電視原理-第5章電視信號的形成、處理與記錄

1、第第5章電視信號的章電視信號的形成、處理與記錄形成、處理與記錄 5.1數(shù)字演播室系統(tǒng)數(shù)字演播室系統(tǒng)n5.1.1 串行數(shù)字視頻接口信號串行數(shù)字視頻接口信號n在數(shù)字演播室，設(shè)備之間用串行數(shù)字接口在數(shù)字演播室，設(shè)備之間用串行數(shù)字接口SDI，4：2：2串行數(shù)字分量是由串行數(shù)字分量是由4：2：2并行數(shù)字分量轉(zhuǎn)換來的。并行數(shù)字分量轉(zhuǎn)換來的。10位量化時數(shù)據(jù)位量化時數(shù)據(jù)傳輸速率為傳輸速率為270MHZ。n兩種兩種PCM編碼方式：編碼方式：n 分量編碼和全信號編碼分量編碼和全信號編碼 n分量編碼：對分量編碼：對3個分量信號進(jìn)行數(shù)字化和編個分量信號進(jìn)行數(shù)字化和編碼。碼。n全信號編碼：對彩色全電視信號進(jìn)行數(shù)字全信

2、號編碼：對彩色全電視信號進(jìn)行數(shù)字化和編碼?；途幋a。5.1.2 數(shù)字演播室的視頻系統(tǒng)數(shù)字演播室的視頻系統(tǒng)n由數(shù)字演播室系統(tǒng)圖可以了解其整體結(jié)構(gòu)由數(shù)字演播室系統(tǒng)圖可以了解其整體結(jié)構(gòu)n數(shù)字演播室中的視頻源有攝像機(jī)、各種錄數(shù)字演播室中的視頻源有攝像機(jī)、各種錄像機(jī)、經(jīng)微波或衛(wèi)星傳輸來的臺外現(xiàn)場直像機(jī)、經(jīng)微波或衛(wèi)星傳輸來的臺外現(xiàn)場直播的信號等。這些視頻信號統(tǒng)由數(shù)字視頻播的信號等。這些視頻信號統(tǒng)由數(shù)字視頻矩陣進(jìn)行分配和調(diào)度矩陣進(jìn)行分配和調(diào)度,經(jīng)過特技機(jī)和切換臺經(jīng)過特技機(jī)和切換臺進(jìn)行特技處理和切換。由切換臺輸出的信進(jìn)行特技處理和切換。由切換臺輸出的信號經(jīng)嵌人音頻信號后送往播控部門。號經(jīng)嵌人音頻信號后送往播控

3、部門。n數(shù)字視頻矩陣是電視中心實(shí)現(xiàn)節(jié)目共享的數(shù)字視頻矩陣是電視中心實(shí)現(xiàn)節(jié)目共享的設(shè)備。設(shè)備。 n它有它有M個輸人端口和個輸人端口和N個輸出端口個輸出端口,因而形成因而形成一個一個MN的矩陣的矩陣,輸出端口的信號可從輸出端口的信號可從M個個輸入端口的信號中選擇。數(shù)字視頻矩陣的輸入端口的信號中選擇。數(shù)字視頻矩陣的功能設(shè)置通過操作板實(shí)現(xiàn)功能設(shè)置通過操作板實(shí)現(xiàn),操作板與矩陣主操作板與矩陣主機(jī)的接口是機(jī)的接口是RS232、 RS4222、 RS485等等標(biāo)準(zhǔn)接口。為便于操作標(biāo)準(zhǔn)接口。為便于操作,操作板一般安放在操作板一般安放在系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)架上系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)架上,一些大型的視頻矩陣系統(tǒng)一些大型的視頻矩陣系統(tǒng)還可

4、以實(shí)施遠(yuǎn)距離的遙控操作。還可以實(shí)施遠(yuǎn)距離的遙控操作。 n視頻切換臺是電視中心在多個節(jié)目源中進(jìn)視頻切換臺是電視中心在多個節(jié)目源中進(jìn)行切換輸出的設(shè)備行切換輸出的設(shè)備,它可以從多個節(jié)目源中它可以從多個節(jié)目源中選擇一路或多路的組合輸出。切換方式可選擇一路或多路的組合輸出。切換方式可采用快切和特技切換。快切是指各路節(jié)目采用快切和特技切換。快切是指各路節(jié)目源間的瞬間切換源間的瞬間切換,它在電視屏幕上的表現(xiàn)是它在電視屏幕上的表現(xiàn)是由一個節(jié)目的畫面迅速轉(zhuǎn)換到另由一個節(jié)目的畫面迅速轉(zhuǎn)換到另個節(jié)目的個節(jié)目的畫面。為防止切換時畫面的分裂和跳變畫面。為防止切換時畫面的分裂和跳變,通通常切換是在場消隱期間進(jìn)行的。特技切

5、換常切換是在場消隱期間進(jìn)行的。特技切換是從多路輸入的節(jié)目源中選擇一路或多路是從多路輸入的節(jié)目源中選擇一路或多路實(shí)施組合輸出以達(dá)到一定的藝術(shù)效果實(shí)施組合輸出以達(dá)到一定的藝術(shù)效果,如慢如慢切換和劃像等。其它較為復(fù)雜的特技則通切換和劃像等。其它較為復(fù)雜的特技則通過視頻切換臺與數(shù)字特技機(jī)的接口由數(shù)字過視頻切換臺與數(shù)字特技機(jī)的接口由數(shù)字特技機(jī)來完成。特技機(jī)來完成。 n數(shù)字特技機(jī)運(yùn)用數(shù)字技術(shù)將視頻信號在圖數(shù)字特技機(jī)運(yùn)用數(shù)字技術(shù)將視頻信號在圖像的二維或三維空間進(jìn)行較為復(fù)雜的處理像的二維或三維空間進(jìn)行較為復(fù)雜的處理,使畫面具有壓縮、放大、旋轉(zhuǎn)、翻頁、水使畫面具有壓縮、放大、旋轉(zhuǎn)、翻頁、水波紋、油畫等一系列精彩

6、的藝術(shù)效果。這波紋、油畫等一系列精彩的藝術(shù)效果。這些特技是視頻切換臺所不能完成的些特技是視頻切換臺所不能完成的,視頻切視頻切換臺的特技切換只能完成幾路信號以不同換臺的特技切換只能完成幾路信號以不同幅度比例進(jìn)行的組合幅度比例進(jìn)行的組合,也可以生成各種形狀也可以生成各種形狀的分界線動態(tài)的分割屏幕的分界線動態(tài)的分割屏幕,但不能對圖像信但不能對圖像信號進(jìn)行深度的處理號進(jìn)行深度的處理,這也是數(shù)字特技機(jī)與視這也是數(shù)字特技機(jī)與視頻切換臺在特技處理上的區(qū)別。頻切換臺在特技處理上的區(qū)別。 n 5.2 彩色電視攝像機(jī)彩色電視攝像機(jī)n5.2.1彩色電視攝像機(jī)的分類和組成彩色電視攝像機(jī)的分類和組成按信號方式可分為：按

7、信號方式可分為： 1模擬彩色攝像機(jī)模擬彩色攝像機(jī) 2數(shù)字（碼）彩色攝像機(jī)數(shù)字（碼）彩色攝像機(jī) 按用途分類：按用途分類：1. 廣播用攝像機(jī)：技術(shù)指標(biāo)高，圖像質(zhì)量好，價格昂貴。廣播用攝像機(jī)：技術(shù)指標(biāo)高，圖像質(zhì)量好，價格昂貴。2. 專業(yè)攝像機(jī)：體積小，重量輕，價格便宜。專業(yè)攝像機(jī)：體積小，重量輕，價格便宜。3. 家用攝像機(jī)：小巧、靈活，價格低廉，攝錄一體。家用攝像機(jī)：小巧、靈活，價格低廉，攝錄一體。4. 特殊用途攝像機(jī)：航天探測、商業(yè)監(jiān)視、特殊用途攝像機(jī)：航天探測、商業(yè)監(jiān)視、 圖像通訊等領(lǐng)域圖像通訊等領(lǐng)域 n按攝像器件分類：按攝像器件分類：1真空管攝像機(jī)：采用電子掃描方式，主要有氧真空管攝像機(jī)：采用

