广播电视技术概论课件

广播电视技术概论复习课

信息技术系郭斌《广播电视技术概论》主要介绍什么内容呢？

系统而全面地介绍广播电视系统及广播电视技术。在内容上分为声音广播和电视广播技术两大部分，分别介绍了声音节目和电视节目从制作、播出、发送到接收的全过程，介绍了声音广播系统和电视广播系统的组成，对其中主要环节的工作原理和关键技术作介绍。1、概述2、声音广播基础知识3、广播中心技术4、无线电广播发送与接收技术5、电视基础知识6、模拟电视基础7、数字电视基础8、电视中心技术第一章、概述广播电视的特点

“广播”有两层含义，一是泛指通过无线电波或有线系统向广大听众或观众传送节目的过程，如声音广播，电视广播、数据广播等；另一层则是特指声音广播，比如我们日常生活中的习惯说法“听广播”即是指这个含义。

广播电视技术概论就是指

声音广播技术和电视广播技术的概论。

声音广播技术的发展历史

1893年匈牙利的布达佩斯700多条电话线连接在一起，定时进行新闻广播，形成了正式的有线广播。

1920年美国的匹斯堡世界上第一座定时广播的无线电电台。技术上采用调幅（AM）方式，工作于长波、中波和短波波段，频率范围是150kHz～30MHz。（第一代）

1941年第一个调频（FM）广播电台在美国开播。频段87～108MHz

（第二代）

20世纪90年代，随着数字技术的发展，开始由模拟方式向数字方式过渡，出现了数字调幅、数字调频、DAB等数字声音广播技术。(第三代)中国的无线电广播电台最早是在1923年由外国人开办的，到1926年才有了中国人自己建立的广播电台。1940年12月30日延安新华广播电台诞生，这是在新中国共产党领导下建立的第一座无线电广播电台。新中国成立后，中、短波广播得到发展，在50～60年代，收音机在城市中已相当普及。我国的调频广播于1959年开始实验，1964年开始利用调频广播将中央台广播节目传送到各地的转播台和有线广播站。1979年，立体声广播在哈尔滨试验成功，随后开始了调频立体声广播。到2000年为止，我国共有广播电台304座，人口覆盖率达92.47％。另外，进入20世纪90年代后，随着数字广播技术的发展，我国在广东珠江三角洲和京津地区先后建立了DAB先导网进行试验。我国的电视广播技术起步较晚，最初是在不断学习、引进、消化、吸收国外先进技术的基础上发展起来的。从1956年起，原中央广播事业局就开始筹办电视广播，并选派技术人员到前苏联、东欧学习，同时组成电视技术功关小组。两年后，即于1958年试制成功我国第一套广播电视设备并提供给当时的北京电视台（即现在的中央电视台）试播。1958年9月2日，我国正式开播了黑白电视广播。三大彩色电视广播制式：NTSC、PAL、SECAM制作、播出发送、传输接收、重现广播电视系统主要由节目制作与播出、发送与传输、接收与重现三大部分组成。

节目制作与播出是整个广播电视系统的信号源部分，其主要作用是利用必要的广播电视设备及技术手段制作出符合标准的广播电视节目信号，并按一定的时间顺序（节目表）将其播出到发送传输端。

