稳压管ZD905共同作用为IC905提供稳定的启动电压。使电压稳定在16V左右。5. 开关电源电路(如附图所示) A991U/V 19英寸数控彩色显示器的开关电源电路有两个，一个是专

15、为CPU和显象管灯丝供电的主电路，另一个为行、场扫描电路和视频放大电路供电的后级电源，这两个电源都是以场效应管和脉宽调制集成电路（UC3842）为核心组成，UC3842是一块内部含有振荡器、振荡整形器、推挽输出器、过电流、电压保护电路等功能的集成电路。图2-8为UC3842的内部结构方框图。5.1 UC3842各引脚功能： COMP 内接误差放大器输出端，通常该脚与2脚之间接反馈网络。 F.B 反馈电压输入端,此脚与内部2.5V基准电压进行比较,用来控制脉冲宽度。图 2-8 UC3842的内部结构图2-9 UC3842外观图 IS电源传感端,该脚电压大于1V时,芯片会停止输出,达到保护开关管的

16、目的。 CT/RT 内接振荡器，外接RC元件以决定振荡频率。 GND 接地。 O/P 脉冲输出端。 VCC 电源端，当供电低于16V时，芯片不启动，此时芯片耗电在1MA以下，芯片工作后，此脚电压可以在10V30V之间变化，低于10V停止输出，正常工作时耗电15MA左右。 VREF 基准输出端，此脚可输出稳定的5V电压，电流可达50MA。5.2 电源的启动过程：在开机瞬间Q904导通，经C908、D909滤波整流后加到IC901的第7脚，使IC901内部的振荡器起振。振荡方波经整形、电压放大后从IC901第6脚输出方波脉冲，促使开关管Q901起振，完成电能和磁能的相互转化，通过变换器T901，产

17、生数控彩色显示器灯丝和数控电路正常工作所需的两种直流电压，并完成对IC901的自给供电。自给供电电路是由T901的次及绕组、R913、D906等器件组成。5.3 稳压（过压保护）的工作原理：当电网上升或负载变轻时，开关电源输出端的电压就有上升的趋势，经R938、R940、R944、VR902、C939反馈到IC902（TL431电压调节器如图2-10所示）第3脚的电压也上升，则第2脚的输出电压将下降，光电耦合器件IC903（PC123PY2）内部发光二极管的偏置电压将加大，通过该二极管的电流将增大，发光二极管的亮度加强，光敏三极管的内阻减小，R912两端的电压上升，IC901内部方波振荡器的振

18、荡幅度下降，开关管Q901导通时间缩短，输出电压下降，达到稳压的目的。IC901第1脚外接的R909、C917可将UC3842内部误差放大器的输出信号反馈到输入端，对放大器的放大倍数实施控制，防止放大器产生自激振荡。反之，当电网下降或负载变重时，开关电源输出端的电压就有下降的趋势，R938、R940、R944、VR902、C939反馈到IC902第3脚的电压也下降，通过该二极管的电流将减小，发光二极管的亮度减弱，光敏三极管的内阻加大，R912两端的电压下降，IC901内部方波振荡器的振荡幅度将上升，开关管Q901导通时间延长，输出电压上升，实现稳压的过程。当OFF MODE（关闭行场）或SUS

19、PEND（睡眠）状态时，CPU的第2脚或第3脚输出低电平，Q911截止，使得IC902第3脚电压上升，使得IC901内部方波振荡器的振荡幅度下降开关管Q901导通时间缩短，输出电压下降，（其分析方法与上同）从而使显示器在OFF MODE或SUSPEND时维持更低的功耗。 图2-10 TL431电压调节器该稳压电源是自激振荡型的开关稳压电源，但它的频率又被从外界输入的行同步信号所同步，T902的一脚输出端同步信号SYNC+经R922、D911、C918进入IC901的第4脚，强迫IC901内部振荡器的振荡频率与输入同步信号同步。5.4 过流保护工作原理：在Q901S极穿入一个很小的取样电阻R91

