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1、彩电原理 第一章第1页，共105页，编辑于2022年，星期六3、电视的分类、电视的分类 (1)按电视信号的传输媒体不同分为：开路电视与闭路电视按电视信号的传输媒体不同分为：开路电视与闭路电视 (2)按传送的电视信号的性质不同分为：模拟电视与数字电视按传送的电视信号的性质不同分为：模拟电视与数字电视 (3)按电视屏幕显示图像颜色不同分为：黑白电视与彩色电视按电视屏幕显示图像颜色不同分为：黑白电视与彩色电视 (4)按电视屏幕尺寸大小不同分为：按电视屏幕尺寸大小不同分为：14吋、吋、18吋、吋、25吋、吋、29吋等吋等 (5)按电视的使用功能不同分为：广播电视和应用电视按电视的使用功能不同分为：广播
2、电视和应用电视第2页，共105页，编辑于2022年，星期六 电视广播有开路（无线）与闭路（有线）之分。电视广播有开路（无线）与闭路（有线）之分。开路系统即无线电视广播系统，其原理框图如图开路系统即无线电视广播系统，其原理框图如图1-2所示。所示。在发端由光电转换设备在发端由光电转换设备(摄像机摄像机)将图像光信号转变为电信号将图像光信号转变为电信号(称为视频称为视频信号信号)，再经过一系列加工处理，然后调制到图像载频上而形成高频射，再经过一系列加工处理，然后调制到图像载频上而形成高频射频图像信号。频图像信号。第一章第一章 电视基础知识电视基础知识第3页，共105页，编辑于2022年，星期六 同
3、时，将伴音信号调制到伴音载频上形成高频射频伴音信号，与同时，将伴音信号调制到伴音载频上形成高频射频伴音信号，与高频图像信号共用一副天线发射出去。高频图像信号共用一副天线发射出去。在接收端，电视接收天线将高频图像及伴音信号一起接收下来，并在接收端，电视接收天线将高频图像及伴音信号一起接收下来，并还原出图像信号和伴音信号。利用图像信号由显象管重现原图像，而伴还原出图像信号和伴音信号。利用图像信号由显象管重现原图像，而伴音信号则经扬声器恢复出伴音。音信号则经扬声器恢复出伴音。第4页，共105页，编辑于2022年，星期六11 电子扫描电子扫描 111像素的概念像素的概念 1像素像素 组成图像画面的细小
4、单元组成图像画面的细小单元称为称为像素像素。像素越小，单位面积上的像素。像素越小，单位面积上的像素数目就越多，由其构成的图像就越清晰。数目就越多，由其构成的图像就越清晰。组成黑白画面的每个像素，不但有各自确定的几何位置，而且组成黑白画面的每个像素，不但有各自确定的几何位置，而且它们各自还呈现着不同的它们各自还呈现着不同的亮度亮度；又由于电视系统传送的是活动图像，；又由于电视系统传送的是活动图像，因而每个在确定位置上的像素其亮度又随时间不断地变化着因而每个在确定位置上的像素其亮度又随时间不断地变化着,也就也就是说像素的亮度是说像素的亮度又是时间的函数。又是时间的函数。可见，可见，像素亮度既是空间
5、（二维）函数，同时又是时间函数。像素亮度既是空间（二维）函数，同时又是时间函数。第5页，共105页，编辑于2022年，星期六第6页，共105页，编辑于2022年，星期六 2图像图像帧帧(一幅图像一幅图像)的概念的概念 电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍称为进行了一个帧处理，电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍称为进行了一个帧处理，或称为传送了一帧，每帧图像由许多像素组成。或称为传送了一帧，每帧图像由许多像素组成。3图像的图像的并行传输并行传输（无法实现）（无法实现）理论上讲，可同时把不同位置上具有不同亮度的像素转变成相应的电理论上讲，可同时把不同位置上具有不同亮度的像素转变成相应的电
6、信号，再分别用各个相应信道把这些信号同时传送出去。信号，再分别用各个相应信道把这些信号同时传送出去。4图像的图像的串行传输串行传输（实际应用）（实际应用）把组成一帧图像的各个像素的亮度按一定顺序一个一个地转换成相应的电把组成一帧图像的各个像素的亮度按一定顺序一个一个地转换成相应的电信号并依次传送出去，接收端再按同样顺序将各个电信号在对应位置上转变成信号并依次传送出去，接收端再按同样顺序将各个电信号在对应位置上转变成具有相应亮度的像素。具有相应亮度的像素。第7页，共105页，编辑于2022年，星期六 5顺序转换的实现顺序转换的实现 扫描扫描 (图图1-3)将将组组成成一一帧帧图图像像的的像像素素
