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1、电视机原理与技术电视机原理与技术电视机原理与技术电视机原理与技术第一篇第一篇 黑白电视机原理黑白电视机原理第二篇第二篇 彩色电视机原理彩色电视机原理第三篇第三篇 新型电视技术新型电视技术一、什么是电视？一、什么是电视？电视是用电子学的方法远距离电视是用电子学的方法远距离电视是用电子学的方法远距离电视是用电子学的方法远距离传送活动或静止图像的技术。传送活动或静止图像的技术。传送活动或静止图像的技术。传送活动或静止图像的技术。已经经历机械黑白电视、电子黑已经经历机械黑白电视、电子黑白电视和彩色电视阶段，正向着数字白电视和彩色电视阶段，正向着数字化、高清晰度电视迈进。化、高清晰度电视迈进。二、电视发
2、展历程二、电视发展历程 1884年德国的年德国的P.G.尼泼科夫取得尼泼科夫取得了机械电视用的扫描盘发明专利。了机械电视用的扫描盘发明专利。1887年德国的年德国的K.F.布劳恩发明了布劳恩发明了阴极射线管。阴极射线管。1925年英国的年英国的J.L.贝尔德表演了贝尔德表演了实用的机械扫描电视。实用的机械扫描电视。1930年左右英国、苏联等国进行年左右英国、苏联等国进行了机械电视的广播。了机械电视的广播。1927年美国的年美国的P.法恩斯沃思取得了电法恩斯沃思取得了电子电视系统专利，子电视系统专利，1933年美国的年美国的V.K.兹沃赖金取得光电摄象管的专利。兹沃赖金取得光电摄象管的专利。19
3、36年贝尔德电视公司在英国开始了年贝尔德电视公司在英国开始了电子的黑白电视广播，从此开始了黑电子的黑白电视广播，从此开始了黑白电视广播白电视广播。1951年美国试播了一种与黑白电视不年美国试播了一种与黑白电视不兼容的场顺序制彩色电视（简称兼容的场顺序制彩色电视（简称CBS制）。制）。1953年美国联邦通信委员会（年美国联邦通信委员会（FCC）批准了批准了NTSC兼容制彩色电视，从此兼容制彩色电视，从此开始了彩色电视新时代。开始了彩色电视新时代。1967年联邦德国正式广播了年联邦德国正式广播了PAL制彩制彩色电视，同年，法国和当时的苏联广色电视，同年，法国和当时的苏联广播了播了SECAM制彩色电
4、视。制彩色电视。NTSC、PAL和和SECAM制并列为当制并列为当今世界三大兼容的广播彩色电视制式，今世界三大兼容的广播彩色电视制式，分别得到世界各国的采用。分别得到世界各国的采用。1958年年5月月1日，我国第一座电视台日，我国第一座电视台（北京电视台，后于（北京电视台，后于1978年改为中央年改为中央电视台）开始了黑白电视试播，并于电视台）开始了黑白电视试播，并于同年同年9月月2日正式播出。日正式播出。1973年年5月月1日，北京电视台用八频道日，北京电视台用八频道在开始了彩色电视试播，并于同年在开始了彩色电视试播，并于同年10月月1日正式播出。采用的是日正式播出。采用的是PAL/D制。制
5、。第第1章章 电视信号的传送电视信号的传送 1.1 图像传送的基本概念图像传送的基本概念 一、电视系统的基本组成一、电视系统的基本组成摄像设备摄像设备传输信道传输信道显像设备显像设备同步系统同步系统景景景景景景电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合传像传像传像传像传像传像摄像设备：图像分解、光电变换摄像设备：图像分解、光电变换将景物图像分解成像素，
