广播电视的基本知识总结.pptx

第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.1 图像光电转换的基本过程图像光电转换的基本过程1.2 电视扫描原理电视扫描原理1.3 重现电视图像的基本参量重现电视图像的基本参量1.4 全电视信号全电视信号1.5 电视信号的发送电视信号的发送习题一习题一 第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.1 图像光电转换的基本过程图像光电转换的基本过程 电视广播的基本过程如图1-1所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-1电视广播过程 第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.1.1 像素及其传送一幅图像所包含的40多万个像素是不可能同时被传送的，它只能是按一定的顺序分别将各像素的亮度变换成相应的电信号，并依次传送出去；在接收端则按同样的顺序把电信号转换成一个一个相应的亮点重现出来。只要顺序传送速率足够快，利用人眼的视觉暂留效应(即视觉惰性)和发光材料的余辉特性，人眼就会感觉到是一幅连续的图像。这种按顺序传送图像像素信息的方法，是构成现代电视系统的基础，并被称为顺序传送系统，图1-2是该系统的示意图。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-2 图像顺序传送系统示意图第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图像顺序传送系统的工作过程如下：首先，将要传送的某一光学图像作用于由许多独立的光电元件所组成的光电板上，这时，光学图像就被转换成由大量像素组成的电信号，然后经过传输通道送到接收端。接收端有一块可在电信号作用下发光的电光板，它可将电信号转换成相应的光学图像信号。在电视系统中，将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程，称为扫描过程。图1-2中的S1、S2是同时运转的，当它们接通某个像素时，那个像素就被发送和接收，并使发送和接收的像素位置一一对应。在实际电视技术中是采用电子扫描装置来代替开关S1、S2工作的。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.1.2 光电转换原理 1.图像的摄取光电导摄像管的结构如图1-3（a）所示，它主要由光电靶和电子枪两部分组成。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-3摄像管的结构图像信号产生的过程(a)摄像管的结构；(b)图像信号产生的过程第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 光电靶：在摄像管前方玻璃内壁上镀上一层透明金属膜作为光的通路和电信号输出电极，称之为信号电极板，在信号电极板（即金属膜）后面再敷上一层很薄的光电导层，称之为光电靶。电子枪：电子枪由灯丝、阴极、控制栅极、加速极、聚焦极等组成。从图1-3（b）可以看出，当电子束射到光电靶上某点时，便把该点对应的等效电阻R（即图中的R1，R2，R3，）接入由信号电极板、负载电阻RL、电源E和电子枪阴极构成的回路中，于是回路中便有电流i产生。电流i的大小与等效电阻R有关，即 第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 摄像管光电转换过程大致如下：（1）被摄景象通过摄像机的光学系统在光电靶上成像。（2）光电靶是由光敏半导体材料制成的。这种材料的电阻值会随光线强弱而变化，光线越强，材料呈现的电阻值越小。（3）由于被传送光图像各像素的亮度不同，因而光电靶面上各对应单元受光照强度也不同，导致靶面各单元电阻值就不一样。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识（4）从摄像管的阴极发射出来的电子，在摄像管各电极间形成的电场和偏转线圈形成的磁场的共同作用下，按一定规律高速扫过靶面各单元，如图1-3（b）所示，当电子束接触到靶面某单元时，就使阴极、信号电极、负载、电源构成一个回路，在负载RL中就有电流流过，而电流的大小取决于光电靶面上对应单元阻值的大小。综上所述，可得如下结论：当组成被摄景象的某像素很亮时，在光电靶上对应成像的单元所呈现的电阻值就很小，电子束扫到该单元时出现的对应电流i就很大，这样，摄像机输出的图像信号电压就很小；反之，如果组成被摄景象的某像素很暗时，在光电靶上对应成像的单元所呈现的电阻值就很大，电子束扫到该单元时出现的对应电流i就很小，这样，摄像机输出的图像信号电压就很大。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 2.图像的重现图像的重现是依靠电视接收机的显像管来完成的。显像管的任务是将图像电信号转换为图像光信号，完成电到光的转换。显像管是利用荧光效应原理制成的。所谓荧光效应，是指某些化合物在受到高速电子轰击时表面能够发光，并且轰击的电子数量越多、速度越高，则发光越强。显像管主要由电子枪及荧光屏等几部分组成。