电视原理与数字电视（第2版）

教材电视原理与数字电视北京信息职业技术学院冯跃跃1.1绪论1.1绪论

1.1.1概述1231.1.2电视技术的发展历程

1.1.3数字电视技术的发展1.1.1概述电视（Television）技术是20世纪人类最伟大的发明之一，是人类进行信息传播变革中影响最大的研究成果之一。20世纪初伴随无线电技术的出现，电视技术在照相、传真、电影、无线电通信的基础上逐渐发展起来的，到20世纪五六十年代得到了很大发展。电视技术的分类

现代电视技术主要分为两大类：

模拟电视技术

数字电视技术什么是电视技术

根据人的视觉特性，经电子扫描用电信号的方式来传送活动图像。整个过程是光和电的相互转化过程。电视系统的组成

发送端：由摄象机将景物图像转换为电信号，经发射机发送出去。信道：电信号经电磁波或电缆、光缆传播。

接收端：由电视机将收到的电信号还原为图像。电视系统的组成1.1.2电视技术的发展历程1．尼普可夫圆盘

俄裔德国科学家保尔·尼普可夫发明。这是世界电视史上的第一个专利。专利中描述了电视工作的三个基本要素：1.把图像分解成像素，逐个传输。2.像素的传输逐行进行。3.用画面传送运动过程时，许多画面快速逐一出现，在眼中这个过程融合为一。这是以后所有电视技术发展的基础原理，甚至今天的电视仍然是按照这些基本原则工作的，1900年巴黎举行的世界博览会上第一次使用了电视这个词。2．机械电视

贝尔德（1888－1946）英国发明家。1926年制造出机械电视系统。贝尔德本人则被后来的英国人尊称为电视之父。1.1.2电视技术的发展历程机械电视系统每幅画面有24行扫描线，图像相当模糊。3．电子电视

1906年德国制造的第一台电子电视图像接收机。

兹沃雷金（1889－1982）美国发明家。1923年发明电子电视摄像管，1931年研究成功电视显像管。

1939年前后使用电视显象管和摄像管V.K.ZworykinMZTV博物馆的J.L.BairdTelevisor

电视百年历史

电视图像的彩色化

电视也同电影一样，经历了一个由黑白到彩色的发展过程，美国是世界上最早播出彩色电视节目的国家。1953年，美国国家电视制式委员会提出NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）制。1954年美国全国广播公司、哥伦比亚广播公司，采用NTSC制式首次播出彩色电视节目。日本、加拿大分别于1957、1966年采用同一制式播出。1956年，法国提出SECAM制（SEquentialCouleurAvecMemoire）。

1960年，联邦德国提出PAL制（PhaseAlternationLine-by-Line）为便于转播和交换节目，各国曾多次讨论统一电视制式问题，但由于政治及经济等方面的原因，始终未能达成一致。于是，国际上便形成了3种彩色电视制式同时并存的局面。目前世界上采用PAL制的国家最多。中国所采用的电视制式为PAL/D：每帧扫描625行，每秒25帧。NTSC制：标准为每帧525行、每秒30帧。4．卫星直播电视1962年，美国发射“电星一号”通信卫星，进行了横跨大西洋的电视节目传送实验，这是一颗低轨道卫星，使用起来受到许多限制。

1963年，美国发射了世界第一颗同步通信卫星“同步二号”。

1964年，国际通信卫星组织的第一颗商用通信卫星“国际通信卫星一号”启用，使世界正式进入了卫星通信时代，国际间进行电视节目的传送和转播成为现实。

卫星通信传送电视台上行地球站

卫星直播电视——1983年11月5日，美国USCI公司首次开始卫星直播。以前的卫星传播，要经过地面的接收，再把信号通过无线电或电缆传送出去。卫星直播电视与此不同，只要在同户家中装备一个直径1米左右的小型抛物面天线和一个调谐器(用来对信号进行解码），就可以直接接收卫星的下行信号。这对偏远地区有很大的实用价值。4．卫星直播电视4．卫星直播电视

我国电视事业的发展1958年5月1日，中国第一座电视台中央电视台（早期称北京电视台）1973年5月1日，中央电视台用8频道在北京地区试播，同年10月1日正式播出。

1977年7月25日起，中央电视台的第一套节目全部改为彩色播出。1.1.3数字电视技术的发展状况数字电视是电视技术从黑白向彩电发展之后的第三代电视，是电视技术发展史上新的里程碑，将和第三代移动通信网络、下一代因特网一起成为影响未来发展的三大骨干网之一。三星M系列46英寸液晶1．什么是数字电视日本人最早提出高清晰度电视(HDTV)的概念，并在1981年完成世界第一套高清晰度电视演示系统。高清晰度电视在水平和垂直方向上的清晰度是现有电视图像清晰度的两倍，其包含的信息量大约是常规电视的五倍，显然用原有的电视节目传输方法传送高清晰度电视节目是不能胜任的。因此，日本首先提出使用数字处理技术的模拟传输方案，成为混合(数字＼模拟)传输方式。当数字视频压缩技术能够把图像的信息量压缩20—50倍时，就出现了数字电视。数字电视的定义数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的。数字信号的传播速率是每秒19.39兆字节。如此大的数据流的传递保证了数字电视的高清晰度，克服了模拟电视的先天不足。同时还由于数字电视可以允许几种制式信号的同时存在。3．数字电视的特点

与模拟电视相比，数字电视有以下几个优点：1、收视效果好，图像清晰度高，音频质量高，满足人们感官的需求。2、抗干扰能力强。数字电视不易受外界的干扰，避免了串台、串音、噪声等影响。3、传输效率高。利用有线电视网中的模拟频道可传送8—10套标准清晰度数字电视节目。4、兼容现有模拟电视机。通过在普通电视机前加装数字机顶盒即可收视数字电视节目。3．数字电视的特点

5、提供全新的业务。借助双向网络，数字电视不但可以实现用户自点播节目、自由选取网上的各种信息，而且可以提供多种数据增值业务。6、易于实现，用户只需加装一台机顶盒即可接收。画面清晰度高，音频效果好、抗干扰能力强。频道数量会大量增加，可支撑500套数字频道。可开展多功能业务，如电视网站、交互电视等。端到端系统简图节目播出编排系统Broadcasting播控系统ConditionalAccessCA系统订户管理系统数据广播前端系统内容数据库回传（电话线V.22bis）数字机顶盒压缩设备复用设备SDH/有线网络/卫星/地面