6、并将各像将景物图像分解成像素，并将各像素明暗变化的光信号通过光电变换变成电信号。素明暗变化的光信号通过光电变换变成电信号。摄像设备摄像设备传输信道传输信道显像设备显像设备同步系统同步系统景景景景景景电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号电信号图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换图像分解、光电变换电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合电光变换、图像复合传像传像传像传像传像传像显像设备：电光变换、图像复合显像设备：电光变换、图像复合将电信号通过电光变换变成各点像将电
7、信号通过电光变换变成各点像素明暗变化的光信号，并将像素复合成图像。素明暗变化的光信号，并将像素复合成图像。传输信道：传像传输信道：传像远距离传输反映景物明暗变化的电信号。远距离传输反映景物明暗变化的电信号。同步系统：使发送端和接收端的扫描实现同步。同步系统：使发送端和接收端的扫描实现同步。标准彩条标准彩条 行不同步的现象行不同步的现象场不同步的现象场不同步的现象二、图像的分解与顺序传送二、图像的分解与顺序传送传输通道传输通道传输通道传输通道传输通道传输通道发端发端(光电转换光电转换)收端收端(电光转换电光转换)123 同时传送同时传送：发端把景像分解成像素，各像素对应的电信号同：发端把景像分解
8、成像素，各像素对应的电信号同时传到收端。收端各像素同时发光合成图像。时传到收端。收端各像素同时发光合成图像。传输通道传输通道发端发端(光电转换光电转换)收端收端(电光转换电光转换)K1K2顺序传送：顺序传送：发端把景像顺序分解成像素，各像素对应的电信号通过发端把景像顺序分解成像素，各像素对应的电信号通过同一通道依次传送到收端，收端各像素依次发光合成图像。同一通道依次传送到收端，收端各像素依次发光合成图像。三、光和电的转换三、光和电的转换光电摄像管的工作原理光电摄像管的工作原理 被摄景像通过光学镜头成像于光电靶上，光像各部分的被摄景像通过光学镜头成像于光电靶上，光像各部分的亮度不同，使光电靶上各
9、部分的电阻值不同（电导不同）亮度不同，使光电靶上各部分的电阻值不同（电导不同）与光像较亮部分对应的靶像素电阻较小；与光像较暗部分与光像较亮部分对应的靶像素电阻较小；与光像较暗部分对应的靶像素电阻较大，于是对应的靶像素电阻较大，于是“光像光像”（光图像上的不同亮（光图像上的不同亮度分布）变成了度分布）变成了“电像电像”（光电靶上的不同电阻值分布）。（光电靶上的不同电阻值分布）。当扫描电子束有规律地扫过靶上各像素时，对应亮像素当扫描电子束有规律地扫过靶上各像素时，对应亮像素电流大，对应暗像素电流小，故负载上输出反映景像明暗变电流大，对应暗像素电流小，故负载上输出反映景像明暗变化的电信号（图像信号）
10、。将此图像信号传送到接收端，只化的电信号（图像信号）。将此图像信号传送到接收端，只要收、发两端扫描完全同步，就可通过显像管的电要收、发两端扫描完全同步，就可通过显像管的电/光转换还光转换还原出与被摄景像相同的光图像。原出与被摄景像相同的光图像。作业作业 1、电视系统由哪几部分组成？各部分作用是什、电视系统由哪几部分组成？各部分作用是什么？么？2、解释下列名词：、解释下列名词：（1）像素；（）像素；（3）同步；（）同步；（3）顺序传送。）顺序传送。3、简述光电摄像管的工作原理。、简述光电摄像管的工作原理。1.2 电视扫描原理电视扫描原理 扫描：扫描：电子束有规律地扫动。电子束有规律地扫动。电视发
