电视第2章电视广播的基本原理

1、 第第2 2章章 电视广播的基本原理电视广播的基本原理 第一节第一节 电视信号的产生电视信号的产生第二节第二节 电视信号的传播电视信号的传播第三节第三节 电视接收机的基本工作原理电视接收机的基本工作原理一、摄像过程一、摄像过程（一）图像的顺序传送（一）图像的顺序传送 1、像素像素： 第一节第一节 电视信号的产生电视信号的产生 一幅平面图像，根据人眼对细节分辨力有限的视一幅平面图像，根据人眼对细节分辨力有限的视觉持性，总可以看成是由许许多多的小单元组成。在觉持性，总可以看成是由许许多多的小单元组成。在图像处理系统中，这些图像处理系统中，这些组成画面的细小单元称为组成画面的细小单元称为像素像素。像

2、素越小，单位面积上的像素数目就越多，由其构成像素越小，单位面积上的像素数目就越多，由其构成的图像就越清晰。的图像就越清晰。 2图像帧图像帧 一幅黑白平面图像，表征它的特征参量是亮度。一幅黑白平面图像，表征它的特征参量是亮度。 像素和亮度像素和亮度既是空间（二维）函数，同时又是时既是空间（二维）函数，同时又是时间函数。间函数。 电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍电视系统中把构成一幅图像的各像素传送一遍称为进行了一个帧处理，或称为传送了一帧，每帧称为进行了一个帧处理，或称为传送了一帧，每帧图像由许多像素组成。图像由许多像素组成。3 3并行传输并行传输（无法实现）（无法实现）4 4串行传输串行

3、传输（实际应用：顺序传输）（实际应用：顺序传输） 根据人的视觉惰性，可把组成一帧图像的各个根据人的视觉惰性，可把组成一帧图像的各个像素的亮度按一定顺序一个一个地转换成相应的电像素的亮度按一定顺序一个一个地转换成相应的电信号并依次传送出去，接收端再按同样顺序将各个信号并依次传送出去，接收端再按同样顺序将各个电信号在对应位置上转变成具有相应亮度的像素。电信号在对应位置上转变成具有相应亮度的像素。 理论上讲，可理论上讲，可同时同时把不同位置上具有不同亮度把不同位置上具有不同亮度的像素转变成相应的电信号，再分别用的像素转变成相应的电信号，再分别用各个相应信各个相应信道道把这些信号同时传送出去。把这些信

4、号同时传送出去。这种像素的串行传输具有两个特点：这种像素的串行传输具有两个特点： 第一是要求传送第一是要求传送速度快速度快。只有传送迅速，传送。只有传送迅速，传送时间小于视觉暂留时间，重现图像才会给人以连续时间小于视觉暂留时间，重现图像才会给人以连续无跳动的感觉；无跳动的感觉； 第二是传送要第二是传送要准确准确。每个像素一定要在轮到它。每个像素一定要在轮到它传送时才被转换、传送，并被接收方接收。且收、传送时才被转换、传送，并被接收方接收。且收、发双方每个像素被转换、还原的几何位置要一一对发双方每个像素被转换、还原的几何位置要一一对应。即应。即收发双方应同步工作收发双方应同步工作，同步同步在电视

5、系统中是在电视系统中是十分重要的。十分重要的。 （二）顺序转换的实现（二）顺序转换的实现 将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程（或逆过程）称为扫描。扫描的过程和我们读书过程（或逆过程）称为扫描。扫描的过程和我们读书时视线从左到右、自上而下依次进行的过程类似。从时视线从左到右、自上而下依次进行的过程类似。从左至右的扫描称为左至右的扫描称为；自上而下的扫描称为；自上而下的扫描称为。电视系统中，扫描多是由。电视系统中，扫描多是由电子枪电子枪进行的，通进行的，通常称其为常称其为电子扫描电子扫描。 通过电子扫描与光电转换，就可以把反映一幅图通过电子扫描

6、与光电转换，就可以把反映一幅图像亮度的空间与时间的函数，转换为只随时间变化的像亮度的空间与时间的函数，转换为只随时间变化的单值函数（电信号），从而实现平面图像的顺序传送。单值函数（电信号），从而实现平面图像的顺序传送。 1. 逐行扫描逐行扫描 所谓逐行扫描，就是电子束自上而下逐行依次进行所谓逐行扫描，就是电子束自上而下逐行依次进行扫描的方式。这种扫描的规律为电子束从第一行左上角扫描的方式。这种扫描的规律为电子束从第一行左上角开始扫描，从左到右，然后从右回到左边，再扫描第二开始扫描，从左到右，然后从右回到左边，再扫描第二行，第三行，行，第三行，直到扫完一幅（帧）图像为止。接着电直到扫完一幅（帧）

7、图像为止。接着电子束由下向上移动到开始的位置子束由下向上移动到开始的位置, , 又从左上角开始扫描又从左上角开始扫描第二幅（帧）图像。上述电子束作水平方向的扫描叫第二幅（帧）图像。上述电子束作水平方向的扫描叫行行扫描扫描，其中电子束自左到右的水平扫描叫行扫描的，其中电子束自左到右的水平扫描叫行扫描的正程正程，自右回到左的水平扫描叫行扫描的自右回到左的水平扫描叫行扫描的逆程逆程。逐行扫描示意图逐行扫描示意图 2. 隔行扫描隔行扫描 每一帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫每一帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成，这种扫描方式称为逐行扫描。把每一帧图像描而成，这种扫描方式称为逐行扫描。把