高清晰度电视(HDTV)与数字电视(DTV)

我们日常观看的电视画面同电影(35mm)相比还显得很粗糙，这是因为目前构成电视画面的像素较少的缘故。仅40万像素。高清晰度电视的“高清晰度”指与现行电视相比:其水平和垂直两个方向的图象分辨率都要求提高一倍以上，使用大屏幕显示器近距离观看时，图象细腻逼真，无闪烁和粗糙感，并配以数字环绕音响伴音。数字电视普及型数字电视：DPTV352×288i，约300电视线，

i为隔行扫描,p为逐行扫描。电视线即行扫线。标准清晰度数字电视SDTV704×576i或720×480i，约500电视线，相当于DVD标准。高清晰度数字电视：HDTV1920×1080i，约1000电视线，均采用MPEG-2/1数字压缩技术。

作业1-11-2谢谢！教材电视原理与数字电视北京信息职业技术学院冯跃跃1.2电子扫描1.2电子扫描

1.2.1像素的概念1231.2.2逐行扫描与隔行扫描1.2.3电子扫描原理1．2电子扫描

1.2.1像素的概念

1．像素一幅平面图像，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。在图像处理系统中，这些组成画面的细小单元称为像素。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。

像素的概念

像素：构成图像的基本单元。分解像素越多，图像越清晰。一幅模拟电视图像约40万个像素。

图像顺序传送1）发送端将图像分解为像素，将光信号变成电信号。2）

依次将电信号经通道发送出去。3）

显示端依次将电信号转换成光信号。1.要求传送速度快。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无跳动的感觉。2.传送要准确。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。即收发双方应同步工作，同步

在电视系统中是十分重要的。图像的顺序传送

图像的顺序传送示意图演示顺序传送动画

完显示完整图像条件：1、扫描S的速度足够快，利用视觉惰性显示完整图像。2、发送端S和接收端S‘必须同步（频率和相位）工作。1.2.2逐行扫描与隔行扫描电子扫描：是指电子束周期性顺序扫射屏幕的过程，扫描方式分为：逐行扫描隔行扫描

1.逐行扫描逐行扫描是指电子束从左到右从上到下逐行依次扫描方式。从上到下显示一幅图像的扫描称为帧扫描。图1-6逐行扫描光栅示意图行正行正程行逆程

帧扫描正程:自上而下帧扫描逆程：自下而上

光栅：电子束扫描形成亮点轨迹称为光栅。图1-6逐行扫描光栅示意图行正行正程行逆程视觉暂留的现象

由于连续活动图像的形成，是由人眼视觉惰性造成的，即在实际光消失后，视觉暂留的现象，一般为0.02～0.05s。图像在人眼视网膜中的停留时间大于0.05s，会造成图像的不连续。所以：电影放映=24幅/s=0.041s电视技术=25幅/s=0.04s人们常说：“电视不如电影好看”，主要是指电视画面的清晰度远比电影画面差。的确，现在世界上通行的625和525行电视扫描方式，其画面清晰度远远比不上16毫米电影胶片，更不要说写35毫米胶片相比了。影响电视清晰度的主要原因是视频通带窄、亮度和色度分离（Y／C分离）不彻底和场扫描频率低，尤其是后者会引起大面积闪烁。当初之所以采用625／525行的扫描方式，是根据当时的技术水平决定的，是质量与造介的一种折衷。只有把扫描线数提高到二千行左右，电视的画质才可以媲美35毫米电影胶片的画面。要彻底改善清晰度，唯有走数字化的道路。

闪烁感因为电视技术是采用逐个扫描，扫描正程图像亮，扫描逆程图像暗，会产生闪烁感。

消除闪烁感理论上计算要满足融合频率，融合频率是指消除闪烁感的临界频率，与亮度有关，一般用如下公式1-1计算：

电视帧频取f=50Hz

逐行扫描的缺点

为了不闪烁，要求帧频=50Hz，信号量大使频带太宽，设备复杂.

40万个像素*50幅/s=2000万个/s

解决的方法

为保证不闪烁，又保证信号量不过大，将一帧图像分为两场，采用隔行扫描。.

20万个像素*50场/s=1000万个/s2、隔行扫描所谓隔行扫描，就是在每帧扫描行数不变的情况下，将每帧图像分为两场来传送，这两场分别称为奇场和偶场。奇数场传送1、3、5、…奇数行；偶数场传送2、4、6、…偶数行。世界各国都采用隔行扫描的扫描方式。

隔行扫描的图像图1-8（a）奇偶合成光栅示意图

(b)图像合成示意图隔行扫描技术是将一帧（幅）图像分为两场扫描，A点：奇数场开始C点：偶数场开始每场扫描处于光栅最顶端。即：每场加半行的扫描，自动形成均匀镶嵌的隔行扫描。奇数场:场扫描正程从A点开始,但逆程应回到C点,以便接偶数场正程。偶数场:场扫描正程从C点开始,但逆程应回到A点，以便接奇数场。隔行扫描奇偶法

3．屏幕尺寸的确定

一般人眼能看到范围：水平=1800，垂直=1300；清晰范围：水平=200

，垂直=150；水平清晰度与垂直清晰度比：20:：15=4:：3所以普通电视屏幕尺寸设计：4：3矩形。对于高清晰度电视，为扩大人眼的视觉范围，产生宽视野的效果，电视屏幕尺寸设计为16：9（近似5：3）。

3．屏幕尺寸的确定普通电视屏幕尺寸设计：4：3矩形高清晰度电视屏幕尺寸:16：9（近似5：3）4.扫描行数的设定1）视觉分辨率视觉锐度：视觉分率是指人眼分辨细节的能力，称视觉锐度V。分辨角:是指人眼分辨相邻两点之间最小距离所对应的张角θ。如式1-22）扫描行数人眼的正常视力分辨率，而垂直清晰度视角150，则扫描行数Z为：

普通电视扫描行数Z=625行，每场扫描312.5行。作业1-31-41-5谢谢！教材电视原理与数字电视北京信息职业技术学院冯跃跃实验1常用仪器使用实验1常用仪器使用

