第3章 廣播電視系統(tǒng)

1、第第3章章 廣播電視系統(tǒng)廣播電視系統(tǒng) 3.1 廣播電視系統(tǒng)概述廣播電視系統(tǒng)概述 3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理 3.4 電視信號(hào)的形成電視信號(hào)的形成 3.5 電視信號(hào)的發(fā)射電視信號(hào)的發(fā)射 3.6 電視信號(hào)的無(wú)線傳輸及擴(kuò)大電視電視信號(hào)的無(wú)線傳輸及擴(kuò)大電視 覆蓋范圍的方法覆蓋范圍的方法 3.7 電視信號(hào)的接收電視信號(hào)的接收 3.1 廣播電視系統(tǒng)概述廣播電視系統(tǒng)概述 廣播電視系統(tǒng)是一種用于廣播的非專(zhuān)用電視系統(tǒng)。 由于它一般采用無(wú)線電方式進(jìn)行信號(hào)傳輸,因此,廣播電 視系統(tǒng)也可稱為無(wú)線電視系統(tǒng)無(wú)線電視系統(tǒng)或開(kāi)路電視系統(tǒng)開(kāi)路電視系統(tǒng)。目前, 廣播電視系統(tǒng)主要是廣

2、播這一單一業(yè)務(wù)。 圖31 廣播電視系統(tǒng)的組成方框圖 發(fā)射端：信號(hào)源（攝像機(jī)）產(chǎn)生的視頻信號(hào) 導(dǎo)演 控制室 圖像發(fā)射機(jī) 天線 終端：電視機(jī) 圖像和聲音 3.2 電視信號(hào)的產(chǎn)生電視信號(hào)的產(chǎn)生 3.2.1 彩色電視攝像機(jī) 攝像機(jī)是電視系統(tǒng)的最重要的信號(hào)源,其性能的優(yōu) 劣往往對(duì)整個(gè)電視系統(tǒng)的質(zhì)量有著舉足輕重的作用。 因此,對(duì)攝像機(jī)的要求很高。對(duì)攝像機(jī)的性能要求主要 有: 分辨率要高。好的水平分辨率可達(dá)750線,差的也 不能小于300線。 彩色逼真,輪廓清晰,灰度分明。 失真與干擾要小。 靈敏度要高。較好的攝像機(jī)的靈敏度約在40lx左右。 鏡頭口徑及變焦比要高。一般采用1015倍的變焦 鏡頭即可。 使用

3、特性要好。這要求調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單,使用靈活方便及小 型輕便等。 1.彩色電視攝像機(jī)的基本組成 目前,實(shí)用化的彩色攝像機(jī)主要是三管彩色攝像機(jī)和 單管彩色攝像機(jī)兩種。各種攝像機(jī)的構(gòu)造類(lèi)似,一般由以 下幾部分組成: (1)攝像機(jī)頭。包括鏡頭、分光系統(tǒng)、攝像管、預(yù)放 器、掃描電路、尋像器、攝像管電源及附屬設(shè)備等。 (2)視頻信號(hào)處理部分。主要包括視頻放大、增益調(diào) 整、白電平調(diào)整、黑電平調(diào)整、電纜校正、黑斑校正、 輪廓校正、彩色校正、校正、雜散光補(bǔ)償、矩陣電路及 消隱電路等。 (3)編碼器、同步機(jī)和彩條信號(hào)發(fā)生器。 圖32 示出了三管式彩色攝像機(jī)的基本組成。 2.攝像管 攝像管是攝像機(jī)中的光電轉(zhuǎn)換器件,也是攝像

4、機(jī)的 關(guān)鍵器件之一。攝像管的質(zhì)量、體積和種類(lèi)決定著攝 像機(jī)的質(zhì)量、體積和調(diào)節(jié)方式。 (1) 光電導(dǎo)攝像管。 (2) CCD（電荷耦合器件）攝像管。 壽命長(zhǎng)。 成本低。 機(jī)械性能好,耐震、耐撞,不怕強(qiáng)光照射。 重合精度高。攝像管與鏡頭固定牢固,匹配精確。 暫留特性好,適于拍攝運(yùn)動(dòng)圖像。 CCD攝像管的缺點(diǎn)主要是存在垂直拖尾現(xiàn)象,但采 用幀行間轉(zhuǎn)移(適合)型CCD可以基本克服這種現(xiàn)象。 CCD的構(gòu)成。 CCD的工作原理。 CCD的隔行掃描。 CCD攝像機(jī)。 圖33 CCD的一個(gè)電極結(jié)構(gòu)圖 圖34 一個(gè)面陣CCD的結(jié)構(gòu) 圖35 CCD電荷轉(zhuǎn)移原理圖 圖36 四相CCD的隔行掃描 3.光學(xué)系統(tǒng) 光學(xué)系