8、每一帧图像通过两场扫描完成则是隔行扫描，两场扫描中，第一通过两场扫描完成则是隔行扫描，两场扫描中，第一场场(奇数场奇数场)只扫描奇数行，而第二场只扫描奇数行，而第二场(偶数场偶数场)只扫描偶只扫描偶数行。逐行扫描和隔行扫描的显示效果主要数行。逐行扫描和隔行扫描的显示效果主要区别区别在在稳稳定性定性上面，隔行扫描的行间闪烁比较明显，逐行扫描上面，隔行扫描的行间闪烁比较明显，逐行扫描克服了隔行扫描的缺点，画面平滑自然无闪烁。克服了隔行扫描的缺点，画面平滑自然无闪烁。 在电视的标准显示模式中，在电视的标准显示模式中，i表示隔行扫描表示隔行扫描，p表表示逐行扫描示逐行扫描。 隔行扫描隔行扫描 (a)

9、奇数场奇数场 (b) 偶数场偶数场 (c) 嵌套后的一帧图像嵌套后的一帧图像 我国电视规定：我国电视规定： 帧频为帧频为25 Hz25 Hz，一帧图像分，一帧图像分625625行传送，所以行行传送，所以行扫描频率为扫描频率为fH=25fH=25625=15 625 Hz625=15 625 Hz。 隔行扫描隔行扫描电子电子帧频较低，帧频较低， 电子束扫描图像时所占的频带宽度较窄电子束扫描图像时所占的频带宽度较窄（约（约6 MHz6 MHz），对电视设备要求不高，因此，它是目），对电视设备要求不高，因此，它是目前电视技术中广泛采用的方法。前电视技术中广泛采用的方法。 隔行扫描的关键是要保证偶数场

10、正好嵌套在奇隔行扫描的关键是要保证偶数场正好嵌套在奇数场中间，否则会降低图像清晰度，甚至出现并行数场中间，否则会降低图像清晰度，甚至出现并行现象。现象。3.3.我国广播电视扫描参数我国广播电视扫描参数我国广播电视采用我国广播电视采用隔行扫描隔行扫描方式，主要扫描参数如下：方式，主要扫描参数如下：行周期行周期TH=64 sTH=64 s； 行频行频fH=15 625 HzfH=15 625 Hz； 行正程行正程TSH=52 sTSH=52 s； 行逆程行逆程TRH=12 TRH=12 s s； 场周期场周期TV=20 msTV=20 ms； 场频场频fV=50 HzfV=50 Hz； 场正程场正

11、程TSV=287TH+20(TSV=287TH+20(s)=18.388 ms18.4 mss)=18.388 ms18.4 ms；场逆程场逆程TRV=25TH+12(TRV=25TH+12(s)=1.612 ms1.6 mss)=1.612 ms1.6 ms； 帧周期帧周期TZ=40 msTZ=40 ms；每帧行数；每帧行数Z Z= =625625行行帧帧 频频fZ=25 HzfZ=25 Hz；每场行数；每场行数312.5312.5行行（三）光和电的转换过程（三）光和电的转换过程 电视图像的传送，在发端是基于光电转换电视图像的传送，在发端是基于光电转换器件，在收端是基于电光转换器件，实现这两

12、器件，在收端是基于电光转换器件，实现这两种转换的器件分别称为种转换的器件分别称为摄像管和显像管摄像管和显像管。图像。图像的摄取是靠摄像管来实现的，完成光到电的转的摄取是靠摄像管来实现的，完成光到电的转换；图像的重现是依靠电视接收机的显像管来换；图像的重现是依靠电视接收机的显像管来完成的，显像管的任务是将图像电信号转换为完成的，显像管的任务是将图像电信号转换为图像光信号，完成电到光的转换。图像光信号，完成电到光的转换。 1摄像管与光电转换摄像管与光电转换 (a) 摄像管的结构摄像管的结构(b) 图像信号产生的过程图像信号产生的过程 2显像管与电光转换显像管与电光转换显像管主要由电子枪、荧光屏、偏

13、转线圈等组成。显像管主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。目前较常用的分色棱镜系统目前较常用的分色棱镜系统 三管三管(三片三片)式彩色摄像机基本原理方框图式彩色摄像机基本原理方框图 镜头分光系统CCD摄像器件红红绿绿蓝蓝R放大放大处理处理B放大放大处理处理G放大放大处理处理编编 码码 器器彩色全电视信号输出二、彩色全电视信号二、彩色全电视信号 彩色电视是根据人眼的视觉生理特性、彩色电视是根据人眼的视觉生理特性、利用电信号的方式来实现彩色景象的分解、利用电信号的方式来实现彩色景象的分解、变换、传送和再现的过程。彩色电视基本变换、传送和再现的过程。彩色电视基本理论就是建立在理论就是建立在色度学和视

14、觉生理学色度学和视觉生理学基础基础上的。上的。1、人的视觉特性、人的视觉特性 电影、黑白及彩色电视技术，均是利用了人眼视电影、黑白及彩色电视技术，均是利用了人眼视觉的某些特性而实现的。黑白电视不但利用了人眼的觉的某些特性而实现的。黑白电视不但利用了人眼的视觉惰性（人眼视觉惰性（人眼视觉暂留视觉暂留时间时间5050200ms200ms），同时还），同时还利用了人眼利用了人眼分辨力的局限性分辨力的局限性( (即当相邻像素靠近到一即当相邻像素靠近到一定程度时，人眼无法分辨，会产生连续象素的感觉定程度时，人眼无法分辨，会产生连续象素的感觉) )。彩色电视中，除了利用以上特性外，还利用了人眼的彩色电视中

15、，除了利用以上特性外，还利用了人眼的彩色视觉特性，主要包括彩色视觉特性，主要包括视敏特性和彩色视觉。视敏特性和彩色视觉。 人眼视网膜里存在着大量光敏细胞；按其形状可人眼视网膜里存在着大量光敏细胞；按其形状可分为分为杆状和锥状杆状和锥状两种。两种。杆状杆状光敏细胞的灵敏度极高，光敏细胞的灵敏度极高，主要靠它在低照度时主要靠它在低照度时辩别明暗辩别明暗，但它对彩色是不敏感，但它对彩色是不敏感的；锥状细胞既可辨别明暗，又可辨别彩色。白天的的；锥状细胞既可辨别明暗，又可辨别彩色。白天的视觉过程主要靠锥状细胞来完成，夜晚视觉则由杆状视觉过程主要靠锥状细胞来完成，夜晚视觉则由杆状细胞起作用，所以在细胞起作

