模拟电视与数字电视基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,*,模拟电视与数字电视基础知识,研发部测试部 操晓荣 内部培训,0,1,电视机世界史,0,2,电视机中国史,电视发展简史：,年记：1924年人类历史上第一台电视机出现,年记：1939年RCA产9英寸电视,年纪：1947年Fansworth产12英寸电视,年纪：1948年Zenith产彩色电视机,年纪：1959年Philco电视机,年记：1971年松下电视机,年纪：1958年我国第一台黑白电视机诞生,年纪：1980年Magnavox电视机,年纪：1970年中国第一台彩电,年纪：1982年国产金星牌彩色电视机,年纪：1990-2000年电视机,年纪：2007年205英寸LED电视机,电视行业现状：,1.显示材料多样化,CRT 等离子 LCD LED 有机显示面板等多种显示材料共存,2.数字化普及,模拟数字一体机开始大规模占领市场,3.智能化,各大电视厂商均,彩色的基本概念,电视是根据人的视觉特性，利用电信号的方式实现彩色图像的分解 变换 传送 和再现过程的视觉电子设备,1.彩色的基本要素,* 黑白图像表示其特性的三个基本要素是：亮度 对比度和灰度，亮度,是指人眼所感觉到光的明暗程度；对比度是指图像最大亮度与最小亮度,的比值；灰度是指图像黑白亮度的层次。图像从最亮到最暗的层次越多，,图像就越清晰，通常用7-8阶的灰阶就能显示明暗清晰的图像,*彩色图像表示其特性的三要素是：亮度 色调 以及饱和度,*亮度 与黑白电视一样 指人眼所感觉到光的明暗程度,*色调 指光的颜色类别 与光的波长有关 我们通常所说的 红色 绿色 蓝色就是指的色度,*色饱和度是指光的深浅程度（如浅红 浅蓝等）与里面的白光成分有关，白光越多，光越浅，色饱和度就越低，一般色调与色饱和度统称色度，在彩色电视系统中，传输彩色图像，实质就是传输图像像素的亮度和色度,2.三基色原理,自然界的彩色是由赤橙黄绿青蓝紫七色光合成的，所以在电视中若用七色光组成彩色图像，确实可以真实的再现自然光图像，但是却需要配备七个信号通道，会使电视系统变得复杂，利用三基色原理可以简化信号量，还能满足电视设备的要求。,*三基色原理,人们在进行混色试验的时候发现，只要选取三种颜色的单色光按一定比例进行混合就可以的到大自然中的大部分颜色，具有这种特性的单色光叫做基色光，对应的三种颜色叫做三基色，人眼的光敏细胞只对红 绿 蓝三种彩色敏感，根据人眼的这种视觉特性，产生了三基色原理，,主要有以下内容：,*三基色必须是独立产生的，即其中任意一种单色光都不能由其他两色光混合产生,*自然界中的大部分颜色都可以由三基色按照一定的比例混合得到,*三基色的混合比例，决定了混合色的色调与饱和度,*混合色的亮度等于构成该混合色的各个基色亮度之和,*三基色不是唯一的，电视系统的彩色是采用加混色，即电视中的彩色是由红绿蓝三基色光按照一定比例得到的，在生活中，如绘画，是采用减混色,三基色原理的意义,三基色原理是对颜色进行合成与分解的重要原理，为彩色电视奠定了理论基础，大大简化了电视信号的处理，有了三基色原理，只需要将需要传送的颜色分解为三基色（红 绿 蓝）再分别对应一种电信号进行传送处理即可,在一般的彩色电视中，通常使用两种相加混色法,1.空间混色法 它将三种色光投射到同一表面上彼此相距很近的三个点上.由于人眼的分辨率力有限，能产生一种基色光混合的色彩感觉,2.时间混合法 它把三种基色光轮流投射到同表面上，只要轮流速度足够快，由于人的视觉惰性，就能达到相加混色的效果。