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.2 电视扫描原理电视扫描原理 1.2.1 行扫描和场扫描显像管中的电子扫描是这样实现的：在显像管的管颈上，装有两种偏转线圈，一种叫行偏转线圈,另一种叫场偏转线圈。设在行偏转线圈里通过的锯齿波电流如图1-4（a）所示，此电流的幅度随所选用的显像管和偏转线圈而异。从图1-4（a）、（b）可以看出：当通过行偏转线圈的电流线性增长时（t1t2），电子束在偏转磁场的作用下，开始从左向右作匀速运动，这段运动过程所对应的时间叫做行扫描的正程，用TSH表示（需要的时间约为52s）。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-4行扫描和场扫描示意图(a)行扫描锯齿波电流；(b)仅有行扫描时，荧光屏上呈现一条水平亮线；第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-4行扫描和场扫描示意图(c)场扫描锯齿波电流；(d)仅有场扫描时，荧光屏上呈现一条垂直亮线第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.2.2 逐行扫描所谓逐行扫描，就是电子束自上而下逐行依次进行扫描的方式。如图1-5（a）所示 第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-5逐行扫描示意图(a)场正程光栅；(b)场逆程光栅；(c)行扫描锯齿波电流；(d)场扫描锯齿波电流第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 以上所述是利用逐行扫描方式来传送一帧图像的情况。只要每帧图像的扫描行数在500行以上，就能保证足够的清晰度。如果只传送一帧静止图像，就像幻灯片一样，那么情况就比较简单。而实际上图像是活动的，如何来传送活动的图像呢？我们知道，电影胶带上内容相关的每幅画面是不动的，但若以24幅每秒的速度播放，由于人眼的视觉惰性，就会感到银幕上的图像是连续活动的。受电影技术的启发，在电视技术中也采用类似的方式，每秒钟传送25帧图像就可以达到传送活动图像的目的，即帧频fZ=25Hz。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 但是逐行扫描方式存在一个问题：如果每秒传送25帧图像，人眼看上去还很不舒服，存在着闪烁的感觉（因为临界闪烁频率约为45.8Hz）；如果每秒传送50帧，虽然可以克服闪烁感，却又会使电视信号所占用的频带太宽（具体原因参见1.3.2节），其结果导致电视设备复杂，并使有限的电视波段范围内可容纳的电视台数量减少。因此，目前广播电视系统一般不采用这种逐行扫描方式。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.2.3隔行扫描隔行扫描就是把一帧图像分成两场来扫描。第一场扫描1，3，5，等奇数行，形成奇数场图像，然后进行第二场扫描时，才插进2，4，6，等偶数行，形成偶数场图像。奇数场和偶数场快速地均匀相嵌在一起，利用人眼的视觉暂留特性，人们看到的仍是一幅完整的图像。隔行扫描的行结构要比逐行扫描的复杂一些。下面以每帧9行扫描线（Z=9）为例来说明隔行扫描光栅的形成过程。为简化起见，行、场逆程扫描时间均忽略不计，如图1-6所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-6隔行扫描示意图(a)第一场；(b)第二场；(c)两场相嵌；(d)行、场扫描电流波形第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 不引起人眼闪烁感觉的最低重复频率，称为临界闪烁频率。临界闪烁频率f与很多因素有关，其中最主要的是光脉冲亮度B。对于电视屏幕来讲，它们之间的关系可用以下经验公式近似表示：f=9.6lgB26.6式中，亮度B的单位为尼特(nit)，临界闪烁频率f的单位为Hz。当B=100nit时，f=45.8Hz。显然，随着亮度B的提高，临界闪烁频率f的值也将提高。此外，观看者到屏幕的距离以及环境条件等，也都对临界闪烁频率值有影响。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 目前，大屏幕电视机的屏幕亮度可以做得很高，屏幕的最高亮度可以超过100nit，此情况下临界闪烁频率值就已超过了50Hz场频，这样在屏幕过亮时，人眼还是会出现闪烁的感觉。所以，近年来国内就有生产厂商推出了场频为100Hz（远高于临界闪烁频率值）的所谓“不闪烁的电视”。我国现行的广播电视标准规定：帧频为25Hz，一帧图像分625行传送，所以行扫描频率为fH=25625=15625Hz。隔行扫描方式的帧频较低，电子束扫描图像时所占的频带宽度较窄（约6MHz），对电视设备要求不高，因此，它是目前电视技术中广泛采用的方法。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 隔行扫描的关键是要保证每帧图像的偶数场正好嵌套在奇数场中间，否则会降低图像清晰度。要保证隔行扫描准确，每场扫描行数一般选择为奇数。从理论上讲是可以为偶数的。但要实现每场扫描的总行数为偶数的隔行扫描方式，奇、偶两场扫描锯齿波电流就必须有所不同，如图1-7所示。