一、实验目的123二、实验仪器设备三、实验步骤实验1《常用仪器使用》数字示波器频率计数器一、实验目的1.了解示波器组成及工作原理，对示波器建立感性认识。2.熟练掌握数字存储示波器、函数信号发生器的正确操作与使用方法熟悉示波器面板结构以及各个旋钮的作用。3．了解YB54100数字存储示波器、EE1642C函数信号发生器的主要性能指标。4．会用使用频率测量计。5.学习各种典型信号参数的示波测量分析方法。二、实验仪器设备1．YB54100数字存储示波器2．EE1642C函数信号发生器电视信号发生器插座示波器传输电缆连接线路数字示波器数字示波器的使用1．开机设置输入：交流带宽限制：关（不限制20MHz，最高可到100MHz）挡位调节：步进（黑白时可用）（微调比步进更细，测彩色全电视信号必须使用）探极：X1反相：关(看反相信号设：开)回到开机状态，按CH1或CH22．显示设置显示类型：矢量坐标：网格余晖：关对比度：20

3．自动设置标准信号测试：探头输入自检接口100KHz。

被测试信号：探头输入视频线信号。4．运行/停止暂存信号，幅度不能调整，频率可调整。可以将探头取下。当永久存储信号要按存储，设地址。显示屏下角显示幅度、频率单位：根据被测信号的周期、幅度放合适数据调节幅度（VOLTS/DIV）扫描（SEC/DIV）

数字示波器的使用5．采样设置：采样方式：实时获取方式：峰值注意使用峰值不能按自动快速采样：开6．光标分为时间、幅度有两个A、B可以读出峰峰值按A:A光标移动按B:B光标移动讲将间距调整合适按A&B:AB光标一起动数字示波器的使用数字存储示波器的自校准1．利用数字存储示波器的自校准方波信号进行数字存储示波器的自校准操作实验。2．把从数字存储示波器显示屏看到的正确自校准信号波形画在实验指导书上,并标出幅度值及时间。CH1或CH2幅度/格M时间/格CH1或CH2幅度/格M时间/格CH1或CH2幅度/格M时间/格100mv200µs200mv500µs500mv1.00ms幅度周期幅度周期幅度周期数字频率计使用说明1、频率计显示的数字（频率和幅度）均是直读。2、频率计各档位显示是本档位的最大值3、微调可进行细调。各种典型信号参数的测量1、将EE1642C函数信号发生器与YB54100数字存储示波器相连。2、按照实验指导书要求逐一对各种信号测量。3、调整频率计的数值，在示波器上读数

示波器是一种用途广泛的电子测量仪器，它能把电信号的电压变化转换成直观的图形，用它既能直接观察电信号的波形，也能测定电信号的幅度、周期和频率参数。还可以测量两个信号之间的时间差或相位差。加上传感器，凡能转化为电压信号的电学量和非电学量都能用示波器来观测。示波器的原理和使用

自1897它年第一台示波器问世以来，从最初的只是实验室的测量仪器发展成为科学研究、工业生产等领域最灵活、多用的仪器，从电子管发展到晶体管又发展到集成电路，从模拟电路发展到数字电路，由通用示波器发展到取样、记忆、数字存储、逻辑、智能化示波器。示波器在电子测量仪器中占有相当重要的地位。现代科技、教育、生产及军事等部门如果没有示波器的帮助是不可想象的。示波器的发展方向是数字化、智能化。

1示波器工作原理原理示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。1．1示波管阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10％所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs—1ms为短余辉，1ms—0．1s为中余辉，0．1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管，以保护人的眼睛。图1：示波管

2．电子枪及聚焦电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连，所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。电子束从阴极奔向荧光屏的过程中，经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域，调节第二阳极A2的电位，能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点，这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压，A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦，需微调第二阳极A2的电压，A2又叫做辅助聚焦极。3．偏转系统偏转系统控制电子射线方向，使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8．1中，Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前，X轴偏转板在后，因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压，使两对偏转板间各自形成电场，分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。4．示波管的电源为使示波管正常工作，对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(—30V~—100V)，而且可调，以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V)，也应可调，用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连，对阴极为正高压(约+1000V)，相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小，可以用公共高压经电阻分压器供电。1.2示波器的基本组成从上一小节可以看出，只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压，就能控制示波管显示的图形形状。我们知道，一个电子信号是时间的函数f(t)，它随时间的变化而变化。因此，只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压，在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小)，示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中，在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源等五部分组成。图2示波器基本组成框图被测信号①接到“Y"输入端，经Y轴衰减器适当衰减后送至Y1放大器(前置放大)，推挽输出信号②和③。经延迟级延迟Г1时间，到Y2放大器。放大后产生足够大的信号④和⑤，加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形，将Y轴的被测信号③引入X轴系统的触发电路，在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲⑥，启动锯齿波扫描电路(时基发生器)，产生扫描电压⑦。由于从触发到启动扫描有一时间延迟Г2，为保证Y轴信号到达荧光屏之前X轴开始扫描，Y轴的延迟时间Г1应稍大于X轴的延迟时间Г2。扫描电压⑦经X轴放大器放大，产生推挽输出⑨和⑩，加到示波管的X轴偏转板上。z轴系统用于放大扫描电压正程，并且变成正向矩形波，送到示波管栅极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度，而在扫描回程进行抹迹。以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用，当转换频率高到一定程度后，看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器，供校验示波器用。2示波器使用旋转此旋钮能改变光点和扫描本节介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多，功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某一型号的示波器，只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。2.1荧光屏荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10格，垂直方向分为8格，每格又分为5份。垂直方向标有0％，10％，90％，100％等标志，水平方向标有10％，90％标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V／DIV，TIME／DIV)能得出电压值与时间值。2．2示波管和电源系统1．电源(Power)示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。2．辉度(Intensity)线的亮度。观察低频信号时可小些，高频信号时大些。

一般不应太亮，以保护荧光屏。3．聚焦(Focus)聚焦旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。4．标尺亮度(Illuminance)此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下，照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中，可适当调亮照明灯。2．3垂直偏转因数和水平偏转因数1．垂直偏转因数选择(VOLTS／DIV)和微调在单位输入信号作用下，光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度，这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V，cm／mV或者DIV／mV，DIV／V，垂直偏转因数的单位是V／cm，mV／cm或者V／DIV，mV／DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便，有时也把偏转因数当灵敏度。踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1，2，5方式从5mV／DIV到5V／DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V／DIV档时，如果屏幕上信号光点移动一格，则代表输入信号电压变化1V。每个波段开关上往往还有一个小旋钮，微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底，处于“校准”位置，此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮，能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后，会造成与波段开关的指示值不一致，这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能，当微调旋钮被拉出时，垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如，如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV，采用×5扩展状态时，垂直偏转因数是0．2V／DIV。在做数字电路实验时，在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。2．时基选择(TIME／DIV)和微调

