模拟电视广播系统..PPT课件

1、 第第4 4章章 广播电视广播电视 第第4 4章章 广播电视广播电视 第第4 4章章 广播电视广播电视 图 4-1 地面广播示意图 演 播 室控 制 室 切 换 、 编 辑 、 控 制 、 调 音 图 像 发 射 机 双 工 器 发 射 台 电 视 机 伴 音 发 射 机 第第4 4章章 广播电视广播电视 4.1.1 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 用负极性的图像信号对载频进

2、行调制， 称为负极 性调制； 用正极性的图像信号对载频进行调制， 称为 正极性调制， 如图4-2所示。 第第4 4章章 广播电视广播电视 图 4-2 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 同步顶电平 黑色电平 白色电平 100% 25% 10%12.5% (a)(b) (c)(d) 第第4 4章章 广播电视广播电视 我国电视标准规定， 图像信号采用负极性调幅。 因为负极性调幅有下列优点： (1) 节省发射功率 一般图像中亮的部分比暗的部分面积大， 负极性 调幅波的平均电平比正极性调幅波的平均电平低， 因 此负极

3、性调制的平均功率比正极性调制小。 (2) 干扰不易被察觉 干扰信号通常是以脉冲形式叠加在调幅信号上， 结果调幅波包络电平增高， 负极性调制时干扰信号解 调后在屏幕上显示为黑点， 不易被察觉。 第第4 4章章 广播电视广播电视 (3) 便于实现自动增益控制 负极性调幅波的同步顶电平就是峰值电平， 便于 用作基准电平进行信号的自动增益控制。 我国电视标准规定， 彩色全电视信号的辐射电平： 同步脉冲顶为100%载波峰值， 消隐电平为72.5% 77.5%载波峰值， 黑电平与消隐电平的差为05%载波 峰值， 峰值白电平为10%12.5%载波峰值。 第第4 4章章 广播电视广播电视 2. 残留边带发射

4、图像信号的最高频率为6 MHz， 调幅波频谱宽度 为12 MHz， 如图4-3所示。 频带越宽， 电视设备越复 杂， 在固定频段内电视频道数目越少， 所以必须压缩 频带宽度。 由于载频不含信息， 上、 下边带携带的信 息相等， 因此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发送， 0.756 MHz图 像信号采用单边带发送。 第第4 4章章 广播电视广播电视 图 4-3 调幅波频谱 图像载频 fP6 下边带上边带 fPfP6 fP / MHz 第第4 4章章 广播电视广播电视 在发送端是用残留边带滤波器来实现残留边带提

5、 取的， 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。 采用残留边带调制后， 射频电视信号的带宽压缩 为8 MHz， 如图4-4所示。 0.751.25 MHz是发射 机残留边带滤波器的衰减特性所造成的。 第第4 4章章 广播电视广播电视 图4-4 残留边带信号频谱 伴 音 载 频图 像 载 频 f / MHz 上 边 带 8 0.25 1.25 6.5 滤 去 0.75 第第4 4章章 广播电视广播电视 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

6、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可用下式近似计算： BWFM=2（fmax+Fmax） （4-1） 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， BWFM=2（50+15）=130 kHz。 第第4 4章章 广播电视广播电视 4.1.2 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， 如表4-1所示。 第第4 4章章 广播电视广播电视 表4-1 我国电视频道表 第第4 4章章 广播

7、电视广播电视 第第4 4章章 广播电视广播电视 4.1.3 地面广播电视发射机 广播电视发射机将彩色全电视信号和伴音信号调 制在射频载波上， 通过天线以高频电磁波方式传播出 去。 射频载波均采用米波波段(甚高频VHF频段)和分 米波波段(特高频UHF频段)。 电视发射机是由图像发射机和伴音发射机组成的， 称为双通道电视发射机。 电视发射机由图像与伴音共 用一部发射机，称为单通道电视发射机。 图4-5是它们 的组成原理方框图。 第第4 4章章 广播电视广播电视 图 4-5 电视发射机组成原理方框图 (a) 双通道电视发射机； (b) 单通道电视发射机 31.5 MHz 全电视 信 号 伴音 信号

