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1、第第1章数字电视传输章数字电视传输基础基础本讲稿第一页，共一百四十七页1.1 1.1 广播电视体系广播电视体系1.1.1 1.1.1 广播与电视概念的理解广播与电视概念的理解1.1.2 1.1.2 广播电视的特点与传播媒介广播电视的特点与传播媒介1.1.3 1.1.3 广播电视的体系组成广播电视的体系组成1.1.4 1.1.4 广播电视宣传与技术的关系广播电视宣传与技术的关系本讲稿第二页，共一百四十七页1.1.1 1.1.1 广播与电视概念的理解广播与电视概念的理解广播广播:广广播播，从从其其技技术术上上的的本本质质来来说说，是是一一种种通通信信业业务务，其其目目的的是为使广大公众直接接收，单
2、向传播信息是为使广大公众直接接收，单向传播信息广义的广播一词，是声音广播和电视广播的统称广义的广播一词，是声音广播和电视广播的统称 BroadcastingBroadcasting狭义的广播一词狭义的广播一词,单指声音广播单指声音广播.Sound BroadcastingSound Broadcasting电视电视:狭义的电视专指电视广播狭义的电视专指电视广播.TV BroadcastingTV Broadcasting广广义义的的电电视视还还包包括括除除广广播播以以外外的的电电视视应应用用,如如工工业业电电视视等等;一一般称为般称为应用电视应用电视.本讲稿第三页，共一百四十七页1.1.2 1
3、.1.2 广播电视的特点与传播媒介广播电视的特点与传播媒介广播电视的特点广播电视的特点(1)(1)以声音和图象的形式来传播信息以声音和图象的形式来传播信息.(2)(2)及时性及时性.(3)(3)广泛性广泛性.广播电视的传播媒介广播电视的传播媒介主要有两种主要有两种（）无线电波，如地面电视、卫星电视（）无线电波，如地面电视、卫星电视（）有线分配系统，即有线广播和有线电视（）有线分配系统，即有线广播和有线电视本讲稿第四页，共一百四十七页1.1.3 1.1.3 广播电视的体系组成广播电视的体系组成个环节个环节个方面个方面节目制作节目制作播出方播出方节目播出节目播出节目传送节目传送节目发射节目发射节目
4、接收节目接收受众方受众方本讲稿第五页，共一百四十七页1.1.4 1.1.4 广播电视宣传与技术的关系广播电视宣传与技术的关系u节目内容宣传工作节目制作节目内容宣传工作节目制作u传播手段技术工作节目播出、传送、发射传播手段技术工作节目播出、传送、发射广播电视宣传与广播电视技术的概念广播电视宣传与广播电视技术的概念广播电视宣传与广播电视技术的关系广播电视宣传与广播电视技术的关系（）必须明确，要做好广播电视事业，加强节目的内容是最重要的（）必须明确，要做好广播电视事业，加强节目的内容是最重要的因此，在广播电视工作中，因此，在广播电视工作中，“宣传是中心宣传是中心”，这是无可置疑的，这是无可置疑的（）
5、同时也必须明确，广播电视宣传紧紧地依靠广播电视技（）同时也必须明确，广播电视宣传紧紧地依靠广播电视技术，广播电视技术工作是广播电视宣传的基础，是其中不可缺术，广播电视技术工作是广播电视宣传的基础，是其中不可缺少的一个组成部分没有广播电视技术工作，也就没有广播电少的一个组成部分没有广播电视技术工作，也就没有广播电视宣传视宣传本讲稿第六页，共一百四十七页1.2 1.2 电磁波基础电磁波基础.2.1.2.1 电磁波的基本知识电磁波的基本知识.2.2.2.2 电磁波的技术参数电磁波的技术参数 本讲稿第七页，共一百四十七页.2.1.2.1 电磁波的基本知识电磁波的基本知识1.电场电场概念概念:电荷存在的
6、形式电荷存在的形式 源泉源泉:电荷电荷基本性质基本性质:它对于处在其中的任何其他电荷都有作用力它对于处在其中的任何其他电荷都有作用力2.磁场磁场 概念概念:当电荷运动时当电荷运动时(空间的电荷运动或导体中的电流空间的电荷运动或导体中的电流),在其周围空间在其周围空间就产生一种特殊的状态和性质就产生一种特殊的状态和性质,称为磁场称为磁场.基本性质基本性质:(1)磁场对在它中间的运动电荷磁场对在它中间的运动电荷(或电流或电流)发生作用力发生作用力 (2)在磁场变化的同时产生电场在磁场变化的同时产生电场本讲稿第八页，共一百四十七页3.电磁场电磁场 概念概念:同时存在的交变电场和交变磁场同时存在的交变
