電視機(jī)場(chǎng)掃描原理

1、(一) 電視行場(chǎng)掃描原理1) 電視行場(chǎng)掃描，是通過(guò)控制電子束在水平方向從左到右和垂直方向從上到下有規(guī)律運(yùn)動(dòng)形成的光柵。水平方向的掃描叫行掃描，垂直方向的掃描叫場(chǎng)掃描，合稱(chēng)“行場(chǎng)掃描”。行掃描和場(chǎng)掃描的電流都是三角波.負(fù)載都是偏轉(zhuǎn)線圈.所不同的是掃描頻率不同.工作電壓不同。 場(chǎng)掃描電路多是集成電路.行掃描電路都是分立元件級(jí)成的。行掃描就是水平方向從左到右的掃描.場(chǎng)掃描就垂直方向從上到下的掃描.行場(chǎng)掃描電路一般分三級(jí).振蕩級(jí),推動(dòng)級(jí)和輸出級(jí).2). 逐行掃描與隔行掃描的區(qū)別隔行掃描主要應(yīng)用于電視信號(hào)的發(fā)送與接收中。它的特點(diǎn)是把每秒傳送25幅（幀）畫(huà)面用每秒傳送50次的方法來(lái)消除閃爍感，即一面?zhèn)魉蛢?/p>

2、次，第一次掃描奇數(shù)行，第二次掃描偶數(shù)行，因而稱(chēng)為隔行掃描。采用這一制式的缺點(diǎn)是畫(huà)面清晰度稍差，且有輕微的閃爍感。逐行掃描主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的顯示器中。由于顯示器不受電視臺(tái)的發(fā)送方式限制，因而被廣泛采用。逐行掃描就是每幅畫(huà)面按1、2、3行的順序掃描方式完成一幅畫(huà)面。為了提高畫(huà)面的清晰度，消除閃爍感，還可以增加掃描線數(shù)，目前顯示器的掃描線數(shù)一般為768行，因而會(huì)感到畫(huà)面非常細(xì)膩、清晰。 逐行掃描DVD又稱(chēng)PDVD，首臺(tái)樣機(jī)于1998年問(wèn)世，目前技術(shù)和產(chǎn)品均已成熟。它能夠應(yīng)用數(shù)字視頻圖像處理技術(shù)產(chǎn)生480線的真正的逐行掃描信號(hào)，再通過(guò)電視機(jī)的視頻圖形陣列（VGA）輸入口或數(shù)字高清晰度電視接入口把信號(hào)送

3、入彩電中，避免了普通DVD機(jī)隔行信號(hào)輸出造成的失真或缺損，與逐行掃描電視、數(shù)字高清晰度電視配合使用可以獲得勝似電影的美妙畫(huà)質(zhì)。(二)電視掃描與同步 電視圖象的攝取與重現(xiàn)實(shí)質(zhì)上是一種光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，它分別是由攝象管和顯象管來(lái)完成的。順序傳送系統(tǒng)在發(fā)送端將平面圖象分解成若干象素順序傳送出去，在接收 端再將這種信號(hào)復(fù)合成完整的圖象，這種圖象的分解與復(fù)合是靠掃描來(lái)完成的。 掃描三種方式：機(jī)械掃描，電子掃描，固體掃描。2.1 水平偏轉(zhuǎn)與垂直偏轉(zhuǎn)顯象管外套 有水平和垂直兩組偏轉(zhuǎn)線圈，在有電流通過(guò)時(shí)分別產(chǎn)生垂直與水平方向的磁場(chǎng)。當(dāng)電子束通過(guò)上述磁場(chǎng)時(shí)，將分別產(chǎn)生水平方向和垂直方向的掃描運(yùn)動(dòng)，圖1.31（a）是