7、，按按顺顺序序转转换换成成电电信信号号的的过过程程（或或逆逆过过程）称为扫描。程）称为扫描。(1)行扫描行扫描(水平扫描水平扫描)摄像管或显像管中的电子束在水平方向上的扫描过程。摄像管或显像管中的电子束在水平方向上的扫描过程。行扫正程：行扫正程：电子束从左到右的扫描。电子束从左到右的扫描。行扫逆程：行扫逆程：电子束从右回到左的扫描。电子束从右回到左的扫描。(2)场场(或帧或帧)扫描扫描(垂直扫描垂直扫描)摄像管或显像管中的电子束在垂直方向上的扫描过程。摄像管或显像管中的电子束在垂直方向上的扫描过程。场扫正程：场扫正程：电子束从上到下的扫描。电子束从上到下的扫描。场扫逆程：场扫逆程：电子束从下回
8、到上的扫描。电子束从下回到上的扫描。第8页，共105页，编辑于2022年，星期六112 光电与电光变换光电与电光变换 (P3)1摄像管与光电转换摄像管与光电转换（光电导）摄像管是一种电真空器件。它主要由镜头、光电靶、电子枪、聚（光电导）摄像管是一种电真空器件。它主要由镜头、光电靶、电子枪、聚焦线圈和偏转线圈组成。焦线圈和偏转线圈组成。电子枪电子枪第9页，共105页，编辑于2022年，星期六 光电靶由光敏半导体材料构成，具有受光作用之后电阻率变小的性光电靶由光敏半导体材料构成，具有受光作用之后电阻率变小的性能。能。靶面上的光图像使靶面各单元受光照的强度不同，因而其各单元靶面上的光图像使靶面各单元
9、受光照的强度不同，因而其各单元的电阻率不同，的电阻率不同，与较亮像素对应的靶单元阻值较小，与较暗像素对与较亮像素对应的靶单元阻值较小，与较暗像素对应的靶单元阻值较大应的靶单元阻值较大。这样一幅因像上各像素的不同亮度就表现为靶面上各单元的不同电阻值。这样一幅因像上各像素的不同亮度就表现为靶面上各单元的不同电阻值。电子枪电子枪第10页，共105页，编辑于2022年，星期六 从摄像管阴极发射出来的电子束，偏转线圈的磁场力作用下，高速、顺从摄像管阴极发射出来的电子束，偏转线圈的磁场力作用下，高速、顺序地扫过靶面各单元。当电子束接触到靶面某单元时，就使阴极、信号板序地扫过靶面各单元。当电子束接触到靶面某
10、单元时，就使阴极、信号板(靶靶)、负载、电源构成一个回路。、负载、电源构成一个回路。涂覆涂覆透明导薄电膜透明导薄电膜u第11页，共105页，编辑于2022年，星期六 在负载在负载RL中就有电流流过，其电流大小取决于光电靶在该单元中就有电流流过，其电流大小取决于光电靶在该单元的电阻值大小。的电阻值大小。光照强处，对应阻值较小、流过负载的电流就较大，因而光照强处，对应阻值较小、流过负载的电流就较大，因而RL两端两端产生的压降也就较大。产生的压降也就较大。从而在从而在RL端输出随景物亮暗而变化的电视图像信端输出随景物亮暗而变化的电视图像信号。号。涂覆涂覆透明导薄电膜透明导薄电膜u第12页，共105页
11、，编辑于2022年，星期六 2显像管与电光转换显像管与电光转换 显显像像管管是是在在接接收收端端重重现现图图像的电真空器件。像的电真空器件。(1)显像管的结构显像管的结构 由由电电子子枪枪、荧荧光光屏屏、偏偏转转线圈等组成。线圈等组成。(2)显像管的工作原理显像管的工作原理由由阴阴极极发发射射出出的的电电子子束束，在在偏偏转转线线圈圈所所产产生生的的磁磁场场力力作作用用下下，按按从从左左到到右右，从从上上到到下下的的顺顺序序依依次次轰轰击击荧荧光光屏屏。屏屏面面上上涂涂有有荧荧光光粉粉，在在电电子子束束轰轰击击下下荧荧光光粉发光，其发光亮度正比于电子束携带的能量。粉发光，其发光亮度正比于电子束
12、携带的能量。第13页，共105页，编辑于2022年，星期六 若若将将摄摄像像端端送送来来的的信信号号加加到到显显像像管管电电子子枪枪的的阴阴极极与与栅栅极极之之间间，就就可可以以控制电子束携带的能量，使荧光屏的发光强度受图像信号的控制。控制电子束携带的能量，使荧光屏的发光强度受图像信号的控制。设设显显像像管管的的电电一一光光转转换换是是线线性性的的(实实际际为为非非线线性性的的)，那那么么，屏屏幕幕上上重重现现的的图图像像，其其各各像像素素的的亮亮度度都都正正比比于于所所摄摄图图像像相相应应各各像像素素的的亮亮度度，屏屏幕幕上上便便重现了发端的原图像。重现了发端的原图像。显像管内电子束偏转显像
