第5章广播电视信号传输课件.ppt

Ø广播电视系统Ø卫星电视传输系统Ø电缆电视系统广播电视系统本章内容简介:教学目的：1、了解广播电视系统的组成2、掌握电视图像发射机的特点3、掌握电视伴音发射机的特点教学重、难点：电视图像发射机的特点教学目的：教学重、难点：一一 、电视广播与传输系统的组成、电视广播与传输系统的组成 广播电视系统是一种用于广播的非专用广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统由于它一般采用无线电方式进电视系统由于它一般采用无线电方式进行信号传输行信号传输,因此因此,广播电视系统也可称为广播电视系统也可称为无线电视系统或开路电视系统目前无线电视系统或开路电视系统目前,广广播电视系统主要是广播这一单一业务播电视系统主要是广播这一单一业务一 、电视广播与传输系统的组成 广播电视系统是一图5―1 广播电视系统的组成方框图图5―1 广播电视系统的组成方框图 原因：电视信号频率低，如直接发送，则要求发射机功率足够大，天线足够高，技术上难以实现调制：用高频信号来携带低频信号传送的过程目的：把电视信号传送到远处图像信号的调制1、调幅 用低频调制信号(全电视信号)调制载波的幅度，使载波的幅度随调制信号的幅度变化而变化。

（1）波形：如右图所示：uiotouCtuoot二、广播电视信号的发射机特点二、广播电视信号的发射机特点 原因：电视信号频率低，如直接发送，则要求发射机功率足（2）频谱：（3）带宽： BW=2f=2×6MHz=12MHz2、残留边带发送： 双边带传送（12MHz）：则设备复杂，技术难度高，频道利用率低 单边带传送（6MHz）：则要用滤波器滤除某一边带，但滤波器对低频分量很难彻底滤除oAm fp-6 f p fp+6f /MHz下边带 上边带12MHz（2）频谱：（3）带宽： BW=2f=2×6MHz=12M3、负调制极性调制的优点:（1）节省发射功率;（2）干扰信号对图像的影响较小;（3）便于自动增益控制： 检测同步电平的大小来实现高频图像信号残留边带频谱图7.25MHz61.25f p0.75f /MHz滤除 残留边带制传送：即发射完整的上边带，将下边带中对应于调制信号低频部分一并发射出去如下图所示： 演演￿ ￿示示3、负调制极性调制的优点:（1）节省发射功率;（2）干扰信号伴音信号的调制： 1、调频：把低频信号装载到高频信号中，让高频信号的频率随低频信号的幅度变化而变化,以下图所示:FCFC+Δ fFC-Δ f 2、带宽： BW=2（Δf+Fmax）uiotuCotuootBW=2（50+15）=130KHz，实际取250KHz伴音信号的调制： 1、调频：把低频信号装载到高频信号中3、伴音采用调频的优点：（1）能获得高质量的伴音；（2）能防止高频伴音和高频图像信号之间的相互干扰。

4、伴音信号的传送：采用双边带传送传送带宽为：5、音频信号的干扰处理：BW=2×250KHz=0.5MHz 预加重：即在发送端对伴音信号高频部分的幅度进行提升，提高其抗干扰能力 去加重：在接收端对音频信号中高频成分进行衰减，以恢复音频信号的本来面目 3、伴音采用调频的优点：（1）能获得高质量的伴音；（2）能防 高频伴音信号与调幅图像信号混合在一起，统称为高频电视信号，其频谱结构如下图所示: 6.5MHz8MHz0.75MHzf pf S1.25MHz0.25MHz一个电视频道的带宽为8MHz同一频道内伴音载频fs比图像载频fp高6.5MHz 高频伴音信号与调幅图像信号混合在一起，统称为高频电视•标称射频频道宽度:8MHz•伴音载频与图像载频的频距:±6.5MHz•频道下限与图像载频的频距:-1.25MHz•图像信号主边带标称带宽:6MHz•图像信号VSB标称带宽:0.75MHz •图像信号调制方式及调制极性:振幅调制负极性•伴音调制方式:调频,Δfm=50kHz,预加重时常数为50μs•图像发射机与伴音发射机的功率比:10∶1～15∶1,这是为图像发射机与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的我国电视制式下发射机的特点：我国电视制式下发射机的特点：标称射频频道宽度:8MHz我国电视制式下发射机的特点：1.微波中继 微波中继又称微波接力,它是在电视广播传送途中,建立许多微波中继(接力)站,利用微波,把电视信号一站一站地传送。

