广播电视系统.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,*,第3章 广播电视系统,3.1 广播电视系统概述,3.2 电视信号产生,3.3 电视信号处理,3.4 电视信号形成,3.5 电视信号发射,3.6 电视信号无线传输及扩大电视 覆盖范围方法,3.7 电视信号接收,第1页,3.1 广播电视系统概述,电视系统可分为广播电视系统与应用电视系统、有线电视系统与无线电视系统、模拟电视系统与数字电视系统、普通电视系统与高清楚度电视系统、单业务电视系统与多业务电视系统等。,广播电视系统普通采取无线电方式进行信号传输,所以,它也称为无线电视系统或开路电视系统。,电视系统利用信道可将某地景像和声音在异地再现。,第2页,广播电视系统可分为三大部分，即,电视发射系统；,电视传输系统；,电视接收系统。,本章以电视信号为根本，介绍广播电视系统中,信号产生,、,信号处理,、,信号形成,、,信号发射,、,信号传输,及,信号接收,这一全过程。,第3页,3.2 电视信号产生,3.2.1 彩色电视摄像机,摄像机是电视系统最主要信号源,对摄像机性能要求主要有:,分辨率要高。好水平分辨率可达750线,差也不能小于300线。,比如，松下摄像机NV-410 400线,（25万像素）,；,NV-450 480线,（30万像素）,；,38万像素以上为高清楚度摄像机。,数码摄像机：,200万像素，300万像素，510万像素等。,第4页,彩色逼真,轮廓清楚,灰度分明。,失真与干扰要小。,灵敏度（最小照度）要高。普通摄像灵巧敏度约在1 lux左右。很好为0.1 lux；黑白摄像机可达0.001 lux，摄像机内有红外光源可达0 lux（黑白方式）。,镜头口径及变焦比要高。普通采取1020倍变焦镜头。,使用特征要好。要求调整简单,使用灵活方便及小巧等。,第5页,1.彩色电视摄像机基本组成,当前,彩色摄像机主要是三管和单管彩色摄像机两种。普通由以下几部分组成:,(1)摄像机头。,包含镜头、分光系统、摄像管、预放器、AGC电路、扫描电路、寻像器（由运动画面激活自动光圈）、摄像管电源及从属设备（自动快门、各种调整装置）等。,(2)视频信号处理部分。,主要包含视频放大、AGC、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑斑校正、轮廓校正、彩色校正、校正、杂散光赔偿、矩阵电路及消隐电路等。,(3)编码器,、同时信号发生器和彩条信号发生器。,第6页,2.摄像管,摄像管是摄像机中光电转换器件,也是摄像机关键器件之一。摄像管质量、体积和种类决定着摄像机质量、体积和调整方式。,(1)光电导摄像管（光敏半导体电真空摄像管）。,(2)CCD摄像管-电荷耦合器件（当前最惯用）。,第7页,3.光学系统,光学系统也是彩色摄像机主要组成部分,主要由变焦距镜头、分色镜、中性滤光片和色温滤光片组成。,第8页,3.2.2 飞点影片扫描器,在电视电影摄像机中,经常用到一种设备叫飞点影片扫描器,简称飞点扫描器FSS(Flying Spot Scanner)。其组成和工作原理如图37所示。,第9页,图37 飞点扫描器,第10页,3.2.3电视信号统计设备,电视台播放节目，除直播和转播外，大部分节目是对已统计和存放节目标重放。,VTR视频磁带统计仪（录放像机）。就是把视频电视信号以剩磁形式统计在磁带上。统计方式能够是模拟式,也能够是数字式。,LD激光视盘。是以微小凹坑形式存放信息，而以激光束方式读取信息。,VCD视频压缩激光视盘。图像信号压缩200倍，声音信号压缩6倍。,DVD数字激光视盘。,硬盘存放器经过视频采集卡将图像信号和声音信号转换为数字信号，存放在计算机硬盘里。,第11页,3.3.1 校正处理：,3.3.2 切换及特技处理,1.电子编辑,电子编辑方式通常有两种,即插入和组合。,2.特技处理,3.3 电视信号处理,第12页,3.4 电视信号形成,3.4.1 视频全电视信号形成,摄像机输出三基色信号，经过各项校正后与各种同时信号一起送入编码器，再经过一系列处理后形成彩色全电视信号。