7、电场和交变磁场,统称为交统称为交变电磁场变电磁场 描述方法描述方法:麦克斯维方程组麦克斯维方程组本讲稿第九页，共一百四十七页4.4.乌莫夫乌莫夫-波印廷定理波印廷定理 任何电磁场中任何电磁场中,在体积在体积V V内所蕴藏的电磁能内所蕴藏的电磁能量在单位时间内的消耗量在单位时间内的消耗,可以转化为两个部分可以转化为两个部分:(1)(1)在体积在体积V V内变为焦耳热内变为焦耳热 (2)(2)转化为通过包围体积转化为通过包围体积V V的闭合曲面的闭合曲面F F 发射的能量发射的能量本讲稿第十页，共一百四十七页5.5.电磁波电磁波u概念概念 交交变变电电磁磁场场在在空空间间的的传传播播就就形形成成了
8、了电电磁磁波波，换换句句话话说说就是电磁能量以电磁波的形式向外传播。就是电磁能量以电磁波的形式向外传播。u 主要特点主要特点 (1)不依赖于媒质不依赖于媒质 (2)在自由空间都是以光速传播的在自由空间都是以光速传播的横波横波 横横波波:对对于于电电磁磁波波来来说说，所所谓谓横横波波是是指指电电场场(E)和和磁磁场场(H)都都垂垂直直于波的于波的传播方向传播方向(V)的波。的波。u频谱频谱本讲稿第十一页，共一百四十七页波段名称波段名称波长范围波长范围频段名称频段名称频率范围频率范围射线射线1埃埃X射线射线100001埃埃紫外线紫外线400050埃埃可见光可见光76004000埃埃红外线红外线07
9、6300m无无线线电电波波亚毫米波亚毫米波l03mm至高频至高频3001000GHz微微 毫米波毫米波10lmm极高频极高频EHF30300GHz波波 厘米波厘米波10lcm超高频超高频SHF330GHz分米波分米波101dm特高频特高频UHF3003000MHz米波米波10lm甚高频甚高频VHF30300MHz短波短波SW10010m高频高频HF330MHz中波中波MW1000100m中频中频MF3003000kHz长波长波LW10lkm低频低频LF30300kHz甚长波甚长波10010km甚低频甚低频VLF330kHz超长波超长波1000100km特低频特低频ULF3003000Hz极长波
10、极长波100001000km极低频极低频30300Hz本讲稿第十二页，共一百四十七页本讲稿第十三页，共一百四十七页u无线电波无线电波 概念概念:人们习惯上把电流产生的电磁波称为无线电波人们习惯上把电流产生的电磁波称为无线电波 变化范围变化范围:波长范围在波长范围在 3.310-4l07m 之之 间间 频率范围在频率范围在 3109Hz 之间之间 无线电波可以按照波长来划分，称为无线电波可以按照波长来划分，称为波段波段，也可，也可 以按照频率来划分，称为以按照频率来划分，称为频段频段。按照波长的不。按照波长的不 同，实际使用的无线电波可以分为同，实际使用的无线电波可以分为长波、中波、长波、中波、
11、短波、超短波等等短波、超短波等等 本讲稿第十四页，共一百四十七页第一章数字电视传输基础第一章数字电视传输基础卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统微波及其特点微波及其特点一、微波的概念及波段划分一、微波的概念及波段划分 微波是一种频率非常高的电磁波。把波长从1米到1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为:3108Hz31011Hz。如下图所示。本讲稿第十五页，共一百四十七页第一章数字电视传输基础第一章数字电视传输基础卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统微波波段划分微波波段划分波波
12、 段段波长范围波长范围频率范围频率范围波段名称波段名称分米波1m10cm0.33GHz特高频(UHF)厘米波10cm1cm330GHz超高频(SHF)毫米波1cm1mm30300GHz极高频(EHF)本讲稿第十六页，共一百四十七页第一章数字电视传输基础第一章数字电视传输基础卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统微波波段的代号及对应的频率范围微波波段的代号及对应的频率范围 波波 段段频率范围频率范围(GHz)波波 段段频率范围频率范围(GHz)UHF0.301.12Ka26.5040.00L1.121.70Q33.0050.00LS1.702.6
