模块1-电视信号的传送

模块1电视信号的传送学习目标掌握：黑白全电视信号的组成理解：电视扫描的基本原理，电视信号的发送。了解：电视频道的划分。1.1图像传送的基本概念电视系统的基本组成电视图像传送系统主要由摄像设备、传输信道、显像设备以及同步系统组成，如图1-1所示。

图2-1电视系统基本组成图像的分解与顺序传送

1.图像的分解

电视系统中将一幅图像分解成四十多万个像素。2.顺序传送

图1-2单信道顺序传送电视系统光和电的转换1.光电摄像管的结构图1-3摄像管的结构由光电靶、电子枪和玻壳等组成。在管外装有聚焦，偏转和校正线圈。电子枪包括灯丝、阴极、控制栅极、加速极（第一阳极）和聚焦极。

2.光电摄像管的工作原理被摄景物通过光学镜头成像于光电靶上，各部分亮度不同，使光靶上各部分的电阻值不同。与光像较亮部分对应的靶像素电阻较小；与光像较暗部分对应的靶像素电阻较大。可以将光图像（亮度分布）变换成了电图像（各像素不同电阻值的分布）。当扫描电子束有规律地扫过靶上各像素时，对应亮像素电流大，对应暗像素电流小，负载上输出负极性图像信号。图像信号传送到接收端，扫描完全同步，可通过显像管的电-光转换还原出与被摄景物相同的光图像。1.2电视扫描原理

电子束有规律地扫动称为扫描。水平方向的扫描------行扫描垂直方向的扫描------场（帧）扫描逐行扫描一行紧跟一行的扫描方式称为逐行扫描。同时进行水平和垂直方向的偏转，需要给两对相应的偏转线圈分别通以锯齿波电流。1.行扫描t1-t2偏转电流线性增大，电子束在受到自左向右的作用力，左向右作匀速扫动，行扫描正程

。

t2-t3偏转电流线性减小，电子束受到自右向左的作用力迅速从右向左运动，行扫描逆程

。电子束在水平方向往返扫描一次所需的时间称为行扫描周期TH＝THt＋THr。行扫描频率fH=1/TH。只在行偏转线圈中通以锯齿电流时，在屏幕中间出现一条水平亮线。图1-4逐行扫描锯齿电流波形图2.场扫描在垂直偏转线圈里通以场锯齿波电流，电子束将在垂直方向上受到作用力，产生先自上而下，再自下而上的运动，分别形成场扫描正程和逆程。TV＝TVt＋TVr，场扫描频率fV=1/TV。若只在场偏转线圈里通以锯齿波电流，则荧光屏上就只出现一条垂直亮线。当把TV＞TH时，电子束将同时受到水平和垂直两个方向上的作用力，在屏幕上将显示出一幅光栅。所谓光栅，是指电子束在屏幕上扫描的轨迹。图1-5逐行扫描光栅隔行扫描逐行扫描缺点：图像信号有较宽的频带。隔行扫描：在不增加带宽的条件下，既保证有足够的清晰度，又避免产生闪烁现象。隔行扫描就是把一帧图像分成两场来扫，偶数场扫描线嵌在奇数场扫描线的中间。我国电视标准规定，一帧图像的总行数为625行，每秒传送25帧，每场应包含312.5行，每秒钟扫描50场，即场频fV=50HZ。图1-6隔行扫描光栅及扫描电流波形图图1-7隔行扫描重现图像示意图频率范围：（0－6MHZ）我国电视扫描行数为625行，正程575行，逆程50行，一帧图像由575行像素组成。屏幕的宽高比为4:3，一帧图像的总像素个数约为而我国电视规定1秒传送25帧图像，因此最高频率为MHZ我国广播电视采用隔行扫描：行频15625HZ；场频50HZ；行周期64μs；场周期20ms；行正程时间≥52μs；场正程时间≥18.4ms；行逆程时间≤12μs；场逆程时间≤1.6ms；帧频25HZ；每帧行数625（显示575）；帧周期40ms；每场行数312.5（显示287.5）；1.3黑白全电视信号图像信号图像信号反映了电视系统所传送图像的信息，在场扫描正程期的行扫描正程期内传送的。图1-9图像信号图像信号的幅度在电视信号相对幅度的12.5%~75%之间。复合消隐信号消隐脉冲信号作用：消除显像管在行、场扫描逆程产生的回扫线。相对电平为75%，行消隐脉宽为12μs，周期为64μs，场消隐脉宽为1600μs（25TH），周期为20ms。采用了隔行扫描，所以相邻两场的场消隐起点与行消隐相差半行。图1-10相邻两场的复合消隐信号复合同步信号作用：保证重现的图像与拍摄的图像方位完全一致，即扫描的频率和相位完全相同。行、场同步信号，合称为复合同步信号。行同步信号为了使接收端行扫描与发射端行扫描同步，行同步信号置于行消隐脉冲出现后1.3μs，其宽度为4.7μs。场同步信号为了使接收端场扫描与发射端场扫描同步，其电平与行同步电平一致，脉宽为2.5TH，即160μs，场同步脉冲前沿滞后场消隐脉冲前沿2.5TH。图1-11行消隐脉冲和行同步脉冲图1-12行、场电视信号开槽脉冲与均衡脉冲1、开槽脉冲场同步脉冲宽度为2.5TH，遮盖2~3个行同步信号，造成行不同步现象。为了保证行同步依然有效，于是在场同步信号内开了几个小凹槽，利用凹槽的后沿作为行同步的前沿叫做开槽脉冲，其宽度为4.7μs。图1-13场同步脉冲开槽后复合同步信号的分离

