《模拟电视广播》PPT课件.ppt

1、第四章 模拟电视广播,电视系统的分类： 1 广播电视系统与应用电视系统； 2 有线电视系统与无线电视系统； 3 模拟电视系统与数字电视系统； 4 普通电视系统与高清晰度电视系统； 5 单业务电视系统与多业务电视系统。,4.1 地面广播,地面广播示意图,广播电视系统组成,电视中心台 电视发射台 传递网络（卫星网络，微波中继，有线网络） 接收部分（终端）,1. 射频电视信号 图像信号和伴音信号频率比较低，不能直接向远距离传送， 必须将它们分别调制在频率较高的载频上，然后通过天线发射出去。 图像信号采用调幅方式， 伴音信号采用调频方式，调制后的图像信号和伴音信号统称为射频电视信号。 1) 负极性调制

2、 用负极性的图像信号对载频进行调制，称为负极性调制； 用正极性图像信号对载频的进行调制，称为正极性调制。电视信号的调制极性如下图所示。,广播电视信号,电视信号的调制极性 (a) 负极性图像信号； (b) 正极性图像信号； (c) 负极性调幅信号； (d) 正极性调幅信号,2) 残留边带发射 图像信号的最高频率为6 MHz，调幅波频谱宽度为12 MHz。频带越宽，电视设备越复杂，在固定频段内的电视频道数目越少，所以必需压缩频带宽度。由于载频不含信息，因此，上、 下边带携带的信息相等，可以考虑单边带发送， 但为了便于图像传输，地面广播采用残留边带发送方式， 即对00.75 MHz图像信号采用双边带

3、发送，对0.756 MHz图像信号采用单边带发送。,调幅波频谱,在发送端是用残留边带滤波器来实现残留边带发送的， 接收机中的幅频特性必须与之相对应。 接收机是由中频放大器的特殊形状的频率特性曲线来保证图像不失真的。 采用残留边带发射后，射频电视信号的带宽压缩为8 MHz， 如附图A-34所示。 0.751.25 MHz 是发射机残留边带滤波器的衰减特性造成的。,残留边带信号频谱,3) 伴音调频 电视伴音采用调频制。调频信号可以用限幅来去掉叠加在调制信号上的干扰，以获得较高的音质；伴音采用调频制还可以减小伴音对图像的干扰。调频波的频谱比较复杂，频带也宽得多。 伴音调频信号的频带宽度BWFM可用下

4、式近似计算：,式中，fmax为最大频偏，Fmax为伴音信号最高频率。我国电视标准规定，fmax=50 kHz, 若Fmax=15 kHz，则BWFM=2（50+15）=130 kHz。,2. 电视频道的划分 我国电视频道在甚高频(VHF)段共有12个频道，在特高频(UHF) 段共有56个频道， 如附表所示。,附表 我国电视频道表,附表A-3 我国电视频道表,3. 地面广播电视接收机,PAL彩色电视接收机的方框图,高、中频电视信号的处理,1、高频电视信号的接收 高频电视信号的接收方式： 高频调谐器：（频道选择器或高频头） 从天线感应的电信号中选出所需高频电视信号、并进行放大，由混频级产生图象中频

5、信号和伴音第一中频信号，并将它们送到图象中放通道进行放大。,高频头原理框图,高频电视信号的接收性能,天线、馈线、输入电路间的阻抗匹配 通频带与信号频带相适应 各频道均有足够的增益 本振频率稳定 对输入信号有足够的动态范围 输出电平变化小 有良好的抗干扰和杂波能力,躁波： 躁波系数： 整机噪声系数（即杂波系数）N F与其各级的噪声系数存在在下列关系： 若要整机的噪声系数小，起决定性作用的是第一级放大器的噪声系数要小，而功率增益要高。因为高频调谐器正是电视机的最前级，所以要求其功率增益大，噪声系数小。,干扰： 机外干扰：中频干扰，镜像干扰，交调干扰，拍频干扰； 机内干扰：本振辐射干扰 对于镜象干扰

6、和中频干扰应具有40dB的抑制能力。因为镜象频率（等于本振f0加中频fi的频率）变频后，它和本振之差等于中频，能顺利地通过中放电路，故要求高放级能及早将它抑制掉。 如果邻近频道的信号很强，由于晶体管的非线性，就会对欲收频道信号进行调制，结果出现两个不同图象。但当欲收频道电台关机台，干扰图象也随之消失，这种现象叫做交叉调制。因此高频头对于邻近频道的抑制应尽可能地大。,高频头分类,机械调谐： 早期电视机使用机械调谐比较普通，它是采用鼓形开关或者转盘式开关来换接线圈，从而实现频道转换的，并且采用微调电容或者微调电感的方法来实现频率微调。 联合设计的KP122型VHF高频头 电调谐： 电调谐是利用变容