20、9，当流经Q901的电流超过一定值时，在R919两端产生的压降随之上升，经R920反馈给IC901的第3脚的电压也上升，当此脚电压超过1V时，IC901内部比较器会使得第6脚停止输出方波，从而起到过流保护作用。5.5 直流电压输出：D912、D913、D918、C921、L903 等器件构成高频整流滤波电路，将电源变压器T901送来的高频脉冲电压整流、滤波成直流电压输出。该电源的输出电压有180V、75V、16V、12V、6.5V 、5V、-10V，180V电压是供视频放大电路用的，75V电压是行推动电路电源电压，16V电压是场输出电路电源电压，12V电压是视频放大预处理电路电源电压及HEF4

21、856工作电压，6.5V电压是彩色显象管的灯丝电压，5V电压是集成芯片正常工作的供电电压，-10V为偏置电压。5.6 节电控制电路：（如下图2-11 16V控制电路所示）在正常工作情况下，由CPU第3脚送来的节电控制信号SUSPEND为高电平，则开关管Q909导通，Q908B极为低电平，Q908导通，16V电压被接通，经IC904（7812）三端稳压器输出12V电压供负载使用。当SUSPEND MODE或STAND BY MODE时，CPU的第3脚输出低电平，Q909截止，Q909C极为高电位，即Q908B极为高电位，Q908截止，使16V电压被切断，行场停止扫描。6.5V控制回路（如图2-1

22、2）工作原理与16V控制回路工作原理一样，在ON MODE下，CPU的第2脚输出高电平，Q913、Q912导通，6.5V电压被接通，供灯丝使用。在OFF MODE下，CPU的第2脚输出低电平，Q913、Q912截止，6.5V电压被切断，CRT（阴极射象管）不工作。 图2-11 16V控制回路 图2-12 6.5V控制回路第三章CPU部分第一节 概述 IC101（NT6865）是显示器的CPU（Center Process Uint）。它具有以下功能。1、 检测行场频，以及行同步信号和场同步信号的极性。2、 按键扫描控制功能。3、 尺寸控制和画面清晰度以及内部数模转换和I2C总线控制。4、 CS

23、电容切换控制。5、 节能控制。当CPU检测到某个扫描模式，它就从E2PROM（IC102）取得相关数据，并输出电压来控制几何和画面清晰度。如果按键被压，CPU将执行相应的按键功能。例如，如果按住功能键，CPU就改变不同的值来控制屏幕的尺寸（水平尺寸、垂直尺寸等）。第二节 NT6865引脚功能介绍NT6865是42脚双列直插式封装。其各引脚功能如下。1、MUTE（pin1）切换画面时，瞬间产生产生黑屏，用来保护画面。正常工作时为低电平，切换画面的瞬间为高电平。图3-1 NT68652、OFF（pin2）、SUSPEND(pin3)两脚均为节能控制脚，正常工作时均为高电平，当OFF为低电平时，关闭

24、行扫描和场扫描，当SUSPEND为低电平时，关闭行扫描。3、RESET（pin4） 复位脚4、VCC（pin5）、V33(pin6) NT6865为双电源供电。5、GND（pin7）接地6、OSC0（pin8）、OSC1(pin9) 外接晶体振荡器，提供芯片的工作频率。7、SDA（pin10）输出串形数据线，SDA（pin25）输入串行数据线；SCL(pin11)输出串行时钟线，SCL(pin26)输入串行时钟线。8、MODEL（pin12）无用脚，接地。9、KEY A（pin13）、KEY B(pin14) 飞梭型功能键。由于飞梭型功能键造价高，所以本机型不采用飞梭键。10、pin15 不用

25、，接高电平。11、ABL（pin16）自动亮度控制。12、FUNC（pin17） 功能键检测脚。13、BL-P（pin18）、TL-P(pin19)、TR-P(pin20)、BR-P(pin21)、PUR(pin22) 色纯调整。14、H-LIN（pin23）行线形校正。15、ROT（pin24）旋转画面。BRITE(pin29) 亮度调整。16、CS0CS5 S形校正电路的电平输入。17、H-OUT（pin34） 行同步信号的输出。V-OUT（pin33）场同步信号的输出。18、H.S(pin41) 行同步信号的输入。 V.S(pin42) 场同步信号的输入。19、H.C(pin39)、V.

