第4章 电视传输接收.doc

第四章 电视信号的传输和接收4.1 电视信号广播调制方式 4.1.1 电视信号广播的方式 电视广播信号由全电视信号和伴音信号组成。视频信号频带为06MHz、音频信号的频带为40Hz15KHz。基带信号必须调制在射频载波上，才能以无 线电波的形式通过空间或媒体传播。根据运载基带信号的媒体特性不同和载波信号频率范围不同，目前基带信号的调制传输方式大体有三种： 地面开路广播：传输媒体为地面空间电磁波。 地面开路广播 有线电视广播：传输媒体为电缆或光纤。 有线电视广播 卫星电视广播：空间电磁波和卫星转发器 。 卫星电视广播本章主要讨论地面开路电视广播的调制传输方式。 调制极性由于全电视信号有正负极性之分，因此图像信号的调幅有调制极性的问题。 现行电视制式中多采用负极性，因为它有以下优点： 发射机输出效率高； 杂波干扰影响小； 便于实现自动增益控制。4.1.3 伴音信号的调制 在现行电视广播中，电视伴音射频信号是按频分复用方式与图像射频信号一起通过同一付天线以电磁波形式传输，为防止图像与伴音信号相互干扰，伴音信号的调制 方式采用调频方式。调频是载波信号的瞬时频率随调制信号的大小而线性地变化，载波的幅度不变。设调制信号为：载波信号为：则调频信号为：式中：，F为调制信号频率：；fd为最大频偏，其有效带宽：右图为调频信号的波形电视伴音采用调频方式有以下优点：相同的信噪比下，所需发射功率小； 信噪比高，音质好；抗干扰能力强； 发射机利用率高；缺点是：已调波频带宽，且对电视广播总带宽较宽而言是可行的。 伴音信号的调频参数载频：我国电视制式规定伴音载频比图像载频高6.5MHz；伴音基带信号带宽：40Hz15KHz 最大频偏和调频带宽：我国规定最大频偏，则已调波带宽2(50+15)KHz=130KHz， 因此，按我国标准，伴音射频信号的频率范围是。但我国电视制式规定为。4.1 电视信号广播调制方式 4.1.4 电视频道 (1)一路电视频道带宽 电视发射设备构成 及射频幅频特性图由残留边带调幅的图像信号和调频的伴音信号组成一路电视广播信号，占用一个电视频道。在电视发射设备中，将图像发射机和伴音发射机的输出通过一个双工器合 在一起，通过同一副天线发射，电视发射设备构成如上图中，左图所示。根据我国电视标准，每频 道射频电视信号幅频特性如上图中，右图所示，带宽为 8MHz（1.256.50.25）。 (2)电视频道的分配我国在VHF和UHF波段共安排了68个电视频道。在VL波段即（48.592）MHz中安排5个频道，在VH波段即（167223）MHz中安 排7个频道，在U波段即（470958）MHz中安排56个频道,共68个频道。在VHF的92MHz167MHz之间及223300MHz之间各有一段频带是分配给其他业务的，在开路无线电电视广播中不能使用。然而，在有线 电视系统中，可以作为增补频道来传送节目。现规定在111167MHz安排7个因此在VHF波段,有线电视系统中共有28个频道。对于高频调谐器中没有接收增补频道功能的电视机中必须采用附加装置，才能收看增补频道节目。各增补频道 的频率范围示于下表中。4.2 电视信号的接收 4.2.1 彩色电视接收机的组成我国规定伴音载频比图像载频高6.5MHZ，带宽为0.25MHZ。这样每频道电视信号总带宽为8 MHZ。现在的接收机都是超外差式的，即接收射频信号后先经过高频放大，并和本机振荡器的信号混频，而后得出固定频率范围的中频电视信号。彩色电视接收机的组成框图（点击查看）4.2.2 高频调谐器 1）高频调谐器的组成高频调谐器俗称高频头，通常由输入回路、高频放大器、本机振荡器、混频器和频道选择器等部分组成，如图所示。（点击查看大图）输入回路的作用是：初选所需接收频道的高频电视信号；高频放大器的作用为：选择所需频道的高频电视信号；放大该高频电视信号。本机振荡器的作用是：产生一个比所接收频道高频电视信号的图像载频高38MHz的等幅正弦振荡，供给混频器。混频器的作用：将高放级送来的高频电视信号与本振级送来的本振信号混频得出调制状态不变而载频降低的中频电视信号。 2）高频调谐器的主要作用 选择频道：选择所需收看的某频道节目，抑制中频及邻频道干扰和其他干扰。 放大信号：将所选取频道的射频信号加以放大。 变换频率：完成混频作用，获得固定频率范围的中频电视信号。我国规定：图像中频为38MHz，伴音中频为31.5MHz，色度中频为33.57MHz。3）对高频调谐器的基本要求 通频带内的功率增益Kp应为2025dB。频道间的功率增益差Kp 要求小于8dB。 具有良好的选择性，通频带应大于或等于8MHz；带内特性平坦，带外幅频响应迅速衰减；对邻频道干扰、镜像干扰和中频干扰有较强的抑制作用 ，要求中频抑制比及镜频抑制比均大于40dB。 噪声系数Nf小。 