4、電子束在水平偏轉(zhuǎn)線圈作用下的掃描示意圖。水平偏轉(zhuǎn)線圈為一雙上下對(duì)稱(chēng)、水平放 置的線圈，依右手螺旋定則，流經(jīng)線圈的電流將產(chǎn)生垂直方向的磁場(chǎng)；據(jù)左手定則，電子束通過(guò)垂直磁場(chǎng)應(yīng)產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電子束的水平掃描。電子束偏離 顯象管中心軸線的夾角稱(chēng)為偏轉(zhuǎn)角（）。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)較小時(shí)，電子束偏離屏幕中心的距離與偏轉(zhuǎn)電流的數(shù)值成正比。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電流iH為圖1.31（b）所示 鋸齒波電流時(shí)，電子束將作勻速直線掃描運(yùn)動(dòng)。在TH t期間，iH由正到負(fù)，電子束從右至左掃描，稱(chēng)為行掃描逆程。正程和逆程時(shí)間之和稱(chēng)為行掃描周期，且為行掃描頻率之倒數(shù)1/fH=TH0=THr/TH稱(chēng)為行掃描逆程系數(shù)。若電子束只有水平掃描運(yùn)動(dòng)

5、而無(wú)垂直掃描運(yùn)動(dòng)，則在熒光屏上將呈現(xiàn)一條水平亮線，如 圖1.31（c）所示。二、垂直偏轉(zhuǎn)圖1.32（a）是電子束在垂直偏轉(zhuǎn)線圈作用下的掃描示意圖。一對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生水平方 向的磁場(chǎng)，故電子束穿過(guò)該磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生垂直方向的偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)垂直掃描運(yùn)動(dòng)。同行掃描類(lèi)似，當(dāng)垂直偏轉(zhuǎn)電流如圖1.32（b）所示的鋸齒波時(shí)，電子束將作勻速直線運(yùn)動(dòng)。在TVT期間，電子束從上至下，稱(chēng)為場(chǎng)掃描正程；在Tv r期間，從下至上，稱(chēng)為場(chǎng)掃描逆程。稱(chēng)為場(chǎng)掃描周期，且為場(chǎng)掃描頻率之倒數(shù)1/fvTv，Tvr/Tv稱(chēng)為場(chǎng)掃描逆程系數(shù)。若電子束只有垂直掃描而無(wú)水平掃描，則熒光屏上將出現(xiàn)一條垂直的亮線，如圖1.32（c）所示。 逐行掃

6、描與隔行掃描當(dāng) 水平和垂直偏轉(zhuǎn)線圈中同時(shí)加入鋸齒波電流時(shí)，電子束既作水平掃描又作垂直掃描，而形成直線掃描光柵，這稱(chēng)為直線掃描。它分為逐行掃描和隔行掃描兩種方式。 逐行掃描是一行緊跟一行的掃描。隔行掃描是將一幀畫(huà)面分成兩場(chǎng)掃描，一場(chǎng)掃奇數(shù)行，稱(chēng)為奇數(shù)場(chǎng)；另一場(chǎng)掃偶數(shù)行，稱(chēng)為偶數(shù)場(chǎng)。奇、偶兩場(chǎng)光柵均勻相嵌，構(gòu) 成一幀完整的畫(huà)面。由于隔行掃描優(yōu)于逐行掃描，所以廣播電視中都采用隔行掃描方式。一、逐行掃描當(dāng) 水平和垂直偏轉(zhuǎn)線圈中分別流過(guò)如圖1.33（d）、（e）所示水平和垂直掃描電流時(shí)，就能產(chǎn)生逐行掃描光柵。圖1.33（a）和（b） 分別是場(chǎng)正程和場(chǎng)逆程期間的掃描光柵，圖中實(shí)線是行掃描的正程線，虛線是行