26、C(pin40) 调整显示器的部分收敛。20、R（pin37）、G(pin38) 显示橙灯、绿灯。21、DEG（pin36） 消磁。第三节 CPU的外围电路1. 屏幕保护主电路（如图3-2所示） 电路分析：正常工作时，MUTE为低电平，开关管Q707截止，12V电压经R719分压，D705整流，ZD701稳压，加至Q705 E极，实测Q705 BE电压即VEB=0.6220，所以Q705(PNP管)导通，逆程变压器T403pin4输出电压经R723分压，加至G1电压为-15.54V，CRT正常工作。黑屏（切换画面）时，MUTE为高电平，开关管Q707导通，所以Q705接地，实测E极电压即VE=

27、0.004V，VB=0.437V,因为VEB=-0.433V0,则Q205处于饱 图3-2 黑屏保护主电路和状态，IB对IC影响较小，相当于Q205 IC没有输出，则没有同步信号SYNC+反馈到IC901的CT/RT上，则IC901无法跟踪行频，使得O/P没有输出。 3. 亮度控制电路（如图3-2所示）电路分析：通过调整OSD（on screen display）中的bright调节亮度选项，通过增大，减小bright的值，可控制屏幕的亮度。CPU pin29(brite)的输出波形为方波，duty（占空比）随bright值的增大而减小，输出方波经C112滤波，R721分压加至Q706，Q70

28、6的各极电压随brite值的变化而变化，当brite由100减小为0，测得VEB=0.635 1.085V,所以Q706一直处于导通状态,而B极电压变化,Q706导通程度也随之发生变化,即Q706相当于变电阻(Q706B极电压增大,内阻也增大),则G1(栅极电压)由0.056V-28.22V,因为阴极与栅极之间的压差降低,亮度减小。 图3-3 黑屏保护辅助电路4. 功能键选择电路（如图3-4所示） 图3-4 功能键选择电路 电路分析： SW102SW105为按键，当按下键后，加在FUNC上的电压不同。按SW102，VFUNC=4.87V； 按SW103，VFUNC=3.263V； 按SW104

29、，VFUNC=2.733V； 按SW105，VFUNC=1.780V；FUNC检测到不同的电压，则进入与之相应功能中。SW102进入OSD界面SW103右移或参数增大SW104左移或参数减小SW105退出OSD界面5. RESET（复位）电路（如图3-5所示）电路分析：当正常工作时，实测reset脚输出2.939V电压,当给reset脚接地时,显示器一直处于复位的状态,说明2.939V是reset的门限电压,当低于此电压时,显示器处于复位状态。这是通过实测数据来说明问题的，现在我通过reset的外围电路（图2-5所示）来说明。在开机瞬间，6.5V电压相当于频率很大的脉冲（对电容相当于短路）迅速

30、通过C113、R126分压加至Q101的B极，则Q101导通，reset检测到低电平，显示器复位。正常工作时，6.5V电压对C113充电，无电压加至Q101B极，Q101截止，reset本身输出2.939V电压来提供显示器正常工作。我们来做一个实验，当把Q101的C极断开，显示器还正常工作。当正常工作或不正常工作时，V33的电压都由reset的内部输出电压2.939V提供，若把V33脚断开，则显示器不工作，因为V33没有reset供电。6. 调整色纯电路（如图3-6所示） 电路分析：这里只对BL-P及外围电路进行分析，其余3个分析方法与此同理。BL-P为显示器左下脚色纯调整，即通过调整OSD画

