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1、电视机基本原理讲座电视机基本原理讲座2007.062007.06目目目目 录录录录2电视基础知识电视基础知识1电视技术的发展历史电视技术的发展历史21电视接收机的工作原理电视接收机的工作原理高清电视的工作原理高清电视的工作原理43目目目目 录录录录2电视基础知识电视基础知识1电视技术的发展历史电视技术的发展历史21电视接收机的工作原理电视接收机的工作原理高清电视的工作原理高清电视的工作原理43 1919世世纪纪末末，少少数数先先驱驱者者设设想想并并开开始始研研究究设设计计图图像像的的传传送送技技术术。18731873年年英英国国科科学学家家约约瑟瑟夫夫梅梅发发现现硒硒元元素素的的光光电电特特性
2、性，为为后后来来电电视视技技术术的的的的发发明奠定了基础。明奠定了基础。18831883年圣诞节（一说为年圣诞节（一说为18841884年），德国电气年），德国电气工程师尼普柯夫（工程师尼普柯夫（P.NipkowP.Nipkow）用他发明的用他发明的“尼普尼普柯夫圆盘柯夫圆盘”使用机械扫描方法，作了首次发射图使用机械扫描方法，作了首次发射图像传送的实验。每幅画面有像传送的实验。每幅画面有2424行扫描线，图像相行扫描线，图像相当模糊。当模糊。“尼普柯夫圆盘尼普柯夫圆盘”上螺旋形排列着一些孔洞，上螺旋形排列着一些孔洞，当这个盘子旋转时，通过每个孔洞可以浏览一幅当这个盘子旋转时，通过每个孔洞可以浏
3、览一幅图像的一行，光线透过这个孔洞照在这幅图像便图像的一行，光线透过这个孔洞照在这幅图像便完成了一次行扫描，硒光电池将图像的反射光转完成了一次行扫描，硒光电池将图像的反射光转变成电信号，下一个孔洞顺序扫描紧挨着的那部变成电信号，下一个孔洞顺序扫描紧挨着的那部分图像，直到完整的图像全部被扫描。分图像，直到完整的图像全部被扫描。19081908年年，英英国国肯肯培培尔尔.斯斯文文顿顿、俄俄国国罗罗申申克克夫夫提提出出电电子子扫扫描描原原理理，奠奠定定了了近代电视技术的理论基础。近代电视技术的理论基础。19231923年年，美美 籍籍 俄俄 国国 人人 兹兹 沃沃 尔尔 金金（V.K.Zworyki
4、nV.K.Zworykin）发发明明静静电电积积贮贮式式摄摄像像管管，后后来来又又发发明明电电子子扫扫描描式式显显像像管管，这这是是近近代代电电视视摄摄像像术术的的先先驱驱。在在1929 1929 年年1111月月1818日日，Zworykin Zworykin 示示范范他他的的全全部部电子电视接收器。电子电视接收器。1939 年前后使用电视显象管和摄像管年前后使用电视显象管和摄像管19251925年，英国的贝尔德（年，英国的贝尔德（J.L.BairdJ.L.Baird），根据），根据“尼普科夫圆盘尼普科夫圆盘”进行了新进行了新的研究工作，发明机械扫描式电视摄像机和接收机。当时画面分辨率仅的研
5、究工作，发明机械扫描式电视摄像机和接收机。当时画面分辨率仅3030行扫描线，扫描器每秒只能行扫描线，扫描器每秒只能5 5次扫过扫描区，画面本身仅有次扫过扫描区，画面本身仅有2 2英寸高、英寸高、1 1 英寸宽。英寸宽。19261926年，贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演，年，贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演，开创了电视技术研究的先河。贝尔德本人则被后来的英国人尊称为电视之开创了电视技术研究的先河。贝尔德本人则被后来的英国人尊称为电视之父。父。19331933年俄国出生的左利金也发明了光电摄像管，从而结束了电视的机械年俄国出生的左利金也发明了光电摄像管，从而结束了电视的机
6、械扫描方法，开始采用电子扫描进行摄像。扫描方法，开始采用电子扫描进行摄像。1927192719291929年，贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播，并进行年，贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播，并进行短波电视试验，英国广播公司开始试验播发电视节目。短波电视试验，英国广播公司开始试验播发电视节目。19361936年年1111月月2 2日是一个值得纪念的日子，位于英国市郊的亚历山大宫的英日是一个值得纪念的日子，位于英国市郊的亚历山大宫的英国广播公司电视台开始正式播出。这是世界上第一座正式开播的电视台，国广播公司电视台开始正式播出。这是世界上第一座正式开播的电视台，人们把这一天作为电视事业
