电视发送技术概论

第四章

电视发送技术概论

中国传媒大学信息工程学院

电视发射系统的构成与广播发射系统相似，除了电视发射机外，包括音频、视频输入设备，控制设备，双工器，冷却系统，天线与馈线系统，监测设备等。

无线电视广播广播过程示意图

第一节

电视发射机的特点

由于电视信号包括电视图像信号与电视伴音信号，因此电视发射机就由电视图像发射机与电视伴音发射机两部分组成。图像与伴音发射机的输出信号通过双工器进行功率合成后，经一条馈线送往天线发射。

一、电视图像发射机的特点

（一）采用残留边带发送方式

我国全电视信号（包括:亮度信号、色度信号、色同步信号、复合消隐信号和复合同步信号）的带宽为0—6MHz，图像信号对载波的的调制方式为幅度调制，如采用普通双边带调幅，根据调幅理论，其带宽将为12MHz，在不考虑伴音的情况下，就远远超出规定的一个电视频道8MHz的带宽。

用负极性视频信号调幅后的波形图与频谱图

单边带发射方式虽然可以使带宽减半，但鉴于视频信号的特点（包含极低频率甚至直流成分），电路上很难将一个完整的边带信号部分滤除而无损伤的保留另一个频带。此外纯单边带发射会带来较大的正交失真与群时延失真，导致接收端重显图像失真。

为了解决节约频谱与确保不失真传输视频信号，通常采用残留边带调幅方式，即除了发射一个完整的边带外，还保留另一个边带的一小部分频谱（较低视频频率成分调制形成的频谱）。

发射机机残留留边带带调幅幅特性性按照我我国电电视标标准规规定，，如用用fv表示示图像像载波波频率率，残残留边边带调调幅的的通带带范围围为fv––0.75MHz到到fv+6MHz，下下限通通过过过渡带带直到到fv––1.25MHz，上上限通通过过过渡带带直到到fv+6.375MHz。。fv±±0.75MHz的范范围是是双边边带发发射，，而fv+0.75MHz到到fv+6MHz的范范围是是单边边带发发射。。残留边边带发发射的的情况况下，，如果果接收收机的的中频频网络络特性性与发发射机机相同同，则则双边边带频频率成成分（（主要要是低低频成成分））检波波后的的信号号幅度度就为为单边边带的的2倍倍，造造成检检波后后的视视频信信号幅幅频特特性的的不一一致。。为此此，接接收端端应使使用与与发射射端不不同的的残留留边带带幅频频特性性。接收机机残留留边带带调幅幅特性性（二）工作于VHF与UHF频段电视信号本本身的频谱谱宽，图像像载波的频频率起码应应在30MHz以上上；如通过过电离层传传播，则不不稳定，多多径传播，，失真严重重。工工作在超超短波VHF与UHF频段，，主要靠直直接波传播播，不受电电离层的影影响，可以以得到较好好的效果。。（二）黑色色电平固定定在发射端与与接收端可可能引起黑黑色电平变变化的原因因：信号通通过RC耦耦合网络；；信号中混混入低频（（例如50Hz交流流声）干扰扰而造成黑黑色电平漂漂移。黑色电平变变化带来的的后果：如如果黑色电电平随着图图像内容改改变，使重重显图像产产生失真，，使图像画画面上背景景深浅或颜颜色发生变变化；对于于彩色电视视广播而言言会产生色色度失真（（因：黑色色电平或消消隐电平，，供接收机机恢复彩色色副载波的的色同步信信号是放在在消隐后肩肩上传送的的，消隐电电平不稳定定，基准副副载波的相相位就受到到影响）。。鉴于以上原原因，必须须保持黑色色电平固定定。固定黑色电电平的方法法：视频信信号为单极极性，可用用箝位电路路实现，黑黑色电平固固定后，不不仅可以恢恢复直流分分量，还可可以消除低低频干扰,提高放大管管的利用率率，增加输输出功率。。（四）、图图像调制极极性用正极性的的电视信号号对图像载载波调幅，，称为正极极性调制，，而用负极极性的电视视信号对图图像载波调调幅，称为为负极性调调制。正极性与负负极性调制制的已调幅幅波波形电视发射机机多采用负负极性调制制，原因是是同步顶相相当于调幅幅度为100%，这这样做的好好处：可可以以充分利用用发射机的的输出功率率的能力，，提高效率率；干扰表表现为暗点点，不易觉觉察；峰值值电平（同同步顶）便便于作为基基准电平，，供接收机机作为自动动增益控制制。（五）图像像发射机的的功率调幅声音广广播发射机机的标称功功率通常用用载波功率率表示，载载波功率一一旦确定，，已调波的的边带功率率、峰值功功率、平均均功率就相相应确定。。由于图像发发射机采用用负极性调调制，峰值值功率即同同步顶功率率是固定不不变的，而而平均功率率却随着视视频信号的的内容而变变化。因此此，电视发发射机的标标称功率用用峰值功率率即同步顶顶功率表示示。（六）电视视发射机技技术指标要要求１、幅频特特性要求满足残留边边带特性，，在通带的的主要频段段内，其幅幅频特性波波动应限制制在+0.5/-1dB之内内；在阻带带内起码应应衰减２００dB以上上。２、群时延延频率特性性要求传输通通道的相频频特性是线线性的，即即产生的相相移与信号号频率成正正比。通常常利用群时时延频率特特性来间接接描述相频频特性。二二者的关系系是：ττ（ω）＝＝dψ（ωω）/dωω(1-1)