扩大电视覆盖范围的方法扩大电视覆盖范围的方法2. 电视差转 电视差转是电视差频转播的简称,它也是一种电视中继或转播措施电视差转的主要功能是将接收到的主台(或称骨干台)某频道的电视节目,经过差转机的频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而扩大主台的覆盖范围或服务面积 1.微波中继扩大电视覆盖范围的方法2. 电视差转微波接力信道的构成微波接力信道的构成微波接力站结构 (a)端站 (b)中继站微波接力站结构 •微波中继有以下优点:•直射性好微波的波长非常短,在cm或mm数量级,因此,其直射性能很好•传输信号质量高微波线路传送的电视信号的质量比用短波或超短波传送的质量要高这是由于微波的直射性好,性能稳定,抗干扰能力强,且微波中继线路通常为专用线路•可双向传输双向传输可以实现中央台和地方台的各种电视节目的双向交流,而不互相影响微波中继有以下优点:2. 电视差转 电视差转是电视差频转播的简称,它也是一种电视中继或转播措施电视差转的主要功能是将接收到的主台(或称骨干台)某频道的电视节目,经过差转机的频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而 扩 大 主 台 的 覆 盖 范 围 或 服 务 面 积 。

(1)一次变频单通道差转机 (2)二次变频单通道差转机 (3) 二次变频双通道差转机 2. 电视差转一次变频单通道差转机框图一次变频单通道差转机框图二次变频单通道差转机框图二次变频单通道差转机框图 二次变频双通道差转机框图 二次变频双通道差转机框图利利用用地地球球同同步步卫卫星星作作为为传传递递电电视视信信号号的的中中继继站站而而实实现现的的电电视视广广播播称称为为卫卫星星电电视视广广播播它它是是一一种种扩扩大大电电视视覆覆盖盖范范围围、、实实现现远远距距离离电电视视传传送送的的电电视视中中继继或或转转播播方方法包括电视直播卫星）法包括电视直播卫星） 卫卫星星电电视视广广播播系系统统主主要要由由地地面面发发射射站站和和测测控控站站、、卫卫星星星星体体及及地地面面接接收收网网等等三三部分组成部分组成 (1) 卫星地面站卫星地面站 卫卫星星地地面面站站主主要要指指上上行行发发射射站站与与测测控控站站上上行行发发射射站站有有主主发发射射站站和和移移动动站站两两种，其主要任务就是把电视中心的节目或某地区的实况节目送给广播卫星，种，其主要任务就是把电视中心的节目或某地区的实况节目送给广播卫星，同时接收卫星发回的电视广同时接收卫星发回的电视广播节目，以便监视节目播出播节目，以便监视节目播出的情况和质量。