11、电视发送端将图像分解为像素和接收端将像送端将图像分解为像素和接收端将像素重新组合成图像的过程就是靠摄像素重新组合成图像的过程就是靠摄像管和显像管中电子束的扫描运动来完管和显像管中电子束的扫描运动来完成的。成的。0tiHTHtt2t1t3t4THr0tiVTVtTVr(a)(b)iHmax-iHmaxiVmax-iVmax逐行扫描：逐行扫描：在一场（帧）时间内电子在一场（帧）时间内电子束一行紧挨一行扫描一幅图像的扫描束一行紧挨一行扫描一幅图像的扫描方式。方式。一、逐行扫描一、逐行扫描0tiHTHtt2t1t3THriHmax-iHmaxt4t2t1t3t40tiVTVtTVriVmax-iVma
12、x0tiHt2t1t3t40tiVTVtTVr(a)(b)iHmax-iHmaxiVmax-iVmax作业作业 1、名词解释：、名词解释：扫描、行扫描、场扫描、逐行扫描、行正程、扫描、行扫描、场扫描、逐行扫描、行正程、行逆程、行周期、行频、场正程、场逆程、场频。行逆程、行周期、行频、场正程、场逆程、场频。2、行、场偏转线圈各自的作用是什么？、行、场偏转线圈各自的作用是什么？2、电视机加电后屏幕上仅出现水平一条亮线，、电视机加电后屏幕上仅出现水平一条亮线，可能的故障是什么？若仅出现垂直一条亮线，可能的可能的故障是什么？若仅出现垂直一条亮线，可能的故障又是什么？故障又是什么？（一）行、场频率的选择
13、（一）行、场频率的选择二、隔行扫描二、隔行扫描1、场频选择的原则：图像要有连续感、无闪烁、场频选择的原则：图像要有连续感、无闪烁、图像信号频带不至过宽。图像信号频带不至过宽。2、行频选择的原则：图像要有足够的清晰度、图、行频选择的原则：图像要有足够的清晰度、图像信号频带不至过宽。像信号频带不至过宽。（二）逐行扫描的缺点：（二）逐行扫描的缺点：缺点：闪烁感、清晰度和图象信号带宽之间存在矛盾。缺点：闪烁感、清晰度和图象信号带宽之间存在矛盾。解决的方法：采用隔行扫描。解决的方法：采用隔行扫描。（三）隔行扫描（三）隔行扫描1、什么是隔行扫描？、什么是隔行扫描？把一幅图像分成两场来扫描，第一场扫把一幅图
14、像分成两场来扫描，第一场扫把一幅图像分成两场来扫描，第一场扫把一幅图像分成两场来扫描，第一场扫1 1，3 3，5 5，等等等等奇数行，第二奇数行，第二奇数行，第二奇数行，第二场扫场扫场扫场扫2 2，4 4，6 6，等偶数行，奇、偶场光等偶数行，奇、偶场光等偶数行，奇、偶场光等偶数行，奇、偶场光栅均匀相嵌。栅均匀相嵌。栅均匀相嵌。栅均匀相嵌。2、隔行扫描的方法、隔行扫描的方法奇数行法奇数行法图1-7隔行扫描重现图像示意图(a)奇数场图像；(b)偶数场图像；(c)合成图像3、如何克服闪烁感、清晰度和图像信号、如何克服闪烁感、清晰度和图像信号频带三者之间的矛盾？频带三者之间的矛盾？4、图像信号频带、
15、图像信号频带5、我国黑白电视标准主要参数、我国黑白电视标准主要参数行频：行频：15625Hz 行周期：行周期：TH=64s行正程：行正程：THt=52s 行逆程：行逆程：THr=12s一帧总行数：一帧总行数：Z=625 有效行数：有效行数：575行行帧频：帧频：25Hz 帧周期：帧周期：TF=40ms场频：场频：50Hz 场周期：场周期：TV=20ms场正程：场正程：TVt=18.4ms 场逆程：场逆程：TVr=1.6ms一场行数：一场行数：312.5 有效行数有效行数:287.5视频带宽：视频带宽：6MHz 射频带宽：射频带宽：8MHz作业作业 1、什么是隔行扫描？、什么是隔行扫描？2、在隔
