广播电视系统原理

1、第三章第三章 广播电视系统广播电视系统 31 广播电视系统概述广播电视系统概述 广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统，它一般采用无广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统，它一般采用无线电方式进行信号传输，因此，也称为无线电视系统或开路电视系线电方式进行信号传输，因此，也称为无线电视系统或开路电视系统。广播电视系统的技术比较成熟，是被广泛使用的现代电视系统。统。广播电视系统的技术比较成熟，是被广泛使用的现代电视系统。现代的广播电视系统往往包括卫星广播电视系统现代的广播电视系统往往包括卫星广播电视系统(BSTV)。 广播电视系统的终广播电视系统的终端设备是广播电视接收端设备是广播电视接收

2、机机(简称电视机简称电视机)。在电视。在电视机里，接收到高频电视机里，接收到高频电视信号后，经过一系列与信号后，经过一系列与发端对应的相反变换和发端对应的相反变换和处理，恢复出原来的图处理，恢复出原来的图像信号和伴音信号，分像信号和伴音信号，分别加到电视机中的显像别加到电视机中的显像管和扬声器上，从而再管和扬声器上，从而再现发端的图像相声音。现发端的图像相声音。 32 电视信号的产生电视信号的产生 （图像和伴音）（图像和伴音） 在广播电视系统中，电视信号源产生的电视信号称为视频电视在广播电视系统中，电视信号源产生的电视信号称为视频电视信号，而发射机发射的信号称为射频电视信号。在电视台的演播信号

3、，而发射机发射的信号称为射频电视信号。在电视台的演播室里，产生视频电视信号的信号源主要有摄像机、电视幻灯机、室里，产生视频电视信号的信号源主要有摄像机、电视幻灯机、电视电影机、磁带录像机电视电影机、磁带录像机( (数字数字/模拟模拟) )、测试信号发生器和激光视、测试信号发生器和激光视盘机等；但就电视台的节目源来讲，还可以有电视实况转播车、盘机等；但就电视台的节目源来讲，还可以有电视实况转播车、转播卫星和城市问或国际间的微波中继线路等。转播卫星和城市问或国际间的微波中继线路等。 321 彩色电视摄像机彩色电视摄像机 摄像机是电视系统的最重要的信号源，其性能的优劣往往对整摄像机是电视系统的最重要

4、的信号源，其性能的优劣往往对整个电视系统的质量有着举足轻重的作用。摄像机的性能要求：个电视系统的质量有着举足轻重的作用。摄像机的性能要求： 分辨率要高。好的水平分辩率可达分辨率要高。好的水平分辩率可达750线，差的也不能小于线，差的也不能小于300线。线。 彩色逼真，轮廓清晰、灰度分明。彩色逼真，轮廓清晰、灰度分明。 失真与干扰要小。失真与干扰要小。 灵敏度要高。较好的摄像机的灵敏度约在灵敏度要高。较好的摄像机的灵敏度约在40lx左右。左右。 镜头口径及变焦比要高。一般采用镜头口径及变焦比要高。一般采用115倍的变焦镜头即可。倍的变焦镜头即可。 使用特性要好。要求调节简单、使用灵活方便、小型轻

5、便等。使用特性要好。要求调节简单、使用灵活方便、小型轻便等。 1彩色电视摄像机的基本组成彩色电视摄像机的基本组成 彩色摄像机主要有三管机和单管机两种。一般构造类如下：彩色摄像机主要有三管机和单管机两种。一般构造类如下： (1) 摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、预放器、扫描电摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、预放器、扫描电路、寻像器、电源及附届设备等。路、寻像器、电源及附届设备等。 (2) 视频信号处理部分。主要包括视频放大、增益调整、白电平视频信号处理部分。主要包括视频放大、增益调整、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑斑校正、轮廓校正、彩色校正、调整、黑电平调整、电缆校正、黑斑校正

6、、轮廓校正、彩色校正、校正、杂散光补偿、矩阵电路及消隐电路等。校正、杂散光补偿、矩阵电路及消隐电路等。 (3) 编码器、同步机和彩条信号发生器。编码器、同步机和彩条信号发生器。 2摄像管摄像管 摄像管是摄像机的关摄像管是摄像机的关键器件之一，摄像管的键器件之一，摄像管的质量、体积和种类决定质量、体积和种类决定着摄像机的质量、体积着摄像机的质量、体积和调节方式。和调节方式。 早期的超正析像管早期的超正析像管已被占主导地位的氧化已被占主导地位的氧化铅光电导管所代替。此外，固体摄像器件铅光电导管所代替。此外，固体摄像器件(如如CCD器件、器件、CMOS器件器件)也正在迅速发展，已被应用于新闻采访、家

