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1、电视原理与现代电视系统第1页，共31页，编辑于2022年，星期日32 电视信号的产生电视信号的产生（图像和伴音）（图像和伴音）在在广广播播电电视视系系统统中中，电电视视信信号号源源产产生生的的电电视视信信号号称称为为视视频频电电视视信信号号，而而发发射射机机发发射射的的信信号号称称为为射射频频电电视视信信号号。在在电电视视台台的的演演播播室室里里，产产生生视视频频电电视视信信号号的的信信号号源源主主要要有有摄摄像像机机、电电视视幻幻灯灯机机、电电视视电电影影机机、磁磁带带录录像像机机(数数字字/模模拟拟)、测测试试信信号号发发生生器器和和激激光光视视盘盘机机等等；但但就就电电视视台台的的节节目
2、目源源来来讲讲，还还可可以有电视实况转播车、转播卫星和城市问或国际间的微波中继线路等。以有电视实况转播车、转播卫星和城市问或国际间的微波中继线路等。321 彩色电视摄像机彩色电视摄像机 摄摄像像机机是是电电视视系系统统的的最最重重要要的的信信号号源源，其其性性能能的的优优劣劣往往往往对对整整个个电电视视系系统统的质量有着举足轻重的作用。摄像机的性能要求：的质量有着举足轻重的作用。摄像机的性能要求：分辨率要高。好的水平分辩率可达分辨率要高。好的水平分辩率可达750线，差的也不能小于线，差的也不能小于300线。线。彩色逼真，轮廓清晰、灰度分明。彩色逼真，轮廓清晰、灰度分明。失真与干扰要小。失真与干
3、扰要小。灵敏度要高。灵敏度要高。(演播室演播室)的摄像机灵敏度约在的摄像机灵敏度约在40lx左右。左右。镜头口径及变焦比要高。一般采用镜头口径及变焦比要高。一般采用115倍的变焦镜头。倍的变焦镜头。使用特性要好。调节简单、使用灵活方便、小型轻便等。使用特性要好。调节简单、使用灵活方便、小型轻便等。第2页，共31页，编辑于2022年，星期日 1彩色电视摄像机的基本组成彩色电视摄像机的基本组成 彩色摄像机主要有三管机和单管机两种。一般构造类如下：彩色摄像机主要有三管机和单管机两种。一般构造类如下：(1)摄摄像像机机头头。包包括括镜镜头头、分分光光系系统统、摄摄像像管管、预预放放器器、扫扫描描电电路
4、路、寻寻像像器器、电源及附届设备等。电源及附届设备等。(2)视视频频信信号号处处理理部部分分。主主要要包包括括视视频频放放大大、增增益益调调整整、白白电电平平调调整整、黑黑电电平平调调整整、电电缆缆校校正正、黑黑斑斑校校正正、轮轮廓廓校校正正、彩彩色色校校正正、校校正正、杂杂散散光光补偿、矩阵电路及消隐电路等。补偿、矩阵电路及消隐电路等。(3)编码器、同步机和彩条信号发生器。编码器、同步机和彩条信号发生器。2摄像管摄像管 摄摄像像管管是是摄摄像像机机的的关关键键器器件件之之一一，摄摄像像管管的的质质量量、体体积积和和种种类类决决定定着着摄摄像像机机的的质量、体积和调节方式。质量、体积和调节方式
5、。早早期期的的超超正正析析像像管管已已被被占主导地位的氧化占主导地位的氧化铅铅光光电电导导管管所所代代替替。此此外外，固固体体摄摄像像器器件件(如如CCD器器件件、CMOS器器件件)也也正正在迅速发展，已被应用于新闻采访、家用和工业电视系统中。在迅速发展，已被应用于新闻采访、家用和工业电视系统中。第3页，共31页，编辑于2022年，星期日 3光学系统光学系统 彩色摄像机的光学系统主要由变焦距镜头、彩色摄像机的光学系统主要由变焦距镜头、分色镜、中性分色镜、中性滤光片和色温滤光片组成。滤光片和色温滤光片组成。有变焦距镜头的摄像机，能在拍摄点不动有变焦距镜头的摄像机，能在拍摄点不动 的情况下，缓的情
6、况下，缓慢或快速地连续改变摄取场面的慢或快速地连续改变摄取场面的 大小。变焦镜头的变焦比大小。变焦镜头的变焦比(最大焦距与最小焦距最大焦距与最小焦距 之比之比)在演播室内一般在在演播室内一般在10左右，左右，在室外还要更在室外还要更 大，可达大，可达30左右。左右。分分色色镜镜是是摄摄像像机机中中的的分分色色系系统统，主主要要有有双双向向平平面面镜镜和和棱棱镜镜面面种种类类型型。棱棱镜镜用用得得最最为为普普遍遍。它它是是在在一一个个玻玻璃璃三三棱棱镜镜的的一一个个表表面面上上镀镀上上多多层层干干涉涉薄薄膜膜，利利用用光光的的干干涉涉原原理理使使某某些些光光谱谱的的光光从从薄薄膜膜反反射射出出去
