电视信号的传输与接收

电视原理

第五章电视信号的传输与接收5.1播送电视系统概述

电视系统可分为播送电视系统与应用电视系统、有线电视系统与无线电视系统、模拟电视系统与数字电视系统、普通电视系统与高清晰度电视系统、单业务电视系统与多业务电视系统等。播送电视系统一般采用无线电方式进行信号传输,因此,它也称为无线电视系统或开路电视系统。电视系统利用信道可将某地的景像和声音在异地再现。

节目

采编、制播远距离传输本地发射/分配接入本地用户接收播送电视技术系统基本构成示意图现场信号源电台、电视台光缆干线网卫星微波有线广播电视分配网无线发射台有线用户无线用户

播送电视系统可分为三大局部，即电视发射系统；电视传输系统；电视接收系统。本章以电视信号为主线，介绍播送电视系统中信号的产生、信号的处理、信号的形成、信号的发射、信号的传输及信号的接收这一全过程。2023/6/16地面播送过程演示

5.2彩色电视摄像机

彩色电视摄像机的基本组成〔3大局部〕

①摄像机头——镜头、分光系统、摄像管、预放器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设备等。 ②视频信号处理局部——模拟视频信号处理：黑斑校正、增益提升、白平衡调节、杂散光校正、黑电平调整、γ校正和预弯曲等；数字信号处理：A/D转换、三维滤波、轮廓校正、彩色校正、精细的γ校正、白压缩等。 ③编码器、同步机和彩条信号发生器〔高级摄像机还有微处理机单元〕2023/6/16图像的摄取并转换为电信号的过程演示

5.3电视信号的处理

5.3.1校正处理

1.反杂波校正由摄像管输出的信号非常微弱,需要在摄像机机头内紧靠摄像管处设置预放器,将微弱信号放大。通常在摄像机头内设置有杂波抑制电路或反杂波校正电路。

图5―8视频电视信号的处理2.电缆校正摄像机头离控制台〔调像台〕往往比较远,从机头到调像台的传输电缆就比较长,其分布参数会使图像信号的高频分量跌落,影响图像清晰度。

3.黑斑校正由于多种原因,如摄像机镜头各区域亮度不均匀,投射在光电靶面的背景光不均匀及电子束在靶面边缘不能垂直上靶等,会使重现图像出现黑斑或色斑。4.轮廓校正〔孔阑校正〕5.直流恢复6.灰度校正〔γ校正〕7.彩色校正8.时基校正5.3.2切换及特技处理

1.电子编辑电子编辑的方式通常有两种,即插入和组合。

2.特技处理特技发生器的功能有:

·切换

·混合

·划变

·软键,主要是把黑白摄像机拍摄的图案插入到节目图像中去

·键控,分为内键和外键两种

·字幕叠加

·底色变换

·图样调制

·边框与边线

·定位。此外,数字视频特技的应用也越来越广泛。下面介绍几种基本的特技处理方法。

〔1〕切换。①快切换。②慢切换。〔2〕划变。

〔3〕键控。

〔4〕字幕叠加。

〔5〕数字特技。①图像的放大与缩小。②油画效果。③瓷砖效果。④画面冻结。⑤裂像效果。⑥镜像效果。⑦倒影。⑧多画面与画中画〔PIP〕。⑨三维特技效果。5.4电视信号的形成

5.4.1视频全电视信号的形成摄像机输出的三基色信号，经过各项校正后与各种同步信号一起送入编码器，再经过一系列的处理后形成彩色全电视信号。电视台在进行节目联播或作实况转播时,本台的彩色电视同步机要产生七种同步信号：行推动H、场推动V、复合同步S、复合消隐A、副载波F、色同步脉冲K和PAL识别脉冲P。由于本台的同步与外来的同步不一致,将会造成图像翻滚,甚至丧失图像。解决这一问题有以下三种方法：

〔1〕帧同步器法-A/D转换,用本台同步信号。

〔2〕台从锁相-本台同步机受外来信号锁定。

〔3〕台主锁相-将外来同步信号锁定在本台同步机上。

5.4.2射频电视信号的形成播送电视系统中，视频全电视信号只有经过调制，形成射频全电视信号，才能发射出

1.地面播送电视系统射频电视信号的形成

〔1〕使用频段。超短波：甚高频Ⅰ〔1~5频道〕Ⅲ〔6~12频道〕超高频U〔13~68频道〕

〔2〕调制方式。①图像信号采用残留边带调幅方式。就是发送一个完整的上边带和一小局部下边带。演示优点：在图像载波处的滤波器易实现〔比单边带变化缓慢〕。缺点：是一种不平衡调制，会使高频分量跌落1/2。图3―16残留边带调幅的幅频特性（49.75）（56.25）单边带图3―17接收机中放幅频特性··3831.533.5738·33.57··31.5

多数国家采用负极性射频图像信号.