7、掃描的逆程線。其特點(diǎn)是：行頻是場(chǎng)頻的整數(shù)倍，故相鄰場(chǎng)的光柵重迭，形成逐行 掃描的光柵。fHfV，故電子束的水平運(yùn)動(dòng)速度 dx/dt 大于垂直運(yùn)動(dòng)速度dy/dt ，從而形成水平傾斜的光柵。反之，若fvfH，則形成垂直傾斜的光柵。在廣播電視 中，為了使圖象均勻而清晰，在逆程期間不傳送圖象信號(hào)，故采取措施使行、場(chǎng)逆程期間電子束截止而不顯示圖象（或稱(chēng)消隱）。圖1.33（c）是消去行、場(chǎng)回掃線后的正常光柵。為了提高傳輸效率，應(yīng)使正程時(shí)間遠(yuǎn)大于逆程時(shí)間。即THrTHr，TV tTV r。我國(guó)廣播電視規(guī)定：。隨著電視技術(shù)的發(fā)展，人們將利用逆程期間傳送文字廣播等輔助信息（見(jiàn)第六章）。在逐行掃描 中，若每場(chǎng)含有

8、z行（z為整數(shù)），則。當(dāng)z增加時(shí)，掃描光柵的水平傾斜角 減小而趨于平直；當(dāng)z足夠大時(shí)，人眼將分辨不出行掃描的光柵結(jié) 構(gòu)，而只能看到一個(gè)均勻發(fā)光的平面。二、隔行掃描如 果行頻不等于場(chǎng)頻的整數(shù)倍，則相鄰場(chǎng)的光柵不能重迭，當(dāng)時(shí)（n為整數(shù)），相鄰兩場(chǎng)的光柵就能 均勻相嵌，形成隔行掃描的光柵。在隔行掃描 中，掃完一幀圖象所需時(shí)間稱(chēng)為幀掃描周期Tv，其倒數(shù)1/TVfF稱(chēng)為 幀頻，并且存在的關(guān)系。我國(guó)電視規(guī)定。若已知隔行 掃描的行、場(chǎng)掃描電流波形，則可先找出行（場(chǎng)）的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置，從而畫(huà)出其掃描光柵。圖1.34是隔行掃描的一個(gè)簡(jiǎn)例，設(shè)每幀有11行，則每場(chǎng)有5.5行，即第一步，依 上述數(shù)據(jù)，較精確地畫(huà)出行、

9、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)電流波形，交給每行（場(chǎng)）的起點(diǎn)和終點(diǎn)編號(hào)。 第二步，根 據(jù)在均勻磁場(chǎng)作用下，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角較小時(shí)，掃描點(diǎn)在平面屏幕上的偏轉(zhuǎn)距離與偏轉(zhuǎn)電流近似成正比的原理（見(jiàn)參考文獻(xiàn)2，P.68）；畫(huà)出每行 （場(chǎng)）起點(diǎn)和終點(diǎn)在屏幕上的位置，從而畫(huà)出隔行掃描的光柵圖。隔行掃描分 為奇數(shù)行隔行掃描和偶數(shù)行隔行掃描。前者每幀取奇數(shù)行，即，式中n為整數(shù)；后者每幀取偶數(shù)行， 即。為了實(shí)現(xiàn)兩場(chǎng)光柵均勻相嵌，前者場(chǎng)掃描波形簡(jiǎn)單，只要保證奇、偶兩場(chǎng)周期相等即可。而后者必須要求寄、偶兩場(chǎng)鋸齒波電流有一微 小偏移，如圖1.35所示。使偶數(shù)場(chǎng)光柵相對(duì)于奇數(shù)場(chǎng)光柵恰好下移一個(gè)行距，這種場(chǎng)掃描電流波形等于正常的場(chǎng)鋸齒波如圖1.35（c）