7、用和工业电视系统中。也正在迅速发展，已被应用于新闻采访、家用和工业电视系统中。 3光学系统光学系统 彩色摄像机的光学系统主要由变焦距镜头、彩色摄像机的光学系统主要由变焦距镜头、 分分色镜、中性滤光片和色温滤光片组成。色镜、中性滤光片和色温滤光片组成。 有变焦距镜头的摄像机，能在拍摄点不动有变焦距镜头的摄像机，能在拍摄点不动 的的情况下，缓慢或快速地连续改变摄取场面的情况下，缓慢或快速地连续改变摄取场面的 大大小。变焦镜头的变焦比小。变焦镜头的变焦比(最大焦距与最小焦距最大焦距与最小焦距 之比之比)在演播室内一般在在演播室内一般在10左右，在室外还要更左右，在室外还要更 大，可达大，可达30左右

8、。左右。 分色镜是摄像机中的分色系统，主要有双向平面镜和棱镜面种类分色镜是摄像机中的分色系统，主要有双向平面镜和棱镜面种类型。棱镜用得最为普遍。它是在一个玻璃三棱镜的一个表面上镀上型。棱镜用得最为普遍。它是在一个玻璃三棱镜的一个表面上镀上多层干涉薄膜，利用光的干涉原理使某些光谱的光从薄膜反射出去，多层干涉薄膜，利用光的干涉原理使某些光谱的光从薄膜反射出去，而其它光谱的光则透过薄膜，从而达到分色的目的。而其它光谱的光则透过薄膜，从而达到分色的目的。 加入中性滤光片，是为了实现不减小光圈而又要减小光通量的目加入中性滤光片，是为了实现不减小光圈而又要减小光通量的目的。对中性滤光片的要求是衰减量合适，

9、光谱响应持性平直。的。对中性滤光片的要求是衰减量合适，光谱响应持性平直。 在变焦镜头与分色镜头之间加入色温滤光片，利用色温滤光片在变焦镜头与分色镜头之间加入色温滤光片，利用色温滤光片的光谱响应特性可以补偿因光源色温不同而引起的光谱特性的变化，的光谱响应特性可以补偿因光源色温不同而引起的光谱特性的变化，从而在不同的照明光源条件下都能正确地重现彩色。从而在不同的照明光源条件下都能正确地重现彩色。 322飞点扫描器飞点扫描器 对于透明的彩色幻灯片或影片的扫描和重现，可以用幻灯机或对于透明的彩色幻灯片或影片的扫描和重现，可以用幻灯机或电影放映机把透明片子上的影像投射到彩色摄像机的靶面上，不要电影放映机

10、把透明片子上的影像投射到彩色摄像机的靶面上，不要银幕，这样光电变换的效率高。银幕，这样光电变换的效率高。 在电视电影摄像机中，常常用到的一种设备叫飞点影片扫描器，在电视电影摄像机中，常常用到的一种设备叫飞点影片扫描器，简称飞点扫描器简称飞点扫描器FSS。 飞点扫描器的最大优点飞点扫描器的最大优点在于，三个基色信号在时在于，三个基色信号在时间上完全一致。这是因为间上完全一致。这是因为三个基色光任何时候都是三个基色光任何时候都是由同一个光点分解出来的。由同一个光点分解出来的。所以，图像上不存在彩色所以，图像上不存在彩色重合误差。但是，胶片子重合误差。但是，胶片子上画面的密度对重现图像上画面的密度对

11、重现图像的信杂比有影响。用线阵的信杂比有影响。用线阵CCD也可做成彩色影片扫描器，其组成与也可做成彩色影片扫描器，其组成与CCD摄像机类似。摄像机类似。 323录放相机录放相机 电视台插放的节目除直播和转播外，大部分节目是对已记录和存储电视台插放的节目除直播和转播外，大部分节目是对已记录和存储的节目的重放。在电视节目的存储方面，目前应用最广泛的是磁带录像机的节目的重放。在电视节目的存储方面，目前应用最广泛的是磁带录像机VTR、激光视盘、激光视盘LD、数字视盘、数字视盘DVD。 磁带录像就是把视频电视倍号磁带录像就是把视频电视倍号(电信号电信号)以剩磁的形式记录在磁带上。以剩磁的形式记录在磁带上