8、 放大 箝位 微分相 位校正 图像中 频调幅 残留边 带滤波 群延迟、微 分增益校正 图像 混频 图像 功放 38 MHz中频 晶体振荡器 本机 振荡 双工器 伴音 功放 伴音 混频 伴音中 频混频 6.5 MHz 伴音调频 伴音 放大 (a) 第第4 4章章 广播电视广播电视 图 4-5 电视发射机组成原理方框图 (a) 双通道电视发射机； (b) 单通道电视发射机 31.5 MHz 全电视 信 号 伴音 信号 (b) 放大 箝位 微分相 位校正 图像中 频调幅 残留边 带滤波 群延迟、微 分增益校正 本机 振荡 38 MHz中频 晶体振荡器 伴音 放大 6.5 MHz 伴音调频 伴音中 频

9、混频 图像、伴 音混合 混频 音、像 功 放 第第4 4章章 广播电视广播电视 比较两种组成方框图可以看出， 图像信号均在38 MHz中频进行调幅， 这样有一个较大的优点， 就是发 射机工作在任何一个频道， 其前端电路是相同的， 便 于生产。 中频调幅器的工作电平较低， 对信号的处理与校 正比较方便， 所以残留边带滤波和微分增益校正放在 中频进行。 不同工作频道的残留边带滤波电路是相同 的， 残留边带滤波器引入的群时延误差也在中频进行 校正， 可以获得良好的校正效果。 第第4 4章章 广播电视广播电视 残留边带滤波后电视信号两个边带不对称， 在高 频功率放大器中容易引起微分增益失真， 微分增益

10、失 真在视频校正比较麻烦， 所以在中频进行校正。 伴音信号调制在第二伴音中频6.5 MHz上， 再与38 MHz混频， 能比较方便地获得伴音中频31.5 MHz信号。 第第4 4章章 广播电视广播电视 双通道发射机在高频功率放大器之后， 采用双工 器来防止图像与伴音信号相互窜扰， 由于发射机、 馈 线和天线间的良好匹配， 因此能保证高频信号能量高 效、 优质传输。 单通道发射机的图像、 伴音中频信号 混合后， 一起变频、 一起功率放大、 一起发射， 故 设备较简单。 我国电视标准规定伴音载频在同一频道中比图像 载频高6.5 MHz。 为了保证图像与伴音能有同样的覆 盖面积， 图像峰值功率与伴音

11、载频功率之比为5 1左 右， 在单通道发射机中它们的功率比为10 1。 第第4 4章章 广播电视广播电视 4.2 地面电视广播接收系统 图4-6是彩色电视机的方框图， 主要包括高频调谐器、 中 放与检波、 伴音通道、 PAL解码器、 同步与扫描、 遥控系统6部分。 第第4 4章章 广播电视广播电视 图 4-6 PAL彩色电视接收机方框图 输入 电路 R 全电视信 号 本振 高频调谐器 B G 中放检波 伴音 通道 同步与扫描 PAL解码五步信号处 理见图3-21 微 控 制 器 亮度控制 色饱和度控制 接 口 电 路 屏幕显示 音量控制 电源控制 节目存储 遥控系统 静音 AV/TV 本机键盘

12、 红外接收 红外发送 高频 放大 混频 伴音 中放 中频 放大 AGC 电路 同步 分离 同步 放大 AFPC 电路 积分 电路 场振 荡器 场激 励级 场输 出级 行振 荡器 行激 励级 行输 出级 会聚 高压 中压 视频 检波 视频 前置 ANC 电路 PAL 解码 限幅 鉴频 低频 放大 第第4 4章章 广播电视广播电视 1. 高频调谐器 高频调谐器又称高频头， 它有选择频道、 放大信 号、 变换频率的功能。 天线和输入电路的作用是选择 所要接收频道的微弱电视信号， 由高频放大器进行有 选择性的放大， 再与本振输出的频率较高的正弦波混 频得到中频信号。 高频调谐器有良好的选择性， 可以