发送与传输部分的作用是将广播电视节目信号进行一定的技术处理（如编码、调制等）后，经过某种传输方式（如地面射频传输、卫星广播、有线传输等）传送到接收端。

节目接收与重现部分是电视广播系统的终端，其主要作用是接收广播电视节目信号，并对其进行必要的处理和变换，最终还原成图像及声音。按传输方式：无线:调幅中短波、调频、电视广播（VHF/UHF）有线:同轴电缆、光缆卫星：地球同步卫星转发器地面无线电开路传输是利用无线电波来传送广播电视节目。无线电频谱是重要的资源，除了用于广播电视的传输覆盖之外，还广泛地用于通信、导航、雷达、遥感遥测和数据传输等业务。因此，在利用无线电波进行传输时，应该按照各频段的特性最有效、最充分地加以利用。采用地面无线电波进行传输的广播电视业务主要有调幅中、短波广播，调频广播、VHF/UHF频段电视广播等。地面无线电开路传输中短波频段的无线电波在传播时有两种方式，即天波和地波。天波方式是指向空中发射的电波可以被电离层反射，在离发射机几百至几千公里之外形成服务区。地波方式是指无线电波沿着地面传播。调频广播频率范围我国规定为87~108MHZ,这一频率范围位于甚高频（VHF）频段内，共可划分为210个频道。有线传输是利用同轴电缆、光缆或微波等媒介进行传输，通过一定的分配网络，为用户提供多套广播电视节目的网络系统。我国有线电视频带宽度为5MHZ~1000MHZ。优点：有线传输采用的是闭路传输方式，不受地形的制约和高层建筑物的影响，可避免空间电波的干扰，能较好地提高节目传输质量。有线传输卫星传输是指利用地球同步卫星上的转发器进行信号的传输。优点：卫星传输具有覆盖面积大、通信容量高、质量好、成本低等特点。卫星广播频段是指用于卫星上行传输和下行传输的频率范围，我国目前主要使用的是C和Ku波段。卫星传输第二章声音广播基础知识

2.1声音的基础知识

2.2电声器件

2.3立体声原理

2.4数字音频技术基础声波的传播速度：温度为15C时，空气中的传播速度约为340m/s，钢铁中速度约为5100m/s

。声波频率，常用符号f表示，单位是Hz，人耳能听到的频率为20Hz～20000Hz。相同媒质中，频率不同的声波其波长也不一样。听觉特性（声音三要素）响度：强度（振幅），声压级＝20lg(N/2×10－5）音调：频率（基波），频率2倍－－高八度音色：波形（频率、强度），频谱结构方向感与灵敏度调幅广播系统中，规定每个电台所占据的频带宽度为9kHz，因此。每个电台所传送的音频信号频率应在4.5kHz以内，所以声音保真度不高。声音广播基础知识分贝的概念表示声音或电信号的量值增减程度的一种计算单位。表示原因：符合人耳对声音强弱的感觉便于计算（1）电信号放大电路，输入输出功率为PiPo，则功率变化为：分贝值＝10lg(Po/

Pi)P=I2R=U2/R

＝20lg(Uo/

Ui)=20lg(Io/

Ii)如当功率放大倍数是30dB时，

(2)声音信号声音广播基础知识例：设参考功率选为1mW（即以1mW为0分贝），则30dB功率电平对应功率值为：

例:某处噪声不得超过80dB，就是说80dB噪声相当于（）声压或（）的声强。声音和电信号为什么要用分贝来表示，可以从以下方面来看：

人耳对声音强弱的感觉，不是与声音功率的变化成正比，而是和这种变化的对数成正比。所以，采用分贝为单位来表示声音的强弱更符合人耳的听觉特性。

人耳能听到的声音小至蚊子的声音，大到巨大的雷鸣声，声强相差一万亿倍。这样大的数字范围计算起来很不方便。如果对这个数字取对数，则为120dB，数值变小了，计算起来也就方便多了。因此，用分贝表示比值可将庞大的数字压缩到一个便于计算和便于用图表曲线表达的数字范围。

一般的电路系统都是由多个单元级联而成，若用分贝表示每个单元的增益或衰减，则电路的总增益或总衰减就可以用加减法来计算。数字音频技术基础“模拟”(Analogue)“类似”、“相似”，有“连续”的含义；“数字”(Digital)则具有“不连续”、“离散”的含义。数字音频技术是指把声音信号数字化，并在数字状态下进行记录、传送、重放以及其它加工处理等一整套技术。模拟音频信号是指在模拟状态下由电-声转换器件得到的声音信号，振幅具有随时间连续变化的性质，其幅度可在一连续范围内取任意数值。数字音频信号则是指把声音信号数字化，以一个数的序列来表示，即在时间上是离散的，由于一个数只能取有限位的数码，因而它只能用一组数值来表示，而不能取连续范内的任意数值。模数变换（A/D转换）可分为采样、量化和编码三部分。