上行发射站的情况和质量上行发射站可以有多个，其中主发射站可以有多个，其中主发射站是固定的发射中心是固定的发射中心三、卫星电视广播卫星电视广播(2) 卫星星体卫星星体3) 地面接收网地面接收网利用地球同步卫星作为传递电视信号的中继站而实现的电视广播称为 卫星广播电视的特点卫星广播电视的特点 卫星广播电视系统都使用微波频段卫星广播电视系统都使用微波频段 ·微微波波频频段段带带宽宽很很宽宽，，具具有有丰丰富富的的频频率率资资源源，，可可容容纳纳更更多多的的频频道道，，且且允允许许每个频道占用较宽的带宽；每个频道占用较宽的带宽； ·微微波波频频段段频频率率高高、、波波长长短短，，可可使使星星上上和和地地面面的的天天线线尺尺寸寸大大大大减减小小，，增增益益提提高高，，方方向向性性增增强强，，从从而而减减小小卫卫星星的的体体积积相相重重量量，，降降低低对对发发射射功功率率的的要要求求，，且可防止对邻近区域约干扰；且可防止对邻近区域约干扰； ·微波频段不易受大气扰动噪声的影响；微波频段不易受大气扰动噪声的影响； ·微波能穿过电离层；微波能穿过电离层； ·无线电业务已占用较低频率，而微波频段相对比较无线电业务已占用较低频率，而微波频段相对比较“空闲空闲”。

根据国际电信联盟根据国际电信联盟ITU的有关规定，卫星广播下行频段有六个，目前使的有关规定，卫星广播下行频段有六个，目前使用较多的为用较多的为C波段（波段（2.5G）和）和Ku波段（波段（12G）由于波段资源有限，卫星广）由于波段资源有限，卫星广播下行电波均采用不同的极化方式，达到频率复用的目的播下行电波均采用不同的极化方式，达到频率复用的目的 卫星广播电视的特点四、电缆电视系统电缆电视系统式采用电缆线作为传输媒介传送电视电缆电视系统式采用电缆线作为传输媒介传送电视节目的一种闭路电视系统节目的一种闭路电视系统有广播电缆电视系统和应用电缆电视系统两种有广播电缆电视系统和应用电缆电视系统两种广播电缆电视系统通常采用射频信号传输方式广播电缆电视系统通常采用射频信号传输方式应用电缆电视系统通常采用视频信号传输方式应用电缆电视系统通常采用视频信号传输方式四、电缆电视系统电缆电视系统式采用电缆线作为传输媒介传送电视VHF：UHF：Ⅰ段（VL段）： Ⅲ段（VH段）:包含DS1-DS5共5个频道，频率范围从48.5MHz-92MHz包含DS6-DS12共7个频道，频率范围为165MHz～223MHz。

Ⅳ段：Ⅴ段：可接收13～24频道，频率范围470MHz～566MHz 可接收25～68频道，频率范围为606MHz～958MHz 1、无线广播电视频道划分我国电缆电视频道的划分 VHF：UHF：Ⅰ段（VL段）： Ⅲ段（VH段）:包含DS12、增补频道 （用Z表示）：用于CATV中A段：包括Z1-Z7，分布在111MHz-167MHz之产间B1段：包括Z8-Z16，分布在223MHz-295MHz之间B2段：包括Z17-Z35，分布在295MHz-447MHz之间B3段：包括Z36-Z38，分布在447MHz-471MHz之间DS1292167223470566606958MHz48.572.5DS1 DS5DS6DS13DS24DS25DS6876Z1~Z7Z8~Z38电视频道频谱分布图2、增补频道 （用Z表示）：用于CATV中A段：包括Z1-波段频道频率范围(MHz)波段频道频率范围(MHz)Ⅳ13470～478Ⅴ25606～61414478～48626614～622 15486～49427622～630 16494～50228630～638 17502～51029638～646 18510～51830646～654 19518～52631654～662 20526～53432662～670 21534～54233670～678 22542～55034678～686 23550～55835686～694 24558～56636694～702 表1-3 我国电视UHF频道划分波段频道频率范围波段频道频率范围Ⅳ13470～478Ⅴ256波段频道频率范围(MHz)波段频道频率范围(MHz)Ⅴ37702~710Ⅴ53830~83838710~71854838~84639718~72655846~85440726~73456854~86241734~74257862~87042742~75058870~87843750~75859878~88644758~76660886~89445766~77461894~90246774~78262902~91047782~79063910~91848790~79864918~92649798~80665926~93450806~81466934~94251814~82267942~95052822~83068950~958续表1-3波段频道频率范围波段频道频率范围Ⅴ37702~710Ⅴ538电视信号的处理电视信号的处理 从摄像管输出的信号，在进入编码器之前需要进行一系列的校正处从摄像管输出的信号，在进入编码器之前需要进行一系列的校正处理。