31、面上的BL-P的值，使加在显示器左下脚线圈的输出电流产生变化，继而产生变化的磁场，使红、绿、蓝三个电子枪打出的电子束速度不同，造成色纯变化，色 图3-5 RESET（复位）电路纯如何变化，请看图2-5以及实测进行如下分析：当调OSD的BL-P的输出波形（频率为行频）的占空比随值的增大而增大，输出的方波通过R138、R143、R233、C115、C212分压滤波加到IC202 图3-6 色纯调整电路（LM324内部集成有4个电压比较器的集成芯片）的其中一个电压比较器的第5脚，作为此比较器的基准电压，第6脚电压由Q209E极输出电压，经线圈反馈过来，第6脚电压与第5脚电压进行比较后由第7脚输出一电

32、压到Q209、Q210所组成的OTL（推挽放大器）电路中，当IC202第7脚输出一个正极性电压时Q209导通，负极性时，Q210导通。其电流方向如上图所示，实线为Q209导通时线圈电流流向，虚线为Q210导通时线圈电流流向。表3-1为电压比较器各脚电压及Q209E极输出电压。 表3-1电压比较器各脚电压及Q209E极输出电压BL-PPin5电压VPin6电压VPin7电压VE电压 V01000.0214.960.224.95-5.494.14-4.164.14附:当IC202第7脚电压约为0V时,第5脚为2.53V,第6脚为2.53V,Q209 E极电压为0.08V。上表说明IC202第6脚的

33、电压经反馈后，电压与第5脚电压相等，且此电压为2.53V时，为第7脚输出电压极性正或负的临界点，大于2.53V时，第7脚输出正极性电压，小于2.53V时，输出负极性电压。7. 显示器部分收敛电路各地地磁场差别很大，尤其是南北方向相距越远，差别就越明显，另外显示器要求屏蔽比较严格，屏蔽的金属结构、材料所产生的磁场对红、绿、蓝三个电子枪打出的电子束有着不同程度的影响，也会造成会聚精度下降和色纯度变坏。CPU pin39、pin40分别为行会聚和场会聚，调整原理与色纯调整原理一样。8. 自动S校正电路工作原理虽然在均匀变化磁场控制下电子束的偏转角速度是均匀的，但因显象管屏幕的曲率半径大于电子束的偏转

34、半径，使电子束在屏幕上单位时间扫描过的距离不相等，在相等角速度时，电子束越接近边缘，则扫描的距离越长，光栅水平方向上的这种延伸性失真，在接收方格图象时表现为两边宽中间窄。为了克服这种失真，通常在显示器偏转线圈电路中对地串联S校正电容CS，让偏转电流预先校正成S形状，使屏幕边缘的扫描速度减慢，从而可以校正延伸性失真。由于多行频同步显示器输入信号的行频变化范围很宽，即从15.6kHz到45kHz，因此，如果行偏转电路里仍串联固定不变S校正电容，就无法保证在不同行频时光栅不同程度的延伸性失真都能得到相应的校正量，所以，在多行频显示器中设置一个随不同行频而变化的S校正自动补偿电路，这就是当行频升高时，

35、与偏转线圈相串联的电容CS会自动减小，从而实现自动S校正。A991U/V机型的S校正电路如附图所示电路分析：当IC101 pin32 CS1输出为高电平时，Q415导通，Q429的G极为低电平，则Q429截止，C431电容对地失效，当CS1输出为低电平，Q415截止，Q429的G极为高电平，则Q429导通，电容C431对地。同理其余4路的分析与CS1一样分析。CS为C431、C433、C435、C437、C439之间的对地电容之和。表3-2为显示器正常工作时S校正电路中开关管随频率（timing）改变时的导通与否的实测值表。其值大于0.7V，则此开关管导通，小于0.7V，则此开关管截止。表3-

