电视基础知识

1、电视原理与现代电视系统Principle of TVAnd Modern TV System/mzdefaul综述电视根底知识彩色电视制式与彩色电视信号广播电视系统电视接纳系统数字电视与高明晰度电视/mzdefaul概 述电视诞生的年代 电视开展的过程 电视的作用电视的未来第一章 电视根底知识 视广播系统与无线电广播系统 区别：a. 一样之处在于它们都是将信号调制到高频信号，即载波上；在接纳端再将其恢复。b. 不同的地方是电视系统除了要传送语音节目外，还要传送图像信号和扫描同步信号。11 电子扫描1.1.1 像素概念电视图像的构成：像素，40

2、多万；图像传送：顺序；扫描方式：逐行、隔行扫描，50次/S；扫描方向：自上而下，从左至右。传送活动图像要在发送端把亮度信息从空间、 时间的多维函数变成时间的单变量函数电信号。 假定在程度偏转线圈里经过如图2-1(a)所示的锯齿形电流， t1t2期间电流线性增长时， 电子束在垂直偏转磁场的作用下从左向右作匀速扫描叫做行扫描正程， t2时辰正程终了时， 电子束扫到屏幕的最右边。 t2t3期间偏转电流快速线性减小， 电子束从右向左迅速扫描， 叫做行扫描逆程， t3时辰逆程终了时， 电子束又回扫到屏幕的最左边。 电子束在程度方向往返一次所需的时间称为行扫描周期TH。 行扫描周期TH等于行正程时间THF

3、和行逆程时间THR之和。 行扫描周期的倒数就是行扫描频率fH。 假定在垂直偏转线圈里经过如图2-1(b)所示的锯齿形电流， 电子束在程度偏转磁场的作用下将产生自上而下， 再自下而上的扫描， 这样便构成帧扫描正程和逆程。 帧扫描的周期TZ等于帧正程时间TZF和帧逆程时间TZR之和。 帧扫描周期的倒数就是帧扫描频率fZ。 帧扫描频率fZ远低于行扫描频率fH。 假设把行偏转电流iH和帧偏转电流iZ同时分别加到程度和垂直偏转线圈里， 那么， 在程度偏转磁场和垂直偏转磁场共同作用下， 电子束同时沿程度方向和垂直方向扫描， 在屏幕上就显示出如图2-1c所示的光栅。 由于行扫描时间比帧扫描时间短得多， 整个

4、屏幕高度有600多条扫描线， 因此电视机的扫描线看起来是程度直线。 这种扫描方式从图像上端开场， 从左到右、 从上到下以均匀速度按照顺序一行紧跟一行地扫完全帧画面， 称为逐行扫描。 图 2-1 逐行扫描电流和光栅 (a) 行扫描电流； (b) 帧扫描电流； (c) 扫描光栅 逆程扫描线会降低图像质量， 故在行、 帧逆程期间用消隐脉冲截止扫描电子束， 使逆程扫描线消逝。 为了提高效率， 正程扫描时间应占整个扫描周期的大部分， 电视规范规定了行逆程系数和帧逆程系数： 在逐行扫描中， 一切帧的光栅都应相互重合， 这就要求帧扫描周期TZ是行扫描周期TH的整数倍， 也就是说每帧的扫描行数Z为整数， TZ

5、 =ZTH，fH=ZfZ。 2.1.2 隔行扫描 为了保证电视图像有足够的明晰度， 扫描行数需在600左右； 为了保证不产生闪烁觉得， 帧扫描频率应在48 Hz以上， 这样图像信号的频带就会很宽， 使设备复杂化。 隔行扫描在不添加带宽的前提下， 保证有足够的明晰度又防止了闪烁景象。 隔行扫描就是把一帧图像分成两场来扫： 第一场扫描1、 3、 5、 奇数行， 称为奇数场； 第二场扫描2、 4、 6、 偶数行， 称为偶数场。 每帧图像经过两场扫描， 一切像素全部扫完。 偶数场扫描线正好嵌在奇数场扫描线的中间， 如图2-2c所示。 我国电视规范规定， 每秒传送25帧， 每帧图像为625行， 每场扫描

