第4章 電視傳輸接收.doc

第四章 電視信號的傳輸和接收4.1 電視信號廣播調(diào)制方式 4.1.1 電視信號廣播的方式 電視廣播信號由全電視信號和伴音信號組成。視頻信號頻帶為06MHz、音頻信號的頻帶為40Hz15KHz?；鶐盘柋仨氄{(diào)制在射頻載波上，才能以無 線電波的形式通過空間或媒體傳播。根據(jù)運載基帶信號的媒體特性不同和載波信號頻率范圍不同，目前基帶信號的調(diào)制傳輸方式大體有三種： 地面開路廣播：傳輸媒體為地面空間電磁波。 地面開路廣播 有線電視廣播：傳輸媒體為電纜或光纖。 有線電視廣播 衛(wèi)星電視廣播：空間電磁波和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器 。 衛(wèi)星電視廣播本章主要討論地面開路電視廣播的調(diào)制傳輸方式。 調(diào)制極性由于全電視信號有正負(fù)極性之分，因此圖像信號的調(diào)幅有調(diào)制極性的問題。 現(xiàn)行電視制式中多采用負(fù)極性，因為它有以下優(yōu)點： 發(fā)射機輸出效率高； 雜波干擾影響??； 便于實現(xiàn)自動增益控制。4.1.3 伴音信號的調(diào)制 在現(xiàn)行電視廣播中，電視伴音射頻信號是按頻分復(fù)用方式與圖像射頻信號一起通過同一付天線以電磁波形式傳輸，為防止圖像與伴音信號相互干擾，伴音信號的調(diào)制 方式采用調(diào)頻方式。調(diào)頻是載波信號的瞬時頻率隨調(diào)制信號的大小而線性地變化，載波的幅度不變。設(shè)調(diào)制信號為：載波信號為：則調(diào)頻信號為：式中：，F(xiàn)為調(diào)制信號頻率：；fd為最大頻偏，其有效帶寬：右圖為調(diào)頻信號的波形電視伴音采用調(diào)頻方式有以下優(yōu)點：相同的信噪比下，所需發(fā)射功率?。?信噪比高，音質(zhì)好；抗干擾能力強； 發(fā)射機利用率高；缺點是：已調(diào)波頻帶寬，且對電視廣播總帶寬較寬而言是可行的。 伴音信號的調(diào)頻參數(shù)載頻：我國電視制式規(guī)定伴音載頻比圖像載頻高6.5MHz；伴音基帶信號帶寬：40Hz15KHz 最大頻偏和調(diào)頻帶寬：我國規(guī)定最大頻偏，則已調(diào)波帶寬2(50+15)KHz=130KHz， 因此，按我國標(biāo)準(zhǔn)，伴音射頻信號的頻率范圍是。但我國電視制式規(guī)定為。4.1 電視信號廣播調(diào)制方式 4.1.4 電視頻道 (1)一路電視頻道帶寬 電視發(fā)射設(shè)備構(gòu)成 及射頻幅頻特性圖由殘留邊帶調(diào)幅的圖像信號和調(diào)頻的伴音信號組成一路電視廣播信號，占用一個電視頻道。在電視發(fā)射設(shè)備中，將圖像發(fā)射機和伴音發(fā)射機的輸出通過一個雙工器合 在一起，通過同一副天線發(fā)射，電視發(fā)射設(shè)備構(gòu)成如上圖中，左圖所示。根據(jù)我國電視標(biāo)準(zhǔn)，每頻 道射頻電視信號幅頻特性如上圖中，右圖所示，帶寬為 8MHz（1.256.50.25）。 (2)電視頻道的分配我國在VHF和UHF波段共安排了68個電視頻道。在VL波段即（48.592）MHz中安排5個頻道，在VH波段即（167223）MHz中安 排7個頻道，在U波段即（470958）MHz中安排56個頻道,共68個頻道。在VHF的92MHz167MHz之間及223300MHz之間各有一段頻帶是分配給其他業(yè)務(wù)的，在開路無線電電視廣播中不能使用。然而，在有線 電視系統(tǒng)中，可以作為增補頻道來傳送節(jié)目?