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电视机的基本工作原理 大学城栏目：居民空间消息快播| 空间栏目：。电视原理与维修技术 收藏到我的学习空间 收藏到我的课堂魔方 全屏发表时间：2012-11-4 21:20:45浏览：1063评论：1第一章 电视机的基本工作原理 11 电视显像基本原理 一、 图像的分解与重现 仔细观察报纸上的照片，就会发现它是由许多明暗不同的小点子组成的。其实，任何一幅图像都可以看成是由许多密集的细小点子组成的。这些细小点子称为像素。像素是组成图像的最小单位。一幅图像中，像素取得越多，图像就越清晰、逼真。例如，一张35mm的电影胶片是由近百万个像素组成的，所以电影画面显得非常清晰、逼真。电视图像也是由像素组成的。在发送端把一幅图像分解为许多像素，利用摄像管按顺序将一个个像素转换成对应的电信号传送出去，在接收端通过显像管将电信号再转换成一一对应的像素，组成一幅完整的图像。就像写字一样，从左到右、从上到下，一字一字地顺序写出。图1-1为图像传送示意图。在发送端将“工”字图像分解成许多像素，通过光电转换将像素的亮度按一定顺序转换成电信号，并依次传送出去。在接收端的屏幕上，再按同样顺序将各个电信号在相对应位置上转变为光。当这种顺序传送进行得非常快时，由于人眼的视觉惰性，就会在屏幕上看到一幅完整的“工”字图像。这种在发送端依一定顺序把图像分解成一个个像素，而在接收端依同一顺序把像素再组合成图像的过程称为扫描。 二、电子扫描 1、逐行扫描： 电子束从上向下一行一行地依次扫描称为逐行扫描如图1-2A。 在图中实线及虚线均表示扫描线。实线表示扫描正程，虚线表示扫描逆程。电子束在左上角A点扫到屏幕右下角B点，形成一幅完整光栅。 在电视系统中，摄像管与显像管外面都装有行与场两对偏转线圈，线圈中分别流过行、场锯齿波电流，同时产生水平方向与垂直方向的偏转磁场。当行扫描锯齿波电流流过行偏转线圈时，电子束将在水平方向上受到偏转力，使电子束从左向右进行水平方向上的扫描(也称行扫描)，这一段扫描过程称为行扫描正程。正程结束后，电子束从右端迅速返回到左端，这一段扫描过程称为行扫描逆程。电子束来回扫描一次所需的时间，称为行扫描周期(TH)。假如，只在显像管的行偏转线圈中送入行扫描电流，则荧光屏上将出现中间的一条水平亮线，如图1-2B所示。当场扫描锯齿波电流送到场偏转线圈时，电子束将在垂直方向上受到偏转力，使电子束从上到下地进行垂直方向的扫描(也称场扫描)，这一段扫描过程称为场扫描正程。正程结束后，电子束从下端迅速返回上端，这一段扫描过程称为场扫描逆程。电子束在垂直方向上扫描一次所需的时间，称为场扫描周期(Tv)。假如，只有场扫描，则荧光屏中间将出现一条垂直亮线，如图1-2C所示。如果行、场扫描同时存在，则电子束在水平偏转磁场和垂直偏转磁场的共同作用下，一方面作水平运动，一方面还作垂直运动。由于THTv，电子束的运动是水平略向右下倾斜，形成了如图所示的一幅完整的扫描光栅。电视是在扫描正程时间内显示图像的，而在扫描逆程时间内不传送图像，所以要把逆程的回扫线消去，使它不出现在荧光屏上(称为消隐)，如图1-2D所示。 2、隔行扫描 由于人眼有一定的视觉惰性和分辨能力，假若要不产生亮度闪烁的感觉，并保证有足够的清晰度，则场扫描频率必须在48Hz以上(即每秒传送48帧图像)，扫描行数必须在500以上。这样计算出来的电视图像信号的频带是很宽的，将会使设备复杂化。若为了减小图像信号频带而降低场频，则会引起闪烁现象。如果减少行数，又会引起图像清晰度下降。为此，电视技术中采用隔行扫描方法，将一帧图像分两场进行扫描，这样每秒传送25帧图像，就等于每秒扫描50场，即场频为50Hz，亮度闪烁现象就可不再出现了。 隔行扫描的方法是将一帧图像分成两场进行扫描。电子束先自上而下地扫描每帧图像中的奇数行，即l、3、5行，在扫描完一帧图像中的全部奇数行后，再回到图像上端依次扫描一帧图像中的偶数行，即2、4、6行。这样，一帧图像经过两场扫描，所有的像素可全部扫完。我们把扫奇数行的场称为奇数场，把扫偶数行的场称为偶数场。图1-3为隔行扫描示意图。 扫描开始时，电子束由左上端A点开始按l、3、5、顺序扫描，当扫到第575行的一半时，正好扫过287行半，完成第一场(奇数场)的正程扫描。完成奇数场的正程扫描后，电子束立即返回B点并从B点开始第二场的扫描,这一逆程需要25行时间。奇数场共用了312.5行扫描时间，电子束已返回到B点。 紧接着扫描2、4、6偶数行，当扫到第574行末(C点)时，也扫了287行半，完成了第二场(偶数场)的正程扫描。