5、統(tǒng)也是彩色攝像機(jī)的重要組成部分,它不僅 對(duì)攝像機(jī)的光譜響應(yīng)特性有影響,而且也影響所攝取的 景物及其彩色。彩色攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)主要由變焦距 鏡頭、分色鏡、中性濾光片和色溫濾光片組成(圖32)。 3.2.2 飛點(diǎn)影片掃描器 在電視電影攝像機(jī)中,常常用到的一種設(shè)備叫飛點(diǎn) 影片掃描器,簡(jiǎn)稱飛點(diǎn)掃描器FSS(飛揚(yáng)的SpotScanner)。 其組成和工作原理如圖37所示。 圖37 飛點(diǎn)掃描器 3.2.3 錄放像機(jī) 視頻磁帶記錄就是把視頻電視信號(hào)(電信號(hào))以剩 磁的形式記錄在磁帶上。存儲(chǔ)記錄方式可以是模擬式, 也可以是數(shù)字式。數(shù)字式有許多優(yōu)點(diǎn),如失真、雜波小 和復(fù)錄對(duì)圖像質(zhì)量的影響小,可采用多磁頭并行錄放

6、技 術(shù)來(lái)解決最短記錄波長(zhǎng)及磁帶磁帶相對(duì)速度的最高值 受限問(wèn)題等。目前,磁帶錄像機(jī)的種類(lèi)十分繁多,但可歸 為三大類(lèi),即: (1)U型機(jī)或稱Umatic。它采用3/4英寸磁帶,在電視 廣播中用得較多。 (2)型機(jī)或稱max。它采用1/2英寸磁帶。 (3)VHS。它也采用1/2英寸磁帶。 3.3 電視信號(hào)的處理電視信號(hào)的處理 3.3.1 校正處理 1.反雜波校正 由攝像管輸出的信號(hào)非常微弱,需要在攝像機(jī)機(jī)頭 內(nèi)緊靠攝像管處設(shè)置預(yù)放器,將微弱信號(hào)放大。通常在 攝像機(jī)頭內(nèi)設(shè)置有雜波抑制電路或反雜波校正電路。 圖38 視頻電視信號(hào)的處理 2.電纜校正 攝像機(jī)頭離控制臺(tái)(調(diào)像臺(tái))往往比較遠(yuǎn),從機(jī)頭到 調(diào)像臺(tái)

7、的傳輸電纜就比較長(zhǎng),其分布參數(shù)會(huì)使圖像信號(hào) 的高頻分量跌落,影響圖像清晰度。 3.黑斑校正 由于多種原因,如攝像機(jī)鏡頭各區(qū)域亮度不均勻,投 射在光電靶面的背景光不均勻及電子束在靶面邊緣不 能垂直上靶等,會(huì)使重現(xiàn)圖像出現(xiàn)黑斑或色斑。 4.輪廓校正(孔闌校正) 非無(wú)限小的掃描電子束截面積會(huì)產(chǎn)生孔闌效應(yīng)，而孔闌效應(yīng)對(duì)信號(hào)波形 的影響表現(xiàn)為輪廓不分明，出現(xiàn)過(guò)渡期，從而影響清晰度。 5.直流恢復(fù) 在視頻通道中，放大器往往采用交流耦合，這樣將會(huì)使圖像信號(hào)中的直流 和低頻分量丟失，從而丟失圖像的背景亮度，造成圖像亮度畸變。 6.灰度校正(校正) 由于顯像管和攝像管光電轉(zhuǎn)換特性的非線性，會(huì)引起收發(fā)圖像的亮度

8、失真，從而引起圖像灰度畸變。在調(diào)像臺(tái)設(shè)置校正電路。 7.彩色校正 8.時(shí)基校正 3.3.2 切換及特技處理 1. 電子編輯 電子編輯的方式通常有兩種,即插入和組合。 2. 特技處理 特技發(fā)生器的功能有: 切換 混合 劃變 軟鍵,主要是把黑白攝像機(jī)拍攝的圖案插入到節(jié) 目圖像中去 鍵控,分為內(nèi)鍵和外鍵兩種 字幕疊加 底色變換 圖樣調(diào)制 邊框與邊線 定位。 此外,數(shù)字視頻特技的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。下面介 紹幾種基本的特技處理方法。 (1) 切換。 快切換。 慢切換。 圖39 快切換原理圖 1）快切換由視頻開(kāi)關(guān)在場(chǎng)逆程間完成。切換開(kāi)關(guān)由導(dǎo)演 控制；當(dāng)切換電壓接通后，控制電路要等到由場(chǎng)同步 信號(hào)形成的第一