12、。记录方式即可以是模拟的，也可以是数字的。数字式有许多优点，如失真、记录方式即可以是模拟的，也可以是数字的。数字式有许多优点，如失真、噪声小，复录对图像质量的影响小。噪声小，复录对图像质量的影响小。 (1) U型机或称型机或称Umatic。它采用。它采用3/4英寸宽磁带，属专业型机种，在地方英寸宽磁带，属专业型机种，在地方电视广播中用得较多。电视广播中用得较多。 (2) 型机或称型机或称 max。它采用。它采用1/2英寸宽磁带，带盒较小，俗称小英寸宽磁带，带盒较小，俗称小1/2机，现已基本被淘汰。机，现已基本被淘汰。 (3) VHS(S-VHS)。它也采用采用。它也采用采用1/2英寸宽磁带，带

13、盒较英寸宽磁带，带盒较型机大，俗型机大，俗称大称大1/2机。机。 (4) 8mm(Hi8) 。它采用。它采用8mm 英寸宽磁带，英寸宽磁带，8mm水平解析度一般是水平解析度一般是250线，而线，而Hi8则一般在则一般在380至至400线左右。生产厂家主要有线左右。生产厂家主要有SONY和和SHARP等。等。 (5)大型电视台的电视广播用磁带录像机，早期的有大型电视台的电视广播用磁带录像机，早期的有1英寸宽磁带开盘式，英寸宽磁带开盘式，现在已多用数字分量式录像机。现在已多用数字分量式录像机。 (6)对于视盘存储方式，目前主要是激光视盘（对于视盘存储方式，目前主要是激光视盘（LD、VCD、DVD等

14、）。等）。激光视盘是以微小凹坑形式存储信息激光束方式读取信息。激光视盘是以微小凹坑形式存储信息激光束方式读取信息。 最近还出现很多格式各不相同的硬盘录像机和我国正在开发的最近还出现很多格式各不相同的硬盘录像机和我国正在开发的EVD等。等。 33 电视信号的处理电视信号的处理 从摄像管输出的信号，在进入编码器之前需要进行一系列的从摄像管输出的信号，在进入编码器之前需要进行一系列的校正处理。这些处理除预放及噪声校正校正处理。这些处理除预放及噪声校正(高频补偿高频补偿)在机头内完成外，在机头内完成外，其余都在控制台其余都在控制台(或调像台或调像台)进行，包括电缆校正、黑斑校正、轮廓进行，包括电缆校正

15、、黑斑校正、轮廓校正校正(三色通道共用三色通道共用)、灰度校正、直流分量恢复和彩色校正等。、灰度校正、直流分量恢复和彩色校正等。 331校正处理校正处理 1噪声抑制噪声抑制 由摄像管输出的信号由摄像管输出的信号非常微弱，需要在摄像非常微弱，需要在摄像机机头内紧靠摄像管处机机头内紧靠摄像管处设置预放器，将弱信号设置预放器，将弱信号放大。若预放器的输出放大。若预放器的输出信杂比较低信杂比较低(小于小于45d8)，则在则在电视接收机屏则在则在电视接收机屏幕上会出现雪花状的噪幕上会出现雪花状的噪声干扰，所以摄像机内声干扰，所以摄像机内设置有噪声抑制电路或设置有噪声抑制电路或噪声校正电路。噪声校正电路。

16、 2电缆校正电缆校正 摄像机头离控制台往往比较远，从机头到控制台传输电缆的摄像机头离控制台往往比较远，从机头到控制台传输电缆的分布参数会使图像信号的高频分量跌落，影响图保清晰度。所以，分布参数会使图像信号的高频分量跌落，影响图保清晰度。所以，在控制台要进行高频分量的提升处理，使衰减的高频分量得到补在控制台要进行高频分量的提升处理，使衰减的高频分量得到补偿；完成这一功能的电路是电缆校正放大器。偿；完成这一功能的电路是电缆校正放大器。 3黑斑校正黑斑校正 由于多种原因，如摄像机镜头各区域亮度不均匀，投射在光电由于多种原因，如摄像机镜头各区域亮度不均匀，投射在光电靶面的背景光不均匀及电子束在靶面边缘