13、0U40.0060.00S2.603.95M50.0075.00C3.955.85E60.0090.00XC5.858.20F90.00140.0X8.2012.40G140.0220.0Ku12.4018.00R220.0325.0K18.0026.50本讲稿第十七页，共一百四十七页第一章数字电视传输基础第一章数字电视传输基础卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统卫星电视与有线电视系统微波的特点微波的特点微波似光性卫星通信频率高多路通信穿透电离层天文学研究量子特性微波波谱学本讲稿第十八页，共一百四十七页1.波长与波速波长与波速 根据波的理论，波速根据波的理论，波速
14、v、波长、波长与频率与频率f三者之间的关三者之间的关系是：系是：=v/f (11)根据电磁波理论，根据电磁波理论，无线电波的无线电波的速度速度在在不同的介质不同的介质中是中是不同不同的，的，介质中的波速与真空中的波速间的关系为：介质中的波速与真空中的波速间的关系为：(12)其中，其中，r为介质的相对介电常数，为介质的相对介电常数，r为介质的相对为介质的相对磁导率。磁导率。1975年在巴黎召开的国际计量全会上，建议真空中的年在巴黎召开的国际计量全会上，建议真空中的光速定为：光速定为：c2.99792458108ms (l一一3)工程上，可以取工程上，可以取c3108，于是真空中无线电波的波，于是
15、真空中无线电波的波长与频率之间的关系为：长与频率之间的关系为：300f (14)其中，波长的单位为其中，波长的单位为m，频率的单位为，频率的单位为MHz。1.2.2 电磁波的技术参数电磁波的技术参数本讲稿第十九页，共一百四十七页2.强度强度无无线线电电波波的的场场强强通通常常是是指指电电场场强强度度E。电电场场强强度度的的单单位位是是Vm，工工程程上上普普遍遍使使用用分分贝贝作作为为场场强强的的单单位位，这这样样便便于于计计算算，同同时时也也便便于于测测量量，因因为为常常用用的的场场强强仪仪大大都都是是按按照照分贝分贝数值来标定测量结果的。数值来标定测量结果的。工工程程上上常常用用的的场场强强
16、单单位位是是dBuVm和和dBmVm，E(dBuV/m)=20lgE(uV/m),并并 规规 定定1uV/m的的 场场 强强 为为0dBuV/m,则它们与物理单位的关系为：则它们与物理单位的关系为：E(dBuV/m)=20lgE(V/m)+120 (15a)E(dBmV/m)=20lgE(V/m)+60 (15b)另一方面，另一方面，磁场强度磁场强度(H)的单位是的单位是Am。本讲稿第二十页，共一百四十七页分贝：分贝：分贝（分贝（dBdB）是由是由贝尔（贝尔（BelBel）导出的导出的 贝尔是为了度量两个物理量（贝尔是为了度量两个物理量（N1N1和和N2)N2)的比值的比值而设定的计量单位，定
17、义为而设定的计量单位，定义为R=lg(N1/N2),R=lg(N1/N2),式中式中lglg是是以以1010为底的常用对数为底的常用对数.又定义又定义1 Bel=10 dB1 Bel=10 dB.电平电平:在电子技术中在电子技术中,用分贝表示电量的相对大小用分贝表示电量的相对大小,即为即为电平电平.常用的是常用的是功率电平功率电平(G(GP P)和和电压电平电压电平(G(GU U),G GP P=1010lg(P/Plg(P/P0 0)G GU U=2020lg(U/Ulg(U/U0 0)本讲稿第二十一页，共一百四十七页 分分贝贝用用来来表表示示电电平平时时，一一般般在在dB后后要加要加V（我
18、国习惯用（我国习惯用1V为参考电压）。为参考电压）。在在有有线线电电视视系系统统中中，通通常常将将V省省略略。当当采采用用1mV作作为为参参考考电电压压时时，其其得得到到的的电电 平平 差差 为为60dB，如如70dBV相相 当当 于于10dBmV。本讲稿第二十二页，共一百四十七页E(dBuV/m)=20lgE(uV/m)本讲稿第二十三页，共一百四十七页 使用分贝的优点有：使用分贝的优点有：可可把把较较大大的的数数字字化化为为较较小小的的数数字字，以以便便于于记记录录和运算。和运算。在在工工程程中中将将各各级级电电路路的的增增益益及及衰衰减减量量用用求求和和的的方法来计算，使计算过程大为简化。
19、方法来计算，使计算过程大为简化。用用分分贝贝值值表表示示电电声声系系统统指指标标更更符符合合人人们们听听觉觉上上的的特征。特征。本讲稿第二十四页，共一百四十七页本讲稿第二十五页，共一百四十七页电视机接收图像质量的好坏与它接收到的电视信号的电视机接收图像质量的好坏与它接收到的电视信号的强弱有关。一般来说，在服务区内，信号电场越强，接强弱有关。一般来说，在服务区内，信号电场越强，接收到的图像质量越好。收到的图像质量越好。本讲稿第二十六页，共一百四十七页3.波阻抗波阻抗从从电电场场和和磁磁场场的的单单位位可可以以看看出出，电电场场强强度度与与磁磁场场强强度度之之比比的的量量纲纲恰恰好好是是电电阻阻的
