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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,電視接收機(jī)原理,電子,07,2010,年,7,月,Wednesday,November 27,2024,1,第一章 廣播電視的基本知識(shí),1.1,、圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過(guò)程,1.2,、電子掃描原理,1.3,、重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù),1.4,、黑白全電視信號(hào),1.5,、射頻全電視信號(hào),11/27/2024,2,1.1,圖像光電轉(zhuǎn)換的基本過(guò)程,電視是用電信號(hào)來(lái)傳送活動(dòng)圖像的，因此首先要把被傳送的圖像變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào),-,圖像的分解,(,光電轉(zhuǎn)換,),；,經(jīng)過(guò)信號(hào)通道的傳輸后，再將電信號(hào)還原成圖像,-,圖像的

2、復(fù)合,(,電光轉(zhuǎn)換,),。,11/27/2024,3,一、圖像的分解,-,光電轉(zhuǎn)換的過(guò)程,如果用放大鏡仔細(xì)觀察報(bào)紙上刊登的傳真照片，就可以發(fā)現(xiàn)它們是由許多大小不等、疏密不同的黑點(diǎn)子組成，而且點(diǎn)子越小、越密，畫面越細(xì)膩、清晰。,1,、幾個(gè)基本概念,-,像素、,圖像幀、,掃描,電視屏幕上的圖像也是由許多相互關(guān)聯(lián)、彼此配合、亮度相同或不同的小單元組成，這些構(gòu)成圖像的基本單元稱為,像素,。,（,1,）,像素,11/27/2024,4,一幅圖像要分解為多少個(gè)像素，才能使圖像具有令人滿意的清晰程度呢？,實(shí)際上，由于人眼視覺(jué)分辨力有一定的極限，一幅圖像大約有,40,萬(wàn),個(gè)像素時(shí)，就可以使圖像具有令人滿意的清

3、晰程度。,由于圖像是由像素構(gòu)成的，因此就可以通過(guò),順序傳遞像素,來(lái)達(dá)到傳送圖像的目的。,11/27/2024,5,（,2,）圖像幀,電視系統(tǒng)中把構(gòu)成一幅圖像的各像素傳送一遍稱為進(jìn)行了一個(gè)幀處理，或稱為傳送了一幀，每幀圖像由許多像素組成。,(3),掃描,將圖像變?yōu)轫樞騻魉偷碾娦盘?hào)，或?qū)㈨樞騻魉偷碾娦盘?hào)重新恢復(fù)成光圖像的過(guò)程稱為,掃描。,由于電視要傳送活動(dòng)的圖像，即圖像各個(gè)像素的亮度是隨時(shí)間不斷變化的，所以必須在一秒鐘內(nèi)傳送很多幅畫面，才會(huì)在屏幕上重現(xiàn)連續(xù)活動(dòng)的圖像。,我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一秒鐘傳送,25,幅畫面，既電視系統(tǒng)必須具有一秒鐘,1000,萬(wàn)個(gè)像素的掃描能力。這樣高的掃描速度，只有通過(guò),電

4、子掃描,的方法才能實(shí)現(xiàn)。,11/27/2024,6,2,、光電轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的器件是發(fā)送端的攝像管。下圖是光電導(dǎo)攝像管實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的示意圖。,它主要由光敏靶和電子槍兩部分組成。光敏靶是由光敏半導(dǎo)體材料制成的。景物通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像在光敏靶上。由于光像各部分的亮度不同,靶上各相應(yīng)部分的電導(dǎo)率發(fā)生了相應(yīng)的變化,與亮像素對(duì)應(yīng)的靶單元的電導(dǎo)較大,與暗像素對(duì)應(yīng)的靶單元的電導(dǎo)較小,于是將景物各像素亮度不同變成了靶面上電導(dǎo)不同,光像變成了“,電像,”,。,11/27/2024,7,電子槍的任務(wù)是發(fā)射電子束，電子束在聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的聯(lián)合作用下，按一定規(guī)律掃描靶上各點(diǎn)，當(dāng)電子束接觸到靶面某

