(精品)电视原理第1章1

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,*,*,*,电视接收机原理,电子,07,2010,年,7,月,Wednesday,November 27,2024,1,第一章 广播电视的基本知识,1.1,、图像光电转换的基本过程,1.2,、电子扫描原理,1.3,、重现电视图像的基本参数,1.4,、黑白全电视信号,1.5,、射频全电视信号,11/27/2024,2,1.1,图像光电转换的基本过程,电视是用电信号来传送活动图像的，因此首先要把被传送的图像变为相应的电信号,-,图像的分解,(,光电转换,),；,经过信号通道的传输后，再将电信号还原成图像,-,图像的复合,(,电光转换,),。,11/27/2024,3,一、图像的分解,-,光电转换的过程,如果用放大镜仔细观察报纸上刊登的传真照片，就可以发现它们是由许多大小不等、疏密不同的黑点子组成，而且点子越小、越密，画面越细腻、清晰。,1,、几个基本概念,-,像素、,图像帧、,扫描,电视屏幕上的图像也是由许多相互关联、彼此配合、亮度相同或不同的小单元组成，这些构成图像的基本单元称为,像素,。,（,1,）,像素,11/27/2024,4,一幅图像要分解为多少个像素，才能使图像具有令人满意的清晰程度呢？,实际上，由于人眼视觉分辨力有一定的极限，一幅图像大约有,40,万,个像素时，就可以使图像具有令人满意的清晰程度。,由于图像是由像素构成的，因此就可以通过,顺序传递像素,来达到传送图像的目的。,11/27/2024,5,（,2,）图像帧,电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍称为进行了一个帧处理，或称为传送了一帧，每帧图像由许多像素组成。,(3),扫描,将图像变为顺序传送的电信号，或将顺序传送的电信号重新恢复成光图像的过程称为,扫描。,由于电视要传送活动的图像，即图像各个像素的亮度是随时间不断变化的，所以必须在一秒钟内传送很多幅画面，才会在屏幕上重现连续活动的图像。,我国电视标准规定：一秒钟传送,25,幅画面，既电视系统必须具有一秒钟,1000,万个像素的扫描能力。这样高的扫描速度，只有通过,电子扫描,的方法才能实现。,11/27/2024,6,2,、光电转换的实现,实现光电转换的器件是发送端的摄像管。下图是光电导摄像管实现光电转换的示意图。,它主要由光敏靶和电子枪两部分组成。光敏靶是由光敏半导体材料制成的。景物通过光学系统成像在光敏靶上。由于光像各部分的亮度不同,靶上各相应部分的电导率发生了相应的变化,与亮像素对应的靶单元的电导较大,与暗像素对应的靶单元的电导较小,于是将景物各像素亮度不同变成了靶面上电导不同,光像变成了“,电像,”,。,11/27/2024,7,电子枪的任务是发射电子束，电子束在聚焦线圈和偏转线圈产生的磁场的联合作用下，按一定规律扫描靶上各点，当电子束接触到靶面某点时，使电子枪阴极与信号板、负载和电源构成一个回路，负载中有电流流过，其大小随“光像”的亮暗而变化，完成了光电转换过程。,11/27/2024,8,3,、正、负极性图像信号,上述摄取的图像信号，符合像素越亮，对应的输出电平越低；像素越暗，对应的输出电平越高的光电转换规律，称之为负极性图像信号。反之，称为正极性图像信号。,11/27/2024,9,二、图像重现的过程,-,电光转换,1,显像管与电光转换,显像管是在接收端重现图像的电真空器件，主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。,由阴极发射出的电子束，在偏转线圈所产生的磁场力作用下，按从左到右，从上到下的顺序依次轰击荧光屏。屏面上涂有荧光粉，在电子束轰击下荧光粉发光，其发光亮度正比于电子束携带的能量。,11/27/2024,10,若将摄像端送来的信号加到显像管电子枪的阴极与栅极之间，就可以控制电子束携带的能量，使荧光屏的发光强度受图像信号的控制，只要扫描速度足够快,则利用荧光屏的余辉特性和人眼的视觉惰性,就可在屏幕上重现连续的图像，实现电光转换。