13、管内电子束偏转第14页，共105页，编辑于2022年，星期六(3)显像管的显像管的失真失真及校正及校正 对于摄像管来说，光电转换特性可近似认为是线性的；而显像管电对于摄像管来说，光电转换特性可近似认为是线性的；而显像管电光转换特性则是非线性的。光转换特性则是非线性的。第15页，共105页，编辑于2022年，星期六 显显像像管管的的显显示示亮亮度度(用用Bd表表示示)，与与其其栅栅、阴阴极极间间电电压压(用用ugk表表示示)的的次方成正比例，即次方成正比例，即 (1-1)(1-1)式中，式中，Kd为比例常数，为比例常数，为显像管光电转换的非线性失真系数、通常为显像管光电转换的非线性失真系数、通常
14、23。第16页，共105页，编辑于2022年，星期六 考虑到显像管电光转换的非线性，为保持重现图像与原景像亮度考虑到显像管电光转换的非线性，为保持重现图像与原景像亮度成正比，则需在摄像端预先将图像信号电压开成正比，则需在摄像端预先将图像信号电压开次方次方(预失真预失真)，即，即 （1-2）式中，式中，u0代表摄像电压，代表摄像电压，B0为摄像亮度，为摄像亮度，K0为比例常数。重为比例常数。重现亮度则为现亮度则为 (1-3)由式由式(1-3)可见，经校正系统将不再产生非线性失真。可见，经校正系统将不再产生非线性失真。第17页，共105页，编辑于2022年，星期六113 电子扫描电子扫描 将将一一
15、幅幅图图像像上上各各像像素素相相应应的的电电信信号号，以以及及将将这这些些顺顺序序传传送送的的电电信信号号再再重重新新恢恢复复为为一一幅幅重重现现图图像像的的过过程程（即即图图像像的的分分解解与与重重现现），都都是是通通过过电电子子扫扫描描来来实实现现的的。摄摄像像管管与与显显像像管管中中，电电子子束束按按一一定定规规律律在在靶靶面面上上或或荧荧光光屏屏面面上上运运动动，即即可完成摄像与显像的扫描过程。可完成摄像与显像的扫描过程。第18页，共105页，编辑于2022年，星期六 1 电子束偏转的基本原理电子束偏转的基本原理 当当装在摄像管或显像管的外面的装在摄像管或显像管的外面的偏转线圈中通过电
16、流时，会偏转线圈中通过电流时，会产产生偏转生偏转磁场，磁场的方向取决于流过线圈的电流方向。磁场，磁场的方向取决于流过线圈的电流方向。电子束垂直穿过磁场时，在磁场力的作用下发生偏转。电子束垂直穿过磁场时，在磁场力的作用下发生偏转。根据左手定则，若偏转线圈中电流方向改变，则电子束的偏根据左手定则，若偏转线圈中电流方向改变，则电子束的偏转方向也发生改变；转方向也发生改变；第19页，共105页，编辑于2022年，星期六行偏转线圈行偏转线圈场偏转线圈第20页，共105页，编辑于2022年，星期六 当线圈偏转中分别流过行、场锯齿波扫描电流时就会产生相应当线圈偏转中分别流过行、场锯齿波扫描电流时就会产生相应
17、的垂直方向与水平方向的偏转磁场，在这两个磁场的共同作用下，的垂直方向与水平方向的偏转磁场，在这两个磁场的共同作用下，使电子束作水平与垂直方向的扫描运动。使电子束作水平与垂直方向的扫描运动。第21页，共105页，编辑于2022年，星期六 2逐行扫描逐行扫描在锯齿波电流作用下，电子束自左向右、自上而下，一行紧靠着一行在锯齿波电流作用下，电子束自左向右、自上而下，一行紧靠着一行进行扫描。进行扫描。fH=1/TH =1/(TH S+THR)fV=1/TV =1/(TV S+TVR)扫描光栅演示扫描光栅演示第22页，共105页，编辑于2022年，星期六 3隔行扫描隔行扫描 在每帧扫描行数不变的情况下，将
18、每帧图像分为两场来传送，这两场分别在每帧扫描行数不变的情况下，将每帧图像分为两场来传送，这两场分别称为奇场和偶场。奇数场传送称为奇场和偶场。奇数场传送1、3、5、奇数行；偶数场传送奇数行；偶数场传送2、4、6、偶数行。偶数行。目前，世界各国都采用隔行扫描的扫描方式。目前，世界各国都采用隔行扫描的扫描方式。第23页，共105页，编辑于2022年，星期六 4 隔行扫描隔行扫描 的优点的优点 (1)使电视图像能活动、连续而又无闪烁感使电视图像能活动、连续而又无闪烁感 则则要要求求传传送送频频率率大大于于人人眼眼临临界界闪闪烁烁频频率率47Hz，即即每每秒秒传传送送47场场以以上上的的图图像像。因因此
19、此，我我国国电电视视制制式式规规定定，场场扫扫描描频频率率fV为为50 Hz，每每帧帧图图像像的的扫描行数为扫描行数为625行。行。第24页，共105页，编辑于2022年，星期六(2)可压缩图像信号带宽可压缩图像信号带宽 按照我国电视制式规定，若采用逐行扫描，电视图像信号的最高按照我国电视制式规定，若采用逐行扫描，电视图像信号的最高频率约为频率约为1112MHz，可见视频信号带宽将相当宽。，可见视频信号带宽将相当宽。要传送频谱这样宽的信号，不但会使设备复杂化，而且使在规要传送频谱这样宽的信号，不但会使设备复杂化，而且使在规定的的频段内可容纳的电视频道数目减少。定的的频段内可容纳的电视频道数目减
