第1章广播电视理论基础.ppt

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1、 电视技术是根据人眼的视觉特性，用电子学的方法，实时地远距离传送活动和静止图像的技术。彩色电视技术目目 录录电视信号接收原理、天线及高频调谐器 图像通道及伴音通道 广播电视理论基础彩色电视基本原理PAL解码器扫描电路模拟及数字电视图像显示器件平板电视技术数字电视原理数字电视标准数字电视信号的发射与接收IPTV 第 1 章 广播电视理论基础 1.1 电视信号传输与接收过程电视信号传输与接收过程 1.2 电视图像的传送原理电视图像的传送原理 1.3 图像的摄取与重现图像的摄取与重现 1.4 电视扫描电视扫描 1.5 重现图像的基本参数重现图像的基本参数 1.6 视频全电视信号视频全电视信号 1.7

2、 射频电视信号射频电视信号 1.8 电视信号的传输方式电视信号的传输方式 1.11.1 电视信号传输电视信号传输 与接收过程与接收过程 电视图像信号的传送电视图像信号的传送及接收及接收可分成四个步骤可分成四个步骤:1.1 电视信号传输与接收过程光光 把图像的光信号通过光电转换器件转换把图像的光信号通过光电转换器件转换成代表图像的电信号。成代表图像的电信号。将图像信号将图像信号“载载”到高频载波上，即用图像到高频载波上，即用图像信号去调制高频载波，经过一系列处理以后，信号去调制高频载波，经过一系列处理以后，通过天线将调制后的信号向空中辐射出去。通过天线将调制后的信号向空中辐射出去。1.1 电视信

3、号传输与接收过程 用电视信号接收天线，将用电视信号接收天线，将“载载”着图像和伴音信着图像和伴音信号的高频载波同时接收下来，送入电视接收机进行放号的高频载波同时接收下来，送入电视接收机进行放大、解调等一系列的处理。大、解调等一系列的处理。用电光转换器件（显像管）把图像电信号转换为用电光转换器件（显像管）把图像电信号转换为光像；用电声转换器件（扬声器）把伴音电信号转换光像；用电声转换器件（扬声器）把伴音电信号转换为声音。为声音。高频放大高频放大解调等解调等处理处理图像伴音1.1 电视信号传输与接收过程1.2 电视图像的 传送原理1.2.1 电视图像的组成电视图像的组成 电视图像是由明电视图像是由

4、明暗程度和彩色不同暗程度和彩色不同的像素组成。在我的像素组成。在我国现行的模拟电视国现行的模拟电视标准中，一幅电视标准中，一幅电视图像大约有图像大约有4050万个像素。万个像素。1.2 电视图像的传送原理1.2 电视图像的传送原理大约有4050万个像素 在发送端，在发送端，把一幅将要被传送的图像分割为几十万把一幅将要被传送的图像分割为几十万个像素，并转换成随时间变化的电信号，然后，按一定个像素，并转换成随时间变化的电信号，然后，按一定的顺序传送出去。的顺序传送出去。在接收端，在接收端，显像管再按同样的顺序将各个电信号转显像管再按同样的顺序将各个电信号转变为光像。变为光像。在电视技术中，发送端将

5、光像转换成电信号的任务是在电视技术中，发送端将光像转换成电信号的任务是由摄像管来完成。由摄像管来完成。1.2.2 图像顺序传送系统及原理图像顺序传送系统及原理1.2 电视图像的传送原理1.3 图像的摄取 与重现 1.摄像管摄像管 摄像管主要由电子枪和光电靶两部分组成，摄像管主要由电子枪和光电靶两部分组成，管外还有聚焦线圈、偏转线圈和校正线圈等。管外还有聚焦线圈、偏转线圈和校正线圈等。1.3.1 图像的摄取图像的摄取氧化铅光电导摄像管结构1.3 图像的摄取与重现（1）电子枪）电子枪 电子枪由灯丝、阴极、控制栅极、加速极和聚焦极组成。各部分的作用如下：用于加热阴极，使之发射电子。加热后发射电子。控

6、制阴极发射电子的多少。将阴极发来的电子聚焦成束。氧化铅光电导摄像管结构1.3 图像的摄取与重现（2）光电靶）光电靶光电靶的最外层是一层透明玻璃，在透明玻璃上蒸涂上一层很薄的透明金属导电膜，作为信号板，在金属导电膜上再蒸涂一层具有内光电效应的半导体光电导层，称为光电靶。1-1 光电靶的结构图1.3 图像的摄取与重现 我们知道半导体材料的电导率对光照很敏感，在无光照射时具有极高的电阻值(1012以上)；当有光照射时，电阻值急剧下降，且其电阻值的变化率与光的强弱成正比。图1-1（b）所示。被摄景物通过摄像机的光学系统在摄像管的光电靶上成像，与较亮光像对应的靶单元的电阻值较小，与较暗光像对应的靶单元的