8、電子掃描方式，主要有氧化鉛和硒砷碲兩種?；U和硒砷碲兩種。2固體攝像機(jī)：采用固體掃描讀取電荷，成熟的固體攝像機(jī)：采用固體掃描讀取電荷，成熟的 是是CCD攝像機(jī)攝像機(jī)n按攝像器件的數(shù)目：按攝像器件的數(shù)目：三管（片）攝像機(jī)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，三管（片）攝像機(jī)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，價格較高，但圖像質(zhì)量好，主要用于廣播和專業(yè)領(lǐng)價格較高，但圖像質(zhì)量好，主要用于廣播和專業(yè)領(lǐng)域。域。二管（片）攝像機(jī)：產(chǎn)量愈來愈小二管（片）攝像機(jī)：產(chǎn)量愈來愈小單管（片）攝像機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，單管（片）攝像機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，價格低，主要用于家庭或非專業(yè)領(lǐng)域。價格低，主要用于家庭或非專業(yè)領(lǐng)域。 按使用場合：按使用場合：

9、臺式攝像機(jī)：供演播室（臺式攝像機(jī)：供演播室（ESP）和轉(zhuǎn)播）和轉(zhuǎn)播車用車用 便攜式攝像機(jī)：供外拍用，主要包括便攜式攝像機(jī)：供外拍用，主要包括EFP、 ENG和家用攝像機(jī)和家用攝像機(jī)監(jiān)視用攝像機(jī)。監(jiān)視用攝像機(jī)。按攝像方式：按攝像方式： 同時攝像方式；（三管式，三片板式）同時攝像方式；（三管式，三片板式） 時間分離方式：時間分離方式：順序式；（單管式，單板順序式；（單管式，單板/片式）片式）線順序式；線順序式；面順序式面順序式。 按攝像機(jī)的記錄載體：按攝像機(jī)的記錄載體： 1磁帶；磁帶；如如VHS（V12）、）、V8、D8、MINI DV 2MD（mini disk)；（采用；（采用MPEG-2壓縮

10、壓縮技術(shù)）技術(shù)）38cm的的DVD光盤；（如日立光盤；（如日立DZMV200A）4硬盤；（采用硬盤；（采用MPEG-4壓縮技術(shù)，如三星壓縮技術(shù)，如三星 ITCAM-7）5SD-MMC存儲卡（存儲卡（Secure Digital-multi media card）6記憶棒（記憶棒（memory stick）；（）；（Sony DCR-IPI）7CF卡（卡（Compact Flash） 彩色攝像機(jī)的組成彩色攝像機(jī)的組成攝像光學(xué)系統(tǒng)攝像光學(xué)系統(tǒng)攝像器件攝像器件電路系統(tǒng)電路系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)（主要指鏡頭）光學(xué)系統(tǒng)（主要指鏡頭）光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（攝像管或器件）光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（攝像管或器件）電路系統(tǒng)（視頻處理電路）電

11、路系統(tǒng)（視頻處理電路）或或1 n 5.2.3 電視攝像管電視攝像管 n1、CCD的工作原理的工作原理n 電荷耦合器件簡稱，是一種金屬氧化物半電荷耦合器件簡稱，是一種金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體(MOS)集成電路器件，集成電路器件，（一）（一）MOS電容器的結(jié)構(gòu)電容器的結(jié)構(gòu)（二）光電轉(zhuǎn)換和電荷存儲（二）光電轉(zhuǎn)換和電荷存儲 半導(dǎo)體在光照的作用下產(chǎn)半導(dǎo)體在光照的作用下產(chǎn)生本征激發(fā)形成電子生本征激發(fā)形成電子-空穴對空穴對, 在耗盡區(qū)電場的作用下在耗盡區(qū)電場的作用下,空穴空穴流入流入P型襯底型襯底,電子收集到勢電子收集到勢阱中形成電荷包阱中形成電荷包.電荷數(shù)目與電荷數(shù)目與該處的光照強(qiáng)度成正比該處的光照強(qiáng)度成正比

12、.（三）電荷的轉(zhuǎn)移三）電荷的轉(zhuǎn)移1.在時刻在時刻t1,第一相時鐘第一相時鐘V1處處于高電壓，于高電壓，V2、V3處于低壓。處于低壓。這時第一組電極這時第一組電極A、D、下面形成深勢阱，在這些勢下面形成深勢阱，在這些勢阱中可以貯存信號電荷形成阱中可以貯存信號電荷形成“電荷包電荷包”，如圖所示。，如圖所示。2.在在t2時刻時刻V1電壓線性減少，電壓線性減少，V2為高為高電壓，在第一組電極下的勢阱變淺，電壓，在第一組電極下的勢阱變淺，而第二組（而第二組（B、E、）電極下形成深）電極下形成深勢阱，信息電荷從第一組電極下面向勢阱，信息電荷從第一組電極下面向第二組轉(zhuǎn)移，直到第二組轉(zhuǎn)移，直到t3時刻，時刻，

13、V2為高壓，為高壓，V1、V3為低壓，信息電荷全部轉(zhuǎn)移到為低壓，信息電荷全部轉(zhuǎn)移到第二組電極下面。第二組電極下面。3.重復(fù)上述類似過程，信息電荷可從重復(fù)上述類似過程，信息電荷可從V2V2轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到V3V3，然，然后從后從V3V3轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移V1V1電極下的勢阱中，當(dāng)三相時鐘電壓循環(huán)電極下的勢阱中，當(dāng)三相時鐘電壓循環(huán)一個時鐘周期時，電荷包向右轉(zhuǎn)移一級（一個像元），一個時鐘周期時，電荷包向右轉(zhuǎn)移一級（一個像元），依次類推，信號電荷一直由電極依次類推，信號電荷一直由電極A A、B B、CC向右移，向右移，直到輸出。直到輸出。（四）（四） CCD的電荷輸出的電荷輸出DGOGV3V2轉(zhuǎn)移方向轉(zhuǎn)移方向電荷電

14、荷CSW+BR輸出電壓輸出電壓V0OG：輸出柵，在其上加不同的：輸出柵，在其上加不同的控制電壓，可控制電荷在適當(dāng)控制電壓，可控制電荷在適當(dāng)?shù)臅r刻從的時刻從V3電極下轉(zhuǎn)移到場電極下轉(zhuǎn)移到場效應(yīng)管的控制柵極。同時，它效應(yīng)管的控制柵極。同時，它對對V3電極的脈沖和輸出場效應(yīng)電極的脈沖和輸出場效應(yīng)管起到隔離作用。管起到隔離作用。DG：直流偏置柵極，其作用等效電路中：直流偏置柵極，其作用等效電路中虛線所表示的開關(guān)在其上加入控制脈沖虛線所表示的開關(guān)在其上加入控制脈沖VpG，控制開關(guān)通控制開關(guān)通/斷。斷。V：信號電壓。由于：信號電壓。由于VpG脈沖可通過場效應(yīng)管的極間脈沖可通過場效應(yīng)管的極間分布電容的耦合，

15、將在輸出信號中出現(xiàn)，而引入了雜波。分布電容的耦合，將在輸出信號中出現(xiàn)，而引入了雜波。2 、面陣、面陣CCD攝像器件攝像器件 按信號電荷的傳輸方式可分為按信號電荷的傳輸方式可分為幀轉(zhuǎn)移型（幀轉(zhuǎn)移型（FT）攝像器件、隔列轉(zhuǎn)移）攝像器件、隔列轉(zhuǎn)移型（型（I T）攝像器件（又稱行間轉(zhuǎn)移）攝像器件（又稱行間轉(zhuǎn)移）及幀及幀-行間轉(zhuǎn)移型（行間轉(zhuǎn)移型（FIT）攝像器件。）攝像器件。 該器件由相同像素數(shù)量的成像部分、該器件由相同像素數(shù)量的成像部分、存儲部分和讀出寄存器三個基本部分存儲部分和讀出寄存器三個基本部分組成。組成。 1、場正程期間（、場正程期間（18.4ms）圖像的二）圖像的二維信號電荷被積累在成像區(qū)；