7、去，而而其它光谱的光则透过薄膜，从而达到分色的目的。其它光谱的光则透过薄膜，从而达到分色的目的。加加入入中中性性滤滤光光片片，是是为为了了实实现现不不减减小小光光圈圈而而又又要要减减小小光光通通量量的的目目的的。对对中中性滤光片的要求是衰减量合适，光谱响应持性平直。性滤光片的要求是衰减量合适，光谱响应持性平直。在在变变焦焦镜镜头头与与分分色色镜镜头头之之间间加加入入色色温温滤滤光光片片，利利用用色色温温滤滤光光片片的的光光谱谱响响应应特特性性可可以以补补偿偿因因光光源源色色温温不不同同而而引引起起的的光光谱谱特特性性的的变变化化，从从而而在在不不同同的照明光源条件下都能正确地重现彩色。的照明光
8、源条件下都能正确地重现彩色。第4页，共31页，编辑于2022年，星期日 322飞点扫描器飞点扫描器 对对于于透透明明的的彩彩色色幻幻灯灯片片或或影影片片的的扫扫描描和和重重现现，可可以以用用幻幻灯灯机机或或电电影影放放映映机机把把透透明明片片子子上上的的影影像像投投射射到到彩彩色色摄摄像像机机的的靶靶面面上上，不不要要银银幕幕，这这样样光电变换的效率高。光电变换的效率高。在在电电视视电电影影摄摄像像机机中中，常常常常用用到到的的一一种种设设备备叫叫飞飞点点影影片片扫扫描描器器，简简称称飞飞点点扫描器扫描器FSS。飞飞点点扫扫描描器器的的最最大大优优点点在在于于，三三个个基基色色信信号号在在时时
9、间间上上完完全全一一致致。这这是是因因为为三三个个基基色色光光任任何何时时候候都都是是由由同同一一个个光光点点分分解解出出来来的的。所所以以，图图像像上上不不存存在在彩彩色色重重合合误误差差。但但是是，胶胶片片子子上上画画面面的的密密度度对对重重现现图图像像的的信杂比有影响。信杂比有影响。用线阵用线阵CCD也可做成彩色影片扫描器，其组成与也可做成彩色影片扫描器，其组成与CCD摄像机类似。摄像机类似。第5页，共31页，编辑于2022年，星期日 323录放相机录放相机 电电视视台台插插放放的的节节目目除除直直播播和和转转播播外外，大大部部分分节节目目是是对对已已记记录录和和存存储储的的节节目目的的
10、重重放放。在在电电视视节节目目的的存存储储方方面面，目目前前应应用用最最广广泛泛的的是是磁磁带带录录像像机机VTR、激激光光视视盘盘LD、数字视盘数字视盘DVD。磁磁带带录录像像就就是是把把视视频频电电视视倍倍号号(电电信信号号)以以剩剩磁磁的的形形式式记记录录在在磁磁带带上上。记记录录方方式式即即可可以以是是模模拟拟的的，也也可可以以是是数数字字的的。数数字字式式有有许许多多优优点点，如如失失真真、噪噪声声小小，复复录对图像质量的影响小。录对图像质量的影响小。(1)U型型机机或或称称Umatic。它它采采用用3/4英英寸寸宽宽磁磁带带，属属专专业业型型机机种种，在在地地方方电电视视广播中用得
11、较多。广播中用得较多。(2)型型机机或或称称 max。它它采采用用1/2英英寸寸宽宽磁磁带带，带带盒盒较较小小，俗俗称称小小1/2机机，现已基本被淘汰。现已基本被淘汰。(3)VHS(S-VHS)。它它也也采采用用采采用用1/2英英寸寸宽宽磁磁带带，带带盒盒较较型型机机大大，俗俗称称大大1/2机。机。(4)8mm(Hi8)。它它采采用用8mm 英英寸寸宽宽磁磁带带,8mm水水平平解解析析度度一一般般是是250线线,而而Hi8则一般在则一般在380至至400线左右。生产厂家主要有线左右。生产厂家主要有SONY和和SHARP等。等。(5)大大型型电电视视台台的的电电视视广广播播用用磁磁带带录录像像机
12、机，早早期期的的有有1英英寸寸宽宽磁磁带带开开盘盘式式，现现在已多用数字分量式录像机及在已多用数字分量式录像机及DV等。等。(6)对对于于视视盘盘存存储储方方式式，目目前前主主要要是是激激光光视视盘盘（LD、VCD、DVD、EVD、HDVD等等），激激光光视视盘盘是是以以微微小小凹凹坑坑形形式式存存储储信信息息激激光光束束方方式式读读取取信信息息。此此外外还还有有硬盘录像机。硬盘录像机。第6页，共31页，编辑于2022年，星期日33 电视信号的处理电视信号的处理 从摄像管输出的信号，在进入编码器之前需要进行一系列的校正处从摄像管输出的信号，在进入编码器之前需要进行一系列的校正处理。这些处理除预