，F(xiàn)規(guī)定在111167MHz安排7個因此在VHF波段,有線電視系統(tǒng)中共有28個頻道。對于高頻調(diào)諧器中沒有接收增補頻道功能的電視機中必須采用附加裝置，才能收看增補頻道節(jié)目。各增補頻道 的頻率范圍示于下表中。4.2 電視信號的接收 4.2.1 彩色電視接收機的組成我國規(guī)定伴音載頻比圖像載頻高6.5MHZ，帶寬為0.25MHZ。這樣每頻道電視信號總帶寬為8 MHZ。現(xiàn)在的接收機都是超外差式的，即接收射頻信號后先經(jīng)過高頻放大，并和本機振蕩器的信號混頻，而后得出固定頻率范圍的中頻電視信號。彩色電視接收機的組成框圖（點擊查看）4.2.2 高頻調(diào)諧器 1）高頻調(diào)諧器的組成高頻調(diào)諧器俗稱高頻頭，通常由輸入回路、高頻放大器、本機振蕩器、混頻器和頻道選擇器等部分組成，如圖所示。（點擊查看大圖）輸入回路的作用是：初選所需接收頻道的高頻電視信號；高頻放大器的作用為：選擇所需頻道的高頻電視信號；放大該高頻電視信號。本機振蕩器的作用是：產(chǎn)生一個比所接收頻道高頻電視信號的圖像載頻高38MHz的等幅正弦振蕩，供給混頻器?；祛l器的作用：將高放級送來的高頻電視信號與本振級送來的本振信號混頻得出調(diào)制狀態(tài)不變而載頻降低的中頻電視信號。 2）高頻調(diào)諧器的主要作用 選擇頻道：選擇所需收看的某頻道節(jié)目，抑制中頻及鄰頻道干擾和其他干擾。 放大信號：將所選取頻道的射頻信號加以放大。 變換頻率：完成混頻作用，獲得固定頻率范圍的中頻電視信號。我國規(guī)定：圖像中頻為38MHz，伴音中頻為31.5MHz，色度中頻為33.57MHz。3）對高頻調(diào)諧器的基本要求 通頻帶內(nèi)的功率增益Kp應(yīng)為2025dB。頻道間的功率增益差Kp 要求小于8dB。 具有良好的選擇性，通頻帶應(yīng)大于或等于8MHz；帶內(nèi)特性平坦，帶外幅頻響應(yīng)迅速衰減；對鄰頻道干擾、鏡像干擾和中頻干擾有較強的抑制作用 ，要求中頻抑制比及鏡頻抑制比均大于40dB。 噪聲系數(shù)Nf小。 與天線及饋線間的匹配良好。 本振頻率穩(wěn)定性足夠高。 高放級應(yīng)設(shè)有自動增益控制(AGC)電路。4.2 電視信號的接收 4.2.2 中頻通道電視中頻通道是對電視中頻信號(圖像中頻fPI38MHz、伴 音中頻faI31.5MHz、色度中頻fsI33.57MHz)進行處理的公共通道。中頻通道構(gòu)成框圖（點擊查看）1) 中頻通道電路構(gòu)成 具有規(guī)定中頻幅頻特性的SAWF（聲表面濾波器 surface acoustic wave filter） 具有自動增益控制能力的集成中頻放大器； 視頻檢波器：采用同步檢波，由限幅放大和38MHz選頻電路從圖像中頻信號中得到38MHz等幅信號去乘圖像中頻信號，輸出圖像信號和第二伴音中頻信號。 預(yù)視放：帶寬為6MHz，電壓增益為2至5倍 噪聲抑制（ANC automatic noise canceler）電路：消除大幅度的脈沖干擾（如電火花、雷電）。 AGC ：將視頻信號中的同步信號取出，放大檢波得到AGC控制電壓，去改變高放、中放的增益。 自動頻率微調(diào)（AFT）：由限幅選頻電路將圖像中頻信號變成等幅的中頻信號，然后通過鑒頻AFT電壓。 2) 對中頻通道的基本要求：要有很高的中放增益如下圖估算中放增益。要有合適的幅頻特性 補償殘留邊帶傳輸?shù)挠绊戇m當(dāng)衰減伴音載頻，減小伴音中頻和副載波中頻的差拍干擾有效地抑制鄰道干擾提供足夠的通頻帶估算中放增益射頻信號殘留邊帶傳輸?shù)挠绊懭?上圖所示,即檢波后圖像信號幅頻特性不平直。