从图1-7中可以看到，偶数场与奇数场扫描电流振幅相差iV，当奇数场扫描结束时，电流并不下降到零而是保持一定数值iV。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-7 总行数为偶数的隔行扫描方式第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.2.4我国广播电视扫描参数我国广播电视采用隔行扫描方式，其主要扫描参数如下：行周期：TH=64s；行频：fH=15625Hz；行正程：TSH=52s；行逆程：TRH=12s；场周期：TV=20ms；场频：fV=50Hz；场正程：TSV=18.4ms；场逆程：TRV=1.6ms；帧周期：TZ=40ms；每帧行数：Z=625行（其中：正程575行，逆程50行）；帧频：fZ=25Hz；每场行数：312.5行（其中：正程287.5行，逆程25行）。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.3 重现电视图像的基本参量重现电视图像的基本参量 1.3.1 亮度、对比度和灰度1.亮度亮度就是人眼对光的明暗程度的感觉。度量亮度的单位为尼特（nit）。尼特定义为在一平方米面积内具有一烛光（cd）的发光强度，即1nit=1cd/m2。电视屏幕的亮度就是指在电视屏幕表面的单位面积上，垂直于屏面方向所给出的发光强度。其数学表达式为式中:B表示亮度，I表示发光强度，S表示单位面积。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 亮度是用来表示发光面的明亮程度的。发光面的发光强度越大，发光面的面积越小，则看到的明亮程度越高，即亮度越大。电视机荧光屏的亮度一般可以达到100nit左右。光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量称为发光强度，简称光强。光强代表了光源在不同方向上的辐射能力。光强的单位为坎德拉（candela），又称烛光，符号为cd。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 光通量是度量光的功率的物理量，是按人眼的光感觉来度量的辐射功率，其通用单位为流明（lumen），简写为lm。实验表明：波长为555nm的单色光（绿光），辐射功率为1W时所产生的光通量恰好为680lm。又如，一个40W的普通白炽灯泡产生的总光通量约为468lm，而一个40W的普通日光灯可以输出2100lm的光通量。某光源所产生的光通量（lm）与其辐射功率（W）之比，称为该光源的发光效率。上例中，一个40W的日光灯产 生 2100lm的 光 通 量，其 发 光 效 率 为：=2100/40=52.5lm/W；而一个40W普通白炽灯泡的发光效率仅为：=468/40=11.7lm/W。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 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，通常以K表示。对于重现的电视图像，其对比度不仅与显像管的最大亮度Bmax和最小亮度Bmin有关，还与周围的环境亮度BD有关，其对比度K为（1-1）显然周围环境越亮，电视图像的对比度就越低。人眼对周围环境和感觉有很强的适应性，在不同的背景亮度时，人眼对亮度的主观感觉和视觉范围是不一样的。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 目前，电视显像管的最大发光亮度可以做到上百尼特的数量级，而所摄取客观景物的实际最大亮度可高达上万尼特，两者差别很大，电视显像管重现的图像是无法达到客观景物的实际亮度的。例如，当从电视接收机屏幕上观看实况转播时，虽然实际现场亮度范围可达20020000nit，而电视屏幕上的亮度范围仅为2200nit（设环境亮度为30nit），但人眼仍有真实的主观亮度感觉，因为它们的对比度相同，都为100（当然还应保持适当的亮度层次）。3.灰度图像从黑色到白色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。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.3.2 视频信号的频带宽度1.一帧图像的像素视频信号的频带宽度与一帧图像的像素个数和每秒扫描的帧数有关。我国的电视扫描行数为625行，其中正程575行，逆程50行。因此，一帧图像的有效扫描行数为575行，即垂直方向由575行像素组成。一般电视机屏幕的宽高比为43，因此一帧图像的总像素个数约为（1-2)第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 2.图像信号的频带宽度 图像信号包括直流成分和交流成分。如果播送一幅左右相邻像素均为黑白交替的脉冲信号画面，显然这是一幅变化最快的图像，每两个像素为一个脉冲信号变化周期，而我国电视规定一秒种传送25帧画面，因此该图像的最高频率为（1-3)第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.3.3 图像的尺寸与几何形状1.图像的尺寸2.