7、的开端。人们把这一天作为电视事业的开端。19531953年，美国国家电视制式委员会提出年，美国国家电视制式委员会提出NTSCNTSC制。制。19561956年，法国提出年，法国提出SECAMSECAM制。制。19601960年，联邦德国提出年，联邦德国提出PALPAL（Phase Alternation Line-by-LinePhase Alternation Line-by-Line）制。）制。MZTV MZTV 博物馆博物馆的的J.L.BairdJ.L.Baird TelevisorTelevisor 目目目目 录录录录2电视基础知识电视基础知识1电视技术的发展历史电视技术的发展历史21
8、电视接收机的工作原理电视接收机的工作原理高清电视的工作原理高清电视的工作原理43电视扫描电视扫描像素像素 一幅平面图像，根据人眼对细节分辨力有限的视觉持性，总可以一幅平面图像，根据人眼对细节分辨力有限的视觉持性，总可以看成是由许许多多的小单元组成。在图像处理系统中，这些组成画看成是由许许多多的小单元组成。在图像处理系统中，这些组成画面的细小单元称为面的细小单元称为像素像素。像素越小，单位面积上的像素数目就越多，。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。由其构成的图像就越清晰。图像帧图像帧 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电视系统中把构成一幅图像的各像
9、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。帧处理，或称为传送了一帧，每帧图像由许多像素组成。并行传输并行传输 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信号，再分别用各个相应信道把这些信号同时传送出去。应的电信号，再分别用各个相应信道把这些信号同时传送出去。串行传输（实际应用）串行传输（实际应用）根据人的视觉惰性，可把组成一帧图像的各个像素的亮度按一定根据人的视觉惰性，可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，接收端再按同顺序一个一个地转换成相应的
10、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具有相应亮度的像素。这种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。这种像素的串行传输具有两个特点：像素的串行传输具有两个特点：第一是要求传送速度快。只有传送迅速，传送时间小于视觉暂留第一是要求传送速度快。只有传送迅速，传送时间小于视觉暂留时间，重现图像才会给人以连续无跳动的感觉；时间，重现图像才会给人以连续无跳动的感觉；第二是传送要准确。每个像素一定要在轮到它传送时才被转换、第二是传送要准确。每个像素一定要在轮到它传送时才被转换、传送，并被接收方接收。且收、发双方每个像素被转换、还原的的几传送，并被接收方接收。
11、且收、发双方每个像素被转换、还原的的几何位置要一一对应。即收发双方应同步工作，何位置要一一对应。即收发双方应同步工作，同步同步在电视系统中是十在电视系统中是十分重要的。分重要的。顺序转换的实现顺序转换的实现 扫描扫描 将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程（或逆过程）将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程（或逆过程）称为扫描。扫描的过程和我们读书时视线从左到右、自上而下依次进称为扫描。扫描的过程和我们读书时视线从左到右、自上而下依次进行的过程类似。从左至右的扫描称为行扫描；自上而下的扫描称为帧行的过程类似。从左至右的扫描称为行扫描；自上而下的扫描称为帧(或场或场)扫描。电视系统
12、中，扫描多是由电子枪进行的，通常称其为电子扫描。电视系统中，扫描多是由电子枪进行的，通常称其为电子扫描。扫描。通过电子扫描与光电转换，就可以把反映一幅图像亮度的空间与时通过电子扫描与光电转换，就可以把反映一幅图像亮度的空间与时间的函数，转换为只随时间变化的单值函数（电信号），从而实现平间的函数，转换为只随时间变化的单值函数（电信号），从而实现平面图像的顺序传送。面图像的顺序传送。图象的获得摄像管图象的获得摄像管 （光电导）摄像管是一种（光电导）摄像管是一种电真空器件。它主要由镜头、电真空器件。它主要由镜头、光电靶、电子枪、聚焦线圈和光电靶、电子枪、聚焦线圈和偏转线圈组成。偏转线圈组成。光光电电