10、所示幀頻矩形波之迭加。對(duì)幀頻矩形波的幅度要求極嚴(yán)，否則兩場(chǎng)光柵就會(huì)出現(xiàn)局部或完全并行，使垂直清 晰度下降，這增加了技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的難度，所以世界各國(guó)的廣播電視都采用奇數(shù)行隔行掃描。 掃描同步原理一、同步的必要性同 步是指收發(fā)兩端在同一時(shí)刻，必須掃描在幾何位置上相對(duì)應(yīng)的象素點(diǎn)。為此，必須要求收、發(fā)兩端行、場(chǎng)掃描都同步。行同步的條件是行掃描同頻率及每行起始和終 止時(shí)刻相同；場(chǎng)同步的條件是場(chǎng)掃描同頻率且每場(chǎng)起始和終止時(shí)刻相同。簡(jiǎn)言之，只有行、場(chǎng)掃描同頻同相，收發(fā)才能同步；否則，就會(huì)失步。下面舉例說(shuō)明。1. 若收發(fā)場(chǎng)同步，但收端行掃描頻率比發(fā)端偏高。就會(huì)出現(xiàn)向右下方傾斜的黑白相間帶狀圖象，如圖1.38（a

11、）所示。其原因解釋如下：假定收發(fā)都從第一行起點(diǎn)開(kāi)始掃描，因收端行頻偏高，發(fā)端第一行的內(nèi)容未播完 時(shí)，收端已經(jīng)開(kāi)始第二行的掃描了，故它把第一行消隱信號(hào)部分或全部移到第二行的正程，使第二行左邊開(kāi)始位置出現(xiàn)黑道。當(dāng)發(fā)端第二行未播完時(shí)，收端第三行掃 描更早地開(kāi)始，于是把第二行的消隱信號(hào)，甚至某些圖象內(nèi)容又移到第三行，使第三行出現(xiàn)黑道。與第二行的黑道相比，向右推移了一段距離，這樣不斷地向下 向右推移下去，就出現(xiàn)向右下方傾科的黑白相同的帶狀圖象。反之，當(dāng)收端行頻偏低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)向左正文傾斜的黑白相間的帶狀圖象，如圖1.38（b）所示。2. 若收發(fā)場(chǎng)同步，行掃描同頻但不同相，假設(shè)相差半行時(shí)間。此時(shí)圖象雖然可以

12、穩(wěn)定，但是出現(xiàn)圖象左右割裂的現(xiàn)象，如圖1.39（b）所示。3. 若收發(fā)行同步，但收端場(chǎng)掃描頻率比發(fā)端高，就會(huì)出現(xiàn)向下滾 動(dòng)的圖象，如圖1.310（a）所示。其原因是：因收端場(chǎng)頻 偏高，發(fā)端第一場(chǎng)未播完，收端已開(kāi)始第二場(chǎng)掃描，這樣發(fā)端第一場(chǎng)下部的內(nèi)容和場(chǎng)消隱信號(hào)移到收端第二場(chǎng)的上方，而將發(fā)端第二場(chǎng)的內(nèi)容順序向熒光屏下方推 移。依次類(lèi)推，出現(xiàn)整幅圖象和一水平黑條（場(chǎng)消隱信號(hào)形成）向下滾動(dòng)的現(xiàn)象；并且接收機(jī)場(chǎng)頻越高，圖象向下滾動(dòng)越快。反之，收端的場(chǎng)頻低于發(fā)端時(shí)，圖象將 向上滾動(dòng)，如圖1.310（b）所示。4. 若收發(fā)行同步，場(chǎng)掃描同頻，但不同相，假設(shè)相差半場(chǎng)時(shí)間， 此時(shí)圖象雖然可以穩(wěn)定，但是出現(xiàn)圖象上下割裂現(xiàn)象，如圖1.39（c）所 示。綜 上所述，掃描的同步在電視中是極其重要的，否則收端根本無(wú)法正確重現(xiàn)原景物的圖象。在實(shí)際的電 視系統(tǒng)中，收發(fā)兩端相對(duì)應(yīng)的象素并非在同一時(shí)刻掃描，收端總有一些延時(shí)，只要所有象素延時(shí)時(shí)間相等，圖象還是同步的，不會(huì)產(chǎn)生失真。嚴(yán)格地講， 為了確保精確的同步，除了要求