16、用，所以在较暗处无法辨别彩色较暗处无法辨别彩色。 锥状细胞又分为三类，分别称为红敏、绿敏和蓝锥状细胞又分为三类，分别称为红敏、绿敏和蓝敏。随着三种光敏细胞所受光刺激程度上的差异，会敏。随着三种光敏细胞所受光刺激程度上的差异，会产生各式各样的彩色感觉。因此，当我们在摄取彩色产生各式各样的彩色感觉。因此，当我们在摄取彩色景物时，若用三个分别具有与人眼三种锥状细胞相同景物时，若用三个分别具有与人眼三种锥状细胞相同光谱特性的摄像管，分别摄取代表红、绿、蓝三个彩光谱特性的摄像管，分别摄取代表红、绿、蓝三个彩色分量的信号，经处理、传输，再通过显像管的红、色分量的信号，经处理、传输，再通过显像管的红、绿、蓝

17、荧光粉受电子轰击发光，转换成原来比例的彩绿、蓝荧光粉受电子轰击发光，转换成原来比例的彩色光，即可实现彩色图像的重现。色光，即可实现彩色图像的重现。2、彩色基本知识、彩色基本知识 彩色和光密不可分彩色和光密不可分 光是一种以电磁波形式存在的物质，人眼可以光是一种以电磁波形式存在的物质，人眼可以看见的光叫看见的光叫可见光可见光，是波长范围为，是波长范围为380 nm380 nm到到780nm780nm之之间的电磁波。间的电磁波。 不同波长的光呈现出的颜色各不相同，随着波不同波长的光呈现出的颜色各不相同，随着波 长由长到短，呈现的颜色依次为：红、橙、黄、绿、长由长到短，呈现的颜色依次为：红、橙、黄、

18、绿、青、蓝、紫。青、蓝、紫。 只含有单一波长的光称为只含有单一波长的光称为单色光单色光，包含有两种或，包含有两种或两种以上波长的光标为复合光（复色光），复合光作两种以上波长的光标为复合光（复色光），复合光作用于人眼，呈现混合色。例如，太阳辐射的光含有七用于人眼，呈现混合色。例如，太阳辐射的光含有七种单色光的波谱，但却给认以白光的综合感觉。种单色光的波谱，但却给认以白光的综合感觉。 2、彩色基本知识、彩色基本知识 太阳发出的白光中包含了所有的可见光，太阳发出的白光中包含了所有的可见光，若把太阳辐射的一束光投射到棱镜上太阳光若把太阳辐射的一束光投射到棱镜上太阳光会经过棱镜分解成一组按红、橙、黄、绿

19、、会经过棱镜分解成一组按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的连续光谱。被分解之青、蓝、紫顺序排列的连续光谱。被分解之后的色光，若再次经过棱镜，它是不能再分后的色光，若再次经过棱镜，它是不能再分解了，这种解了，这种单一波长的色光也称谱色光单一波长的色光也称谱色光。3 3、彩色三要素和三基色原理、彩色三要素和三基色原理（1 1）彩色三要素）彩色三要素 亮度亮度：这里是指彩色光作用于人眼引起明暗程度：这里是指彩色光作用于人眼引起明暗程度的感觉，通常用的感觉，通常用Y Y来表示；亮度与色光的能量及波长来表示；亮度与色光的能量及波长的长短有关。的长短有关。 色调色调：即彩色光的：即彩色光的颜色类别颜色类

20、别。通常所说的红色、。通常所说的红色、绿色、黄色等等就是指不同的色调。上面所说的不同绿色、黄色等等就是指不同的色调。上面所说的不同波长的光所呈现的颜色不同，实际上就是指其色调不波长的光所呈现的颜色不同，实际上就是指其色调不同。如果改变彩色光的光谱成分，就必然引起色调的同。如果改变彩色光的光谱成分，就必然引起色调的变化。至于彩色物体的色调，则取决于物体在光线照变化。至于彩色物体的色调，则取决于物体在光线照射下，所反射的光的光谱成分。不同光谱成分的反射射下，所反射的光的光谱成分。不同光谱成分的反射光使物体呈现不同的色调。对于透光物体，其色调由光使物体呈现不同的色调。对于透光物体，其色调由透射光的波

21、长决定。透射光的波长决定。 3 3、彩色三要素和三基色原理、彩色三要素和三基色原理 饱和度饱和度：是指颜色的深浅程度，即：是指颜色的深浅程度，即颜色的浓度颜色的浓度。对于同一色调的彩色光，其饱和度越高，它的颜色就对于同一色调的彩色光，其饱和度越高，它的颜色就越深；饱和度越低，它的颜色就越浅。在某一色调的越深；饱和度越低，它的颜色就越浅。在某一色调的彩色光中掺入白光，会使其饱和度下降，掺入的白光彩色光中掺入白光，会使其饱和度下降，掺入的白光越多，其饱和度就越低。越多，其饱和度就越低。 色度色度：色调和饱和度合称为色度。色度即说明彩：色调和饱和度合称为色度。色度即说明彩色光颜色的类别，又说明了颜色

22、的深浅程度。色光颜色的类别，又说明了颜色的深浅程度。在彩色在彩色电视系统电视系统中，所谓传输彩色图像，实质上是传输图像中，所谓传输彩色图像，实质上是传输图像像素的像素的亮度和色度亮度和色度。三基色原理三基色原理 不同波长的光会引起人眼不同的彩色感觉；两种不同波长的光会引起人眼不同的彩色感觉；两种不同光谱成分的光经混合，能引起人眼有产生与某种不同光谱成分的光经混合，能引起人眼有产生与某种单色光相同的彩色感觉，即单色光的颜色可以由几种单色光相同的彩色感觉，即单色光的颜色可以由几种颜色的混合光（复色光）来等效；这一现象称颜色的混合光（复色光）来等效；这一现象称混色混色。利用混色的方法，人们可以只用几