20、的量量纲纲，所所以以电电场场与与磁磁场场之之比比称称为为波阻抗波阻抗，记为记为。波波阻阻抗抗的的数数值值与与介介质质的的介介电电常常数数和和磁磁导导率率有有关关。其其计算公式为：计算公式为：(16)真真空空的的波波阻阻抗抗为为o120377()。在在工工程程上上，空空气气的波阻抗数值也可以按真空的波阻抗计算。的波阻抗数值也可以按真空的波阻抗计算。本讲稿第二十七页，共一百四十七页4.相位相位无线电波的相位反映了电波在某一瞬时的具体状态。无线电波的相位反映了电波在某一瞬时的具体状态。电电波波在在传传播播过过程程中中相相位位相相同同的的点点组组成成的的面面称称为为等等相相位位面面，等相位面等相位面又
21、称为又称为波面波面或或波前波前。等相位面为球面的电波称为等相位面为球面的电波称为球面电磁波球面电磁波，简称，简称球面波球面波；等相位面为柱面的电波称为等相位面为柱面的电波称为柱面电磁波柱面电磁波，简称，简称柱面波柱面波；等等相相位位面面为为平平面面的的电电波波称称为为平平面面电电磁磁波波，简简称称平平面面波波。平平面面波波是是一一种种物物理理模模型型，它它是是对对实实际际问问题题进进行行抽抽象象并并简简化化而而得得到的，因为平面波的问题分析起来比较简单。到的，因为平面波的问题分析起来比较简单。一一般般天天线线辐辐射射的的电电磁磁波波可可以以看看作作是是球球面面波波，也也就就是是说说天天线线的的
22、某某处处存存在在着着一一个个相相位位中中心心，因因此此可可以以将将天天线线的的辐辐射射看看作作是是从从这这个个相相位位中中心心发发射射出出来来的的球球面面波波；在在接接收收点点距距离离相相位位中中心心足足够够远远的的条条件件下下，天天线线发射的球面波可以按照平面波来处理发射的球面波可以按照平面波来处理。本讲稿第二十八页，共一百四十七页5.能流密度能流密度电电磁磁波波在在传传输输的的过过程程中中就就会会有有能能量量的的传传播播。根根据据波波的的理理论论，能能量量传传播播的的大大小小可可以以用用能能流流密密度度来来衡衡量量。能能流流密密度度是是一一个个矢矢量量，其其方方向向代代表表了了波波的的传传
23、播播方方向向，即即能能量量传传播播的的方方向向，而而它它的的大大小小则则表表示示了了单单位位时时间间内内穿穿过过与与波波的的传传播播方方向向相相垂垂直直的的单单位位截截面面上上的的能能量量。电电磁磁波波的的能能流流密密度度有有一一个个专专门门的名称，叫做坡印廷矢量，记为的名称，叫做坡印廷矢量，记为S。根根据据电电磁磁场场理理论论中中的的坡坡印印廷廷定定理理，坡坡印印廷廷矢矢量量的的瞬瞬时时值值可可以用场量以用场量E和和H来表示，即是：来表示，即是：S=EH (17)无无线线电电通通信信和和无无线线电电广广播播领领域域中中出出现现的的电电磁磁场场是是按按照照正正弦弦规规律律变变化化的的，称称为为
24、正正弦弦电电磁磁场场。正正弦弦电电磁磁场场的的场场量量通通常常用用复复数数来表示。来表示。坡印廷矢量的平均值又称为功率通量密度。坡印廷矢量的平均值又称为功率通量密度。本讲稿第二十九页，共一百四十七页6.极化极化概概念念:研研究究电电磁磁波波的的传传播播，一一个个很很重重要要的的内内容容就就是是求求解解波波的的结结构构。不不仅仅要要知知道道场场量量大大小小的的运运动动变变化化规规律律，还还必必须须了了解解场场量量的的方方向向随随时时间间的的取取向向问问题题。它它们们对对于于波波的的发发射射和和接接收收都都有有很很大大的的关关系系。这这就就需需要要引引入入极极化概念来讨论问题。化概念来讨论问题。所
25、谓波的所谓波的极化极化是指电场矢量的取向随时间变化的方式，并以矢是指电场矢量的取向随时间变化的方式，并以矢量端点的轨迹来描述。由于平面波的磁场垂直于电场，由电场量端点的轨迹来描述。由于平面波的磁场垂直于电场，由电场可确定磁场，所以通常可确定磁场，所以通常只讨论电场的极化只讨论电场的极化。(1)无线电波的极化反映了电场矢量的矢端随时间变化的无线电波的极化反映了电场矢量的矢端随时间变化的规律规律。(2)电场矢量和磁场矢量所确定的平面称为波的电场矢量和磁场矢量所确定的平面称为波的极化面极化面。(3)还还有有天天线线的的极极化化的的概概念念，天天线线的的极极化化反反映映了了该该天天线线辐辐射射或或接接