图像的几何相似性1）非线性失真设系统传送的是标准方格信号，则扫描锯齿波电流及对应的几何图像如图1-8所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-8电视图像的非线性失真(a)不失真；(b)iYH失真；(c)iYV失真第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 2）几何失真图-给出了枕形、桶形和平行四边形等几何失真的情况。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-9电视图像的几何失真(a)枕形失真；(b)桶形失真；(c)平行四边形失真第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.3.4 电视图像清晰度与电视系统分解力电视图像清晰度是指人眼主观感觉到的图像细节的清晰程度。电视系统传送图像细节的能力，称为系统的分解力。电视系统的分解力又分为垂直分解力和水平分解力。1.垂直分解力考虑到图像内容的随机性，则有效垂直分解力可由下式估算出：M=KZ （1-4）K值通常取0.51之间，若取K=0.76，则有效垂直分解力M=0.76575=437线。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 2.水平分解力从减小孔阑效应提高水平分解力考虑，需要减小电子束直径。由于一般电视机屏幕的宽高比为43，故有效水平分解力可根据式（1-4）求出：第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.3.5 每帧图像扫描行数的确定我国电视标准规定帧频为25Hz，采用隔行扫描，场频为50Hz。这样的场频恰好等于电网频率，还可以克服当电源滤波不良时图像的蠕动现象。由于扫描行数决定了电视系统的分解力，从而决定了图像的清晰度，因此在电视标准中确定扫描行数是一个极为重要的问题。我国规定每帧图像的扫描行数为625行。图1-10绘出了人眼分辨图像细节能力的示意图。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-10 人眼的分辨力示意图第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图中，为分辨角，是在一定距离L时，人眼恰能分辨的两个黑点之间的夹角。显然越小，表示人眼的分辨力越强；反之则越弱。因此可以定义人眼的分辨力为分辨角的倒数。d为两个黑点之间的距离，即行距；h为屏幕高度；为视觉清楚区域张角；L为最佳观看距离。由图不难看出：得到与行距d、距离L的关系为（1-6）第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 式中,以分为单位。设屏幕高度为h，屏幕有效显示行数为Z，则将式（1-6）代入式（1-7），得（1-7）（1-8）第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.4 全电视信号全电视信号1.4.1 图像信号图像信号由发送端的摄像管产生，通过摄像管内的靶电极，把明暗不同的景象转换为相应的电信号，然后经信号通道传送处理，从而形成图像信号，图1-11为两行图像信号的波形。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-11 图像信号第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.4.2 复合消隐信号复合消隐信号包括行消隐和场消隐两种信号，如图1-12所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-12 复合消隐信号第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.4.3 复合同步信号1.同步的重要性电视图像的发送与接收是靠电子扫描对图像的分解与合成实现的。图1-13列出了图像收送不同步的几种情况。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-13 收送不同步造成接收图像异常第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 当行频不同步时，如图1-14所示：图1-14（a）为发射台发送的三行复合视频图像信号波形，图1-14（b）为接收机行扫描与发送端同步时的波形。当接收机行频fH高于发送端的行频时，由图1-14（c）可知，逆程消隐黑点出现在行扫描正程的开始部分，且从下往上移。由于行扫描是自左向右以每帧625行进行的，所以每行的消隐黑点依次右移，在电视屏幕上出现向右倾斜的消隐黑线，严重时可把图像撕裂；反之，当接收端行频fH低于发送端的行频时，由图1-14（d）分析可知，电视屏幕上将出现向左倾斜的消隐黑线。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-14 行扫描不同步第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 当场频不同步时，如图1-15所示：图1-15（a）为发射台发送的某一场复合视频图像信号波形，图1-15（b）为接收机场扫描与发送端同步时的波形。当接收端的场频fV高于发送端的场频时，由图1-15（c）可知，逆程消隐黑带就出现在场扫描正程开始部分，且从下往上移。