23、种颜色的光来仿造利用混色的方法，人们可以只用几种颜色的光来仿造出大自然中出大自然中大多数大多数的彩色，而不必去追究这些彩色光的彩色，而不必去追究这些彩色光的光谱成分。的光谱成分。 人们在进行混色实验时发现：只要选取三种不同人们在进行混色实验时发现：只要选取三种不同颜色的单色光按一定比例混合就可以得到自然界中绝颜色的单色光按一定比例混合就可以得到自然界中绝大多数色彩，具有这种特性的三个单色光叫大多数色彩，具有这种特性的三个单色光叫基色光基色光，对应的三种颜色称对应的三种颜色称三基色三基色。彩色电视中所采用的三基。彩色电视中所采用的三基色分别是色分别是红色、绿色和蓝色红色、绿色和蓝色。 三基色原理

24、三基色原理： (1) (1) 三基色必须是相互独立。即其中任一种基三基色必须是相互独立。即其中任一种基色都不能由另外两种基色混合而得到。色都不能由另外两种基色混合而得到。 (2) (2) 自然界中的大多数颜色，都可以用三基色自然界中的大多数颜色，都可以用三基色按一定比例混合得到；或者说自然界中的大多数颜按一定比例混合得到；或者说自然界中的大多数颜色都可以分解为三基色。色都可以分解为三基色。 (3) (3) 三个基色的混合比例，决定了混合色的色三个基色的混合比例，决定了混合色的色调和饱和度。调和饱和度。 (4) (4) 混合色的亮度等于构成该混合色的各个基混合色的亮度等于构成该混合色的各个基色的

25、亮度之和。色的亮度之和。 三基色原理三基色原理： 彩色电视要传送的是亮度不同、色度千差万别彩色电视要传送的是亮度不同、色度千差万别的彩色信息，有了三基色原理，我们只需要将要传的彩色信息，有了三基色原理，我们只需要将要传送的颜色分解为三基色送的颜色分解为三基色( (红、绿、蓝红、绿、蓝) )，然后再分别，然后再分别以对应的一种电信号进行传送就可以了。为了与黑以对应的一种电信号进行传送就可以了。为了与黑白电视系统兼容，实际传送的是亮度和色差（表示白电视系统兼容，实际传送的是亮度和色差（表示色度）信号。色度）信号。混色方法混色方法 把三基色按照不同的比例混合获得彩色的方法把三基色按照不同的比例混合获

26、得彩色的方法称为混色法。混色法有称为混色法。混色法有相加混色相加混色（光的合成，彩色（光的合成，彩色电视用）和相减混色（染料合成）之分。电视用）和相减混色（染料合成）之分。绿绿黄黄青青红红绿绿蓝蓝品红品红混色方法混色方法 (1) (1) 空间混色法：空间混色法：利用人眼利用人眼空间细节分辨力差空间细节分辨力差的特点，将三种基色光在同一平面的对应位置充分的特点，将三种基色光在同一平面的对应位置充分靠近，只要三个基色光点足够小且充分近，人眼在靠近，只要三个基色光点足够小且充分近，人眼在离开一定距离处将会感到是三种基色光混合后所具离开一定距离处将会感到是三种基色光混合后所具有的颜色。这种空间混色的方

27、法是同时制彩色电视有的颜色。这种空间混色的方法是同时制彩色电视的基础。的基础。 混色方法混色方法 (2) (2) 时间混色法：时间混色法：利用人眼的利用人眼的视觉惰性视觉惰性，顺序，顺序地让三种基色光出现在同一表面的同一处，当相隔地让三种基色光出现在同一表面的同一处，当相隔的时间间隔足够小时，人眼会感到这三种基色光是的时间间隔足够小时，人眼会感到这三种基色光是同时出现的，具有三种基色相加后所得颜色的效果。同时出现的，具有三种基色相加后所得颜色的效果。这种相加混色方法是顺序制彩色电视的基础。这种相加混色方法是顺序制彩色电视的基础。 混色方法混色方法 (3) (3) 生理混色法：生理混色法：人的两

28、眼同时分别观人的两眼同时分别观看不同颜色的单一彩色景像时，使之同时获看不同颜色的单一彩色景像时，使之同时获得两种彩色印像，两种彩色印像在大脑中产得两种彩色印像，两种彩色印像在大脑中产生相加混色的效果。生相加混色的效果。色度三角形色度三角形 由三基色混合所产生的各种由三基色混合所产生的各种颜色，可以由色度三角形予以颜色，可以由色度三角形予以说明。该三角形直观地表示出说明。该三角形直观地表示出三基色合成的色度关系。例如，三基色合成的色度关系。例如，RG边表示由红色与绿色合成所边表示由红色与绿色合成所得的所有的颜色。此边的中点得的所有的颜色。此边的中点为黄色，说明红色与绿色相等为黄色，说明红色与绿色

29、相等时为黄色。同理，时为黄色。同理，RB边的中点边的中点是紫色是紫色(品色品色)，GB边的中点为边的中点为青色，色度三角形重心位置青色，色度三角形重心位置W为白色。为白色。彩色图像的重现彩色图像的重现 为了重现彩色图像，彩色电视接收机必须把收到的为了重现彩色图像，彩色电视接收机必须把收到的彩色全电视信号恢复成三基色电信号并还原成三基色图彩色全电视信号恢复成三基色电信号并还原成三基色图像，然后由显像管将其显示从而恢复原彩色图像。像，然后由显像管将其显示从而恢复原彩色图像。 彩色显像管与黑白显像管的最大区别在于它发射三彩色显像管与黑白显像管的最大区别在于它发射三个电子束，分别对应红、绿、蓝三个基色