16、維信號電荷被積累在成像區(qū)；2、場逆程期間（、場逆程期間（1.6ms）通過加在成像區(qū)和存儲區(qū)）通過加在成像區(qū)和存儲區(qū)電極上的時鐘脈沖使成像區(qū)的整場信號電荷快速電極上的時鐘脈沖使成像區(qū)的整場信號電荷快速轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)；轉(zhuǎn)移到存儲區(qū)；3、下一個場正程期間，成像區(qū)積累光生電荷生成下、下一個場正程期間，成像區(qū)積累光生電荷生成下一場電像，存儲區(qū)所存的上一場圖像信號電荷在時鐘一場電像，存儲區(qū)所存的上一場圖像信號電荷在時鐘脈沖作用下，在行逆程期間（脈沖作用下，在行逆程期間（12微秒）將一行光生電微秒）將一行光生電荷送進(jìn)讀出寄存器，從而使存儲區(qū)內(nèi)各行光生電荷向荷送進(jìn)讀出寄存器，從而使存儲區(qū)內(nèi)各行光生電荷向讀出寄存

17、器方向進(jìn)一次；讀出寄存器方向進(jìn)一次；4、在行正程期間，在讀出寄存器脈沖的驅(qū)動下，使、在行正程期間，在讀出寄存器脈沖的驅(qū)動下，使一行信號電荷向輸出結(jié)構(gòu)依次轉(zhuǎn)移，經(jīng)輸出極輸出。一行信號電荷向輸出結(jié)構(gòu)依次轉(zhuǎn)移，經(jīng)輸出極輸出。 n幀轉(zhuǎn)移（幀轉(zhuǎn)移（FT）n結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 在一個在一個CCD芯片上完成感光、芯片上完成感光、存儲和讀出的功能。存儲和讀出的功能。1、場正程期間（、場正程期間（18.4ms）感光部分）感光部分被入射光照射產(chǎn)生光生電荷；被入射光照射產(chǎn)生光生電荷；2、場逆程期間（、場逆程期間（1.6ms）受轉(zhuǎn)移柵控制，各列成像）受轉(zhuǎn)移柵控制，各列成像單元內(nèi)的信號電荷同時被快速（約單元內(nèi)的信號電荷同時被快速

18、（約1微秒）水平轉(zhuǎn)移微秒）水平轉(zhuǎn)移到各自所對應(yīng)的垂直移位寄存器；到各自所對應(yīng)的垂直移位寄存器；3、下一個場正程期間，成像區(qū)再次積累光生電荷，、下一個場正程期間，成像區(qū)再次積累光生電荷，垂直移位寄存器中存儲的電荷在每個行消隱（逆程）垂直移位寄存器中存儲的電荷在每個行消隱（逆程）期間各列電荷包垂直期間各列電荷包垂直 上移一行，將一行電荷送入水上移一行，將一行電荷送入水平移位寄存器；平移位寄存器；4、在行正程期間，將水平移位寄存器中的電荷讀、在行正程期間，將水平移位寄存器中的電荷讀出，這樣形成了視頻信號。出，這樣形成了視頻信號。在行間轉(zhuǎn)移型結(jié)構(gòu)的傳感器與水平移位在行間轉(zhuǎn)移型結(jié)構(gòu)的傳感器與水平移位寄存

19、器之間附加了場存儲區(qū)。寄存器之間附加了場存儲區(qū)。1、場正程期間（、場正程期間（18.4ms）成像區(qū)的）成像區(qū)的光敏器接收入射光形成電荷包；光敏器接收入射光形成電荷包；2、場逆程期間（、場逆程期間（1.6ms）受轉(zhuǎn)移柵控制，各列成像單元）受轉(zhuǎn)移柵控制，各列成像單元內(nèi)的信號電荷同時被快速（約內(nèi)的信號電荷同時被快速（約1微秒）水平轉(zhuǎn)移到各自所微秒）水平轉(zhuǎn)移到各自所對應(yīng)的垂直移位寄存器，緊接著又以極快的速度轉(zhuǎn)移到對應(yīng)的垂直移位寄存器，緊接著又以極快的速度轉(zhuǎn)移到下面場存儲區(qū)。下面場存儲區(qū)。3、下一個場正程期間，成像區(qū)積累光生電荷生成、下一個場正程期間，成像區(qū)積累光生電荷生成下一場電像，存儲區(qū)所存的上一場

20、圖像信號電荷在下一場電像，存儲區(qū)所存的上一場圖像信號電荷在時鐘脈沖作用下，在行逆程期間（時鐘脈沖作用下，在行逆程期間（12微秒）將一行微秒）將一行光生電荷送進(jìn)讀出寄存器，從而使存儲區(qū)內(nèi)各行光光生電荷送進(jìn)讀出寄存器，從而使存儲區(qū)內(nèi)各行光生電荷向讀出寄存器方向進(jìn)一次；生電荷向讀出寄存器方向進(jìn)一次；4、在行正程期間，在讀出寄存器脈沖的驅(qū)動下，、在行正程期間，在讀出寄存器脈沖的驅(qū)動下，使一行信號電荷向輸出結(jié)構(gòu)依次轉(zhuǎn)移，經(jīng)輸出極輸使一行信號電荷向輸出結(jié)構(gòu)依次轉(zhuǎn)移，經(jīng)輸出極輸出。出。CCD都具有高光抑制功能，即有消除都具有高光抑制功能，即有消除“開花開花”和和“彗尾彗尾”的功能。的功能。 因?yàn)樵谝驗(yàn)樵贑C

21、D器件中設(shè)置有器件中設(shè)置有“溢流溝道（溢流溝道（OverFlow Dyke）。在過曝光時，溢出的過量電子將通過溢流溝）。在過曝光時，溢出的過量電子將通過溢流溝道垂直向下流入襯底，保證了即使產(chǎn)生一個超常的強(qiáng)光道垂直向下流入襯底，保證了即使產(chǎn)生一個超常的強(qiáng)光,電子電荷的最大量也總是相等的，消除了電子電荷的最大量也總是相等的，消除了“開花開花”現(xiàn)象。現(xiàn)象。 動態(tài)分辨力是攝像機(jī)對運(yùn)動圖像所呈現(xiàn)的分辨力，動態(tài)分辨力是攝像機(jī)對運(yùn)動圖像所呈現(xiàn)的分辨力，即呈現(xiàn)運(yùn)動畫面細(xì)節(jié)的能力，它決定了正在制作的運(yùn)動即呈現(xiàn)運(yùn)動畫面細(xì)節(jié)的能力，它決定了正在制作的運(yùn)動圖像的細(xì)節(jié)，同時它決定了后期制作中靜幀畫面的清晰度。圖像的細(xì)節(jié)

22、，同時它決定了后期制作中靜幀畫面的清晰度。制約動態(tài)分辨力的因素：（制約動態(tài)分辨力的因素：（A）攝像器件的惰性；）攝像器件的惰性； （B）曝光時間。）曝光時間。曝光時間：相繼兩次電荷讀出的時間周期。曝光時間：相繼兩次電荷讀出的時間周期。攝像管攝像機(jī)：由于電子束不可能聚焦特細(xì)，攝像管攝像機(jī)：由于電子束不可能聚焦特細(xì)， 因而在掃描一行時也會掃到相鄰行，使曝光因而在掃描一行時也會掃到相鄰行，使曝光時間趨向于時間趨向于1/60s（NTSC）或）或1/50s（PAL）。）。CCD攝像機(jī)：依靠時鐘瞬間取出電荷，攝像機(jī)：依靠時鐘瞬間取出電荷，不存在惰性。提高動態(tài)不存在惰性。提高動態(tài)分辨力唯一的辦法是減小曝光時

23、間。分辨力唯一的辦法是減小曝光時間。機(jī)械快門存在噪音且只能用于幀轉(zhuǎn)移方式中，機(jī)械快門存在噪音且只能用于幀轉(zhuǎn)移方式中，故先廣泛采用電子快門。故先廣泛采用電子快門。 5.3 圖像信號的處理圖像信號的處理5.3.1圖像信號中直流分量的恢復(fù)圖像信號中直流分量的恢復(fù)n圖像信號的最低頻率分量反映景物背景亮圖像信號的最低頻率分量反映景物背景亮度的緩慢變化通常稱為直流分量。度的緩慢變化通常稱為直流分量。n但在視頻通道巾多采用交流放大器，使直但在視頻通道巾多采用交流放大器，使直流分量丟失，在復(fù)現(xiàn)的圖像中將看不到背流分量丟失，在復(fù)現(xiàn)的圖像中將看不到背景亮度的緩慢變化，造成圖像亮度的畸變。景亮度的緩慢變化，造成圖像

