電視信號(hào)的傳輸與接收

電視原理

第五章電視信號(hào)的傳輸與接收5.1播送電視系統(tǒng)概述

電視系統(tǒng)可分為播送電視系統(tǒng)與應(yīng)用電視系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)與無(wú)線電視系統(tǒng)、模擬電視系統(tǒng)與數(shù)字電視系統(tǒng)、普通電視系統(tǒng)與高清晰度電視系統(tǒng)、單業(yè)務(wù)電視系統(tǒng)與多業(yè)務(wù)電視系統(tǒng)等。播送電視系統(tǒng)一般采用無(wú)線電方式進(jìn)行信號(hào)傳輸,因此,它也稱為無(wú)線電視系統(tǒng)或開路電視系統(tǒng)。電視系統(tǒng)利用信道可將某地的景像和聲音在異地再現(xiàn)。

節(jié)目

采編、制播遠(yuǎn)距離傳輸本地發(fā)射/分配接入本地用戶接收播送電視技術(shù)系統(tǒng)基本構(gòu)成示意圖現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)源電臺(tái)、電視臺(tái)光纜干線網(wǎng)衛(wèi)星微波有線廣播電視分配網(wǎng)無(wú)線發(fā)射臺(tái)有線用戶無(wú)線用戶

播送電視系統(tǒng)可分為三大局部，即電視發(fā)射系統(tǒng)；電視傳輸系統(tǒng)；電視接收系統(tǒng)。本章以電視信號(hào)為主線，介紹播送電視系統(tǒng)中信號(hào)的產(chǎn)生、信號(hào)的處理、信號(hào)的形成、信號(hào)的發(fā)射、信號(hào)的傳輸及信號(hào)的接收這一全過程。2023/6/16地面播送過程演示

5.2彩色電視攝像機(jī)

彩色電視攝像機(jī)的基本組成〔3大局部〕

①攝像機(jī)頭——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)處理局部——模擬視頻信號(hào)處理：黑斑校正、增益提升、白平衡調(diào)節(jié)、雜散光校正、黑電平調(diào)整、γ校正和預(yù)彎曲等；數(shù)字信號(hào)處理：A/D轉(zhuǎn)換、三維濾波、輪廓校正、彩色校正、精細(xì)的γ校正、白壓縮等。 ③編碼器、同步機(jī)和彩條信號(hào)發(fā)生器〔高級(jí)攝像機(jī)還有微處理機(jī)單元〕2023/6/16圖像的攝取并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過程演示

5.3電視信號(hào)的處理

5.3.1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5―8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)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〕5.直流恢復(fù)6.灰度校正〔γ校正〕7.彩色校正8.時(shí)基校正5.3.2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。①快切換。②慢切換?！?〕劃變。

〔3〕鍵控。

〔4〕字幕疊加。

〔5〕數(shù)字特技。①圖像的放大與縮小。②油畫效果。③瓷磚效果。④畫面凍結(jié)。⑤裂像效果。⑥鏡像效果。⑦倒影。⑧多畫面與畫中畫〔PIP〕。⑨三維特技效果。5.4電視信號(hào)的形成

5.4.1視頻全電視信號(hào)的形成攝像機(jī)輸出的三基色信號(hào)，經(jīng)過各項(xiàng)校正后與各種同步信號(hào)一起送入編碼器，再經(jīng)過一系列的處理后形成彩色全電視信號(hào)。電視臺(tái)在進(jìn)行節(jié)目聯(lián)播或作實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí),本臺(tái)的彩色電視同步機(jī)要產(chǎn)生七種同步信號(hào)：行推動(dòng)H、場(chǎng)推動(dòng)V、復(fù)合同步S、復(fù)合消隱A、副載波F、色同步脈沖K和PAL識(shí)別脈沖P。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,甚至喪失圖像。解決這一問題有以下三種方法：

〔1〕幀同步器法-A/D轉(zhuǎn)換,用本臺(tái)同步信號(hào)。

〔2〕臺(tái)從鎖相-本臺(tái)同步機(jī)受外來(lái)信號(hào)鎖定。

〔3〕臺(tái)主鎖相-將外來(lái)同步信號(hào)鎖定在本臺(tái)同步機(jī)上。

5.4.2射頻電視信號(hào)的形成播送電視系統(tǒng)中，視頻全電視信號(hào)只有經(jīng)過調(diào)制，形成射頻全電視信號(hào)，才能發(fā)射出

1.地面播送電視系統(tǒng)射頻電視信號(hào)的形成

〔1〕使用頻段。超短波：甚高頻Ⅰ〔1~5頻道〕Ⅲ〔6~12頻道〕超高頻U〔13~68頻道〕

〔2〕調(diào)制方式。①圖像信號(hào)采用殘留邊帶調(diào)幅方式。就是發(fā)送一個(gè)完整的上邊帶和一小局部下邊帶。演示優(yōu)點(diǎn)：在圖像載波處的濾波器易實(shí)現(xiàn)〔比單邊帶變化緩慢〕。缺點(diǎn)：是一種不平衡調(diào)制，會(huì)使高頻分量跌落1/2。圖3―16殘留邊帶調(diào)幅的幅頻特性（49.75）（56.25）單邊帶圖3―17接收機(jī)中放幅頻特性··3831.533.5738·33.57··31.5

多數(shù)國(guó)家采用負(fù)極性射頻圖像信號(hào).