,红色+绿色=黄色,绿色+蓝色=青色,红色+蓝色=紫色（品红）,红色+绿色+蓝色=白色,黄色、青色、品红都是由两种及色相混合而成，所以它们又称相加二次色,红色+青色=白色,绿色+品红=白色,蓝色+黄色=白色,电视图像的传送,一、像素的概念,根据人眼对细节分辨力有限的特点，将一幅图像可以看成是由许许多多的细小单元组成，在图像处理系统中，将这些组成画面的细小单元称为像素,二、电子扫描,将一幅图像上的各像素的明暗变化转换为顺序传送的电信号，以及将这些顺序传送的电信号再重新恢复为一幅图像的过程称为扫描。通过电子的方式来实现扫描过程的称之为电子扫描，电视技术中常用逐行扫描和隔行扫描两种扫描方式。,2.电光转换,电光转换过程也就是显像过程，是在显示装置上完成的，其工作原理与显示材料及结构有关。目前用于电光转换的显示器件主要有CRT、LCD、PDP等几种,电光转换原理（显像原理）,(1)CRT的电光转换,CRT（Cathode-Ray Tubes，阴极射线管）是一种传统的图像显示器件，它就是我们常说的显像管。下面以彩色CRT显像管为例，介绍其基本结构和工作原理,（2）LCD的电光转换,LCD （Liquid-Crystal Display）是利用液晶材料的特性实现电光转换和图像显示的。其主要特点是重量轻、体积小、功耗低。,（3） PDP的电光转换,PDP（Plasma Display Panels等离子显示器）是一种辐射光显示装置，主要利用了惰性气体放电时产生的紫外线辐射来诱发荧光粉发光。作为一项很有发展前景的技术，它已被彩色大屏幕HDTV显示器市场看好,色差信号的处理-大面积着色原理,如下图，以下是视频采集卡得到的图像，第一幅是Y分量描述黑白图像，第二幅是U(V)分量描述，第三幅是V(U)分量描述，第四幅是YUV三幅合成后得到的正常图像。黑白图像与如此模糊的UV分量图合成后竟然如此真实的得到彩色图像，这就是事实。由此得出：Y分量是黑白轮廓图像，UV分量很模糊，只是大约描述了整块的色彩，这就是“大面积着色原理”。,频谱间置-亮度信号与色度信号频谱间置,频谱简置频谱示意图,一.彩色制式,目前彩色电视共有三大制式：,1.NTSC制 即正交平衡调幅制，又称N制，是美国于1953年研制成功的。 NTSC制的优点是：电路简单，设备成本低。缺点是两色差信号传输过程中的串扰和在接收端色差信号分离不彻底，容易出现颜色失真、串色。现在的录像机、激光影碟机很多都是NTSC制式。采用这种制式的国家和地区有：美国、日本、加拿大、墨西哥、菲律宾和我国的台湾省等。,2.PAL制 即逐行倒相正交平衡调幅制。PAL制是1962年由西德研制成功并 正式使用。为了克服NTSC制的串色问题，PAL制两个色差信号中的一个由PAL开关控制每行倒相一次，在接收端采用梳状滤波器可实现两色差信号的良好分离，大大减小了串色问题。其缺点是增加了设备的复杂性。现在采用PAL制的国家主要有德国、英国、荷兰、新西兰、澳大利亚、比利时、泰国和中国等。,3.SECAM制 即顺序传送彩色与存储复用制。SECAM制是1956年法国工程师亨利.弗朗斯提出的。SECAM制传输每一行彩色信号时，只传送一个色差信号；在传送下一行信号时再传送另一个色差信号，而把上一行传送的那个色差信号存储下来供本行使用，因两行图像信号间的差别不太大。SECAM制使传输彩色信号每一时刻都只有一个色差信号，不存在互扰和分离的问题，从而彻底克服了串色问题，其图像质量受传输通道失真的影响最小。其缺点是不能实现亮度信号和色度信号的频谱交错，故副载波光点干扰可见度较大，兼容性不如NTSC制和PAL制，同时亮度对色度串扰也大。采用这种制式的国家和地区主要有前苏联地区、东欧各国、法国等,三种制式各有优缺点，从理论上讲，SECAM制的图像质量最好，NTSC制最差。但随着电视技术的发展和新元器件的开发应用，电视机性能已大大提高，从而使图像质量得到改善。目前主观评价结果表明，三种制式图像质量差别不大。因此，这三种制式将会长期共同存在和不断地发展。,世界上有,13种电视体制，三大彩电制式，兼容后组合成30多个不同的,电视制式。但根据对世界200多个国家和地区的调查，仅使用其中的17,种：8种PAL，2种NTSC，7种SECAM。