13、放及噪声校正理。这些处理除预放及噪声校正(高频补偿高频补偿)在机头内完成外，其余都在在机头内完成外，其余都在控制台控制台(或调像台或调像台)进行，包括电缆校正、黑斑校正、轮廓校正进行，包括电缆校正、黑斑校正、轮廓校正(三色通道三色通道共用共用)、灰度校正、直流分量恢复和彩色校正等。、灰度校正、直流分量恢复和彩色校正等。331校正处理校正处理 1噪声抑制噪声抑制 由由摄摄像像管管输输出出的的信信号号非非常常微微弱弱，需需要要在在摄摄像像机机机机头头内内紧紧靠靠摄摄像像管管处处设设置置预预 放放 器器，将将 弱弱 信信 号号 放放 大大。若若预预放放器器的的输输出出信信杂杂比比较较低低(小小于于4
14、5d8)，则则在在则则在在电电视视接接收收机机屏屏幕幕上上会会出出现现雪雪花花状的噪声干扰，所以摄像机内设置有噪声抑制电路或噪声校正电路。状的噪声干扰，所以摄像机内设置有噪声抑制电路或噪声校正电路。第7页，共31页，编辑于2022年，星期日 2电缆校正电缆校正 摄摄像像机机头头离离控控制制台台往往往往比比较较远远，从从机机头头到到控控制制台台传传输输电电缆缆的的分分布布参参数数会会使使图图像像信信号号的的高高频频分分量量跌跌落落，影影响响图图保保清清晰晰度度。所所以以，在在控控制制台台要要进进行行高高频频分分量量的的提提升升处处理理，使使衰衰减减的的高高频频分分量量得得到到补补偿偿；完完成成这
15、这一一功功能能的的电电路路是是电电缆校正放大器。缆校正放大器。频率频率MHz110100400衰减衰减dB/100m 0.552.508.5317.63某型同轴电缆特性某型同轴电缆特性第8页，共31页，编辑于2022年，星期日 3黑斑校正黑斑校正 由由于于多多种种原原因因，如如摄摄像像机机镜镜头头各各区区域域亮亮度度不不均均匀匀，投投射射在在光光电电靶靶面面的的背背景景光光不不均均匀匀及及电电子子束束在在靶靶面面边边缘缘不不能能垂垂直直上上靶靶等等，会会使使重重现现图图像出现黑取或色斑，需要设置专门的电路加以校正。像出现黑取或色斑，需要设置专门的电路加以校正。黑班效应有两种形式黑班效应有两种形
16、式,即叠加型黑斑和乘积型黑斑。叠加型黑即叠加型黑斑和乘积型黑斑。叠加型黑班是在没有发生畸变的图像信号班是在没有发生畸变的图像信号上叠加了一个不均匀的附加倍号，上叠加了一个不均匀的附加倍号，对此类黑班，只要在电路中产生对此类黑班，只要在电路中产生一一 个与附加信号波形相反的校正个与附加信号波形相反的校正信号即可完成校正信号即可完成校正;乘乘 积型黑斑是积型黑斑是图像信号受到附加信号的调制而图像信号受到附加信号的调制而产生的产生的,对此类黑班，只要用与附对此类黑班，只要用与附加倍号波形相反的信号对有畸变加倍号波形相反的信号对有畸变的图像信号进行再调制即可完成的图像信号进行再调制即可完成校正。校正。
17、4其它校正其它校正 轮廓校正、直流恢复、灰度轮廓校正、直流恢复、灰度()校正、彩色校正、时基校正等。校正、彩色校正、时基校正等。第9页，共31页，编辑于2022年，星期日34 电视信号的形成电视信号的形成 341 视频全电视信号的形成视频全电视信号的形成 1 同步信号同步信号 电电视视台台设设置置同同步步机机产产生生各各种种所所需需的的同同步步信信号号。比比如如，PAL制制彩彩色色电电视视同同步步机机产产生生七七种种同同步步信信号号：行行推推动动信信号号H、场场推推动动信信号号V、复复合合同同步步信信号号S、复复合合稍稍隐隐信信号号A、副副载载波波F、色色同同步步矩矩形形脉脉冲冲K和和PAL识
18、别脉冲识别脉冲P。这这些些信信号号在在频频率率和和相相位位方方面面有有着着严严格格的的关关系系，可可由由一一个个标标准准的的定定时时信信号号通通过一定的处理和变换来产生。过一定的处理和变换来产生。第10页，共31页，编辑于2022年，星期日 电电视视台台在在进进行行节节目目联联播播或或作作实实况况转转播播时时，必必须须保保证证本本台台的的同同步步与与外来的同步一致，否则将会造成图像翻滚，甚至丢失图像。外来的同步一致，否则将会造成图像翻滚，甚至丢失图像。(1)帧帧同同步步器器法法。这这是是一一种种基基于于数数字字处处理理的的开开环环锁锁相相法法。它它是是将将外外来来视视频频信信号号变变为为数数字
