第1章 廣播電視的基本知識

1、第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程 1.2 電視掃描原理電視掃描原理 1.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參量重現(xiàn)電視圖像的基本參量 1.4 全電視信號全電視信號 1.5 電視信號的發(fā)送電視信號的發(fā)送 習(xí)題一習(xí)題一 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.1 圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過程 電視廣播的基本過程如圖1-1所示。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-1電視廣播過程 雙工 器 圖像 調(diào)制 伴音 調(diào)制 視頻 信號放大 同步信號 發(fā)生

2、器 音頻 信號放大 接收機(jī) 公用通道 視頻 信號放大 音頻 信號放大 掃描 電路 攝像管 話筒 發(fā) 送 天 線 接 收 天 線 顯像管 揚(yáng)聲器 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.1.1 像素及其傳送 一幅圖像所包含的40多萬個像素是不可能同時被傳 送的，它只能是按一定的順序分別將各像素的亮度變換 成相應(yīng)的電信號，并依次傳送出去；在接收端則按同樣 的順序把電信號轉(zhuǎn)換成一個一個相應(yīng)的亮點重現(xiàn)出來。 只要順序傳送速率足夠快，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)(即 視覺惰性)和發(fā)光材料的余輝特性，人眼就會感覺到是一 幅連續(xù)的圖像。這種按順序傳送圖像像素信息的方法， 是構(gòu)成現(xiàn)代電視系統(tǒng)的基礎(chǔ)，并

3、被稱為順序傳送系統(tǒng)， 圖1-2是該系統(tǒng)的示意圖。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-2 圖像順序傳送系統(tǒng)示意圖 傳輸通道 光電元件板電光元件板 C B A S1S2 C1 B1 A1 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖像順序傳送系統(tǒng)的工作過程如下：首先，將要傳 送的某一光學(xué)圖像作用于由許多獨(dú)立的光電元件所組成 的光電板上，這時，光學(xué)圖像就被轉(zhuǎn)換成由大量像素組 成的電信號，然后經(jīng)過傳輸通道送到接收端。接收端有 一塊可在電信號作用下發(fā)光的電光板，它可將電信號轉(zhuǎn) 換成相應(yīng)的光學(xué)圖像信號。在電視系統(tǒng)中，將組成一幀 圖像的像素，按順序轉(zhuǎn)換成電信號的過程，稱為掃描過

4、 程。圖1-2中的S1、S2是同時運(yùn)轉(zhuǎn)的，當(dāng)它們接通某個像 素時，那個像素就被發(fā)送和接收，并使發(fā)送和接收的像 素位置一一對應(yīng)。在實際電視技術(shù)中是采用電子掃描裝 置來代替開關(guān)S1、S2工作的。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.1.2 光電轉(zhuǎn)換原理 1.圖像的攝取 光電導(dǎo)攝像管的結(jié)構(gòu)如圖1-3（a）所示，它主要由 光電靶和電子槍兩部分組成。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-3攝像管的結(jié)構(gòu)圖像信號產(chǎn)生的過程 (a)攝像管的結(jié)構(gòu)；(b)圖像信號產(chǎn)生的過程 信號電極板 光電靶 聚焦線圈偏轉(zhuǎn)線圈 校正線圈 聚焦極 陰極 控制極 加速極 RL 信號輸出 光信號

5、E 1 2 3 光線 信號電極板光電靶電阻R R1 R3 圖像信號輸出 黑 UCO 白 電回路RL E O 電子束 電子槍陰極 i (b)(a) C R2 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 光電靶：在攝像管前方玻璃內(nèi)壁上鍍上一層透明 金屬膜作為光的通路和電信號輸出電極，稱之為信號 電極板，在信號電極板（即金屬膜）后面再敷上一層 很薄的光電導(dǎo)層，稱之為光電靶。 電子槍：電子槍由燈絲、陰極、控制柵極、加速 極、聚焦極等組成。 從圖1-3（b）可以看出，當(dāng)電子束射到光電靶上某 點時，便把該點對應(yīng)的等效電阻R（即圖中的R1，R2， R3 ，）接入由信號電極板、負(fù)載電阻RL、電源E和電

6、子槍陰極構(gòu)成的回路中，于是回路中便有電流i產(chǎn)生。 電流i的大小與等效電阻R有關(guān)，即 RR E i L 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 攝像管光電轉(zhuǎn)換過程大致如下： （1）被攝景象通過攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)在光電靶上成 像。 （2）光電靶是由光敏半導(dǎo)體材料制成的。這種材料的 電阻值會隨光線強(qiáng)弱而變化，光線越強(qiáng)，材料呈現(xiàn)的電 阻值越小。 （3）由于被傳送光圖像各像素的亮度不同，因而光電 靶面上各對應(yīng)單元受光照強(qiáng)度也不同，導(dǎo)致靶面各單元 電阻值就不一樣。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 （4）從攝像管的陰極發(fā)射出來的電子，在攝像管各電 極間形成的電場和偏轉(zhuǎn)線圈形成的磁場