30、。彩色荧光粉个电子束，分别对应红、绿、蓝三个基色。彩色荧光粉不是平涂在荧光屏上，而是按红、绿、蓝各一点组成的不是平涂在荧光屏上，而是按红、绿、蓝各一点组成的三色荧光点为一组，以品字形等排列方式布满屏面，荧三色荧光点为一组，以品字形等排列方式布满屏面，荧光屏的后面设置有荫罩板。由荫罩板保证红、绿、蓝三光屏的后面设置有荫罩板。由荫罩板保证红、绿、蓝三个基色电子束分别轰击各自的基色荧光粉。个基色电子束分别轰击各自的基色荧光粉。彩色图像的重现彩色图像的重现全电视信号全电视信号 在彩色电视系统中把视频信号（图像信号），复在彩色电视系统中把视频信号（图像信号），复合同步信号和复合消隐信号和在一起，形成全电

31、视信合同步信号和复合消隐信号和在一起，形成全电视信号。号。 我国广播电视标准规定：全电视信号中，各合成我国广播电视标准规定：全电视信号中，各合成信号的电平关系是以信号的电平关系是以同步信号的幅值电平作为同步信号的幅值电平作为100；则则黑色电平和消隐电平黑色电平和消隐电平的相对幅度为的相对幅度为75；白色电平白色电平相对幅度为相对幅度为1012.5；图像信号电平介于白色电图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间平与黑色电平之间。全电视信号全电视信号（1）主体信号）主体信号 图像信号图像信号 图像信号的幅度在电视信号相对幅度的图像信号的幅度在电视信号相对幅度的75以以下，一般在下，一般在12.57

32、5之间。之间。（2）辅助信号辅助信号 1复合消隐信号复合消隐信号 行、场消隐行、场消隐脉冲的相对电脉冲的相对电平为平为75%，相，相当于图像信号当于图像信号黑电平。行消黑电平。行消隐脉宽为隐脉宽为12 s，周期为周期为64s，场消隐脉宽为场消隐脉宽为1 612s， 周期周期为为20 ms。（2）辅助信号辅助信号 2复合同步信号复合同步信号 电视系统中收、发扫描必须严格同步，即收、电视系统中收、发扫描必须严格同步，即收、发扫描对应的行、场起始和终止位置必须严格一致，发扫描对应的行、场起始和终止位置必须严格一致，否则就会出现画面失真或不稳定现象。否则就会出现画面失真或不稳定现象。（2）辅助信号辅助

33、信号3槽脉冲和均衡脉冲槽脉冲和均衡脉冲 电视系统中，提取行同步信息的方法，是利用电视系统中，提取行同步信息的方法，是利用鉴鉴相或微分电路相或微分电路来提取行同步脉冲的前沿。由于场同来提取行同步脉冲的前沿。由于场同步脉冲较宽，因而在场同步期间会使行同步信息丢步脉冲较宽，因而在场同步期间会使行同步信息丢失。这样，在场逆程期间行就可能失步，可能会造失。这样，在场逆程期间行就可能失步，可能会造成每场开始时的前几行不能立刻同步，而使屏幕显成每场开始时的前几行不能立刻同步，而使屏幕显示图像的最上面几行出现不稳定现象。解决这个问示图像的最上面几行出现不稳定现象。解决这个问题的办法是题的办法是在场同步脉冲上加

34、开几个槽在场同步脉冲上加开几个槽，称为，称为槽脉槽脉冲冲，并使槽脉冲的后沿，并使槽脉冲的后沿(即上升沿即上升沿)恰好对应于应该恰好对应于应该出现原行同步脉冲的前沿位置。加入槽脉冲之后就出现原行同步脉冲的前沿位置。加入槽脉冲之后就可以保证在场同步脉冲期间可以检测出行同步脉冲。可以保证在场同步脉冲期间可以检测出行同步脉冲。槽脉冲的宽度与行同步脉冲相同，也是槽脉冲的宽度与行同步脉冲相同，也是4.7s。全电视信号全电视信号图像的分解力（清晰度）图像的分解力（清晰度） 电视图像的分解力通常用能分辨黑白相间线条的电视图像的分解力通常用能分辨黑白相间线条的线数来表示线数来表示。例如，说。例如，说500线清晰

35、度，则表示可以分线清晰度，则表示可以分辨黑白相间的线条的总数为辨黑白相间的线条的总数为500条，即黑白相间的线条，即黑白相间的线条个各条个各250条。电视的分解力条。电视的分解力分为垂直（方向）分解分为垂直（方向）分解力和水平（方向）分解力力和水平（方向）分解力. 我国广播电视的垂直清晰度大于我国广播电视的垂直清晰度大于400线线。VHS家用家用录像机为录像机为200左右，左右，S-VHS在在400线左右，线左右，VCD在在280线左右。线左右。DVD500多线，多线，EVD清晰度是清晰度是DVD5倍。倍。电视信号的带宽电视信号的带宽 由于图像信号的频带为由于图像信号的频带为06MHz，一般调

36、幅方式形，一般调幅方式形成双边带，带宽为成双边带，带宽为12MHz，这对发射机和接收机都有这对发射机和接收机都有很重的负担，对于无线电频率资源也是一种浪费。很重的负担，对于无线电频率资源也是一种浪费。 实际上，采用实际上，采用残留边带残留边带方式发送图像信号，上边方式发送图像信号，上边带宽带宽6MHz全部保留，下边带保留全部保留，下边带保留1MHz左右。残留边左右。残留边带频率特性见下页图。带频率特性见下页图。电视频道中的信号频带分配图频道宽8MHz伴音图像fvcfsc1.250.7566.50.25电视信号的带宽电视信号的带宽 左边虚框表示图像信号调制后被残留边带滤波器左边虚框表示图像信号调