9、個(gè)場(chǎng)控脈沖到來(lái)時(shí)，才與切換電壓共 同作用，把視頻開(kāi)關(guān)接通，送出視頻信號(hào)； 圖310 錄像機(jī)自動(dòng)播控系統(tǒng) 2）慢切換是一幅畫(huà)面被另一幅畫(huà)面緩慢代替的切換方式； 圖311 慢切換的幾種方法 圖312 劃變?cè)韴D (2)劃變。是把兩個(gè)信號(hào)源提供的兩個(gè)圖像按照一定的幾何 圖形和比例關(guān)系組合成一個(gè)畫(huà)面的特技方法。 改變拉幕電壓，就可獲得不同的劃變圖案。 (3)鍵控。 (4)字幕疊加。 (5)數(shù)字特技。 圖像的放大與縮小。 油畫(huà)效果。 瓷磚效果。 畫(huà)面凍結(jié)。 裂像效果。 鏡像效果。 圖313 字幕疊加原理圖 倒影。 多畫(huà)面與畫(huà)中畫(huà)(PIP)。 三維特技效果。 3.4 電視信號(hào)的形成電視信號(hào)的形成 3.4.

10、1 視頻全電視信號(hào)的形成 電視臺(tái)在進(jìn)行節(jié)目聯(lián)播或作實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí),由于本臺(tái) 的同步與外來(lái)的同步不一致,將會(huì)造成圖像翻滾,甚至丟 失圖像。解決這一問(wèn)題有以下三種方法。 (1) 幀同步器法。 圖314 幀同步器工作原理 圖315 臺(tái)從鎖相 (2) 臺(tái)從鎖相。 有外來(lái)信號(hào)時(shí)，本臺(tái)同步機(jī)發(fā)生器被外來(lái)信號(hào)鎖定， 當(dāng)外來(lái)信號(hào)中斷時(shí)， 同步信號(hào)發(fā)生器自動(dòng)轉(zhuǎn)為內(nèi)鎖相； (3) 臺(tái)主鎖相。 外來(lái)節(jié)目源的各種同步信號(hào)鎖定在本臺(tái)同步機(jī)所產(chǎn)生 的各種信號(hào)的頻率和相位上。 3.4.2 射頻電視信號(hào)的形成 視頻全電視信號(hào)（包括伴音信號(hào)）只有經(jīng)過(guò)調(diào)制和混頻，形 成射頻全電視信號(hào)，才能發(fā)射。 1. 地面廣播電視系統(tǒng)射頻電視信號(hào)的

11、形成 (1) 使用頻段。 視頻圖像信號(hào)具有6MHz的帶寬，因此，地面廣 播電視系統(tǒng)使用的頻段應(yīng)選在超短波范圍。 我國(guó)規(guī)定廣播電視系統(tǒng)選用： 甚高頻（VHF）頻率范圍：15頻道：48.592MHz 612頻道：167223MHz， 超高頻（UHF）：1368頻道，470958MHz； 有線電視系統(tǒng)：增補(bǔ)頻道Z1Z5（5和6頻道的間隙） Z9Z16（12和13頻道的間隙） (2) 調(diào)制方式。 在地面廣播電視系統(tǒng)中，頻帶擁擠是主要矛盾，提高 接收信號(hào)的質(zhì)量可用加大電視臺(tái)發(fā)射功率的辦法來(lái)解 決。因此，圖像信號(hào)的調(diào)制用調(diào)幅方法，為了減小頻 帶且不過(guò)多增加電視系統(tǒng)的復(fù)雜性，圖像信號(hào)的調(diào)制 用VSB調(diào)幅。

12、圖像信號(hào)的殘留邊帶調(diào)幅（VSB）。 調(diào)幅原理： 低頻調(diào)制信號(hào)： （06M視頻帶寬） 高頻載波信號(hào)： 調(diào)幅信號(hào)： 三種頻率：載波、下邊頻、上邊頻 111 sin m uut sin ppmp uut 1 11 1sinsin 11 sincoscos 22 pmp pmppmppmp uumatt utmautmaut 殘留邊帶方式： 發(fā)送一個(gè)完整的上邊帶和一小部分下邊帶，抑制大部分另一下 邊帶。 Fp0.75M雙邊帶-圖像信號(hào)的低頻比高頻能量增大 一倍。 1.25M6M單邊帶 0.75到1.25MHz的頻率成分處于過(guò)渡狀態(tài); 圖316 殘留邊帶調(diào)幅的幅頻特性 伴音載頻比圖像載頻高6.5MHZ；