时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个波段开关实现，按1、2、5方式把时基分为若干档。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。例如在1μS／DIV档，光点在屏上移动一格代表时间值1μS。“微调”旋钮用于时基校准和微调。沿顺时针方向旋到底处于校准位置时，屏幕上显示的时基值与波段开关所示的标称值一致。逆时针旋转旋钮，则对时基微调。旋钮拔出后处于扫描扩展状态。通常为×10扩展，即水平灵敏度扩大10倍，时基缩小到1／10。例如在2μS/DIV档，扫描扩展状态下荧光屏上水平一格代表的时间值等于2μS×(1/10)=0.2ΜsTDS实验台上有10MHz、1MHz、500kHz、100kHz的时钟信号，由石英晶体振荡器和分频器产生，准确度很高，可用来校准示波器的时基。示波器的标准信号源CAL，专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因数。例如COS5041型示波器标准信号源提供一个VP-P=2V,f=1kHz的方波信号。示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形，旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。2.4输入通道和输入耦合选择1．输入通道选择输入通道至少有三种选择方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时，示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时，示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时，首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择，将示波器探头插到相应通道插座上，示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起，示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1”位置时，被测信号无衰减送到示波器，从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“×10"位置时，被测信号衰减为1／10，然后送往示波器，从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。2．输入耦合方式输入耦合方式有三种选择：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时，扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在数字电路实验中，一般选择“直流”方式，以便观测信号的绝对电压值。2.5触发第一节指出，被测信号从Y轴输入后，一部分送到示波管的Y轴偏转板上，驱动光点在荧光屏上按比例沿垂直方向移动；另一部分分流到x轴偏转系统产生触发脉冲，触发扫描发生器，产生重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上，使光点沿水平方向移动，两者合一，光点在荧光屏上描绘出的图形就是被测信号图形。由此可知，正确的触发方式直接影响到示波器的有效操作。为了在荧光屏上得到稳定的、清晰的信号波形，掌握基本的触发功能及其操作方法是十分重要的。1．触发源(Source)选择要使屏幕上显示稳定的波形，则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源：内触发(INT)、电源触发(LINE)、外触发EXT)。内触发使用被测信号作为触发信号，是经常使用的一种触发方式。由于触发信号本身是被测信号的一部分，在屏幕上可以显示出非常稳定的波形。双踪示波器中通道1或者通道2都可以选作触发信号。电源触发使用交流电源频率信号作为触发信号。这种方法在测量与交流电源频率有关的信号时是有效的。特别在测量音频电路、闸流管的低电平交流噪音时更为有效。外触发使用外加信号作为触发信号，外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的关系。由于被测信号没有用作触发信号，所以何时开始扫描与被测信号无关。正确选择触发信号对波形显示的稳定、清晰有很大关系。例如在数字电路的测量中，对一个简单的周期信号而言，选择内触发可能好一些，而对于一个具有复杂周期的信号，且存在一个与它有周期关系的信号时，选用外触发可能更好。2．触发耦合(Coupling)方式选择触发信号到触发电路的耦合方式有多种，目的是为了触发信号的稳定、可靠。这里介绍常用的几种。AC耦合又称电容耦合。它只允许用触发信号的交流分量触发，触发信号的直流分量被隔断。通常在不考虑DC分量时使用这种耦合方式，以形成稳定触发。但是如果触发信号的频率小于10Hz，会造成触发困难。直流耦合(DC)不隔断触发信号的直流分量。当触发信号的频率较低或者触发信号的占空比很大时，使用直流耦合较好。低频抑制(LFR)触发时触发信号经过高通滤波器加到触发电路，触发信号的低频成分被抑制；高频抑制(HFR)触发时，触发信号通过低通滤波器加到触发电路，触发信号的高频成分被抑制。此外还有用于电视维修的电视同步(TV)触发。这些触发耦合方式各有自己的适用范围，需在使用中去体会。3．触发电平(Level)和触发极性(Slope)触发电平调节又叫同步调节，它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时，扫描即被触发。顺时针旋转旋钮，触发电平上升；逆时针旋转旋钮，触发电平下降。当电平旋钮调到电平锁定位置时，触发电平自动保持在触发信号的幅度之内，不需要电平调节就能产生一个稳定的触发。当信号波形复杂，用电平旋钮不能稳定触发时，用释抑(HoldOff)旋钮调节波形的释抑时间(扫描暂停时间)，能使扫描与波形稳定同步。极性开关用来选择触发信号的极性。拨在“+”位置上时，在信号增加的方向上，当触发信号超过触发电平时就产生触发。拨在“-”位置上时，在信号减少的方向上，当触发信号超过触发电平时就产生触发。触发极性和触发电平共同决定触发信号的触发点。2.6扫描方式(SweepMode)扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。自动：当无触发信号输入，或者触发信号频率低于50Hz时，扫描为自激方式。常态：当无触发信号输入时，扫描处于准备状态，没有扫描线。触发信号到来后，触发扫描。单次：单次按钮类似复位开关。单次扫描方式下，按单次按钮时扫描电路复位，此时准备好(Ready)灯亮。触发信号到来后产生一次扫描。单次扫描结束后，准备灯灭。单次扫描用于观测非周期信号或者单次瞬变信号，往往需要对波形拍照。上面扼要介绍了示波器的基本功能及操作。示波器还有一些更复杂的功能，如延迟扫描、触发延迟、X-Y工作方式等，这里就不介绍了。示波器入门操作是容易的，真正熟练则要在应用中掌握。值得指出的是，示波器虽然功能较多，但许多情况下用其他仪器、仪表更好。例如，在数字电路实验中，判断一个脉宽较窄的单脉冲是否发生时，用逻辑笔就简单的多；测量单脉冲脉宽时，用逻辑分析仪更好一些。X-yAAUTO扫描Volts/divVolts/div电源开关亮度文字显示聚焦信号输入1信号输入2Y1灵敏度现象Y2灵敏度垂直位置水平位置X轴灵敏度现象A方式X-Y方式触发源选择