16、行扫描中为什么每帧扫描行数必须为奇、在隔行扫描中为什么每帧扫描行数必须为奇数？数？3、我国电视标准规定，行频为、我国电视标准规定，行频为 ，行周期为，行周期为 ，行正程时间为，行正程时间为 ，行逆程时间为，行逆程时间为 ，场频为，场频为 ，场周期为，场周期为 ，场正程时间为，场正程时间为 ，场逆程时间为场逆程时间为 ，帧频为，帧频为 ，帧周期为，帧周期为为为 ，视频信号带宽为，视频信号带宽为 ，每帧行数，每帧行数为为 ，每帧有效行数为，每帧有效行数为 ，每场行数为，每场行数为 ，每场有效行数为，每场有效行数为 。1.3 黑白电视信号黑白电视信号 一、图像信号一、图像信号 反映景物明暗变化的电信
17、号。反映景物明暗变化的电信号。0tiHiHmax-iHmax0白电平白电平黑电平黑电平消隐电平消隐电平行正程行正程52s行逆程行逆程12s正极性图像信号正极性图像信号被摄图案被摄图案被摄图案被摄图案白电平白电平0白电平白电平黑电平黑电平消隐电平消隐电平行正程行正程52s行逆程行逆程12s正极性图像信号正极性图像信号75%黑电平黑电平消隐电平消隐电平负极性图像信号负极性图像信号12.5%正极性图像信号正极性图像信号正极性图像信号正极性图像信号:黑色电黑色电黑色电黑色电平最低，画面愈亮，信平最低，画面愈亮，信平最低，画面愈亮，信平最低，画面愈亮，信号电平越高，白色电平号电平越高，白色电平号电平越高
18、，白色电平号电平越高，白色电平最高。最高。最高。最高。负极性图像信号负极性图像信号负极性图像信号负极性图像信号:黑色电黑色电黑色电黑色电平最高，画面愈亮，信平最高，画面愈亮，信平最高，画面愈亮，信平最高，画面愈亮，信号电平越低，白色电平号电平越低，白色电平号电平越低，白色电平号电平越低，白色电平最低。最低。最低。最低。图图1-9图像信号波形图像信号波形二、复合消隐信号二、复合消隐信号 包括行消隐信号和场消隐信包括行消隐信号和场消隐信号，使行、场扫描逆程期间电子号，使行、场扫描逆程期间电子束截止，从而消除行、场扫描逆束截止，从而消除行、场扫描逆程产生的回扫线。程产生的回扫线。图图1-10相邻两场
19、的复合消隐信号相邻两场的复合消隐信号迭加行消隐后的图像信号波形迭加行消隐后的图像信号波形迭加行消隐后的图像信号波形迭加行消隐后的图像信号波形白电平白电平75%黑电平黑电平消隐期间有噪声消隐期间有噪声负极性图像信号负极性图像信号12.5%白电平白电平75%黑电平黑电平消隐电平消隐电平负极性图像信号负极性图像信号12.5%三、复合同步信号三、复合同步信号 包括行同步、场同步。使显像管包括行同步、场同步。使显像管电子束的扫描与摄像管电子束的扫描电子束的扫描与摄像管电子束的扫描步调一致（步调一致（“同频同频”“同相同相”，同频：，同频：频率相同；同相：每一场、每一行起频率相同；同相：每一场、每一行起始
20、时刻或终止时刻完全对应。）。始时刻或终止时刻完全对应。）。图图1-11行消隐脉冲和行同步脉冲行消隐脉冲和行同步脉冲图图1-12行、场电视信号行、场电视信号四、开槽脉冲与均衡脉冲四、开槽脉冲与均衡脉冲2、均衡脉冲如何安排？、均衡脉冲如何安排？在场同步前后各放在场同步前后各放5个均衡脉冲，脉宽为个均衡脉冲，脉宽为2.35us，每半行放一个。每半行放一个。使奇、偶场场同步脉冲紧前面一小段时间里有相使奇、偶场场同步脉冲紧前面一小段时间里有相同的脉冲序列，把原来的一行和半行之脉冲间距差异同的脉冲序列，把原来的一行和半行之脉冲间距差异推移到了稍远（隔推移到了稍远（隔2.5行）的前方，这样就可大大降低行）的