13、 發(fā)送一個(gè)完整的上邊帶和一小部分下邊帶，抑制大部 分的另一下邊帶； 殘留邊帶方式的優(yōu)點(diǎn)：已調(diào)信號(hào)的頻帶較窄；易解調(diào)； VSB是不均衡調(diào)制：圖像信號(hào)中低于0.75MHz成分，具 有雙邊帶特性，經(jīng)峰值包絡(luò)檢波輸出信號(hào)振幅較大； 1.256MHz的成分，具有單邊帶特性，經(jīng)峰值包絡(luò)檢 波輸出信號(hào)振幅減半，這樣，低頻分量振幅較大，使 圖像對(duì)比度增加，但高頻分量跌落會(huì)使圖像清晰度下 降。 要求接收機(jī)的幅頻特性如下圖： 圖317 接收機(jī)中放幅頻特性 圖像信號(hào)采用單極性信號(hào)； 負(fù)極性調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)： 同步脈沖頂對(duì)應(yīng)于圖像發(fā)射極輸出功率最大值，一般 情況下，圖像中亮的部分比暗的面積大；所以負(fù)極性 調(diào)制平均功率比峰值

14、功率小，工作效率高； 傳輸過(guò)程中，當(dāng)有脈沖疊加在調(diào)幅信號(hào)上時(shí)，對(duì)正極 性調(diào)幅呈現(xiàn)亮點(diǎn)，易被人眼察覺(jué)；負(fù)極性調(diào)幅，干擾 脈沖仍為高電平，解調(diào)后呈現(xiàn)黑點(diǎn)，人眼對(duì)暗點(diǎn)不敏 感。 便于將同步頂用作基準(zhǔn)電平進(jìn)行自動(dòng)增益控制。 圖318 負(fù)極性射頻圖像信號(hào) 伴音信號(hào)的調(diào)頻。 伴音頻率范圍在50Hz到15KHz。我國(guó)規(guī)定伴音已調(diào)信號(hào) 的最大頻偏為50KHz，所以已調(diào)伴音信號(hào)的帶寬為： B=2(fm+Fmax)=2(50+15)=130kHz (31) 電視伴音一般頻帶為0.5MHz，電視廣播系統(tǒng)中規(guī)定伴 音載波頻率比圖像載波高6.5MHz； 圖319 已調(diào)伴音信號(hào)的頻譜 (3) 射頻全電視信號(hào)的頻譜及頻道劃

15、分。 視頻圖像信號(hào)和伴音信號(hào)分別對(duì)圖像載頻和伴音載頻進(jìn) 行VSB調(diào)幅和調(diào)頻后形成射頻全電視信號(hào)；總帶寬 8MHz；以8MHz為間隔，我國(guó)電視頻道在VHF和UHF 頻段共有68個(gè)頻道。 92167MHz、566606MHZ的部分供調(diào)頻廣播和無(wú)線 電通信使用，在開(kāi)路電視系統(tǒng)中不安排電視頻道，但 在有線電視中常設(shè)置有增補(bǔ)頻道。 圖320 射頻全電視信號(hào)的頻譜 表31 我國(guó)電視頻道的劃分表 伴音始終比圖像載頻高6.5MHz 頻道帶寬的下線始終比圖像載頻fp低1.25MHz，上線比 伴音載頻fs高0.25MHz 各頻道的本機(jī)振蕩頻率始終比圖像載頻高38MHz，比 伴音載頻高31.5MHz 92167MH

16、z，566606MHZ的部分供調(diào)頻廣播和無(wú)線 電通信使用；開(kāi)路電視系統(tǒng)中不安排電視頻道，但在 有線電視中常設(shè)置有增補(bǔ)頻道； 中心頻率及所對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)是估算天線尺寸和調(diào)試 接收機(jī)的重要參數(shù)； 2. 衛(wèi)星廣播電視射頻電視信號(hào)的形成 (1)頻段劃分。 微波頻段頻率高,波長(zhǎng)短,可使星上和地面的天線 尺寸大大減小,增益提高,方向性增強(qiáng),從而減小衛(wèi)星的體 積和重量,降低對(duì)發(fā)射功率的要求,且可防止對(duì)鄰近區(qū)域 的干擾 微波頻段不易受大氣擾動(dòng)噪聲的影響 微波能穿過(guò)電離層 無(wú)線電業(yè)務(wù)已占用較低頻率,而微波頻段相對(duì)比較 “空閑”。 表32 衛(wèi)星廣播下行頻段 前三個(gè)頻段為目前BSTV可供使用的頻段 0.7GHz和2