1、荧光屏光点不可调太亮，不可将光点固定在某一位置时间太长。

2、示波器和信号发生器的各个旋钮应轻轻而缓慢地转动，不可用力太快太猛。

注意事项

作业：（思考题）

1.什么是电视接收机？2.示波器操作面板上的各种开关、旋钮的作用是什么？示波器的校准是怎样进行的？3.示波器探头置于“×l0”，Y衰减档置于0.5V档，信号显示垂直方向占3格，则该信号电压峰峰值为多少伏？谢谢！教材电视原理与数字电视北京信息职业技术学院冯跃跃1.2电子扫描1.2电子扫描

1.2.1像素的概念1231.2.2逐行扫描与隔行扫描1.2.3电子扫描原理复习上节内容1、像素与图像清晰度的关系？2、电视显示完整图像的？3、逐行扫描和隔行扫描？4、为什么采用隔行扫描？它的f场频和f帧频的关系？5、隔行扫描是如何实现的？6、电视屏幕尺寸有哪两种？7、模拟电视每帧扫描行数？

上节学习主要参数：隔行扫描：f场频

=50HZf帧频=25HZ一帧：625行

一场：312.5行f行=312.5行*50/s=15625HZ1.2.3电子扫描原理

电子束要在屏幕上作上下左右的往复运动扫满整个屏幕，才能看到完整的图像。包括上下和左右两个运动的合成，分别称为行扫描和场扫描。当电子束沿水平方向扫描，称行扫描。从左到右称为正程。从右到左称为逆程，简称回扫。当电子束沿垂直方向扫描，称场扫描。从上到下称为正程。从下到上称为逆程，简称回扫。帧扫描是指从上到下显示一幅图像的扫描，在逐行扫描中由一场完成，在隔行扫描中由两场完成。1.2.3电子扫描原理

行正行正程行逆程场逆程扫描正程、逆程示意图1．行场扫描原理行扫描：将行锯齿电流送入行偏转线圈，会产生随电流匀速变化的垂直磁场，根据左手定则，电子受电场力的作用在水平方向运动。扫出一条水平方向亮线，图1-10行扫描工作过程t1时刻：iH=0电子束不受磁场力，打在中央。t1～t2：iH为正磁场方向自上而下，根据左手定则，电子束受向右磁力。电子束从O到P

（锯齿电流线性增大，磁场力也线性增大，电子向右运动）t2～t3：iH方向不变，匀速减少，电子束向左运动，t3时刻回到中央。电子束从P到Ot3～t4：iH为负，即电流方向相反，根据左手定则，电子束受向左磁力。电子束从O到Qt4～t5：iH方向不变，匀速减少，电子束向右运动，t5时刻回到中央。电子束从Q到O如此周而复始，电子束作周期水平运动，扫出一条水平亮线。图1-10行扫描工作过程高压嘴偏转线圈图1-22偏转线圈的结构图1-23偏转线圈结构偏转线圈场扫描将场锯齿电流送入场偏转线圈，会产生随电流匀速变化的水平磁场，根据左手定则，电子受电场力的作用在垂直方向运动，扫出一条垂直方向亮线。工作过程同上。行场扫描：

电子束即高速水平运动，又作缓慢垂直运动，从而扫满整个屏幕。形成光栅。行场扫描光栅示意图如图1-11所示。隔行扫描光栅与行场扫描电流的对应关系（a）

图1-12隔行扫描光栅与行场扫描电流的对应关系（a）隔行扫描光栅（b）行扫描电流（c）场扫描电流行扫描频率快，场扫描频率慢。我国采用：场频fv=50HZ，帧频25HZ每帧扫625行,每场312.5行故行频fH

=625×25Hz

=312.5×50=15625HZ

行周期TH=1/15625=64μS行场扫描频率由于电子束是在扫描正程期间传送图像信号的，因此在正程期间要求扫描速度均匀，这就要求流过偏转线圈的电流线性良好，否则重现图像将产生非线性失真。

若原图像为方格信号，当行、场扫描电流波形均为线性变化的锯齿波时，重现图形无失真，仍为方格图形。当行、场扫描电流只要有其中之一失真，显示的图形将出现非线性失真。

2．扫描电流的非线性失真扫描电流线性2．扫描电流的非线性失真当行扫描电流出现非线性失真，扫描开始线性陡直即扫描过快，方格被横向拉伸；扫描末端线性平缓即扫描过慢，方格被横向压缩。当场扫描电流出现非线性失真，扫描开始线性陡直即扫描过快，方格被垂直拉伸；扫描末端线性平缓即扫描过慢，方格被垂直压缩。当显示图像时，会看到失真的图像。图1-13扫描电流非线性失真现象示意图图1-10(b)和(c)分别表示行、场扫描电流其中之一出现非线性失真的情况。若二者同时失真，将显示出复杂的失真图形。图1-11为当行、场扫描电流幅度不足时,同样会产生失真。3．同步与消隐由于电视图像是依靠逐个对像素的扫描成像的，在这个过程中个电视接收机与电视发射台之间一致，即同步问题是非常关键的。另外在扫描过程中，从右到左，从下到上的回扫线的消除，即消隐工作也是必不可少的。

1）同步为使电视机重现的图像与摄像机的图像完全一致，要求接收端与发射端的电子束扫描必须严格地同步。否则，重现的图像会变形和不稳，严重时图像混乱不能正常收看。一般分为：频率不同步、相位不同步。发射一个横条场同步显示在中央（a）由于场频过高向下滚动（b）场频过低向上滚动（c）发生一个竖条行同步显示在中央（d）行频过低向左扭动（e）行频过高向右扭动（f）。频率不同步指电视接收机行或场扫描频率与电视台发射行场扫描频率一致，但相位不一致的现象。这时图像虽然没有发生上下滚动、左右扭动，但是图像是错位的。场相位不同步：图像上下错位，行相位不同步；图像左右错位。这种图像也是不能收看的，需要进行调整。相位不同步时（a）行场相位同步(b)行相位不同步(c)场相位不同步2)消隐