5、點(diǎn)時(shí)，使電子槍陰極與信號(hào)板、負(fù)載和電源構(gòu)成一個(gè)回路，負(fù)載中有電流流過(guò)，其大小隨“光像”的亮暗而變化，完成了光電轉(zhuǎn)換過(guò)程。,11/27/2024,8,3,、正、負(fù)極性圖像信號(hào),上述攝取的圖像信號(hào)，符合像素越亮，對(duì)應(yīng)的輸出電平越低；像素越暗，對(duì)應(yīng)的輸出電平越高的光電轉(zhuǎn)換規(guī)律，稱之為負(fù)極性圖像信號(hào)。反之，稱為正極性圖像信號(hào)。,11/27/2024,9,二、圖像重現(xiàn)的過(guò)程,-,電光轉(zhuǎn)換,1,顯像管與電光轉(zhuǎn)換,顯像管是在接收端重現(xiàn)圖像的電真空器件，主要由電子槍、熒光屏、偏轉(zhuǎn)線圈等組成。,由陰極發(fā)射出的電子束，在偏轉(zhuǎn)線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)力作用下，按從左到右，從上到下的順序依次轟擊熒光屏。屏面上涂有熒光粉，在電

6、子束轟擊下熒光粉發(fā)光，其發(fā)光亮度正比于電子束攜帶的能量。,11/27/2024,10,若將攝像端送來(lái)的信號(hào)加到顯像管電子槍的陰極與柵極之間，就可以控制電子束攜帶的能量，使熒光屏的發(fā)光強(qiáng)度受圖像信號(hào)的控制，只要掃描速度足夠快,則利用熒光屏的余輝特性和人眼的視覺(jué)惰性,就可在屏幕上重現(xiàn)連續(xù)的圖像，實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換。,2,、同步,圖像重現(xiàn)時(shí)要求收發(fā)兩端保持同步的工作狀態(tài)。即要求收發(fā)兩端的掃描速率要相同，掃描位置一一對(duì)應(yīng)。,11/27/2024,11,1.2,電視掃描原理,一、電子掃描,1,、,電子束偏轉(zhuǎn)的基本原理,電視機(jī)中的電子掃描是通過(guò),電子束在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的。為了使電子束順序地掃過(guò)整

7、個(gè)屏幕,顯像管的管頸上要安裝兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈,一對(duì)是水平偏轉(zhuǎn)線圈,產(chǎn)生垂直磁場(chǎng)；一對(duì)是垂直偏轉(zhuǎn)線圈，產(chǎn)生水平磁場(chǎng)。,當(dāng)他們分別通以不同頻率的鋸齒波電流時(shí)，電子束在垂直磁場(chǎng)作用下，沿水平方向偏轉(zhuǎn)，即水平掃描；在水平磁場(chǎng)作用下，沿垂直方向偏轉(zhuǎn)，即垂直掃描；電子束在,兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈的共同作用下，完成從左到右、從上到下的全屏幕掃描，形成矩形光柵。,11/27/2024,12,11/27/2024,13,2,、電子掃描的,行,頻和幀頻,根據(jù)電影技術(shù)的實(shí)踐證明，傳送活動(dòng)圖像至少要每秒放映,24,幅瞬時(shí)拍攝的畫面，才能使人對(duì)放映后的圖像獲得平穩(wěn)的連續(xù)圖像的感覺(jué)。過(guò)低的幅頻將使圖像產(chǎn)生抖動(dòng)感。,在電視中，一幅圖像稱

8、為一幀，并規(guī)定每秒傳送,25,幀，即,幀頻為,25Hz,；,每幀圖像分成,625,行傳送，這樣每秒就傳送了,15625,行，即,行頻為,15625Hz,。,3,、電子掃描方式,-,逐行掃描和隔行掃描,在電視系統(tǒng)中，要使傳送的圖像清晰，并具有活動(dòng)、連續(xù)而又無(wú)閃爍感，則要求傳送頻率大于臨界閃爍頻率,47Hz,。,在,逐行掃描時(shí)，因?yàn)閽呙枰粠臅r(shí)間為,1/25s,，,時(shí)間較長(zhǎng)，使人產(chǎn)生畫面的閃爍效應(yīng)。為克服此現(xiàn)象，并且不增加信號(hào)帶寬，普遍采用,隔行掃描,的方法。,11/27/2024,14,隔行掃描,所謂隔行掃描，就是將每幀圖像分為兩場(chǎng)來(lái)傳送，這兩場(chǎng)分別稱為奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)。奇數(shù)場(chǎng)傳送,1,、,3,、

9、,5,、,奇數(shù)行；偶數(shù)場(chǎng)傳送,2,、,4,、,6,、,偶數(shù)行。世界各國(guó)均采用隔行掃描的掃描方式。,11/27/2024,15,隔行掃描的實(shí)現(xiàn),11/27/2024,16,二、我國(guó)廣播電視掃描參數(shù)（重點(diǎn)）,行頻,f,H,：,15625Hz,；,場(chǎng)頻,f,V,：,50 Hz,（,幀頻,25 Hz,）；,行周期,T,H,：,64s,場(chǎng)周期,T,V,：,20ms,行正程時(shí)間,T,HS,：,52s,場(chǎng)正程時(shí)間,T,VS,：,18.4 ms,行逆程時(shí)間,T,HR,：,12s,場(chǎng)逆程時(shí)間,T,VR,：,1.6 ms,每幀掃描行數(shù),Z,：,625,行,每場(chǎng)掃描行數(shù)：,312.5,行,11/27/2024,17