19、字信信号号后后存存储储延延时时。读读出出时时钟钟的的基基准准用用本本台台信信号号同同步步，从从而而达达到到外外来来信信号号与与本本台台信信号号同同步步锁锁相相的的目目的的，如如图图3-14所所示示。这种方式类似子前述的时基校正。这种方式类似子前述的时基校正。(2)台台从从锁锁相相。台台从从锁锁相相是是本本台台同同步步机机受受外外来来信信号号锁锁定定。实实现现台台从从锁锁相相的的前前提提是是：有有外外来来信信号号时时，本本台台同同步步信信号号发发生生器器被被外外来来信信号号锁锁定定；当当外来信号中断时，同步信号发生器自动转为内锁相；转换过程必须平稳。外来信号中断时，同步信号发生器自动转为内锁相；
20、转换过程必须平稳。(3)台台主主锁锁相相。将将外外来来节节目目源源的的各各种种同同步步信信号号锁锁定定在在本本台台同同步步机机所所产产生生的的各各种种信信号号的的频频率率和和相相位上，这就是台主锁相。位上，这就是台主锁相。帧同步器帧同步器frame synchronizerF-SYNC第11页，共31页，编辑于2022年，星期日 342 射频全电视信号的形成射频全电视信号的形成 电电视视信信号号(包包括括伴伴音音信信号号)只只有有经经过过调调制制和和混混频频，形形成成射射频频全全电电视视信信号，才能发射。号，才能发射。1地面广播电视系统射频全电视信号的形成地面广播电视系统射频全电视信号的形成
21、(1)使使用用频频段段。我我国国规规定定广广播播电电视视系系统统选选用用的的甚甚高高频频(VHF)频频率率范范围围为为48223MHz，超高频，超高频(UHF)频率范围为频率范围为470960MHz。(2)调制方式。在地面广播电视系统中，图像信号的调制采用残留边带调制方式。在地面广播电视系统中，图像信号的调制采用残留边带(VSD)调幅，伴音信号采用用调频方式。调幅，伴音信号采用用调频方式。(3)图像信号的残留边带调幅图像信号的残留边带调幅 在在地地面面广广播播电电视视系系统统中中，图图像像信信号号的的残残留留边边带带调调幅幅就就是是发发送送一一个个完完整整的的上上边边带带和和一一小小部部分分下
22、下边边带带，抑抑制制大大部部分分另一下边带。另一下边带。（0.751.25MHz保留）保留）国标规定伴音载频国标规定伴音载频 fS 比图像载比图像载频频 fP 高高6.5MHz,距距fP为为-1.25MHz处处的最小衰减量为的最小衰减量为20 dB。第12页，共31页，编辑于2022年，星期日 残留边带方式的优点残留边带方式的优点 已已调调信信号号的的频频带带较较窄窄；滤滤波波器器比比SSB滤滤波波器器易易实实现现，易易解解调调(峰峰值值包包络络检检波波器器即即可可)。但但VSB调调制制是是一一种种不不均均衡衡调调制制，对对图图像像信信号号中中低低于于0.75MHz的的频频率率成成分分，具具有
23、有双双边边带带特特性性，经经峰峰值值包包络络检检波波后后输输出出信信号号的的振振幅幅较较大大。对对于于图图像像信信号号中中的的1.256MHz的的频频率率成成分分，具具有有单单边边带带特特性性，经经解解调调后后输输出出信信号号振振幅幅减减半半。这这样样，低低频频分分量量振振幅幅较较大大，使使图图像像对对比比度度增增加加，但但高高频频分分量量跌跌落落会会使使图图像像清清晰晰度度下下降降。因因此此，要要恢恢复复原原来来信信号号频频谱谱，就要求接收机的中放具有特殊幅频特性。就要求接收机的中放具有特殊幅频特性。超超外外差差接接收收时时，中中频频的的频频谱谱将将会会倒倒置置（高高、低低端互易）端互易）第
24、13页，共31页，编辑于2022年，星期日 (4)视频图像信号的负极性调幅视频图像信号的负极性调幅 采用负极性调制有以下三方面的优点采用负极性调制有以下三方面的优点：负负极极性性调调幅幅时时，同同步步脉脉冲冲顶顶对对应应于于图图像像发发射射机机输输出出功功率率最最大大值值，在在一一般般情情况况下下，一一幅幅图图像像中中亮亮的的部部分分总总比比暗暗的的部部分分面面积积大大，因因而而负负极极性性调调制制时时，调调幅幅信信号号的的平平均均功功率率要要比比峰峰值值功功率率小小得得多多，即即工工作作效效率高。率高。在在传传输输过过程程中中，当当有有脉脉冲冲干干扰扰叠叠加加在在调调幅幅信信号号上上时时，对