36、2 开关管导通或截止与频率的关系timing116140151153Q415 VB（V）0.0074.914.910.007Q416 VB（V）0.0080.0024.900.008Q417 VB（V）0.0084.914.914.91Q418 VB（V）0.0373.53.4990.037Q419 VB（V）0.0373.643.633.639Q429 VG（V）16.00.0130.1316.20Q430 VG（V）16.016.210.1316.20Q431 VG（V）16.00.0180.130.018Q432 VG（V）16.00.0180.1316.20Q433 VG（V）16.0

37、0.0130.130.012第四章 扫描电路 第一节 概述1.扫描电路的功能 彩色显示器扫描电路的功能是：给行、场偏转圈提供线形良好，幅度足够，且分别被行、场同步脉冲信号所同步的锯齿波电流，从而保证在彩色显象管的荧光屏上形成宽高比正确，线形良好的光栅。彩色显示器的扫描电路通常是由同步电路、振荡器、放大器和输出电路等部分组成。我所研究的机型A991U/V除了行扫描放大、输出电路外、均集成在TDA4856（IC401）和TDA8172（IC601）两块芯片上。2.TDA4856简介TDA4856是一块32脚热塑封装双列直插式集成电路，控制着所有与行、场有关的功能，内部同步信号处理器配合很强的几何校

38、正功能，使得TDA对性能优良的显示器非常适用。引脚功能说明如表4-1所示。 表4-1 TDA4856引脚功能引脚号引脚名 功能 1HFLB行逆程反馈信号输入 2XRAYX射线辐射保护控制 3BOPB+误差放大输出 4 BSENSB+控制电压比较输入 5BINB+控制误差放大输入 6BDRVB+控制驱动信号输出 7P-GND电源地 8HDRV行驱动信号输出 9XSEL 选择输入为高压保护 10VCC提供电压 11EW东西控制波形输出 12V02场驱动信号输出2 13V01场驱动信号输出1 14V-S场同步信号输入 15H-S行同步信号输入 16CLBL视频箝位脉冲/场消隐输出 17H-UNLOC

39、K行输出异常时，锁住IC 18SCLI2C总线时钟输入 19SDAI2C总线数据输入 20ASCOR未接 21VSMOD场高压变动率补偿 22V-AGC外接电容，场增益控制 23V-REF基准电压 24V-CAP外接电容，作场振荡 25S-GND信号地 26H-PLL1第一锁相环滤波 27 H-BUF缓冲f/v（频率转换电压）输出 28H-REF基准电压 29H-CAP外接电容为行振荡 30H-PLL2第二锁相环滤波 31HSMOD行高压变动率补偿 32FOCUS行场聚焦控制电压输出3.TDA4856功能 行部分：a、能够根据输入的不同信号进行适应性调节。 b、设有两个锁相环。c、允许最高行频

40、为150kHz。 d、有x射线保护功能。 e、I2C总线控制着行部分工作周期、行相位、行幅。 场部分：a、 设有场振荡信号发生器。b、 自动增益控制，场频率范围为50-160Hz。c、 有场相位和场幅度跟踪设置。d、I2C总线控制着场幅、场相位、S型校正。e、对电流变化能够进行补偿。几何形状校正：a、 TDA4856内部有一个场抛物波发生器，用来控制水平针垫失真，梯形失真，角缘校正。b、 水平相位控制及平行四边形校正。c、 能够对行场动态聚焦进行调节。综合性：图4-1 TDA4856外观图a、 有性能良好的行场同步信号处理器。b、 供电电压为12V，基准电压为5V。c、 经芯片内部处理后，行场