24、亮度的畸變。 n 由于電視圖像信號具有單極性的特點(diǎn)，即由于電視圖像信號具有單極性的特點(diǎn)，即信號只存在以固定黑色電平為基準(zhǔn)的一個信號只存在以固定黑色電平為基準(zhǔn)的一個方向上。所以，只要利用鉗位電路，把經(jīng)方向上。所以，只要利用鉗位電路，把經(jīng)交流放大器后出現(xiàn)的隨圖像內(nèi)容而變化的交流放大器后出現(xiàn)的隨圖像內(nèi)容而變化的黑色電平，重新鉗定在同一個電下上，就黑色電平，重新鉗定在同一個電下上，就可以恢復(fù)原圖像信號的性質(zhì)。可以恢復(fù)原圖像信號的性質(zhì)。n所以，在視頻通道個設(shè)有直流分量恢復(fù)電所以，在視頻通道個設(shè)有直流分量恢復(fù)電路路鉗位電路。鉗位電路。 n 一、鉗位電路的作用一、鉗位電路的作用 n鉗位電路可以消除疊加型干擾

25、鉗位電路可以消除疊加型干擾 n鉗位電路不能消除調(diào)制型干擾鉗位電路不能消除調(diào)制型干擾 n鉗位電路的工作原理鉗位電路的工作原理n消除疊加型干擾（如前圖所示）消除疊加型干擾（如前圖所示） n單向鉗位單向鉗位n作用作用n失去了鉗位失去了鉗位n作用作用 n大的干擾信號破壞了鉗位大的干擾信號破壞了鉗位n產(chǎn)生了錯誤產(chǎn)生了錯誤n的鉗位動作的鉗位動作 n強(qiáng)迫鉗位電路強(qiáng)迫鉗位電路 n5.3.2 黑斑校正黑斑校正n 通過前面的學(xué)習(xí)我們可以知道，由于分色通過前面的學(xué)習(xí)我們可以知道，由于分色棱鏡的色漸變效應(yīng)、鏡頭各區(qū)域亮度的不棱鏡的色漸變效應(yīng)、鏡頭各區(qū)域亮度的不n均勻性、投射在靶面上的背景光不均勻、均勻性、投射在靶面上

26、的背景光不均勻、攝像管靶面不均勻和掃描電子束在靶面邊攝像管靶面不均勻和掃描電子束在靶面邊緣處不能垂直上靶等原因，都能導(dǎo)致重現(xiàn)緣處不能垂直上靶等原因，都能導(dǎo)致重現(xiàn)圖像上出現(xiàn)陰影或色斑。這類現(xiàn)象統(tǒng)稱為圖像上出現(xiàn)陰影或色斑。這類現(xiàn)象統(tǒng)稱為黑斑效應(yīng)。黑斑效應(yīng)。 n 為了提高畫面的均勻性，一方面要努力消為了提高畫面的均勻性，一方面要努力消除產(chǎn)生黑斑效應(yīng)的原因，另一方面還要在除產(chǎn)生黑斑效應(yīng)的原因，另一方面還要在電路中采取補(bǔ)償措施，將黑斑削弱。而且，電路中采取補(bǔ)償措施，將黑斑削弱。而且，補(bǔ)償方法應(yīng)隨黑斑性質(zhì)的不同而不同。補(bǔ)償方法應(yīng)隨黑斑性質(zhì)的不同而不同。n至于那些隨機(jī)性的黑斑，是無法通過電路至于那些隨機(jī)性的

27、黑斑，是無法通過電路來校正的，只有根除其產(chǎn)生原因才能克服。來校正的，只有根除其產(chǎn)生原因才能克服。 n 圖像上的黑斑一段有兩種類型。其中之一圖像上的黑斑一段有兩種類型。其中之一是圖像信號本身沒有畸變只是更加了一是圖像信號本身沒有畸變只是更加了一個不均勻的附加倍號，如靶面受不均勻的個不均勻的附加倍號，如靶面受不均勻的背景光照射而引起的黑斑效應(yīng)就屬于這一背景光照射而引起的黑斑效應(yīng)就屬于這一類。類。n對此，只要在電路中產(chǎn)生一個與附加信號對此，只要在電路中產(chǎn)生一個與附加信號波形相反的校正信號便可實(shí)現(xiàn)黑斑校正，波形相反的校正信號便可實(shí)現(xiàn)黑斑校正，如圖所示。如圖所示。 n加法補(bǔ)償加法補(bǔ)償 再調(diào)制，乘法補(bǔ)償再

28、調(diào)制，乘法補(bǔ)償 n調(diào)制型黑斑校正電路方框圖調(diào)制型黑斑校正電路方框圖 n5 5.3.3 .3.3 校正校正n具有折線特性的具有折線特性的校正放大器校正放大器n輸入信號小時，輸入信號小時，n3個二極管導(dǎo)通；個二極管導(dǎo)通；n負(fù)反饋較小。負(fù)反饋較小。n信號增加，信號增加，3個個n二極管依次斷開，二極管依次斷開，n負(fù)反饋增大，放大器負(fù)反饋增大，放大器n的增益下降?？梢缘脑鲆嫦陆??？梢詎獲得獲得=0.45=0.45折線折線n非線性增益特性非線性增益特性 n具有漸變特性的具有漸變特性的校正放大器校正放大器n輸入信號小時，輸出增益大，輸入信輸入信號小時，輸出增益大，輸入信號大時，輸出增益小?？梢垣@號大時，輸出

29、增益小?？梢垣@=0.45=0.45傳輸特性傳輸特性 n 5.3.4 彩色校正彩色校正n在彩色電視系統(tǒng)中，為了正確重現(xiàn)被攝景在彩色電視系統(tǒng)中，為了正確重現(xiàn)被攝景物的彩色，攝像機(jī)的光譜響應(yīng)特性應(yīng)與接物的彩色，攝像機(jī)的光譜響應(yīng)特性應(yīng)與接收端顯像三基色的混色曲線相一致?；焐斩孙@像三基色的混色曲線相一致?；焐€有負(fù)值存在，然而從攝像機(jī)鏡頭到攝曲線有負(fù)值存在，然而從攝像機(jī)鏡頭到攝像管，各部分的光譜響應(yīng)曲線卻都只有正像管，各部分的光譜響應(yīng)曲線卻都只有正值。為了克服由此帶來的彩色失真，必須值。為了克服由此帶來的彩色失真，必須加入彩色校正。加入彩色校正。 n 一、修正法一、修正法n 此法是略去光譜響應(yīng)特性的

30、負(fù)區(qū)而只保此法是略去光譜響應(yīng)特性的負(fù)區(qū)而只保留其正區(qū)，并將正區(qū)適當(dāng)壓縮以使更現(xiàn)彩留其正區(qū)，并將正區(qū)適當(dāng)壓縮以使更現(xiàn)彩色的失真程度限制在容許范圍之內(nèi)。色的失真程度限制在容許范圍之內(nèi)。n 早期的彩色攝像機(jī)和目前使用的較簡單早期的彩色攝像機(jī)和目前使用的較簡單的攝像機(jī)都采用這種方法。為使重現(xiàn)彩色的攝像機(jī)都采用這種方法。為使重現(xiàn)彩色不產(chǎn)生過分的失真，在略去負(fù)區(qū)的同時，不產(chǎn)生過分的失真，在略去負(fù)區(qū)的同時，應(yīng)將與之鄰近的正區(qū)也去掉一部分，并使應(yīng)將與之鄰近的正區(qū)也去掉一部分，并使兩區(qū)去掉的面積大致相等。圖示出了對光兩區(qū)去掉的面積大致相等。圖示出了對光譜響應(yīng)曲線作這種近似處理的情況。譜響應(yīng)曲線作這種近似處理的情