式中ττ（ω）为为群时延函函数，ψ（（ω）为相相位函数，，ω为自变变量。将相频特性性的非线性性变化转化化为各频率率成分的时时延变化。。在传输过过程中，不不同频率成成分产生时时延的差别别，这种失失真称为群群时延失真真。对群时时延失真要要采取相应应的技术措措施，使其其限制在允允许的范围围内。３、微分增增益（ＤＧＧ）彩色信号叠叠加在亮度度信号上传传送，传输输系统存在在非线性时时，增益会会随亮度而而变化。微分增益（（ＤＧ）的的定义是：：在输入输输出特性曲曲线上各电电平的斜率率：ＤＧ＝du0/dui(1-2)如在不同的的亮度电平平上有不同同的ＤＧ，，就会导致致彩色信号号的振幅随随着不同的的亮度而出出现差别，，使色饱和和度发生变变化，这种种失真称为为ＤＧ失真真。ＤＧ失真的的衡量：以以黑电平平的ＤＧ（（用ＤＧH表示）为参参考，其他他电平的ＤＤＧ（用ＤＤＧN表示），则则ＤＧ失真真表示为：：ＤＤＧＧ失真=（（ＤＧN-ＤＧH）/ＤＧH（1-3））取取其最大大值作为ＤＤＧ失真指指标。对对ＤＧ失真真也要采取取相应的技技术措施，，使其限制制在允许的的范围内。。４、微分相相位（ＤＰＰ）彩色电视信信号在传输输过程中，，若在整个个动态范围围内存在非非线性，不不仅有随着着亮度的变变化而产生生ＤＧ失真真，也会引引起相位的的变化。处处于不同亮亮度电平上上的彩色信信号相位，，称为微分分相位，简简称ＤＰ。。有失真时时，不同亮亮度电平上上的相位就就有差别，，差别越大大，对彩色色图像的影影响就越大大，会使彩彩色的色调调发生变化化。这种失失真称为ＤＤＰ失真。。ＤＰ失真的的衡量：以以黑电平的的ＤＰ（用用ＤＰH表示）为参参考，其他他电平的ＤＤＰ（用ＤＤＰN表示），则则ＤP失真真表示为：：ＤＤP失真=ＤＤPN-ＤPH（度）（（1-4）对对ＤP失失真也要采采取相应的的技术措施施，使其限限制在允许许的范围内内。５、互调成成分单通道电视视发射机，，是将图像像和伴音先先分别进行行中频调制制，然后将将二者的低低电平中频频信号合成成，再变频频为规定频频道的射频频信号，经经多级功率率放大器放放大到要求求的电平。。当多频率的的信号进入入有非线性性的放大器器中，就会会产生互调调失真，即即放大器的的输出频谱谱中既有各各输入频率率成分的基基波和它们们的各次谐谐波，还有有各基波和和它们的各各次谐波的的和差组合合频率。处处于电视频频道之外的的频率成分分，可以通通过带通滤滤波其将其其滤除，而而落在带内内的将无法法消除而影影响自身。。在在电视视发射机机机中，设置置有互调失失真校正电电路，使其其影响限制制在允许的的范围内。。二、电视伴伴音发射机机的特点电视发射机机中的电视视伴音发射射机虽然属属于调频发发射机，但但它与图像像发射机一一起工作，，对其功率率等级和工工作频率有有相应的要要求。（一）、、功率等等级确定伴音音发射机机功率等等级的前前提条件件是：保保证图像像和伴音音有相同同的覆盖盖范围。。由于伴伴音发射射机的调调制方式式是调频频的，抗抗干扰能能力强，，伴音信信息的强强弱主要要表现在在频偏上上。此外外，减小小伴音发发射机的的功率，，可以避避免在接接收机中中频和高高频通道道图像与与伴音的的较大干干扰。图图像和伴伴音发射射机的功功率比通通常取10：1。（二）、、伴音载载波频率率的选择择图像和伴伴音信号号在指配配的同一一个电视视频道中中传送，，图像载载波频率率一旦确确定，伴伴音载波波频率就就相应确确定。伴伴音载波波频率处处于图像像射频频频谱所占占带宽以以上的地地方，伴伴音射频频频谱所所占的有有效范围围与图像像射频频频谱之间间不能重重叠，应应有一定定的保护护距离。。我国规规定伴音音载波频频率比图图像载波波频率高高6.5MHz。（三）、、频率稳稳定度的的要求用锁相环环稳频方方法，确确保伴音音载波频频率（即即调频过过程中的的中心频频率）的的稳定。。（四）、、预加重重原理与要要求同调调频广播播发射机机。第二节电视发射射机与电电视差转转机的组组成一、电视发射射机的组组成电视发射射机的类类别1、按输输出功率率大小分分：（1）小小型（小小功率））电视发发射机（（30W以下））