41、同步信号输出。d、 有读取、写入信息交互界面。e、 设有B+调节单元。第二节 行扫描电路1.行扫描电路的基本组成行扫描电路电路的基本组成是：自动频率控制（AFC）、行振荡和行激励和行输出电路等。另外，还有附属的高压产生电路和中、低压电源电路等（我所研究的机型A991U/V，高压产生电路和中、低压电源电路不是由行输出的逆程脉冲电压产生的，而是采用高压分离电路，此电路在后一章中介绍）。AFC电路、行振荡电路集成在TDA4856芯片内。由于行激励和行输出是工作在大电流、高电压的状态，所以，这一部分电路一般是由分立元件组成。行扫描电路的组成框图如图4-2所示。 图4-2 行扫描组成框图2.行激励电路行

42、激励电路又称行推动电路，它是一个脉冲功率放大电路。行激励在行扫描电路中的作用是：将行振荡电路输出的行频矩形脉冲进行整形放大，输出足够的功率去控制行输出管工作在开关状态。由于这两个电路都是工作在大电流、高电压的状态下。它们的耗电量占整个彩色显示器耗电量的一半以上，所以，行输出电路的效率直接影响到彩色显示器的效率，为了提高彩色显示器的工作效率，行激励管和行输出管都是工作在开关状态下。从行激励电路图可见，行激励电路是以行激励管Q409和行激励变压器T401为核心组成的，行激励变压器是行激励级和行输出级之间的耦合变压器，利用行激励变压器可以实现脉冲电压和脉冲电流的变换。行激励管集电极脉冲电压有十几伏到

43、几十伏不等，行激励变压器可将行激励级输出的高电压小电流信号，变换成低电压大电流信号加在行输出管Q410的基极，以满足行输出管导通和截止对激励电流的要求。同时，行激励变压器在电路中还起到阻抗变换的作用，有利于行激励级输出足够的功率到行输出级。3.行输出电路行输出电路在电路中的作用是：为行扫描线圈提供频率稳定，线形良好，幅度足够的行扫描锯齿波电流。该电路主要是由行输出三极管Q410、阻尼二极管D412、逆程电容C424、行扫描线圈H-DY等变压器组成。3.1行扫描输出级电路的等效电路和工作波形因行输出管工作在开关状态，可等效为理想的开关K，等效电路中的二极管D阻尼二极管，它也是工作在开关状态。电容

44、C为行扫描逆程电容，H-DY为行偏转线圈，由于行频的频率较高，行偏转线圈的感抗较大，线圈的电阻可忽略不计。Ec为提供行输出工作的电源。行扫描输出级的等效电路和工作波形如图4-3所示。图4-3 行输出级等效电路和工作波形a、 在t1t2期间当Ube处在t1t2时，行输出管饱和导通，开关K闭合流过行偏转线圈的电流 IY和行输出管的集电极电流IC的波形一样。在LY中的电流是由零线性增长至最大值ICP的，将输入的电场能量转化为磁场能量，并完成电子束扫描正程的一半。b、 在t2t3期间当Ube处在t2t3时为负值，行输出管截止，集电极电流IC有最大值突变为零，由于电感的作用，线圈中LY的电流IY将向C充

45、电，将C充成上正下负的电压。随着充电过程的继续，C上的电压UC越来越高，充电电流IY越来越小，至t3时刻，UC达到最大值，IY却减到最小值零，LY中的磁场能量转变为电场能量。t2t3时间正好是LYC并联谐振回路自由振荡周期的四分之一。c、 在t3t4期间当Ube处在t3t4时，C向LY放电，LY中电流IY的流向改变，且不断增大，随着放电过程进行，C上的电压UC逐渐减小，至t4时刻UC减小到零，LY中电流IY则达到反向最大值。T3t4时间正好是LYC并联谐振回路自由振荡周期的另一个四分之一。d、 t4以后t4以后，IY开始反向充电，这种周而复始的充放电过程就是LYC并联谐振回路自由振荡过程。在t

