第1章 广播电视基础知识.doc

第1章广播电视基础知识1.1电视技术发展史电视（Television）是当代电子学的伟大奇迹它把世界带到您的家中供您 听、看它是用无线电电子学的方法，实时地远距离传送活动或静止图像的一门 技术其工作原理与无线电广播颇相似在无线电广播里，声音变成电磁波发射 到空中去，收音机再将电磁波变成声音；在电视里，通过发送端的光一电转换把 景物图象变成电信号（称为电视信号），并通过电磁波或电缆传送到接收端，再 经光一电反变换重显出原来景物的图象它不仅极大地扩展了人们观看景物的距 离，而且还使人们能够观察黑夜中、物体内、显微镜下的景物1. 电视技术的发展历程有关电视的实验在一百多年以前就开始了，纵观电视的发展，它经历了机械 黑白电视、电子黑白电视和彩色电视三个阶级1884年徳国人P-G尼普科夫 （Nipkov）做出了第一个电视装置；1925年英国的J・L贝尔徳（Barid）表演了 实用的机械电视；1936年英国贝尔德电视公司首次进行电子黑白电视广播，从 此人类进入了电子广播电视的新时代1940年美国的哥德马克（Goldmark）发 明了场顺序制彩色电视，由于它不能与黑白电视兼容，因此得不到推广1953 年美国发明了世界上第一个兼容制的彩色电视制式一一NTSC制。

1960年以后法 国和德国（布鲁赫教授）针对NTSC制的缺点，发明了另两种兼容彩色电视，它 们分别是SECAL和PAL制，这两种电视制式都在1967年正式开播，从血形成了 当代并列的三大兼容制广播彩色电视制式，并分别得到世界各国的采用我国 1959年开始了黑白电视广播，1973年乂开始了彩色电视广播，并采用PAL/D制1986年建成中央电视台彩电中心,20世纪90年代初建立名列世界第三、四、五位（亚 洲第一、二、三位）的上海东方明珠电视塔（高460m）、天津天塔（高415.2m）、广播 电视发射塔（高405m）1999年10月1 U,中央电视台高清晰度电视试播成功2. 电视的分类（1） 按内部所使用的器件分：有电了管式、晶体管式和集成电路电视机目前市场上所 伟的电视机主要是集成电路电视机，且集成规模越来越大这种电视机性能好，可靠性高2） 按显示的图像有无颜色分：有黑白电视机和彩色电视机3） 按控制方式分：彩色电视机可分为遥控彩电和非遥控彩电4） 按接收信号的种类分：有模拟电视机和数字电视机其中数字电视是电视发展的一 个方向5） 按显示器分：有阴极射线管（即显像管）电视机、液晶电视机、等离了电视机和投 影式电视机。

6） 按显示屏的尺寸分：有4 ： 3 （或5 ： 4）和16 ： 9两种3. 未来的电视机和电视机的发展前景电视机已经是我们生活中不可缺少的一部分，随着科学技术的发展和人们生活品质的提 高，未来的电视机发展方向有以下几个1） 壁型化：主要以液晶屏和等离子屏作为显示器件，以减小占用空间，实现壁挂式2） 投影化：是目前实现大屏幕显示的主要手段3） 立体化：使观众从任何角度看都是立体的4） 双向化：不仅能收、听、看，还可直接参与荧屏上的活动5） 多功能、组合化：集电视、电脑、于一体的“网络电视”则将在今后几年大行 其道（6） 高智能化：如在家中进行电视购物、听课、听诊等7） 多节目化：即“画中画”电视如不愿收看主画面节目，戴上耳机就可以听和看副 画面的节日，且不会影响收看主画面的节日8） 高清晰度化：它要求电视机的扫描线比普通电视机的扫描线高出2倍左右1.2图像的分解与重现电视是利用无线电技术，将静止或活动景物的图像和伴音远距离传送出去它最突出的 优点是使人们能在电视屏幕上观看现场情呆，如同身临其境、亲眼li睹这种卓越功能是电 影、无线电广播所无法比拟的木章主要介绍广播电视中电视信号的产生、发送，模拟彩色 电视制式及其编码原理等基本知识。

