CN2857365Y - Crt电视机宽带视频放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种CRT电视机宽带视频放大电路，主要包括视频放大管，其具有基极、发射极和集电极，其中，该视频放大管的集电极电连接有晶体管，该晶体管具有基极、发射极和集电极，该晶体管的基极通过第一二极管与视频放大管的集电极连接，该晶体管的发射极通过第二二极管与视频放大管的集电极连接，该晶体管的基极通过第一电阻与晶体管的集电极连接，该晶体管的集电极与电源连接。本实用新型涉及一种CRT电视机宽带视频放大电路可满足数字、高清CRT电视机的带宽要求，从而提高CRT电视机的图像清晰度。

Description

CRT电视机宽带视频放大电路

【技术领域】

本实用新型涉及电视机技术领域，尤其涉及一种CRT电视机宽带视频放大电路。

【背景技术】

目前我们使用的CRT电视机在收看PAL制电视节目的时候，图像清晰度大约只有300线，因为我国模拟电视制式的带宽只有6兆，而现在越来越多的数字音视频播放设备，如：DVD、硬盘录像机、PMP(便携式媒体播放器)等，图像的清晰度都在450线以上，因此，要求视频带宽必须高达9兆以上。

另外，我国的数字电视电视节目已经开始广播，标准清晰度数字电视要求图像的清晰度为450线以上，而高清晰度数字电视要求图像的清晰度为720线以上，因此，两者都分别要求电视机视频带宽高达9兆和27兆以上，显然目前CRT电视机中普遍使用的视频放大电路一般都难以达到这个要求。

图1是现有CRT电视机中使用的视频放大电路。图1中，V1是视频放大管，其基极与视频信号源Ui连接，其集电极通过电阻R1与电源Ec连接，其发射极电连接有电阻R2及电容C2，C0是显像管阴极对地的分布电容，以及视频放大管V1集电极对地的等效电容。显像管阴极对地的电容一般为5-10pF(与显像管型号和管座结构及PCB布线有关)，视频放大管V1集电极对地的等效电容为2-10pF(与晶体管型号和集电极电流有关)。当显像管阴极对地的分布电容和视频放大管V1集电极对地的等效电容确定以后，决定视频带宽的关键就是视频放大管V1负载第一电阻R1的阻值。

图2是图1所示电路工作时的输出波形图。通过给视频放大管V1输入一个幅度相同的正方波或负方波，然后检测输出波形，来观察视频放大管V1对方波的瞬间响应。虚线表示理想输出波形，实线表示实际输出波形。τ为时间常数，τ＝R1×C0，当输入脉冲为负方波时，视频放大管V1截止，电源Ec电压通过R1向C0充电，输出电压就是C0两端的电压，其充电过程按指数规律变化，电压上升率du/dt在电容充电起始阶段近似与τ成反比。从图2中可以看出，τ越小输出波形的幅度失真就越小，或τ越小视频放大管V1的频带就越宽。而当输入脉冲为正方波时，视频放大管V1导通，由于视频放大管V1导通的内阻很小，因此电容C0两端的电压通过视频放大管V1的集电极到发射极放电过程比充电过程快很多。

视频放大管V1一般都按输出电压的半功率点(电压幅度的0.707倍)来定义通频带，从图2中还可以看出，输出电压从0上升到电压最大值的半功率点大约需要1.2τ的时间，而输出电压由电压最大值下降到10％时，需要的时间小于τ，由此通常可以用2τ时间作为脉冲信号的周期来定义视频信号的最高频率或最高工作截止频率，即视频放大器的最高工作频率的周期约等于2τ，如果周期小于2τ，输出信号的前一个脉冲的后沿和后一个脉冲的前沿将重叠在一起。由此可知，当视频信号的最高频率高于1/2τ时，视频放大器输出信号的幅度将小于半功率点，并且两个脉冲的前后沿将连在一起，即图像清晰度将下降。

显然电阻R1的阻值取得越小对提高视频带宽越有利，但电阻R1的阻值取得过小，视频放大电路的工作电流和损耗功率将增大，由于受到视频放大管V1损耗功率和耐压以及开关速度的限制，使得电阻R1的阻值又不能取得太小。

图1中，电源Ec的电压一般为200V，视频放大电路输出信号最大动态范围一般为150V，因此电阻R1两端的平均电压降应为75V，视频放大管V1集电极与发射极之间的平均电压降为120V，而视频放大管V1的集电极最大损耗一般只有2瓦(25℃时)，当在85℃情况下工作时，视频放大管V1集电极最大损耗将下降到只有0.6瓦左右，由此可以求得视频放大管V1最大集电极电流为5毫安(平均值)，即电阻R1的阻值最小只能取到15k。

如果电阻R1的阻值还需进一步减小，视频放大管V1必须带散热片，当视频放大管V1带散热片时，视频放大管V1集电极最大损耗可取2瓦(85℃时)，由此可取最大集电极电流为16毫安，电阻R1的阻值最小可取到4.7k。