46、2t4期间完成行扫描的逆程。由于阻尼二极管D的存在，LYC并联谐振回路自由振荡在经历了二分之一后，不在继续振荡下去。这是因为，当负UC的电压达到阻尼二极管的导通电压时，阻尼二极管自动导通，电容C的充放电结束，IY经阻尼二极管所形成的回路放电，在t4t5期间，IY线形地变为零，并完成正程扫描的另一半。T5以后，又开始新一轮的充放电过程。综合以上四点，一个完整的行扫描周期由三段组成：阻尼二极管D导通期间，完成显象管电子束由屏幕左边往中心的正程扫描；行输出管导通期间，完成显象管电子束由屏幕中心向右边的正程扫描；偏转线圈和逆程电容的自由振荡半周期控制电子束的回扫运动，完成逆程扫描。4.电路分析4.1

47、行扫描电路（如图4-4所示）线路说明：以上电路包含行振荡、行激励和行输出电路。Q403、Q404组成OTL推挽功率放大器，Q409为行激励管，T401为行激励变压器，激励的工作方式为反极性激励，Q410为行输出管，D412为阻尼二极管，C424、C425、C427均为逆程电容，H-DY为偏转线圈。行激励级对IC401 pin8送来的行驱动脉冲信号经C408耦合到Q403、Q404B级进行功率放大，经R444、R438电阻匹配，加至Q409 G极，使其工作在开关状态。Q409D极输出的矩形脉冲再经激励变压器T401耦合到行输出级。由于行输出级需要足够的激励电流才能保证工作在开关状态，T401就是

48、起到放大电流的作用，图4-4 行扫描电路它将Q409D极输出的大电压小电流转换为低电压大电流输出，为行输出管提供较大的基极电流。同时T401还起到隔离作用，减小后级对前级的干扰和起阻抗换作用。4.2 行扫描线性补偿电路（如图4-5所示） 原理分析：如果把偏转线圈看作理想的电感，把行输出管和阻尼二极管看作是理想的开关，那么当电源电压固定不变时，行偏转电流是线形变化的，但实际的行偏转线圈存在着内阻，行输出管和阻尼二极管本身都有一定的内阻，随着行扫描电流IY的增大，行扫描电流就会逐渐偏离直线，这时，直接加到偏转线圈LY上的电压减小，扫描电流增加的速度变慢，故光点扫致屏幕右侧时的速度变慢。从显示图象上

49、可以看到，当主机输出方格信号时，本来应该是大小一致的方格变为右边的方格小，左边的方格大。行扫描输出级简化电路和输出电流波形如图4-6所示。 图4-5 行扫描线性补偿电路图4-6 行扫描输出级简化电路从上图行扫描简化电路可知 （4-1）显象管给定后，偏转功率指数SH=LYIYPP2就确定，式中IYPP=（VCC/IYPP）TS 。若LY 增大4倍，则要求IYPP减小1/2，即要求VCC增大2倍，可见若LY做得很大，则电源电压也要求加大。由此可知，扫描电流非线形是不能完全避免的，必须在电路上采取措施，对扫描电流非线形引起的失真进行补偿，维持VCC/LY不变。偏转线圈上的压降VC等于电源电压VCC减

50、去电阻两端的电压，即VC随IY增大而减小。LY是行偏转线圈的电感量，其值固定，如果在LY上串联一个可变的电感LO，则偏转电路总电感L=LY+LO，如果IY增大时LO减小，则VC减小的同时L也减小，因此，可以使得扫描电流的变化率维持不变，获得线形扫描电流。电路说明：T402初次级可理解为两个电感。从IC101 pin23（此脚的输出波形为频率为行频的方波）通过比较器（IC804）比较及Q804放大，输入到T402的第3脚，从而使T402初级流过电流，即在初级有磁通，作为次级的附加磁通，调节磁饱和，T402的次级电感量LO随电流I变化的曲线如下图4-7所示4.3 高压保护电路（如图4-8） 图4-