26、收收的的无无线线电电波的极化方式波的极化方式。(4)电磁波的极化是由发射天线的结构确定的电磁波的极化是由发射天线的结构确定的.简简要要分分析析:我我们们用用电电场场矢矢量量端端点点的的轨轨迹迹来来描描述述波波的的极极化化。其其轨轨迹迹有有直直线线、圆圆、椭椭圆圆，因因此此对对应应极极化化方方式式有有直直线线极极化化、圆圆极极化化、椭圆极化，以及相应有这三类极化波。椭圆极化，以及相应有这三类极化波。本讲稿第三十页，共一百四十七页(1)线极化波线极化波当当时时间间变变化化时时，若若电电场场矢矢量量的的方方向向始始终终平平行行于于某某一一直直线线，这这样样的的无无线线电电电电波波就就称称为为线线极极
27、化化波波。在在正正弦弦电电磁磁场场中中，线线极极化化波波的的大大小小随随时时间间作作正正弦弦变变化化；在在前前半半个个周周期期内内，电电场场矢矢量量的的方方向向指指向向直直线线的的一一端端，在后半个周期，电场矢量则指向直线的另一端。在后半个周期，电场矢量则指向直线的另一端。线线极极化化波波应应用用是是十十分分广广泛泛的的，在在无无线线电电广广播播、无无线线电电通通信信领领域域中中，大大量量地地使使用用线线极极化化波波。在在区区域域性性的的卫卫星星广广播播中中，普普遍遍使使用用线线极极化化波波。线线极极化化波波可可以以按按照照极极化化方方向向分分为为垂垂直直极极化化和和水水平平极极化化两两种种方
28、方式式。所所谓谓垂垂直直和和水水平平均均是是根根据据特特定定的的平平面面来来决决定定的的。一一般般地地，电电波波的的传传播播方方向向垂垂直直于于极极化化面面，也也就就是是说说分分别别垂垂直直于于电电场场矢矢量量和和磁磁场场矢矢量量。在在工工程程上上，通通常常是是以以地地平平面面为为参参考考面面，垂垂直直于于地地面面的的线线极极化化波波称称为为垂垂直直极极化化，而而平平行行于于地地面面的的线线极极化化波波则则称称为为水水平平极极化化。水水平平极极化化波波普普遍遍应应用用于于短短波波广广播播、电电视视广广播播、调调频频广广播播等等领领域域。而而垂垂直直极极化化波波则则普普遍遍应应用用于于中中波波广
29、广播播、移移动动通通信信等等领领域域。卫卫星星广广播播也也使使用用水水平平极极化化和和垂垂直直极化两种方式，但参考平面的定义方式有所不同。极化两种方式，但参考平面的定义方式有所不同。本讲稿第三十一页，共一百四十七页本讲稿第三十二页，共一百四十七页(2)圆极化圆极化沿沿着着电电波波传传播播的的方方向向看看，圆圆极极化化波波中中电电场场矢矢量量端端点点的的运运动动轨轨迹迹为为一一个个圆圆。在在正正弦弦电电磁磁场场中中，在在一一个个周周期期之之内内，电电场场的的大大小小不不变变，而而电电场场矢矢量量的的方方向向随随时时间间旋旋转转一一周周。任任何何一一个个圆圆极极化化波波均均可可以以分分解解为为两两
30、个个方方向向上上相相互互垂垂直直的的线线极极化化波波，而而两两者者的强度相等，相位相差的强度相等，相位相差90。与与线线极极化化波波类类似似，圆圆极极化化波波也也可可以以分分为为左左旋旋圆圆极极化化和和右右旋旋圆圆极极化化两两种种方方式式。顺顺着着波波的的传传播播方方向向(EH的的方方向向)看看去去，若若电电场场矢矢量量顺顺时时针针旋旋转转，就就称称为为右右旋旋极极化化波波；若若电电场场矢矢量量逆逆时时针针旋旋转转，就称为左旋极化波就称为左旋极化波。圆圆极极化化波波主主要要用用于于洲洲际际间间的的卫卫星星通通信信和和卫卫星星广广播播。在在一一些些国国家家里里，调调频频广广播播也也采采用用圆圆极
31、极化化方方式式，其其目目的的是是便便于于在在汽汽车车上上接收广播。接收广播。本讲稿第三十三页，共一百四十七页(3)椭圆极化椭圆极化椭椭圆圆极极化化是是最最为为普普遍遍的的极极化化方方式式，电电场场矢矢量量的的矢矢端端轨轨迹迹是是一一个个椭椭圆圆。在在一一个个周周期期之之内内，电电场场的的大大小小和和方方向向都都发发生生变变化化。线线极极化化和和圆圆极极化化均均可可以以看看作作是是椭椭圆圆极极化化的的特特例例。当当椭椭圆圆的的长长轴轴与与短短轴轴相相等等时时，就就是是圆圆极极化化；而而当当椭椭圆圆的的短短轴轴长长度为零时，就是线极化。度为零时，就是线极化。通通常常，在在广广播播和和通通信信领领域