7、二极管的结电容随其反向偏压变化而变化的特点。让它充当调谐回路的可变电容，使用连续可调的直流电压改变变容二极管的结电容来达到回路的调谐。,高频头频率特性,2、中频电视信号的放大,作用： 将高频调谐器送来的中频电视信号（包括图象中频信号和伴音中频信号）进行放大，使之达到视频检波器正常工作所需要的电平。 接收机的主要性能指标，如灵敏度、选择性、通频带等在大程度上主要取决于中放的性能。,性能要求： 1）.增益： 分立元件中放电路的增益约为6070dB，集成中放电路的增益为4050dB，电视机各级增益可按下图进行估算。,2）.幅频特性：,3）. 选择性,中放频率特性必须具有良好的选择性，应能有效地抑制邻

8、近频道的干扰。,4）. 自动增益控制AGC范围,从天线接收到的信号强度通常在100V至200mV的范围内变化。为了使电视机能适应在强信号作用下工作，必须要求中放和高频头的增益都能自动调整，整个AGC范围应达200mV/100V2000倍（66dB）。通常要求中放AGC能控制40dB，高频头AGC能控制20dB。 5）. 因为中放增益很高，极易引起自激，因此，要求中放电路应远离自激状态，保持工作稳定。,AGC组成框图,AGC电路,AGC电路按照控制方式有正向和反向之分。 反向AGC的控制特性是：当输入信号增强时，AGC控制电路的输出电压UAGC减小，受此UAGC电压控制的高频放大电路的增益也随之

9、下降，即高频放大电路AGC呈反向控制特向； 正向AGC的控制特性是：当输入信号增强时， AGC控制电路的电压UAGC增大，受此电压控制的高频放大电路的增益也随之下降，即高频放大电路AGC呈正向控制特向。,声表面波滤波器（SAWF）,为适应残留边带发送和为了抑制干扰，中放特性曲线是特殊形状的，这是由声表面波滤波器SAWF(Surface Acoustic Wave Filter）一次形成的。,视频检波器的第一项任务是从中频图像信号中检出视频图像信号，一般用大信号检波即包络检波。视频检波器的第二项任务是利用二极管的非线性，由图像中频和伴音中频差拍产生6.5 MHz第二伴音中频信号。,检波,检波器的

10、输出信号要提供给PAL编码器、同步分离电路、 自动增益控制AGC(AutomaticGain Control）电路和伴音中放电路， 所以应先进行视频前置放大， 以增强其负载能力。 从天线到视频预置放大称为（图像和伴音的）公共通道。 自动噪波抑制ANC(Automatic Noice Constrain）电路的功能是自动抑制干扰脉冲，以免影响同步分离电路的正常工作。常用方法是把干扰脉冲分割出来，倒相后再叠加到原信号上去， 从而抵消干扰脉冲。 自动增益控制电路的功能是检出一个随输入信号电平变化而变化的直流电压，去控制中频放大器和高频放大器的增益， 以保持视频检波输出幅度基本不变。,3) 伴音通道

11、从视频前置放大取出的6.5 MHz第二伴音中频信号送到伴音中频放大器，经放大、限幅后送至鉴频器进行频率检波， 检出音频信号，再进行低放，最后输入扬声器得到电视伴音。 4) PAL解码器 。,5) 同步与扫描电路 视频图像信号经ANC电路消除干扰脉冲后被送到同步分离电路，分离出复合同步信号；复合同步信号放大后经积分电路分离出场同步信号；场同步信号控制场振荡器产生锯齿波信号与发送端同步；场锯齿波信号经场推动级和场输出级的放大， 在场偏转线圈中产生场扫描电流。,为了提高行扫描电路的抗干扰性， 现代电视接收机都采用自动频率相位控制AFPC(Automatic Frequency Phase Contr

12、ol)电路。 复合同步信号直接加入AFPC电路的鉴相器， 与行振荡信号比较。 如果两者的频率和相位存在差别，则输出与误差成比例的电压来控制行振荡器的频率和相位，使之与发端同步。由于AFPC电路中低通滤波器的作用，行同步的抗干扰性能增强。 与发端同步的行振荡信号经行推动级和行输出级放大，在行偏转线圈中产生行偏转电流。行扫描逆程脉冲经升压与整流得到显像管需要的高压、中压以及视频放大电路（与PAL解码器基色矩阵合在一起）需要的电压。 彩色显像管的附属电路包括会聚、几何畸变校正、白平衡调整、色纯调整和消磁等电路。,6) 遥控系统 遥控系统由本机键盘、节目存储器、红外遥控发射器、 红外接收器、微控制器和