17、不能垂直上靶等，会使靶面的背景光不均匀及电子束在靶面边缘不能垂直上靶等，会使重现图像出现黑取或色斑。为此，需要设置专门的电路加以校正。重现图像出现黑取或色斑。为此，需要设置专门的电路加以校正。 黑班效应有两种形式，即叠加型黑斑和乘积型黑斑。叠加型黑班效应有两种形式，即叠加型黑斑和乘积型黑斑。叠加型黑黑班是在没有发生畸变的图像班是在没有发生畸变的图像信号上叠加了一个不均匀的信号上叠加了一个不均匀的附加倍号，对此类黑班，只附加倍号，对此类黑班，只要在电路中产生一要在电路中产生一 个与附加个与附加信号波形相反的校正信号即信号波形相反的校正信号即可完成校正可完成校正;乘乘 积型黑斑是积型黑斑是图像信号

18、受到附加信号的调图像信号受到附加信号的调制而产生的制而产生的, 对此类黑班，对此类黑班，只要用与附加倍号波形相反只要用与附加倍号波形相反的信号对有畸变的图像信号的信号对有畸变的图像信号进行再调制即可完成校正。进行再调制即可完成校正。 4其它校正其它校正 轮廓校正、直流恢复轮廓校正、直流恢复 、灰度、灰度()校正、彩色校正、时基校正等。校正、彩色校正、时基校正等。34 电视信号的形成电视信号的形成 341 视频全电视信号的形成视频全电视信号的形成 1 同步信号同步信号 电视台通常设置有两台电视台通常设置有两台同步机同步机(其中一台备用其中一台备用)，产，产生各种所需的同步信号。生各种所需的同步信

19、号。比如，比如，PAL制彩色电视同步制彩色电视同步机产生七种同步信号：行机产生七种同步信号：行推动信号推动信号H、场推动信号、场推动信号V、复合同步信号复合同步信号S、复合稍隐、复合稍隐信号信号A、副载波、副载波F、色同步、色同步旗形脉冲旗形脉冲K和和PAL识别脉冲识别脉冲P。这些信号在频率和相位方面有着严格的关系，可由一个标准的定时这些信号在频率和相位方面有着严格的关系，可由一个标准的定时信号通过一定的处理和变换来产生。信号通过一定的处理和变换来产生。 Hz2541284HffSCHHHH2822754227575.28341284Hz25fffffSCHz25SCf 电视台在进行节目联播或

20、作实况转播时，必须保证本台的同步电视台在进行节目联播或作实况转播时，必须保证本台的同步与外来的同步一致，否则将会造成图像翻滚，甚至丢失图像。与外来的同步一致，否则将会造成图像翻滚，甚至丢失图像。 (1)帧同步器法。这是一种基于数字处理的开环锁相法。它是将外帧同步器法。这是一种基于数字处理的开环锁相法。它是将外来视频信号变为数字信号后存储延时。读出时钟的基准用本台信号来视频信号变为数字信号后存储延时。读出时钟的基准用本台信号同步，从而达到外来信号与本台信号同步锁相的目的，如图同步，从而达到外来信号与本台信号同步锁相的目的，如图3-14所示。所示。这种方式类似子前述的时基校正。这种方式类似子前述的

21、时基校正。 (2)台从锁相。台从锁相是本台同步机受外来信号锁定。实现台从台从锁相。台从锁相是本台同步机受外来信号锁定。实现台从锁相的前提是：有外来信号时，本台同步信号发生器被外来信号锁锁相的前提是：有外来信号时，本台同步信号发生器被外来信号锁定；当外来信号中断时，同步信号发生器自动转为内锁相；转换过定；当外来信号中断时，同步信号发生器自动转为内锁相；转换过程必须平稳。程必须平稳。 (3)台主锁相。将外来节目源的各种同步信号锁定在本台同步机台主锁相。将外来节目源的各种同步信号锁定在本台同步机所产生的各种信号的频率和相位上，这就是台主锁相。所产生的各种信号的频率和相位上，这就是台主锁相。 342

22、射频全电视信号的形成射频全电视信号的形成 视频全电视信号视频全电视信号(包括伴音信号包括伴音信号)只有经过调制和混频，形成射只有经过调制和混频，形成射频全电视信号，才能发射。频全电视信号，才能发射。 1地面广播电视系统射频全电视信号的形成地面广播电视系统射频全电视信号的形成 (1)使用频段。我国规定广播电视系统选用的甚高频（使用频段。我国规定广播电视系统选用的甚高频（VHF）频率）频率范围为范围为48223MHz，超高频，超高频(UHF)频率范围为频率范围为470960MHz。 (2)调制方式。在地面广播电视系统中，图像信号的调制采用残调制方式。在地面广播电视系统中，图像信号的调制采用残留边带