7、的共同作用下，按一 定規(guī)律高速掃過靶面各單元，如圖1-3（b）所示，當(dāng)電子束 接觸到靶面某單元時，就使陰極、信號電極、負(fù)載、電源構(gòu) 成一個回路，在負(fù)載RL中就有電流流過，而電流的大小取決 于光電靶面上對應(yīng)單元阻值的大小。 綜上所述，可得如下結(jié)論：當(dāng)組成被攝景象的某像素很 亮?xí)r，在光電靶上對應(yīng)成像的單元所呈現(xiàn)的電阻值就很小， 電子束掃到該單元時出現(xiàn)的對應(yīng)電流i就很大，這樣，攝像 機(jī)輸出的圖像信號電壓就很??；反之，如果組成被攝景象的 某像素很暗時，在光電靶上對應(yīng)成像的單元所呈現(xiàn)的電阻值 就很大，電子束掃到該單元時出現(xiàn)的對應(yīng)電流i就很小，這 樣，攝像機(jī)輸出的圖像信號電壓就很大。 第第1章章 廣播電視

8、的基本知識廣播電視的基本知識 2.圖像的重現(xiàn) 圖像的重現(xiàn)是依靠電視接收機(jī)的顯像管來完成的。 顯像管的任務(wù)是將圖像電信號轉(zhuǎn)換為圖像光信號，完 成電到光的轉(zhuǎn)換。 顯像管是利用熒光效應(yīng)原理制成的。所謂熒光效 應(yīng)，是指某些化合物在受到高速電子轟擊時表面能夠 發(fā)光，并且轟擊的電子數(shù)量越多、速度越高，則發(fā)光 越強(qiáng)。 顯像管主要由電子槍及熒光屏等幾部分組成。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.2 電視掃描原理電視掃描原理 1.2.1 行掃描和場掃描 顯像管中的電子掃描是這樣實現(xiàn)的：在顯像管的管頸 上，裝有兩種偏轉(zhuǎn)線圈，一種叫行偏轉(zhuǎn)線圈,另一種叫場偏 轉(zhuǎn)線圈。 設(shè)在行偏轉(zhuǎn)線圈里通過的鋸齒波

9、電流如圖1-4（a）所 示，此電流的幅度隨所選用的顯像管和偏轉(zhuǎn)線圈而異。從 圖1-4（a）、（b）可以看出：當(dāng)通過行偏轉(zhuǎn)線圈的電流線 性增長時（t1t2），電子束在偏轉(zhuǎn)磁場的作用下，開始從 左向右作勻速運(yùn)動，這段運(yùn)動過程所對應(yīng)的時間叫做行掃 描的正程，用TSH表示（需要的時間約為52s）。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-4行掃描和場掃描示意圖 (a)行掃描鋸齒波電流；(b)僅有行掃描時，熒光屏上呈現(xiàn)一條水平亮線； iYH t1 o 左 t2t3 右 TSH 52 s TH 64 s 左 t TRH 12 s 左右 52 s 左右 12 s 行掃描正程行掃描逆程 (a)

10、(b) 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 TV 20 ms 18.4 ms TSV o t1t2t3t 下 上 下 場掃描正程場掃描逆程 上 下 18.4 ms1.6 ms (c)(d) TRV 1.6 ms上 圖1-4行掃描和場掃描示意圖 (c)場掃描鋸齒波電流；(d)僅有場掃描時，熒光屏上呈現(xiàn)一條垂直亮線 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.2.2 逐行掃描 所謂逐行掃描，就是電子束自上而下逐行依次進(jìn) 行掃描的方式。如圖1-5（a）所示 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-5逐行掃描示意圖 (a)場正程光柵；(b)場逆程光柵； (c)行

11、掃描鋸齒波電流；(d)場掃描鋸齒波電流 (a)(b) 行掃描逆程 行掃描正程 b d a g e 11 10 h f d a c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 iYH 12345678910 11 hfd 左 o 右 TRH TSH TH iYVTSV TRV t t o (c) (d) b a c ega 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 以上所述是利用逐行掃描方式來傳送一幀圖像的情 況。只要每幀圖像的掃描行數(shù)在500行以上，就能保證足 夠的清晰度。如果只傳送一幀靜止圖像，就像幻燈片一 樣，那么情況就比較簡單。而實際上圖像是活動的，如 何來傳送活動的圖像呢？我們知道，電

12、影膠帶上內(nèi)容相 關(guān)的每幅畫面是不動的，但若以24幅每秒的速度播放， 由于人眼的視覺惰性，就會感到銀幕上的圖像是連續(xù)活 動的。受電影技術(shù)的啟發(fā)，在電視技術(shù)中也采用類似的 方式，每秒鐘傳送25幀圖像就可以達(dá)到傳送活動圖像的 目的，即幀頻fZ=25Hz。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 但是逐行掃描方式存在一個問題：如果每秒傳送 25幀圖像，人眼看上去還很不舒服，存在著閃爍的感 覺（因為臨界閃爍頻率約為45.8Hz）；如果每秒傳送 50幀，雖然可以克服閃爍感，卻又會使電視信號所占 用的頻帶太寬（具體原因參見1.3.2節(jié)），其結(jié)果導(dǎo)致 電視設(shè)備復(fù)雜，并使有限的電視波段范圍內(nèi)可容納的