完成偶数场的正程扫描后，电子束立即返回A点并从A点开始第二帧即第三场的扫描,这一逆程需要25行时间。偶数场共用了312.5行扫描时间，电子束已返回到A点。 两场扫描正程行数共575行，逆程行数共50行，恰好是一帧的扫描总行数。其中偶数场的光栅应刚好嵌在奇数场光栅的中间，这样才能构成一幅均匀的光栅，并得到图像的最高清晰度。图为隔行扫描重现图像示意图。 两场光栅均匀交错是对隔行扫描的基本要求，否则垂直清晰度特大为下降。为了使偶数场光栅镶嵌在奇数场之间，每一场必须包含半行扫描，这就要求每一帧的扫描行数为奇数行。例如，我国采用625行的隔行扫描制，每一场的扫描行数为312.5行；而有的国家则采用525行，每场扫描行数为262.5行。 3、关于电子扫描，我国电视标准规定如下： 行周期： TH64s 行频： FH15625Hz 行正程时间： 52s 行逆程时间： 12s 场周期： Tv20ms 场频： Fv50Hz 场正程时间： 18.4ms 场逆程时间： 1.6ms 每帧总行数： 625行 每场行数： 312.5行 每场正程： 占287.5行 每场逆程： 占25行 电视是传送活动景物的系统，通常由摄像、传输、显像三部分组成。电视台先用摄像管将景物(图像)的变化，即光信号，转换成电信号(图像信号)，然后经过放大、调制等过程，将图像信号调制在一个高频载波上，通过天线以无线电波的形式发送出去，在接收端把电信号还原成光信号，重现人眼看得见的图像。即电视传像是通过光-电转换、信号传送、电-光转换等过程而实现的。 12 电视信号的组成 黑白全电视信号由图像灰度信号(视频信号)、逆程扫描不显示（复合消隐）信号、保证每行扫描对齐（复合同步）信号、保证隔行扫描准确（均衡）脉冲、保证场扫描准确（槽）脉冲组成。如图1-4。 伴音调频信号由6.5MHz载频经音频调频而得，也称第二伴音中频信号。 由电台发射的射频信号采用调幅载波的形式将全电视信号和6.5MHz伴音调频信号发送到用户的电视机中。 1、图像信号（图像灰度信号的简称） 视频图像信号是指经扫描、光电转换过程由光像转变成的电信号。图像上明暗不同的像素，通过扫描变成按时间变化的强弱不同的电信号，其电平高低与像素的亮度成比例。若图像越亮，信号电平越高，称为正极性图像信号；反之，信号电平随着图像亮度增加而降低，则称为负极性图像信号。如果传送由黑至白呈五灰度等级竖条图像时，则它的负极性图像信号如图1-5所示。图中75%为黑色电平，12.5%为白色电平，灰色电平介于黑色与白色电平之间。 2、消隐信号 在行扫描的逆程时间内，不传送图像信号，而行、场扫描逆程产生的回扫线对传输图像要起干扰作用。为此，在行、场扫描的逆程期间，要加入黑色电平信号，使逆程期间电子束截止。这个黑色电平信号就是消隐信号，它包括行消隐信号和场消隐信号。如图1-6。行消隐信号和场消隐信号合称为复合消隐信号。消隐信号的幅度应与图像的黑色电平相同，也为75%。周期应分别与行、场扫描周期相同，宽度与扫描逆程大致相同，即行消隐周期为64S，宽度为12S；场消隐周期为20ms，宽度为1.6ms(25H)。 3、同步信号 为了保证显像管扫描与摄像管扫描的频率与相位完全一致，电视台还要在消隐期间内提供行同步信号和场同步信号，这两个信号合称为复合同步信号。每扫完一行时要传送一个行 同步信号，每一场结束时要传送一个场同步信号。如图1-4、图1-5、图1-6。 如果接收机扫描与发送端不同步，则重现的图像将发生混乱。例如，行扫描周期大于 64S，即正程时间延长，除了扫完一行图像外，还扫出一段消隐信号，屏幕上出现消隐黑线，以后的各行正程时间依次向后推移，消隐黑线在屏幕上逐渐左移。如果场扫描周期大于20ms，则在扫描正程时间内获得多于一场的图像，即使后一场图像提前了，并且以后各场图像都依次提前，结果看到的图像会不断上移。 为了使同步信号既不影响消隐，又与消隐信号能区分，将同步脉冲叠加在消隐脉冲之上，使同步脉冲电平高于消隐脉冲电平，如图所示。同步脉冲的相对幅度为100%，行同步信号的宽度为4.7S(0.073H)，周期为64S；场同步信号宽度为160S(2.5H)，周期为20ms。 4、槽脉冲与均衡脉冲 场同步脉冲的宽度为2.5H，若在此期间行同步信号中断，则会造成场扫描正程开始部分同步紊乱，引起图像上部扭曲。为了在场同步信号期间不丢失行同步信号，使行扫描保持同步，在场同步信号中开五个小槽，称为槽脉冲。槽脉冲的后沿必须对准行同步信号的前沿。槽脉冲宽度等于行同步脉冲宽度，槽脉冲的周期为半行。 在场同步脉冲前后还各有五个窄脉冲，称为前后均衡脉冲，宽度为行同步脉冲宽度的一半，间隔为半行。前后均衡脉冲的作用是保证隔行扫描的准确性，使扫描时偶数场正好镶嵌在奇数场之间，不会产生并行现象。