,电视台在进行节目联播或作实况转播时,本台彩色电视同时机要产生七种同时信号：行推进H、场推进V、复协议时S、复合消隐A、副载波F、色同时脉冲K和PAL识别脉冲P。因为本台同时与外来同时不一致,将会造成图像翻滚,甚至丢失图像。处理这一问题有以下三种方法：,(1)帧同时器法-A/D转换,用本台同时信号。,(2)台从锁相-本台同时机受外来信号锁定。,(3)台主锁相-将外来同时信号锁定在本台同时机上。,第13页,3.4.2 射频电视信号形成,广播电视系统中，视频全电视信号只有经过调制，形成射频全电视信号，才能发射出去。,1.地面广播电视系统射频电视信号形成,(1)使用频段。超短波：,甚高频（15频道）（612频道）,超高频 U（1368频道）,(2)调制方式。,图像信号采取残留边带调幅方式。,就是发送一个完整上边带和一小部分下边带。,第14页,优点：在图像载波处滤波器易实现(比单边带改变迟缓)。,缺点：是一个不平衡调制，会使高频分量跌落1/2。,图316 残留边带调幅幅频特征,（49.75）,（56.25）,单边带,第15页,图317 接收机中放幅频特征,38,31.5,33.57,38,33.57,31.5,第16页,多数国家采取负极性射频图像信号.,负极性图像信号优点：抗脉冲干扰；便于用同时头作基准电平进行自动增益控制（AGC）；发射功率大。,图318,第17页,图319 已调伴音信号频谱,伴音信号采取调频方式。,带宽：B=2(f,m,+F,max,)=2(50+15)=130kHz (31),6.5,f,K,f,K,6.5,伴音鉴频（解调）曲线,第18页,图320 射频全电视信号频谱,(3)射频全电视信号频谱及频道划分。,第19页,甚高频:,（15频道）,图像49.75-82.25MH,Z；,伴音56.25-91.75MH,Z,（612频道）,图像168.25-216.25MH,Z；,伴音174.75-222.75MH,Z,超高频：,U（1368频道）,图像471.25-951.25MH,Z；,伴音477.75-957.75MH,Z,第20页,2.卫星广播电视射频电视信号形成,(1)频段划分。卫星广播电视系统都使用微波频段，其特点：,微波频段频带宽(19.18MH,Z,)；,微波频段频率高,波长短,可使星上和地面天线尺寸大大减小,增益提升,方向性增强。卫星处于3600km高空，一颗卫星就能覆盖全国；,接收卫星电波地面天线仰角大，不受高大建筑物反射波影响，图像不会出现重影；,微波能穿过电离层；,无线电业务已占用较低频率,而微波频段相对比较“空闲”。,第21页,表32 卫星广播下行频段,第22页,表33 我国C波段频道划分,我国是借用原先运行通信卫星开始进行。,第23页,(2)调制方式。,当前我国卫星广播电视采取：,FDM FMFDMA方式。即：,群频信道频分多路调频射频信道频分多地址。,群频信道频分多路伴音信号频分复用。,调频复合基带信号对主载波信号调频。,射频信道频分多地址射频信号频分复用。,第24页,(3)卫星电视信号能量扩散。,在视频信号里叠加一个25HZ三角波，使功率谱降低，从而减弱对其它通信系统干扰。,第25页,3.5 电视信号发射,3.5.1 电视发射机,电视发射机组成及工作原理,电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。当前,惯用是中频调制双通道电视发射机。,第26页,f,p,(a)双通道电视发射机,(b)单通道电视发射机,f,p+,f,p,I,形成残留边带图像信号,.,图321 电视发射机组成框图,.,第27页,2.电视发射机主要指标,我国电视标准,电视发射机有以下主要指标:,标称射频频道宽度：8MHz,伴音载频与图像载频频距：6.5MHz,频道下限与图像载频频距：1.25MHz,图像信号主边带标称带宽：6MHz,图像信号VSB标称带宽：0.75MHz。