25、对正正极极性性调调制制来来说说，干干扰扰脉脉冲冲为为高高电电平平(白白电电平平)，经经解解调调后后在在荧荧屏屏上上呈呈现现为为亮亮点点，较较易易被被人人眼眼察察觉觉；而而负负极极性性调调制制，干干扰扰脉脉冲冲仍仍为为高高电电平平，但但经经解解调调后后在在荧荧屏屏上上呈呈现现为为暗暗点点，人人 眼眼 对对 暗暗 点点 不不 敏敏 感感，并并且且也也易易为为自自动动干干扰扰抑抑制制电电路路消消除除或减弱。或减弱。负负极极性性调调制制还还便便于于将将同同步步顶顶用用作作基基准准电电平平进进行行自自动动增增益益控控制制(AGC)。第14页，共31页，编辑于2022年，星期日 (5)伴音信号的调频伴音信
26、号的调频 电电视视广广播播中中伴伴音音信信号号的的频频率率范范围围在在50Hz到到15kHz之之间间。为为了了提提高高伴伴音音信信号号的的接接收收质质量量，送送往往伴伴音音发发射射机机的的伴伴音音信信号号经经过过调调频频(FM)后后变变成成宽宽带带信信号号。我我国国规规定定伴伴音音己己调调信信号号的的最最大大频频偏偏为为50kHz（调调频频广广播播为为75kHz），所以已调伴音信号的带宽），所以已调伴音信号的带宽B为为 B2(fm+fm)2(50+15)130kHz。调频信号的边频丰富，具有良好的抗干扰性能。但由于伴音信号频调频信号的边频丰富，具有良好的抗干扰性能。但由于伴音信号频率范围相对较
27、宽，当频偏一定时，音频的低端与高端的调频指数率范围相对较宽，当频偏一定时，音频的低端与高端的调频指数mf 相差相差很大。高频端的很大。高频端的mf 很小，使高频端的抗干扰能力变差。解决的办法是在很小，使高频端的抗干扰能力变差。解决的办法是在发端采用预加重措施，在接收端采用去加重发端采用预加重措施，在接收端采用去加重电路，以均衡高、低端的抗干扰能力。电路，以均衡高、低端的抗干扰能力。第15页，共31页，编辑于2022年，星期日 (6)射频全电视信号的频谱及频道划分射频全电视信号的频谱及频道划分 视视频频图图像像信信号号和和伴伴音音信信号号分分别别对对图图像像载载频频和和伴伴音音载载频频进进行行V
28、SB调调幅幅和和调调频频后后形形成成射射频频全全电电视视信信号号，其其频频谱谱如如图图3-20所所示示，其其总总频频带带宽宽度度(频频道道带带宽宽)为为8MMz。以以8MHz为间隔，我国电视频道在为间隔，我国电视频道在VHF和和UHF频段共分为频段共分为68个频道，见个频道，见表表3-1。其中，频率为。其中，频率为92167MHz、566606MHz的部分供调频广播和无的部分供调频广播和无线电通信使用（调频广播使用线电通信使用（调频广播使用88108 MHz，其中，其中8892 MHz频带内可以频带内可以安排电视频道）。在开路电视系统中不安排电视频道，但在有线电视中常安排电视频道）。在开路电视
29、系统中不安排电视频道，但在有线电视中常设置有增补频道以增设置有增补频道以增加频道数量。此外，每个频加频道数量。此外，每个频道的中心频率及所对应的中道的中心频率及所对应的中心波长是估算天线尺寸和调心波长是估算天线尺寸和调试接收机的重要参数。试接收机的重要参数。第16页，共31页，编辑于2022年，星期日 2卫星广播电视射频全电视信号的形成卫星广播电视射频全电视信号的形成 频段划分频段划分 卫星广播电视系统都使用微波频段。卫星广播电视系统都使用微波频段。微微波波频频段段带带宽宽很很宽宽，具具有有丰丰富富的的频频率率资资源源，可可容容纳纳更更多多的的频频道道，且允许每个频道占用较宽的带宽；且允许每个
30、频道占用较宽的带宽；微微波波频频段段频频率率高高、波波长长短短，可可使使星星上上和和地地面面的的天天线线尺尺寸寸大大大大减减小小，增增益益提提高高，方方向向性性增增强强，从从而而减减小小卫卫星星的的体体积积相相重重量量，降降低低对对发发射射功功率的要求，且可防止对邻近区域的干扰；率的要求，且可防止对邻近区域的干扰；微波频段不易受大气扰动噪声的影响；微波频段不易受大气扰动噪声的影响；微波能穿过电离层；微波能穿过电离层；无线电业务已占用较低频率，而微波频段相对无线电业务已占用较低频率，而微波频段相对“空闲空闲”。根据国际电信联盟根据国际电信联盟ITU的有关规定，卫星广播下行频段有六个，目前使用的有
31、关规定，卫星广播下行频段有六个，目前使用较多的为较多的为C波段（波段（2.5G）和）和Ku波段（波段（12G）。由于波段资源有限，卫星广播下）。由于波段资源有限，卫星广播下行电波均采用不同的极化方式，达到频率复用的目的。行电波均采用不同的极化方式，达到频率复用的目的。第17页，共31页，编辑于2022年，星期日35 电视信号的发射电视信号的发射 351电视发射机电视发射机 电电视视发发射射机机是是电电视视发发送送设设备备的的重重要要组组成成部部分分，它它由由电电视视图图像像发发射射机机和伴音发射机组成。和伴音发射机组成。1电视发射机的种类电视发射机的种类 电电视视发发射射机机的的种种类类主主要