13、靶靶由由光光敏敏半半导导体体材材料料构构成成，具具有有受受光光作作用用之之后后电电阻阻率率变变小小的的性性能能，靶靶面面上上的的光光图图像像使使靶靶面面各各单单元元受受光光照照的的强强度度不不同同，因因而而其其各各单单元元的的电电阻阻率率不不同同，与与较较亮亮像像素素对对应应的的靶靶单单元元阻阻值值较较小小，与与较较暗暗像像素素对对应应的的靶靶单单元元阻阻值值较较大大。这这样样一一幅幅因因像像上上各各像像素素的的不不同同亮亮度度就就表表现现为为靶靶面面上上各各单单元元的的不不同同电电阻阻值。值。当当然然还还有有比比如如PCPC、DVDV输输出出等等其他方式。其他方式。电电 子子枪枪显像管与电光
14、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像的的电电真真空空器器件件，主主要要由由电电子子枪枪、荧荧光光屏屏、偏偏转转线圈等组成。线圈等组成。由阴极发射出的电子束，在偏转由阴极发射出的电子束，在偏转线圈所产生的磁场力作用下，按从左线圈所产生的磁场力作用下，按从左到右，从上到下的顺序依次轰击荧光到右，从上到下的顺序依次轰击荧光屏。屏面上涂有荧光粉，在电子束轰屏。屏面上涂有荧光粉，在电子束轰击下荧光粉发光，其发光亮度正比于击下荧光粉发光，其发光亮度正比于电子束携带的能量。若将摄像端送来电子束携带的能量。若将摄像端送来的信号加到显像管电子枪的阴极与栅的信号加到显像管电子枪的
15、阴极与栅极之间，就可以控制电子束携带的能极之间，就可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量，使荧光屏的发光强度受图像信号的控制。的控制。设显像管的电一光转换是线性的设显像管的电一光转换是线性的(实际为非线性的实际为非线性的)，那么，屏幕上重现的图像，那么，屏幕上重现的图像，其各像素的亮度都正比于所摄图像相应各像素的亮度，屏幕上便重现了发端其各像素的亮度都正比于所摄图像相应各像素的亮度，屏幕上便重现了发端的原图像。的原图像。电子束偏转的基本原理电子束偏转的基本原理 电子扫描是通过电子束在偏转磁场的作用下发生偏转而实现的。当装在摄像电子扫描是通过电子束在偏转磁场的作用下发生偏转而实
16、现的。当装在摄像管或显像管的外面的偏转线圈中通过电流时，会产生偏转磁场，磁场的方向取管或显像管的外面的偏转线圈中通过电流时，会产生偏转磁场，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，在磁场力的作用下要发生决于流过线圈的电流方向。电子束垂直穿过磁场时，在磁场力的作用下要发生偏转，其偏转方向遵从左手定则。若偏转线圈中电流方向改变，则电子束的偏偏转，其偏转方向遵从左手定则。若偏转线圈中电流方向改变，则电子束的偏显像管内电子束偏转显像管内电子束偏转转方向也发生改变；偏转线圈中的电流为零、转方向也发生改变；偏转线圈中的电流为零、则电子束不偏转，射向荧光屏的中央。因此，则电子束不偏转，射向
17、荧光屏的中央。因此，流过偏转线圈中电流的幅度和方向，决定着流过偏转线圈中电流的幅度和方向，决定着偏转线圈中磁场的强弱和方向，最终决定了偏转线圈中磁场的强弱和方向，最终决定了电子束偏转角度的大小和方向。电子束偏转角度的大小和方向。逐行扫描逐行扫描 当当线线圈圈偏偏转转中中分分别别流流过过行行、场场锯锯齿齿波波扫扫描描电电流流时时就就会会产产生生相相应应的的垂垂直直方方向向与与水水平平方方向向的的偏偏转转磁磁场场，在在这这两两个个磁磁场场的的共共同同作作用用下下，使使电电子子束束作作水水平平与与垂垂直方向的扫描运动。直方向的扫描运动。在锯齿波电流作用下，电子束产生自左向右、自上而下，一行紧按行的运
18、在锯齿波电流作用下，电子束产生自左向右、自上而下，一行紧按行的运动，因而称其为逐行扫描。动，因而称其为逐行扫描。扫描光栅演示扫描光栅演示隔行扫描场扫描电流图隔行扫描场扫描电流图光栅奇偶镶嵌演示光栅奇偶镶嵌演示隔行扫描隔行扫描 所谓隔行扫描，就是在每所谓隔行扫描，就是在每帧扫描行数不变的情况下，帧扫描行数不变的情况下，将每帧图像分为两场来传送，将每帧图像分为两场来传送，这两场分别称为奇场和偶场。这两场分别称为奇场和偶场。奇数场传送奇数场传送1 1、3 3、l 5l 5、奇奇数行；偶数场传送数行；偶数场传送2 2、4 4、6 6、偶数行。世界各国都采用偶数行。世界各国都采用隔行扫描的扫描方式。隔行
