【新编】电视信号的传输与接收

电视原理 第五章 电视信号的传输与接收 5 1 广播电视系统概述 电视系统可分为广播电视系统与应用电视系统 有线 电视系统与无线电视系统 模拟电视系统与数字电视系 统 普通电视系统与高清晰度电视系统 单业务电视系 统与多业务电视系统等 广播电视系统一般采用无线电方式进行信号传输 因此 它也称为无线电视系统或开路电视系统 电视系统利用信道可将某地的景像和声音在异地再 现 节目 采编 制 播 远距离 传输 本地发射 分配接 入 本地用 户接收 广播电视技术系统基本构成示意图 现场信号源 电台 电视 台 光缆干线网 卫星 微波 有线广播电视 分配网 无线发射台 有线用户 无线用户 广播电视系统可分为三大部分 即 电视发射系统 电视传输系统 电视接收系统 本章以电视信号为主线 介绍广播电 视系统中信号的产生 信号的处理 信号 的形成 信号的发射 信号的传输及信号 的接收这一全过程 2013 12 16 地面广播过程演示 5 2 彩色电视摄像机 l彩色电视摄像机的基本组成 3大部分 摄像机头 镜头 分光系统 摄像管 预放器 扫描电 路 寻像器 摄像管电源及附属设备等 视频信号处理部分 模拟视频信号处理 黑斑校正 增 益提升 白平衡调节 杂散光校正 黑电平调整 校正和 预弯曲等 数字信号处理 A D转换 三维滤波 轮廓校正 彩色校正 精细的 校正 白压缩等 编码器 同步机和彩条信号发生器 高级摄像机还有微处 理机单元 2013 12 16 图像的摄取并转换为电信号的过程演示 5 3 电视信号的处理 5 3 1 校正处理 1 反杂波校正 由摄像管输出的信号非常微弱 需要在摄像机机头 内紧靠摄像管处设置预放器 将微弱信号放大 通常在 摄像机头内设置有杂波抑制电路或反杂波校正电路 图5 8 视频电视信号的处理 2 电缆校正 摄像机头离控制台 调像台 往往比较远 从机头到 调像台的传输电缆就比较长 其分布参数会使图像信号 的高频分量跌落 影响图像清晰度 3 黑斑校正 由于多种原因 如摄像机镜头各区域亮度不均匀 投 射在光电靶面的背景光不均匀及电子束在靶面边缘不 能垂直上靶等 会使重现图像出现黑斑或色斑 4 轮廓校正 孔阑校正 5 直流恢复 6 灰度校正 校正 7 彩色校正 8 时基校正 5 3 2 切换及特技处理 1 电子编辑 电子编辑的方式通常有两种 即插入和组合 2 特技处理 特技发生器的功能有 切换 混合 划变 软键 主要是把黑白摄像机拍摄的图案插入到节 目图像中去 键控 分为内键和外键两种 字幕叠加 底色变换 图样调制 边框与边线 定位 此外 数字视频特技的应用也越来越广泛 下面介 绍几种基本的特技处理方法 1 切换 快切换 慢切换 2 划变 3 键控 4 字幕叠加 5 数字特技 图像的放大与缩小 油画效果 瓷砖效果 画面冻结 裂像效果 镜像效果 倒影 多画面与画中画 PIP 三维特技效果 5 4 电视信号的形成 5 4 1 视频全电视信号的形成 摄像机输出的三基色信号 经过各项校正后与各种同步信号一 起送入编码器 再经过一系列的处理后形成彩色全电视信号 电视台在进行节目联播或作实况转播时 本台的彩色电视同步机 要产生七种同步信号 行推动H 场推动V 复合同步S 复合消隐A 副载波F 色同步脉冲K和PAL识别脉冲P 由于本台的同步与外来 的同步不一致 将会造成图像翻滚 甚至丢失图像 解决这一问题有以 下三种方法 1 帧同步器法 A D转换 用本台同步信号 2 台从锁相 本台同步机受外来信号锁定 3 台主锁相 将外来同步信号锁定在本台同步机上 5 4 2 射频电视信号的形成 广播电视系统中 视频全电视信号只有经过调制 形成射频 全电视信号 才能发射出 1 地面广播电视系统射频电视信号的形成 1 使用频段 超短波 甚高频 1 5频道 6 12频道 超高频 U 13 68频道 2 调制方式 图像信号采用残留边带调幅方式 就是发送一个完整的上边带和一小部分下边带 演示 优点 在图像载波处的滤波器易实现 比单边带变化缓慢 缺点 是一种不平衡调制 会使高频分量跌落1 2 图3 16 残留边带调幅的幅频特性 49 75 56 25 单边带 图3 17 接收机中放幅频特性 38 31 5 33 57 38 