第八章 电视与电视机.doc

第八章 电视与电视机（上）2011、10主要内容：电视发展概况电视的一般原理黑白电视机工作原理彩色色度学和彩色摄像基本原理 彩色显像管工作原理彩色电视机工作流程电视机分辨率、清晰度与高清电视一、电视的发展历史从机械电视到电子电视从黑白电视到彩色电视从个体接收到公共天线接收从无线传输到有线电视、卫星电视从模拟电视到数字电视联合国世界电视日，每年的11月21日电视技术的定义：用电的方法连续地、及时地传送活动、景物的影像的技术它与无线电有区别，也有联系是传送固定的图象或文字1、 萌芽时期19世纪后期，用电传送图象的思想已萌芽，分为以下几步：（1）把图象分解为尽可能小的“象单元”——象素；（2）把象素转换成“电信号”；（3）把电信号传送到远处；（4）用接收装置把电信号还原成象素；（5）把象素重新组装为图象现在电视的发送与接收，大体上也是按这个思路图象还原要求及时、准确、不失真有两类方案：（1）大量象素同时送出去（在现代计算机技术里就有这种技术，称为并行方式）难度大，不易实现，已被淘汰2）像素逐个以串联方式传送出去（串行方式——在现代计算机技术里也用这种技术，如USB接口、网络接口）此法有可行行。

历史上有机械式和电子式两个阶段法列克提出电视概念1900年，英国的康斯坦丁—帕斯基正式提出“television”一词，“tele”—远处，“vision”—看得见的东西1873年，麦尔兰·史密斯发现光电现象以后有了光电管，可把光转变为光信号1883年圣诞节，波兰大学生保尔·尼普科夫（23岁，一说是俄籍德国人），提出串联图象传输法——尼普科夫圆盘把图象分解为象素并传输1884年申请了世界上第一个机械式电视专利不过，只是一个设计，未做出模型来演示专利描述了三个基本要素：1、把图象分解为象素，逐个传输；2、传输时逐行进行；3、用画面传送运动过程时，许多画面快速逐一出现，但人察觉不出来，仍认为画面是融合为一的这些奠定了电视的基本原理的基础但由于光电管信号太弱，当时又无电子管放大器，所以不可行直到1907年，有放大管后才被证明可行1900年，在巴黎举行的世界博览会上第一次使用了电视这个词最初的电视装置里使用了一种所谓尼普科夫圆盘，这种圆盘也是视错觉在技术上的一种有趣的应用图292是一块厚实的圆盘，在它的边缘附近钻有12个小孔，直径都是2毫米这些小孔是均匀地沿着一条螺旋线排列着的，每一个比相邻的一个离盘的中心近一个孔的地位。

这样的圆盘看上去好像没有什么特别可是你如果把它装在转轴上，并且在它前面安一个小窗，后面放一张同小窗同样大小的画片（图293）让圆盘迅速地旋转起来，那时候就会产生一种意外的现象：在圆盘不动的时候那张藏在后面的画片，在圆盘转动的时候可以在小窗前面看得非常清楚如果使圆盘的转动变慢，那张画片也就模糊起来；到最后，圆盘完全不转了，整个画片也就看不见了这时候，你只能看到那两毫米大小的小孔允许你看到的那一点画面让我们来研究一下这圆盘为什么会有这种稀奇的效用我们使圆盘慢慢地转，同时通过小富细看每一个小孔逐一经过小窗时候的情况离中心最远的小孔所走的路线离小窗的上部边缘最近如果这个运动非常快，这个小孔就能使我们看到画片最接近上部边缘的整条画面第二个小孔比第一个低，它迅速地通过小窗的时候，能使我们看到同第一条画面相连接的第H条画面（图294）第三个小孔使我们看到第三条画面，等等在圆盘转得足够快的时候，我们因此就能看到整幅画面，就好像我们对着小窗在圆盘上开了一个同样大小的洞一样2、 机械电视显示屏光圆盘（同步旋转）图片光电管灯机械电视原理图公认第一台机械式电视机是英国的约翰·贝尔德（又译贝尔纳，1888－1946）于1924年发明的。