51、7 T402的电感特性 图 4-8 高压保护电路 电路说明：IC401 pin2为x射线保护输入端，x射线保护电路的取样信号取至行逆程脉冲，输入的行逆程脉冲由行输出变压器T403的中间抽头取出，经R727、D708、C717分压、整流和滤波后，得到一个直流电压。当阳极高压在正常的范围内时，行逆程脉冲经R727、D708、C717分压、整流和滤波后的直流电压不足以使ZD702击穿，控制信号加不到IC401的第2脚上，X射线保护不起作用。反之，当阳极高压超过正常值时，行逆程脉冲通过行输出变压器送出的信号，经R727、D708、C717分压、整流和滤波后的直流电压大于6.2V，使ZD702击穿，控制

52、信号通过R718、D405、R403进入IC401的第2脚，该脚内部的x射线保护电路起作用，停止输出行激励信号，行输出电路将停止工作，阳极高压消失，起到保护彩色显象管和防止x射线的作用。4.4 动态聚焦电路（如图4-9所示）原理分析：由于电子束偏转半径与屏幕曲率半径的差异，使画面中心与周围的清晰度不一样。动态聚焦电路就是要做到显象管有效显示面积 图4-9 动态聚焦电路内各点的聚焦调整到最佳值，就必须将一动态电压加到聚焦极，动态地调整电子透镜到荧光屏的不同点的焦距，以实现边缘良好聚焦。不同显示点所需聚焦电压关系曲线如图4-10所示。电路说明：此电路包含行动态聚焦电路和场动态聚焦电路，最终叠加在一

53、起。从IC401 pin32（focus）输出的场抛物波经C707耦合到Q701B极，再经Q701共射放大后输出到T404第4脚，和从T404初级感应过来的行抛物波叠加后，送往行输出逆程变压器FBT，与静态focus电压叠加后送往CRT。Q701为场抛物波放大管，R707、R708、R710、R711为偏置电阻，D702起保护作用，C709、C710、C707起耦合作用。第三节 场扫描电路1.场扫描电路的基本组成 场扫描电路是由场同步、场振荡，场频锯齿波电压产生器、场激励、场线形补偿、场输出和自动场幅控制等电路组成。由于我所研究彩色显示 器场同步、场振荡、场频锯齿波电压产生器、场线形补偿、自动

54、场副控制电路都集成在芯片TDA4856（IC401）内部，场激励和场输出电路集成在TDA8172（IC601）内部，所以，场扫描电路的结构相当简单没，性能可靠， 图4-10 不同显示点所需聚焦电压关系曲线 且调试方便，故障率低。TDA4856芯片的功能已在第一节中作了介绍，下面将对TDA8172芯片功能作介绍。2.TDA8172引脚功能介绍-I/P（pin1）、+I/P（pin7） 场扫描锯齿波信号输入端VCC（pin2） 供电脚，供电电压有12V GND（pin4） 接地VF（pin3） 场逆程反馈信号输出脚，提供给IC802pin10作为场消隐信号+O/P（pin5）场扫描锯齿波电流输出端

55、pin6 基准电压 3、场扫描电路（如图4-11所示）电路说明：IC401 pin12、pin13输出的场锯齿波振荡信号经R603、R604、R605、R608阻抗匹配后送到IC601pin1、pin7，再经IC601放大后由pin5输出去驱场偏转线圈V-DY，实现场扫描，R614为泄放电阻，在关机后对V-DY中的电流进行泄放。NR601为负温度系数电阻，起场线性补偿作用。 图4-11 场扫描电路第五章 高压分离电路第一节 概述普通显示器输送给显象管的阳极、聚焦极、加速极（G2）、栅极（G1）的正常工作电压是由行逆程脉冲产生的。而A991U/V显示器是一种新型显示器，它的阳极高压，聚焦电压、G2、G1不是通过逆程脉冲产生，而是通过IC芯片HEF4538（单稳态多谐振荡器）及外围电路来产生，这种电路我们把它叫做高压分离电路。采用高压分离电路的好处是阳极高压、聚焦电压、G2、G1稳定，受行频影响不大。