23、留边带(VSD)调幅，伴音信号采用用调频方式，由于图像与伴音的调调幅，伴音信号采用用调频方式，由于图像与伴音的调制方式不同而不致于互相干扰，接收到的伴音信号的质量也较高。制方式不同而不致于互相干扰，接收到的伴音信号的质量也较高。 图像信号的残留边带调幅。图像信号的残留边带调幅。在地面广播电视系统中，图像信号在地面广播电视系统中，图像信号的残留边带调幅就是发送一个完整的残留边带调幅就是发送一个完整的上边带和一小部分下边带，抑制的上边带和一小部分下边带，抑制大部分另一下边带。（大部分另一下边带。（0.751.25MHz保留）保留） 我国标准规定，伴音载频我国标准规定，伴音载频fS比比图像载频图像载

24、频fP高高6.5MHz，距，距fP为为-1.25MHz处的最小衰减量为处的最小衰减量为20 dB。 残留边带方式的优点：残留边带方式的优点： 已调信号的频带较窄；滤波器比已调信号的频带较窄；滤波器比SSB滤波器易实现，易解调滤波器易实现，易解调(峰值峰值包络检波器即可包络检波器即可)。但。但VSB调制是一种不均衡调制，对图像信号中低调制是一种不均衡调制，对图像信号中低于于0.75MHz的频率成分，具有双边带特性，经峰值包络检波后输出的频率成分，具有双边带特性，经峰值包络检波后输出信号的振幅较大。对于图像信号中的信号的振幅较大。对于图像信号中的1.256MHz的频率成分，具有的频率成分，具有单边

25、带特性，经解调后输出信号振幅减半。这样，低频分量振幅较单边带特性，经解调后输出信号振幅减半。这样，低频分量振幅较大，使图像对比度增加，但高频分量跌落会使图像清晰度下降。因大，使图像对比度增加，但高频分量跌落会使图像清晰度下降。因此，要恢复原来信号频谱，就要求接收机的中放具有特殊幅频特性。此，要恢复原来信号频谱，就要求接收机的中放具有特殊幅频特性。 超外差接收时，中超外差接收时，中频的频谱将会倒置频的频谱将会倒置（高、低端互易）（高、低端互易） 视频图像信号的负极性调幅视频图像信号的负极性调幅 采用负极性调制有以下三方面的优点采用负极性调制有以下三方面的优点：(a) 负极性调幅时，同步负极性调幅

26、时，同步脉冲顶对应于图像发射机输出功率最大值，在一般情况下，一幅图脉冲顶对应于图像发射机输出功率最大值，在一般情况下，一幅图像中亮的部分总比暗的部分面积大，因而负极性调制时，调幅信号像中亮的部分总比暗的部分面积大，因而负极性调制时，调幅信号的平均功率要比峰值功率小得多，即工作效率高。的平均功率要比峰值功率小得多，即工作效率高。(b) 在传输过程中，在传输过程中，当有脉冲干扰叠加在调幅信号上时，对正极性调制来说，干扰脉冲当有脉冲干扰叠加在调幅信号上时，对正极性调制来说，干扰脉冲为高电平为高电平(白电平白电平)，经解调后在荧屏上呈现为亮点，较易被人眼察觉；，经解调后在荧屏上呈现为亮点，较易被人眼察

27、觉；而负极性调制，干扰脉冲仍为高电平，但经解调后在荧屏上呈现为而负极性调制，干扰脉冲仍为高电平，但经解调后在荧屏上呈现为暗点，人眼对暗点不敏感，并且也易为自动干扰抑制电路消除或减暗点，人眼对暗点不敏感，并且也易为自动干扰抑制电路消除或减弱。弱。(c) 负极性调制还便于将同步顶用作基准电干进行自动增益控制负极性调制还便于将同步顶用作基准电干进行自动增益控制(AGC)。 伴音信号的调频。电视广播中伴音信号的频率范围在伴音信号的调频。电视广播中伴音信号的频率范围在50Hz到到15kHz之间。为了提高伴音信号的接收质量，送往伴音发射机的伴音之间。为了提高伴音信号的接收质量，送往伴音发射机的伴音信号经过