13、電視臺數(shù)量減少。因此，目前廣播電視系統(tǒng)一般不采 用這種逐行掃描方式。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.2.3隔行掃描 隔行掃描就是把一幀圖像分成兩場來掃描。第一 場掃描1，3，5，等奇數(shù)行，形成奇數(shù)場圖像，然后 進(jìn)行第二場掃描時，才插進(jìn)2，4，6，等偶數(shù)行，形 成偶數(shù)場圖像。奇數(shù)場和偶數(shù)場快速地均勻相嵌在一 起，利用人眼的視覺暫留特性，人們看到的仍是一幅 完整的圖像。 隔行掃描的行結(jié)構(gòu)要比逐行掃描的復(fù)雜一些。下 面以每幀9行掃描線（Z=9）為例來說明隔行掃描光柵 的形成過程。為簡化起見，行、場逆程掃描時間均忽 略不計，如圖1-6所示。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電

14、視的基本知識 圖1-6隔行掃描示意圖 (a)第一場；(b)第二場；(c)兩場相嵌；(d)行、場掃描電流波形 iYH 1 3 5 7 9 2 4 6 8 t 行掃描波形 1357924681 iYV o o 第一場 a b b 第二場 d t 場掃描波形 b a a c 2 4 6 8 c d (a) (c) a 1 3 5 7 9 b (b) a b c d 1 3 5 7 9 2 4 6 8 2 4 6 8 1 3 5 7 9 b b (d) 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 不引起人眼閃爍感覺的最低重復(fù)頻率，稱為臨界 閃爍頻率。臨界閃爍頻率f與很多因素有關(guān)，其中最主 要的是

15、光脈沖亮度B。對于電視屏幕來講，它們之間的 關(guān)系可用以下經(jīng)驗公式近似表示： f=9.6lgB26.6 式中，亮度B的單位為尼特(nit)，臨界閃爍頻率f的 單位為Hz。當(dāng)B=100nit時，f=45.8Hz。顯然，隨著亮 度B的提高，臨界閃爍頻率f的值也將提高。此外，觀 看者到屏幕的距離以及環(huán)境條件等，也都對臨界閃爍 頻率值有影響。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 目前，大屏幕電視機(jī)的屏幕亮度可以做得很高，屏幕的 最高亮度可以超過100nit，此情況下臨界閃爍頻率值就已 超過了50Hz場頻，這樣在屏幕過亮?xí)r，人眼還是會出現(xiàn)閃 爍的感覺。所以，近年來國內(nèi)就有生產(chǎn)廠商推出了場頻為

16、 100Hz（遠(yuǎn)高于臨界閃爍頻率值）的所謂“不閃爍的電視”。 我國現(xiàn)行的廣播電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：幀頻為25Hz，一幀圖像 分625行傳送，所以行掃描頻率為fH=25625=15625Hz。隔 行掃描方式的幀頻較低，電子束掃描圖像時所占的頻帶寬度 較窄（約6MHz），對電視設(shè)備要求不高，因此，它是目前 電視技術(shù)中廣泛采用的方法。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 隔行掃描的關(guān)鍵是要保證每幀圖像的偶數(shù)場正好 嵌套在奇數(shù)場中間，否則會降低圖像清晰度。 要保證隔行掃描準(zhǔn)確，每場掃描行數(shù)一般選擇為 奇數(shù)。從理論上講是可以為偶數(shù)的。但要實現(xiàn)每場掃 描的總行數(shù)為偶數(shù)的隔行掃描方式，奇、偶兩場掃描

17、鋸齒波電流就必須有所不同，如圖1-7所示。從圖1-7中 可以看到，偶數(shù)場與奇數(shù)場掃描電流振幅相差iV，當(dāng) 奇數(shù)場掃描結(jié)束時，電流并不下降到零而是保持一定 數(shù)值iV 。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-7 總行數(shù)為偶數(shù)的隔行掃描方式 1 2 3 4 5 6 7 8 總行數(shù)為偶數(shù)的光柵 奇數(shù)場偶數(shù)場奇數(shù)場 iYV iV 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.2.4我國廣播電視掃描參數(shù) 我國廣播電視采用隔行掃描方式，其主要掃描參數(shù)如下： 行周期：TH=64s；行頻：fH=15625Hz； 行正程：TSH=52s；行逆程：TRH=12s； 場周期：TV=20ms

18、；場頻：fV=50Hz； 場正程：TSV=18.4ms；場逆程：TRV=1.6ms； 幀周期：TZ=40ms； 每幀行數(shù)：Z=625行（其中：正程575行，逆程50行）； 幀頻：fZ=25Hz； 每場行數(shù)：312.5行（其中：正程287.5行，逆程25行）。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.3 重現(xiàn)電視圖像的基本參量重現(xiàn)電視圖像的基本參量 1.3.1 亮度、對比度和灰度 1.亮度 亮度就是人眼對光的明暗程度的感覺。度量亮度的單 位為尼特（nit）。尼特定義為在一平方米面積內(nèi)具有一 燭光（cd）的發(fā)光強(qiáng)度，即1nit=1cd/m2。電視屏幕的亮 度就是指在電視屏幕表面的單位