32、要根根据据电电视视图图像像发发射射机机的的分分类类方方法法不不同同而而有有各各种种命命名名。就图像发射机而言，可以有多种分类。就图像发射机而言，可以有多种分类。按照工作频率范围来分，有按照工作频率范围来分，有VHF电视发射机和电视发射机和UHF电视发射机两种。电视发射机两种。按按照照输输出出功功率率的的大大小小来来分分，有有小小型型电电视视发发射射机机(1kW以以下下)、中中型型电电视发射机视发射机(110kW)和大型电视发射机和大型电视发射机(10kW以上以上)三种。三种。按按照照图图像像信信号号的的调调制制形形式式来来分分，有有直直接接调调制制式式相相中中频频调调制制式式两两种种。目前的电
33、视发射机一般都采用中频调制方式。目前的电视发射机一般都采用中频调制方式。按照放大方式来分，有双通道电视发射机和单通道电视发射机两种。按照放大方式来分，有双通道电视发射机和单通道电视发射机两种。双通道电视发射机是对图像信号和伴音信号分两个通道分别进行调制和双通道电视发射机是对图像信号和伴音信号分两个通道分别进行调制和放大，然后加以合并再发送的。放大，然后加以合并再发送的。第18页，共31页，编辑于2022年，星期日 2电视发射机的组成及工作原理电视发射机的组成及工作原理 电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前，常用的电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前，常用的 fPIfSI fPf
34、SI双双工工器器中中频频调调制制电电视视发发射射机机有有两两种种型型式式，即即双双通通道道电电视视发发射射机机和和单单通通道电视发射机。道电视发射机。第19页，共31页，编辑于2022年，星期日 3电视发射机的主要指标电视发射机的主要指标 根据我国的电视标准，电视发射机有以下主要指标：根据我国的电视标准，电视发射机有以下主要指标：标称射频频道宽度：标称射频频道宽度：8MHz。伴音载频与图像载频的频距；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：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：图像信号主边带标称带宽：6MHz。图像信号图像信号VSB标称带
35、宽；标称带宽；0.75MHz。图像信号调制方式及调制极性：振幅调制负极性。图像信号调制方式及调制极性：振幅调制负极性。伴音调制方式：调频，伴音调制方式：调频，fm50 kHz，预加重时常数为，预加重时常数为50s。图像发射机与伴音发射机的功率比：图像发射机与伴音发射机的功率比：10:l 15:1，这是为图像发射机，这是为图像发射机与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的。与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的。第20页，共31页，编辑于2022年，星期日 352电视发射天线电视发射天线 电视发射天线，根据频段的不同，主要分为电视发射天线，根据频段的不同，主要分为 VHF 天线和天线和 UHF天线两大类。
36、天线两大类。在在VHF频段，蝙蝠翼天线是一种被广泛采用的天线，可以较好地频段，蝙蝠翼天线是一种被广泛采用的天线，可以较好地满足对电视发射天线的要求。蝙蝠翼天线属于旋转场型天线满足对电视发射天线的要求。蝙蝠翼天线属于旋转场型天线,图中仅图中仅画出了一个方向的振画出了一个方向的振子，实际上每层都是由两个这子，实际上每层都是由两个这样的振子相互垂直放置而成。样的振子相互垂直放置而成。这样的天线，频带宽、方向性这样的天线，频带宽、方向性和增益都较好，比较适合做电和增益都较好，比较适合做电视发射天线。视发射天线。在在UHF频频段段，广广泛泛采采用用的的发发射射天天线线是是带带反反射射板板的的四四偶偶极极