17、.5GHz頻段的電波傳輸性能較好，但由于頻 段窄，容納的頻道不多， Ku波段12GHz的電波傳輸性能受雨雪衰減較大，地面 接收設(shè)備造價(jià)很高，可容納的頻道數(shù)較多 目前我國(guó)采用C波段的BSTV； 表33 我國(guó)C波段頻道劃分 頻道帶寬19.18MHz，而B(niǎo)STV的頻道帶寬為27MHz， 因此，相鄰頻道重疊，有效輻射區(qū)產(chǎn)生干擾； 鄰國(guó)、鄰地區(qū)常用不同頻道和不同極化波進(jìn)行衛(wèi)星電 視廣播；例如，C波段，奇數(shù)頻道采用垂直極化波，偶 數(shù)頻道采用水平極化波 (2) 調(diào)制方式。 FMFM方式。 PCMFDMFM方式。 MAC方式。 (3) 衛(wèi)星電視信號(hào)的能量擴(kuò)散。 表34 幾種MAC制的性能指標(biāo) 3.5 電視信號(hào)

18、的發(fā)射電視信號(hào)的發(fā)射（高頻無(wú)線電波）（高頻無(wú)線電波） 3.5.1 電視發(fā)射機(jī) 1.電視發(fā)射機(jī)的種類(lèi) 電視發(fā)射機(jī)的種類(lèi)主要根據(jù)電視圖像發(fā)射機(jī)的分 類(lèi)方法不同而有各種命名。就圖像發(fā)射機(jī)而言,可以有 多種分類(lèi)。 1）按照工作頻率范圍分，有VHF電視發(fā)射機(jī)和UHF電視 發(fā)射機(jī) 2）按照輸出功率的大小分，有小型電視發(fā)射機(jī)（1KW以 下），中型電視發(fā)射機(jī)（110KW），大型電視發(fā)射機(jī) （10KW以上） 3）按照?qǐng)D像信號(hào)的調(diào)制形式分，有直接調(diào)制式，中頻調(diào) 制式，目前的電視發(fā)射機(jī)都采用中頻調(diào)制式 4）按照放大方式分，有雙通道電視發(fā)射機(jī)和單通道電視 發(fā)射機(jī) 2. 電視發(fā)射機(jī)的組成及工作原理 電視發(fā)射機(jī)由圖像發(fā)射

19、機(jī)和伴音發(fā)射機(jī)組成。目 前,常用的中頻調(diào)制電視發(fā)射機(jī)有兩種形式,即雙通道電 視發(fā)射機(jī)和單通道電視發(fā)射機(jī),如圖321所示。 圖321 電視發(fā)射機(jī)的組成框圖 (a)雙通道電視發(fā)射機(jī) (b)單通道電視發(fā)射機(jī) 對(duì)中頻載波fpI 調(diào)幅形成雙邊 帶中頻圖像信 號(hào) VSB圖像信 號(hào) 中頻伴音 射頻伴音 射頻圖像 射頻信號(hào) 3. 電視發(fā)射機(jī)的主要指標(biāo) 根據(jù)我國(guó)的電視標(biāo)準(zhǔn),電視發(fā)射機(jī)有以下主要指標(biāo): 標(biāo)稱射頻頻道寬度:8MHz 伴音載頻與圖像載頻的頻距:6.5MHz 頻道下限與圖像載頻的頻距:-1.25MHz 圖像信號(hào)主邊帶主邊帶標(biāo)稱帶寬:6MHz 圖像信號(hào)VSB標(biāo)稱帶寬:0.75MHz。 圖像信號(hào)調(diào)制方式及調(diào)

20、制極性:振幅調(diào)制負(fù)極性 伴音調(diào)制方式:調(diào)頻,fm=50kHz,預(yù)加重時(shí)常數(shù)為 50s。 圖像發(fā)射機(jī)與伴音發(fā)射機(jī)的功率比:10 115 1, 這是為圖像發(fā)射機(jī)與伴音發(fā)射機(jī)有相同的覆蓋范圍設(shè) 置的 3.5.2 電視發(fā)射天線 電視發(fā)射天線,根據(jù)頻段的不同,主要分為VHF天線 和UHF天線兩大類(lèi)。 在實(shí)際中,常常使用多層蝙蝠翼天線。多層蝙蝠翼 天線在水平面內(nèi)的方向圖與單層的基本相同,近似為一 個(gè)圓。在垂直方向上,方向圖與層數(shù)有關(guān)，層數(shù)越多,垂 直方向性越尖銳,增益提高,遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)增加。多層蝙蝠翼天 線的增益通常由下式確定: 1.22 S GN (32) N為層數(shù)，為頻道中心波長(zhǎng)，S為兩層振子中心間距。 圖