19、面積上，垂直于屏面方向 所給出的發(fā)光強(qiáng)度。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 式中:B表示亮度，I表示發(fā)光強(qiáng)度，S表示單位面積。 S I B 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 亮度是用來表示發(fā)光面的明亮程度的。發(fā)光面的 發(fā)光強(qiáng)度越大，發(fā)光面的面積越小，則看到的明亮程 度越高，即亮度越大。電視機(jī)熒光屏的亮度一般可以 達(dá)到100nit左右。 光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量稱 為發(fā)光強(qiáng)度，簡稱光強(qiáng)。光強(qiáng)代表了光源在不同方向 上的輻射能力。光強(qiáng)的單位為坎德拉（candela），又 稱燭光，符號為cd。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 光通量是度量光的功率的物理量，是按人眼的光感

20、覺 來度量的輻射功率，其通用單位為流明（lumen），簡寫為 lm。實驗表明：波長為555nm的單色光（綠光），輻射功 率為1W時所產(chǎn)生的光通量恰好為680lm。又如，一個40W 的普通白熾燈泡產(chǎn)生的總光通量約為468lm，而一個40W的 普通日光燈可以輸出2100lm的光通量。 某光源所產(chǎn)生的光通量（lm）與其輻射功率（W）之 比，稱為該光源的發(fā)光效率。上例中，一個40W的日光燈 產(chǎn)生2100lm的光通量，其發(fā)光效率為：=2100/40=52.5 lm/W；而一個40W普通白熾燈泡的發(fā)光效率僅為： =468/40=11.7lm/W。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 2.對比

21、度 客觀景物的最大亮度與最小亮度之比稱為對比度， 通常以K表示。對于重現(xiàn)的電視圖像，其對比度不僅與 顯像管的最大亮度Bmax和最小亮度Bmin有關(guān)，還與周圍 的環(huán)境亮度BD有關(guān)，其對比度K為 （1-1） 顯然周圍環(huán)境越亮，電視圖像的對比度就越低。 人眼對周圍環(huán)境和感覺有很強(qiáng)的適應(yīng)性，在不同的 背景亮度時，人眼對亮度的主觀感覺和視覺范圍是不 一樣的。 DD D BB B BB BB K min max min max 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 目前，電視顯像管的最大發(fā)光亮度可以做到上百尼特 的數(shù)量級，而所攝取客觀景物的實際最大亮度可高達(dá)上萬 尼特，兩者差別很大，電視顯像管

22、重現(xiàn)的圖像是無法達(dá)到 客觀景物的實際亮度的。 例如，當(dāng)從電視接收機(jī)屏幕上觀看實況轉(zhuǎn)播時，雖然 實際現(xiàn)場亮度范圍可達(dá)20020000nit，而電視屏幕上的亮 度范圍僅為2200nit（設(shè)環(huán)境亮度為30nit），但人眼仍有 真實的主觀亮度感覺，因為它們的對比度相同，都為100 （當(dāng)然還應(yīng)保持適當(dāng)?shù)牧炼葘哟危?3.灰度 圖像從黑色到白色之間的過渡色統(tǒng)稱灰色?；叶染褪?將這一灰色劃分成能加以區(qū)別的層次數(shù)。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.3.2 視頻信號的頻帶寬度 1.一幀圖像的像素 視頻信號的頻帶寬度與一幀圖像的像素個數(shù)和每 秒掃描的幀數(shù)有關(guān)。我國的電視掃描行數(shù)為625行，其

23、 中正程575行，逆程50行。因此，一幀圖像的有效掃描 行數(shù)為575行，即垂直方向由575行像素組成。一般電 視機(jī)屏幕的寬高比為4 3，因此一幀圖像的總像素個 數(shù)約為 萬個44575575 3 4 （1-2) 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 2. 圖像信號的頻帶寬度 圖像信號包括直流成分和交流成分。如果播送一 幅左右相鄰像素均為黑白交替的脈沖信號畫面，顯然 這是一幅變化最快的圖像，每兩個像素為一個脈沖信 號變化周期，而我國電視規(guī)定一秒種傳送25幀畫面， 因此該圖像的最高頻率為 MHzf5 . 525 2 1044 4 max （1-3) 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視

24、的基本知識 1.3.3 圖像的尺寸與幾何形狀 1.圖像的尺寸 2.圖像的幾何相似性 1）非線性失真 設(shè)系統(tǒng)傳送的是標(biāo)準(zhǔn)方格信號，則掃描鋸齒波電 流及對應(yīng)的幾何圖像如圖1-8所示。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-8電視圖像的非線性失真 (a)不失真；(b)iYH失真；(c)iYV失真 iYH， iYV t o iYH o t iYV o t (a)(b)(c) 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 2）幾何失真 圖-給出了枕形、桶形和平行四邊形等幾何失 真的情況。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-9電視圖像的幾何失真 (a)枕形失真；