37、子子天天线线及及其其改改进进型型双双环环天天线线，它它们们具具有有增增益益高高、频频带带宽宽等等特特点，但造价较高。点，但造价较高。第21页，共31页，编辑于2022年，星期日36 电视信号的无线传输及扩大电视覆盖范围的方法电视信号的无线传输及扩大电视覆盖范围的方法 361电视信号的无线传输电视信号的无线传输 1电视信号的传播特性电视信号的传播特性 (1)视视距距传传播播。电电视视信信号号属属于于超超短短波波波波段段，频频率率高高，波波长长短短，沿沿直直线线方方向传播到直接可见的地方，即视距向传播到直接可见的地方，即视距(最大直视距离最大直视距离)传播。传播。视视距距与与发发射射天天线线相相接
38、接收收天天线线的的高高度度有有关关。设设发发射射天天线线和和接接收收天天线线的的高度分别为高度分别为h1和和h2，则视距，则视距d为为 式式中中，h1和和h2以以m为为单单位位。实实际际上上，大大气气层层对对电电波波会会有有一一定定的的折折射射作作用用，从从而而会会改改变变视视距距的的大大小小。在在正正常常折折射射时时，有有效效传传播播距距离离d/比比视视距距会会稍稍远远些，近似为些，近似为 。(2)多多径径传传播播。电电视视信信号号经经地地面面或或遇遇到到障障碍碍物物(如如大大建建筑筑物物等等)会会产产生生反反射射，直直射射信信号号和和反反射射信信号号在在接接收收天天线线上上相相互互干干扰扰
39、，形形成成多多径径传传播。多径传播的结果表现为重影播。多径传播的结果表现为重影(右重影。为什么？右重影。为什么？)。(3)绕射传播。电视信号的绕射能力很弱，特别是绕射传播。电视信号的绕射能力很弱，特别是UHF频段，几乎没有绕频段，几乎没有绕射能力。因此，在高大障碍物后面常常会形成射能力。因此，在高大障碍物后面常常会形成“阴影区阴影区”。在。在“阴影区阴影区”，电，电视信号的接收质量较差。视信号的接收质量较差。第22页，共31页，编辑于2022年，星期日 2电视信号场强的估算电视信号场强的估算 电电视视接接收收质质量量与与接接收收到到的的电电视视信信号号的的场场强强有有关关。离离电电视视台台越越
40、近近，电电视视信信号号的的场场强强越越大大。接接收收场场强强与与图图像像质质量量的的对对应应关关系系加加表表3-5所所示示。由由表表可可知知，要保证接收图像质量，电场强度要在要保证接收图像质量，电场强度要在54dB(YHF)或或66dB(UHF)以上。以上。接收点场强可用下式来估算：接收点场强可用下式来估算：式中，式中，P为发射台辐射功率为发射台辐射功率(kW)；G为与半波振子天线增益之比的相对增益；为与半波振子天线增益之比的相对增益；r为收发问距离为收发问距离(km)；为工作频带中心频率波长为工作频带中心频率波长(m)；h1和和h2为发收、天线为发收、天线高度高度(m)。由于地球是一个球面，
41、在实际中，估算电视信号场强时还要乘以。由于地球是一个球面，在实际中，估算电视信号场强时还要乘以球面修正系数。此外，场强在市区和郊区有很大差别，估算时也要加以考球面修正系数。此外，场强在市区和郊区有很大差别，估算时也要加以考虑。虑。第23页，共31页，编辑于2022年，星期日 362 扩大电视覆盖范围的方法扩大电视覆盖范围的方法 电视广播的覆盖面主要限制在视距范围内电视广播的覆盖面主要限制在视距范围内,虽然提高发射天线的高度可以扩虽然提高发射天线的高度可以扩大广播的服务范围，但确实有限的。目前实现远距离传输的常用方式主要有三种：大广播的服务范围，但确实有限的。目前实现远距离传输的常用方式主要有三
42、种：微波中继、电视差转和卫星电视广播。微波中继、电视差转和卫星电视广播。1微波中继微波中继 微波中继又称微波接力，它是在电视广播传送途中，建立许多微波中继微波中继又称微波接力，它是在电视广播传送途中，建立许多微波中继(接力接力)站，用微波把电视信号一站一站地传送。每个接力站把前一站送来的站，用微波把电视信号一站一站地传送。每个接力站把前一站送来的微波信号接收下来，过放大并变换载波频率再传向下一站。在平原地区，通微波信号接收下来，过放大并变换载波频率再传向下一站。在平原地区，通常每隔常每隔50km设置一个接力站。设置一个接力站。优点：直射性好；信号质量高；可双向传输。缺点：造价昂贵。优点：直射性