32、域中中是是不不采采用用椭椭圆圆极极化化波波的的，但但是是由由于于介介质质的的不不均均匀匀性性，在在电电波波经经过过反反射射、散散射射、折折射射之之后后，线线极极化化波波或或圆圆极极化化波波可以演变成椭圆极化波可以演变成椭圆极化波。本讲稿第三十四页，共一百四十七页(4)(4)极化匹配与失配极化匹配与失配概念：概念：接接收收天天线线的的极极化化方方式式只只有有同同被被接接收收的的电电磁磁波波极极化化形形式式相相一一致时，才能致时，才能有效地接收到信号有效地接收到信号，这种现象称为，这种现象称为极化匹配极化匹配。否否 则则 将将 使使 接接 收收 信信 号号 质质 量量 变变 坏坏(也也 就就 是是
33、 说说，发发 生生极化损失极化损失)，甚至完全收不到信号，甚至完全收不到信号，这种现象称为这种现象称为极化失配极化失配。推论：推论：l必须使用线极化天线接收线极化波，而使用圆极化天线接收圆极化波l水平线极化天线接收水平线极化波l垂直线极化天线接收垂直线极化波l左旋圆极化天线接收左旋圆极化波l右旋圆极化天线接收右旋圆极化波本讲稿第三十五页，共一百四十七页(5)(5)极化隔离极化隔离u极化方式之间的不相干性极化方式之间的不相干性,可以称为可以称为极化隔离极化隔离u在在两两种种线线极极化化波波之之间间存存在在着着所所谓谓的的“极极化化隔隔离离”，具具体体说说就就是是，水水平平线线极极化化天天线线接接
34、收收水水平平线线极极化化波波，而而不不接接收收垂垂直直线线极极化化波波；反反之之，垂垂直直线线极极化化天天线接收垂直线极化波，线接收垂直线极化波，而不接收水平线极化波而不接收水平线极化波。u在在两两种种圆圆极极化化波波之之间间也也存存在在极极化化隔隔离离。左左旋旋圆圆极极化化天天线线接接收收左左旋旋圆圆极极化化波波，而而不不接接收收右右旋旋圆圆极极化化波波；反反之之，右右旋旋圆圆极极化化天天线线接接收收右右旋旋圆圆极极化化波波，而而不不接接收左旋极化波收左旋极化波。本讲稿第三十六页，共一百四十七页1.3 1.3 数字电视基础数字电视基础1模拟电视回顾模拟电视回顾工作过程工作过程电视信号电视信号
35、主要不足主要不足2数字电视概述数字电视概述概念概念分类分类发展历史发展历史主要优势主要优势主要不足主要不足技术体系技术体系3数字电视数字电视(传输传输)关键技术关键技术数字化技术数字化技术信源压缩技术信源压缩技术信道编码技术信道编码技术数字调制技术数字调制技术本讲稿第三十七页，共一百四十七页1.3.1 1.3.1 模拟电视回顾模拟电视回顾 1.1.模拟电视的工作过程模拟电视的工作过程 在在摄象机摄象机中用中用电信号电信号去去模拟模拟一个一个光图案光图案,把在时间把在时间和幅度上连续变化的电信号经过各种处理、控制、测和幅度上连续变化的电信号经过各种处理、控制、测试、记录编辑、节目制作、调制、传输
36、和接收后试、记录编辑、节目制作、调制、传输和接收后,由接由接收机收机(电视机电视机)产生一个产生一个光图案光图案来来模拟模拟电信号电信号.注意注意:在整个过程中在整个过程中,图象信号和伴音信号都图象信号和伴音信号都是在时间轴上连续变化的是在时间轴上连续变化的模拟模拟信号信号.本讲稿第三十八页，共一百四十七页2.(2.(模拟模拟)电视信号电视信号电电视视信信号号的的产产生生原原理理:就就电电视视技技术术的的原原理理而而言言，传传送送活活动动景景像像的的电电视视系系统统，通通常常由由摄摄像像、信信号号处处理理、传传输输、显显像像等等部部分分组组成成。图图像像信信息息的的顺顺序序传传送送原原理理，是
37、是电电视视信信号号产产生生的的基基础础。其其基基本本方方法法是是将将要要传传送送的的图图像像分分解解为为许许多多像像素素，将将各各像像素素的的特特征征，如如亮亮度度和和颜颜色色按按一一定定的的顺顺序序和和方方法法转转变变为为电电信信号号的的幅幅度度和和时时间间序序列列，依依次次传传送送和和处处理理，并并附附加加表表示示各各像像素素相相对对位位置置的的特特征征信信号号同同步步信信号号，以以便便于于在在接接收收端端电电光光信信息息还还原原时时像像素素的的再再现现定定位位，这这就就是是电电视视技技术术中中电电视视信信号号的的产生原理。产生原理。种种类类:电电视视视视频频信信号号、电电视视音音频频信信