7、电阻值较大，这样图像上不同的亮度就使靶面上各单元的电阻值不同。2.光电转换原理光电转换原理1.3 图像的摄取与重现 当电子束接通靶面上某个像素时，使摄像管阴摄像管阴极与信号板、负载电阻极与信号板、负载电阻RL和电源构成一个回路，在和电源构成一个回路，在RL中就有电流流过，而电中就有电流流过，而电流的大小随着光电靶上各流的大小随着光电靶上各个单元电阻值的大小而变个单元电阻值的大小而变化。化。于是在输出端就取得了大小不同的电压信号，我们称它为视频图像信号。电流1.3 图像的摄取与重现 1.黑白显像管的结构黑白显像管的结构 图1-2 黑白显像管的结构示意图 现代电视系统重现图像的器件主要是接收机中的

8、显像管。显像管主要有阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体(PDP)显示器等。下面以黑白显像管(CRT)为例：黑白显像管由电子枪、玻璃外壳和荧光屏三部分组成。1.3.2 图像的重现图像的重现1.3 图像的摄取与重现（1）电子枪）电子枪 电子枪由灯丝、阴极、栅极、第一阳极、第二阳极、第三阳极和第四阳极构成。各电极都在管径末端用金属管脚引出，只有第二、四阳极的引出端在玻璃锥体上，如图1-2所示。图1-2 黑白显像管的结构示意图1.3 图像的摄取与重现 加热阴极。其上所加直流（或交流）电压为6.3V、11V或12V，不同的显像管有所不同。受热后向外释放电子。控制阴极发射电子的多少，达到

9、控制显像管亮度的目的。吸引电子束使其加速轰击荧光屏。高压阳极上所加电压为16kV（彩色电视26kV）左右，使电子束高速轰击荧光屏以使其发光。聚焦电子束，使荧光屏能显示清晰的图像。1.3 图像的摄取与重现 (2)玻璃外壳玻璃外壳 玻璃外壳由管颈、锥体和玻璃屏三部分组成。玻璃外壳锥体部分的内外壁上，都涂有一层导电的石墨层，因而这个导电的石墨层相当于电容的两个极板，玻璃相当于介质，其等效电容为5001000PF。此电容作为阳极高压滤波电容。锥体部分装有高压嘴，它与显像管内的高压阳极A2、A4通过内石墨层相连。1.3 图像的摄取与重现 荧光屏的内壁沉荧光屏的内壁沉积一层荧光粉。电积一层荧光粉。电子束以

10、很高的速度子束以很高的速度轰击荧光屏时，屏轰击荧光屏时，屏上荧光粉便会发光。上荧光粉便会发光。(3)荧光屏荧光屏电子束荧光粉1.3 图像的摄取与重现 电子枪的阴极被灯丝加热后发射电子，经聚焦后在高压加速电场的作用下，以很高的速度轰击荧光屏，在荧光屏上出现一个亮点，如果给电子束流施加一个偏转磁场，则电子束就会在磁场的作用下产生偏转，使荧光屏上的荧光粉点，顺序地发出均匀的亮光，这就是光栅。2.显像管显图像的过程显像管显图像的过程（1）显像管光栅的形成）显像管光栅的形成1.3 图像的摄取与重现 在显像管的屏幕上有了光栅并不等于有了图像，只是具备了显示图像的必要条件。实际电路中，图像信号通过耦合电容迭

11、加到栅栅阴阴之间，使电子束电流的强弱随图像内容的变化而变化，使屏幕各荧光粉点呈现不同的灰度，重现了原始的图像。（2）图像的形成过程）图像的形成过程视频视频图像信号图像信号GND1.3 图像的摄取与重现 显像管的调制特性：显像管的调制特性：压Vgk对阴极电流的控制关系，称为显像管的调制特性。荧光屏上形成图像的各点的灰度由栅阴电流的大小决定，而阴极电流的变化受栅阴电压的控制，我们把栅阴电压Vgk对阴极电流的控制关系，称为显像管的调制特性。3.显像管的调制特性显像管的调制特性图1-3 显像管的调制特性曲线1.3 图像的摄取与重现 图1-3 显像管的调制特性曲线从调制特性曲线上看，栅一阴电压的绝对值越