1.2.1图像的分解1. 图像的基木单元如果用放大镜仔细地观察报纸上的照片时，就会发现報幅瓯面是由很多深浅不同的小 黑、白点组成的这些小黑、白点是构成图像的基木单元，通常称Z为像素电视图像也是 rh像素构成的，且图像的清晰度与逼真度育接和像素的数H冇关单位面积上的像素愈多, 则图像愈清晰、愈逼真根据人眼的视觉分辨力，由40余力个像素纟H.成的电视图像能给人 以清晰而逼真的视觉效果幅图像所包含的40余万个像素是不可能同时传送的，它只能按一定的顺序分别把各 像素的亮度变换成相应的电信号，并依次传送出去；在接收端则按同样的顺序把电信号转换 成一个一个相应的亮点（即像素）重现岀来只要传送速率足够快，人眼就会感觉到是一幅 连续的图像，这种按顺序传送图像像索信息的方法是实现现代电视系统的基础，称为顺序传 送系统，如图i・i所示是该系统传送示意图同步图M顺丿芋伎送示愆图2. 摄像管与光电转换摄像管的功能是将图像的光信号转变为电信号，再对电信号进行传送摄像管主要由镜 头、光电靶、聚焦线圈、偏转线圈和电了枪等组成，属电真空器件，结构示意图如图1・2所 示眾锻线圈偏转线圏图1-2摄像管的结构图光电靶由光敏半导体材料构成，其上有许多靶单元,每一个靶单元具有受光照作用之后 电阻率变小的性能，即光照愈强，靶单元呈现的电阻愈小。

这样，一幅图像上齐像索的不同 亮度就表现为靶血上各单元的不同电阻值，即把“光像”变成“电像”从摄像管阴极发射出来的电子朿，在电子枪的电场及偏转线圈的磁场力作用下，高速、 顺序地扫过靶瓯备单元当电了束接触到靶面某单元时，就使阴极、信号板（靶）、负载和 电源构成一个冋路，如图1・3所示，在负载心中就有电流流过当被摄景物的某像素越亮 时，在光电靶上对应成像的靶单元电阻值就越小，电子朿扫到该单元时I川路电流就越大，输 出信号的电平就越低反Z,像素越暗，输出信号的电平就越高这样得到的图像信号称为 负极性图像信号，即图像光线的强弱与信号电平呈反比因此，当有电了束來冋扫描时，就 可以完成把一幅图像分解为像素，并在负载上依次得到与图像上各像素亮度对应的电信号， 即图像信号1.2.2图像的重现1. 活动图像的传送静止图像采用顺序传送方式，活动图像的传送也采用这种方式，但必须保证备像素之间传 送的时间间隔要小根据人眼的视觉恰性，即当某一强度的光突然照射到人眼时，要经过一个 短暂过程后才会形成稳定的亮度感觉当光突然消失时，亮度感觉并不立即消失，也需要经过 一段时间的过渡过程对于在中等亮度的光刺激下，视力正常的人视觉暂留时间约为O.lso另外，为了保证毎帧图像之间的连续性，减小人眼观看图像引起的闪烁感，tai面的传送 频率必须高于人眼的临界闪烁频率45.8Hz,即不引起闪烁感觉的最低重复频率。

在电影中, 每秒传送24帧画面，每秒再遮挡24次，实际传送频率为48Hz；电视每秒传送25帧画血， 并采用隔行扫描，实际传送频率为50Hz,从而消除人眼的闪烁感2. 显像管与电光转换电视图像的重现是通过显像管来实现的显像管也是电真空器件，主要由电了枪、荧光 屏、偏转线圈等组成，其结构如图14所示屏面玻璃荧光粉铝膜显像原理如下：电了枪阴极发射出的电了束，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，在电了束轰击下，荧光屏发 光而形成“光栅”在形成光栅的基础上，把图像信号加到电子枪的阴极与栅极Z间，以控 制电子朿电流的大小，从而控制荧光屏的亮暗与被摄图像的亮度变化一致，并保证电子朿扫 描与发送端的扫描同步，就可以在荧光屏上重现被摄景物的图像了1.3电子扫描一幅完整图像的传送和重现，是靠电了朿在摄像管和显像管中的靶面及荧光屏上从左至 右、从上至下有规律地运动实现的电了束这种有规律的运动称为“扫描”电了束的扫描 过程就是把图像分解成像素或把像素合成为图像的过程扫描有逐行扫描和隔行扫描两种方 式1.3.1逐行扫描所谓逐行扫描就是指电了束自上而下一行接一行地扫描完整个画面，如图Id (a)所示。