（2）中型型（中功功率）电电视发射射机（1KW-30W）（（3）大大型（大大功率））电视发发射机（（1KW以上上）2、按适适用的工工作频率率范围分分：（1）VHF（（甚高频频或米波波）电视视发射机机

（2）UHF（特特高频或或分米波波）电视视发射机机

（3）SHF（超超高频））电视发发射机（（用于微微波多路路分配系系统MMDS和和卫星广广播）3、按传传送信号号性质分分：（1）黑黑白电视视发射机机

（2）彩色色电视发发射机（（3））多伴音音立体声声电视发发射机、、数字伴伴音电视视发射机机

（4）数字字电视发发射机、、高清晰晰度电视视发射机机4、按5、按图图像、伴伴音放大大方式分分：（1）分分别放大大式（双双通道））电视发发射机（（2））共同放放大式（（单通道道）电视视发射机机6、按功功率放大大器件分分：（1）晶体管管或场效应管管（全固态））电视发射机机

（2）电电子管电视发发射机

（3）速调管电电视发射机（（4）IOT（感应输输出管）电视视发射机（一）分别放放大式（双通通道）电视发发射机特点：经过视频和音音频处理的图图像和伴音信信号，分别采采用低电平中中频调制（图图像中频载波波频率为37MHz，伴伴音中频载波波频率为30.5MHz）,各自自经过相应的的处理后，经经过频率变换换变为高频信信号，进行功功率放大，最最后通过双工工器将高频图图像信号和伴伴音信号进行行合成，通过过同一根高频频电缆送往天天线发射。分别放大式（（双通道）电电视发射机组组成方块图电视发射机的的图像通道的的视频处理部部分主要包括括箝位放大器器和微分相位位校正电路。。中频处理部部分主要包括括图像中频调调制器、残留留边带滤波器器和中频处理理电路（群时时延校正电路路、微分增益益校正电路））。高频部分主要要包括本振与与倍频电路、、图像变频器器、高频线性性功率放大器器。电电视发射机机的音频处理理部分非线性性校正电路和和预加重电路路。中频部分分包括伴音中中频调制器、、锁相稳频电电路以及倍频频器等。高频频部分包括伴伴音变频器和和高频功率放放大器。（二）共同放放大式（单通通道）电视发特点：经过视频和音音频处理的图图像和伴音信信号，分别采采用低电平中中频调制（图图像中频载波波频率为37MHz，伴伴音中频载波波频率为30.5MHz）,各自自经过相应的的处理后，通通过中频双工工器合成，共共同经过互调调校正、频率率变换与功率率放大后，送送往天线发射射。共同放大式（（单通道）电电视发射机组组成方块图（三）、双伴音音、立体声电电视发射机用同一部电视视伴音发射机机，可以同时时送出两种不不同语种的伴伴音，观众可可以根据自己己的需要，选选听其中的一一种；在播出出音乐会节目目时，为了增增强艺术效果果，用立体声声伴音。《双伴音载波制制》双伴音、、立体声电视视发射机构成成原理方块图图特点：与普通电视发发射机相比，，有变化的只只是伴音发射射机部分：第第一伴音载波波频率与单伴伴音发射机相相同，第二伴伴音载波的频频率比第一伴伴音载波频率率高0.242MHz，，功率比第一一伴音载波低低7dB。在在立体声发射射时，第一伴伴音载波用““和”M=（L+R））/2信号调调制，第二伴伴音载波用R信号调制。。二、电视差转转机的组成电视差转机的的任务是接收收从主发射机机来的高频信信号，不进行行解调，而仅仅进行频率变变换和功率放放大，在另一一个电视频道道重新发射，，相当于转播播主发射机发发射的节目。。（一）二次变变频共同放大大式电视差转转机二次变频共同同放大式电视视差转机包括括接收、中放放和发射三部部分。二次变频共同同放大式电视视差转机的构构成原理图（二）、二次次变频图像和和伴音分离的的分别放大式式电视差转机机二次变频图像像和伴音分离离的分别放大大式电视差转转机原理与共同放大式式电视差转机机不同的地方方是,经接收收部分的到的的图像与伴音音混合中频信信号，经分离离和功率均衡衡电路，分别别送入图像中中频放大器与与伴音中频放放大器进行放放大，再分别别变频至射频频，分别进行行功率放大后第三节电电视发射机的的发展动向模拟电视发射射机技术的发发展主要表现现在：大功率率全固态发射射机的广泛应应用；改进型型速调管和IOT（感应应输出管）发发射机的应用用以及自动化化程度的提高高。一、大功率全全固态发射机机金属氧化物场场效应管（MOS-EFT）已突破破上百瓦的功功率等级，多多个这样的场场效应管输出出功率进行合合成，可得到到大功率等级级的电视发射射机。多管并并联须经多级级功率合成，，先经过几次次合成而组成成独立结构的的功放单元，，再经过合成成得到所需的的输出功率。。为降低多次合合成引起的功功率损失，要要求使用低损损耗的功率合合成网络，并并且要求每一一合成网络具具有隔离功能能，即某一功功放失效时其其它各路不受受影响。晶体管功放工工作于低电压压、大电流状状态，要求使使用大电流的的稳压电源。。全全固态发射射机与电子管管发射机相比比有明显的优优点：体积小小，重量轻，，寿命长，可可靠性高。双激励器全固固态发射机系系统构成原理理全固态发射机机系统及其组组成单元的技技术状态及其其发展变化，，取决于下列列基础技术的的发展水平：：