因为场扫描是自上往下进行的，所以在电视屏幕上部会出现消隐黑带。由于场扫描以50场每秒进行，每场黑带都移动，从而形成整个图像向下滚动；反之，当接收端场频fV低于发送端的场频时，由图1-15(d)分析可知，图像将向上滚动。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-15 场扫描不同步第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 2.行、场同步信号电视信号发送端为了使接收端的行扫描规律与其同步，特在行扫描正程结束后，向接收机发出一个脉冲信号，表示这一行已经结束。接收机收到这一脉冲信号后应该立即响应并与之同步。这个脉冲信号被称为行同步信号。由于行同步信号是为了正确重现图像的辅助信号，它不应在屏幕上显示，所以将它安排在行消隐期间发送，并且为了便于行同步信号的分离，特使它的电平高于消隐电平25%，即位于75%100%之间，其宽度为4.7s，行同步脉冲前沿滞后行消隐脉冲前沿约为1.3s，行同步信号的周期为64s，如图1-16所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-16行、场同步信号第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 3.槽脉冲与前后均衡脉冲由于场同步脉冲持续2.5个行周期，如果不采取措施就会丢失23个行同步脉冲，使行扫描失去同步，直到场同步脉冲过后，再经过几个行周期，行扫描才会逐渐同步，从而造成图像上边起始部分出现扭曲现象。为了避免上述情况发生，电视发送端特在场同步脉冲期间开几个小槽来延续行同步脉冲的传递，这就是槽脉冲。通常,奇、偶场的开始位置是以场同步脉冲的前沿（上升沿）为基准的。由图1-17可知，奇数场和偶数场的复合同步脉冲的形状是不同的，奇数场和偶数场的最后一个行同步脉冲与下一场场同步脉冲的间隔相差半行（TH/2）。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-17 复合同步信号及其分离第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 全电视信号中的复合同步信号在接收电路中要经积分电路将场同步信号分离出来，以保证行、场同步脉冲分别控制行、场扫描电路与发送端同步工作。由于两场复合同步信号形状不同，经积分电路后场同步脉冲输出的波形就不重合，如图1-17所示。由于积分后的场同步脉冲达到一定电平要去同步控制场扫描电路的工作，因此上述积分输出的结果就会造成两场同步控制电平出现的时间有一偏差t。t的存在将影响场扫描的准确性。隔行扫描要求两场的场扫描时间必须相等，才能保证偶数场的各扫描行准确地嵌套在奇数场各扫描行之间。如果两场扫描时间不相等，就不能保证准确的隔行扫描，时间偏差严重时将会产生并行现象，使垂直清晰度下降。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 要解决上述问题，就必须要求积分后两场的场同步积分起始电平相同。为此，电视台在发送场同步信号时，在场同步信号的左右各加5个脉冲，其重复周期为TH/2，脉冲宽度为2.35s。场同步脉冲之前的5个脉冲叫前均衡脉冲，场同步脉冲之后的5个脉冲叫后均衡脉冲，如图1-18所示。由图可知，场同步信号加入前、后均衡脉冲后，保证了奇、偶两场场同步信号在开始位置时的波形相同。这样经积分电路后，两场的同步控制电平就会在相同的时刻出现，从而保证了场扫描电路准确地同步工作。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-18 均衡后的场同步脉冲信号第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.4.4 黑白全电视信号黑白全电视信号的波形如图1-19所示。它由图像信号及六种辅助信号（行同步、场同步、行消隐、场消隐、槽脉冲与均衡脉冲）组成。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-19 黑白全电视信号第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 全电视信号有如下三个特点：(1）脉冲性。（2）周期性。(3）单极性。全电视信号中各辅助脉冲参数如下：行消隐脉宽：12s；行同步脉宽：4.7s；场消隐脉宽：1612s；场同步脉宽：160s；槽脉冲脉宽：4.7s；均衡脉冲宽：2.35s。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 我国电视广播标准中有关全电视信号的辐射电平：同步电平：100%载波峰值；消隐电平：72.5%77.5%载波峰值；黑电平比消隐电平差：05%载波峰值；白电平：10%12.5%载波峰值。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.5 电视信号的发送电视信号的发送1.5.1电视信号的高频调制电视信号的发送传播一般都要采用高频信号，主要原因有二：一个是高频适于天线辐射，从而在空中产生无线电波；另一个是高频具有宽阔的频段，能容纳许多互不干扰的频道，也能传播某些宽频带的消息信号。