21、322 蝙蝠翼天線結(jié)構(gòu) 這樣的天線，頻帶寬、方向性和增益都較好，比較適合 做電視發(fā)射天線； 3.6電視信號(hào)的無(wú)線傳輸及擴(kuò)大電視電視信號(hào)的無(wú)線傳輸及擴(kuò)大電視 覆蓋范圍的方法覆蓋范圍的方法 3.6.1 電視信號(hào)的無(wú)線傳輸 1.電視信號(hào)的傳播特性 (1)視距傳播。 電視信號(hào)屬于超短波波段，頻率高，波長(zhǎng)短，傳播方 式主要為空間波傳播，沿直線方向傳播到直接可見(jiàn)的 地方，即視距傳播； 視距(最大直視距離)與發(fā)射天線和接收天線的高度有 關(guān)。設(shè)發(fā)射天線和接收天線的高度分別為h1和h2,則視 距d為 12 3.57()()dhhkm(33) 式中,h1和h2以m為單位。實(shí)際上,大氣層對(duì)電波會(huì) 有一定的折射作用,

22、從而會(huì)改變視距的大小。在正常折 射時(shí),有效傳播距離d比視距會(huì)稍遠(yuǎn)些,近似為 (2) 多徑傳播。 電視信號(hào)經(jīng)地面或遇到障礙物會(huì)產(chǎn)生反射，直射信號(hào)和反射信號(hào) 在接收天線上相互影響，形成多徑傳輸； (3) 繞射傳播。 電視信號(hào)的繞射能力很弱，特別是UHF頻段，幾乎沒(méi)有繞射能力； 因此，在高大建筑物后面常常會(huì)形成“陰影區(qū)”。在“陰影區(qū)” 電視信號(hào)的接收能力很差； 12 4.12()()dhhkm (34) 2. 電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的估算 接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)可用下式來(lái)估算: 3 1 2 3462 sin()10(/) PGhh EV m rr (35) 表35 圖像質(zhì)量與接收?qǐng)鰪?qiáng)關(guān)系表 3.6.2 擴(kuò)大電視覆蓋范圍的

23、方法 1.微波中繼 微波中繼又稱微波接力,它是在電視廣播傳送途中, 建立許多微波中繼(接力)站,利用微波,把電視信號(hào)一站 一站地傳送。 微波中繼有以下優(yōu)點(diǎn): 直射性好。微波的波長(zhǎng)非常短,在cm或mm數(shù)量級(jí), 因此,其直射性能很好。 傳輸信號(hào)質(zhì)量高。微波線路傳送的電視信號(hào)的質(zhì) 量比用短波或超短波傳送的質(zhì)量要高。這是由于微波 的直射性好,性能穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng),且微波中繼線路通 常為專(zhuān)用線路。 可雙向傳輸。雙向傳輸可以實(shí)現(xiàn)中央臺(tái)和地方臺(tái) 的各種電視節(jié)目的雙向交流,而不互相影響。 圖323 微波接力信道的構(gòu)成 1）微波接力信道由端站、中繼站、傳輸空間組成（3-23）； 2）端站設(shè)置在整個(gè)接力線路的兩

24、端，它只有一個(gè)傳輸方向，是通信 線路的始點(diǎn)和終點(diǎn)； 端站由電視調(diào)制解調(diào)機(jī)、微波收發(fā)信機(jī)、天線系統(tǒng)組成； 收發(fā)公用同一副拋物線天線，采用不同頻率和不同極化方式； 3）中繼站的主要作用是放大所傳輸?shù)碾娨曅盘?hào)，補(bǔ)償信號(hào)在傳輸過(guò) 程中的衰減，同時(shí)還要向兩個(gè)方向轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，將收到的信號(hào)經(jīng)過(guò) 變頻、放大等處理再送至下一個(gè)接力站； 中繼站裝有兩部收發(fā)信機(jī)，對(duì)兩個(gè)方向都有收發(fā)功能，因此，中 繼站可看成兩個(gè)端站的相背設(shè)置； 圖 324微波接力站結(jié)構(gòu) (a)端站 (b)中繼站 微波中繼的缺點(diǎn)： 中繼站數(shù)目多，中間環(huán)節(jié)多，中繼設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)昂 貴； 3.6.2 擴(kuò)大電視覆蓋范圍的方法 2. 電視差轉(zhuǎn) 電視差轉(zhuǎn)是電視差