43、好；信号质量高；可双向传输。缺点：造价昂贵。第24页，共31页，编辑于2022年，星期日 2电视差转电视差转 电视差转是电视差频转播的简称，电视差转的主要功能是将接收到的主台电视差转是电视差频转播的简称，电视差转的主要功能是将接收到的主台(或或称骨干台称骨干台)某频道的电视节目，经过差转机的频率变换、放大后，再用另一频道发某频道的电视节目，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。与中频调制器配合使用，差转机射出去，从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。与中频调制器配合使用，差转机可成为一台电视发射机。如果配有摄录像设备，电视差转台可自办节目，也可转可成
44、为一台电视发射机。如果配有摄录像设备，电视差转台可自办节目，也可转接微波干线信号或卫星广播信号。接微波干线信号或卫星广播信号。(1)一次变频单通道差转机一次变频单通道差转机。本本振振频频率率fL为为接接收收频频道道和和发发射射频频道道两两个个图图像像载载频频(或或伴伴音音载载频频)之之差差，即即fL|fPT-fPR|=|fST-fSR|。式式中中，fPT、fPR分分别别为为接接收收和和发发射射频频道道的的图图像像载载频频，fST、fSR为为发发射射和和接接收收频道的伴音载频频道的伴音载频 (2)二次变频单通道差转机二次变频单通道差转机优优点点：本本振振频频率率高高，谐谐波波干干扰扰小小；中中频
45、频频频率率低低，中中放放可可高高增增益益稳稳定定工工作作，便便于于AGC控控制制。但但结结构构较较复复杂杂，成成本本也较高。也较高。第25页，共31页，编辑于2022年，星期日 3卫星电视广播卫星电视广播 利用地球同步卫星作为传递电视信号的中继站而实现的电视广播称利用地球同步卫星作为传递电视信号的中继站而实现的电视广播称为卫星电视广播。它是一种扩大电视覆盖范围、实现远距离电视传送的为卫星电视广播。它是一种扩大电视覆盖范围、实现远距离电视传送的电视中继或转播方法。（包括电视直播卫星）电视中继或转播方法。（包括电视直播卫星）卫卫星星电电视视广广播播系系统统主主要要由由地地面面发发射射站站和和测测控
46、控站站、卫卫星星星星体体及及地地面面接接收网等三部分组成。收网等三部分组成。(1)卫星地面站卫星地面站 卫卫星星地地面面站站主主要要指指上上行行发发射射站站与与测测控控站站。上上行行发发射射站站有有主主发发射射站站和和移移动动站站两两种种，其其主主要要任任务务就就是是把把电电视视中中心心的的节节目目或或某某地地区区的的实实况况节节目目送送给广播卫给广播卫星，同时接收卫星发星，同时接收卫星发回的电视广播节目，回的电视广播节目，以便监视节目播出的以便监视节目播出的情况和质量。上行发情况和质量。上行发射站可以有多个，其射站可以有多个，其中主发射站是固定的中主发射站是固定的发射中心。发射中心。第26页
47、，共31页，编辑于2022年，星期日 (2)卫星星体。卫星星体。(3)地面接收网。地面接收网。37 电视信号的接收电视信号的接收 371 地面广播电视信号的接收地面广播电视信号的接收 广播电视接收机广播电视接收机 下一章介绍下一章介绍 372 卫星广播电视信号的接收卫星广播电视信号的接收 卫星电视接收机卫星电视接收机（模拟与数字）（模拟与数字）卫卫星星电电视视接接收收机机主主要要包包括括接接收收天天线线、室室外外单单元元和和室室内内单单元元三三部分。部分。接收天线一股都采用抛物面天线。接收天线一股都采用抛物面天线。室室外外单单元元主主要要是是一一个个高高频频头头高高频频低低噪噪声声放放大大器器
48、、下下变变频频器器(含含本本振振)和中放和中放(或前置中放或前置中放)组成。组成。室室内内单单元元是是卫卫星星电电视视接接收收机机的的控控制和信号处理设备。制和信号处理设备。第27页，共31页，编辑于2022年，星期日 测控站通常与主发射站设在一起，统称为主发控站。其主要任务是遥测及遥测控站通常与主发射站设在一起，统称为主发控站。其主要任务是遥测及遥控：对卫星在空间的位置、姿态及工作状态进行遥测；对测得的结果进行分析；控：对卫星在空间的位置、姿态及工作状态进行遥测；对测得的结果进行分析；必要时进行遥控，以保证卫星正常工作。必要时进行遥控，以保证卫星正常工作。第28页，共31页，编辑于2022年，星期日第29页，共31页，编辑于2022年，星期日EBSEB旋转极化波旋转极化波第30页，共31页，编辑于2022年，星期日第31页，共31页，编辑于2022年，星期日