25、(b)桶形失真；(c)平行四邊形失真 (a)(b)(c) 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.3.4 電視圖像清晰度與電視系統(tǒng)分解力 電視圖像清晰度是指人眼主觀感覺到的圖像細(xì)節(jié)的清 晰程度。電視系統(tǒng)傳送圖像細(xì)節(jié)的能力，稱為系統(tǒng)的分解 力。電視系統(tǒng)的分解力又分為垂直分解力和水平分解力。 1.垂直分解力 考慮到圖像內(nèi)容的隨機(jī)性，則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之間，若取K=0.76，則有效垂直分解 力M=0.76575=437線。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 2.水平分解力 從減小孔闌效應(yīng)提高水平分解力考慮，需要減

26、小 電子束直徑。由于一般電視機(jī)屏幕的寬高比為4 3， 故有效水平分解力可根據(jù)式（1-4）求出： 線58357576. 0 3 4 3 4 3 4 ZKMN 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.3.5 每幀圖像掃描行數(shù)的確定 我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定幀頻為25Hz，采用隔行掃描， 場頻為50Hz。這樣的場頻恰好等于電網(wǎng)頻率，還可 以克服當(dāng)電源濾波不良時圖像的蠕動現(xiàn)象。 由于掃描行數(shù)決定了電視系統(tǒng)的分解力，從而決 定了圖像的清晰度，因此在電視標(biāo)準(zhǔn)中確定掃描行數(shù) 是一個極為重要的問題。我國規(guī)定每幀圖像的掃描行 數(shù)為625行。 圖1-10繪出了人眼分辨圖像細(xì)節(jié)能力的示意圖。 第第1章章 廣播

27、電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-10 人眼的分辨力示意圖 d h L 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖中，為分辨角，是在一定距離L時，人眼恰能分 辨的兩個黑點之間的夾角。顯然越小，表示人眼的分辨 力越強(qiáng)；反之則越弱。因此可以定義人眼的分辨力為分 辨角的倒數(shù)。d為兩個黑點之間的距離，即行距；h為屏 幕高度；為視覺清楚區(qū)域張角；L為最佳觀看距離。由 圖不難看出：得到與行距d、距離L的關(guān)系為 L d 60 2 360 （1-6） 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 式中,以分為單位。設(shè)屏幕高度為h，屏幕有效顯 示行數(shù)為Z，則 將式（1-6）代入式（1-7），

28、得 d h Z （1-7） 1 60 2 360 L h Z （1-8） 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.4 全電視信號全電視信號 1.4.1 圖像信號 圖像信號由發(fā)送端的攝像管產(chǎn)生，通過攝像管內(nèi) 的靶電極，把明暗不同的景象轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號， 然后經(jīng)信號通道傳送處理，從而形成圖像信號，圖1- 11為兩行圖像信號的波形。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-11 圖像信號 白 12.5% o 每行顯示52 s 12 s 行周期 t/s 消隱期 屏幕圖像 m u u 黑 75% 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.4.2 復(fù)合消隱信號

29、復(fù)合消隱信號包括行消隱和場消隱兩種信號，如 圖1-12所示。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-12 復(fù)合消隱信號 行消隱 12 s1612 s 場消隱 75% 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.4.3 復(fù)合同步信號 1.同步的重要性 電視圖像的發(fā)送與接收是靠電子掃描對圖像的分 解與合成實現(xiàn)的。 圖1-13列出了圖像收送不同步的幾種情況。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-13 收送不同步造成接收圖像異常 正常圖像行頻相同、行相位不同場頻相同、場相位不同 (a)(b) 行頻低行頻高 (c) 場頻低，向上翻滾場頻高，向下滾動 (d)

30、 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 當(dāng)行頻不同步時，如圖1-14所示：圖1-14（a）為發(fā) 射臺發(fā)送的三行復(fù)合視頻圖像信號波形，圖1-14（b）為 接收機(jī)行掃描與發(fā)送端同步時的波形。當(dāng)接收機(jī)行頻fH 高于發(fā)送端的行頻時，由圖1-14（c）可知，逆程消隱黑 點出現(xiàn)在行掃描正程的開始部分，且從下往上移。由于 行掃描是自左向右以每幀625行進(jìn)行的，所以每行的消隱 黑點依次右移，在電視屏幕上出現(xiàn)向右傾斜的消隱黑線， 嚴(yán)重時可把圖像撕裂；反之，當(dāng)接收端行頻fH低于發(fā)送端 的行頻時，由圖1-14（d）分析可知，電視屏幕上將出現(xiàn) 向左傾斜的消隱黑線。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的

31、基本知識 圖1-14 行掃描不同步 (a) 三行復(fù)合視頻圖像信號 (b) 收發(fā)兩端行掃描同步 (c) 接收機(jī)行頻高 (d) 接收機(jī)行頻低 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 當(dāng)場頻不同步時，如圖1-15所示：圖1-15（a）為發(fā) 射臺發(fā)送的某一場復(fù)合視頻圖像信號波形，圖1-15（b） 為接收機(jī)場掃描與發(fā)送端同步時的波形。當(dāng)接收端的場 頻fV高于發(fā)送端的場頻時，由圖1-15（c）可知，逆程消 隱黑帶就出現(xiàn)在場掃描正程開始部分，且從下往上移。 因為場掃描是自上往下進(jìn)行的，所以在電視屏幕上部會 出現(xiàn)消隱黑帶。由于場掃描以50場每秒進(jìn)行，每場黑帶 都移動，從而形成整個圖像向下滾動；反之，