由图像信号、复合消隐信号、复合同步信号、均衡脉冲和榴脉冲组成的黑白全电视信号波形如图1-4所示。 13 电视信号的调制 电视信号由图像信号和伴音信号组成。图像信号和伴音信号都包含有丰富的低频成分，因此不能直接把它们发射出去，需要把它们调制在频率较高的载波上，然后再发射出去。 图像信号和伴音信号在电视台是同时发射的，电视接收机也是同时接收的，为了防止两种信号互相影响，采用了不同的调制方式。图像信号采用调幅的方式，伴音信号采用调频的方式。 图像信号采用调幅方式，即利用图像信号去调制高频载波的幅度，使高频载波幅度随图像信号幅度变化而变化。图像信号包含了0-6MHz之间的各种频率的信号。我国采用负极性视频信号进行调制，也即负极性调制，经负极性调制后的视频信号波形如图1-7所示。 采用负极性调制有以下优点： 1. 干扰信号时图像影响较小。外来干扰信号一般都以脉冲形式叠加在调幅波上，在荧光屏上表现为黑点，而黑点不易被人眼察觉，所以对图像影响较小。 2. 节省发射功率。由于图像亮的部分比暗的部分多一些，发射图像信号时的平均功率较小。 3. 便于实现自动增益控制。由于同步电平幅度最高，电视接收机的自动增益控制电路可以利用同步脉冲的峰值电平作为参考电平，实现自动增益控制。 由此可见，采用负极性调制可减小于扰对图像的影响，且信号发射时平均功率也较小，还有利于实行自动增益控制。但外来干扰容易破坏接收机同步，所以接收机中通常加入消噪电路。 伴音信号调制：伴音信号采用调频调制方式，即利用伴音信号去调制高频载波的频率，使高频载波的频率随着伴音信号的幅度变化而变化。在伴音信号中，高频分量的振幅比低频分量的小，容易受到干扰的影响。为此，在调频信号的发送中，常将高频分量的振幅预先提高，称为预加重；在接收端，必须将高频分量予以衰减，以恢复伴音信号的原来状况，称为去加重。 14 频道划分 对图像信号进行调制时，载波频率要比图像信号频率高十倍左右。因此，电视台发出的射频电视信号是由超短波或微波来传送的。我国电视广播应用甚高频段(V取)和特高频 段(UHF)。VHF分为12个频道，UHF分为56个频道。其频率分配见表。 波段 频道 频率下限 频率上限 图像载频 伴音载频 31 654 662 655.25 661.75 32 662 670 663.25 669.75 （MHz） （MHz） （MHz） （MHz） 33 670 678 671.25 677.75 34 678 686 679.25 685.75 1 49 57 49.75 56.25 35 686 694 687.25 693.75 2 57 65 57.75 64.25 36 694 702 695.25 701.75 3 65 76 65.75 72.25 37 702 710 703.25 709.75 38 710 718 711.25 717.75 4 76 84 77.25 83.75 39 718 726 719.25 725.75 5 84 92 85.25 91.75 40 726 734 727.25 733.75 41 734 742 735.25 741.75 6 167 175 168.25 174.75 42 742 750 743.25 749.75 7 175 183 176.25 182.75 43 750 758 751.25 757.75 8 183 191 184.25 190.75 44 758 766 759.25 765.75 9 191 199 192.25 198.75 45 766 774 767.25 773.75 10 199 207 200.25 206.75 46 774 782 775.25 781.75 11 207 215 208.25 214.75 47 782 790 783.25 789.75 12 215 223 216.25 222.75 48 790 798 791.25 797.75 49 798 806 799.25 805.75 13 470 478 471.25 477.75 50 806 814 807.25 813.75 14 478 486 479.25 485.75 51 814 822 815.25 821.75 15 486 494 487.25 493.75 52 822 830 823.25 829.75 16 494 502 495.25 501.75 53 830 838 831.25 837.75 17 502 510 503.25 509.75 54 838 846 839.25 845.75 18 510 518 511.25 517