这些处理除预放及噪声校正理这些处理除预放及噪声校正(高频补偿高频补偿)在机头内完成外，其余都在控在机头内完成外，其余都在控制台制台(或调像台或调像台)进行，包括电缆校正、黑斑校正、轮廓校正进行，包括电缆校正、黑斑校正、轮廓校正(三色通道共三色通道共用用)、灰度校正、直流分量恢复和彩色校正等灰度校正、直流分量恢复和彩色校正等 校正处理校正处理 1．噪声抑制．噪声抑制 由由摄摄像像管管输输出出的的信信号号非非常常微微弱弱，，需需要要在在摄摄像像机机机机头头内内紧紧靠靠摄摄像像管管处处设设置置预预放放器器，，将将弱弱信信号号放放大大若若预预放放器器的的输输出出信信噪噪比比较较低低(小小于于45d8)，，则则在在则则在在电电视视接接收收机机屏屏幕幕上上会会出出现现雪雪花花状状的的噪噪声声干干扰扰，，所所以以摄摄像像机机内内设设置置有有噪噪声声抑抑制电路或噪声校正电路制电路或噪声校正电路 电视信号的处理 校正处理 2．电缆校正．电缆校正 摄摄像像机机头头离离控控制制台台往往往往比比较较远远，，从从机机头头到到控控制制台台传传输输电电缆缆的的分分布布参参数数会会使使图图像像信信号号的的高高频频分分量量跌跌落落，，影影响响图图保保清清晰晰度度。

所所以以，，在在控控制制台台要要进进行行高高频频分分量量的的提提升升处处理理，，使使衰衰减减的的高高频频分分量量得得到到补补偿偿；；完完成成这这一一功功能能的的电电路路是是电电缆缆校正放大器校正放大器 2．电缆校正 3．黑斑校正．黑斑校正 由由于于多多种种原原因因，，如如摄摄像像机机镜镜头头各各区区域域亮亮度度不不均均匀匀，，投投射射在在光光电电靶靶面面的的背背景景光光不不均均匀匀及及电电子子束束在在靶靶面面边边缘缘不不能能垂垂直直上上靶靶等等，，会会使使重重现现图图像像出出现现黑黑区区或或色色斑斑为此，需要设置专门的电路加以校正为此，需要设置专门的电路加以校正 黑班效应有两种形式，即叠加型黑斑和乘积型黑斑叠加型黑黑班效应有两种形式，即叠加型黑斑和乘积型黑斑叠加型黑班是在没有发生畸变的图像信号上班是在没有发生畸变的图像信号上叠加了一个不均匀的附加倍号，对叠加了一个不均匀的附加倍号，对此类黑班，只要在电路中产生一此类黑班，只要在电路中产生一 个与附加信号波形相反的校正信号个与附加信号波形相反的校正信号即可完成校正即可完成校正;乘乘 积型黑斑是图像积型黑斑是图像信号受到附加信号的调制而产生的信号受到附加信号的调制而产生的, 对此类黑班，只要用与附加倍号波对此类黑班，只要用与附加倍号波形相反的信号对有畸变的图像信号形相反的信号对有畸变的图像信号进行再调制即可完成校正。