6、312.5行， 每秒扫描50场。 场频为50 Hz， 不会有闪烁景象， 一帧由两场复合而成， 每帧画面仍为625行， 图像明晰度没有降低， 而频带却紧缩了一半。 图2-2a是行扫描电流波形， 图2-2b是场扫描电流波形。 为了简化， 图中未画出行、 场扫描的逆程时间。 一帧光栅由9行组成， 图2-2c中奇数场光栅用实线表示， 偶数场光栅用虚线表示。 奇数场终了时正好扫完第5行的前半行， 偶数场一开场扫第5行的后半行， 偶数场第一整行(第6行)起始时垂直方向正好扫过半行， 插在第1行和第2行的中间， 构成隔行扫描。 由此可见， 隔行扫描要将偶数场光栅嵌在奇数场光栅中间， 每帧的扫描行数必需是奇数

7、。 图 2-2 隔行扫描电流和光栅 (a) 行扫描电流； (b) 场扫描电流； (c) 扫描光栅 隔行扫描存在以下缺陷： (1) 行间闪烁效应 从电视图像整体来看， 隔行扫描后图像场频坚持在50 Hz， 高于临界闪烁频率， 观看时不会觉得到闪烁。 但当图像中有一行亮线时， 每秒只出现25次， 低于临界闪烁频率， 就会感到闪烁， 这叫行间闪烁。 (2) 并行景象 并行景象有真实并行和视在并行。 在隔行扫描中， 要求行、 场扫描频率坚持一定的关系， 否那么两场光栅不能均匀相嵌。 不均匀的极端是奇、 偶两场光栅重合， 称为真实并行， 这时图像明晰度会降低一半。 当图像上有一物体垂直方向运动速度恰好是

8、一场时间下移一行的间隔时， 该物体后一场图像与前一场一样， 当察看者的视野随运动物体挪动时， 看起来是两行并成了一行， 图像明晰度下降， 这被称为视在并行。 (3) 垂直边沿锯齿化景象 当图像上有物体程度方向运动速度足够大时， 因隔行分场传送， 相邻两行在时间上相差， 结果运动物体图像垂直边缘出现锯齿。 锯齿深度就是物体在一场时间内程度方向挪动的间隔。 1.2.4 视觉惰性 实验证明， 人眼的客观亮度觉得与客观光的亮度是不同步的。 当一定强度的光忽然作用于视网膜时， 不能在瞬间构成稳定的客观亮度觉得， 而是按近似指数规律上升； 当亮度忽然消逝后， 人眼的亮度觉得并不立刻消逝， 而是按近似指数规

9、律下降。 人眼的亮度觉得总是滞后于实践亮度的， 这一特性称为视觉惰性或视觉暂留。 图1-5(a)表示作用于人眼的光脉冲， 图1-5(b)表示该光脉冲呵斥的客观亮度觉得， 它滞后于实践的光脉冲。 光脉冲消逝后， 亮度觉得还要一段时间才干消逝。 图1-5(b)中t1t2就是视觉暂留时间。 在中等亮度的光刺激下， 视力正常的人视觉暂留时间约为0.1 s。 人眼遭到频率较低的周期性的光脉冲刺激时, 会感到一亮一暗的闪烁景象， 假设将反复频率提高到某个定值以上， 由于视觉惰性， 眼睛就觉得不到闪烁了。 不引起闪烁觉得的最低反复频率， 称为临界闪烁频率。 临界闪烁频率与很多要素有关， 其中最重要的是光脉冲