20、少。若采用隔行扫描，电视图像信号的最高频率只有若采用隔行扫描，电视图像信号的最高频率只有6MHz。第25页，共105页，编辑于2022年，星期六 5 隔行扫描隔行扫描 的实现的实现 如图示，实线表示扫描的正程，虚线表示扫描逆程期间的回扫线。如图示，实线表示扫描的正程，虚线表示扫描逆程期间的回扫线。（实际系统中回扫线被消隐掉了）（实际系统中回扫线被消隐掉了）隔行扫描演示隔行扫描演示第26页，共105页，编辑于2022年，星期六 这里要强调指出的是，这里要强调指出的是，隔行扫描方式要求每帧扫描总行数为奇数。隔行扫描方式要求每帧扫描总行数为奇数。因为只有这样，在扫描锯齿波电流波形顶点位置对齐的情况下
21、方可因为只有这样，在扫描锯齿波电流波形顶点位置对齐的情况下方可使相邻两场均匀嵌套使相邻两场均匀嵌套 。奇偶光栅镶嵌演示奇偶光栅镶嵌演示第27页，共105页，编辑于2022年，星期六第28页，共105页，编辑于2022年，星期六 其次，在隔行扫描中，整个画面的变化是按场频重复的，它高于临其次，在隔行扫描中，整个画面的变化是按场频重复的，它高于临界闪烁频率因而减少了闪烁感。界闪烁频率因而减少了闪烁感。但就每行而言，它仍是按帧频重复的，即每但就每行而言，它仍是按帧频重复的，即每40ms重复一次，每秒重复重复一次，每秒重复25次，这是低于临界闪烁频率的。次，这是低于临界闪烁频率的。所以，当我们接近电视
22、机观看时，仍会感觉到行间闪烁；但当离开一定所以，当我们接近电视机观看时，仍会感觉到行间闪烁；但当离开一定距离观看时，行间闪烁就不怎么明显了。距离观看时，行间闪烁就不怎么明显了。第29页，共105页，编辑于2022年，星期六 6扫描电流的非线性对显示图像的影响扫描电流的非线性对显示图像的影响(P7)当当行行、场场扫扫描描电电流流波波形形均均为为线线性性变变化化的的锯锯齿齿波波时时，重重现现图图形形无无失失真真，仍仍为为方方格格图图形形。当当行行、场场扫扫描描电电流流只只要要有有其其中中之之一一失失真真，显显示示的的图图形形将将出现非线性失真，出现非线性失真，图图1-10(b)和和(c)分分别别表
23、表示示行行、场场扫扫描描电电流流其其中中之之一一出出现现非非线线性性失失真真的情况。若二者同时失真，将显示出复杂的失真图形。的情况。若二者同时失真，将显示出复杂的失真图形。行、场扫描电流幅度不足时行、场扫描电流幅度不足时同样会产生失真。同样会产生失真。隔行扫描场扫描电流图隔行扫描场扫描电流图第30页，共105页，编辑于2022年，星期六114 我国广播电视扫描参数我国广播电视扫描参数(教材上没有，要记笔记教材上没有，要记笔记)扫描方式：隔行扫描。帧频：扫描方式：隔行扫描。帧频：25Hz 隔行比隔行比 2 :1行频行频 fH：15625Hz；场频场频 fV：50 Hz；行周期行周期TH：64s场
24、周期场周期TV：20ms行正程时间行正程时间THS：52s场正程时间场正程时间TVS：18.4 ms行逆程时间行逆程时间THR：12s场逆程时间场逆程时间TVR：1.6 ms每帧扫描行数每帧扫描行数Z：625行行每帧显示行数每帧显示行数Z：575行行每场扫描行数：每场扫描行数：312.5行行每场显示行数：每场显示行数：287.5行行第31页，共105页，编辑于2022年，星期六12 黑白全电视信号黑白全电视信号 黑白黑白全电视信号全电视信号由由“图像信号图像信号”和确保扫描同步的和确保扫描同步的“复合同步信号复合同步信号”以及消除扫描逆程回扫线的以及消除扫描逆程回扫线的“复合消隐信号复合消隐信
25、号”等辅助信号而构成的。等辅助信号而构成的。121 主体信号主体信号 图像信号图像信号 1图像信号及其特征图像信号及其特征 图像信号是由摄像管将明暗不同的景图像信号是由摄像管将明暗不同的景像经过电子扫描和光电转换而得的电信号。五像经过电子扫描和光电转换而得的电信号。五条由白条由白灰灰黑而变化的图像的图线信号如图黑而变化的图像的图线信号如图l-13所示（有正负极性之分），所示波形为所示（有正负极性之分），所示波形为一个行正程的对应波形。一般来说，图像信一个行正程的对应波形。一般来说，图像信号是随机的，图号是随机的，图1-13(c)给出了一行的随机的图给出了一行的随机的图像信号的波形。像信号的波形