為克服這種失真，使檢波輸出圖像信號06MHz的幅頻特性平直,我國規(guī)定圖像中頻為：fPI38MHz。 要求中頻信號放大電路具有 下所示特定的中頻特性 。中頻放幅頻特性（點擊查看）自動增益控制能力實際的輸入信號隨環(huán)境和接收條件而變化，天線輸入信號強度大小可相差上千倍，而晶體管的動態(tài)范圍難以滿足這樣的要求，所以要求電視機具有60dB的自動增 益控制能力4.2 電視信號的接收 4.2.3伴音通道伴音通道的作用是放大6.5MHZ第二伴音中頻信號，再進行、限幅、鑒頻，解調(diào)出音頻信號，低放后推動揚聲器發(fā)出聲音。其組成框圖如下圖所示。 伴音通道電路包括：（1）6.5MHz陶瓷濾波器（2）伴音中頻限幅放大器（3） 鑒頻器（4）電子音量控制電路（ATT）（5）伴音低放和功放電路（6）伴音消噪（靜噪）電路4.2 電視信號的接收 4.2.4 PAL-D解碼器彩色電視機中PAL解碼器的作用是將彩色全電視信號(SXCT)解調(diào)還原為三基色信號R、G、B送至彩色顯像管的三個陰極。 (1)亮度通道:副載波陷波電路去除色度信號,均衡色度通道中色度信號的延時而對Y信號進行延時和放大等 。(2)色度通道:帶通濾波器取出色度信號，經(jīng)放大送入梳狀濾波器分離色度信號U、V,再送入同步檢波器檢波,得出色差信號RY和BY。(3)基準(zhǔn)副載波恢復(fù)電路包括由色同步選通電路及鑒相器、VCO和低通濾波器組成的鎖相環(huán)提供U同步檢波器所需的副載波.梳狀濾波器標(biāo)準(zhǔn)PAL解碼器的核心是梳狀濾波器,由延時線和加法器、減法器組成,如圖所示，梳狀濾波器的作用是：（1） 將U、V信號完善的分離；（2） U、V輸出均為兩行平均后的電信號； 梳妝濾波器延遲時間Td的確定PAL制信號一行中含有283.75個副載波周期,但是延時線的延遲時間 選定為Td63.943s283.5Ts ，這樣色度信號經(jīng)過延時線后 和直通信號相加、相減后，可實現(xiàn)兩行平均及U、V分離。 U、V分離原理U、V色度信號的分離演示如下面演示所示 梳狀濾波器的幅頻特性梳狀濾波器的幅頻特性如下面演示所示。 色度延時線為將4.431.3MHz的色度信號延時約64s，并保證工作穩(wěn)定可靠，須將電信號轉(zhuǎn)換成超聲波，使其在特制的玻璃介質(zhì)中傳播實現(xiàn)延時，稱為超聲延時 線，它具有體積小、重量輕、延時時間長和性能穩(wěn)定等優(yōu)點。超聲延時線由輸入、輸出壓電換能器和玻璃介質(zhì)組成，基本結(jié)構(gòu)如 下面超聲延時線所示。 4.2 電視信號的接收 4.2.5 電視機數(shù)字處理技電視機重現(xiàn)圖像的清晰度的主觀感覺與攝像端和接收端的掃描行數(shù)、行間閃爍、邊沿閃爍等因素有關(guān)。在現(xiàn)有電視制式的前提下，采用“倍行”技術(shù)(變隔行為逐行掃描),“倍場”技術(shù)(變場頻50HZ為100HZ)，可使圖 像質(zhì)量明顯提高， 這些技術(shù)在數(shù)字電視機中普遍采用，目前在一些大屏幕電視機中也被采用。 1）“倍行”技術(shù)為了改善隔行掃描的閃爍干擾,利用行插法，將每場的行數(shù)增加一倍，變隔行掃描為逐行掃描稱為“倍行”技術(shù)。行插法有兩種簡單的方式：在同一場內(nèi),將每行的內(nèi)容重復(fù)讀出兩次。重復(fù)讀出倍行”（點擊查看）在同一場內(nèi)，插入行任一點值是前后兩行對應(yīng)點的平均值.兩行平均倍行”（點擊查看）2) 閃爍消除技術(shù)場插入法為了消除場頻較低造成的行間閃爍和大面積閃爍，通常采用變場頻50HZ為100HZ的倍場技術(shù)，當(dāng)然采用這項技術(shù)必須對場掃描電路相應(yīng)改變，對場偏