25、頻轉(zhuǎn)播的簡(jiǎn)稱,它也是一種電視 中繼或轉(zhuǎn)播措施。電視差轉(zhuǎn)的主要功能是將接收到的 主臺(tái)(或稱骨干臺(tái))某頻道的電視節(jié)目,經(jīng)過(guò)差轉(zhuǎn)機(jī)的頻 率變換、放大后,再用另一頻道發(fā)射出去,從而擴(kuò)大主臺(tái) 的覆蓋范圍或服務(wù)面積。 差轉(zhuǎn)臺(tái)主要是以接收中心發(fā)射臺(tái)或主轉(zhuǎn)播臺(tái)發(fā)射的電 視信號(hào)為信號(hào)源； 優(yōu)點(diǎn)：1）適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)某一地區(qū)的特點(diǎn)、用戶的多 少以及用戶的分布情況來(lái)選擇差轉(zhuǎn)機(jī)的功率、規(guī)模、 臺(tái)址； 2）建差轉(zhuǎn)臺(tái)的費(fèi)用較低，易于管理； 缺點(diǎn)：利用差轉(zhuǎn)臺(tái)傳送電視信號(hào)，是超短波傳送，受天 氣影響較大，覆蓋范圍不太穩(wěn)定，對(duì)轉(zhuǎn)播質(zhì)量有影響； 分類(lèi)： (1)一次變頻單通道差轉(zhuǎn)機(jī)。 本振： 本振頻率fL為接收頻道和發(fā)射頻道兩個(gè)圖

26、像或伴音載 頻之差； 電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但由于收發(fā)隔離度差，容易 產(chǎn)生收發(fā)干擾；特別是當(dāng)發(fā)射頻道較低時(shí)，本振頻率 也較低，其諧波成分容易落入發(fā)射頻道中，造成圖像 的網(wǎng)紋干擾，影響接收效果； LPTPRSTSR fffff 圖325 一次變頻單通道差轉(zhuǎn)機(jī)框圖 主臺(tái)信號(hào) 另一頻 道信號(hào) (2)二次變頻單通道差轉(zhuǎn)機(jī)。 先將接收頻道的高頻信號(hào)變成中頻信號(hào)，然后再由中 頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成發(fā)射頻道的高頻信號(hào)，再由天線發(fā)射出 去； 二次變頻差轉(zhuǎn)機(jī)需要兩個(gè)本振信號(hào)，且都比接收信號(hào) 或發(fā)射信號(hào)高一個(gè)中頻，這樣，才能保證差轉(zhuǎn)后的射 頻電視信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)不變； 圖326 二次變頻單通道差轉(zhuǎn)機(jī)框圖 高頻信號(hào) 中頻信號(hào)

27、高頻信號(hào) 優(yōu)點(diǎn)：1.本振頻率高，其諧波不易造成網(wǎng)紋干擾； 2.中頻頻率低，中放可高增益工作，也便于進(jìn)行 自動(dòng)增益AGC調(diào)節(jié)； 缺點(diǎn)：二次變頻差轉(zhuǎn)機(jī)的結(jié)果復(fù)雜，成本較高； (3)二次變頻雙通道差轉(zhuǎn)機(jī) 將圖像信號(hào)和伴音信號(hào)分別進(jìn)行處理的差轉(zhuǎn)機(jī)稱為雙 通道差轉(zhuǎn)機(jī)； 圖327 二次變頻雙通道差轉(zhuǎn)機(jī)框圖 雙通道差轉(zhuǎn)機(jī)的特點(diǎn): 圖像信號(hào)和伴音信號(hào)分開(kāi)處理,互調(diào)失真小 分開(kāi)處理的圖像信號(hào)和伴音信號(hào)與原來(lái)的電視信 號(hào)相比,頻帶變窄,易于處理 對(duì)功放的要求降低 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高。 3.6.2 擴(kuò)大電視覆蓋范圍的方法 衛(wèi)星電視廣播 利用地球同步衛(wèi)星作為傳遞電視信號(hào)的中繼站； 覆蓋面更大。 同步衛(wèi)星距地面很高，相對(duì)

28、于極大地提高了電視發(fā)射天線的高度； 轉(zhuǎn)播電視節(jié)目質(zhì)量高。 電視信號(hào)在衛(wèi)星和地面站之間直接傳送，省去了中間環(huán)節(jié)，避免了地 形、地物等干擾；且衛(wèi)星電視廣播都采用調(diào)頻制，抗干擾能力強(qiáng)； 費(fèi)用低。 要達(dá)到同樣的覆蓋面積，建造衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的投資只是地面中繼 站的幾分之一； 適應(yīng)性強(qiáng)。 衛(wèi)星電視廣播不受地理?xiàng)l件的限制，可以使條件特別惡劣的地區(qū) 也能收看到電視廣播節(jié)目； 效率高。 衛(wèi)星電視廣播采用調(diào)頻制，帶寬寬，在相同信噪比條件下，比地 面調(diào)幅電視廣播節(jié)省幾十倍的功率，效率較高； 缺點(diǎn)：衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的損壞將會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)停止工作，衛(wèi)星的壽命也 較短，一般只有六七年； 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)主要由地面發(fā)射站和測(cè)控站