26、。第32页，共105页，编辑于2022年，星期六 图像信号具有直流成分，其数图像信号具有直流成分，其数值确定了图象的背景亮度，是值确定了图象的背景亮度，是单极性单极性信号信号。对于一般活动图像，相邻两行或相对于一般活动图像，相邻两行或相邻两帧信号间具有较强的相关性，信号差邻两帧信号间具有较强的相关性，信号差别极小，别极小，可近似认为是周期信号。可近似认为是周期信号。正负极性图象信号正负极性图象信号第33页，共105页，编辑于2022年，星期六 2图像信号的基本参量图像信号的基本参量(亮度、对比度和灰度亮度、对比度和灰度)(1)亮度亮度，亮度是人眼对光的明暗程度的感觉。亮度是人眼对光的明暗程度的
27、感觉。亮度常以亮度常以 B 表示，表示，电视图像的亮度取决于电视图像信号的平均直流成分，改变电视图像信号电视图像的亮度取决于电视图像信号的平均直流成分，改变电视图像信号的直流成分，可以改变其亮度。的直流成分，可以改变其亮度。(2)对比度对比度，是客观景物最大亮度是客观景物最大亮度Bmax与最小亮度与最小亮度Bmin之比之比。当以。当以K表示，表示，K=Bmax/Bmin。图像信号的黑、白电平差别愈大，则对比度愈高。图像信号的黑、白电平差别愈大，则对比度愈高。第34页，共105页，编辑于2022年，星期六(3)灰度灰度，即：即：图像信号的图像信号的亮度级差或称亮度层次亮度级差或称亮度层次。它反映
28、电视系统所能重现的原图像明、暗层次的程度。它反映电视系统所能重现的原图像明、暗层次的程度。受受到到显显像像管管发发光光亮亮度度的的限限制制，重重现现的的图图像像无无法法达达到到景景物物实实际际亮亮度度，但只要能反映客观景物的对比度和灰度，便可获得满意的效果。但只要能反映客观景物的对比度和灰度，便可获得满意的效果。第35页，共105页，编辑于2022年，星期六 电电视视系系统统中中发发扫扫描描必必须须严严格格同同步步，即即收收、发发扫扫描描对对应应的的行行、场场起起始始和终止位置必须严格一致，否则就会出现画面失真或不稳定现象。和终止位置必须严格一致，否则就会出现画面失真或不稳定现象。122 辅助
29、信号辅助信号 1复合同步信号复合同步信号 为为保保证证电电视视系系统统中中收收、发发扫扫描描严严格格同同步步而而加加入入的的脉脉冲信号。冲信号。复合同步信号复合同步信号由由行同步信号行同步信号与与场同步信号场同步信号共同组成。共同组成。第36页，共105页，编辑于2022年，星期六 (1)行同步信号行同步信号 为保证为保证电视系统中电视系统中收、收、发扫描发扫描每一行每一行严格同步严格同步而加入的脉冲信号，其脉而加入的脉冲信号，其脉宽为宽为4.7s 。(2)场同步信号场同步信号 为保证为保证电视系统中电视系统中收、收、发扫描发扫描每一场每一场严格同步严格同步而加入的脉冲信号。其脉宽而加入的脉冲
30、信号。其脉宽为为160s（2.5个行周期）个行周期）。第37页，共105页，编辑于2022年，星期六 在在接接收收端端必必须须先先将将这这些些行行、场场同同步步脉脉冲冲分分离离出出来来，用用以以分分别别控控制制接接收收机机中中的的行行、场场扫扫描描锯锯齿齿波波电电流流的的周周期期和和相相位位。换换言言之之，只只有有当当行行、场场同同步步脉脉冲冲到到来来时时才才开开始始行行与与场场的的回回扫扫，这这就就可可保保证证收收、发发双双方方扫扫描描电电流流的的频频率率和和相位都相同，即可保证同步。相位都相同，即可保证同步。图图1-15(a)中中给给出出了了行行、场场同同步步信信号号，通通常常将将行行、场
31、场同同步步信信号号合合称称为为复复合合同同步信号。步信号。同同步步脉脉冲冲前前沿沿 逆程开始时刻逆程开始时刻第38页，共105页，编辑于2022年，星期六相位不同对重现图像的影响相位不同对重现图像的影响并行现象并行现象同步脉冲么前沿同步脉冲么前沿 逆程开始时刻逆程开始时刻2复合消隐信号复合消隐信号 为消除显像管中电子束扫描的逆程回扫线而加入的脉冲信号。为消除显像管中电子束扫描的逆程回扫线而加入的脉冲信号。它由行消隐信号和场消隐信号共同组成。它由行消隐信号和场消隐信号共同组成。(1)行消隐信号行消隐信号 为为消消除除显显像像管管中中电电子子束束扫扫描描的的每每一一行行逆逆程程回回扫扫线线而而加加