进行再调制即可完成校正 4．其它校正．其它校正 轮轮廓廓校校正正、、直直流流恢恢复复 、、灰灰度度(γ)校正、彩色校正、时基校正等校正、彩色校正、时基校正等 3．黑斑校正班是在没有发生畸变的图像信号上 射频全电视信号的形成射频全电视信号的形成 视视频频全全电电视视信信号号(包包括括伴伴音音信信号号)只只有有经经过过调调制制和和混混频频，，形形成成射射频频全全电电视视信号，才能发射信号，才能发射 1．地面广播电视系统射频全电视信号的形成．地面广播电视系统射频全电视信号的形成 (1)使使用用频频段段我我国国规规定定广广播播电电视视系系统统选选用用的的甚甚高高频频（（VHF））频频率率范范围围为为48～～223MHz，超高频，超高频(UHF)频率范围为频率范围为470～～960MHz (2)调制方式在地面广播电视系统中，图像信号的调制采用残留边带调制方式在地面广播电视系统中，图像信号的调制采用残留边带(VSD)调幅，伴音信号采用用调频方式，由于图像与伴音的调制方式不同而调幅，伴音信号采用用调频方式，由于图像与伴音的调制方式不同而不致于互相干扰，接收到的伴音信号的质量也较高。

不致于互相干扰，接收到的伴音信号的质量也较高 ①① 图图像像信信号号的的残残留留边边带带调调幅幅在在地地面面广广播播电电视视系系统统中中，，图图像像信信号号的的残残留留边边带带调调幅幅就就是是发发送送一一个个完完整整的的上上边边带带和和一一小小部部分分下下边边带带，，抑抑制制大大部部分分另另一一下下边边带带0.75～～1.25MHz保留）保留） 我国标准规定，伴音载频我国标准规定，伴音载频fS比图像载比图像载频频fP高高6.5MHz，距，距fP为为-1.25MHz处的最小处的最小衰减量为衰减量为20 dB 射频全电视信号的形成 ① 图像信号的残留 残留边带方式的优点：残留边带方式的优点： 已已调调信信号号的的频频带带较较窄窄；；滤滤波波器器比比SSB滤滤波波器器易易实实现现，，易易解解调调(峰峰值值包包络络检检波波器器即即可可)但但VSB调调制制是是一一种种不不均均衡衡调调制制，，对对图图像像信信号号中中低低于于0.75MHz的的频频率率成成分分，，具具有有双双边边带带特特性性，，经经峰峰值值包包络络检检波波后后输输出出信信号号的的振振幅幅较较大大。

对对于于图图像像信信号号中中的的1.25—6MHz的的频频率率成成分分，，具具有有单单边边带带特特性性，，经经解解调调后后输输出出信信号号振振幅幅减减半半这这样样，，低低频频分分量量振振幅幅较较大大，，使使图图像像对对比比度度增增加加，，但但高高频频分分量量跌跌落落会会使使图图像像清清晰晰度度下下降降因因此此，，要要恢恢复复原原来来信信号号频频谱谱，，就就要要求求接接收收机机的的中中放放具具有有特特殊殊幅幅频频特性 超超外外差差接接收收时时，，中中频频的的频频谱谱将将会倒置（高、低端互易）会倒置（高、低端互易） 残留边带方式的优点：超外差接收时，中频的频谱 视频图像信号的负极性调幅视频图像信号的负极性调幅 采采用用负负极极性性调调制制有有以以下下三三方方面面的的优优点点：：(a) 负负极极性性调调幅幅时时，，同同步步脉脉冲冲顶顶对对应应于于图图像像发发射射机机输输出出功功率率最最大大值值，，在在一一般般情情况况下下，，一一幅幅图图像像中中亮亮的的部部分分总总比比暗暗的的部部分分面面积积大大，，因因而而负负极极性性调调制制时时，，调调幅幅信信号号的的平平均均功功率率要要比比峰峰值值功功率率小小得得多多，，即即工工作作效效率率高高。