19、扫描的扫描方式。f fH H=1/=1/T TH H =1/(=1/(T TH SH S+T THR HR)f fV V=1/=1/T TV V =1/(=1/(T TV SV S+T TVR VR)隔行扫描隔行扫描 的意义的意义 在在电电视视系系统统中中、要要使使传传送送的的图图像像清清晰晰，并并具具有有活活动动、连连续续而而又又无无闪闪烁烁感感，则则要要求求传传送送频频率率大大于于临临界界闪闪烁烁频频率率47Hz47Hz（人人眼眼的的临临界界闪闪烁烁频频率率与与图图像像的的亮亮度度、对对比比度度等等因因素素有有关关）。即即每每秒秒传传送送4747场场以以上上的的图图像像。因因此此，我我国国
20、电电视视制制式式规规定定，场场扫扫描描频频率率f fV V为为50 50 HzHz，每每帧帧图图像像的的扫扫描描行行数数为为625625行行。若若采采用用逐逐行行扫扫描描的的话话，帧帧频频与与场场频频相相等等。理理论论分分析析可可以以得得出出，电电视视图图像像信信号号的的最最高高频频率率约约为为111112MMz12MMz，可可见见视视频频信信号号带带宽宽将将相相当当宽宽。要要传传送送频频谱谱这这样样宽宽的的信信号号，不不但但会会使使设设备备复复杂杂化化，而而且且使使在在规规定定的的可可供供电电视视系系统统使使用用的的频频段段内内可可容容纳纳的的电电视视频频道道数数目目减减少少。如如若若为为了
21、了减减少少带带宽宽而而降降低低场场频频，将将会会导导致致重重现现图图像像的的闪闪烁烁；减减少少每每场场扫扫描描行行数数，又又会会降降低低图图像像的的清清晰晰度度。可可见见逐逐行行扫扫描描是是无无法法解解决决带带宽宽与与闪闪烁烁感感及及清清晰晰度度的的矛矛盾盾。因因而而提提出出了了既既可可克克服服闪闪烁烁感感，又又不不增增加加图图像像信信号号带带宽的隔行扫描方式。宽的隔行扫描方式。在在我我国国隔隔行行扫扫描描每每秒秒传传送送5050场场，即即场场频频f fV V为为50Hz 50Hz，因因而而将将有有效效地地降降低低闪闪烁烁感感，帧帧频频却却为为25Hz25Hz，隔隔行行扫扫描描即即减减小小了了
22、闪闪烁烁感感，并并使使图图像像信信号号的的带带宽宽仅仅为为逐逐行行扫扫描描的的一一半半，大大约约为为5.5MHz5.5MHz左左右右，所所以以我我国国规规定定视视频频信信号号带带宽宽按按照照6MHz6MHz分分析析计算。计算。闪烁频率演示闪烁频率演示隔行扫描隔行扫描 的实现的实现 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。因为只有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方可使相邻两场均匀嵌套。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。其次，在隔行扫描中，整个画面的变化是按场频重复
23、的，它高于临界闪烁频率其次，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。但就每行而言，它仍是按帧频重复的，即每因而减少了闪烁感。但就每行而言，它仍是按帧频重复的，即每40ms40ms重复一重复一次，每秒重复次，每秒重复2525次，这是低于临界闪烁频率的。所以，当我们接近电视机观看次，这是低于临界闪烁频率的。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。了。忽略了扫描的逆忽略了扫描的逆程的隔行扫描光栅程的隔行扫描光栅及扫描电流波形示及扫描电流
24、波形示意图如图示，实线意图如图示，实线表示扫描的正程，表示扫描的正程，虚线表示扫描逆程虚线表示扫描逆程期间的回扫线。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）我国广播电视扫描参数我国广播电视扫描参数 扫描方式：隔行扫描。扫描方式：隔行扫描。行频行频 f fH H ：15625Hz15625Hz；场频场频 f fV V ：50 Hz50 Hz（帧频帧频25 Hz25 Hz）；）；行周期行周期T TH H：64s64s场周期场周期T TV V：20ms20ms行正程时间行正程时间T THSHS：52s52s场正程时间场正程时间T TVSVS：18.4 ms18.4