32、入入的的脉脉冲冲信信号。行消隐信号的脉冲宽度为号。行消隐信号的脉冲宽度为12s 。(2)场消隐信号场消隐信号 为为消消除除显显像像管管中中电电子子束束扫扫描描的的每每一一场场逆逆程程回回扫扫线线而而加加入入的的脉脉冲冲信信号号。场场消消隐隐信信号号的的脉脉冲冲宽宽度度为为1612s (近近似似为为1.6mS)同步脉冲形成演示同步脉冲形成演示第39页，共105页，编辑于2022年，星期六(1)槽脉冲槽脉冲 为为保保证证场场同同步步期期间间行行同同步步信信息息不不丢丢失失，而而在在场场同同步步信信号号上上开开槽槽所所形形成的脉冲。成的脉冲。一般，在场同步上开五个凹槽，一般，在场同步上开五个凹槽，槽
33、脉冲宽度为槽脉冲宽度为4.7uS。3槽脉冲和均衡脉冲槽脉冲和均衡脉冲第40页，共105页，编辑于2022年，星期六为什么要在场同步信号上加入槽脉冲？为什么要在场同步信号上加入槽脉冲？这是因为利用微分电路从复合同步信号中取出行同步信号时，在这是因为利用微分电路从复合同步信号中取出行同步信号时，在场同步期间造成行同步信号的丢失。场同步期间造成行同步信号的丢失。利用槽脉冲来形成行同步脉冲，利用槽脉冲来形成行同步脉冲，就可以保证就可以保证 在场同步期间行在场同步期间行同步信号不丢失，从而保证行同步。同步信号不丢失，从而保证行同步。第41页，共105页，编辑于2022年，星期六(2)均衡脉冲均衡脉冲 即
34、：在场同步前后分别加入即：在场同步前后分别加入5个脉宽为个脉宽为2.35uS的窄脉冲。的窄脉冲。为什么要在场同步前后分别加入均衡脉冲？为什么要在场同步前后分别加入均衡脉冲？第42页，共105页，编辑于2022年，星期六 由由于于电电视视系系统统一一般般采采用用隔隔行行扫扫描描，相相邻邻两两场场扫扫描描的的起起点点和和终终点点位位置置都都不不相同。相同。对对于于奇奇数数场场来来说说，它它是是在在半半行行处处结结束束，场场消消隐隐信信号号和和场场同同步步信信号号应应在在行扫描到半行时加入；行扫描到半行时加入；对对于于偶偶数数场场扫扫描描来来说说，它它是是在在一一个个整整行行后后结结束束，场场消消隐
35、隐与与场场同同步步信信号应在一个整行结束后加入。号应在一个整行结束后加入。若若将将奇奇数数场场和和偶偶数数场场的的同同步步脉脉冲冲分分两两排排画画出出，并并令令场场同同步步脉脉冲冲起起始始沿对齐，则得沿对齐，则得如如图所示波形。图所示波形。第43页，共105页，编辑于2022年，星期六第44页，共105页，编辑于2022年，星期六 在在进进行行、场场同同步步分分离离时时，每每一一个个行行同同步步脉脉冲冲出出现现，要要对对积积分分电电容容器器进进行行一次充电，行同步脉冲过后则进行放电。一次充电，行同步脉冲过后则进行放电。由由于于奇奇数数场场和和偶偶数数场场同同步步脉脉冲冲前前沿沿出出现现时时、行
36、行同同步步脉脉冲冲相相互互错错开开半半行行，造造成成积积分分电电容容器器上上的的起起始始电电压压不不同同，这这就就必必然然导导致致两两场场同同步步时时间间的的差差异异，如如图图所示，存在时差所示，存在时差t。对场同步脉冲的检测造成影响。对场同步脉冲的检测造成影响。第45页，共105页，编辑于2022年，星期六奇偶场同步积分输出奇偶场同步积分输出第46页，共105页，编辑于2022年，星期六 为了保证偶数场的扫描线准确地嵌套在奇数场各扫为了保证偶数场的扫描线准确地嵌套在奇数场各扫描描线之间，必须保线之间，必须保证相邻两场场同步脉冲前沿到达积分电路时，积分电容器上要有相同的起始证相邻两场场同步脉冲
37、前沿到达积分电路时，积分电容器上要有相同的起始电压，否则就无法保证正确的嵌套，严重时甚至会出现扫描光栅完全重合的电压，否则就无法保证正确的嵌套，严重时甚至会出现扫描光栅完全重合的现象。现象。为此，在场同步脉冲前后（场消隐期间）以及中间，每隔半行都增为此，在场同步脉冲前后（场消隐期间）以及中间，每隔半行都增加一个行同步脉冲，这样就可以使相邻两场的场同步脉冲前沿到达积分加一个行同步脉冲，这样就可以使相邻两场的场同步脉冲前沿到达积分电路时，积分电容器上所充的电压基本相等。电路时，积分电容器上所充的电压基本相等。为了使增加脉冲后的平均电平不增加，把这部分脉冲宽度减小为原来的为了使增加脉冲后的平均电平不
38、增加，把这部分脉冲宽度减小为原来的一半一半(即即2.35s)。第47页，共105页，编辑于2022年，星期六 场场同同步步脉脉冲冲上上的的槽槽也也每每半半行行一一个个，槽槽宽宽仍仍为为4.7s，场场同同步步期期间间要要开开5个个槽。槽。每每个个场场同同步步脉脉冲冲前前、后后各各有有5个个2.35s 宽宽的的脉脉冲冲，常常称称其其为为前前、后后均均衡脉冲，如图衡脉冲，如图l-17(c)所示。所示。这这样样一一来来，无无论论奇奇场场还还是是偶偶场场，送送到到场场积积分分电电路路去去的的波波形形都都是是完完全全相相同的同的。第48页，共105页，编辑于2022年，星期六第49页，共105页，编辑于2