假设C0为8pF，电阻R1为15k，根据前面分析，可以求得图1中的视频放大电路最大视频带宽为4.2兆，还不能满足PAL制300线6兆带宽的要求；当电阻R1为4.7k，视频放大管V1带散热片时，可以求得视频放大电路最大视频带宽为13兆，可以满足数字电视标准清晰度450线的要求，但离逐行扫描CRT电视机450线(视频带宽18兆)标准图像清晰度还有很大的距离，离HDTV高清晰度电视图像清晰度为720线(27兆带宽)的距离还要更远。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种CRT电视机宽带视频放大电路，可满足数字、高清CRT电视机的带宽要求，从而提高CRT电视机的图像清晰度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案在于：一种CRT电视机宽带视频放大电路，主要包括视频放大管，其具有基极、发射极和集电极，其中，该视频放大管的集电极电连接有晶体管，该晶体管具有基极、发射极和集电极，该晶体管的基极通过第一二极管与视频放大管的集电极连接，该晶体管的发射极通过第二二极管与视频放大管的集电极连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型一方面通过于视频放大管V1集电极电连接一晶体管V2以提升分布电容C0的充电速度，减少充电时间，提高放大器的最高工作截止频率；另一方面晶体管V2与电阻负载相比，其内阻是动态的，且动态电阻很小，损耗很低，从而使本实用新型CRT电视机宽带视频放大电路可获得一较小的τ值，即具有较大带宽，进而可满足数字、高清CRT电视机的带宽要求，提高CRT电视机的图像清晰度。

【附图说明】

图1是现有CRT电视机视频放大电路的电路图

图2是图1所示电路工作时的输出波形图。

图3是本实用新型CRT电视机宽带视频放大电路第一实施例的电路原理图。

图4是图3所示电路的工作示意图。

图5是图3所示电路的另一工作示意图。

图6是本实用新型CRT电视机宽带视频放大电路第二实施例的电路原理图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图3所示，本实用新型CRT电视机宽带视频放大电路第一实施例电路原理图，主要包括视频放大管V1，其具有基极、发射极和集电极，该视频放大管V1的集电极电连接有晶体管V2，该晶体管V2具有基极、发射极和集电极，该晶体管V2的基极通过第一二极管D1与视频放大管V1的集电极连接，该晶体管V2的发射极通过第二二极管D2与视频放大管V1的集电极连接，该晶体管V2的基极通过第一电阻R1与晶体管V2的集电极连接，该晶体管V2的集电极与电源Ec连接。

该第一二极管D1的正极与晶体管V2的基极连接，所述第一二极管D1的负极与视频放大管V1的集电极连接。

该第二二极管D2的正极与晶体管V2的发射极连接，所述第二二极管D2的负极与第一二极管D1的负极连接。

晶体管V2的作用主要是提高输出电压对分布电容C0充电时的电压上升率，使分布电容C0充电的速度更快，从而提高放大器的最高工作截止频率。同时由于晶体管V2是一个放大器，在电路中它相当于作为视频放大管V1的负载，与图1中电阻负载相比，其优点是，内阻是动态的，且动态电阻很小，损耗很低。

当输入信号为高电平时，视频放大管V1导通，第一二极管D1也导通，此时，由于V2的基极与发射极之间的电压只有第一二极管D1两端电压的二分之一，而第一二极管D1导通时两端电压大约为0.7V，所以晶体管V2截止；当视频放大管V1输入信号为低电平，或输入一个方波信号的负半周时，视频放大管V1由导通变成截止，此时第一二极管D1由导通变成截止，电源电压Ec通过电阻R1，经晶体管V2的基极和发射极，产生基极电流，向分布电容C0充电，同时晶体管V2的基极电流经过放大又产生集电极电流，晶体管V2的集电极电流也向分布电容C0充电。由于晶体管V2的集电极电流比基极电流大β倍(β为晶体管的电流放大倍数)，因此，分布电容C0充电的电压上升得很快，即时间常数τ很小，或输出脉冲的前沿很陡，分布电容C0的充电过程参看图4。

当分布电容C0充满电后，视频放大管V1的输入信号由低电平转为高电平，即视频放大管V1导通，此时分布电容C0两端的电压经过第二二极管D2和视频放大管V1的集电极再到发射极进行放电，分布电容C0的放电电流就是视频放大管V1的集电极电流，分布电容C0的放电过程参看图5。

由上述可知，由于晶体管V2的作用使输出脉冲的前沿变陡，上升时间变短，从而可以提高视频放大电路的最高工作截止频率。显然时间常数τ的大小与集电极电流Ic的大小有关，因此视频放大管V1选取较大的工作电流对提高分布电容C0充电速度非常有利。