,图像信号调制方式及调制极性：调幅制负极性,伴音调制方式:调频,最大频偏：50kHz,预加重时间常数为50s。,图像发射机与伴音发射机功率比：101151,。,第28页,3.5.2 电视发射天线,电视发射天线,依据频段不一样,主要分为VHF天线和UHF天线两大类。,在实际中,VHF频段经常使用多层蝙蝠翼天线。多层蝙蝠翼天线增益为:,其中，N为层数，,为频道中心波长，S为两层振子中心间距。,(32),第29页,图322 蝙蝠翼天线结构,第30页,UHF频段经常使用双环天线。,第31页,3.6电视信号无线传输及扩大电视覆盖范围方法,3.6.1 电视信号无线传输,1.电视信号传输特征,(1)视距传输。,视距(最大直视距离)与发射天线和接收天线高度相关。设发射天线和接收天线高度分别为h,1,和h,2,则视距d为,(33),第32页,实际上,大气层对电波有一定折射作用,从而会改变视距大小。在正常折射时,有效传输距离d比视距会稍远些,近似为：,(2)多径传输(障碍物反射)造成右重影。,(3)绕射传输（绕射能力弱）造成阴影区（弱信号区）。,(34),第33页,2.电视信号场强估算,接收点场强由下式估算：,(35),场强=20,E,（dB）,彩电生产线上调试时，通惯用60dB场强信号调高放AGC（即60dB时高放AGC起控）；用100dB场强信号检验图像是否失控。,第34页,表35 图像质量与接收场强关系表,第35页,3.6.2 扩大电视覆盖范围方法,1.微波中继,微波中继又称微波接力,它是在电视广播传送途中,建立多个微波中继(接力)站,利用微波通信,把电视信号一站一站地传送。,第36页,微波中继有以下优点:,直射性好。微波波长非常短,在cm或mm数量级,所以,其直射性能很好。,传输信号质量高。这是因为微波性能稳定,抗干扰能力强。,双向传输。能够实现台与台之间电视节目标双向交流,且互不影响。,第37页,图323 微波接力信道组成,第38页,图 324微波接力站结构,(a)端站 (b)中继站,第39页,2.电视差转,电视差转就是电视差频转播,。电视差转主要功效是将接收到主台经过差转机频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而扩大主台覆盖范围或服务面积。,第40页,图325 一次变频单通道差转机框图,(1)一次变频单通道差转机,（简易型）,第41页,图326 二次变频单通道差转机框图,(2)二次变频单通道差转机,（折中型）,高增益放大；,AGC 。,第42页,29,29,二次变频双通道差转机,（专业型）,图327 二次变频双通道差转机框图,第43页,双通道差转机特点:,图像信号和伴音信号分开处理,互调失真小；,分开处理图像信号和伴音信号与原来电视信号相比,频带变窄,易于处理；,对功放要求降低（双功放各司其责）；,结构复杂,造价高。,第44页,3.卫星电视广播,覆盖面更大。,转播电视节目质量高。,费用低。,适应性强。,第45页,图328 卫星电视广播系统组成,(1)卫星地面站(发射和测控站)。,(2)卫星（同时卫星）。,(3)地面接收网（转播；集体接收；,家庭接收）。,第46页,3.7 电视信号接收,3.7.1 地面广播电视信号接收,地面广播电视信号接收就是家用,广播电视接收机,。,广播电视接收机都具备兼容性,即彩色电视机能够接收黑白电视节目；黑白电视机能够接收彩色电视节目。,尽管电视机正朝着数字化方向发展，但其基本、主要接收原理并未改变。,第47页,3.7.2 卫星广播电视信号接收,卫星广播电视信号接收需要专门卫星电视接收机。,包含：,接收天线,、,微波头,、,解调处理器,、,电视接收机,四部分。,第48页,图331 卫星电视接收机组成方式 (a)一次变频型,低 噪 声,高 放,卫星电视接收机组成方式：,一次变频型：,只能接收一个频道；只能输出音视频。,高频头,下变频器,第49页,二次变频型：,可实现频道切换；可输出射频和音视频。,9501450 MHZ,136.24 MHZ,第50页,