13、接口电路等组成。 本机键盘位于电视机面板上，用户通过本机键盘的操作， 完成对电视机的选台、预置或各种功能控制。红外遥控发射器上键盘的作用，基本上和本机键盘相似，所不同的是它可以远离电视机，通过红外光指令信号控制电视机。当按下红外遥控器的某个键时，遥控器内的编码器输出一组相应的二进制代码， 并调制在38 kHz载波上，再去调制红外发光二极管，变成红外遥控指令信号发射出去。安装在电视机面板后面的红外接收器中的红外光敏二极管接收到红外遥控指令信号后，经放大、 检波、整形后得到指令的二进制代码，送至微控制器进行译码， 识别出控制的种类和内容，据此发出相应信号，通过接口电路去调整电视机。,节目存储器采用

14、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)存储若干个频道的调谐电压数据和各种功能控制参数等，也存储最后收看的电视节目信息，包括频道号、TV/AV状态、音量、亮度、 对比度、 色饱和度等。 微控制器是遥控系统的核心，由8 b的算术和逻辑运算器、 各种寄存器、电压或频率综合器、RAM(数据存储器)、 ROM(固化了全部选台、 预置和各种功能控制程序)、 IO端口、 指令译码器、总线、主时钟等组成，它与外围电路一起执行用户的遥控指令，如选台、预置、音量、亮度等各种功能控制。 接口电路将微控制器送来的各种功能控制指令码，经过译码和DA转换为PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）电

15、压，再滤波为模拟控制电压，去控制音量、亮度、色饱和度、 电源等。, 卫星电视利用位于赤道上空35 800 km的同步卫星作为电视广播站，对地面居高临下，不受地理条件限制，一颗卫星就能覆盖全国， 传送的图像质量高，没有重影。 ,4.2 卫星广播 (简介),国际电信联盟对卫星广播业务使用的频率进行了分配， 规定我国使用11.712.2 GHz的Ku频段。Ku频段卫星电视频道划分见附表A-4。 每个频道所占带宽为27 MHz，频道间隔为19.18 MHz，共分24个频道。从第1到第15的奇数频道分配给中国和日本。实际使用的Ku频段的频道不止24个。因为卫星电视广播原先是借用通信卫星进行的，通信卫星采

16、用C频段，上行为6 GHz，下行为4 GHz。C频段卫星电视频道划分见附表A-5。 ,附表A-4 Ku频段卫星电视频道划分,附表A-5 C频段卫星电视频道划分,1. 卫星电视广播系统的组成,卫星广播电视系统方框图,电视台要广播的节目信号，经光纤线路或微波中继线路传送到上行发射站，节目信号经放大和频率调制后，变成14 GHz的载波发射给卫星，卫星上的转发器接收到上行波束后，将其放大并转换成12 GHz的载波信号，再通过卫星上的天线转变成覆盖一定地区的下行波束。 卫星地面接收站收到12 GHz的载波信号后， 从中解调出节目信号， 经当地转播台或有线电视台播出， 供用户接收。也可利用卫星广播电视接收

17、机直接接收卫星上的广播电视节目信号。遥测遥控跟踪站测量卫星的姿态和轨道运行，测量卫星的各种工程参数和环境参数，对卫星进行控制和实施各种功能状态的切换， 以保证卫星的正常运转。,2. 卫星电视接收系统 1) 卫星接收天线 卫星接收天线直接关系到卫星广播电视节目的收视质量，它将卫星传送到地面的微弱电波信号捕获。 下图是一种前馈式旋转抛物面天线的结构，它由旋转抛物面反射体、馈源及其支撑杆、天线支架和仰角及方位角调整机构组成。前馈天线将天线部件馈源放置在旋转抛物面的前方焦点处。馈源的主要作用是收集卫星电视信号并馈送到高频头去。 天线支架分为上支架和下支架两部分。上支架的主要作用是支撑旋转抛物面，下支架用于把天线安装在地面或建筑物上。仰角和方位角调整机构用于卫星天线的方向选择，以对准轨道上的卫星。 前馈式天线在安装、拆装高频头不便，因此适合于小于5 m的天线。,前馈式抛物面天线的结构, 高频头在馈源后部，与馈源做成一体化结构。来自馈源的微弱信号，经过宽频带低噪声放大后，送到混频级，与本振信号混频后，输出宽频带的第一中频信号，其频率为0.952.150 G