38、号号、电电视视射射频频信信号号（承载电视信号进行传输的无线电波统称为射频信号）（承载电视信号进行传输的无线电波统称为射频信号）本讲稿第三十九页，共一百四十七页主要不足主要不足(1)(1)损伤是积累的损伤是积累的(2)(2)稳定度差稳定度差(3)(3)可靠性低可靠性低(4)(4)调整繁复调整繁复(5)(5)不便于集成不便于集成(6)(6)自动控制困难自动控制困难(7)(7)成本高成本高本讲稿第四十页，共一百四十七页1.3.2 1.3.2 数字电视概述数字电视概述 1.1.概念概念定定义义:数数字字电电视视是是指指包包括括节节目目摄摄制制、编编辑辑、发发送送、传传输输、存存储储、接接收收和和显显示
39、示等等环环节节，全全部部采采用用数数字字技技术术处理的全新电视系统。处理的全新电视系统。也也可可以以说说数数字字电电视视是是在在信信源源、信信道道、信信宿宿三三个个方方面全面实现数字化和数字处理的电视系统。面全面实现数字化和数字处理的电视系统。“数数字字电电视视”的的含含义义并并不不是是指指一一般般家家中中的的电电视视机机，而而是是指指电电视视信信号号的的处处理理、传传输输、发发射射和和接接收收过过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。程中使用数字信号的电视系统或电视设备。本讲稿第四十一页，共一百四十七页注意区别注意区别n数字化电视数字化电视（或者叫（或者叫数码电视数码电视）n在在现现有有模模
40、拟拟彩彩色色电电视视机机的的电电路路中中采采用用了了多多种种数数字字化化处处理理技技术术。例例如如：数数码码100Hz扫扫描描技技术术、3D/5D数数字字化化图图像像处处理理技技术术、I2C数数字字总总线线技技术术、数数字字画画中中画画技技术术、NICAM数数字字伴伴音音技技术术等等。采采用用了了这这些些数数字字处处理理技技术术的的彩彩色色电电视视机机，获获得得了了更更好好的的图图像像、声声音音质质量量，增增加加了了电电视视机机的功能。的功能。n从从本本质质上上讲讲，数数字字化化的的电电视视仍仍属属于于模模拟拟电电视视的的范范畴畴。本讲稿第四十二页，共一百四十七页2.数字电视的分类数字电视的分
41、类(1)u按信号传输方式分类按信号传输方式分类l地面无线传输（地面数字电视）地面无线传输（地面数字电视）l卫星传输（卫星数字电视）卫星传输（卫星数字电视）l有线传输（有线数字电视）有线传输（有线数字电视）n这这三三种种数数字字电电视视的的信信源源编编码码方方式式相相同同，但但由由于于它它们们的的传传输输途途径径不不同同，它它们们的的信信道道编编码码采采用用了了不同的调制方式不同的调制方式 本讲稿第四十三页，共一百四十七页2.数字电视的分类数字电视的分类(2)u按产品类型分类按产品类型分类l数字电视显示器数字电视显示器l数字电视机顶盒数字电视机顶盒l一体化数字电视接收机一体化数字电视接收机本讲稿
42、第四十四页，共一百四十七页2.数字电视的分类数字电视的分类(3)u按清晰度分类按清晰度分类l低清晰度数字电视低清晰度数字电视LDTV（图像水平清晰度大于（图像水平清晰度大于250线）线）l标准清晰度数字电视标准清晰度数字电视SDTV（图像水平清晰度大于（图像水平清晰度大于500线）线）l高清晰度数字电视高清晰度数字电视HDTV（图像水平清晰度大于（图像水平清晰度大于800线）线）本讲稿第四十五页，共一百四十七页2.数字电视的分类数字电视的分类(4)u按显示屏幕幅型分类按显示屏幕幅型分类l4:3幅型比幅型比l16:9幅型比幅型比u按扫描线数（显示格式）分类按扫描线数（显示格式）分类lHDTV扫描
43、线数（大于扫描线数（大于1000线）线）lSDTV扫描线数（扫描线数（600800线）线）本讲稿第四十六页，共一百四十七页3.数字电视的发展历史数字电视的发展历史(1)数字电视技术最先出现在欧洲。从上世纪数字电视技术最先出现在欧洲。从上世纪80年年代开始，欧洲几个电视技术较先进的国家，如德国、代开始，欧洲几个电视技术较先进的国家，如德国、法国、英国，都开始研究数字电视技术，并且诞生法国、英国，都开始研究数字电视技术，并且诞生过过MAC1、MAC2、MAC3(模拟分量时分复用传输模拟分量时分复用传输技术技术)等三代数字卫星电视节目广播。当时数字技术已经等三代数字卫星电视节目广播。当时数字技术已经
44、很先进，它能够同时传播一路标准清晰度电视节目和多很先进，它能够同时传播一路标准清晰度电视节目和多路伴音广播。与此同时，日本的数字电视技术也达到了路伴音广播。与此同时，日本的数字电视技术也达到了很高的水平。日本是世界上第一个用很高的水平。日本是世界上第一个用MUSE(多重压缩多重压缩编码编码)技术进行高清电视节目广播的国家，但试播不到两技术进行高清电视节目广播的国家，但试播不到两年，由于新的数字技术不断出现，年，由于新的数字技术不断出现，MUSE技术相对已落技术相对已落后，日本不得不放弃自己的后，日本不得不放弃自己的MUSE技术标准。技术标准。本讲稿第四十七页，共一百四十七页 1982年，新一代