,2,、同步,图像重现时要求收发两端保持同步的工作状态。即要求收发两端的扫描速率要相同，扫描位置一一对应。,11/27/2024,11,1.2,电视扫描原理,一、电子扫描,1,、,电子束偏转的基本原理,电视机中的电子扫描是通过,电子束在偏转磁场的作用下发生偏转而实现的。为了使电子束顺序地扫过整个屏幕,显像管的管颈上要安装两对偏转线圈,一对是水平偏转线圈,产生垂直磁场；一对是垂直偏转线圈，产生水平磁场。,当他们分别通以不同频率的锯齿波电流时，电子束在垂直磁场作用下，沿水平方向偏转，即水平扫描；在水平磁场作用下，沿垂直方向偏转，即垂直扫描；电子束在,两对偏转线圈的共同作用下，完成从左到右、从上到下的全屏幕扫描，形成矩形光栅。,11/27/2024,12,11/27/2024,13,2,、电子扫描的,行,频和帧频,根据电影技术的实践证明，传送活动图像至少要每秒放映,24,幅瞬时拍摄的画面，才能使人对放映后的图像获得平稳的连续图像的感觉。过低的幅频将使图像产生抖动感。,在电视中，一幅图像称为一帧，并规定每秒传送,25,帧，即,帧频为,25Hz,；,每帧图像分成,625,行传送，这样每秒就传送了,15625,行，即,行频为,15625Hz,。,3,、电子扫描方式,-,逐行扫描和隔行扫描,在电视系统中，要使传送的图像清晰，并具有活动、连续而又无闪烁感，则要求传送频率大于临界闪烁频率,47Hz,。,在,逐行扫描时，因为扫描一帧的时间为,1/25s,，,时间较长，使人产生画面的闪烁效应。为克服此现象，并且不增加信号带宽，普遍采用,隔行扫描,的方法。,11/27/2024,14,隔行扫描,所谓隔行扫描，就是将每帧图像分为两场来传送，这两场分别称为奇数场和偶数场。奇数场传送,1,、,3,、,5,、,奇数行；偶数场传送,2,、,4,、,6,、,偶数行。世界各国均采用隔行扫描的扫描方式。,11/27/2024,15,隔行扫描的实现,11/27/2024,16,二、我国广播电视扫描参数（重点）,行频,f,H,：,15625Hz,；,场频,f,V,：,50 Hz,（,帧频,25 Hz,）；,行周期,T,H,：,64s,场周期,T,V,：,20ms,行正程时间,T,HS,：,52s,场正程时间,T,VS,：,18.4 ms,行逆程时间,T,HR,：,12s,场逆程时间,T,VR,：,1.6 ms,每帧扫描行数,Z,：,625,行,每场扫描行数：,312.5,行,11/27/2024,17,1.3,、重现电视图像的基本参数,一、亮度、对比度和灰度,1,、亮度：就是人眼对光的明暗程度的感觉。,2,、对比度：客观景物的最大亮度与最小亮度之比，称为对比度。,对于重现的电视图像，对比度不仅与显像管的最大亮度和最小亮度有关，而且与环境亮度有关。显然，环境越亮，对比度越低；环境越暗，对比度越高，图像的黑白层次就越丰富。一般对比度达到,30-40,即可达到满意的收看效果。,受到显像管发光亮度的限制,，,重现,的,图像,无法,达到景物实际亮度,，,但只要能反映客观景物的对比度和灰度，便可获得满意的效果。,11/27/2024,18,3,、灰度：图像从黑到白之间的过渡色统称灰色。灰度就是将这一灰色划分成能加以区别的,层次数,。,为了鉴别电视机所能恢复原图像明暗层次的程度，电视台发送一个十级灰度信号，电视机经过调整后，在图像中能区分的从黑到白的层次数，称为该机具有的相应级的灰度。一般只要达到六级即可。甲级和乙级电视机分别达到八级和七级灰度。,11/27/2024,19,1,4,黑白全电视信号,黑白全电视信号由,“,图像信号,”,和确保扫描同步的,“,复合同步信号,”,以及消除扫描逆程回扫线的,“,复合消隐信号,”,等辅助信号而构成的。,一、主体信号,图像信号,1,图像信号,图像信号是由摄像管将明暗不同的景像经过电子扫描和光电转换而得的电信号。五条由白灰黑而变化的图像的图线信号如图,1-13,所示（有正负极性之分），所示波形为一个行正程的对应波形。