10、,1.3,、重現(xiàn)電視圖像的基本參數(shù),一、亮度、對(duì)比度和灰度,1,、亮度：就是人眼對(duì)光的明暗程度的感覺(jué)。,2,、對(duì)比度：客觀景物的最大亮度與最小亮度之比，稱為對(duì)比度。,對(duì)于重現(xiàn)的電視圖像，對(duì)比度不僅與顯像管的最大亮度和最小亮度有關(guān)，而且與環(huán)境亮度有關(guān)。顯然，環(huán)境越亮，對(duì)比度越低；環(huán)境越暗，對(duì)比度越高，圖像的黑白層次就越豐富。一般對(duì)比度達(dá)到,30-40,即可達(dá)到滿意的收看效果。,受到顯像管發(fā)光亮度的限制,，,重現(xiàn),的,圖像,無(wú)法,達(dá)到景物實(shí)際亮度,，,但只要能反映客觀景物的對(duì)比度和灰度，便可獲得滿意的效果。,11/27/2024,18,3,、灰度：圖像從黑到白之間的過(guò)渡色統(tǒng)稱灰色?；叶染褪菍⑦@一灰

11、色劃分成能加以區(qū)別的,層次數(shù),。,為了鑒別電視機(jī)所能恢復(fù)原圖像明暗層次的程度，電視臺(tái)發(fā)送一個(gè)十級(jí)灰度信號(hào)，電視機(jī)經(jīng)過(guò)調(diào)整后，在圖像中能區(qū)分的從黑到白的層次數(shù)，稱為該機(jī)具有的相應(yīng)級(jí)的灰度。一般只要達(dá)到六級(jí)即可。甲級(jí)和乙級(jí)電視機(jī)分別達(dá)到八級(jí)和七級(jí)灰度。,11/27/2024,19,1,4,黑白全電視信號(hào),黑白全電視信號(hào)由,“,圖像信號(hào),”,和確保掃描同步的,“,復(fù)合同步信號(hào),”,以及消除掃描逆程回掃線的,“,復(fù)合消隱信號(hào),”,等輔助信號(hào)而構(gòu)成的。,一、主體信號(hào),圖像信號(hào),1,圖像信號(hào),圖像信號(hào)是由攝像管將明暗不同的景像經(jīng)過(guò)電子掃描和光電轉(zhuǎn)換而得的電信號(hào)。五條由白灰黑而變化的圖像的圖線信號(hào)如圖,1-

12、13,所示（有正負(fù)極性之分），所示波形為一個(gè)行正程的對(duì)應(yīng)波形。一般來(lái)說(shuō)，圖像信號(hào)是隨機(jī)的，圖,(c),給出了一行的隨機(jī)的圖像信號(hào)的波形。,11/27/2024,20,圖像信號(hào)具有直流成分，其數(shù)值確定了圖象的背景亮度，是單極性信號(hào)。,對(duì)于一般活動(dòng)圖像，相鄰兩行或相鄰兩幀信號(hào)間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，信號(hào)差別極小，可近似認(rèn)為是周期信號(hào)。,2,、圖像信號(hào)的特征：,11/27/2024,21,二、,輔助信號(hào),1復(fù)合消隱信號(hào),在,圖像的分解,或,恢復(fù),的,掃描逆程,中,，,若不采取措施，將出現(xiàn)行,、,場(chǎng)回掃線，這將對(duì)正程所傳送的圖像起干擾作用。消除回掃線的方法是在行、場(chǎng)掃描的逆程期間，在攝像管與顯像管中分別加