37、制后被残留边带滤波器抵制掉的频谱部分。抵制掉的频谱部分。fvc表示图像载频。由于实际滤波表示图像载频。由于实际滤波器的截止特性不是很陡峭的，所以上界频在高于器的截止特性不是很陡峭的，所以上界频在高于fvc 6MHz处的截止特性有拖延；低于处的截止特性有拖延；低于fvc 约约0.75MHz的下的下界频也有一段过渡区，直至低于界频也有一段过渡区，直至低于fvc约约1.25MHz处。处。 从电视台还发射出伴音信号，该信号是调频波，从电视台还发射出伴音信号，该信号是调频波，伴音载频伴音载频fsc比图像载频高比图像载频高6.5MHz，伴音调频波带宽为伴音调频波带宽为250kHz，这样一个电视频道的带宽为

38、这样一个电视频道的带宽为8MHz。彩色信号的传送彩色信号的传送亮度信号与色差信号亮度信号与色差信号 若彩色摄像机的摄像管分别摄取了红、绿、蓝三若彩色摄像机的摄像管分别摄取了红、绿、蓝三个基色信号电压，以个基色信号电压，以ER、EG、EB表示，则亮度信号表示，则亮度信号为为 ： EY=0.30ER+0.59EG+0.11EB而色差信号为：而色差信号为： ER-Y=ER-EY=0.70ER-0.59EG-0.11EB EB-Y=EB-EY=-0.30ER-0.59EG+0.89EB 彩色电视制式彩色电视制式 彩色电视的制式就是对彩色电视信号进行加工、彩色电视的制式就是对彩色电视信号进行加工、处理和

39、传输的特定方式处理和传输的特定方式。为了把三基色电信号由发。为了把三基色电信号由发送端传送到接收端，最简单的办法是用三个通道送端传送到接收端，最简单的办法是用三个通道(有有线或无线线或无线)分别把三种基色电信号传送到接收端，在分别把三种基色电信号传送到接收端，在接收端再分别用接收端再分别用R、G、B三个电信号去控制红、绿、三个电信号去控制红、绿、蓝三个电子束，从而在彩色荧光屏上得到重现的彩蓝三个电子束，从而在彩色荧光屏上得到重现的彩色图像。然而，这种传输方式不仅会占用较大的带色图像。然而，这种传输方式不仅会占用较大的带宽，也无法实现与黑白电视的宽，也无法实现与黑白电视的“兼容兼容”，因而没有，

40、因而没有采用。实用中的广播电视都采用黑白与彩色电视可采用。实用中的广播电视都采用黑白与彩色电视可以相互以相互“兼容兼容”的。目前，有三种兼容制彩色电视的。目前，有三种兼容制彩色电视制式：制式：NTSC制、制、PAL制和制和SECAM制制。兼容的必备条件兼容的必备条件 (1) 所传送的彩色电视信号中应有所传送的彩色电视信号中应有亮度信号和色度信亮度信号和色度信号号两部分。亮度信号包含了彩色图像的亮度信息，它与两部分。亮度信号包含了彩色图像的亮度信息，它与黑白电视机的图像信号一样，能使黑白电视机接收并显黑白电视机的图像信号一样，能使黑白电视机接收并显示出无彩色的黑白画面；色度信号包含了彩色图像的色

41、示出无彩色的黑白画面；色度信号包含了彩色图像的色调与饱和度等信息，被彩色电视机接收后，与亮度信号调与饱和度等信息，被彩色电视机接收后，与亮度信号一起经过处理后显示出彩色画面。另外，彩色电视机接一起经过处理后显示出彩色画面。另外，彩色电视机接收到黑白电视信号后，也能显示出与黑白电视机基本相收到黑白电视信号后，也能显示出与黑白电视机基本相同的图像。同的图像。 兼容的必备条件兼容的必备条件 (2) 彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道频率特性基本一致。频率特性基本一致。应该有相同的频带宽度、图像载频应该有相同的频带宽度、图像载频和伴音载频和伴音载频。图

42、像和伴音的调制方式应与黑白电视系统。图像和伴音的调制方式应与黑白电视系统相同，且频道间隔相同相同，且频道间隔相同(8MHz)。 (3) 彩色电视与黑白电视彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫描应有相同的扫描方式及扫描频率，相同的辅助信号及参数频率，相同的辅助信号及参数。 (4) 应尽可能地减小应尽可能地减小黑白电视机收看彩色节目时所受黑白电视机收看彩色节目时所受到（彩色信号的）到（彩色信号的）干扰干扰，以及彩色电视中色度信号对亮，以及彩色电视中色度信号对亮度信号的干扰。度信号的干扰。世界各地电视系统一览表 NTSC-M/M 亚洲地区 缅甸, 硫球, 菲律宾, 南朝鲜, 台湾 中南美洲地区

43、巴哈马, 巴贝多, 玻利维亚, 哥斯达黎加, 古巴, 哥伦比亚, 智利, 加拿大, 多米尼加, 厄瓜多尔, 墨西哥, 尼加拉瓜, 瓜地马拉, 海地, 洪都拉斯, 秘鲁, 波多黎哥, 托贝哥, 委内瑞拉,美国, 苏利南, NTSC-N NTSC-N 牙买加 日本 PAL-B/G 亚洲地区 巴林, 孟加拉, 印度, 印尼, 伊朗, 马来西亚, 马尔代夫, 科威特, 约旦, 阿曼, 卡达, 巴基斯坦, 新加坡, 斯里兰卡, 南叶门, 土耳其, 泰国, 沙特阿拉伯 , 阿拉伯联合大公国, 欧洲地区 阿尔巴尼亚, 奥地利, 玻士尼亚, 捷克, 克罗埃西亚, 丹麦, 埃及, 芬兰, 马尔他, 马其顿, 芒