21、前方，这样就可大大降低两场场同步经积分电路产生的波形的差异，从而使两两场场同步经积分电路产生的波形的差异，从而使两场时间基本相等，保证两场光栅均匀镶嵌。场时间基本相等，保证两场光栅均匀镶嵌。五、黑白全电视信号及其特点五、黑白全电视信号及其特点图图1-15黑白全电视信号黑白全电视信号图图1-16黑白电视信号频谱图黑白电视信号频谱图作业作业 1、什么是图像信号？、什么是图像信号？2、黑白全电视信号由哪几部分组成？各部分作用、黑白全电视信号由哪几部分组成？各部分作用是什么？是什么？3、什么是正极性图像信号？什么是负极性图像信、什么是正极性图像信号？什么是负极性图像信号？号？4、根据下面的图案画出连续
22、两行视频信号波形。、根据下面的图案画出连续两行视频信号波形。并标出参数。并标出参数。被摄图案被摄图案1.4 电视信号的发送电视信号的发送 卫星电视广播：由同步卫星接收地面电视台发卫星电视广播：由同步卫星接收地面电视台发射的电视信号（上行），再把它转发到地球上射的电视信号（上行），再把它转发到地球上指定区域（下行），从而实现的电视广播。指定区域（下行），从而实现的电视广播。13235800km卫星卫星同步轨道同步轨道卫星电视广播的优点：卫星电视广播的优点：1 1、覆盖面积大，电波利用率高；、覆盖面积大，电波利用率高；、覆盖面积大，电波利用率高；、覆盖面积大，电波利用率高；2 2、容量大，频道多；
23、、容量大，频道多；、容量大，频道多；、容量大，频道多；3 3、图像质量好；、图像质量好；、图像质量好；、图像质量好；4 4、建设卫星电视广播网的速度快；、建设卫星电视广播网的速度快；、建设卫星电视广播网的速度快；、建设卫星电视广播网的速度快；固定固定发控站发控站卫星电视广播系统卫星电视广播系统电视制电视制作中心作中心移动站移动站个体个体接收接收CATV前端前端测控站测控站上行发射上行发射地面接收地面接收星体（含转发器）星体（含转发器）图图1-18负极性调制与正极性调制负极性调制与正极性调制(a)负极性图像信号；负极性图像信号；(b)正极性图像信号；正极性图像信号；(c)负极性调负极性调幅波信号
24、；幅波信号；(d)正极性调幅波信号正极性调幅波信号图图1-19调幅波频谱调幅波频谱图图1-20残留边带信号频谱残留边带信号频谱图1-21单频信号调频图1-22预加重与去加重(a)预加重网络；(b)预加重网络的幅频特性；(c)去加重网络；(d)去加重网络的幅频特性图1-23射频电视信号总频谱特性示意图表表1-1我国广播电视频道的划分我国广播电视频道的划分 作业作业 1、图像信号、伴音信号对高频载波分别采用什么样的调制、图像信号、伴音信号对高频载波分别采用什么样的调制方式？方式？2、已知被摄图案如下图。（、已知被摄图案如下图。（1）画出连续两行负极性图像信）画出连续两行负极性图像信号，标出主要参数；（号，标出主要参数；（2）画出负极性高频调幅信号，标出主要）画出负极性高频调幅信号，标出主要参数。参数。3、我国规定一个电视频道射频电视信号带宽为多少？伴音、我国规定一个电视频道射频电视信号带宽为多少？伴音载频与图像载频相比差多少？载频与图像载频相比差多少？4、教材、教材P20 第第5题、第题、第6题。题。被摄图案被摄图案