采用两个尼普科夫圆盘，一个用于传送图象扫描，一个用于还原图象两个圆盘同步旋转，距离4英尺，图象大小为2´´х1´´（英寸，约为2.54cm）,30行扫描线传送一个“十”字剪影像发送是图像分解成象素，接收是组合还原成图象，二者转速要一致，相位也要一致，即同步，还原的图象不错乱同步是电视技术的重要概念几乎就在同时，德国科学家卡罗鲁斯也在电视研制方面做出了令人瞩目的成就1942年，卡罗鲁斯小组(包括两名科学家，一名机械师和一名木工)，造出一台设备这台设备用两个直径为 1米的尼普可夫圆盘作为发射和接收信号的两端，每个圆盘上有48个1.5毫米的小孔，能够扫描 48行，用一个同步马达把两个圆盘连接起来，每秒钟同步转动10幅画面，图像投射到另一台接收机上他们称这台机器为大电视这台大电视的效果比贝尔德的电视要清晰许多机械式分辩率太低，只有几十行，太粗糙若要增加象素，必须增加扫描行数，增加圆盘直径、孔数，孔数越多，孔越小象素越多，但光线越弱，且圆盘转速要大大加快实际上不可行 3．电子式电视1897年，德国的物理学家布劳恩发明了一种带荧光屏的阴极射线管当电子束撞击时，荧光屏上会发出亮光当时布劳恩的助手曾提出用这种管子做电视的接收管，固执的布劳恩却认为这是不可能的。

1906年德国制造的第一台电子电视图像接收机光电摄像管1923-1928年，美国的V.沃里金发明了光电摄像管，从此电子扫描取代了机械扫描靶T上涂一层铯、微粒涂层，对光敏感，受光照时涂层发射电子管中的电子枪发出很细的电子束，自左向右，自上而下地打在靶上当电子束打在靶面某一点上时，若该点亮度为0（即为暗），则靶的电导为0（电阻很大）若该点亮度较亮，电导较大（电阻很小）物体投影到靶上各点的亮度是不同的，电子束在靶面扫描时，各点的电导不断变化，电流不断变化，在R上产生的电信号反映了亮度的变化，即图象各点的变化接收装置应用了1897德布劳恩发明的阴极射线管（CRT）再现图像管里也有电子枪，发出电子束，电子束同样在涂有荧光粉的屏上自左至右、自上而下地移动电子束的强弱受电视图象信号所控制荧光粉发光强度与电子束强度成正比，即还原出图象称为显象管摄像管与显象管的扫描必须同步，才能正确还原图象 光电摄像管 4．电视广播兴起30年代，英、德试播过机械式电视1935，德每周三晚播放电视节目公共电视室”1936，英国广播公司播放歌舞节目1936，德国转播柏林奥运会1937，第一次直播英王加冕仪式1938，苏联开始电视转播。

1939，美国开始电视转播二战前各国电视扫描标准互不相同，英405行，苏343行，美441行后改为525行（沿用至今）二战爆发，电视技术研究全停（美国除外）研究者转搞雷达战后恢复，1949－1951，美国电视机从一百万増至一千万台，电视台数百家1948年，英国生产电视十万台战后，欧洲统一电视扫描行数（除英、法外）为625行，英仍为405行，法819行1949年，美国一千万人看杜鲁门总统就职的电视转播 5．彩色电视的出现19世纪末，发现三基色原理，红、绿、蓝合成绝大多数彩色光1928，英国用尼普科夫圆盘加上滤色镜，进行彩电试验1930，美国也试验机械直播式彩色电视1940，美国戈德马克发明第一台NTSC制式电子扫描彩色电视机1946，美国无线电公司试验第一部全电子管彩色电视机荧光屏15"*20"实用彩色显象管诞生——荫罩式彩色显象管英国提出PAL制(逐行例检正交平衡调幅制)，法、德采用SECAM制（调频制）美国为NTSC制，成为彩电三大制式PAL制用的国家最多，中国也用PAL制1955，全世界有电视机5-6千万台（黑白）1958，中国北京、上海建立电视台，生产第一批北京牌电视机，天津无线电厂出品。