25、ms行逆程时间行逆程时间T THRHR：12s12s场逆程时间场逆程时间T TVRVR：1.6 ms1.6 ms每帧扫描行数每帧扫描行数Z Z：625625行行每帧显示行数每帧显示行数Z Z/：575575行行每场扫描行数：每场扫描行数：312.5312.5行行每场显示行数：每场显示行数：287.5287.5行行图像的分解力（清晰度）图像的分解力（清晰度）广广播播电电视视的的扫扫描描参参数数是是在在参参数数确确定定时时的的现现有有技技术术条条件件的的制制约约下下，根根据据人人们们对对电电视视图图像像清清晰晰度度的的要要求求，经经过过折折衷衷考考虑虑而而确确定定的的。扫扫描描参参数数一一经经确确
26、定定，其其图图像像的的清清晰晰度度和和图图像像信信号号带带宽宽亦亦随随之之确确定定了了。电电视视图图像像的的分分解解力力通通常常用用能能分分辨辨黑黑白白相相间间线线条条的的线线数数来来表表示示。例例如如，说说500500线线清清晰晰度度，则则表表示示可可以以分分辨辨黑黑白白相相间间的的线线条条的的总总数数为为500500条条，即即黑黑白白相相间间的的线线条条个个250250条条。电电视视的的分分解解力力分分为为垂垂直直（方方向向）分分解解力力和和水水平平（方方向向）分分解解力力。一一般般来来说说，垂垂直直清清晰晰度度，都都可可达达到到国国标要求，主要是水平清晰度不够高。标要求，主要是水平清晰度
27、不够高。1 1垂直分解力垂直分解力MM 电视图的垂直分解力受每帧扫描行数电视图的垂直分解力受每帧扫描行数Z Z的限制，实际上是受每帧显示行数的限制，实际上是受每帧显示行数Z Z/的的限制。理想条件下，限制。理想条件下，M=ZM=Z/。但在实际上但在实际上MM与当时的图像状态和扫描线的相对与当时的图像状态和扫描线的相对位置有关（如图示位置有关（如图示，圆点表示正在扫描的电子束），则总是有圆点表示正在扫描的电子束），则总是有MMZ Z/。（FLASHFLASH动画动画）由于扫描线具有一定的由于扫描线具有一定的宽度（电子束具有一定的宽度（电子束具有一定的截面积），所以再现图象截面积），所以再现图象可
28、以完全恢复第一列和第可以完全恢复第一列和第三列的原图形，而第二列三列的原图形，而第二列则完全不能恢复了，第四则完全不能恢复了，第四列可以部分恢复。这种极端的情形在实际的图象是很少见的，一般的图像总列可以部分恢复。这种极端的情形在实际的图象是很少见的，一般的图像总是具有一定的随机性，所以垂直分解力是具有一定的随机性，所以垂直分解力MM介于有效扫描行数介于有效扫描行数Z Z/到到Z Z/的一半之间，的一半之间，可以用一个小于一的系数可以用一个小于一的系数k k与与Z Z/的乘积来表示：的乘积来表示：M=M=kZkZ/。通常通常k=0.76k=0.76，则，则M=427M=427线。线。由此可见，我
29、国广播电视的垂直清晰度大于由此可见，我国广播电视的垂直清晰度大于400400线。线。VHSVHS家用录像机为家用录像机为200200左右，左右，S-VHSS-VHS在在400400线左右，线左右，VCDVCD在在280280左右。左右。2 2水平分解力水平分解力N N 水水平平分分解解力力N N是是指指图图像像在在水水平平方方向向上上可可以以区区分分出出垂垂直直的的黑黑白白相相间间的的线线条条数数目目。电电子子束束在在垂垂直直方方向向上上扫扫描描是是一一行行一一行行进进行行的的，相相邻邻两两行行互互不不重重叠叠，则则垂垂直直方方向向上上象象素素是是不不连连续续的的，水水平平方方向向每每一一行行
30、的的扫扫描描则则是是连连续续进进行行的的。由由于于扫扫描描电电子子束束具具有有一一定定的的截截面面，对对于于竖竖直直的的黑黑白白相相间间的的线线条条扫扫描描时时，在在黑黑白白的的交交界界处处，转转换换图图像像信信号号的的电电平平不不能能突突变变。若若图图象象的的细细节节比比电电子子束束的的直直径径更更小小，则会完全反映不了这种细节的变化，即存在孔阑效应则会完全反映不了这种细节的变化，即存在孔阑效应 。从提高水平分解力的观点上看，电子从提高水平分解力的观点上看，电子束截面的直径束截面的直径d d越小图像的水平分力就会越小图像的水平分力就会越高，但是电子束截面的直径太小画面越高，但是电子束截面的直
31、径太小画面转换的效率将会降低，所以电子束截面转换的效率将会降低，所以电子束截面的直径的直径d d一般以扫描的行距相等为宜，此一般以扫描的行距相等为宜，此时的水平分辨力与垂直分辨力相同（单时的水平分辨力与垂直分辨力相同（单位长度上），试验证明此时的图像质量位长度上），试验证明此时的图像质量最佳。在画面宽高比为最佳。在画面宽高比为4:34:3时，线。时，线。孔孔阑阑效效应应白平衡及其调整白平衡及其调整 (1)(1)白平衡的概念白平衡的概念 白白平平衡衡就就是是指指彩彩色色电电视视机机在在接接收收黑黑白白图图像像信信号号或或接接收收彩彩色色图图像像的的黑黑白白部部分分时时，合合成成的的光光不不应应出