图6本实用新型CRT电视机宽带视频放大电路第二实施例的电路原理图，其与本实用新型第一实施例的不同之处在于：

该第二二极管D2的负极与晶体管V2的发射极连接，所述第二二极管D2的正极与第一二极管D1的负极连接。

该晶体管V2的发射极与所述第一二极管D1的正极间还电连接有第三二极管D3，该第三二极管D3的正极与晶体管V1的发射极连接，所述第三二极管D3的负极与第一二极管D1的正极连接。

该晶体管V2的发射极通过第二电阻R3接地。

该晶体管V2的集电极与所述电源Ec间还电连接有第三电阻R4。

可以理解，由于本实施例在晶体管V2的发射极与地之间进一步接有一个第二电阻R3，使晶体管V2发射极的电位降低，从而可以使晶体管V2处于微导通状态，即放大工作状态，使晶体管V2对输入信号的整个周期都起到放大作用。

同时，又因为第二二极管D2的连接方向与图3、图4、图5中第二二极管D2的连接方向相反，其可把视频放大管V1输出信号的正半周也通过第二二极管D2进行输出，而输出信号的负半周则通过第三二极管D3输出。因此相当于没有晶体管V2放大器，视频放大管V1同样可以对信号进行放大和输出信号，而晶体管V2只是起到对脉冲上升前沿进行加速的作用，从而可以进一步减小输出信号失真。

第三电阻R4的主要作用是降低晶体管V2的功率损耗。为了保证能够给晶体管V2提供足够的驱动电流，由于第一电阻R1的值不能取得太小，所以电源Ec的电压相对要取得高一些，所以第一电阻R1两端的电压降相对也较高，即晶体管V2发射极与集电极之间的电压同样也很高，而晶体管V2工作电压的动态范围必须小于第一电阻R1两端的电压降，因此，用第三电阻R4来降低V2的工作电压。

第三电阻R4的另一个作用是保护视频放大管V1和晶体管V2同时被击穿时不会损坏。由于CRT显像管的阳极工作电压非常高(约3万伏)，极间打火是经常的事情，当高压阳极与阴极打火的时候，视频放大管V1和晶体管V2一般都会被击穿，但击穿时只要作用时间很短，并且击穿功率损耗小于视频放大管V1、晶体管V2的极限值，打火过后，电路一般还是能够恢复正常工作。第三电阻R4的阻值一般不能取的太大，否则会降低晶体管V2的动态范围。

第一电阻R1的取值范围主要由视频放大管V1的最大功率损耗值(85℃时)来决定，设计时要留有足够的余量。

本实用新型一方面通过于视频放大管V1集电极电连接一晶体管V2以提升分布电容C0的充电速度，减少充电时间，提高放大器的最高工作截止频率；另一方面晶体管V2与电阻负载相比，其内阻是动态的，且动态电阻很小，损耗很低，从而使本实用新型CRT电视机宽带视频放大电路可获得一较小的τ值，即具有较大带宽，进而可满足数字、高清CRT电视机的带宽要求，提高CRT电视机的图像清晰度。

Claims (8)

1、一种CRT电视机宽带视频放大电路，包括视频放大管(V1)，其具有基极、发射极和集电极，其特征在于：该视频放大管的集电极电连接有晶体管(V2)，该晶体管具有基极、发射极和集电极，该晶体管的基极通过第一二极管(D1)与视频放大管的集电极连接，该晶体管的发射极通过第二二极管(D2)与视频放大管的集电极连接。

2、如权利要求1所述的CRT电视机宽带视频放大电路，其特征在于：该晶体管的基极通过第一电阻(R1)与晶体管的集电极连接，该晶体管的集电极与电源(Ec)连接。

3、如权利要求1所述的CRT电视机宽带视频放大电路，其特征在于：该第一二极管的正极与晶体管的基极连接，所述第一二极管的负极与视频放大管的集电极连接。

4、如权利要求3所述的CRT电视机宽带视频放大电路，其特征在于：该第二二极管的正极与晶体管的发射极连接，所述第二二极管的负极与第一二极管的负极连接。

5、如权利要求3所述的CRT电视机宽带视频放大电路，其特征在于：该第二二极管的负极与晶体管的发射极连接，所述第二二极管的正极与第一二极管的负极连接。

6、如权利要求5所述的CRT电视机宽带视频放大电路，其特征在于：该晶体管的发射极与所述第一二极管的正极间还电连接有第三二极管(D3)，该第三二极管的正极与晶体管的发射极连接，所述第三二极管的负极与第一二极管的正极连接。

7、如权利要求5所述的CRT电视机宽带视频放大电路，其特征在于：该晶体管的发射极通过第二电阻(R3)接地。

8、如权利要求5所述的CRT电视机宽带视频放大电路，其特征在于：该晶体管的集电极与所述电源间还电连接有第三电阻(R4)。

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