32、當(dāng)接收端 場頻fV低于發(fā)送端的場頻時，由圖1-15(d)分析可知，圖 像將向上滾動。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-15 場掃描不同步 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 2. 行、場同步信號 電視信號發(fā)送端為了使接收端的行掃描規(guī)律與其同步， 特在行掃描正程結(jié)束后，向接收機(jī)發(fā)出一個脈沖信號，表 示這一行已經(jīng)結(jié)束。接收機(jī)收到這一脈沖信號后應(yīng)該立即 響應(yīng)并與之同步。這個脈沖信號被稱為行同步信號。 由于行同步信號是為了正確重現(xiàn)圖像的輔助信號，它 不應(yīng)在屏幕上顯示，所以將它安排在行消隱期間發(fā)送，并 且為了便于行同步信號的分離，特使它的電平高于消隱電 平25%，即

33、位于75%100%之間，其寬度為4.7s，行 同步脈沖前沿滯后行消隱脈沖前沿約為1.3s，行同步信 號的周期為64s，如圖1-16所示。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-16行、場同步信號 100% 75% 行消隱 12 s 64 s 1.3 s 4.7 s 行同步脈沖 2.5 TH 2.5 TH 場同步脈沖 場消隱 1612 s 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 3.槽脈沖與前后均衡脈沖 由于場同步脈沖持續(xù)2.5個行周期，如果不采取措施 就會丟失23個行同步脈沖，使行掃描失去同步，直到場 同步脈沖過后，再經(jīng)過幾個行周期，行掃描才會逐漸同步， 從而造成圖

34、像上邊起始部分出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。為了避免上述 情況發(fā)生，電視發(fā)送端特在場同步脈沖期間開幾個小槽來 延續(xù)行同步脈沖的傳遞，這就是槽脈沖。 通常,奇、偶場的開始位置是以場同步脈沖的前沿 （上升沿）為基準(zhǔn)的。 由圖1-17可知，奇數(shù)場和偶數(shù)場的復(fù)合同步脈沖的形 狀是不同的，奇數(shù)場和偶數(shù)場的最后一個行同步脈沖與下 一場場同步脈沖的間隔相差半行（TH/2）。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-17 復(fù)合同步信號及其分離 偶數(shù)場 TH 行同步 奇數(shù)場 場同步 甲 奇數(shù)場 偶數(shù)場 TH/2 乙 場同步信號被積 分后輸出電壓 起始電平 t2 t 奇數(shù)場同步積分波形 偶數(shù)場同步積分波形 同步控

35、制電平 t1 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 全電視信號中的復(fù)合同步信號在接收電路中要經(jīng)積分電 路將場同步信號分離出來，以保證行、場同步脈沖分別控制 行、場掃描電路與發(fā)送端同步工作。由于兩場復(fù)合同步信號 形狀不同，經(jīng)積分電路后場同步脈沖輸出的波形就不重合， 如圖1-17所示。由于積分后的場同步脈沖達(dá)到一定電平要去 同步控制場掃描電路的工作，因此上述積分輸出的結(jié)果就會 造成兩場同步控制電平出現(xiàn)的時間有一偏差t。t的存在將 影響場掃描的準(zhǔn)確性。 隔行掃描要求兩場的場掃描時間必須相等，才能保證偶 數(shù)場的各掃描行準(zhǔn)確地嵌套在奇數(shù)場各掃描行之間。如果兩 場掃描時間不相等，就不能保證準(zhǔn)確

36、的隔行掃描，時間偏差 嚴(yán)重時將會產(chǎn)生并行現(xiàn)象，使垂直清晰度下降。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 要解決上述問題，就必須要求積分后兩場的場同 步積分起始電平相同。為此，電視臺在發(fā)送場同步信 號時，在場同步信號的左右各加5個脈沖，其重復(fù)周期 為TH/2，脈沖寬度為2.35s。場同步脈沖之前的5個 脈沖叫前均衡脈沖，場同步脈沖之后的5個脈沖叫后均 衡脈沖，如圖1-18所示。由圖可知，場同步信號加入 前、后均衡脈沖后，保證了奇、偶兩場場同步信號在 開始位置時的波形相同。這樣經(jīng)積分電路后，兩場的 同步控制電平就會在相同的時刻出現(xiàn)，從而保證了場 掃描電路準(zhǔn)確地同步工作。 第第1章章 廣

37、播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-18 均衡后的場同步脈沖信號 奇場結(jié)束偶場開始 偶數(shù)場消隱期間 25TH TH 2.35 s槽脈沖 同步電平 TH/2 行同步 行同步 TH/2 2.5 TH 前均衡 2.5 TH 場同步 2.5 TH 奇數(shù)場消隱期間 25TH 偶場結(jié)束奇場開始 后均衡 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.4.4 黑白全電視信號 黑白全電視信號的波形如圖1-19所示。它由圖像信 號及六種輔助信號（行同步、場同步、行消隱、場消 隱、槽脈沖與均衡脈沖）組成。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-19 黑白全電視信號 309310311