广播节目的播出技术

广播节目的播出是根据广播节目表的安排，按顺序进行编排，并按时播出各种节目。同时将节目信号通过电缆（光缆）或微波传送到广播发射台，也可以通过卫星远距离传送到全国各地及国外的广播发射台。第三章广播中心技术播出方式：直播、录播、转播（分为实况转播和台际转播两种）。广播中心是广播电台的核心，是广播系统工程中的重要组成部分，承担广播节目录制、编辑、调度、播出、传送等任务。广播中心设播音室（录音室）、控制室、复制室、效果配音室、审听室、主控室、播出机房及节目库等技术和辅助房间。

广播中心包括节目制作中心和播控中心两大部分。节目制作中心是产生各种节目的发源地，是广播的主体。播控中心是广播中心最主要的技术部门。

第四章无线电广播发送与接收技术4.1无线电广播技术基础知识4.2中、短波广播发射技术4.3调频广播发射技术4.4广播接收技术声音广播的传播媒介是电磁波。携带声音信号的电磁波称为无线电波。它可以在空间传播，也可以沿导线传播。什么叫无线电技术？无线电广播技术是关于无线电广播发送设备的技术。广播发送设备是完成运载音频信息的一种工具，是广播系统的一个重要组成部分。

模拟调制有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种方式。

广播电视技术中用得比较多的是调幅和调频。

调幅（AM）是使高频载波的幅度按音频信号或视频信号的变化而变化的调制方式。

调频（FM）是使高频载波的频率按音频信号或视频信号的变化而变化的调制方式。调幅波的波形

：ittict（a）调制信号（c）调幅波（b）载波iAMImaxIminIIc000u（c）调频波t（a）调制信号0tuc（b）载波0tuFM0调频波的波形调频波的带宽调频波的载波频率的变化始于调制信号的幅度成正比的，当调制信号的幅度达到最大时调频波的频率最高，波形最密，而当调制信号的幅度达到最小时调频波的频率最低，波形最疏，而且调频波振荡随时间变化的疏密程度是随调制信号幅度的增大而增加的。广播接收技术

调幅广播接收机原理由接收天线收到的无线电信号经输入高频调谐放大器电路选择，进行调谐选择和放大，在混频级由本地振荡器产生与已选电台频率相差一个固定频率的振荡信号，与已选电台频率构成一个称为中频的固定差频，经过中频放大器放大后，由检波器解调恢复出声音信号，再经低频放大后由扬声器发出声音。调频立体声接收机

调频广播接收机通过天线接收高频已调频波，经高频放大器放大所要接收频率的信号，再通过混频器变化成频率为10.7MHZ的中频已调波，中频已调波经过限幅器滤除附加的干扰和噪声，是接收信号的信噪比得到提高，然后经过鉴频器进行解调，解调后的声音信号通过低频放大器放大到一定功率，推动扬声器发出声音。例如：我国的调频广播标准规定，100%调制时的频偏为±75KHZ，即音频信号的最高频率为15KHZ，即调频波的带宽第五章电视基础知识

5.1光的基础知识

5.2视觉特性

5.3色度学基础与彩色视觉特性

一光学基础1.电磁波谱电磁波的波长范围很宽，从3×103m到3×10－17m，包含了无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、宇宙射线等。