32、出现现彩彩色色。三三个个电电子子枪枪的的调调制制特特性性的的斜斜率率及及截截止止点点会会因因制制造造工工艺艺的的误误差差有有所所不不同同，三三种种荧荧光光粉粉的的发发光光效效率率也也不不完完全全相相同同，因因而而可可能能在画面的某些地方出现彩色，这种现象称为白不平衡，需要调整予以解决。在画面的某些地方出现彩色，这种现象称为白不平衡，需要调整予以解决。白白平平衡衡又又分分为为亮亮平平衡衡和和暗暗平平衡衡。暗暗平平衡衡是是指指彩彩色色电电视视机机在在重重现现亮亮度度较较低低的的黑黑白白图图像像时时，表表现现出出的的白白不不平平衡衡现现象象；而而亮亮平平衡衡指指重重现现亮亮度度较较高高的的黑黑白白图
33、图像时，所表现出的白不平衡现象。像时，所表现出的白不平衡现象。(2)(2)调整原理及调整方法调整原理及调整方法 通通常常采采用用改改变变三三个个基基色色放放大大管管发发射射极极电电流流的的方方法法，从从而而间间接接地地改改变变显显像像管管三三个个阴阴极极的的直直流流电电位位，使使三三个个基基色色视视频频控控制制信信号号的的消消隐隐电电平平分分别别移移至至R R、GG、B B各各自自调调制制特特性性曲曲线线的的三三个个截截止止点点上上，以以此此实实现现暗暗平平衡衡调调节节。亮亮平平衡衡的的调调整整是是通通过过改改变变三三基基色色激激励励信信号号幅幅度度大大小小实实现现的的，以以此此来来补补偿偿三
34、三个个调调制制持持性性的斜率及三种荧光粉发光效率的差异。的斜率及三种荧光粉发光效率的差异。黑白全电视信号黑白全电视信号 黑白全电视信号由黑白全电视信号由 “图像信号图像信号”和确保和确保扫描同步的扫描同步的“复合同步信号复合同步信号”以及消除扫描以及消除扫描逆程回扫线的逆程回扫线的“复合消隐信号复合消隐信号”等辅助信号等辅助信号而构成的。而构成的。主体信号主体信号 图像信号图像信号 1 1、图像信号及其特征、图像信号及其特征 图图像像信信号号是是由由摄摄像像管管将将明明暗暗不不同同的的景景像像经经过过电电子子扫扫描描和和光光电电转转换换而而得得的的电电信信号号。五五条条由由白白灰灰黑黑而而变变
35、化化的的图图像像的的图图线线信信号号如如图图l-l-1313所所示示（有有正正负负极极性性之之分分），所所示示波波形形为为一一个个行行正正程程的的对对应应波波形形。一一般般来来说说，图图像像信信号号是是随随机机的的，图图1-13(c)1-13(c)给给出出了了一一行行的的随随机机的的图图像信号的波形。像信号的波形。正负极性图象信号正负极性图象信号 2 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)亮度，通常是指单位面积的光通量。因为单位面积光通量愈大，人眼感亮度，通常是指单位面积的光通量。因为单位面积光通量愈大，人眼感觉愈明亮，所以也可以说，亮度是人眼对光的
36、明暗程度的感觉。亮度常以觉愈明亮，所以也可以说，亮度是人眼对光的明暗程度的感觉。亮度常以 B B 表示，光通量的单位是烛光表示，光通量的单位是烛光(cdcd)，亮度的单位是尼持亮度的单位是尼持(nit)(nit)或熙提或熙提(sbsb)。电视图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。分，可以改变其亮度。对比度对比度，是客观景物最大亮度是客观景物最大亮度BmaxBmax与最小亮度与最小亮度BminBmin之比。当以之比。当以K K表示对表示对比度时比度时 K=Bmax/BminK
37、=Bmax/Bmin。电视图像的亮度一电视图像的亮度一般般都低于原景物亮度，考虑到人都低于原景物亮度，考虑到人眼的适应性，只要保持重现图像的对比度与原景物的对比度接近相等即可。眼的适应性，只要保持重现图像的对比度与原景物的对比度接近相等即可。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。灰度，即亮度级差或称亮度层次。它反映电视系统所能重现的原图像明、灰度，即亮度级差或称亮度层次。它反映电视系统所能重现的原图像明、暗层次的程度。通常电视台发送一个具有暗层次的程度。通常电视台发送一个具有1010级灰度的阶梯信号级灰度的阶梯信号(或称级差信号或称级差信号)，接