28、调频信号经过调频(FM)后变成宽带信号。我国规定伴音己调信号的最大后变成宽带信号。我国规定伴音己调信号的最大频偏为频偏为50kHz（调频广播为（调频广播为75kHz），所以已调伴音信号的带宽），所以已调伴音信号的带宽B为为 B2(fm+fm)2(50+15)130kHz。 调频信号的边频丰富，具有良好的抗干扰性能。但由于伴音信调频信号的边频丰富，具有良好的抗干扰性能。但由于伴音信号频率范围相对较宽，当频偏一定时，音频的低端与高端的调频指号频率范围相对较宽，当频偏一定时，音频的低端与高端的调频指数数mf 相差很大。高频端的相差很大。高频端的mf 很小，使高频端的抗干扰能力变差。解很小，使高频端的

29、抗干扰能力变差。解决的办法是在发端采用预加重措施，在接收端采用去加重电路，以决的办法是在发端采用预加重措施，在接收端采用去加重电路，以均衡高、低端的抗干扰能力。均衡高、低端的抗干扰能力。 (3)射频全电视信号的频谱及频道划分射频全电视信号的频谱及频道划分 视频图像信号和伴音信号分别对图像载频和伴音载频进行视频图像信号和伴音信号分别对图像载频和伴音载频进行VSB调调幅和调频后形成射频全电视信号，其频谱如图幅和调频后形成射频全电视信号，其频谱如图3-20所示，其总频带宽所示，其总频带宽度度(频道带宽频道带宽)为为8MMz。 以以8MHz为间隔，我国电视频道在为间隔，我国电视频道在VHF和和UHF频

30、段共分为频段共分为68个频个频道，见表道，见表3-1。其中，频率为。其中，频率为92167MHz、566606MHz的部分供的部分供调频广播和无线电通信使用（调频广播使用调频广播和无线电通信使用（调频广播使用88108 MHz，其中，其中8892 MHz频带内可以安排电视频道）。在开路电视系统中不安排频带内可以安排电视频道）。在开路电视系统中不安排电视频道，但在有线电视中常设置有增补频道以增加频道数量。此电视频道，但在有线电视中常设置有增补频道以增加频道数量。此外，每个频道的中心频率及所对应的中心波长是估算天线尺寸和调外，每个频道的中心频率及所对应的中心波长是估算天线尺寸和调试接收机的重要参数

31、。试接收机的重要参数。 2卫星广播电视射频全电视信号的形成卫星广播电视射频全电视信号的形成 (1)频段划分。卫星广播电视系统都使用微波频段。频段划分。卫星广播电视系统都使用微波频段。 微波频段带宽很宽，具有丰富的频率资源，可容纳更多的频道，微波频段带宽很宽，具有丰富的频率资源，可容纳更多的频道，且允许每个频道占用较宽的带宽；且允许每个频道占用较宽的带宽； 微波频段频率高、波长短，可使星上和地面的天线尺寸大大减微波频段频率高、波长短，可使星上和地面的天线尺寸大大减小，增益提高，方向性增强，从而减小卫星的体积相重量，降低对小，增益提高，方向性增强，从而减小卫星的体积相重量，降低对发射功率的要求，且

32、可防止对邻近区域约干扰；发射功率的要求，且可防止对邻近区域约干扰； 微波频段不易受大气扰动噪声的影响；微波频段不易受大气扰动噪声的影响； 微波能穿过电离层；微波能穿过电离层； 无线电业务已占用较低频率，而微波频段相对比较无线电业务已占用较低频率，而微波频段相对比较“空闲空闲”。 根据国际电信联盟根据国际电信联盟ITU的有关规定，卫星广播下行频段有六个，的有关规定，卫星广播下行频段有六个，目前使用较多的为目前使用较多的为C波段（波段（2.5G）和）和Ku波段（波段（12G）。由于波段资）。由于波段资源有限，卫星广播下行电波均采用不同的极化方式，达到频率复用源有限，卫星广播下行电波均采用不同的极化

33、方式，达到频率复用的目的。的目的。35 电视信号的发射电视信号的发射 351电视发射机电视发射机 电视发射机是电视发送设备的重要组成部分，它由电视图像发电视发射机是电视发送设备的重要组成部分，它由电视图像发射机和伴音发射机组成。射机和伴音发射机组成。 1电视发射机的种类电视发射机的种类 电视发射机的种类主要根据电视图像发射机的分类方法不同而电视发射机的种类主要根据电视图像发射机的分类方法不同而有各种命名。就图像发射机而言，可以有多种分类。有各种命名。就图像发射机而言，可以有多种分类。 按照工作频率范围来分，有按照工作频率范围来分，有VHF电视发射机和电视发射机和UHF电视发射机电视发射机两种。

