《电视发送技术概论》PPT课件.ppt

第四章第四章电视发送技术概论电视发送技术概论中国传媒大学信息工程学院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，监器，冷却系统，天线与馈线系统，监测设备等测设备等无线电视广播广播过程示意图无线电视广播广播过程示意图无线电视广播广播过程示意图无线电视广播广播过程示意图第一节第一节电视发射机的特点电视发射机的特点 由于电视信号包括电视图像信号与电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进行功率合成后，经一条馈线送往天线发射一、一、电视图像发射机的特点电视图像发射机的特点（一）采用残留边带发送方式（一）采用残留边带发送方式 我国全电视信号（包括我国全电视信号（包括:亮度信号、色亮度信号、色度信号、色同步信号、复合消隐信号和复度信号、色同步信号、复合消隐信号和复合同步信号）的带宽为合同步信号）的带宽为06MHz，图像信，图像信号对载波的的调制方式为幅度调制，如采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，其带用普通双边带调幅，根据调幅理论，其带宽将为宽将为12 MHz，在不考虑伴音的情况下，在不考虑伴音的情况下，就远远超出规定的一个电视频道就远远超出规定的一个电视频道8MHz的的带宽。

带宽用负极性视频信号调幅后的波形图与频谱图用负极性视频信号调幅后的波形图与频谱图用负极性视频信号调幅后的波形图与频谱图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，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，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）成分调制形成的频谱） 发射机残留边带调幅特性发射机残留边带调幅特性 按照我国电视标准规定，如用按照我国电视标准规定，如用fv表示表示图像载波频率，残留边带调幅的通带范围图像载波频率，残留边带调幅的通带范围为为fv 0.75 MHz到到fv +6MHz，下限通过过，下限通过过渡带直到渡带直到fv 1.25 MHz，上限通过过渡带直，上限通过过渡带直到到fv +6.375 MHz。

fv 0.75 MHz的范围是双边带发射，而的范围是双边带发射，而fv +0.75 MHz到到fv +6MHz的范围是单边带的范围是单边带发射 残留边带发射的情况下，如果接收机残留边带发射的情况下，如果接收机的中频网络特性与发射机相同，则双边带的中频网络特性与发射机相同，则双边带频率成分（主要是低频成分）检波后的信频率成分（主要是低频成分）检波后的信号幅度就为单边带的号幅度就为单边带的2倍，造成检波后的视倍，造成检波后的视频信号幅频特性的不一致为此，接收端频信号幅频特性的不一致为此，接收端应使用与发射端不同的残留边带幅频特性应使用与发射端不同的残留边带幅频特性接收机残留边带调幅特性接收机残留边带调幅特性（二）（二） 工作于工作于VHF与与UHF频段频段 电视信号本身的频谱宽，图像载波的电视信号本身的频谱宽，图像载波的频率起码应在频率起码应在30MHz以上；如通过电离层以上；如通过电离层传播，则不稳定，多径传播，失真严重传播，则不稳定，多径传播，失真严重 工作在超短波工作在超短波VHF与与UHF频段，主要频段，主要靠直接波传播，不受电离层的影响，可以靠直接波传播，不受电离层的影响，可以得到较好的效果。

得到较好的效果二）黑色电平固定（二）黑色电平固定 在发射端与接收端可能引起黑色电平在发射端与接收端可能引起黑色电平变化的原因：信号通过变化的原因：信号通过RC耦合网络；信号耦合网络；信号中混入低频（例如中混入低频（例如50Hz交流声）干扰而造交流声）干扰而造成黑色电平漂移成黑色电平漂移 黑色电平变化带来的后果：如果黑色黑色电平变化带来的后果：如果黑色电平随着图像内容改变，使重显图像产生电平随着图像内容改变，使重显图像产生失真，使图像画面上背景深浅或颜色发生失真，使图像画面上背景深浅或颜色发生变化；对于彩色电视广播而言会产生色度变化；对于彩色电视广播而言会产生色度失真（因：黑色电平或消隐电平，供接收失真（因：黑色电平或消隐电平，供接收机恢复彩色副载波的色同步信号是放在消机恢复彩色副载波的色同步信号是放在消隐后肩上传送的，消隐电平不稳定，基准隐后肩上传送的，消隐电平不稳定，基准副载波的相位就受到影响）副载波的相位就受到影响） 鉴于以上原因，必须保持黑色电平固鉴于以上原因，必须保持黑色电平固定 固定黑色电平的方法：视频信号为单极固定黑色电平的方法：视频信号为单极性，可用箝位电路实现，黑色电平固定后，性，可用箝位电路实现，黑色电平固定后，不仅可以恢复直流分量，还可以消除低频不仅可以恢复直流分量，还可以消除低频干扰干扰, ,提高放大管的利用率，增加输出功率。

提高放大管的利用率，增加输出功率四）、图像调制极性（四）、图像调制极性 用正极性的电视信号对图像载波调幅，用正极性的电视信号对图像载波调幅，称为正极性调制，而用负极性的电视信号称为正极性调制，而用负极性的电视信号对图像载波调幅，称为负极性调制对图像载波调幅，称为负极性调制正极性与负极性调制的已调幅波波形正极性与负极性调制的已调幅波波形 电视发射机多采用负极性调制，原因电视发射机多采用负极性调制，原因是同步顶相当于调幅度为是同步顶相当于调幅度为100%，这样做的，这样做的好处：好处： 可以充分利用发射机的输出功率的能可以充分利用发射机的输出功率的能力，提高效率；干扰表现为暗点，不易觉力，提高效率；干扰表现为暗点，不易觉察；峰值电平（同步顶）便于作为基准电察；峰值电平（同步顶）便于作为基准电平，供接收机作为自动增益控制平，供接收机作为自动增益控制 （五）图像发射机的功率（五）图像发射机的功率 调幅声音广播发射机的标称功率通常调幅声音广播发射机的标称功率通常用载波功率表示，载波功率一旦确定，已用载波功率表示，载波功率一旦确定，已调波的边带功率、峰值功率、平均功率就调波的边带功率、峰值功率、平均功率就相应确定。