負(fù)極性圖像信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)：抗脈沖干擾；便于用同步頭作基準(zhǔn)電平進(jìn)行自動(dòng)增益控制〔AGC〕；發(fā)射功率大。圖3―18圖3―19已調(diào)伴音信號(hào)的頻譜②伴音信號(hào)采用調(diào)頻方式。帶寬：B=2〔Δfm+Fmax〕=2〔50+15〕=130kHz〔3―1〕6.5···fK··fK6.5·伴音鑒頻〔解調(diào)〕曲線圖3―20射頻全電視信號(hào)的頻譜〔3〕射頻全電視信號(hào)的頻譜及頻道劃分。甚高頻:Ⅰ〔1~5頻道〕圖像49.75-82.25MHZ；

伴音56.25-91.75MHZⅢ〔6~12頻道〕圖像168.25-216.25MHZ；

伴音174.75-222.75MHZ

超高頻：U〔13~68頻道〕圖像471.25-951.25MHZ；

伴音477.75-957.75MHZ

5.5電視信號(hào)的發(fā)射

fp(a)雙通道電視發(fā)射機(jī)(b)單通道電視發(fā)射機(jī)fp+fpI形成殘留邊帶圖像信號(hào).

圖3―21電視發(fā)射機(jī)的組成框圖

.2.電視發(fā)射機(jī)的主要指標(biāo)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)制極性：調(diào)幅制負(fù)極性

·伴音調(diào)制方式:調(diào)頻,最大頻偏：50kHz,預(yù)加重時(shí)間常數(shù)為50μs。

·圖像發(fā)射機(jī)與伴音發(fā)射機(jī)的功率比：10∶1～15∶1。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。蝙蝠翼天線結(jié)構(gòu)UHF頻段常常使用雙環(huán)天線。

3.6電視信號(hào)的無(wú)線傳輸

及擴(kuò)大電視覆蓋范圍的方法

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。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

實(shí)際上,大氣層對(duì)電波有一定的折射作用,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〔障礙物反射〕—造成右重影。

〔3〕繞射傳播〔繞射能力弱〕—造成陰影區(qū)〔弱信號(hào)區(qū)〕?！?―4〕2.電視信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的估算接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)由下式估算：〔3―5〕

場(chǎng)強(qiáng)=20㏒E〔dB〕

彩電生產(chǎn)線上調(diào)試時(shí)，通常用60dB場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)調(diào)高放AGC〔即60dB時(shí)高放AGC起控〕；用100dB場(chǎng)強(qiáng)信號(hào)檢查圖像是否失控。3.6.2擴(kuò)大電視覆蓋范圍的方法1.微波中繼微波中繼又稱微波接力,它是在電視播送傳送途中,建立多個(gè)微波中繼〔接力〕站,利用微波通信,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。這是由于微波的性能穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng)。雙向傳輸?？梢詫?shí)現(xiàn)臺(tái)與臺(tái)之間電視節(jié)目的雙向交流,且互不影響。2.電視差轉(zhuǎn)電視差轉(zhuǎn)—就是電視差頻轉(zhuǎn)播。電視差轉(zhuǎn)的主要功能是將接收到的主臺(tái)經(jīng)過差轉(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。

雙通道差轉(zhuǎn)機(jī)的特點(diǎn):·圖像信號(hào)和伴音信號(hào)分開處理,互調(diào)失真小；·分開處理的圖像信號(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〔雙功放各司其責(zé)〕；·結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高。3.衛(wèi)星電視播送

·覆蓋面更大。

·轉(zhuǎn)播電視節(jié)目質(zhì)量高。

·費(fèi)用低。

·適應(yīng)性強(qiáng)。

〔1〕衛(wèi)星地面站〔發(fā)射和測(cè)控站〕。

〔2〕衛(wèi)星〔同步衛(wèi)星〕。

〔3〕地面接收網(wǎng)〔轉(zhuǎn)播；集體接收；家庭接收〕。

5.7電視信號(hào)的接收

5.7.1地面播送電視信號(hào)的接收地面播送電視信號(hào)的接收就是家用播送電視接收機(jī)。播送電視接收機(jī)都具備兼容性,即彩色電視機(jī)可以接收黑白電視節(jié)目；黑白電視機(jī)可以接收彩色電視節(jié)目。盡管電視機(jī)正朝著數(shù)字化方向開展，但其基本的、主要的接收原理并未改變。

5.7.2衛(wèi)星播送電視信號(hào)的接收衛(wèi)星播送電視信號(hào)的接收需要專門的衛(wèi)星電視接收機(jī)。包括：接收天線、微