31、況。 n n 由于人眼對彩色的分辨力有限，所以利用由于人眼對彩色的分辨力有限，所以利用經(jīng)過修正的實(shí)用攝像光譜響應(yīng)曲線，仍能經(jīng)過修正的實(shí)用攝像光譜響應(yīng)曲線，仍能獲得比較滿意的傳色效果。但是，這種處獲得比較滿意的傳色效果。但是，這種處理方法除了不夠精確外，還因減少攝像管理方法除了不夠精確外，還因減少攝像管入射光的能量而使攝像機(jī)靈敏度有所下降。入射光的能量而使攝像機(jī)靈敏度有所下降。 n二、合成法二、合成法n 自從出現(xiàn)了具有直線性光電轉(zhuǎn)換特性和自從出現(xiàn)了具有直線性光電轉(zhuǎn)換特性和低雜波電平的氧化鉛管以來，在近代彩色低雜波電平的氧化鉛管以來，在近代彩色攝像機(jī)中，開始用電信號合成的方法來獲攝像機(jī)中，開始用電

32、信號合成的方法來獲得接近理想的攝像光譜響應(yīng)特性。得接近理想的攝像光譜響應(yīng)特性。n這種方法是把光電器件丟掉的光譜響應(yīng)曲這種方法是把光電器件丟掉的光譜響應(yīng)曲線負(fù)區(qū)設(shè)法用矩陣電路給以近似恢復(fù)。線負(fù)區(qū)設(shè)法用矩陣電路給以近似恢復(fù)。n由圖看到，由圖看到，R、G、B三條光譜響應(yīng)曲線是三條光譜響應(yīng)曲線是互相重疊的，每條曲線的負(fù)區(qū)都對應(yīng)著另互相重疊的，每條曲線的負(fù)區(qū)都對應(yīng)著另一條曲線的正區(qū)。一條曲線的正區(qū)。 n n線性矩陣電路所完成的線性交換可表示線性矩陣電路所完成的線性交換可表示為為 n n 5.4 彩色電視信號編碼器彩色電視信號編碼器n5.4.1 PAL制彩色全電視信號的形成方案制彩色全電視信號的形成方案n

33、 PAL制彩色全電視信號由亮度信號、色度制彩色全電視信號由亮度信號、色度信號、色同步信號、復(fù)合消隱信號和復(fù)合信號、色同步信號、復(fù)合消隱信號和復(fù)合同步信號組成。因?yàn)樯刃盘栍胁煌男瓮叫盘柦M成。因?yàn)樯刃盘栍胁煌男纬煞椒?，所以成方法，所以PAL信號也就有不同的編碼信號也就有不同的編碼方案。方案。n 一、副載波逐行倒相的一、副載波逐行倒相的PAL制編碼方案制編碼方案 n圖給出一種應(yīng)用最廣的，副載波逐行倒相圖給出一種應(yīng)用最廣的，副載波逐行倒相的編碼方案。的編碼方案。n其特點(diǎn)是先形成逐行倒相副載波其特點(diǎn)是先形成逐行倒相副載波esv然后送然后送入平衡調(diào)幅器由入平衡調(diào)幅器由V色差信號調(diào)制而得到色色差信

34、號調(diào)制而得到色度信號中的逐行倒相的度信號中的逐行倒相的v分量。分量。n 首先，利用矩陣電路將已經(jīng)首先，利用矩陣電路將已經(jīng)校正的基校正的基色信號色信號R、G、B按下式進(jìn)行線性組合，從按下式進(jìn)行線性組合，從而形成一個亮度信號而形成一個亮度信號Y和兩個色差信號和兩個色差信號(R-Y)、(B-Y)。 n n 進(jìn)入亮度通道的進(jìn)入亮度通道的Y信號，也可以是早期四信號，也可以是早期四管攝像機(jī)管攝像機(jī)Y通道輸出的經(jīng)通道輸出的經(jīng)校正的亮度信號校正的亮度信號Y（1/ ）次方。為減少進(jìn)入接收機(jī)色度）次方。為減少進(jìn)入接收機(jī)色度通道的亮度串色，在編碼器亮度通道中可通道的亮度串色，在編碼器亮度通道中可接入副載波接入副載波

35、(esc) 陷波器，而當(dāng)不希望它影陷波器，而當(dāng)不希望它影響黑白兼容圖像的清晰度時，也可將其旁響黑白兼容圖像的清晰度時，也可將其旁路。為均衡色度信號因頻帶受限而在時間路。為均衡色度信號因頻帶受限而在時間上產(chǎn)生的延遲，上產(chǎn)生的延遲， Y通道還接有延遲線。延通道還接有延遲線。延遲線輸出的遲線輸出的Y信號再經(jīng)放大、鉗位等處理信號再經(jīng)放大、鉗位等處理電路，并混入復(fù)合消隱信號電路，并混入復(fù)合消隱信號(BL)和復(fù)合同和復(fù)合同步信號步信號(s)后便形成黑白全電視信號。后便形成黑白全電視信號。 n 在色度通道里，在色度通道里， (R-Y)、(B-Y)先經(jīng)帶寬限先經(jīng)帶寬限制，壓編成制，壓編成V、U信號，再由鉗位電

36、路鉗定信號，再由鉗位電路鉗定零電平，然后進(jìn)入平衡調(diào)幅器。在兩個調(diào)零電平，然后進(jìn)入平衡調(diào)幅器。在兩個調(diào)幅器中，分別實(shí)現(xiàn)幅器中，分別實(shí)現(xiàn)V信號和信號和U信號對副載波信號對副載波esv和和esu的平衡調(diào)幅。兩個已調(diào)信號再經(jīng)相的平衡調(diào)幅。兩個已調(diào)信號再經(jīng)相加組合和濾除調(diào)制中產(chǎn)生的諧波之后，便加組合和濾除調(diào)制中產(chǎn)生的諧波之后，便形成色度信號形成色度信號ec(t)。濾波網(wǎng)絡(luò)可采用低通。濾波網(wǎng)絡(luò)可采用低通或帶通。此網(wǎng)絡(luò)還能濾除載漏的諧波，而或帶通。此網(wǎng)絡(luò)還能濾除載漏的諧波，而當(dāng)使用帶通時，調(diào)制信號的泄漏也可去除。當(dāng)使用帶通時，調(diào)制信號的泄漏也可去除。 n n n n n 二、數(shù)字電路預(yù)制副載波編碼方案二、數(shù)

37、字電路預(yù)制副載波編碼方案nesc經(jīng)移相并變成方波后送入相位比較器和經(jīng)移相并變成方波后送入相位比較器和90相移粗調(diào)電路，被比較的信號來自兩相移粗調(diào)電路，被比較的信號來自兩個平衡調(diào)幅器。比較的結(jié)果用來控制四倍個平衡調(diào)幅器。比較的結(jié)果用來控制四倍副載頻副載頻(4fsc)振蕩器的頻率和相位。振蕩器的頻率和相位。 n n n若將其中的一組副載頻方波若將其中的一組副載頻方波(0、180 或或90 、270 )逐行切換輸出，便能獲得逐行切換輸出，便能獲得逐行倒相的逐行倒相的esv。用這種數(shù)字電路來預(yù)制。用這種數(shù)字電路來預(yù)制esu 和和esv的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。不過為了將它的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。不過為了將它付諸

38、實(shí)施，要求這些高速電路的工作必須付諸實(shí)施，要求這些高速電路的工作必須穩(wěn)定而可靠。穩(wěn)定而可靠。 n 三、三、PAL制色同步信號制色同步信號n PAL色同步信號包含兩個分量，一為傳色同步信號包含兩個分量，一為傳遞副載波相位信息的鎖相分量，一為傳遞遞副載波相位信息的鎖相分量，一為傳遞開關(guān)狀態(tài)信息的識別分量。為使開關(guān)狀態(tài)信息的識別分量。為使eb(t)不干不干擾圖像，它不僅須在行消隱期間傳送，幅擾圖像，它不僅須在行消隱期間傳送，幅度也不宜太大，而且它的副載波相位應(yīng)對度也不宜太大，而且它的副載波相位應(yīng)對應(yīng)人眼不敏感的色調(diào)。當(dāng)色同步信號按上應(yīng)人眼不敏感的色調(diào)。當(dāng)色同步信號按上述方法形成時，這些要求實(shí)際上已經(jīng)