44、特尼格罗, 匈牙利, 德国, 希腊, 荷兰, 挪威, 冰岛, 意大利, 卢森堡, 葡萄牙, 西班牙, 瑞典, 瑞士, 南斯拉夫, 斯洛伐尼亚, 赛尔维亚, 罗马尼亚(主要之 TV 系统), 斯洛伐克 太平洋洲地区 澳大利亚, 纽西兰 非洲地区 阿尔及利亚, 喀麦隆, 马拉威, 莫三比克, 迦纳, 奈及利亚, 肯亚, 苏丹, 史瓦济兰, SIERRA LEONE, 坦尚尼亚, 尚比亚, 乌干达 PAL-B/H 欧洲地区 比利时 PAL-I 亚洲地区 香港 欧洲地区 英国, 爱尔兰 非洲地区 南非, 安哥拉, 波扎那, 赖索托 PAL-M ,PAL-N, NTSC PAL-N 巴西 阿根廷, 巴拉

45、圭, 乌拉圭 PAL-D/K 亚洲地区 中国大陆中国大陆, 北韩 欧洲地区 保加利亚, 匈牙利, 波兰, 斯洛伐克, 捷克 ,罗马尼亚(MAJOR SYSTEM- B/G) SECAM-L/L 欧洲地区 法国, 卢森堡 非洲地区 摩洛哥 SECAM-B/G 亚洲地区 塞普勒斯, 利比亚, 黎巴嫩, 伊朗, 伊拉克, 叙利亚, 阿拉伯 欧洲地区 希腊 非洲地区 埃及, 马利, 茅利塔尼亚, 模里西斯, 突尼西亚 SECAM-D/K 亚洲地区 阿富汗, 越南, 乌格尔 欧洲地区 阿尔巴尼亚,亚美尼亚, 亚塞拜然, BELARUS, 爱沙尼亚, 摩尔达维亚, 拉脱维亚, 立陶宛, 吉尔吉斯, 乔治亚

46、, 塔吉克, 土库曼, 乌克兰, 乌兹别克斯坦, 俄罗斯 SECAM-K1 非洲地区 贝南, 查德, 刚果, 吉布地,马达加斯加, 加彭, 几内亚, 多哥, 塞内加尔, 卢旺达 第二节第二节 电视信号的传播电视信号的传播一、无线电波的基本知识一、无线电波的基本知识 无线电波是一种能量的传送形式。它是由交变电无线电波是一种能量的传送形式。它是由交变电场与交变磁场的相互转换进行传送的。场与交变磁场的相互转换进行传送的。 1. 速度：速度：3108m/s 2. 波长：波长：无线电波无线电波为调幅波或调频波，其载波皆为为调幅波或调频波，其载波皆为正弦波。若载波频率为正弦波。若载波频率为f，则波长为：，

47、则波长为：=c/f 3. 无线电波的波段划分（下页表）无线电波的波段划分（下页表）波段名称波段名称频率名称频率名称波长范围波长范围频率范围频率范围主要用途主要用途微微波波毫米波毫米波极高频极高频（EHF）0.11cm30300GHz雷达、导航、电视雷达、导航、电视厘米波厘米波超高频超高频（SHF）110cm330GHz通信、天文、遥测通信、天文、遥测分米波分米波特高频特高频（UHF）10100cm0.33GHz米波米波（超短波）（超短波）甚高频甚高频（VHF）110m30300MHz电视、雷达、通信电视、雷达、通信短波短波高频（高频（HF） 10100m330MHz导航导航中波中波中频（中频（

48、MF）1001000m3003000kHz导航、通信、广播导航、通信、广播长波长波低频（低频（LF）110km30300kHz超长波超长波甚低频甚低频（VLF）10100km330kHz远洋导航、通信远洋导航、通信极长波极长波极低频极低频（ELF）100km3kHz 4. 空间关系及空间特性阻抗空间关系及空间特性阻抗 电磁波是以波动形式传播的，在传播方向上电场电磁波是以波动形式传播的，在传播方向上电场E、 磁场磁场H、传播方向传播方向S，三者相互垂直。三者相互垂直。 空间特性阻抗空间特性阻抗Z0=E0/H0=120=377 工程上习惯用电场强度来表示无线电波的强度。工程上习惯用电场强度来表示无

49、线电波的强度。 5. 无线电波的极化无线电波的极化 电波在空间电波在空间干干传播时其电场矢量的瞬时取向称为极化。传播时其电场矢量的瞬时取向称为极化。电磁波的极化形式可分为线极化、圆极化和椭圆极化。电磁波的极化形式可分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化波又可分为水平极化和垂直极化。线极化波又可分为水平极化和垂直极化。 地面电视广播是采用水平极化波地面电视广播是采用水平极化波, 而卫星电视而卫星电视广播是采用圆极化波和线极化波。广播是采用圆极化波和线极化波。 圆极化波根据电场旋转方向不同又可分为左旋圆极化波根据电场旋转方向不同又可分为左旋和右旋圆极化波。和右旋圆极化波。为了便于接收为了便于接收,

50、为同一地区服务的各波束采用同为同一地区服务的各波束采用同一极化方向。一极化方向。 使用圆极化波可使天线的安装和维护使用圆极化波可使天线的安装和维护简化简化, 能消除邻近频道的极化面干扰效应，使用水能消除邻近频道的极化面干扰效应，使用水平极化或垂直极化的线极化波可使天线辐射器的结平极化或垂直极化的线极化波可使天线辐射器的结构简化和造价降低。构简化和造价降低。 接收天线的极化方式只有同被接收的电磁波极接收天线的极化方式只有同被接收的电磁波极化形式相一致时，才能有效地接收到信号，否则将化形式相一致时，才能有效地接收到信号，否则将使接收信号质量变坏，甚至完全收不到信号，这种使接收信号质量变坏，甚至完全

51、收不到信号，这种现象称为极化失配。现象称为极化失配。 极化方式的改变可以通过馈源的极化变换器来极化方式的改变可以通过馈源的极化变换器来实现。实现。 下页表给出了收、发天线间极化匹配与接收功下页表给出了收、发天线间极化匹配与接收功率的关系。率的关系。极化匹配与接收功率的关系。极化匹配与接收功率的关系。发射（或接收）天线发射（或接收）天线接收（或发射）天线接收（或发射）天线接收功率接收功率P/Pmax垂直（或水平）极化垂直（或水平）极化1垂直（或水平）极化水平（或垂直）极化0垂直（或水平）极化圆极化1/2左旋（或右旋）极化垂直（或水平）极化1左旋（或右旋）极化右旋（或左旋）极化0 6.无线电波的传