红橙黄绿青篮紫可见光波段：无线电波红外线紫外线X射线宇宙射线频率（Hz）：波长（m）：波长（nm）：780630600580510450430380

单色光：单一波长和波谱宽度小于5nm的光。单色光对应着光谱中一定的波长，所以又称为谱色光。复合光：含两种或两种以上波长成分的光。单色光和谱色光的关系。光是一种客观存在的物质，而色使人眼对这种物质的视觉反应。日常生活中人眼能够感知的光归纳起来有三种：直射光、透射光、反射光。2光源光源的分类：按光谱组成分为谱色光（单色光）和复合光。光谱功率分布：光源的光谱辐射功率按波长分布。为了比较不同光源，通常采用光谱相对功率分布，即纵坐标采用各波长辐射功率和555nm辐射功率的比值

3.光源的色温用来描述光源的光谱分布的物理量。在色度学上，它通常用光源的光与绝对黑体发出的光相比较，并用绝对黑体的绝对温度来表征。绝对黑体是指既不反射也不透射光线，而能完全吸收入射光的物体。当绝对黑体被加热时，能辐射出连续光谱，所以其光谱能量的分布只与加热的温度有关。

绝对黑体在一定温度下有一定的光谱功率分布，相应地也有一定的发光颜色。我们将绝对黑体在一定光色下的绝对温度称为该光色的色温。暗红——橘红——浅黄——纯白——浅蓝——亮蓝注意：色温用来表示光源的光谱特性，并非光源的实际温度。在电视技术中引入“色温”的概念，是为了进行色度的计算和白光的比较。以下是几种常见光源的色温：早晨2000K上午10时及下午4时4800K正午6000K钨丝灯泡2854K卤钨灯（电视演播室常用光源）3200K视觉机理视网膜上的光敏细胞受光刺激后转化为神经冲动，经视觉神经传递到大脑的视觉中枢，于是产生了视觉。光敏细胞按其形状可分为：杆状细胞和锥状细胞。锥状细胞属于明视觉细胞。杆状细胞属于暗视觉细胞。

视觉惰性和闪烁感觉

（1）视觉惰性----是指当有光脉冲刺激人眼时，人眼视觉的建立和消失都具有一定的滞后效应。包括视觉建立过程和视觉暂留过程。建立时间短，暂留时间长，暂留时间为

0.05秒至0.2秒。光线消失后，视觉暂留现象称为视觉暂留。视觉暂留为电影和电视成为可能。

结论：由于视觉暂留，如果景物以间隙性光亮重复出现，只要重复频率大于20Hz，视觉上便始终保留有景物存在的印象，（静止图像有连续感）这一重复频率称为融合频率。

（2）

闪烁感觉----人眼对频率不够高的周期性重复的脉冲光源会产生一明一暗的闪烁感觉。临界闪烁频率fC-------不引起闪烁感觉的光源最低重复频率。它与许多因素有关，影响最大的有两个：脉冲光源亮度和背景亮度的差值（越大越高）明亮时间占空比（越小越高）对于通常的亮度，要使电影或电视图像不闪烁，其换幅频率应高于45.8Hz。大于融合频率。人眼的分辨力分辨力：人眼分辨图像细节的能力称为人眼的分辨力，分辨力用分辨角衡量。分辨角（视敏角）：人眼刚刚能分辨两个黑点形成的张角θ。分辨角越小，说明人眼的分辨力越高，也即视力越好。一般情况下，分辨角为1~1.5分，若两黑点之间的距离，则视力正常的人在2.3～3.4米的范围内可分辨出两点，距离再远就看不清了。

人眼的分辨角abdθ眼睛屏幕人眼对运动景物的分辨力以上有关分辨力的叙述都是对静止图像的，人眼对运动景物的分辨力要低于对静止景物的分辨力，其分辨角大约是静止景物时的5倍。三色度学基础物体能呈现各种颜色的原因(要有光的同时)，是因为它们对光具有不同反射和透射特性，颜色的三要素：表征景物的彩色需要三个参量（要素）：亮度、色调、饱和度。色调、饱和度合称色度。（1）亮度-------表示彩色光对人眼刺激程度的强弱，它与进入人眼色光的能量和波长有关。（2）色调-----彩色的性质（种类）。发光物体：自身光谱功率分布决定；不发光物体：照明光源的光谱功率分布，及物体反射和透射特性决定。