38、收系统经调整后在重现图像中能加以区分的从黑到白的层次数，称其为，接收系统经调整后在重现图像中能加以区分的从黑到白的层次数，称其为该系统具有的灰度级。由于显像管调制特性的非线性，电视接收机一般都达该系统具有的灰度级。由于显像管调制特性的非线性，电视接收机一般都达不到不到1010级灰度，一般只要能达到级灰度，一般只要能达到6 6级灰度，就可收看到明、暗层次较满意的图级灰度，就可收看到明、暗层次较满意的图像了像了。受到显像管发光亮度的限制受到显像管发光亮度的限制，重现重现的的图像图像无法无法达到景物实际亮度达到景物实际亮度，但只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。要能反映客观景物
39、的对比度和灰度，便可获得满意的效果。辅助信号辅助信号1 1、复合同步信号复合同步信号 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、场场起起始始和和终终止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。位置必须严格一致，否则就会出现画面失真或不稳定现象。为了收、发同步的需要，电视发送端每当扫描完一行时加入一个行同步为了收、发同步的需要，电视发送端每当扫描完一行时加入一个行同步脉冲；每当扫描完一场时加入一个场同步脉冲，它们分别在行与场逆程期间脉冲；每当扫描完一场时加入一个场同步脉冲，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
40、间。我国电视标准规定，行同步脉冲宽传送，其宽度分别小于行、场逆程时间。我国电视标准规定，行同步脉冲宽度为度为4.74.7ss，脉冲前沿滞后行消隐信号前沿约脉冲前沿滞后行消隐信号前沿约 1.3 1.3ss；场同步脉冲宽度为场同步脉冲宽度为160160ss（2.52.5个行周期），脉冲前沿滞后场消隐信号前沿个行周期），脉冲前沿滞后场消隐信号前沿160160ss。在接收端必在接收端必须先将这些行、场同步脉冲分离出来，用以分别控制接收机中的行、场扫描须先将这些行、场同步脉冲分离出来，用以分别控制接收机中的行、场扫描锯齿波电流的周期和相位。换言之，锯齿波电流的周期和相位。换言之，只有当行、场同步脉冲到来
41、时才开始行只有当行、场同步脉冲到来时才开始行与场的回扫与场的回扫，这就可保证收、发双方扫描电流的频率和相位都相同，即可保，这就可保证收、发双方扫描电流的频率和相位都相同，即可保证同步。图证同步。图1-15(1-15(a)a)中给出了行、场同步信号，通常将行、场同步信号合称为中给出了行、场同步信号，通常将行、场同步信号合称为复合同步信号。复合同步信号。复合同步信号复合同步信号扫描频率对重现图像的影响扫描频率对重现图像的影响同步脉冲前沿同步脉冲前沿 逆程开始时刻逆程开始时刻2 2复合消隐信号复合消隐信号 在在图图像像的的分分解解或或恢恢复复的的扫扫描描逆逆程程中中，若若不不采采取取措措施施，将将出
42、出现现行行、场场回回扫扫线线，这这将将对对正正程程所所传传送送的的图图像像起起干干扰扰作作用用。消消除除回回扫扫线线的的方方法法是是在在行行、场场扫扫描描的的逆逆程程期期间间，在在摄摄像像管管与与显显像像管管中中分分别别加加入入能能使使扫扫描描电电子子束束截截止止的的消消隐隐脉脉冲冲，即即复合消隐脉冲或复合消隐信号。发送端在发送图像信号的同时，在逆复合消隐脉冲或复合消隐信号。发送端在发送图像信号的同时，在逆程期间将消隐信号也发送出程期间将消隐信号也发送出去。行、场消隐信号的电平去。行、场消隐信号的电平等于图像信号的黑色电平；等于图像信号的黑色电平；行、场消隐信号的周期应分行、场消隐信号的周期应
43、分别与别与 行、场扫描周期相同；行、场扫描周期相同；行、场消隐脉冲的宽度应分行、场消隐脉冲的宽度应分别等于行、场扫描的逆程时别等于行、场扫描的逆程时间。即行消隐脉冲宽度为间。即行消隐脉冲宽度为1212ss，场消隐脉冲宽度为场消隐脉冲宽度为16121612s(s(其中，包含着一个行其中，包含着一个行的逆程的逆程1212s)s)。复合消隐信号复合消隐信号 3 3槽脉冲和均衡脉冲槽脉冲和均衡脉冲 电电视视系系统统中中，提提取取行行同同步步信信息息的的方方法法，是是利利用用鉴鉴相相或或微微分分电电路路来来提提取取行行同同步步脉脉冲冲的的前前沿沿。由由于于场场同同步步脉脉冲冲较较宽宽，因因而而在在场场同