在行场扫描的逆程，,将出现行场回扫线。若不采取措施消除，回扫线就会干扰正程的图像，消除的方法是在行场扫描的逆程期间，分别加入能使显像管阴极电子束截止的消隐脉冲，即复合消隐脉冲。有关消除回扫线的具体方法，将在2.1节黑白全电视信号中介绍。

行正行正程行逆程场逆程扫描正程、逆程示意图

我国广播电视扫描参数：扫描方式：隔行扫描。行频fH：15625Hz；场频fV50Hz（帧频25Hz）；行周期TH：64μs场周期TV：20ms行正程时间THS：≥52μs场正程时间TVS：≥18.4ms行逆程时间THR：≤12μs场逆程时间TVR：≤1.6ms每帧扫描行数Z：625行每帧显示行数Z`：575行每场扫描行数：312.5行每场显示行数：287.5行场正程场逆程(正)287.5+25(逆)=312.5作业1-61-81-10补充：分析场频的确定、计算场周期、行频、行周期、场扫描正程行数、逆程行数参数。谢谢！教材电视原理与数字电视北京信息职业技术学院冯跃跃1.3电子显示技术1.3电子显示技术1.3.1CRT显示技术4231.3.2背投显示技术1.3.3液晶显示技术1141.3.4等离子显示技术复习上节内容1、行场扫描原理？即电子束在屏幕上靠什么运动的？2、当场扫描不同步时，图像发生什么现象？3、当行扫描不同步时，图像发生什么现象？4、行场扫描的频率是是多少？1.3电子显示技术

由于人们对视觉效果的不断提高，显示技术在现代电视技术中的地位愈来愈重要。伴随着现代信号处理技术和大规模集成电路技术的飞速发展，显示技术正在发生一场革命，低功耗、小型化、数字化、便携式、成为主流。1.3电子显示技术CRT（CathodeRayTube阴极射线管LCD(LiquidCrystalDisplayer液晶显示器)PDP(PlasmaDisplayPanels等离子显示)DLP（DigitalLightProcessing数字光源处理器）LCOS（LiquidCrystalOnSilicon硅液晶显示面板）新兴显示技术，代表了数字电视时代电视机技术发展的方向，注定成为显像管电视机的替代品。1.3.1CRT显示技术

CRT（CathodeRayTube）阴极射线管在传统的显示技术中占有重要的地位。清晰度高，成本低、寿命长、技术成熟，最大的不足在于体积大、重量重、功耗大。高压嘴偏转线圈光电与电光变换

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，实现这两种转换的器件分别称为：摄像管显像管

介绍摄像与显像原理。摄像与显像是电视技术的前端和终端，摄像是在输入端完成光电转换，显像是在输出端完成电光转换，无论是光电转换或是电光转换，都是电视技术的关键部分，可以说决定了电视图像的质量。摄像管：

在发送端完成光电转换。（在摄像管前方内壁镀一层透明金属导电膜，作为光通路信号输出电极，后面是光电靶）

1、摄像原理：摄像管结构：光电靶、电子枪、玻璃外壳

光电靶：称光电二极管分三层

P层：P型半导体。

I层：氧化铅半导体光敏材料。

N层：N型半导体。1、摄像原理：

当电子束扫描整个靶内侧时，将依次逐个接通各个象素，依所受光强的大小，产生强弱不同的象素电容充电电流。它们依次流过负载电阻，即在其上产生代表图象内容的图象信号。

对于光强的象素，充电电流大，对于光弱的象素，充电电流小。这个充电电流流过负载电阻时，就产生代表该象素的信号电流，输出图像信号。在负载RL中就有电流流过，产生图像信号：低电平：亮信号高电平：暗信号故图像信号是负极性信号光照强处，对应阻值较小、流过负载的电流就较大，因而RL两端产生的压降也就较大。显像管是在接收端重现图像的电真空器件，主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。由阴极发射出的电子束，在偏转线圈所产生的磁场力作用下，按从左到右，从上到下的顺序依次轰击荧光屏。屏面上涂有荧光粉，在电子束轰击下荧光粉发光，其发光亮度正比于电子束携带的能量。

2．显像管显像管高压嘴偏转线圈显像管结构

显像结构：

显像管：在接收端完成电光转换的装置。

结构：荧光屏、电子枪、玻璃外壳。

荧光屏：玻璃内壁涂有一层荧光粉，在电子束轰击下发光。

电子枪：灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极和高压阳极组成。

显像管结构示意图灯丝F：加热阴极6.3V，0.6A

阴极K：发射电子（阴极涂有受热后易激发电子的氧化物）接电视信号几十V—100V栅极G：控制电子的数量。负电压调节亮度，低于阴极几十伏。截止电压-20V—-90V加速极：A1（第一阳极）使电子加速，120V—400V聚焦极：A3（第三阳极）使电子聚焦。

0V—400V第二、第四阳极：高压级进一步加速聚焦。（一般2万伏以上）显像管各电极的作用石墨层：涂黑

1）蔽光。

2）吸收二次电子。

3）形成高压滤波电容。

显像管各电极的作用彩色显像管彩色显像管与黑白显像管不同，由于黑白显像管只有只有亮度信号输入，只需一个电子枪，而彩色显像管由于要显示三基色，故设有红、绿、蓝三个电子枪。彩色显像管结构荧光屏上涂有品字形的彩色荧光粉，三只电子枪射出的电子束通过荫罩板，荫照板是上面布满小孔的金属板，每个孔对一组三色点，三色电子束的强弱分别受红绿蓝三个信号电压控制，并使三条电子束会聚在荫照板的小孔内，穿过小孔后又分别去轰击对应的RGB荧光点使之发光，如图1-21所示。3．显像管外部组件显像管工作时，还需要外部组件进行配合，如来自高压包的高压供电、偏转线圈提供的锯齿波电流、消磁线圈及汇聚和色纯调整磁环等，如图1-22所示。图1-22显像管外部组件偏转线圈其中，显像管电子枪发射的电子，必须在行场偏转线圈中锯齿波电流的作用下完成扫描。所以偏转线圈的作用是非常重要的，没有偏转电子只能打在荧光屏的中央。行场偏转线圈外部结构如图1-23所示。图1-22偏转线圈的结构图1-23偏转线圈结构图1-22偏转线圈的结构图1-23偏转线圈结构1.3.2背投显示技术