34、两种。 按照输出功率的大小来分，有小型电视发射机按照输出功率的大小来分，有小型电视发射机(1kW以下以下)、中、中型电视发射机型电视发射机(110kW)和大型电视发射机和大型电视发射机(10kW以上以上)三种。三种。 按照图像信号的调制形式来分，有直接调制式相中频调制式两按照图像信号的调制形式来分，有直接调制式相中频调制式两种。目前的电视发射机一般都采用中频调制方式。种。目前的电视发射机一般都采用中频调制方式。 按照放大方式来分，有双通道电视发射机和单通道电视发射机按照放大方式来分，有双通道电视发射机和单通道电视发射机两种。双通道电视发射机是对图像信号和伴音信号分两个通道分别两种。双通道电视发

35、射机是对图像信号和伴音信号分两个通道分别进行调制和放大，然后加以合并再发送的。进行调制和放大，然后加以合并再发送的。 2电视发射机的组成及工作原理电视发射机的组成及工作原理 电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前，常用的中电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前，常用的中频调制电视发射机有两种型式，即双通道电视发射机和单通道电视频调制电视发射机有两种型式，即双通道电视发射机和单通道电视发射机。发射机。 fPIfSI fPfSI双双工工器器 3电视发射机的主要指标电视发射机的主要指标 根据我国的电视标准，电视发射机有以下主要指标：根据我国的电视标准，电视发射机有以下主要指标： 标称射频

36、频道宽度：标称射频频道宽度：8MHz。 伴音载频与图像载频的频距；伴音载频与图像载频的频距；6.5MHz。 频道下限与图像载频的频距：频道下限与图像载频的频距：-1.25MHz。 图像信号主边带标称带宽：图像信号主边带标称带宽：6MHz。 图像信号图像信号VSB标称带宽；标称带宽；0.75MHz。 图像信号调制方式及调制极性：振幅调制负极性。图像信号调制方式及调制极性：振幅调制负极性。 伴音调制方式：调频，伴音调制方式：调频，fm50 kHz，预加重时常数为，预加重时常数为50s。 图像发射机与伴音发射机的功率比：图像发射机与伴音发射机的功率比：10:l 15:1，这是为图像，这是为图像发射机

37、与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的。发射机与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的。 352电视发射天线电视发射天线 电视发射天线，根据频段的不同，主要分为电视发射天线，根据频段的不同，主要分为VHF天线和天线和UHF天线天线两大类。两大类。 在在VHF频段，蝙蝠翼天线是一种被广泛采用的天线，可以较好地频段，蝙蝠翼天线是一种被广泛采用的天线，可以较好地满足对电视发射天线的要求。蝙蝠翼天线属于旋转场型天线，图中满足对电视发射天线的要求。蝙蝠翼天线属于旋转场型天线，图中仅画出了一个方向的振子，仅画出了一个方向的振子，实际上每层都是由两个这实际上每层都是由两个这样的振子相互垂直放置而样的振子相互垂直放置而

38、成。这样的天线，频带宽、成。这样的天线，频带宽、方向性和增益都较好，比方向性和增益都较好，比较适合做电视发射天线。较适合做电视发射天线。 在在UHF频段，广泛采用频段，广泛采用的发射天线是带反射板的的发射天线是带反射板的四偶极子天线及其改进型四偶极子天线及其改进型双环天线，它们具有增益双环天线，它们具有增益高、频带宽等特点，但造高、频带宽等特点，但造价较高。价较高。46 电视信号的无线传输及扩大电视覆盖范围的方法电视信号的无线传输及扩大电视覆盖范围的方法 361电视信号的无线传输电视信号的无线传输 1电视信号的传播特性电视信号的传播特性 (1) 视距传播。电视信号属于超短波波段，频率高，波长短

39、，沿视距传播。电视信号属于超短波波段，频率高，波长短，沿直线方向传播到直接可见的地方，即视距传播。直线方向传播到直接可见的地方，即视距传播。视距视距(最大直视距离最大直视距离)与发射天线相接收天线的高度有关。设发射天线与发射天线相接收天线的高度有关。设发射天线和接收天线的高度分别为和接收天线的高度分别为h1和和h2，则视距，则视距d为为 式中，式中，h1和和h2以以m为单位。实际上，大气层对电波会有一定的折射作为单位。实际上，大气层对电波会有一定的折射作用，从而会改变视距的大小。在正常折射时，有效传播距离用，从而会改变视距的大小。在正常折射时，有效传播距离d/比视距比视距会稍远些，近似为会稍远