10、亮度， 随着光脉冲亮度的提高， 临界闪烁频率也会提高。 临界闪烁频率还与亮度变化幅度有关 亮度变化幅度越大， 临界闪烁频率越高。 人眼的临界闪烁频率约为46 Hz。 对于反复频率在临界闪烁频率以上的光脉冲， 人眼不再觉得到闪烁， 这时客观觉得的亮度等于光脉冲亮度的平均值。 图 1-5 人眼的视觉惰性 (a) 作用于人眼的光脉冲亮度；(b) 客观亮度觉得像素顺序传送表示图1.1.2 光电、电光转换显象管构造表示图1.1.3 电子扫描逐行扫描隔行扫描隔行扫描的图像扫描电流与重现图像关系a) 线性扫描，图像无失真b) 行扫描非线性失真，产生左伸、右缩的非线性失真c) 场扫描非线性失真，产生上拉、下压

11、的非线性失真1.2 黑白全电视信号1.2.1 主体信号：图像信号图像信号根本参数图像信号与特征1.2.2 辅助信号复合同步信号(行、场)复合消隐信号(行、场)槽脉冲与均横脉冲一、图象信号 图象信号是携带着一行行、一场场景物信息的电信号，通常它是由摄象管产生的。怎样画出某些特殊图象的信号波形呢？根据有两点：摄象管经电子束扫描将一幅图象的亮度分布进展象素分解，使之转变成按逐行逐场时间顺序陈列的电信号。摄象管某时辰输出的电流信号正比于该时辰电子束所扫描象素的亮度大小。例如电视台每天播发的一幅八条从白到黑宽度相等的垂直条图象，其特点是：1、图象信号的特征1、只需程度方向变化，而无垂直方向变化，所以它

12、是按行周期变化的。2、由于图象亮度只需正值而无负值，所以图象信号 也是单极性的。有直流。黑色的信号电平对应为零，灰色和白色的信号电平都是正值而无负值。 图象信号的极性在电路传送与处置过程中是经常变化的，如电路某处为正极性，经过一次放大倒相后，就变成负极性的了。为了方便起见，有如下规定：假设图象越亮，信号电平越高，那么称为正极性图象信号。反之假设信号电平随着图象亮度的添加而降低，那么称为负极性图象信号。 2 、图象的根本参量1、电视图象的亮度 这里是指图象的平均亮度。根据人眼视觉特性，并不要求电视图象恢复原来景物的亮度，这就给确定电视图象的亮度较大的自在度；但是不同的环境亮度要求电视图象具有不同

13、的平均亮度，以保证重显必需的对比度和亮度层次灰度，使人们长时间观看时不致于过分疲劳。 根据实践要求，电视图象的平均亮度应不小于30尼特，最大亮度应大于60150尼特。亮度的计量单位为nit或sb 1nit1cd烛光/平方米，1sb10000nit2、电视图象的对比度与灰度 图象中最亮处的亮度Bmax和最暗处亮度Bmin之比称为对比度K，即：KBmax/Bmin。当计及环境亮度B时的对比度。因此，观看电视时外界的杂散光线照射到屏幕上，就会使屏幕暗处的亮度添加而呵斥对比度下降。 电视图象是由许多亮度不同的象素组成的，图象从亮到暗之间的亮度层次称为灰度。假设能分辨的亮度层次越多，图象就显得越细腻、柔

14、和。普通来说，对比度K越大，图象黑白层次该当越丰富。另外，能分辨的黑白层次还受(对比度灵敏度阈)值的限制。研讨可知，人眼所能分辨的亮度层次与图象对比度的对数成比例，与对比度灵敏度阈成反比变化。 根据人眼视觉特性，对客观觉得来说，重现图象应与实践景物具有一样的对比度和灰度，这样，就能给人以真实觉得。 实践景物的对比度普通都不超越100。由于，在一定照度下，最白的募过于白石膏，其反向系数接近于1；最黑的募过于黑丝绒，其反射系数为0.01。因此为了不失真地传送图象，要求重现图象的对比度也为100。由于实践环境亮度的影响，所以重现图象的对比度往往达不到100，普通能到达3040也就称心了。二、辅助信号