不同的光谱成分的光可能有相同的色调感觉。色度学基础不同波长的光会使人眼产生不同的颜色感觉。因此，当我们观察客观景物时，不仅能看到景物的各种亮暗层次，而且还能感受到景物的各种颜色，这就是彩色视觉。物体的颜色人眼所感知的物体的颜色取决于该物体对人眼入射光的光谱功率分布情况。物体：发光物体和不发光物体。不发光物体的颜色一方面决定于物体本身的反射特性或透射特性，另一方面也与照明光源功率分布有关。彩色的三要素表征景物的彩色需要三个参量（要素）：亮度、色调、饱和度。色调、饱和度合称色度。颜色的三要素：（1）亮度-------表示彩色光对人眼刺激程度的强弱，它与进入人眼色光的能量和波长有关。（2）色调-----彩色的性质（种类）。发光物体：自身光谱功率分布决定；不发光物体：照明光源的光谱功率分布，及物体反射和透射特性决定。

不同的光谱成分的光可能有相同的色调感觉。（3）饱和度---是彩色的纯粹性，即掺白程度饱和度无单位，数值在0至1之间，谱色光的饱和度为100%，黑、白、灰是中性色调，饱和度为0。说明：（A）彩色电视必须正确重显景物的亮度层次、色调、饱和度三个参量，并不要正确重显景物的实际亮度、光谱结构。（B）三个参量可以是另外三个参量，各套参量之间可通过线性运算相互转换。椐统计，人眼能分辨200种色调，每一色调平均分辨出15至20级饱和度，能分辨的彩色种类为3000—4000种。在电视机同屏显示没有这么多。1.三基色原理三基色定理：（１）人眼所能感觉到的颜色绝大部分均可以由三种线性无关的颜色按一定的比例混合出来，这三种颜色称为三基色。（２）三基色必须相互独立，其中任何一种基色不能由其他两种混配得到。（3）混合色的色调和饱和度由三基色混合比例决定。（4）混合光的总亮度等于各分量光亮度之和，即符合亮度相加定律。彩色电视选取红、绿、篮三种颜色作为三基色，即R/G/B。

亮度公式如果配色试验中某一彩色光F为

F=Re[Re]+Ge[Ge]+Be[Be]

实验计算可以得到光通量：

|F|=0.299Re+0.587Ge+0.114Be

亮度方程表示为：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

说明在配色实验中，红、绿、篮三路基色光信号如按上式那样加权求和，就可以得到用Y表示的混配色的亮度信息。

像素：就是组成图像的元素，即基本单位，具有单值的亮度信息和空间位置。一幅电视图像由许许多多个像素组成，电视系统能够分解的像素数越多，图像就越清晰、细腻。

什么是扫描？

在顺序制传送系统中，构成一幅画面的所有像素在进行光电转换、传输以及电光转换时都按照一定的规律进行，实现这一规律的过程就称为扫描。

扫描是顺序制传送系统的核心，它是电视传像的一大关键技术。电视扫描原理

（1）逐行扫描：扫描是一行一行从上到下依次进行，扫描轨迹的集合称为扫描光栅。电视扫描原理行扫描：电子束沿水平方向的扫描。其中从左至右的扫描过程称为行扫描正程，简称行正程，从右至左的扫描过程称为行扫描逆程，简称行逆程。场扫描：电子束沿垂直方向的扫描。从上到下的扫描称为场扫描正程（场正程）；从下到上的扫描称为场扫描逆程（场逆程）。

行扫描与场扫描同时进行，形成略微下倾的水平扫描线。（2）隔行扫描将一帧电视图像分成两场来扫描，第一场扫描画面的奇数行，这期间称为奇数场；第二场再扫描画面的偶数行，这期间称为偶数场。奇数场和偶数场图像嵌套在一起形成一幅完整的图像。（a）奇数场图像（b）偶数场图像（c）一帧图像为何要采用隔行扫描？电视传像：在保证图像质量前提下，减小带宽传送黑白电视图像所需要带宽：其中z为垂直方向扫描线，l/h为图像画面宽高比当做600行，fF＝50Hz,l/h＝4/3，则上式值为12MHz，太大。只能改变fF.采用电影中使用的技术，重现画面频率为50Hz，帧频为25Hz，即场频是帧频的2倍。扫描参数的选择：场频：图像连续感要求频率大于20Hz，运动物体大32Hz。无闪烁感要求大于临界闪烁频率45.8Hz.