13、入能使掃描電子束截止的消隱脈沖,，即,復(fù)合消隱脈沖或復(fù)合消隱信號(hào)。,發(fā)送端在發(fā)送圖像信號(hào)的同時(shí)，在逆程期間將消隱信號(hào)也發(fā)送出去。行、場(chǎng)消隱信號(hào)的電平等于圖像信號(hào)的黑色電平；行、場(chǎng)消隱信號(hào)的周期應(yīng)分別與行、場(chǎng)掃描周期相同；行、場(chǎng)消隱脈沖的寬度應(yīng)分別等于行、場(chǎng)掃描的逆程時(shí)間。即行消隱脈沖寬度為12,s，,場(chǎng)消隱脈沖寬度為1612,s。,11/27/2024,22,11/27/2024,23,2復(fù)合同步信號(hào),電視系統(tǒng)中,收、,發(fā)掃描必須嚴(yán)格同步，即收、發(fā)掃描對(duì)應(yīng)的行、場(chǎng)起始和終止位置必須嚴(yán)格一致，否則就會(huì)出現(xiàn)畫面失真或不穩(wěn)定現(xiàn)象,。,為了收、發(fā)同步的需要，電視發(fā)送端每當(dāng)掃描完一行時(shí)加入一個(gè)行同步脈沖

14、；每當(dāng)掃描完一場(chǎng)時(shí)加入一個(gè)場(chǎng)同步脈沖，它們分別在行與場(chǎng)逆程期間傳送，其寬度分別小于行、場(chǎng)逆程時(shí)間。我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，行同步脈沖寬度為4.7,s，,脈沖前沿滯后行消隱信號(hào)前沿約1.3,s；,場(chǎng)同步脈沖寬度為160,s（2.5,個(gè)行周期），脈沖前沿滯后場(chǎng)消隱信號(hào)前沿160,s。,在接收端必須先將這些行、場(chǎng)同步脈沖分離出來(lái)，用以分別控制接收機(jī)中的行、場(chǎng)掃描鋸齒波電流的周期和相位。這就可保證收、發(fā)雙方掃描電流的頻率和相位都相同，即可保證同步。圖1-15(,a),中給出了行、場(chǎng)同步信號(hào)，通常將行、場(chǎng)同步信號(hào)合稱為復(fù)合同步信號(hào)。,11/27/2024,24,11/27/2024,25,三、,黑白全電視信,

15、號(hào),1全電視信號(hào),構(gòu)成,將圖像信號(hào)、復(fù)合同步、復(fù)合消隱、槽脈沖和均衡脈沖等疊加，即構(gòu)成黑白全電視信號(hào)，通常也稱其為視頻信號(hào)。我國(guó)現(xiàn)行電視標(biāo)推規(guī)定：以負(fù)極性全電視的同步信號(hào)頂電平作為100；則黑色電平和消隱電平的相對(duì)幅度為75；白色電平相對(duì)幅度為1012.5；圖像信號(hào)電平介于白色電平與黑色電平之間。各脈沖的寬度為：行同步4.7,s；,場(chǎng)同步160,s(2.5,行，,H,表示行，,V,表示場(chǎng))；均衡脈沖2.35,s；,槽脈沖4.7,s；,場(chǎng)消隱脈沖1612,s；,行消隱脈沖12,s。,11/27/2024,26,2全電視信號(hào)的頻譜,全電視信號(hào)具有在06,MHz,范圍內(nèi)、離散分布的頻譜結(jié)構(gòu)。為了分析

16、問(wèn)題簡(jiǎn)單，常以圖,l-21,表示全電視信號(hào)的頻譜。,11/27/2024,27,1.5,射頻全電視信號(hào),一、射頻全電視信號(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，形成射頻全電視信號(hào)，才能發(fā)射出去。,1,、使用頻段。我國(guó)規(guī)定廣播電視系統(tǒng)選用的甚高頻（,VHF,）,頻率范圍為,48,223MHz,，,特高頻,(UHF),頻率范圍為,470,960MHz,。,2,、,調(diào)制方式。圖像信號(hào)的調(diào)制采用殘留邊帶調(diào)幅，伴音信號(hào)采用調(diào)頻方式,.,11/27/2024,28,圖像信號(hào)的殘留邊帶調(diào)幅。殘留邊帶調(diào)幅就是發(fā)送一個(gè)完整的上邊帶和一小部分下邊帶，抑制大部分的下邊帶。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，伴音載頻,f,S,比圖像載頻,f,P,高,6.5MHz,，距,f,P,為,-1.25MHz,處的最小衰減量為,20 dB,。,11/27/2024,29,伴音信號(hào)的調(diào)頻。電視廣播中伴音信號(hào)的頻率范圍在,50Hz,到,15kHz,之間。為了提高伴音信號(hào)的接收質(zhì)量，送往伴音發(fā)射機(jī)的伴音信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)頻,(FM),后變成寬帶信號(hào)。我國(guó)規(guī)定伴音己調(diào)信號(hào)的最大頻偏為,50kHz,（,調(diào)頻廣播為,75kHz,），,所以已