12、大，阴极电流越小，则荧光屏亮度越暗；反之，亮度越高。一般电视机都固定栅极电位（如栅极接地），所以，改变阴极电位的大小可以调节显像管的亮度。1.3 图像的摄取与重现 1.4 电视扫描 在发送端，通过扫描，将按平面空间分布的像素变换成仅与在发送端，通过扫描，将按平面空间分布的像素变换成仅与时间有关的图像电信号，这是一个图像分解过程。时间有关的图像电信号，这是一个图像分解过程。在接收端，通过扫描将按时间变化的电信号变换为按平面空在接收端，通过扫描将按时间变化的电信号变换为按平面空间分布的光学图像，这是一个图像合成过程。间分布的光学图像，这是一个图像合成过程。电视图像的分解与合成都是通过扫描来完成的。

13、电视图像的分解与合成都是通过扫描来完成的。电视系统中的扫描电视系统中的扫描-是指电子束以某种周期是指电子束以某种周期性规律，在摄像管的光电靶上或显像管的荧光屏上来回运性规律，在摄像管的光电靶上或显像管的荧光屏上来回运动的过程。动的过程。逐行扫描逐行扫描-电子束沿电子束沿水平方向从左到右、从水平方向从左到右、从上到下以均匀速度一行上到下以均匀速度一行紧跟一行地顺序扫描，紧跟一行地顺序扫描，称为逐行扫描。称为逐行扫描。电子束移动轨迹的集合，形成了扫描光栅。1.4.1 逐行扫描逐行扫描1.逐行扫描光栅逐行扫描光栅（a）有回扫线的光栅（b）消除回扫线的光栅 电子束水平方向的扫描叫做行扫描。电子束水平方

14、向的扫描叫做行扫描。行扫描的每一行又是由行扫描正程行扫描的每一行又是由行扫描正程和行扫描逆程组成。和行扫描逆程组成。行扫描正程行扫描正程 (1)行扫描行扫描 电子束沿水平方向从左到右的扫描过程，称为行扫描正程。电子束沿水平方向从左到右的扫描过程，称为行扫描正程。行扫描正程所需的时间，称为行正程时间，用行扫描正程所需的时间，称为行正程时间，用T THtHt表示。表示。行扫描逆程行扫描逆程 电子束沿水平方向从右至左的扫描过程，称为行扫描逆程。电子束沿水平方向从右至左的扫描过程，称为行扫描逆程。行扫描逆程所需要的时间，称为行逆程时间，用行扫描逆程所需要的时间，称为行逆程时间，用T THrHr表示。表

15、示。行扫描周期行扫描周期 行扫描周期行扫描周期T TH H=T=THtHt+T+THrHr 行扫描频率行扫描频率f=1/Tf=1/TH HEND 帧正程帧正程 电子束沿垂直方向从左上角开始到右下角为止的整个扫描过程称电子束沿垂直方向从左上角开始到右下角为止的整个扫描过程称为帧正程扫描，简称帧正程。为帧正程扫描，简称帧正程。帧正程所需的时间，称为帧扫描正程时间，用帧正程所需的时间，称为帧扫描正程时间，用表示。表示。帧逆程帧逆程 电子束从右下角返回到左上角的扫描过程称为帧逆程扫描电子束从右下角返回到左上角的扫描过程称为帧逆程扫描.帧逆程所需的时间称为帧扫描逆程时间，用帧逆程所需的时间称为帧扫描逆程

16、时间，用表示。表示。(2)帧扫描帧扫描 电子束垂直方向的扫描叫做帧扫描。电子束垂直方向的扫描叫做帧扫描。帧扫描的每一帧又是由帧正程扫描和帧逆程扫描两部分组成。帧扫描的每一帧又是由帧正程扫描和帧逆程扫描两部分组成。在电视设备中，行扫描与帧扫描是同时进行的，即电子束在进行行扫描的同时又在垂直方向移动，则电子束的运动轨迹就由这两个运动的合运动决定。由于电子束水平方向的运动速度远大于垂直方向的速度，这样电子束运动的轨迹稍有点向下倾斜，如图。帧扫描周期帧扫描周期 帧扫描频率帧扫描频率:f=1/TV 帧扫描周期：帧扫描周期：TV=TV t+TV r（3）行、帧逆程系数）行、帧逆程系数 行逆程系数行逆程系数 帧逆程系数帧逆程系数我国电视标准规定：行逆程系数我国电视标准规定：行逆程系数=THr/TH=18%逆程系数指逆程系数指逆程时间所占扫描周期的百分比逆程时间所占扫描周期的百分比我国电视标准规定：帧逆程系数我国电视标准规定：帧逆程系数=TVr/TV=8%电视扫描行、场周期电视扫描行、场周期 电视行扫描周期为电视行扫描周期为:64S 根据我国电视标准规定：根据我国电视标准规定：正程时间为正程时间为:5