15、1、复合消隐脉冲 电视系统中，正程期间传送图像信号，逆程期间不传送图像信号。因此，假设不采取措施，在运用电子束扫描的显像管中，电子束在逆程期间的扫描就会在屏幕上产生回扫线，从而对正程图像呵斥干扰，影响图像的明晰度。复合消隐脉冲的作用就是在行、场逆程期间使显像管中的扫描电子束截止，使其不干扰正程的图像信号。 复合消隐脉冲包括行消隐脉冲和场消隐脉冲。 行消隐脉冲：位于行逆程，宽度为12s ，作用是使摄象管的电子束在行逆程期间截止，抑制行逆程期间的回扫线电子束； 场消隐脉冲：位于场逆程，宽度为25TH+12 =1612s TH为行周期，64s ,作用是在场逆程期间使电子束截止，抑制场逆程期间的场回扫

16、电子束。从而防止它们对正常图象的干扰。 按时间顺序将行消隐脉冲序列和场消隐脉冲序列组合在一同称为复合消隐脉冲，如图以下图所示。 上图给出了负极性的复合消隐信号波形图。由于一帧电视信号的标称行数为奇数（625行），所以采用隔行扫描之后每场扫描行数均含有半行，这样一来，相邻两场间的行消隐和场消隐的相对位置会相差半行。因此，虽然行消隐脉冲以行周期（64s）重复，场消隐脉冲以场周期（20ms）重复，但复合消隐脉冲却以帧周期（40ms）重复。 消隐脉冲所处的信号电平值称为消隐电平。消隐电平既然要能截止电子束，所以其电平值至少应与黑电平一样，由于图像信号中黑电平可使显像管电子束完全截止，使荧光屏不发光。当

17、然，消隐电平也可以比黑电平更“黑一些，即在正极性图像信号中它比黑电平稍低些，在负极性图像信号中，它比黑电平稍高些。消隐电平与黑电平之间的差值称为台阶电平提升或肩电平提升。 复合消隐脉冲信号由专门设备产生，经过摄像机的视频处置电路与图像信号混合。2、复合同步 为了正确重现图像，要求收、发两端扫描必需严厉同步。为此，发送端在传送图像信号和复合消隐信号的同时，还要提供一种称为复合同步信号的脉冲信号。 电视发送端每当扫描完一行时参与一个行同步脉冲；每当扫描完一场时参与一个场同步脉冲，它们分别在行与场逆程期间传送，其宽度分别小于行、场逆程时间。 复合同步信号也分为行同步和场同步两部分，分别叠加在行、场消

18、隐脉冲之上，与消隐脉冲信号一同在逆程期间传送。在叠加后的信号中，同步电平比消隐电平偏离黑电平更远，即比消隐电平“更黑，这样可保证同步信号不影响消隐信号的任务。同步脉冲所处的电平称为同步电平，同步脉冲的幅度是在消隐电平的一侧占0.3V。所以，从同步电平到白电平，全电视信号的规范幅度规定为1.0VPP。 在接纳端必需先将这些行、场同步脉冲分别出来，用以分别控制接纳机中的行、场扫描锯齿波电流的周期和相位。换言之，只需当行、场同步脉冲到来时才开场行与场的回扫，这就可保证收、发双方扫描电流的频率和相位都一样，即可保证同步。 行同步信号每行一个，宽度小于12 ，我国规定为4.7s ，叠加在行消隐脉冲之上，