39、得到述方法形成時，這些要求實(shí)際上已經(jīng)得到滿足。但是，就滿足。但是，就625行隔行掃描行隔行掃描PAL制來制來說色同步信號的傳送，還必須符合下圖說色同步信號的傳送，還必須符合下圖所示的規(guī)定。所示的規(guī)定。 n n n n 圖表明，圖表明， eb(t)(用箭頭表示用箭頭表示)在場消隱期間在場消隱期間被消隱若干行這是為了避免對接收機(jī)場被消隱若干行這是為了避免對接收機(jī)場同步產(chǎn)生干擾。但另一方面，為保證接收同步產(chǎn)生干擾。但另一方面，為保證接收機(jī)恢復(fù)的副載波在場正程之始就具有正確機(jī)恢復(fù)的副載波在場正程之始就具有正確相位相位eb(t)應(yīng)在場同步之后盡早傳送。應(yīng)在場同步之后盡早傳送。 neb(t)相位的逐行擺動

40、，對接收機(jī)鎖相環(huán)是相位的逐行擺動，對接收機(jī)鎖相環(huán)是個干擾。為避免因消隱前后個干擾。為避免因消隱前后eb(t)的相位不的相位不同造成鎖相環(huán)工作狀態(tài)的較大擾動，在同同造成鎖相環(huán)工作狀態(tài)的較大擾動，在同步機(jī)中，需用圖所示的每場移半行、四場步機(jī)中，需用圖所示的每場移半行、四場一循環(huán)的包同步消隱脈沖一循環(huán)的包同步消隱脈沖(也稱過回門脈沖也稱過回門脈沖)，在場消隱期間消隱奇數(shù)個在場消隱期間消隱奇數(shù)個K脈沖。脈沖。 n特技切換時，特技切換時，eb(t)的相位必須確定而且彼此的相位必須確定而且彼此同步。即各編碼器輸出的每場最初一個與最同步。即各編碼器輸出的每場最初一個與最后一個色同步信號均應(yīng)為同一確定相位后一

41、個色同步信號均應(yīng)為同一確定相位(例如例如+135，用朝上的箭頭表示，用朝上的箭頭表示)。因這些行與。因這些行與有有P脈沖的行對應(yīng)，所以只要將脈沖的行對應(yīng)，所以只要將P脈沖接到雙脈沖接到雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的恰當(dāng)?shù)闹昧愣耍刂品€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的恰當(dāng)?shù)闹昧愣?，控制PAL開關(guān)開關(guān)的方波就有確定相位。因此，總可以實(shí)現(xiàn)上的方波就有確定相位。因此，總可以實(shí)現(xiàn)上述要求。為少敷設(shè)一條電纜，用來確定雙穩(wěn)述要求。為少敷設(shè)一條電纜，用來確定雙穩(wěn)態(tài)輸出的相位的脈沖，也可以由態(tài)輸出的相位的脈沖，也可以由P脈沖改為脈沖改為VP脈沖。脈沖。5.5 模擬電視射頻信號的形成模擬電視射頻信號的形成n 因?yàn)橐曨l圖像信號具有因?yàn)橐曨l圖像信號具有6

42、MHz帶寬，所以帶寬，所以地面電視廣播頻段選在超短波范圍，我國地面電視廣播頻段選在超短波范圍，我國規(guī)定的甚高額波段規(guī)定的甚高額波段(VHF)頻率范圍為頻率范圍為48223MHz，超高頻波段，超高頻波段(UHF)頻率范圍為頻率范圍為470一一960MHz。此外，還有有線電視與衛(wèi)。此外，還有有線電視與衛(wèi)星電視廣播，其頻率范圍大大擴(kuò)展，電視星電視廣播，其頻率范圍大大擴(kuò)展，電視覆蓋范圍已近全球。本節(jié)僅以前者為例說覆蓋范圍已近全球。本節(jié)僅以前者為例說明射頻電視信號的形成。明射頻電視信號的形成。 n 5 55 51 1 圖像信號的調(diào)制圖像信號的調(diào)制n 一、殘留邊帶（一、殘留邊帶（VSBVSB）調(diào)制方式）調(diào)

43、制方式n 視頻圖像信號對射頻載波通常采用調(diào)幅視頻圖像信號對射頻載波通常采用調(diào)幅方式。當(dāng)規(guī)定視頻帶寬為方式。當(dāng)規(guī)定視頻帶寬為6MH6MHz時，如用雙時，如用雙邊帶調(diào)幅發(fā)射，電視頻道將占有邊帶調(diào)幅發(fā)射，電視頻道將占有13MH13MHz的帶的帶寬寬( (同時加有伴音信號同時加有伴音信號) )，于是在電視廣播，于是在電視廣播頻段內(nèi)能容納的頻道數(shù)極少，接收機(jī)造價頻段內(nèi)能容納的頻道數(shù)極少，接收機(jī)造價將很高，有關(guān)設(shè)備也變得龐雜而昂貴。因?qū)⒑芨?，有關(guān)設(shè)備也變得龐雜而昂貴。因此，在保證圖此，在保證圖像信號質(zhì)量的前提下，盡可像信號質(zhì)量的前提下，盡可能壓縮已調(diào)圖像信號的帶寬。能壓縮已調(diào)圖像信號的帶寬。 n 在載波電

44、話中普遍采用單邊帶傳輸方式，在載波電話中普遍采用單邊帶傳輸方式，但對圖像信號則不宜采用單邊帶調(diào)幅傳輸。但對圖像信號則不宜采用單邊帶調(diào)幅傳輸。因?yàn)椋旱谝?，圖像信號包含零頻分量，要因?yàn)椋旱谝?，圖像信號包含零頻分量，要完全濾除載頻附近的下邊帶是很難實(shí)現(xiàn)的；完全濾除載頻附近的下邊帶是很難實(shí)現(xiàn)的；第二，在采用單邊帶濾波器時，在載頻處第二，在采用單邊帶濾波器時，在載頻處濾波器的幅頻特性變化非常陡峭，與它相濾波器的幅頻特性變化非常陡峭，與它相應(yīng)的相頻持性也有很大的非線性，使通過應(yīng)的相頻持性也有很大的非線性，使通過網(wǎng)絡(luò)后的信號產(chǎn)生嚴(yán)重的包絡(luò)失真，這對網(wǎng)絡(luò)后的信號產(chǎn)生嚴(yán)重的包絡(luò)失真，這對電視圖像信號極為有害，第

45、三，單邊帶調(diào)電視圖像信號極為有害，第三，單邊帶調(diào)幅波的正確檢波比較復(fù)雜，而且不適于伴幅波的正確檢波比較復(fù)雜，而且不適于伴音第二中頻的內(nèi)差載頻的產(chǎn)生。音第二中頻的內(nèi)差載頻的產(chǎn)生。 n 基于上述考慮，目前電視廣播標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圖基于上述考慮，目前電視廣播標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定圖像信號采用殘留邊帶傳送方式，即發(fā)送一像信號采用殘留邊帶傳送方式，即發(fā)送一個完整的上邊帶及保留一小部分下邊帶，個完整的上邊帶及保留一小部分下邊帶，如圖所示。也就是說在如圖所示。也就是說在0.75MHz以內(nèi)的圖以內(nèi)的圖像信號采用雙邊帶傳送，像信號采用雙邊帶傳送，0.75MHz至至6MHz的圖像信號采用單邊帶傳送。的圖像信號采用單邊帶傳送。 n由圖看

46、出，當(dāng)用殘留邊帶濾波器獲得射頻由圖看出，當(dāng)用殘留邊帶濾波器獲得射頻信號時，相應(yīng)下邊帶信號時，相應(yīng)下邊帶0.751.25MHz處的處的幅頻持性變化比單邊帶濾波器載頻處緩慢幅頻持性變化比單邊帶濾波器載頻處緩慢許多。這種緩降的幅頻特性所對應(yīng)的相頻許多。這種緩降的幅頻特性所對應(yīng)的相頻特性非線性也大為減小。顯然殘留邊帶特性非線性也大為減小。顯然殘留邊帶濾波器比單邊帶濾波器容易實(shí)現(xiàn)。下面我濾波器比單邊帶濾波器容易實(shí)現(xiàn)。下面我們將分析殘留邊帶的幅頻特性與相頻持性。們將分析殘留邊帶的幅頻特性與相頻持性。 n電視廣播發(fā)射機(jī)中殘留邊帶濾波器頻率特性電視廣播發(fā)射機(jī)中殘留邊帶濾波器頻率特性 n (1)殘留邊帶幅頻特性