负极性图像信号的优点：抗脉冲干扰；便于用同步头作基准电平进行自动增益控制〔AGC〕；发射功率大。图3―18图3―19已调伴音信号的频谱②伴音信号采用调频方式。带宽：B=2〔Δfm+Fmax〕=2〔50+15〕=130kHz〔3―1〕6.5···fK··fK6.5·伴音鉴频〔解调〕曲线图3―20射频全电视信号的频谱〔3〕射频全电视信号的频谱及频道划分。甚高频:Ⅰ〔1~5频道〕图像49.75-82.25MHZ；

伴音56.25-91.75MHZⅢ〔6~12频道〕图像168.25-216.25MHZ；

伴音174.75-222.75MHZ

超高频：U〔13~68频道〕图像471.25-951.25MHZ；

伴音477.75-957.75MHZ

5.5电视信号的发射

fp(a)双通道电视发射机(b)单通道电视发射机fp+fpI形成残留边带图像信号.

图3―21电视发射机的组成框图

.2.电视发射机的主要指标我国的电视标准,电视发射机有以下主要指标:

·标称射频频道宽度：8MHz

·伴音载频与图像载频的频距：6.5MHz

·频道下限与图像载频的频距：1.25MHz

·图像信号主边带标称带宽：6MHz

·图像信号VSB标称带宽：0.75MHz。

·图像信号调制方式及调制极性：调幅制负极性

·伴音调制方式:调频,最大频偏：50kHz,预加重时间常数为50μs。

·图像发射机与伴音发射机的功率比：10∶1～15∶1。3.5.2电视发射天线

电视发射天线,根据频段的不同,主要分为VHF天线和UHF天线两大类。蝙蝠翼天线结构UHF频段常常使用双环天线。

3.6电视信号的无线传输

及扩大电视覆盖范围的方法

3.6.1电视信号的无线传输

1.电视信号的传播特性

〔1〕视距传播。视距〔最大直视距离〕与发射天线和接收天线的高度有关。设发射天线和接收天线的高度分别为h1和h2,则视距d为

实际上,大气层对电波有一定的折射作用,从而会改变视距的大小。在正常折射时,有效传播距离d′比视距会稍远些,近似为：

〔2〕多径传播〔障碍物反射〕—造成右重影。

〔3〕绕射传播〔绕射能力弱〕—造成阴影区〔弱信号区〕。〔3―4〕2.电视信号场强的估算接收点场强由下式估算：〔3―5〕

场强=20㏒E〔dB〕

彩电生产线上调试时，通常用60dB场强信号调高放AGC〔即60dB时高放AGC起控〕；用100dB场强信号检查图像是否失控。3.6.2扩大电视覆盖范围的方法1.微波中继微波中继又称微波接力,它是在电视播送传送途中,建立多个微波中继〔接力〕站,利用微波通信,把电视信号一站一站地传送。

微波中继有以下优点:直射性好。微波的波长非常短,在cm或mm数量级,因此,其直射性能很好。传输信号质量高。这是由于微波的性能稳定,抗干扰能力强。双向传输。可以实现台与台之间电视节目的双向交流,且互不影响。2.电视差转电视差转—就是电视差频转播。电视差转的主要功能是将接收到的主台经过差转机的频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。

双通道差转机的特点:·图像信号和伴音信号分开处理,互调失真小；·分开处理的图像信号和伴音信号与原来的电视信号相比,频带变窄,易于处理；·对功放的要求降低〔双功放各司其责〕；·结构复杂,造价高。3.卫星电视播送

·覆盖面更大。

·转播电视节目质量高。

·费用低。

·适应性强。

〔1〕卫星地面站〔发射和测控站〕。

〔2〕卫星〔同步卫星〕。

〔3〕地面接收网〔转播；集体接收；家庭接收〕。

5.7电视信号的接收

5.7.1地面播送电视信号的接收地面播送电视信号的接收就是家用播送电视接收机。播送电视接收机都具备兼容性,即彩色电视机可以接收黑白电视节目；黑白电视机可以接收彩色电视节目。尽管电视机正朝着数字化方向开展，但其基本的、主要的接收原理并未改变。

5.7.2卫星播送电视信号的接收卫星播送电视信号的接收需要专门的卫星电视接收机。包括：接收天线、微