19、行同步前沿滞后行消隐前沿1.5s ，此称行消隐前肩。行同步后沿与行消隐后沿之间的间隔称为行消隐后肩。行同步脉冲与行消隐脉冲的关系如示。 场同步脉冲也是一场一个，场同步脉冲宽度为160s2.5个行周期，场同步脉冲叠加在场消隐脉冲之上，其前沿滞后场消隐前沿2.5TH +1.5s 。同样也规定场同步脉冲的前沿所对应的时辰为每场的基准时辰。场同步脉冲与场消隐脉冲间的关系如 图所示。 3、扫描的同步用的开槽脉冲和平衡脉冲 电视系统中，提取行同步信息的方法，是利用鉴相或微分电路来提取行同步脉冲的前沿。由于场同步的2.5行里没有行同步信息，因此在场同步期间会使行同步信息丧失。这样，在场逆程期间行就能够失步，

20、能够会呵斥每场开场时的前几行不能立刻同步，而使屏幕显示图像的最上面几行出现不稳定景象。处理这个问题的方法是在场同步脉冲上加开几个槽，称为槽脉冲，每半行一个，共有5个； 并使槽脉冲的后沿即上升沿恰好对应于应该出现原行同步脉冲的前沿位置。这样以来，在电视机中用微分电路分别行同步时，就不会丧失行同步信息。在场同步期间，与槽脉冲方向相反的脉冲称为齿脉冲，宽度为27.3 ，总共也是5个。 槽脉冲的宽度与行同步脉冲一样，也是4.7s。 奇、偶场同步信号及其积分波形 在电视机中，通常采用积分电路来分别全电视信号中的场同步信息，如下图，由于奇、偶场场同步脉冲与其前面的行同步脉冲有间隔为一行和半行的区别，呵斥两

21、场起始时辰积分电容上的积分起始电平不同，使两场场同步期间的积分曲线不重合。经切割电路重新获得场同步信号时，两场的起始时辰不同，奇数场在t2时辰开场逆程，偶数场在t1时辰开场逆程。这样就呵斥了两场的场周期不一样，从而导致两场的扫描行数不相等，使两场光栅相嵌不均匀，甚至发生并行，降低了垂直分解力。 平衡脉冲 为理处理这一问题，可在场同步前的几行里我国规定为2.5行，将行同步脉冲的频率提高一倍，变成每半行一个的平衡脉冲。它们在场同步脉冲前起缓冲作用，使两场场同步脉冲的积分波形几乎一致。另外，人们在实际中发现，在有些电路中，场同步脉冲后一段时间内的差别也能经过不同途径破坏隔行扫描，所以在行同步之后的2

22、.5行里也加了5个平衡脉冲。场同步前后的平衡脉冲分别称为前平衡脉冲和后平衡脉冲。我国电视规范规定，前、后平衡脉冲各有5个，宽度为2.35 ，周期为32 ，脉冲序列各占2.5行。辅助信号波形复合同步与消隐信号复合同步信号复合消隐信号无平衡脉冲积分器输出有平衡脉冲积分器输出三、 黑白全电视信号全电视信号波形黑白全电视信号有7个：图像信号、复合行同步与场同步信号、复合行消隐与场消隐信号、槽脉冲信号、均横脉冲信号。同步信号顶的幅值电平：100%黑色电平和消隐电平幅度：75%白色电平幅度：1012.5%图像信号电平介于白色与黑色电平之间 黑白全电视信号波形负极性黑白全电视信号黑白全电视信号的组成 黑白全电视信号由图象信号、复合同步信号和复合消隐信号组合而成。为了使三者互不干扰，并且在接纳端可以方便可靠地进展分别，黑白全电视信号按以下方式组成：图象信号安排在行、场扫描的正程，复合消隐和复合同步信号安排在行、场扫描的逆程。2.图象信号位于白色和黑色电平之间，复合消陷信号的电平规定比黑色电平稍黑。消隐电平和图象黑色电平之差称为黑色电平提升。黑色电平提升量D等于图象白色电平与消隐电平差值的05， 3.复合同步电平比复合消隐电平具有更黑的电平，即“比黑还黑。这样复合同步信号与图象信号、消隐信号在幅度上有较大的差别，便于在接纳端用简单的限幅器即同步分别级，从全电