38、312313314315316317318335336337 100%同步電平 H 2 H 2 H 4.7s2.35 s4.7 s 2.5 H2.5 H2 H 場消隱脈沖 12 s t 75%黑色電平 10%12.5%白色電平 零電平 622.623.624.625.1.2.3.4.22.23.24. 行同步脈沖 后均衡脈沖 齒脈沖 場同步脈沖前均衡脈沖 行消隱脈沖 圖像信號 開槽 偶數(shù)場結(jié)束奇數(shù)場開始 場消隱脈沖 奇數(shù)場t 偶數(shù)場 5. 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 全電視信號有如下三個特點： (1）脈沖性。 （2）周期性。 (3）單極性。 全電視信號中各輔助脈沖參數(shù)如下

39、： 行消隱脈寬：12s；行同步脈寬：4.7s； 場消隱脈寬：1612s；場同步脈寬：160s； 槽脈沖脈寬：4.7s； 均衡脈沖寬：2.35s。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 我國電視廣播標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)全電視信號的輻射電平： 同步電平：100%載波峰值； 消隱電平：72.5%77.5%載波峰值； 黑電平比消隱電平差：05%載波峰值； 白電平：10%12.5%載波峰值。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.5 電視信號的發(fā)送電視信號的發(fā)送 1.5.1電視信號的高頻調(diào)制 電視信號的發(fā)送傳播一般都要采用高頻信號，主 要原因有二：一個是高頻適于天線輻射，從而在空中 產(chǎn)

40、生無線電波；另一個是高頻具有寬闊的頻段，能容 納許多互不干擾的頻道，也能傳播某些寬頻帶的消息 信號。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.5.2 圖像信號的調(diào)幅 高頻調(diào)制技術(shù)通常有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相等幾種方式。 圖1-20畫出了單一頻率調(diào)制的調(diào)幅波波形和頻譜。圖1- 20（c）為已調(diào)幅波，它的振幅受調(diào)制信號圖1-20（a）的控 制，其變化周期與調(diào)制信號的周期相同，振幅變化的程度也 與調(diào)制信號成正比。 根據(jù)調(diào)幅理論：具有單一頻率（f1）的正弦信號對載頻 （fc）進(jìn)行調(diào)幅時所得已調(diào)幅波含有三個頻率成分，它們是 載頻fc、上邊頻fc+f1和下邊頻fc-f1 ，如圖1-20（d）所示。

41、 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-20 單一頻率調(diào)制的調(diào)幅波波形和頻譜 um調(diào)制信號 t (a) o uc載波信號 to (b) u普通調(diào)幅信號 o t (c) U普通調(diào)幅信號頻譜 o fc f1fcfc f1 f (d) 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 若調(diào)制信號為圖像信號，圖像信號頻率為0 6MHz，則調(diào)幅波的頻譜如圖1-21所示。由圖可知，圖 像信號調(diào)制的調(diào)幅波有兩個邊帶，即上邊帶和下邊帶， 每邊帶寬度為6MHz，其中靠近fc的頻率反映圖像的低 頻成分，遠(yuǎn)離fc的頻率反映圖像信號的高頻成分。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1

42、-21 圖像信號的調(diào)幅波的頻譜圖1-22負(fù)極性調(diào)制 U 下邊帶上邊帶 ofc6 MHzfc6 MHzfcf 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 在電視技術(shù)中，調(diào)幅方式有正極性和負(fù)極性之分。 我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圖像信號采用負(fù)極性調(diào)制。經(jīng)過圖像 信號的負(fù)極性調(diào)制后的高頻信號的振幅變化如圖1-22所 示。負(fù)極性調(diào)制有下列優(yōu)點： （1）外來干擾脈沖對圖像的干擾表現(xiàn)為黑點，這使 人眼的感覺不怎么明顯。 （2）由于負(fù)極性調(diào)制同步頭電平最高，且采用黑電 平固定措施，故易于實現(xiàn)自動增益控制，可以簡化接收 機(jī)的自動增益控制電路。 （3）隨著圖像亮度增大，發(fā)射機(jī)輸出功率就減小。 第第1章章 廣播電視的

43、基本知識廣播電視的基本知識 100% 25% 75% 1012.5 圖1-22 負(fù)極性調(diào)制 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.5.3 伴音信號的調(diào)頻 所謂調(diào)頻，就是將欲傳送的伴音信號作為調(diào)制信號去 調(diào)制載波的頻率，使載波的瞬時頻率隨伴音信號的幅度變 化而變化。 圖1-23畫出了調(diào)制信號為單一頻率正弦波的調(diào)頻波形 及其頻譜。從圖1-23（a）可以看出，調(diào)制信號為正半周時， 已調(diào)頻波的頻偏f為正；調(diào)制信號為負(fù)半周時，頻偏f為 負(fù)。信號幅度越大，則頻偏f數(shù)值也越大。顯然，為了提 高廣播質(zhì)量，并獲得顯著的抗干擾效果，希望頻偏f越大 越好。在實際調(diào)頻系統(tǒng)中，當(dāng)頻偏f=25kHz時，其