52、播方式无线电波的传播方式 1）地波：）地波：这是沿地球表面传播的无线电波。这是沿地球表面传播的无线电波。 2）天波：）天波：也即电离层波。地球大气层的高层存在也即电离层波。地球大气层的高层存在着着“电离层电离层”。无线电波进入电离层时其方向会发。无线电波进入电离层时其方向会发生改变，出现生改变，出现“折射折射”。因为电离层折射效应的积。因为电离层折射效应的积累，电波的入射方向会连续改变，最终会累，电波的入射方向会连续改变，最终会“拐拐”回回地面，电离层如同一面镜子会反射无线电波。我们地面，电离层如同一面镜子会反射无线电波。我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为把这种经电离层反射而折回地

53、面的无线电波称为“天波天波”。 6.无线电波的传播方式无线电波的传播方式 3）空间波：）空间波：由发射天线直接到达接收点的电波，由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。有一部分电波是通过地面或其他障被称为直射波。有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的，被称为反射波。直射波和碍物反射到达接收点的，被称为反射波。直射波和反射波合称为空间波。反射波合称为空间波。电视广播主要靠此波传播电视广播主要靠此波传播。 4）散射波：）散射波：当大气层或电离层出现不均匀团块时当大气层或电离层出现不均匀团块时，无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反，无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方反射

54、，使一部分能量到达接收点，这就是散射波。射，使一部分能量到达接收点，这就是散射波。 5）外球层空间波：外球层空间波：无线电波如果达到无线电波如果达到SHF或或EHF频段，就能穿过电离层，达到外层空间，称之为外频段，就能穿过电离层，达到外层空间，称之为外球层空间传播。卫星通信、宇宙导航、射电天文以球层空间传播。卫星通信、宇宙导航、射电天文以及卫星电视都是利用这种方式传播无线电信号。及卫星电视都是利用这种方式传播无线电信号。二、我国电视广播的频率范围及频道划分二、我国电视广播的频率范围及频道划分 我国电视广播分为两个频段：我国电视广播分为两个频段：VHF和和UHF两个频段。两个频段。VHF称为甚高

55、频频段，其频率范围为称为甚高频频段，其频率范围为48.592MHz（频段频段15频道频道）；167223MHz（频段频段612频道频道）。）。 UHF称为特高频频段，其频率范围为称为特高频频段，其频率范围为470566MHz（频段频段1324频道频道）；）；606958MHz（频段频段2568频频道道）。）。 中国电视各频道频率的配置详细列于中国电视各频道频率的配置详细列于表表2-4。增补频道增补频道 在电视频道的分配上，原来是有一些空档的，在电视频道的分配上，原来是有一些空档的，在在5频道至频道至6频道之间，是供警用通讯和空中导航使频道之间，是供警用通讯和空中导航使用的用的150兆赫兹频段，

56、在兆赫兹频段，在12频道至频道至13频道之间，是频道之间，是供军用和警用的供军用和警用的450兆赫兹频段。在整个频段中，兆赫兹频段。在整个频段中，频道并不是连续设置的，靠这样来解决无线电频率频道并不是连续设置的，靠这样来解决无线电频率在空中十分拥挤的资源紧缺。在空中十分拥挤的资源紧缺。 但是在有线电视系统中，电视信号是在被屏蔽但是在有线电视系统中，电视信号是在被屏蔽的电缆中传送，不容易受到外界的干扰，此时可以的电缆中传送，不容易受到外界的干扰，此时可以利用这些原先被分配做别的通讯领域的无线电频率利用这些原先被分配做别的通讯领域的无线电频率资源，也用来传送电视信号，这就是所谓资源，也用来传送电视

57、信号，这就是所谓“增补频增补频道道”的由来。的由来。增补频道增补频道 实际上，即使采用这种方式，在有线电视网中实际上，即使采用这种方式，在有线电视网中能够传送的电视节目数仍然是有限的，在有效的有能够传送的电视节目数仍然是有限的，在有效的有线电视系统中，不过只能传送几十套节目而已，不线电视系统中，不过只能传送几十套节目而已，不会有什么两百个频道之类的事情。会有什么两百个频道之类的事情。 根据国家标准根据国家标准300 MHz系统传输频道为系统传输频道为DS1DS5(48.592) MHz，Z1Z7(111167) MHz，DS6DS12(167223) MHz，Z8Z16(223295) MHz

58、，450 MHz系统增加系统增加Z17Z35(295447) MHz，550 MHz系统增加了系统增加了Z36Z37(447470) MHz，750 MHz系统增加了系统增加了Z39Z43。 1电视信号的传播特性电视信号的传播特性 (1) 视距传播。视距传播。电视信号属于电视信号属于超短波超短波波段，频率高，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。波长短，沿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。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设发射天线和接收天线的高度分别为h1和和

59、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，一定的折射作用，从而会改变视距的大小。在正常折射时，有效传播距离有效传播距离d/比视距会稍远些，近似为比视距会稍远些，近似为 。 km)(57. 321hhdkm)(12. 421hhd 2 2、扩大电视覆盖范围的方法、扩大电视覆盖范围的方法 电视广播的覆盖面主要限制在视距范围内，虽然提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，但确实有高发射天线的高度可以扩大广播的服务范围，但确实

60、有限的。目前实现远距离传输的常用方式主要有三种：微限的。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。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，建立许多微波中继视广播传送途中，建立许多微波中继(接力接力)站，用微波站，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信号接收下来，过放大并变换载波频率再传向下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，通常每隔一站。在平原地区，通常每隔50km