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.5.2 图像信号的调幅高频调制技术通常有调幅、调频和调相等几种方式。图1-20画出了单一频率调制的调幅波波形和频谱。图1-20（c）为已调幅波，它的振幅受调制信号图1-20（a）的控制，其变化周期与调制信号的周期相同，振幅变化的程度也与调制信号成正比。根据调幅理论：具有单一频率（f1）的正弦信号对载频（fc）进行调幅时所得已调幅波含有三个频率成分，它们是载频fc、上边频fc+f1和下边频fc-f1，如图1-20（d）所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-20 单一频率调制的调幅波波形和频谱第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 若调制信号为图像信号，图像信号频率为06MHz，则调幅波的频谱如图1-21所示。由图可知，图像信号调制的调幅波有两个边带，即上边带和下边带，每边带宽度为6MHz，其中靠近fc的频率反映图像的低频成分，远离fc的频率反映图像信号的高频成分。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-21 图像信号的调幅波的频谱图1-22负极性调制第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 在电视技术中，调幅方式有正极性和负极性之分。我国电视标准规定图像信号采用负极性调制。经过图像信号的负极性调制后的高频信号的振幅变化如图1-22所示。负极性调制有下列优点：（1）外来干扰脉冲对图像的干扰表现为黑点，这使人眼的感觉不怎么明显。（2）由于负极性调制同步头电平最高，且采用黑电平固定措施，故易于实现自动增益控制，可以简化接收机的自动增益控制电路。（3）随着图像亮度增大，发射机输出功率就减小。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-22 负极性调制第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.5.3 伴音信号的调频所谓调频，就是将欲传送的伴音信号作为调制信号去调制载波的频率，使载波的瞬时频率随伴音信号的幅度变化而变化。图1-23画出了调制信号为单一频率正弦波的调频波形及其频谱。从图1-23（a）可以看出，调制信号为正半周时，已调频波的频偏f为正；调制信号为负半周时，频偏f为负。信号幅度越大，则频偏f数值也越大。显然，为了提高广播质量，并获得显著的抗干扰效果，希望频偏f越大越好。在实际调频系统中，当频偏f=25kHz时，其伴音信号信噪比已大大优于调幅方式。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-23调频波的波形和频谱(a)调频波波形；(b)频谱分布第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 同调幅波一样，调频波的内容也可以用频谱表示。但调频波中所包含的频谱要比调幅波复杂得多，有fs，fs fa，fs2fa，fs 3fa，理论上有无穷多对边频，如图1-23(b)所示。所以传送相同信号的调频波的频带比调幅波的要宽得多。伴音信号调频波的有效带宽BW可近似表示为 BW=2（f+fam）式中，fam为伴音信号的最高频率,f为调频波的最大频偏。我国电视标准规定：最大频偏f=50kHz，伴音信 号 的 最 高 频 率 fam=15kHz，则 已 调 频 波 的 带 宽BW=2（50+15）=130kHz。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 通常由RC电路构成预加重、去加重网络，如图1-24所示。我国电视标准规定，预加重和去加重网络时间常数均为：T=RC=50s。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-24预加重和去加重网络(a)预加重网络；(b)去加重网络第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.5.4全射频电视信号的频谱目前通常采用残留边带方式传送图像信号。即采用滤波器将下边带中含图像信号的0.756MHz部分滤去，只发送上边带以及下边带残留的含图像信号的00.75MHz部分，这种方法称为残留边带发送，如图1-25所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-25 残留边带制高频电视信号的频谱第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 我国电视标准规定，伴音载频fs比图像载频fc高6.5MHz，高频图像信号采用残留边带方式传送，高频伴音信号采用双边带方式传送。由图1-25可知，由于滤波特性不可能太陡，因此高频图像信号下边带在 1.25MHz处 衰 减 20dB；伴 音 信 号 带 宽 为0.25MHz，由于fs比fc高6.5MHz，而图像信号带宽为6MHz，因此伴音信号在图像信号频带之外，从而有效地防止了相互干扰。从图中还可知，每个频道所占带宽为8MHz（1.256.50.25=8MHz）。