（1）高高功率、高增增益线性大功功率晶体管；；（2）高性性能、高效率率和高可靠性性的晶体管功功放单元；（（3）高效效率、小型化化的固态稳压压电源；（4）高效率、、小型化的风风冷装置；（（5）大功功率合成网络络及双工器的的低损耗化与与小型化。二、IOT电电视发射机感应输出管（（IOT-InductiveOutputTube）电视发射射机是20世世纪80年代代开始发展起起来的，单管管输出功率可可达20-60KW。。感应输出管管的效率比四四极管高，寿寿命长（与速速调管相当）），直线性优优于速调管，，价格居中。。谢谢1月-2318:24:0318:2418:241月-231月-2318:2418:2418:24:041月-231月-2318:24:042023/1/518:24:049、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。18:24:0418:24:0418:241/5/20236:24:04PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。1月月-2318:24:0418:24Jan-2305-Jan-2312、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。18:24:0418:24:0418:24Thursday,January5,202313、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。1月-231月-2318:24:0418:24:04January5,202314、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。05一一月20236:24:05下午午18:24:051月-2315、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。一月236:24下下午1月-2318:24January5,202316、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2023/1/518:24:0518:24:0505January202317、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。6:24:05下午6:24下下午18:24:051月-239、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。1月月-231月月-23Thursday,January5,202310、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。18:24:0518:24:0518:241/5/20236:24:05PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。1月-2318:24:0518:24Jan-2305-Jan-2312、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。18:24:0518:24:0518:24Thursday,January5,202313、不知香积寺寺，数里入云云峰。。1月-231月-2318:24:0518:24:05January5,202314、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。05一一月20236:24:05下午午18:24:051月-2315、楚塞三湘接接，荆门九派派通。。。一月236:24下下午1月-2318:24January5,202316、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2023/1/518:24:0518:24:0505Janua