39、022年，星期六 1全电视信号波形全电视信号波形 将将图图像像信信号号、复复合合同同步步、复复合合消消隐隐、槽槽脉脉冲冲和和均均衡衡脉脉冲冲等等信信号号叠叠加加，即即构构成黑白全电视信号，通常也称其为视频信号。成黑白全电视信号，通常也称其为视频信号。我我国国现现行行电电视视标标推推规规定定：以以负负极极性性全全电电视视的的同同步步信信号号顶顶电电平平作作为为100；则则黑黑色色电电平平和和消消隐隐电电平平的的相相对对幅幅度度为为75；白白色色电电平平相相对对幅幅度度为为1012.5；图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间。图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间。正极性信号正极性信号123 黑白
40、全电视信号黑白全电视信号各脉冲的宽度为：各脉冲的宽度为：行同步行同步 4.7s场同步场同步 160s(2.5H)均衡脉冲均衡脉冲 2.35s槽脉冲槽脉冲 4.7s场消隐脉冲场消隐脉冲 1612s行消隐脉冲行消隐脉冲 12s第50页，共105页，编辑于2022年，星期六 2全电视信号的频谱全电视信号的频谱(P15)全全电电视视信信号号的的频频谱谱是是图图像像信信号号与与辅辅助助信信号号的的频频谱谱之之和和，图图象象信信号号的的频频谱谱有一定规律性有一定规律性。静止图像的频谱静止图像的频谱 只在水平方向有亮度变化的静止图像只在水平方向有亮度变化的静止图像 这种情况下，每个行扫描得到的图象信号都是一
41、样的（以行频重复）。这种情况下，每个行扫描得到的图象信号都是一样的（以行频重复）。根据傅立叶分析，频谱是线根据傅立叶分析，频谱是线状谱，谱线位于行频状谱，谱线位于行频fH及其谐及其谐波波n fH上。且上。且n越大，能量越大，能量（幅度）越小（对于我国，（幅度）越小（对于我国，6MHz带宽最高谐波次数带宽最高谐波次数=384）。）。第51页，共105页，编辑于2022年，星期六 在垂直方向也有亮度变化在垂直方向也有亮度变化 信信号号仍仍然然是是以以行行频频重重复复的的，频频谱谱成成份份为为n fH m fV，其其频频谱谱分分布布是是离离散散谱谱线簇线簇(谱线群谱线群)，主谱线为，主谱线为n fH
42、 特特点点是是：信信号号能能量量集集中中在在行行频频fH及及其其各各次次谐谐波波n fH的的主主谱谱线线上上，n越越大大能能量量越越小小。在在每每个个主主谱谱线线两两旁旁存存在在着着场场频频及及其其谐谐波波的的许许多多副副谱谱线线。m越大，副谱线能量也越小。越大，副谱线能量也越小。第52页，共105页，编辑于2022年，星期六 垂直方向有细节变化垂直方向有细节变化 垂直方向有精细细节变化时，两场信号会有差异，其信号波形垂直方向有精细细节变化时，两场信号会有差异，其信号波形以帧为周期重复，故频谱应为以帧为周期重复，故频谱应为n fHm fF（fF为帧频，为帧频，25Hz）。由）。由于垂直方向内容
43、有不小的相关性，所以，帧间差引起奇数倍成份于垂直方向内容有不小的相关性，所以，帧间差引起奇数倍成份相对较小。相对较小。第53页，共105页，编辑于2022年，星期六 运动图象信号的频谱运动图象信号的频谱 对对于于一一般般速速度度运运动动的的物物体体，形形成成的的帧帧周周期期信信号号波波形形表表现现为为随随运运动动情情况况而而在在时时间间轴轴上上的的相相位位有有变变化化。随随景景物物运运动动，两两旁旁的的依依时时间间左左右右摆摆动动，主主谱谱线线两两旁旁的的副副谱谱线线近近乎乎连连续续。因因电电视视图图像像相相邻邻帧帧间间、行行间间相相关关较较大大，因因此此相相邻邻群群之之间间有有信信号能量的空
44、白区。号能量的空白区。图像信号的频谱待征图像信号的频谱待征 以行频及其谐波为中心以行频及其谐波为中心,形成梳齿状的离散频谱。形成梳齿状的离散频谱。全电视信号的频谱全电视信号的频谱第54页，共105页，编辑于2022年，星期六 随随着着行行频频谐谐波波次次数数的的增增高高，谱谱线线幅幅度度逐逐渐渐减减小小。这这说说明明黑黑白白图图像像信信号的主要能量分布在视频信号的低频端。号的主要能量分布在视频信号的低频端。实实践践证证明明，无无论论是是静静止止 或或活活动动图图像像，行行频频主主谱谱线线两两旁旁的的副副谱谱线线谐谐波波次次数数不不大大于于20。按按m=20计计算算，各各谱谱线线群群所所占占宽宽