相应确定 由于图像发射机采用负极性调制，峰由于图像发射机采用负极性调制，峰值功率即同步顶功率是固定不变的，而平值功率即同步顶功率是固定不变的，而平均功率却随着视频信号的内容而变化因均功率却随着视频信号的内容而变化因此，电视发射机的标称功率用峰值功率即此，电视发射机的标称功率用峰值功率即同步顶功率表示同步顶功率表示六）电视发射机技术指标要求（六）电视发射机技术指标要求、幅频特性要求 满足残留边带特性，在通带的主要频满足残留边带特性，在通带的主要频段内，其幅频特性波动应限制在之内；在段内，其幅频特性波动应限制在之内；在阻带内起码应衰减阻带内起码应衰减dBdB以上群时延频率特性 要求传输通道的相频特性是线性的，要求传输通道的相频特性是线性的，即产生的相移与信号频率成正比通常利即产生的相移与信号频率成正比通常利用群时延频率特性来间接描述相频特性用群时延频率特性来间接描述相频特性二者的关系是：二者的关系是：（）d（）/d (1-1)式中式中（）为群时延函数，）为群时延函数，（）为相位）为相位函数，函数，为自变量为自变量 将相频特性的非线性变化转化为各频将相频特性的非线性变化转化为各频率成分的时延变化。

在传输过程中，不同率成分的时延变化在传输过程中，不同频率成分产生时延的差别，这种失真称为频率成分产生时延的差别，这种失真称为群时延失真对群时延失真要采取相应的群时延失真对群时延失真要采取相应的技术措施，使其限制在允许的范围内技术措施，使其限制在允许的范围内微分增益（） 彩色信号叠加在亮度信号上传送，传彩色信号叠加在亮度信号上传送，传输系统存在非线性时，增益会随亮度而变输系统存在非线性时，增益会随亮度而变化 微分增益（）的定义是：在输入微分增益（）的定义是：在输入输出特性曲线上各电平的斜率：输出特性曲线上各电平的斜率： dudu0 0/du/dui i (1-2) (1-2) 如在不同的亮度电平上有不同的，如在不同的亮度电平上有不同的，就会导致彩色信号的振幅随着不同的亮度就会导致彩色信号的振幅随着不同的亮度而出现差别，使色饱和度发生变化，这种而出现差别，使色饱和度发生变化，这种失真称为失真失真称为失真失真的衡量：失真的衡量：以黑电平的（用以黑电平的（用H表示）为参考，其表示）为参考，其他电平的（用他电平的（用N表示），则失真表示），则失真表示为：表示为： 失真失真=（N -H）/H （1-3） 取其最大值作为失真指标。

取其最大值作为失真指标 对失真也要采取相应的技术措施，对失真也要采取相应的技术措施，使其限制在允许的范围内使其限制在允许的范围内微分相位（） 彩色电视信号在传输过程中，若在整彩色电视信号在传输过程中，若在整个动态范围内存在非线性，不仅有随着亮个动态范围内存在非线性，不仅有随着亮度的变化而产生失真，也会引起相位度的变化而产生失真，也会引起相位的变化处于不同亮度电平上的彩色信号的变化处于不同亮度电平上的彩色信号相位，称为微分相位，简称有失真相位，称为微分相位，简称有失真时，不同亮度电平上的相位就有差别，差时，不同亮度电平上的相位就有差别，差别越大，对彩色图像的影响就越大，会使别越大，对彩色图像的影响就越大，会使彩色的色调发生变化这种失真称为彩色的色调发生变化这种失真称为失真 失真的衡量：以黑电平的失真的衡量：以黑电平的（用（用H表示）为参考，其他电平的表示）为参考，其他电平的（用（用N表示），则表示），则P失真表示为：失真表示为： P失真失真=PN -PH （度（度 ） （1-4） 对对P失真也要采取相应的技术措施，失真也要采取相应的技术措施，使其限制在允许的范围内使其限制在允许的范围内互调成分 单通道电视发射机，是将图像和伴音单通道电视发射机，是将图像和伴音先分别进行中频调制，然后将二者的低电先分别进行中频调制，然后将二者的低电平中频信号合成，再变频为规定频道的射平中频信号合成，再变频为规定频道的射频信号，经多级功率放大器放大到要求的频信号，经多级功率放大器放大到要求的电平。

电平 当多频率的信号进入有非线性的放大当多频率的信号进入有非线性的放大器中，就会产生互调失真，即放大器的输器中，就会产生互调失真，即放大器的输出频谱中既有各输入频率成分的基波和它出频谱中既有各输入频率成分的基波和它们的各次谐波，还有各基波和它们的各次们的各次谐波，还有各基波和它们的各次谐波的和差组合频率处于电视频道之外谐波的和差组合频率处于电视频道之外的频率成分，可以通过带通滤波其将其滤的频率成分，可以通过带通滤波其将其滤除，而落在带内的将无法消除而影响自身除，而落在带内的将无法消除而影响自身 在电视发射机机中，设置有互调失真在电视发射机机中，设置有互。