29、、衛(wèi)星星 體、地面接收網(wǎng)組成； 圖328 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)組成 (1) 衛(wèi)星地面站。 衛(wèi)星地面站主要指上行發(fā)射站與測(cè)控站； 上行發(fā)射站有主發(fā)射站和移動(dòng)站兩種，其主要任務(wù)就是把電視中心的節(jié)目 或某地區(qū)的實(shí)況節(jié)目送給廣播衛(wèi)星，同時(shí)接收衛(wèi)星發(fā)回的電視廣播節(jié) 目，以便監(jiān)視節(jié)目播出的情況和質(zhì)量； 上行發(fā)射站可以有多個(gè)，其中主發(fā)射站是固定的發(fā)射中心； 測(cè)控站通常與主發(fā)射站設(shè)在一起，統(tǒng)稱主發(fā)控站； 主要任務(wù)是遙測(cè)及遙控：對(duì)衛(wèi)星在空間的位置、姿態(tài)、工作狀態(tài)進(jìn)行遙測(cè)， 對(duì)測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行分析；必要時(shí)進(jìn)行遙控，以保證衛(wèi)星正常工作； 圖329 主發(fā)控站簡(jiǎn)化框圖 (2) 衛(wèi)星星體。 是衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)的核心，也是技術(shù)難

30、度最大的部分； 主要由轉(zhuǎn)發(fā)器、天線、星載電源（太陽(yáng)能電池）、控制（定位控制、熱 控制）系統(tǒng)等組成； 轉(zhuǎn)發(fā)器是完成衛(wèi)星電視廣播的最重要的組成部分，它有兩種形式：中頻 變換式和直接變換式； 中頻變換式是先將接收到得上行頻率信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)，經(jīng)中頻放大后 再轉(zhuǎn)換為下行頻率信號(hào)，通過(guò)天線向地面發(fā)射； 直接變換式是將接收到上行頻率信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為下行頻率信號(hào)，經(jīng)放大 后再向地面發(fā)射； 直接變換式只經(jīng)過(guò)一次頻率變換，因而系統(tǒng)部件少，寄生信號(hào)少，可靠 性高，因此，用得比較普遍； 圖330 直接變換式轉(zhuǎn)發(fā)器框圖 (3) 地面接收網(wǎng)。 一種供轉(zhuǎn)播用；它是用較大口徑的拋物面天線和專(zhuān)業(yè)用高靈敏度 衛(wèi)星廣播接收機(jī)，把接

31、收到的微弱信號(hào)放大、解調(diào)后，作為地面 發(fā)射機(jī)或差轉(zhuǎn)機(jī)的調(diào)制信號(hào)。 另一種是集體接收形式，它是將衛(wèi)星電視信號(hào)接收下來(lái)，把它變 成中頻（1GHz）或者UHF（FM）信號(hào)，再分配給用戶，也可以 把衛(wèi)星電視信號(hào)解調(diào)后，再用地面廣播電視一樣的調(diào)制方法解調(diào)， 然后分配給各用戶； 第三種是家庭直接接收衛(wèi)星電視節(jié)目，即個(gè)體接收形式，它是在 普通家用電視機(jī)前加一個(gè)小型拋物面天線、一個(gè)室外微波頭、一 個(gè)室內(nèi)單元； 電視轉(zhuǎn)播臺(tái)也是一種擴(kuò)大電視覆蓋范圍的有效方法； 它是指信號(hào)源由靠近的電視發(fā)射臺(tái)或微波中繼站或衛(wèi)星 提供的發(fā)射臺(tái)，其組成與電視發(fā)射臺(tái)類(lèi)似，但增設(shè)了 接收天線和接收機(jī)。接收機(jī)對(duì)微波中繼或衛(wèi)星電視信 號(hào)通常要進(jìn)行解調(diào)，而對(duì)其他信號(hào)一般不進(jìn)行解調(diào)就 直接差轉(zhuǎn)； 3.7 電視信號(hào)的接收電視信號(hào)的接收 電視信號(hào)的接收就是利用電視接收機(jī)對(duì)空中的無(wú)線電視 信號(hào)的恢復(fù)、再現(xiàn)的過(guò)程，它是廣播電視系統(tǒng)的最后 環(huán)節(jié)； 根據(jù)接收信號(hào)的不同，可以分為兩種情況：地面廣播電 視信號(hào)的接收和衛(wèi)星廣播電視信號(hào)