不受交流电干扰：要求等于交流电频率50Hz。所以帧频为25Hz情况下，场频为50Hz。综合考虑z＝625行（50Hz下），其中帧正程575行，帧逆程50行隔行扫描方式，每场扫描312.5行，场正程287.5行，场逆程25行。

行频：fH＝z·fF＝1/2·z·fV＝1/2×625×50＝15625Hz行周期为64μs，行正程时间为52μs

行逆程时间为12μs

方式:即行间转移、帧间转移、帧行间转移方式。3.光电转换原理输出水平移位寄存器垂直移位寄存器感光单元（a）行间转移式CCD的结构输出感光区存储区水平移位寄存器（b）帧间转移式CCD的结构（c）帧行间转移式CCD的结构输出水平移位寄存器垂直移位寄存器感光单元感光区存储区CCD摄像器件在进行光电转换时不需要电子束的参与，电荷包的转移和输出完全由定时精确的时钟脉冲来驱动，扫描的线性良好。行间转移的工作原理是：在每个场正程期间，感光部分按像素数对景物进行分解，并以电荷包的形式在CCD内部形成电子图像；在场逆程期间，全部电荷包迅速从感光列转移到其右侧的垂直移位寄存器中。在下一个场正程期间，一方面感光部分产生新的电子图像，另一方面上一场的电荷包在垂直移位寄存器中一行一行地向水平移位寄存器转移。在每个行逆程期间，向水平移位寄存器转移一行电荷包；在每个行正程期间，电荷包从水平移位寄存器逐一向输出端转移，在外电路上形成信号电流或电压。显像原理R2R11+EC负极性图象信号灯丝阴极控制栅极加速极高压阳极聚焦极偏转线圈电子束荧光屏高压包括CRT、LCD、PDP等几种。CRT(阴极射线管，显像管)电光转换原理：

CRT显像管由管内部分、管外部分及管体本身构成，管体是一个真空玻璃管，管内部分有电子枪和荧光屏，管外部分有偏转线圈。电子枪的结构与摄像管电子枪类似，由灯丝、阴极、控制栅极、加速极、聚焦极、阳极等构成，用来产生电子束，并使其聚焦良好。

LCD液晶显示器是LiquidCrystalDisplay的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。比CRT要好的多，但是价钱较其贵.

PDP是PlasmaDisplayPanel。等离子显示器等离子显示器（PlasmaDisplayPanel，简写PDP）是采用了近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术新一代显示设备。等离子彩电是用等离子显示技术制造的高科技彩电，这种彩电的主要特点是图像真正清晰逼真，在室外及普通居室光线下均可视，可提供在任何环境下的大屏视角；并且屏幕非常轻薄，厚度仅有厘米，便于安装，是彩色电真正的高端产品。

电视系统的分解力分解力是指电视系统分解与综合图象细节的能力。分解力越高，则电视系统处理并表现图象细节的能力越强。由于电视系统的垂直分解力与水平分解力取决于不同的因素，因此在讨论分解力时，要区分开垂直分解力和水平分解力来分别讨论。垂直分解力：指沿画面垂直方向分解图象细节的能力，通常用一个画面高度内能分解的黑白相间的水平线数（TVL/PH）来表示。如540TVL/PH表示在一个画面高度内能分解540条黑白相间的水平线。垂直分解力与一帧画面的有效扫描行数有关。在理想情况下，