13、抑制镜像（比信号频率高2倍中频）干扰、 中频干扰和 其他干扰信号。 隔离混频器与天线的耦合， 可以避免 本振信号通过天线辐射出去而干扰其他接收机。 第第4 4章章 广播电视广播电视 混频器把接收下来的不同频道的射频电视信号变换成 固定频率的中频信号。 我国规定图像中频为38 MHz， 第一伴音中频为31.5 MHz， 后面的中频放大器因频率 固定能获得良好的选择性及较高的增益。 一般高频调 谐器的总增益约为20 dB。 第第4 4章章 广播电视广播电视 2. 中放与检波 中频放大器将高频调谐器送来的图像中频信号和 第一伴音中频信号进行放大， 其主要任务是放大图像 中频信号， 对伴音中频信号的放

14、大倍数很小， 因此经 常把中频放大器称为图像中放。 中放是整个电视接收 机主要的放大单元， 要求增益在60 dB以上。 为适 应残留边带发送， 抑制干扰， 中放特性曲线是特殊形 状的， 这由声表面波滤波器（SAWF）一次形成。 第第4 4章章 广播电视广播电视 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的第二伴音中频信号。 第第4 4章章 广播电视广播电视 检波器的输出信号要提供给PAL编码器、 同步分 离电路、 自动增益控制（AGC）电路和伴音中放电路

15、， 所以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）电路的功能是自动抑制干 扰脉冲， 以免影响同步分离电路正常工作。 常用方法 是把干扰脉冲分离出来， 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(AGC)电路的功 能是检出一个随输入信号电平而变化的直流电压， 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。 第第4 4章章 广播电视广播电视 3. 伴音通道 从视频前置放大取出的6.5 MHz第二伴音中频信号 被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

16、频信号， 再进行低放， 最后在 扬声器得到电视伴音。 4. PAL解码器 PAL解码器详见3.3.6节PAL解码器和图3-21所示的 PAL解码器方框图。 第第4 4章章 广播电视广播电视 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， 场同步信号再 去控制场振荡器产生的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。 第第4 4章章 广播电视广播电视 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

17、)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 性增强。 第第4 4章章 广播电视广播电视 与发送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、 消磁等电路。 第第4 4章章 广播电视广播

18、电视 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 操作， 完成对电视机的选台、 预置或各种功能控制。 第第4 4章章 广播电视广播电视 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

19、 令信号后， 经放大、 检波、 整形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。 第第4 4章章 广播电视广播电视 节目存储器采用电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)， 用来存储若干个频道的调谐电压数据、 各种功能控制参数等， 也存储最后收看电视节目信息， 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 bit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

20、、 指令译码器、 总线、 主时钟等组成。 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。 第第4 4章章 广播电视广播电视 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、 DA转换为64级模拟量控制电压， 再去 控制音量、 亮度、 色饱和度、 电源等。 第第4 4章章 广播电视广播电视 思考题和习题思考题和习题 1. 填空题 (1) 调制后的图像信号和伴音信号统称为_电 视信号， 图像信号采用_方式， 伴音信号采用 _方式。 (2) 地面广播采用_发送方式， 即对_MHz 图像信号采用双边带发送， _MHz图像信号 采用单边带发送。 第第4 4章章

21、 广播电视广播电视 (3) 我国电视频道在_(VHF)段共有_个频道， 在_(UHF) 段共有_个频道。 (4) 我国电视标准规定伴音载频在同一频道中比图 像载频高_MHz。 (5) 我国规定图像中频为_MHz， 第一伴音中 频为_MHz。 (6) 为了提高行扫描电路的抗干扰性， 现代电视接 收机都采用_(AFPC)电路。 第第4 4章章 广播电视广播电视 2. 选择题 (1) 我国电视标准规定， 图像信号采用（ ）。 正极性调幅 负极性调幅 正极性调频 负极性调频 (2) 我国电视标准规定， 射频电视信号的带宽为（ ）。 6 MHz 6.5 MHz 8 MHz 12 MHz (3) 我国电视标准规定， 图像中频信号频率为（ ）。 6.5 MHz 31.5 MHz 33.