45、度度仅仅为为2m fV220502kHz，相相邻邻两两主主谱谱线线间间距距为为15.625kHz，可可见见各各群群谱谱线线间间存存在在着着很很大大的空隙。的空隙。第55页，共105页，编辑于2022年，星期六 辅助信号辅助信号的的频谱频谱 由于各辅助信号均为周期性脉冲信号，其频谱与脉冲宽度有关。若以由于各辅助信号均为周期性脉冲信号，其频谱与脉冲宽度有关。若以表表示脉冲宽度，其能量主要集中在示脉冲宽度，其能量主要集中在f3/以内，故可近似认为这类脉冲信号的以内，故可近似认为这类脉冲信号的最高频率为最高频率为fmax3/。以行同步脉冲为例，以行同步脉冲为例，4.7s，则则3/638kHz。结论：全
46、电视信号具有在结论：全电视信号具有在06MHz范围内、离散分布的频谱结构。范围内、离散分布的频谱结构。为了分析问题简单，常以图为了分析问题简单，常以图l-21表示全电视信号的频谱。表示全电视信号的频谱。第56页，共105页，编辑于2022年，星期六13 彩色的基本概念彩色的基本概念1可见光的特性可见光的特性 (1)光光是是一一种种以以电电磁磁波波形形式式存存在在的的物物质质，人人眼眼可可以以看看见见的的光光叫叫可可见见光。它是波长范围为光。它是波长范围为380 nm到到780nm之间的电磁波。之间的电磁波。(2)不不同同波波长长的的光光呈呈现现出出的的颜颜色色各各不不相相同同，随随着着波波长长
47、由由长长到到短短，呈现的颜色依次为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。呈现的颜色依次为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。(3)只只含含有有单单一一波波长长的的光光称称为为单单色色光光(又又称称：谱谱色色光光)，包包含含有有两两种种或或两两种种以以上上波波长长的的光光称称为为复复合合光光(又又称称：非非谱谱色色光光)，复复合合光光作作用用于于人人眼眼，呈呈现现混混合合色色。例例如如，太太阳阳辐辐射射的的光光含含有有七七种种单单色色光光的的波波谱谱，但但却却给给认认以以白白光的综合感觉。光的综合感觉。可见光光谱图(见下张)131 彩色和光密不可分彩色和光密不可分第57页，共105页，编辑于2022年，星期六
48、可见光光谱图 第58页，共105页，编辑于2022年，星期六2物体的颜色物体的颜色 我们看到的颜色有两种不同的来源：我们看到的颜色有两种不同的来源：一种是发光体所呈现的颜色，一种是发光体所呈现的颜色，例如，各种彩色灯和霓红灯等所发出的彩色光；例如，各种彩色灯和霓红灯等所发出的彩色光；另一种是物体反射或透射的彩色光。另一种是物体反射或透射的彩色光。第59页，共105页，编辑于2022年，星期六 那些本身不发光的物体，在外界光线照射下，能有选择地吸收一那些本身不发光的物体，在外界光线照射下，能有选择地吸收一些波长的光，而反射或透射另一些波长的光，从而使物体呈现一定的些波长的光，而反射或透射另一些波
49、长的光，从而使物体呈现一定的颜色。颜色。例如，红旗反射红光而吸收其它颜色的光，因而呈现红色；例如，红旗反射红光而吸收其它颜色的光，因而呈现红色；绿色的植物因反射绿色光而吸收所有其它色光而呈现绿色，绿色的植物因反射绿色光而吸收所有其它色光而呈现绿色，白云反射全部阳光而呈白色；白云反射全部阳光而呈白色；煤炭吸收全部照射光而呈现黑色等等。煤炭吸收全部照射光而呈现黑色等等。第60页，共105页，编辑于2022年，星期六 既既然然物物体体呈呈现现的的颜颜色色是是由由于于物物体体反反射射(或或透透射射)光光的的种种类类不不同同而而产产生的，那么物体呈现的颜色显然与生的，那么物体呈现的颜色显然与照射它的光源
50、照射它的光源有关。有关。例例如如，绿绿草草的的绿绿色色是是由由于于它它在在日日光光照照射射下下才才表表现现出出来来的的，如如果果把把绿绿草草拿拿到到红红光光下下观观察察，就就会会发发现现它它不不再再是是红红色色而而近近乎乎是是黑黑色色的的，这这是是因因为为红红色色光光源源中中没没有有绿绿光光成成分分，绿绿草草全全部部吸吸收收了了红红光光，所所以以变变成成黑色。黑色。第61页，共105页，编辑于2022年，星期六 人们日常生活中都会有这样的经验，某些东西在日光下看到的颜人们日常生活中都会有这样的经验，某些东西在日光下看到的颜色与在灯光下看到的颜色有差异，恰恰说明由于日光与灯光这两种光源色与在灯光