47、殘留邊帶幅頻特性 對圖所示特性，規(guī)對圖所示特性，規(guī)定在距圖像載頻定在距圖像載頻fP為為65MHz處為伴音載處為伴音載頻頻fs，距距fP為為-125MHz處的最小衰減量為處的最小衰減量為20dB。n在發(fā)送端采用了殘留邊帶調(diào)制方式后，為在發(fā)送端采用了殘留邊帶調(diào)制方式后，為了無失真地傳送圖像信號，即在接收端能了無失真地傳送圖像信號，即在接收端能使恢復(fù)出的視頻信號中各頻率分量保持正使恢復(fù)出的視頻信號中各頻率分量保持正確的比例關(guān)系，接收機(jī)中頻網(wǎng)絡(luò)必須具有確的比例關(guān)系，接收機(jī)中頻網(wǎng)絡(luò)必須具有圖圖5-32a所示的幅頻特性曲線。所示的幅頻特性曲線。 n 圖圖5-32a n圖圖5-32b n 圖圖5-33畫出了

48、殘留邊帶信號的矢量圖。圖畫出了殘留邊帶信號的矢量圖。圖(a)示出當(dāng)調(diào)制信號頻率很低時，相應(yīng)于圖示出當(dāng)調(diào)制信號頻率很低時，相應(yīng)于圖A點(diǎn)附近，可認(rèn)為是以雙邊帶傳輸?shù)?，兩個點(diǎn)附近，可認(rèn)為是以雙邊帶傳輸?shù)?，兩個邊頻分量之和的振幅與單邊帶部分的一個邊頻分量之和的振幅與單邊帶部分的一個邊頻分量的振幅相等，其合成矢量與載頻邊頻分量的振幅相等，其合成矢量與載頻同相。同相。 n圖圖(b)則示出當(dāng)調(diào)制信號頻率小于則示出當(dāng)調(diào)制信號頻率小于0.75MHZ時，是以大小不等的上、下邊頻分量傳輸時，是以大小不等的上、下邊頻分量傳輸?shù)?，其合成矢量終端移動軌跡呈橢圓形，的，其合成矢量終端移動軌跡呈橢圓形，兩個邊頻分量之和的振幅

49、與單邊帶部分的兩個邊頻分量之和的振幅與單邊帶部分的一個邊頻分量的振幅相等；一個邊頻分量的振幅相等； n n n圖圖(c)示出當(dāng)調(diào)制信號頻率大于示出當(dāng)調(diào)制信號頻率大于0.75MHz時，時，是以單邊帶傳輸?shù)?，其矢量終端移動軌跡是以單邊帶傳輸?shù)?，其矢量終端移動軌跡是一個圓?？梢姡捎诮邮諜C(jī)中頻放大器是一個圓?？梢?，由于接收機(jī)中頻放大器頻率持性對圖像載頻兩側(cè)的雙邊帶部分具頻率持性對圖像載頻兩側(cè)的雙邊帶部分具有互補(bǔ)作用，所以對所有在視頻頻率范圍有互補(bǔ)作用，所以對所有在視頻頻率范圍內(nèi)的信號各頻譜成分來說，其相對幅度關(guān)內(nèi)的信號各頻譜成分來說，其相對幅度關(guān)系可保持不變，如圖系可保持不變，如圖5-32b n n

50、但由矢量圖可以看到，單邊帶調(diào)幅信號但由矢量圖可以看到，單邊帶調(diào)幅信號A(t)除含有同相分量除含有同相分量B(t)外，還含有正交失真分外，還含有正交失真分旦旦Q(t)。若用公式表達(dá)，則單頻調(diào)制信號對若用公式表達(dá)，則單頻調(diào)制信號對載波載波Ecos(t)調(diào)幅后得到調(diào)幅后得到: n在抑制下邊帶后，得到單邊帶調(diào)幅波：在抑制下邊帶后，得到單邊帶調(diào)幅波：n式中第二項(xiàng)就是因單邊帶傳輸而產(chǎn)生的正交式中第二項(xiàng)就是因單邊帶傳輸而產(chǎn)生的正交分量，它將導(dǎo)致調(diào)幅信號的包絡(luò)失真，如圖分量，它將導(dǎo)致調(diào)幅信號的包絡(luò)失真，如圖n5-34（c) 所示。圖中所示。圖中(a)和和(b)分別表示式第分別表示式第一和第二項(xiàng)的波形。實(shí)際上，

51、單邊帶調(diào)幅波一和第二項(xiàng)的波形。實(shí)際上，單邊帶調(diào)幅波是帶有寄生調(diào)相的調(diào)幅波。是帶有寄生調(diào)相的調(diào)幅波。 n圖圖5-34 n圖圖5-34 n圖圖5-34 n (2)殘留邊帶相頻特性殘留邊帶相頻特性 以上分析的結(jié)果以上分析的結(jié)果是認(rèn)為濾波網(wǎng)絡(luò)相頻特性為線性時得到是認(rèn)為濾波網(wǎng)絡(luò)相頻特性為線性時得到的。的。n實(shí)際上，相頻特性是非線性的，使輸出實(shí)際上，相頻特性是非線性的，使輸出信號產(chǎn)生包絡(luò)畸變，所以在電視發(fā)射機(jī)信號產(chǎn)生包絡(luò)畸變，所以在電視發(fā)射機(jī)中要對這種非線性進(jìn)行有效的校正。中要對這種非線性進(jìn)行有效的校正。n一個包絡(luò)不產(chǎn)生失真的傳輸系統(tǒng)的理想一個包絡(luò)不產(chǎn)生失真的傳輸系統(tǒng)的理想相頻特性應(yīng)為：相頻特性應(yīng)為： n

52、即調(diào)幅信號通過系統(tǒng)后高頻振蕩移相移即調(diào)幅信號通過系統(tǒng)后高頻振蕩移相移C C，而振幅包絡(luò)延遲而振幅包絡(luò)延遲 ，(即群延時即群延時)。n因?yàn)橐驗(yàn)?所以，當(dāng)系統(tǒng)相頻持性所以，當(dāng)系統(tǒng)相頻持性為線性時群延時值必為恒量。由此可見，為為線性時群延時值必為恒量。由此可見，為了使調(diào)幅信號通過系統(tǒng)后檢波輸出不產(chǎn)生了使調(diào)幅信號通過系統(tǒng)后檢波輸出不產(chǎn)生波形畸變，要求系統(tǒng)在信號的頻率范圍內(nèi)群波形畸變，要求系統(tǒng)在信號的頻率范圍內(nèi)群延時為恒值。延時為恒值。g( )/dd g n 在電視發(fā)射機(jī)中，為形成殘留邊帶信號，在電視發(fā)射機(jī)中，為形成殘留邊帶信號，要采用殘留邊帶濾波器，其幅頻特性和群要采用殘留邊帶濾波器，其幅頻特性和群延

53、時特性分別示于因延時特性分別示于因5-35(a)和和(b)?？梢娫凇？梢娫诖蠹s大約(fPIF-5)-(fPIF-1)MHz范圍內(nèi)群延時特范圍內(nèi)群延時特性比較平均，而在通帶兩端卻變化很大。性比較平均，而在通帶兩端卻變化很大。 n圖圖5-35 n圖圖5-35 n 接收機(jī)中頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻待性和群延時特性接收機(jī)中頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻待性和群延時特性分別示于圖分別示于圖5-35 (c)和和(d)。由圖得知，在中。由圖得知，在中頻頻帶低端頻頻帶低端(即相應(yīng)視頻的高頻部分即相應(yīng)視頻的高頻部分)，群延，群延時變化很大；在時變化很大；在(fPIF-5)-(fPIF-1)MHz范圍范圍內(nèi)基本恒定；而在內(nèi)基本恒定；而在fPI