b) 在在传传输输过过程程中中，，当当有有脉脉冲冲干干扰扰叠叠加加在在调调幅幅信信号号上上时时，，对对正正极极性性调调制制来来说说，，干干扰扰脉脉冲冲为为高高电电平平(白白电电平平)，，经经解解调调后后在在荧荧屏屏上上呈呈现现为为亮亮点点，，较较易易被被人人眼眼察察觉觉；；而而负负极极性性调调制制，，干干扰扰脉脉冲冲仍仍为为高高电电平平，，但但经经解解调调后后在在荧荧屏屏上上呈呈现现为为暗暗点点，，人人眼眼对对暗暗点点不不敏敏感感，，并并且且也也易易为为自自动动干干扰扰抑抑制制电电路路消消除除或或减减弱弱c) 负极性调制还便于将同步顶用作基准电干进行自动增益控制负极性调制还便于将同步顶用作基准电干进行自动增益控制(AGC) 视频图像信号的负极性调幅 ②②伴伴音音信信号号的的调调频频电电视视广广播播中中伴伴音音信信号号的的频频率率范范围围在在50Hz到到15kHz之之间间为为了了提提高高伴伴音音信信号号的的接接收收质质量量，，送送往往伴伴音音发发射射机机的的伴伴音音信信号号经经过过调调频频(FM)后后变变成成宽宽带带信信号号我我国国规规定定伴伴音音己己调调信信号号的的最最大大频频偏偏为为50kHz（（调调频频广广播为播为75kHz），所以已调伴音信号的带宽），所以已调伴音信号的带宽B为为 B＝＝2(Δfm+fm)＝＝2(50+15)＝＝130kHz。

调频信号的边频丰富，具有良好的抗干扰性能但由于伴音信号频率调频信号的边频丰富，具有良好的抗干扰性能但由于伴音信号频率范围相对较宽，当频偏一定时，音频的低端与高端的调频指数范围相对较宽，当频偏一定时，音频的低端与高端的调频指数mf 相差很大相差很大高频端的高频端的mf 很小，使高频端的抗干扰能力变差解决的办法是在发端采用很小，使高频端的抗干扰能力变差解决的办法是在发端采用预加重措施，在接收端采用去加重电路，以均衡高、低端的抗干扰能力预加重措施，在接收端采用去加重电路，以均衡高、低端的抗干扰能力 ②伴音信号的调频电视广播中伴音信号的频率范围在50 (3)射频全电视信号的频谱及频道划分射频全电视信号的频谱及频道划分 视视频频图图像像信信号号和和伴伴音音信信号号分分别别对对图图像像载载频频和和伴伴音音载载频频进进行行VSB调调幅幅和和调调频频后后形形成成射射频频全全电电视视信信号号，，其其频频谱谱如如图图3-20所所示示，，其其总总频频带带宽宽度度(频频道道带带宽宽)为为8MMz 以以8MHz为间隔，我国电视频道在为间隔，我国电视频道在VHF和和UHF频段共分为频段共分为68个频道，见表个频道，见表3-1。

其中，频率为其中，频率为92～～167MHz、、566～～606MHz的部分供调频广播和无线电通的部分供调频广播和无线电通信使用（调频广播使用信使用（调频广播使用88～～108 MHz，其中，其中88～～92 MHz频带内可以安排电视频频带内可以安排电视频道）在开路电视系统中不安排电视频道，但在有线电视中常设置有增补频道道）在开路电视系统中不安排电视频道，但在有线电视中常设置有增补频道以增加频道数量此外，每个频道的中心频率及所对应的中心波长是估算天线以增加频道数量此外，每个频道的中心频率及所对应的中心波长是估算天线尺寸和调试接收机的重要参数尺寸和调试接收机的重要参数 (3)射频全电视信号的频谱及频道划分本课小结： 1、广播电视系统； 2、卫星电视传输系统； 3、电缆电视系统； 4、电视信号的形成和处理过程；作￿￿￿￿￿￿￿￿业： 1、图像信号和伴音信号分别采用什么调频方式? 并画出高频电视信号的频谱图 2、说明我国电视频道的划分情况本课小结：作 业：。