由于CRT阴极射线管受到制作工艺的限制，显示屏不可能做的很大，目前最大的只能到45英寸。随着人们对显示屏幕大尺寸越来越高的要求，出现了利用投影管来加大显示屏幕的电视，一般称背投电视。将投影机放在盒子里，利用反射原理将影像放大投影到电视屏幕上，虽然没有显像管，因投射需距离，故背投影电视有一定厚度，体积也较大。背投显示器结构如图1-24所示背投电视结构图1-24背投显示结构1．背投显示分类背投影技术从以往CRT三枪背投影，演进到目前LCD、LCOS、DLP三种数字投影方式。DLP（DigitalLightProcessing）为数字光源处理器，采用曲光滤镜系统投影原理；

LCOS（LiquidCrystalOnSilicon）则为硅液晶显示面板，采用半导体制程，在硅芯片上直接加上液晶的技术；LCD则为高温多晶硅的制作技术。2．背投显示原理DLP技术的核心是数字微镜器件（DMD），它是一个拇指指甲大小的半导体器件。DMD由120万（适合标清电视）或200万个（适合高清电视）甚至更多（用于数字电影放映机）的精微镜面组成，起着光开关的作用。每一个镜面都能前后翻动（开启或关闭），每秒可达5000次。输入的影像或图形信号被转换成数字代码，即由0和1组成的二进制数据。这些代码再被用来推动DMD镜面。2．背投显示原理DLP技术的核心是数字微镜（DMD），它是一个拇指指甲大小的半导体器件。DMD由120万（适合标清电视）或200万个（适合高清电视）甚至更多（用于数字电影放映机）的精微镜面组成，起着光开关的作用。DLP投影机按其中的DMD装置的数目分为单片DLP投影系统和三片DLP投影系统，如图1-25所示。2．背投显示原理图1-25三片DMD数字微镜投影系统DLP投影机由DMD数字微镜、

色轮、投影灯、投影镜头组成。演示：DMD讲解3．背投显示的特点

1）DLP固有的数字化性质，是真正的数字化显示设备；2）DLP的数字化性质可以获得具有精确灰度等级的图像质量以及颜色再现。和透射式的LCD相比，因为它以反射式DMD为基础，不需要偏振光，效率更高；3）作为反射器件，它有超过60%的光效率，使得DMD系统比LCD投影显示更有效率。这一效率是反射率、填充因子、衍射效率和实际镜片“开”时间产生的结果；4）由于每个微镜每秒钟可以翻转5000次以上，因此没有LCD存在的响应滞后的问题，因此更适合电视和电影；5）无缝图像优势，DMD上的微镜面积为131μm2甚至更小，每个间隔只有1μm，不像LCD和PDP那样存在较大的像素结构，再现的图像更加完美。3．背投显示的特点

6)可靠性高，DLP系统结构坚固可靠，使用寿命远远超过显像管、LCD、PDP等各种电视，DMD的使用寿命可以达到20年。7）视频处理技术和音频技术：背投中的视频处理技术与高端彩电的这些技术相同，但由于背投画面的整体质量不及大屏幕彩电的画面好，故视觉效应的提高不及高端彩电。由于背投的机身大，功放的功率和喇叭口径可以用得较大，两只喇叭跨距大，虚拟环绕声的效果明显，音质比彩电好。1.3.3液晶显示技术1．液晶显示原理液晶显示器(LCD/LiquidCrystalDisplay)的显像原理，是将液晶置于两片导电玻璃之间，靠两个电极间电场的驱动，引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来，若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。各色各样的液晶产品液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物，如果把它加热会呈现透明状的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。正是由于它的这种特性，所以被称之为液晶（LiquidCrystal）。用于液晶显示器的液晶分子结构排列类似细火柴棒，称为Nematic液晶，采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD（LiquidCrystalDisplay）。而液晶电视是在两张玻璃之间的液晶内，加入电压，通过分子排列变化及曲折变化再现画面，屏幕通过电子群的冲撞，制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面1．液晶显示原理

液晶显示器(LCD/LiquidCrystalDisplay)的显像原理，是将液晶置于两片导电玻璃之间，靠两个电极间电场的驱动，引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来，若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。在两片玻璃基板上装有配向膜，所以液晶会沿着沟槽配向，由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90度，所以液晶分子成为扭转型，当玻璃基板没有加入电场时，光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转，通过下方偏光板，液晶面板显示白色（如图1-26左）；当玻璃基板加入电场时，液晶分子产生配列变化，光线通过液晶分子空隙维持原方向，被下方偏光板遮蔽，光线被吸收无法透出，液晶面板显示黑色（如图1-25右）液晶显示器便是根据此电压有无，使面板达到显示效果。图1-26液晶显示原理图液晶电视屏幕由超过二百万个红、绿、蓝三色液晶光阀组成，液晶光阀在极低的电压驱动下被激活，此时位于液晶屏后的背光灯发出的光束从液晶屏通过，产生1024×768点阵(点距为0.297mm)、分辨率极高的图像。先进的电子控制技术使液晶光阀产生1677万种颜色变化（红256×绿256×蓝256），还原真实的亮度、色彩度，再现自然纯真的画面。液晶显像从根本上改变了传统彩电以“行”为基础的模拟扫描方式，实现了以“点”为基础的数字显示技术。光电显示技术

区分项目TNSTN扭曲角90°180°～270°倾斜角1°～2°4°～7°厚度5～10μm3～8μm间隙误差±0.5μm±0.1μm表3.2N与STN型组件的比较图3.11STN与TN型液晶分子的扭曲状态