40、些，近似为 。 (2) 多径传播。电视信号经地面或遇到障碍物多径传播。电视信号经地面或遇到障碍物(如大建筑物等如大建筑物等)会产会产生反射，直射信号和反射信号在接收天线上相互干扰，形成多径传生反射，直射信号和反射信号在接收天线上相互干扰，形成多径传播。多径传播的结果表现为重影播。多径传播的结果表现为重影(右重影。为什么？右重影。为什么？)。 (3) 绕射传播。电视信号的绕射能力很弱，特别是绕射传播。电视信号的绕射能力很弱，特别是UHF频段，几频段，几乎没有绕射能力。因此，在高大障碍物后面常常会形成乎没有绕射能力。因此，在高大障碍物后面常常会形成“阴影区阴影区”。在在“阴影区阴影区”，电视信号的

41、接收质量较差。，电视信号的接收质量较差。km)(57. 321hhdkm)(12. 421hhd 2电视信号场强的估算电视信号场强的估算 电视接收质量与接收到的电视信号的场强有关。离电视台越近，电视接收质量与接收到的电视信号的场强有关。离电视台越近，电视信号的场强越大。接收场强与图像质量的对应关系加表电视信号的场强越大。接收场强与图像质量的对应关系加表3-5所示。所示。由表可知，要保证接收图像质量，电场强度要在由表可知，要保证接收图像质量，电场强度要在54dB(YHF)或或66dB(UHF)以上。以上。 接收点场强可用下式来估算：接收点场强可用下式来估算： 式中，式中，P为发射台辐射功率为发射

42、台辐射功率(kW)；G为与半波振子天线增益之比的相为与半波振子天线增益之比的相对增益；对增益；r为收发问距离为收发问距离(km)；为工作频带中心频率波长为工作频带中心频率波长(m)；h1和和h2为发收、天线高度为发收、天线高度(m)。由于地球是一个球面，在实际中，估算电。由于地球是一个球面，在实际中，估算电视信号场强时还要乘以球面修正系数。此外，场强在市区和郊区有视信号场强时还要乘以球面修正系数。此外，场强在市区和郊区有很大差别，估算时也要加以考虑。很大差别，估算时也要加以考虑。)V/m (102sin346321rhhrPGE 362 扩大电视覆盖范围的方法扩大电视覆盖范围的方法 电视广播的

43、覆盖面主要限制在视距范围内，虽然提高发射天线电视广播的覆盖面主要限制在视距范围内，虽然提高发射天线的高度可以扩大广播的服务范围，但确实有限的。目前实现远距离的高度可以扩大广播的服务范围，但确实有限的。目前实现远距离传输的常用方式主要有三种：微波中继、电视差转和卫星电视广播。传输的常用方式主要有三种：微波中继、电视差转和卫星电视广播。 1微波中继微波中继 微波中继又称微波接力，它是在电视广播传送途中，建立许多微波中继又称微波接力，它是在电视广播传送途中，建立许多微波中继微波中继(接力接力)站，用微波把电视信号一站一站地传送。每个接力站，用微波把电视信号一站一站地传送。每个接力站把前一站送来的微波

44、信号接收下来，过放大并变换载波频率再传站把前一站送来的微波信号接收下来，过放大并变换载波频率再传向下一站。在平原地区，通常每隔向下一站。在平原地区，通常每隔50km设置一个接力站。设置一个接力站。优点：直射性好；传输信号质量高；可双向传输。缺点：造价昂贵。优点：直射性好；传输信号质量高；可双向传输。缺点：造价昂贵。 2电视差转电视差转 电视差转是电视差频转播的简称，电视差转的主要功能是将接电视差转是电视差频转播的简称，电视差转的主要功能是将接收到的主台收到的主台(或称骨干台或称骨干台)某频道的电视节目，经过差转机的频率变换、某频道的电视节目，经过差转机的频率变换、放大后，再用另一频道发射出去，从而扩大主台的覆盖范围或服务放大后，再用另一频道发射出去，从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。与中频调制器配合使用，差转机可成为一台电视发射机。如面积。与中频调制器配合使用，差转机可成为