与天线及馈线间的匹配良好。 本振频率稳定性足够高。 高放级应设有自动增益控制(AGC)电路。4.2 电视信号的接收 4.2.2 中频通道电视中频通道是对电视中频信号(图像中频fPI38MHz、伴 音中频faI31.5MHz、色度中频fsI33.57MHz)进行处理的公共通道。中频通道构成框图（点击查看）1) 中频通道电路构成 具有规定中频幅频特性的SAWF（声表面滤波器 surface acoustic wave filter） 具有自动增益控制能力的集成中频放大器； 视频检波器：采用同步检波，由限幅放大和38MHz选频电路从图像中频信号中得到38MHz等幅信号去乘图像中频信号，输出图像信号和第二伴音中频信号。 预视放：带宽为6MHz，电压增益为2至5倍 噪声抑制（ANC automatic noise canceler）电路：消除大幅度的脉冲干扰（如电火花、雷电）。 AGC ：将视频信号中的同步信号取出，放大检波得到AGC控制电压，去改变高放、中放的增益。 自动频率微调（AFT）：由限幅选频电路将图像中频信号变成等幅的中频信号，然后通过鉴频AFT电压。 2) 对中频通道的基本要求：要有很高的中放增益如下图估算中放增益。要有合适的幅频特性 补偿残留边带传输的影响适当衰减伴音载频，减小伴音中频和副载波中频的差拍干扰有效地抑制邻道干扰提供足够的通频带估算中放增益射频信号残留边带传输的影响如 上图所示,即检波后图像信号幅频特性不平直。为克服这种失真，使检波输出图像信号06MHz的幅频特性平直,我国规定图像中频为：fPI38MHz。 要求中频信号放大电路具有 下所示特定的中频特性 。中频放幅频特性（点击查看）自动增益控制能力实际的输入信号随环境和接收条件而变化，天线输入信号强度大小可相差上千倍，而晶体管的动态范围难以满足这样的要求，所以要求电视机具有60dB的自动增 益控制能力4.2 电视信号的接收 4.2.3伴音通道伴音通道的作用是放大6.5MHZ第二伴音中频信号，再进行、限幅、鉴频，解调出音频信号，低放后推动扬声器发出声音。其组成框图如下图所示。 伴音通道电路包括：（1）6.5MHz陶瓷滤波器（2）伴音中频限幅放大器（3） 鉴频器（4）电子音量控制电路（ATT）（5）伴音低放和功放电路（6）伴音消噪（静噪）电路4.2 电视信号的接收 4.2.4 PAL-D解码器彩色电视机中PAL解码器的作用是将彩色全电视信号(SXCT)解调还原为三基色信号R、G、B送至彩色显像管的三个阴极。 (1)亮度通道:副载波陷波电路去除色度信号,均衡色度通道中色度信号的延时而对Y信号进行延时和放大等 。(2)色度通道:带通滤波器取出色度信号，经放大送入梳状滤波器分离色度信号U、V,再送入同步检波器检波,得出色差信号RY和BY。(3)基准副载波恢复电路包括由色同步选通电路及鉴相器、VCO和低通滤波器组成的锁相环提供U同步检波器所需的副载波.梳状滤波器标准PAL解码器的核心是梳状滤波器,由延时线和加法器、减法器组成,如图所示，梳状滤波器的作用是：（1） 将U、V信号完善的分离；（2） U、V输出均为两行平均后的电信号； 梳妆滤波器延迟时间Td的确定PAL制信号一行中含有283.75个副载波周期,但是延时线的延迟时间 选定为Td63.943s283.5Ts ，这样色度信号经过延时线后 和直通信号相加、相减后，可实现两行平均及U、V分离。 U、V分离原理U、V色度信号的分离演示如下面演示所示 梳状滤波器的幅频特性梳状滤波器的幅频特性如下面演示所示。 色度延时线为将4.431.3MHz的色度信号延时约64s，并保证工作稳定可靠，须将电信号转换成超声波，使其在特制的玻璃介质中传播实现延时，称为超声延时 线，它具有体积小、重量轻、延时时间长和性能稳定等优点。超声延时线由输入、输出压电换能器和玻璃介质组成，基本结构如 下面超声延时线所示。 4.2 电视信号的接收 4.2.5 电视机数字处理技电视机重现图像的清晰度的主观感觉与摄像端和接收端的扫描行数、行间闪烁、边沿闪烁等因素有关。在现有电视制式的前提下，采用“倍行”技术(变隔行为逐行扫描),“倍场”技术(变场频50HZ为100HZ)，可使图 像质量明显提高， 这些技术在数字电视机中普遍采用，目前在一些大屏幕电视机中也被采用。 1）“倍行”技术为了改善隔行扫描的闪烁干扰,利用行插法，将每场的行数增加一倍，变隔行扫描为逐行扫描称为“倍行”技术。行插法有两种简单的方式：在同一场内,将每行的内容重复读出两次。重复读出倍行”（点击查看）在同一场内，插入行任一点值是前后两行对应点的平均值.两行平均倍行”（点击查看）2) 闪烁消除技术场插入法为了消除场频较低造成的行间闪烁和大面积闪烁，通常采用变场频50HZ为100HZ的倍场技术，当然采用这项技术必须对场扫描电路相应改变，对场偏