使用最多的是PAL/B、G，有60,个国家和地区使用；NTSC/M，有54个国家和地区使用；SECAM/K1，,有23个国家和地区使用。所以多制式电视机都不是全制式，但只要能,接收PAL/D、K、B、G、I，NTSC/M，SECAM/K、k1、B、G、制式，,就能收到世界上80%以上国家和地区的电视节目。,二.伴音制式,*各地区彩色制式与伴音制式小结,美洲地区： 大部分国家皆采用NTSC彩色系统及使用美国标准频道调谐器, 但南美巴西与阿根廷, 虽电视频道仍为美国标准频道(使用美国频道调谐器), 且声音中频亦相同(4.5MHz), 却分别为特殊之PAL-M及PAL-N彩色系统，其彩色解调电路与一般欧洲相同, 只是副载波频率分别改变为3.5756 MHz及3.5821MHz (标准PAL为4.433MHz, NTSC为3.58MHz)。 此外需注意PAL-N垂直同步频率为50Hz(其它各国均为60Hz)。由于一般南美客户皆要求双系统(即NTSC附加PAL-M或N)及三区全系统, 在彩色解调电路除需选用双系统功能IC外, 副载波振荡水晶更需以三组频率切换处理, 尤其PAL-N系统更需注意切换垂直同步频率为50Hz。,欧洲地区：大部分国家皆采用PAL彩色系统, 及欧洲标准频道(声音中频为5.5MHz)。英国, 爱尔兰则更改声音中频为6.0MHz, 而苏俄及东欧, 南欧等原共产国家, 则采用ME SECAM彩色系统, 及特定之OIRT频道, 且声音中频亦相异为6.5MHz。 此外法国更采用完全不同之影像及声音调变方式, 独特之内差频道及FRENCH SECAM彩色系统。本区除因OIRT频道需使用特定之调谐器外, (亦可使用较宽之澳洲频道调谐器代用), 其它均使用欧洲标准频道调谐器。,澳洲地区,: 有澳洲及纽西兰两国, 较为单纯, 采用标准PAL彩色系统(声音中频为5.5MHz), 但因电台频道特殊, 其频道范围较宽, 需使用特定之澳洲频道调谐器。,亚洲地区：除台湾, 日本, 韩国, 菲律宾, 缅甸, 柬埔寨为标准之NTSC彩色系统(4.5MHz之声音中频)外, 其它各国均为PAL彩色系统, 但声音中频则较复杂，大陆为6.5MHz, 香港为6.0MHz, 其它地区为5.5MHz。 此外日本有特定的电台频道, 需使用特定之日本频道调谐器, 其它NTSC系统国家则使用标准美国频道调谐器。大陆的电台频道因电台频道较宽,使用其它调谐器时, 会有部分频道无法收视。其它PAL系统国家则使用标准欧洲频道调谐器。,非洲及中东地区: 有PAL及ME SECAM两种彩色系统且声音中频均为5.5MHz。由于各国地理位置邻近, 因此两种彩色系统需同时具备。仅有南非虽为PAL系统, 却采用6.0MHz的声音中频及较宽的电台频道, 需使用特定的调谐器。 其它地区则仍使用标准欧洲频道调谐器。,平板显示器的一般电路构成,接收天线,AUDIO R,VIDEO G,B,AC220V 各种直流,高频头,中放/视频解调,/伴音,鉴频,视频解码,隔行/逐行处理，显示格式变换,音效处理,伴音功放,喇叭,MCU,开关电源,数字电视基础,什么是数字电视,数字电视就是指从演播室的节目采编制作到发射、传输、接收的所有环节都 是使用数字电视信号 或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。其信号损失小，接收效果好。与模拟电视相比，数字电视具有图像质量高、节目容量大(是模拟电视传输通道节目容量的10倍以上)和伴音效果好的特点。它是一个以音视频为主，同时可以承载综合业务的数字平台。,其具体传输过程是：由电视台送出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小，接收效果好。观众家中音画质量与播出机房一致，原汁原味无损传输。,