44、同步步期期间间会会使使行行同同步步信信息息丢丢失失。这这样样，在在场场逆逆程程期期间间行行就就可可能能失失步步，可可能能会会造造成成每每场场开开始始时时的的前前几几行行不不能能立立刻刻同同步步，而而使使屏屏幕幕显显示示图图像像的的最最上上面面几几行行出出现现不不稳稳定定现现象象。解解决决这这个个问问题题的的办办法法是是在在场场同同步步脉脉冲冲上上加加开开几几个个槽槽，称称为为槽槽脉脉冲冲，并并使使槽槽脉脉冲冲的的后后沿沿(即即上上升升沿沿)恰恰好好对对应应于于应应该该出出现现原原行行同同步步脉脉冲冲的的前前沿沿位位置置。加加入入槽槽脉脉冲冲之之后后就就可可以以保保证证在在场场同同步步脉脉冲冲期
45、期间间可可以以检检测测出出行行同同步步脉脉冲冲。槽槽脉脉冲冲的的宽宽度度与与行行同同步步脉脉冲相同，也是冲相同，也是4.74.7ss。行行、场同步脉冲幅度相同场同步脉冲幅度相同 、宽度宽度 不同，不同，所以所以分离行、分离行、场同步脉冲一般借助于微分与场同步脉冲一般借助于微分与积分电路的组合。微分电路可积分电路的组合。微分电路可提取出行同步脉冲或槽脉冲的提取出行同步脉冲或槽脉冲的上升沿用于行同步；积分电路上升沿用于行同步；积分电路却可以选出宽度较大的场同步却可以选出宽度较大的场同步脉冲。脉冲。但但是是，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
46、点和和终终点点位位置置都都不不相相同同。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行扫扫描描到到半半行行时时加加入入；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，场场消消隐隐与与场场同同步步信信号号应应在在一一个个整整行行结结束束后后加加入入。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沿对对齐齐，则则得得如如图图所所示示波波形形。在在进进行行、场同步分离时，每一个行同步脉冲出现，要对积分电容器进行一次充电场同步
47、分离时，每一个行同步脉冲出现，要对积分电容器进行一次充电，行同步脉冲过后则进行放行同步脉冲过后则进行放电。由于奇数场和偶数场电。由于奇数场和偶数场同步脉冲前沿出现时同步脉冲前沿出现时、行行 同步脉冲相互错开半行，同步脉冲相互错开半行，造成积分电容器上的起始造成积分电容器上的起始电压不同，这就必然导致电压不同，这就必然导致两场同步时间的差异，如两场同步时间的差异，如图所示，存在时差图所示，存在时差 t t。对对场同步脉冲的检测造成影场同步脉冲的检测造成影响。响。场同步场同步积分输出积分输出 为了保证偶数场的扫描线准确地嵌套在奇数场各扫措线之间，必须保证为了保证偶数场的扫描线准确地嵌套在奇数场各扫
48、措线之间，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电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。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，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。为了使增加脉冲后的平均
49、电平不增加，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一半把这部分脉冲宽度减小为原来的一半(即即2.352.35s)s)。场同步脉冲上的槽也每半行场同步脉冲上的槽也每半行一个，槽宽仍为一个，槽宽仍为4.74.7ss，场场同步期间要开同步期间要开5 5个槽。每个个槽。每个场同步脉冲前、后各有场同步脉冲前、后各有5 5个个 2.352.35s s 宽的脉冲，常称其宽的脉冲，常称其为前、后均衡脉冲，如图为前、后均衡脉冲，如图l-l-17(c)17(c)所示。这样一来，无所示。这样一来，无论奇场还是偶场，送到场积论奇场还是偶场，送到场积分电路去的波形
50、都是完全相分电路去的波形都是完全相同的。同的。开槽场同步开槽场同步黑白全电视信号黑白全电视信号4.4.黑白全电视信号黑白全电视信号将图像信号、复合同步、复合消隐、槽脉冲和均衡脉冲等叠加，即构成将图像信号、复合同步、复合消隐、槽脉冲和均衡脉冲等叠加，即构成黑白全电视信号，通常也称其为视频信号。我国现行电视标推规定：以黑白全电视信号，通常也称其为视频信号。我国现行电视标推规定：以负极性全电视的同步信号顶电平作为负极性全电视的同步信号顶电平作为100100；则黑色电平和消隐电平的；则黑色电平和消隐电平的相对幅度为相对幅度为7575；白色电平相对幅度为；白色电平相对幅度为101012.512.5；图像