44、 伴音信號信噪比已大大優(yōu)于調(diào)幅方式。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-23調(diào)頻波的波形和頻譜 (a)調(diào)頻波波形；(b)頻譜分布 U 波峰 波 谷伴音信號 fa 載波 fs 密疏 調(diào)頻波 （ fsf)fs（ fsf) U fs 3fa fs 2fa fs fa fs fs fa fs2 fa fs3 fa f (a)(b) o 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 同調(diào)幅波一樣，調(diào)頻波的內(nèi)容也可以用頻譜表示。 但調(diào)頻波中所包含的頻譜要比調(diào)幅波復(fù)雜得多，有fs， fs fa，fs2fa， fs 3fa，理論上有無窮多對邊頻， 如圖1-23(b)所示。所以傳送相同

45、信號的調(diào)頻波的頻帶比 調(diào)幅波的要寬得多。 伴音信號調(diào)頻波的有效帶寬BW可近似表示為 BW=2（f+fam） 式中， fam為伴音信號的最高頻率, f為調(diào)頻波的最 大頻偏。 我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：最大頻偏f =50kHz，伴音 信號的最高頻率fam=15kHz，則已調(diào)頻波的帶寬BW=2 （50+15）=130kHz。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 通常由RC電路構(gòu)成預(yù)加重、去加重網(wǎng)絡(luò)，如圖1-24 所示。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，預(yù)加重和去加重網(wǎng)絡(luò)時間常 數(shù)均為：T=RC=50s。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-24預(yù)加重和去加重網(wǎng)絡(luò) (a)預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)；(b)去

46、加重網(wǎng)絡(luò) i R 5 k C 0.01 F RL Uo (a) UiUo (b) R C 0.01 F 5 k 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 1.5.4全射頻電視信號的頻譜 目前通常采用殘留邊帶方式傳送圖像信號。即采用濾波 器將下邊帶中含圖像信號的0.756MHz部分濾去，只發(fā)送 上邊帶以及下邊帶殘留的含圖像信號的00.75MHz部分， 這種方法稱為殘留邊帶發(fā)送，如圖1-25所示。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖1-25 殘留邊帶制高頻電視信號的頻譜 fc圖像載頻 下邊帶 發(fā)送時濾去 1.25 MHz 6.5 MHz fs伴音載頻 0.25 MHz 0

47、.25 MHz f 8 MHz 0.75 MHz 上邊帶 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，伴音載頻fs比圖像載頻fc高 6.5MHz，高頻圖像信號采用殘留邊帶方式傳送，高 頻伴音信號采用雙邊帶方式傳送。由圖1-25可知，由 于濾波特性不可能太陡，因此高頻圖像信號下邊帶在 1.25MHz處衰減20dB；伴音信號帶寬為0.25MHz， 由于fs比fc高6.5MHz，而圖像信號帶寬為6MHz，因 此伴音信號在圖像信號頻帶之外，從而有效地防止了 相互干擾。從圖中還可知，每個頻道所占帶寬為8MHz （1.256.50.25=8MHz）。 第第1章章 廣播電視的基本知識

48、廣播電視的基本知識 1.5.5 電視頻道的劃分 1.我國無線廣播電視頻道的劃分 我國目前實用的廣播電視頻道包括米波波段（甚 高頻VHF）的112頻道以及分米波段（特高頻UHF） 的1368頻道。表1-1列出了我國廣播電視頻道的劃分。 其中，接收機(jī)本振頻率是1985年10月1日國家電視標(biāo)準(zhǔn) 頒布發(fā)起使用的新的頻率值。這樣規(guī)定使圖像中頻就 為38MHz，以前曾采用過37MHz、34.25MHz作為圖像 中頻。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 圖像中頻的選擇一般遵循以下原則： （1）中頻頻率值應(yīng)低于最低頻道的下限； （2）應(yīng)能抑制鏡頻干擾，使鏡頻不在電視頻道內(nèi)； （3）應(yīng)能抑制中頻

49、高次諧波干擾（主要是二次諧波干 擾）； （4）本振頻率盡可能不要落入其它頻道范圍內(nèi)。 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 表1-1 我國廣播電視頻道的劃分 表略 第第1章章 廣播電視的基本知識廣播電視的基本知識 由表1-1可以看出： （1）各頻道的伴音載頻始終比圖像載頻高6.5MHz。 （2）頻道帶寬的下限始終比圖像載頻fp低1.25MHz，上 限則始終比伴音載頻fs高0.25MHz。 （3）各頻道的本機(jī)振蕩頻率始終比圖像載頻高38 MHz，比伴音載頻高31.5MHz。 （4）表中，92167MHz、223470MHz和566 606MHz為供調(diào)頻廣播和無線電通信等使用的波段，不安 排電視頻道。即56頻道之間，1213頻道之間，2425