35cm（14英寸）20年后才开始普及发展80年代彩色电视，90年代有线电视、卫星电视1953，美试播NTSC制彩色电视1954，试生产彩色显象管，1961年开始大发展至1967年，全部节目均为彩色欧洲1967年开始播送彩电节目中国于1977年播送彩色节目1970年全球彩电超过5千万台1968，第一次用彩电向全球转播墨西哥奥运会1969，阿波罗十号从月球传来醒目的彩电信号，全球观众达7亿人 6．卫星电视60年代天线为视距，传播几十公里，中继站连成网络微波中继36000公里高度同步卫星，建中继站，三个卫星可覆盖全球1/8秒传至卫星，经放大后再传向地面，来回1/4秒（接收同一节目如：中央新闻联播、各省市台联播，听起来有时间差，即此1/4秒）1964，卫星转播东京奥运会这年成立国际通信组织 7．公用天线电视城市里电视增多，无线林立，有碍观瞻，不安全，且不易解决重影问题电视信号直接传到天线，经过建筑、山坡、地面反射到达天线，后者路程长，稍后到达，这个时间差在显示上形成重影，常有多个重影80年代兴起公用天线系统一幢楼或小区公用一接收天线每一台电视节目配一台转播设备，用闭路方式送至各户。

各户不用自装天线提高了接收质量 8．有线电视90年代中开始，从电视台到用户全闭路，中间设有放大器，各台信号基本均衡效果比公共天线更好增加了频道数原来5–6频道，12–13频道中的频率是其它无线电通信、广播等用的有线电视可利用称为增补频道，有37个邻频传输技术，无线发射传送要间隔一个频道，如1、3、5，6、8、10、12，相邻的不用，防干扰用有线电视则每个频道皆能利用 9．数字电视20世纪末至21世纪原为模拟电视所谓“模拟”，是指采用的电路是模拟电子技术类的，其信号电量是连续变化的如一个信号的变化范围是0–5V，即可以是这个范围内任一电压，无数个状态所谓“数字”，是指采用的电路是数字电路的，其信号电量是不连续变化的它只有两个状态：高电压、低电压；开关通、开关断，等等如0–0.4V均为低电压，以“0”表示；4–5V为高电压，以“1”表示数字电路只有两个数“1”和“0”与计算机技术相联系，处理起来比模拟电路更可靠，抗干扰性强模拟电视：发送和接收均为模拟方式发送端：摄像装置把景物的亮度和色彩变为连续变化的电信号，加以传送（无线、有线方式）接收端：信号被电视机接收处理后，送到显象管，按彩色电信号的变化，转为强弱不同、位置不同的电子束，打到荧光屏上，再现景物的亮度、彩色。

清晰度不够高，易受干扰数字电视：节目的采集、制作、编辑、播出、传输、接收的全过程都采用数字处理技术频道增加，最多达500套节目；清晰度更高，普通电视机可达到DVD水平，音质更好；功能强大，视频点播，资讯服务，互动业务，上网；多次处理转发不影响信号质量，模拟信号转一次即有损失、衰减我国将在2015年全数字化，美国为2007年现用机顶盒把数字信号转为模拟信号，在模拟电视机上收看，质量好于模拟目前尚无全数字化电视机上市数码电视”非真正数字电视，而是在模拟电视中采用一些数字处理技术，去除一些干扰，性能有所提高，感觉上比模拟好一些，无本质提高二、黑白电视原理简介 基本原理（一） 像素及光电信号一副图象分解为数十万个微小区域，每个区域亮度基本一致，用一个点表示，则有几十万个点，即象素其明暗程度可被摄像机中的光电转换器转换成一定强弱的电信号，几十万个象素则有几十万个电信号二） 行场扫描原理摄像机的电子枪发出电子束，自上而下、自左而右打在靶（银、铯涂层）上若该点暗，则靶上的电阻大；若该点亮，则靶上的电阻小景物经透镜投影到靶上，各点亮暗不同，扫描时，靶各。