2．液晶显示器结构

液晶电视是在两张玻璃之间的液晶内，加入电压，通过分子排列变化及曲折变化,再现画面，屏幕通过电子群的冲撞，制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面。如图1-27所示。图1-27液晶显示器结构液晶电视的优点液晶电视与传统显像管(CRT)电视相比有如下优点⑴画面稳定。去掉了场、行扫描方式，从而避免了因扫描带来的画面闪烁和不稳定；⑵图像逼真。采用数字点阵显示模式，将画面的几何失真率降为零。采用高亮度、高对比度、防反光的液晶屏，大大增加了电视画面的透亮度和对比度。减少光线的反射和散射，可看到更明亮、清晰、细腻的画面；⑶消除辐射。采用荧光灯透过液晶屏成像，彻底消除了CRT电子束高压加速轰击荧光粉产生的辐射和静电.⑷节省空间。抛掉了庞大的CRT及其它元器件，使整机机身厚度不超过6cm，薄得可以贴在墙上，能节省存放空间。⑸节省能耗。液晶电视的最大耗电量为35W，比传统电视机节能70%。⑹延长寿命。其供电是用电源适配器将220V的电压转为12V，整机的使用寿命超过5万小时。即使一天开8小时，也可使用20年以上。3．液晶板主要技术参数亮度液晶是一种介于液体和晶体之间的物质，它可以通过电流来控制光线的穿透度，从而显示出图像。但是，液晶本身并不会发光，因此所有的液晶显示器都需要背光照明，背光的亮度也就决定了显示器的亮度。亮度高决定画面显示的层次也就更丰富，从而提高画面的显示质量。对比度液晶显示器实现全黑的画面非常困难。而同等亮度下，黑色越深，显示色彩的层次就越丰富，所以液晶显示器的对比度非常重要。一般人眼可以接受的对比度一般在250：1左右，低于这个对比度就会感觉模糊或有灰蒙蒙的感觉。对比度越高，图像的锐利程度就越高，图像也就越清晰。响应时间响应时间决定了显示器每秒所能显示的画面帧数，通常当画面显示速度超过每秒25帧时，人眼会将快速变换的画面视为连续画面，不会有停顿的感觉，所以响应时间会直接影响视觉感受。当响应时间为30ms时，显示器每秒钟能显示1/0.030=33帧画面；而响应时间25ms，每秒钟就能显示1/0.025=40帧画面，响应时间越短，显示器每秒显示的画面就越多。分辨率液晶面板的显示就好像排列好的一个个小门或开关来让光通过，液晶屏所能表现的像素便是，这些小门和开关的数量决定的，所以液晶显示器的物理分辨率是固定不变的。对于液晶显示器就复杂得多了，必须通过运算来模拟出显示效果。可视角度LCD的显示是背光通过液晶和偏振玻璃射出，原理很象百叶窗帘，其中绝大多数的光都是垂直射出。这样，当我们从非垂直的方向观看液晶显示器的时候，往往看到显示屏会呈现一片漆黑或者是颜色失真。这就是液晶显示器的视角问题。对于目前技术来说，水平视角90~100度，垂直视角50~60度就能满足平常的使用了。选择时注意在这个参数以上即可，毕竟显示器很少会有多人同时观看，特别对于家庭用户，可视角度的重要性相对较小。3．液晶板主要技术参数1.3.4等离子显示技术

等离子显示（PlasmaDisplayPanel，PDP）也称电浆显示，是一种利用气体放电的显示技术。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周密封形成一个放电空间，放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体。当向玻璃板电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，经过适当的技术处理，现出彩色图像。1．等离子显示器结构

等离子显示器屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。每个等离子对应的每个小室内部充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个离子管做为一个像素，等离子电视彩色图像由各个独立的荧光粉像素发光综合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。等离子显示器的三层结构如图1所示。一般由三层玻璃板组成。在第一层的里面涂有导电材料的垂直，中间层是灯泡阵列，第三层表面涂有导电材料的水平条。要点亮某个地址的灯泡，开始要在相应行上加较高的电压，等该灯泡点亮后，可用低电压维持氖气灯泡的亮度。关掉某个灯泡，只要将相应的电压降低。灯泡开关的周期时间是15ms，通过改变控制电压，可以使等离子板显示不同灰度的图形。等离子电视彩色图像由各个独立的荧光粉像素发光综合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。图1-28等离子显示器三层结构图PDP与CRT和LCD比较：1)与直视型显像管彩电相比：PDP显示器的体积更小、重量更轻，而且无X射线辐射。由于PDP各个发光单元的结构完全相同，因此不会出现显像管常见的图像的几何变形。PDP屏幕亮度非常均匀——没有亮区的和暗区；而传统显像管的亮度-屏幕中心总是比四周亮度要高一些。PDP不会受磁场的影响，具有更好的环境适应能力。PDP屏幕不存在聚焦的问题。因此，显像管某些区域因聚焦不良或年月已久开始散焦的问题得以解决，不会产生显像管的色彩漂移现象。表面平直使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。高亮度、大视角、全彩色和高对比度，使PDP图像更加清晰，色彩更加鲜艳，效果更加理想。与LCD液晶显示器相比：PDP显示亮度高，屏幕亮度高达150LUX，因此可以在明亮的环境之下尽情欣赏大幅画面的视讯节目。色彩还原性好，灰度丰富，能提供格外亮丽、均匀平滑的画面。PDP视野开阔，PDP的视角高达160度，普通电视机的大于160度的地方观看画面已严重失真，而液晶显示器视角只有40度左右，更是无法与PDP的效果比拟。对迅速变化的画面响应速度快。PDP平而薄的外型也使其优势更加明显。特别适合公共信息显示、壁挂式大屏幕电视和自动监视系统。由于ＰＤＰ等离子显示屏的结构特殊会带来不足。由于等离子显示是平面设计，而且显示屏上的玻璃极薄，所以它的表面不能承受太大或太小的大气压力，更不能承受意外的重压。ＰＤＰ显示屏的每一颗像素都是独立地自行发光，相比于显像管电视机使用一支电子枪而言，耗电量自然大增。一般等离子显示器的耗电量高于３００瓦，是家电中不折不扣的耗电大户。由于发热量大，所以ＰＤＰ显示器背板上装有多组风扇用于散热。另外，ＰＤＰ价格较高，主要用于公共场所，如飞机场、火车站、展示会场、企业研讨、学术会议及远程会议等。PDP与CRT和LCD比较：作业1-141-161-17谢谢！教材电视原理与数字电视北京信息职业技术学院冯跃跃实验2液晶显示器测试液晶屏测试软件42NokiaMonitorTest软件使用11实验2液晶显示器测试液晶屏测试软件

教学地点

6413 参考资料

项目任务书与指导书、教材教学设备

计算机、NokiaMonitorTest/DisplayX/Eizo-test测试软件。液晶屏测试软件

测显示器：NokiaMonitorTestEizo-test

测液晶：ChkscrnDisplayX

液晶屏测试软件

测显示器：NokiaMonitorTestEizo-test

测液晶：ChkscrnDi