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.5.5 电视频道的划分1.我国无线广播电视频道的划分我国目前实用的广播电视频道包括米波波段（甚高频VHF）的112频道以及分米波段（特高频UHF）的1368频道。表1-1列出了我国广播电视频道的划分。其中，接收机本振频率是1985年10月1日国家电视标准颁布发起使用的新的频率值。这样规定使图像中频就为38MHz，以前曾采用过37MHz、34.25MHz作为图像中频。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图像中频的选择一般遵循以下原则：（1）中频频率值应低于最低频道的下限；（2）应能抑制镜频干扰，使镜频不在电视频道内；（3）应能抑制中频高次谐波干扰（主要是二次谐波干扰）；（4）本振频率尽可能不要落入其它频道范围内。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 表1-1 我国广播电视频道的划分 表略第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 由表1-1可以看出：（1）各频道的伴音载频始终比图像载频高6.5MHz。（2）频道带宽的下限始终比图像载频fp低1.25MHz，上限则始终比伴音载频fs高0.25MHz。（3）各频道的本机振荡频率始终比图像载频高38MHz，比伴音载频高31.5MHz。（4）表中，92167MHz、223470MHz和566606MHz为供调频广播和无线电通信等使用的波段，不安排电视频道。即56频道之间，1213频道之间，2425频道之间频率并未连续。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 （5）每个频道的中心频率及所对应的中心波长是估计天线尺寸和调试电视机时的参数。例如，第八频道的中心频率为对应中心波长为第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 2.我国有线电视增补频道的划分从无线广播电视频道划分可知，波段为15频道（又称L频段），频率范围为48.592MHz。波段为612频道（又称H频段），频道范围为167223MHz。、波段（又称U频段）为1368频道，频率范围为470958MHz。在L、H频段及H、U频段之间有部分未使用的空频段。这一部分空频段作为增补频段，供有线电视系统传输节目。在L、H频段之间，111167MHz定为增补频段，共有7个增补频道Z1Z7；在H、U频段之间，223295MHz范围定为增补1频段，增补频道为Z8Z16；295447MHz范围定为增补2频段，增补频道为1735；447471MHz范围规定为增补B3频段，增补频道为3638。全部增补频道范围包括、B1、B2、B3四个频段共38个增补频道，如图1-26所示。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 图1-26 增补频道划分示意图第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 目前，我国有线电视广播的传输系统分为四种，以传输系统的上限频率划分：(1)300MHz传输系统，可传送节目数为28套，即标准频道VHF（112）和增补频道116。(2)450MHz传输系统，可传送节目数为47套，即标准频道112频道和增补频道1 35。(3)550MHz传输系统，可传送节目数为60套，即标准频道122频道和增补频道1 38。(4)870MHz传输系统，可传送节目数为95套，即包括标准频道157频道和1 38全部增补频道。第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 习题一习题一 1.1 归纳说明摄像管、显像管是如何完成图像的分解和复合的？1.2 隔行扫描是如何进行扫描的？采用隔行扫描有什么优点？我国广播电视扫描参数有哪些？1.3 黑白全电视信号由哪些信号组成？各有什么作用？规定的参数值是多少？1.4 何谓电视系统图像分解力？垂直分解力与水平分解力分别取决于什么？第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.5 如要传送的图像如1.5题图（）所示，若屏幕分别显示如1.5题图（b）和（c）的图形，试分别分析说明出现了哪一种扫描电流的失真，并画出失真锯齿波电流的波形。1.5题图第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.6 当电视接收机收看圆图节目时，出现四对黑白相间的干扰条纹,如1.6题图所示，试估算干扰频率是多少？（提示：忽略逆程。）1.6题图第第1章章 广播电视的基本知识广播电视的基本知识 1.7电视信号的发射为什么要进行高频调制？1.8我国第25频道的伴音间载频为613.75MHz，试求其图像载频为多少？该频道的本振频率为多少？中心频率为多少？频率范围为多少？并画出该频道的全射频电视信号频谱图。1.9什么叫负极性图像信号？有何特点？1.10试分析电视接收机显像管屏幕上呈现自上而下的滚动图像并且伴随着一条自上而下的水平黑带的原因。1.11如果电视接收机的场扫描频率正好是发送端的二分之一，那么显像管屏幕上出现的图像是什么样的？