2、前后均衡脉冲

在场同步脉冲期间及其前、后若干行内，将行同步脉冲的频率提高一倍，使偶数场与奇数场的同步脉冲波形完全相同，消除了时间差Δt。窄脉冲分别称为前、后均衡脉冲。我国电视标准规定，前、后均衡脉冲各为5个，各占2.5TH时间。场同步脉冲内开5个槽。图1-14均衡后的同步脉冲信号全电视信号（视频信号）将上述各种信号进行叠加，即构成全电视信号。各种周期性的辅助信号的最高频率不超过图像信号的最高频率，全电视信号的频带宽度6MHZ。特点：1．脉冲性图像信号是随机的，可以是连续渐变的，也可以是脉冲跳变的，但辅助信号均具有脉冲性质，这使得全电视信号成为非正弦的脉冲信号。图1-15黑白全电视信号2．周期性主频谱为线状离散性质，各主频谱处在行频及其谐波频率上。3．单极性全电视信号的数值总是在零值以上或以下的一定电平范围内变化，而不会同时跨越零值上下两个区域，为单极性。1.4电视信号的发送将图像信号与伴音信号分别调制在各自的高频载波上，再合成高频电视信号（或称射频电视信号），经天线以电磁波的形式辐射出去。双工器的作用是防止干扰。图1-17电视发送示意图图像信号的调幅调幅是指用待传送的调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的变化规律而变化。用负极性的图像信号对载频进行调制，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。图1-18负极性调制与正极性调制采用负极性调幅优点：1．节省发射功率一幅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的低，平均功率比正极性调制小得多。2．抗干扰能力强信号在传输过程中所受的干扰通常是以脉冲形式叠加在信号上，因负极性波的高电平为黑，在屏幕上显示为黑点，不易被人眼察觉。3．便于实现自动增益控制对负极性调制来说，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。残留边带方式发送－发送上边带的全部和下边带中0~0.75MHZ部分，0.75MHZ~1.25MHZ为过渡带。也就是0.75MHZ以内的图像信号采用双边带传送，0.75MHZ~6MHZ的图像信号采用单边带传送。图1-20残留边带信号频谱伴音信号的调频调频就是将欲传送的伴音信号作为调制信号去控制载波的频率，使载波的频率随伴音信号的幅度变化而变化。图1-21单频信号调频在伴音信号发送时采取“预加重”，人为地提高高音频分量的振幅，以加大频偏，提高高音频段的调频指数，改善抗干扰性能。接收端再进行“去加重”处理，恢复原伴音信号中高、低频分量振幅的比例，使声音不失真。图1-22预加重与去加重射频电视信号已调全电视信号和已调伴音信号，形成射频电视信号。波形是两者的叠加，频谱相互错开。我国电视标准规定，一个电视频道带宽为8MHZ，伴音载频fs比图像载频fp高6.5MHZ，伴音载频两侧留有0.25MHZ的频带供已调伴音信号的之用。图1-23射频电视信号振幅频示意图电视频道的划分（一）无线广播电视频道的划分全电视信号的带宽为6MHZ，载频为30MHZ以上的超高频，射频电视信号的传输使用甚高频（VHF）和特高频（UHF）频段。目前，在我国使用的广播电视频道在VHF频段（米波段）设置1~12频道，在UHF频段（分米波段）设置13~68频道。（二）无线电视增补频道的划分Ⅰ波段为1~5频道，频率范围为48.5~92MHZ。Ⅲ波段为6~12频道，频率范围为167~223MHZ。Ⅳ、Ⅴ波段为13~68频道，频率范围为470~958MHZ。在Ⅰ、Ⅲ频段之间110~167MHZ定为增补A频段，共有7个增补频道Z1~Z7；在Ⅲ、Ⅳ频段之间，223~295MHZ范围定为增补B1频段，增补频道为Z8~Z16；295~447MHZ范围定为增补B2频段，增补频道为Z17~Z35；447~470MHZ范围定为增补B3频段，增补频道为Z36~Z38。全部增补频道范围共38个增补频道。本章小结1.电视传像系统主要由摄像、传输通道和显像三部分组成。摄像是光—电转换的过程，显像是电—光转换