我们把电了束在水平方向的扫描称为行扫描，其中电了束从左到右的扫描称行扫描正程，从右 到左的扫描称为行扫描逆稈，行扫描止稈时间加逆程时问称为一个行周期把在电了束在垂頁 方向的扫描称为场扫描，其中电子朿从4到B的扫描称为场扫描正程，从B到A的扫描称为 场扫描逆程，场扫描正程时间加逆程时间称为一个场周期市于场扫描逆程时间远远大于行周 期，所以从B冋4的扫描轨迹不是一条肓线，而是进行了多次行扫描，如图1・5 (b)所示实际中，电视只在行、场扫描正稈时间显示图像，而在逆程时间内不显示图像，所以要 把逆程扫描线(I叫扫线)消去，因而光栅只有正程扫描线，如图1-5 (c)所示a)逐行扫描(b)恆逆程扫描图1-5逐行扫描示怠图(c)形成光栅对于逐行扫描，如果毎秒传送25帧图像，人眼看上去就会有闪烁感(因为临界闪烁频率 约为45.8Hz)；如果每秒传送50帧，虽然可以克服闪烁感，但会使电视信号所占川的频带太 宽、电视设备复杂化、频道利用率低等缺点因此，广播电视系统中通常采用隔行扫描方式1.3.2隔行扫描L隔行扫描的原理隔行扫描的方法是将一帧tai面分成两场来扫描，第一场扫描1、3、5…等奇数行，构成 奇数场图像；接着扫描第二场，即2、4、6…等偶数场图像。

奇数场和偶数场快速而均匀地 嵌在一起，利用人眼的视觉暂留特性，人们看到的仍然是一幅完整的图像由于整体画血的 重现频率为50Hz,从而在不增加图像信号带宽的情况下，既保证了足够的清晰度，又避免 了产生闪烁感隔行扫描原理如图1・6所示图1-6 (a)为扫描奇数场；图1-6 (b)为扫描偶数场；图 1-6 (c)为奇、偶数场合成图像bb9bb图1-6隔行打描示意图2. 隔行扫描的实现要求两场光栅均匀交错是对隔行扫描的基木要求，否则垂直清晰度将大大下降为了使偶数 场光栅嵌在奇数场Z间，每一场必须包括半行扫描，即要求每一帧的扫描行数为奇数行我 国采用625行的隔行扫描制，每一场的扫描行数为312.5行；而美国则采用525行，每场扫 描行数为262.5行3. 电子扫描技术标准我国采用隔行扫描，其扫描技术标准如下1）行扫描参数行频：./h= 15 625Hz 行正程时间:Ths = 52ps（2） 场扫描参数场频：A = 50Hz （帧频 25Hz） 场正程时间:?vs= 18.4ms（3） 扫描行数每帧扫描行数：Z= 625行每场扫描行数：312.5行行周期：rH= 64ps 彳亍逆程时间:Thr= 12ps场周期Ty= 20ms每帧显不行数: 每场显示行数:场逆稈•时间7\『r= 1.4ms575行 每帧逆程：50行287.5行 每场逆程：25行（4）毎帧图像像素。

每帧图像的显示行数是575行，也就是说在屏幕垂直方向上有575 个点，如果显像管的宽高比取4： 3,则一帧图像的总像素为575 x（575 x 4/3） = 44 力个（5）图像信号的频带宽度图像信号包括肓流成分和交流成分H中肓流成分反映的是图像的背景亮度，其频率为零交流成分反映图像的内容，图像越复杂，黑、白电平变化越 快，其传送信号频率就越高如果把图像一行的相邻光点从暗到亮看作信号的一个周期,则传送一行图像信号将变化383次，而每秒传送25帧图像，每帧图像由625行构成，则图像信号的最高频率为383 x 625 x 25 6MHz因此，图像信号的带宽为0〜6MHz1.3.3电子扫描原理在逐行扫描和隔行扫描中,行偏转线圈.中心 调节环。