54、F-(fPIF+0.75)MHz的的大部分范圍內(nèi)變化也并不劇烈。大部分范圍內(nèi)變化也并不劇烈。 n圖圖5-35 n圖圖5-35 n從發(fā)射機(jī)輸入端直到接收機(jī)輸出端的整個從發(fā)射機(jī)輸入端直到接收機(jī)輸出端的整個傳送過程中，為了保證彩色全電視信號不傳送過程中，為了保證彩色全電視信號不n產(chǎn)生相位失真，一般是在發(fā)射機(jī)里進(jìn)行發(fā)產(chǎn)生相位失真，一般是在發(fā)射機(jī)里進(jìn)行發(fā)端與收端群延時值的總預(yù)校正端與收端群延時值的總預(yù)校正(總補(bǔ)償總補(bǔ)償)。校。校正時，收端的群延時以標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)為準(zhǔn)。正時，收端的群延時以標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)為準(zhǔn)。對于發(fā)、收兩端群延時特性在頻帶兩側(cè)的對于發(fā)、收兩端群延時特性在頻帶兩側(cè)的上升，必須給以群延時下降的校正，使

55、總上升，必須給以群延時下降的校正，使總?cè)貉訒r在群延時在0-6MHz范圍內(nèi)基本均勻。圖范圍內(nèi)基本均勻。圖5-36示出群延時校正曲線。示出群延時校正曲線。 n圖圖5-36 n 二、調(diào)制極性二、調(diào)制極性n 視頻圖像信號是一個單極性信號，但它視頻圖像信號是一個單極性信號，但它對圖像載波調(diào)幅時可以有兩種不同情況，對圖像載波調(diào)幅時可以有兩種不同情況，一種是正極性視頻信號作為調(diào)制信號，一一種是正極性視頻信號作為調(diào)制信號，一種是用負(fù)極性的視頻信號作為調(diào)制信號。種是用負(fù)極性的視頻信號作為調(diào)制信號。在兩種情況下的調(diào)制信號及已調(diào)波波形示在兩種情況下的調(diào)制信號及已調(diào)波波形示于圖于圖5-37。 n圖圖5-37 n圖圖5

56、-37 n 我國及世界上很多國家都采用負(fù)極性調(diào)制，我國及世界上很多國家都采用負(fù)極性調(diào)制，它比正極性調(diào)制有較多優(yōu)點(diǎn)，可以從以下它比正極性調(diào)制有較多優(yōu)點(diǎn)，可以從以下兩方面進(jìn)行比較：兩方面進(jìn)行比較：n (1)發(fā)射機(jī)的效率與功率發(fā)射機(jī)的效率與功率 負(fù)極性調(diào)制時，負(fù)極性調(diào)制時，已調(diào)波的同步脈沖頂對應(yīng)圖像發(fā)射機(jī)輸出已調(diào)波的同步脈沖頂對應(yīng)圖像發(fā)射機(jī)輸出功率最大值。在一般情況下，一幅圖像亮功率最大值。在一般情況下，一幅圖像亮的部分總比暗的部分面積大，因而在負(fù)的部分總比暗的部分面積大，因而在負(fù)極件調(diào)制時調(diào)幅信號的平均功率要比峰值極件調(diào)制時調(diào)幅信號的平均功率要比峰值功率小得多，通常小功率小得多，通常小2-3倍。倍

57、。 n正極性調(diào)制時，對應(yīng)同步頻率脈沖部分圖正極性調(diào)制時，對應(yīng)同步頻率脈沖部分圖像發(fā)射機(jī)輸出功率為最小，而對圖像亮的像發(fā)射機(jī)輸出功率為最小，而對圖像亮的部分，輸出功率大大增加，因而其平均功部分，輸出功率大大增加，因而其平均功率比負(fù)極性調(diào)制時大很多。顯然，從發(fā)射率比負(fù)極性調(diào)制時大很多。顯然，從發(fā)射機(jī)的效率來說，負(fù)極性調(diào)制優(yōu)于正極性調(diào)機(jī)的效率來說，負(fù)極性調(diào)制優(yōu)于正極性調(diào)制。制。n如果從發(fā)射機(jī)調(diào)制級工作特性看，在負(fù)極如果從發(fā)射機(jī)調(diào)制級工作特性看，在負(fù)極性調(diào)制時，同步信號可能進(jìn)入調(diào)制特性曲性調(diào)制時，同步信號可能進(jìn)入調(diào)制特性曲線的上彎曲部分。這時雖然同步信號受壓線的上彎曲部分。這時雖然同步信號受壓縮，但仍

58、可用加大同步信號的辦法來補(bǔ)償，縮，但仍可用加大同步信號的辦法來補(bǔ)償，因而擴(kuò)大了調(diào)制級調(diào)制特性的工作范圍。因而擴(kuò)大了調(diào)制級調(diào)制特性的工作范圍。 n如果在正極性調(diào)制情況下，也使信號進(jìn)入如果在正極性調(diào)制情況下，也使信號進(jìn)入調(diào)制特性曲線的上彎曲部分，這時因高亮調(diào)制特性曲線的上彎曲部分，這時因高亮度信號受壓縮而造成的灰度畸變卻是較難度信號受壓縮而造成的灰度畸變卻是較難彌補(bǔ)的。所以負(fù)極性調(diào)制時所能發(fā)送的最彌補(bǔ)的。所以負(fù)極性調(diào)制時所能發(fā)送的最大功率可為正極性調(diào)制時的大功率可為正極性調(diào)制時的15倍。倍。 n 5.5.2 電視發(fā)射機(jī)電視發(fā)射機(jī)n 電視發(fā)射機(jī)由圖像發(fā)射機(jī)與伴音發(fā)射機(jī)組電視發(fā)射機(jī)由圖像發(fā)射機(jī)與伴音發(fā)

59、射機(jī)組成，圖成，圖5.38所示為雙通道式中頻調(diào)制彩色所示為雙通道式中頻調(diào)制彩色發(fā)射機(jī)原理方框圖，上部為圖像發(fā)射機(jī)各發(fā)射機(jī)原理方框圖，上部為圖像發(fā)射機(jī)各環(huán)節(jié)；下部為伴音發(fā)射機(jī)各環(huán)節(jié)。視頻信環(huán)節(jié)；下部為伴音發(fā)射機(jī)各環(huán)節(jié)。視頻信號經(jīng)鉗位放大，微分相位校正后，送入圖號經(jīng)鉗位放大，微分相位校正后，送入圖像調(diào)幅級。像調(diào)幅級。 n通過對中頻振蕩調(diào)幅形成雙邊帶中頻圖像通過對中頻振蕩調(diào)幅形成雙邊帶中頻圖像信號。然后，由殘留邊帶濾波器限制信號信號。然后，由殘留邊帶濾波器限制信號帶寬。再經(jīng)群延時校正，微分增益校正以帶寬。再經(jīng)群延時校正，微分增益校正以后，送到圖像混頻器與高頻振蕩混頻，形后，送到圖像混頻器與高頻振蕩混

60、頻，形成高頻圖像信號。最后，經(jīng)功率放大饋送成高頻圖像信號。最后，經(jīng)功率放大饋送到雙工器及天線，并由天線以高頻電磁波到雙工器及天線，并由天線以高頻電磁波形式發(fā)射出去。形式發(fā)射出去。 n n n n 在伴音發(fā)射機(jī)中，伴音信號經(jīng)放大后進(jìn)在伴音發(fā)射機(jī)中，伴音信號經(jīng)放大后進(jìn)入伴音調(diào)頻級，通過對中頻振蕩頻率調(diào)頻入伴音調(diào)頻級，通過對中頻振蕩頻率調(diào)頻形成中頻伴音信號。再經(jīng)伴音混頻而轉(zhuǎn)變形成中頻伴音信號。再經(jīng)伴音混頻而轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l伴音信號為高頻伴音信號(按我國電視標(biāo)準(zhǔn)最大頻按我國電視標(biāo)準(zhǔn)最大頻偏規(guī)定入偏規(guī)定入50kHz)。最后。經(jīng)功率放大后。最后。經(jīng)功率放大后饋送到雙工器，進(jìn)而由天線將高頻電磁波饋送到雙工器，進(jìn)而