45、数字式电视机由美国年，新一代数字式电视机由美国的数字电视公司首先研制成功。这种电视的数字电视公司首先研制成功。这种电视机的结构主要由机的结构主要由5块超大规模集成电路组成，块超大规模集成电路组成，元部件比模拟式电视机减少一半以上，因而元部件比模拟式电视机减少一半以上，因而使生产工艺大大简化，生产成本降低。使生产工艺大大简化，生产成本降低。1983年，该电视机开始正式生产并投放市场。年，该电视机开始正式生产并投放市场。3.数字电视的发展历史数字电视的发展历史(2)本讲稿第四十八页，共一百四十七页 从上世纪从上世纪90年代开始，数字电视技术在世界年代开始，数字电视技术在世界范围内飞速发展。除了欧洲
46、之外，美国、日本等范围内飞速发展。除了欧洲之外，美国、日本等技术先进的国家也都认识到数字电视技术对本国技术先进的国家也都认识到数字电视技术对本国经济发展的重要性，因此也加入到数字电视技术经济发展的重要性，因此也加入到数字电视技术的研究行列，并制定了现代数字视频压缩技术的的研究行列，并制定了现代数字视频压缩技术的一系列主要标准一系列主要标准MPEG-X。虽然中国的当时电。虽然中国的当时电视技术相对落后，但考虑到我们是电视机王国，视技术相对落后，但考虑到我们是电视机王国，消费市场巨大，也积极加入到了数字电视技术消费市场巨大，也积极加入到了数字电视技术的竞赛行列，准备在的竞赛行列，准备在MPEG的基
47、础上制订出自的基础上制订出自己的数字电视标准。己的数字电视标准。3.数字电视的发展历史数字电视的发展历史(3)本讲稿第四十九页，共一百四十七页1995年年9月月15日，美国正式通过日，美国正式通过ATSC(Advanced Television Systems Committee，美国高级电视业务顾问委员会，美国高级电视业务顾问委员会)数数字电视国家标准。字电视国家标准。ATSC制信源编码采用制信源编码采用MPEG-2视频压缩和视频压缩和AC-3音频压缩；信道编码采用音频压缩；信道编码采用VSB调制，提供了两种模式：地面广播模式调制，提供了两种模式：地面广播模式(8VSB)和和高数据率模式高数
48、据率模式(16VSB)。随着多媒体传输业务。随着多媒体传输业务的不断发展，为了适应移动接收的需要，近来的不断发展，为了适应移动接收的需要，近来又计划增加又计划增加2VSB的移动接收模式。的移动接收模式。3.数字电视的发展历史数字电视的发展历史(4)本讲稿第五十页，共一百四十七页 1996年年4月月，法法国国第第一一个个开开始始了了数数字字电电视视商商业业广广播播，全全世世界界的的数数字字电电视视广广播播迅迅猛猛发发展展，其其中中尤尤以以DVB-S广广播播技技术术的的应应用用发发展展最最普普及及和和迅迅猛猛，DVB-S标标准准甚甚至至被被美美国国这这样样数数字字技技术术超超级级发发达达的的国国家
49、家采采用用。随随DVB-S之之后后，DVB-C也也在在逐逐渐渐普普及及，特特别别是是在在我我国国，DVB-C或或其其变变种种技技术术必必将将是是数数字字电电视视广广播播技技术术的的主主体体。DVB-T技技术术在在DVB-S和和DVB-C之之后后，也也被被欧欧洲洲、亚亚太太甚甚至美国等地区的不少国家用于商业广播。至美国等地区的不少国家用于商业广播。3.数字电视的发展历史数字电视的发展历史(5)本讲稿第五十一页，共一百四十七页 1998年年11月，美国开始数字电视广播，计月，美国开始数字电视广播，计划划2006年全面实现数字电视广播并全部收回模拟年全面实现数字电视广播并全部收回模拟电视的电视的NT
50、SC频道。频道。1999年年9月，我国的数字电视广播月，我国的数字电视广播HDTV-T在中央电视塔上广播试验成功，并宣布了我在中央电视塔上广播试验成功，并宣布了我国数字电视广播三步走计划：国数字电视广播三步走计划：2008年正式试年正式试播播HDTV-T，2015年全面实现数字电视广播，年全面实现数字电视广播，同时停止模拟电视广播。同时停止模拟电视广播。数字电视的新时代即将到来，模拟电视终数字电视的新时代即将到来，模拟电视终将被数字电视所取代。将被数字电视所取代。3.数字电视的发展历史数字电视的发展历史(6)本讲稿第五十二页，共一百四十七页3.数字电视的发展历史数字电视的发展历史(7)2002