33 57 31 5 多数国家采用负极性射频图像信号 负极性图像信号的优点 抗脉冲干扰 便于用同步头作基准电平进行自动 增益控制 AGC 发射功率大 图3 18 图3 19 已调伴音信号的频谱 伴音信号采用调频方式 带宽 B 2 fm Fmax 2 50 15 130kHz 3 1 6 5 f K f K 6 5 伴音鉴频 解调 曲线 图3 20 射频全电视信号的频谱 3 射频全电视信号的频谱及频道划分 甚高频 1 5频道 图像49 75 82 25MHZ 伴音56 25 91 75MHZ 6 12频道 图像168 25 216 25MHZ 伴音174 75 222 75MHZ 超高频 U 13 68频道 图像471 25 951 25MHZ 伴音477 75 957 75MHZ 5 5 电视信号的发射 fp a 双通道电视发射机 b 单通道电视发射机 fp fpI 形成残留边 带图像信号 图3 21 电视发射机的组成框图 2 电视发射机的主要指标 我国的电视标准 电视发射机有以下主要指标 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 调幅制负极性 伴音调制方式 调频 最大频偏 50kHz 预加重时间常数为 50 s 图像发射机与伴音发射机的功率比 10 1 15 1 3 5 2 电视发射天线 电视发射天线 根据频段的不同 主要分为VHF天线和UHF天 线两大类 蝙蝠翼天线结构 UHF频段常常使用双环天线 3 6电视信号的无线传输 及扩大电视覆盖范围的方法 3 6 1 电视信号的无线传输 1 电视信号的传播特性 1 视距传播 视距 最大直视距离 与发射天线和接收天线的高度有 关 设发射天线和接收天线的高度分别为h1和h2 则视 距d为 实际上 大气层对电波有一定的折射作用 从而会改变视 距的大小 在正常折射时 有效传播距离d 比视距会稍 远些 近似为 2 多径传播 障碍物反射 造成右重影 3 绕射传播 绕射能力弱 造成阴影区 弱信号区 3 4 2 电视信号场强的估算 接收点场强由下式估算 3 5 场强 20 E dB 彩电生产线上调试时 通常用60dB场 强信号调高放AGC 即60dB时高放AGC起 控 用100dB场强信号检查图像是否失 控 3 6 2 扩大电视覆盖范围的方法 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 建立多个微波中继 接力 站 利用微波通信 把电视信号一站一站地传送 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 这是由于微波的性能稳定 抗干扰能 力强 双向传输 可以实现台与台之间电视节目的双向交流 且互不影响 2 电视差转 电视差转 就是电视差频转播 电视差转的主要功能是将 接收到的主台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 双通道差转机的特点 图像信号和伴音信号分开处理 互调失真小 分开处理的图像信号和伴音信号与原来的电视信号相比 频带 变窄 易于处理 对功放的要求降低 双功放各司其责 结构复杂 造价高 3 卫星电视广播 覆盖面更大 转播电视节目质量高 费用低 适应性强 1 卫星地面站 发射和测控站 2 卫星 同步卫星 3 地面接收网 转播 集体接收 家庭接收 5 7 电视信号的接收 5 7 1 地面广播电视信号的接收 l地面广播电视信号的接收就是家用广播电视接收机 l广播电视接收机都具备兼容性 即彩色电视机可以接 收黑白电视节目 黑白电视机可以接收彩色电视节目 l尽管电视机正朝着数字化方向发展 但其基本的 主 要的接收原理并未改变 5 7 2 卫星广播电视信号的接收 卫星广播电视信号的接收需要专门的卫星电视 接收机 包括 接收天线 微波头 解调处理器 电视 接收机四部分 卫星电视接收机的组成方式 a 一次变频型 低 噪 声 高 放 卫星电视接收机的组成方式 一次变频型 只能接收一个频道 只能输出音视频 高频头 下变频器 二次变频型 可实现频道切换 可输出射频和音视 频 950 1450 MHZ 136 24 MHZ 感谢观映 Thanks