一般来说，图像信号是随机的，图,(c),给出了一行的随机的图像信号的波形。,11/27/2024,20,图像信号具有直流成分，其数值确定了图象的背景亮度，是单极性信号。,对于一般活动图像，相邻两行或相邻两帧信号间具有较强的相关性，信号差别极小，可近似认为是周期信号。,2,、图像信号的特征：,11/27/2024,21,二、,辅助信号,1复合消隐信号,在,图像的分解,或,恢复,的,扫描逆程,中,，,若不采取措施，将出现行,、,场回扫线，这将对正程所传送的图像起干扰作用。消除回扫线的方法是在行、场扫描的逆程期间，在摄像管与显像管中分别加入能使扫描电子束截止的消隐脉冲,，即,复合消隐脉冲或复合消隐信号。,发送端在发送图像信号的同时，在逆程期间将消隐信号也发送出去。行、场消隐信号的电平等于图像信号的黑色电平；行、场消隐信号的周期应分别与行、场扫描周期相同；行、场消隐脉冲的宽度应分别等于行、场扫描的逆程时间。即行消隐脉冲宽度为12,s，,场消隐脉冲宽度为1612,s。,11/27/2024,22,11/27/2024,23,2复合同步信号,电视系统中,收、,发扫描必须严格同步，即收、发扫描对应的行、场起始和终止位置必须严格一致，否则就会出现画面失真或不稳定现象,。,为了收、发同步的需要，电视发送端每当扫描完一行时加入一个行同步脉冲；每当扫描完一场时加入一个场同步脉冲，它们分别在行与场逆程期间传送，其宽度分别小于行、场逆程时间。我国电视标准规定，行同步脉冲宽度为4.7,s，,脉冲前沿滞后行消隐信号前沿约1.3,s；,场同步脉冲宽度为160,s（2.5,个行周期），脉冲前沿滞后场消隐信号前沿160,s。,在接收端必须先将这些行、场同步脉冲分离出来，用以分别控制接收机中的行、场扫描锯齿波电流的周期和相位。这就可保证收、发双方扫描电流的频率和相位都相同，即可保证同步。图1-15(,a),中给出了行、场同步信号，通常将行、场同步信号合称为复合同步信号。,11/27/2024,24,11/27/2024,25,三、,黑白全电视信,号,1全电视信号,构成,将图像信号、复合同步、复合消隐、槽脉冲和均衡脉冲等叠加，即构成黑白全电视信号，通常也称其为视频信号。我国现行电视标推规定：以负极性全电视的同步信号顶电平作为100；则黑色电平和消隐电平的相对幅度为75；白色电平相对幅度为1012.5；图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间。各脉冲的宽度为：行同步4.7,s；,场同步160,s(2.5,行，,H,表示行，,V,表示场)；均衡脉冲2.35,s；,槽脉冲4.7,s；,场消隐脉冲1612,s；,行消隐脉冲12,s。,11/27/2024,26,2全电视信号的频谱,全电视信号具有在06,MHz,范围内、离散分布的频谱结构。为了分析问题简单，常以图,l-21,表示全电视信号的频谱。,11/27/2024,27,1.5,射频全电视信号,一、射频全电视信号的形成,视频全电视信号,(,包括伴音信号,),只有经过调制，形成射频全电视信号，才能发射出去。,1,、使用频段。我国规定广播电视系统选用的甚高频（,VHF,）,频率范围为,48,223MHz,，,特高频,(UHF),频率范围为,470,960MHz,。,2,、,调制方式。图像信号的调制采用残留边带调幅，伴音信号采用调频方式,.,11/27/2024,28,图像信号的残留边带调幅。残留边带调幅就是发送一个完整的上边带和一小部分下边带，抑制大部分的下边带。我国标准规定，伴音载频,f,S,比图像载频,f,P,高,6.5MHz,，距,f,P,为,-1.25MHz,处的最小衰减量为,20 dB,。,11/27/2024,29,伴音信号的调频。电视广播中伴音信号的频率范围在,50Hz,到,15kHz,之间。为了提高伴音信号的接收质量，送往伴音发射机的伴音信号经过调频,(FM),后变成宽带信号。我国规定伴音己调信号的最大频偏为,50kHz,（,调频广播为,75kHz,），,所以已