《電視機(jī)原理與技術(shù)》課件第1章

第1章電視信號的傳送1.1圖像傳送的基本概念1.2電視掃描原理

1.3黑白全電視信號

1.4電視信號的發(fā)送

本章小結(jié)

思考與習(xí)題

1.1圖像傳送的基本概念

1.1.1電視系統(tǒng)的基本組成

電視系統(tǒng)主要由攝像設(shè)備、傳輸信道、顯像設(shè)備以及同步系統(tǒng)組成，如圖1-1所示。其基本工作過程是：在圖像的發(fā)送端通過攝像設(shè)備將景物進(jìn)行圖像分解，即將景物圖像各部分的明暗變化(光信號)經(jīng)過光/電轉(zhuǎn)換變成電信號送入傳輸信道。傳輸信道可以是電纜構(gòu)成的有線方式，也可以是自由空間構(gòu)成的無線方式。在圖像的接收端，由顯像設(shè)備將圖像復(fù)合，即將來自傳輸信道的電信號經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換在屏幕上重現(xiàn)圖像。同步系統(tǒng)使發(fā)送端和接收端的掃描實現(xiàn)同步。圖1-1電視系統(tǒng)的基本組成1.1.2圖像的分解與順序傳送

如果用放大鏡仔細(xì)觀察印刷品上的畫面或照片，就會發(fā)現(xiàn)它們都是由許多緊密相鄰、明暗不同的細(xì)小的點所構(gòu)成的，這些小點稱為像素，它是構(gòu)成圖像的基本單元。顯然，

像素點越小，單位面積上像素數(shù)目越多，圖像就越清晰。

從理論上說，可以同時將這些不同亮度的像素轉(zhuǎn)變成不同強(qiáng)度的電信號，每個電信號用一個傳輸信道發(fā)送出去，接收端再把電信號轉(zhuǎn)變成像素，重現(xiàn)原來的圖像。然而，電視系統(tǒng)中將一幅圖像分解成四十多萬個像素，要同時傳送幾十萬個像素的信息，需要幾十萬個信道，這顯然是不可能的。電視系統(tǒng)中實際采用順序傳送的方法，即把各像素按一定順序經(jīng)攝像設(shè)備的光/電轉(zhuǎn)換變成電信號，再在同一個傳輸信道中依次傳送出去。接收端經(jīng)顯像設(shè)備的電/光轉(zhuǎn)換，再按同樣的順序?qū)⒏麟娦盘栐趯?yīng)的位置上轉(zhuǎn)變成像素，進(jìn)而形成圖像。只要傳送的速度足夠快，就可以利用熒光屏發(fā)光材料的余輝特性和人眼的視覺惰性，在熒光屏上顯示出完整而連續(xù)活動的圖像。這種順序傳送必須迅速而準(zhǔn)確，每一個像素一定要在輪到它的時候才能被發(fā)送和接收，而且接收端每個像素的幾何位置與發(fā)送端一一對應(yīng)。這種工作方式

稱為收、發(fā)同步工作，簡稱同步。如果接收端畫面的像素相對于發(fā)送端畫面發(fā)生錯位而不同步，則重現(xiàn)圖像將發(fā)生畸變甚至什么也分辨不出來?？梢?，同步系統(tǒng)在電視中起著十分重要的作用。圖1-2所示為單信道順序傳送圖像示意圖。開關(guān)S1、S2同步切換，使收、發(fā)兩端像素位置一一對應(yīng)。當(dāng)發(fā)送端從左上角至右下角掃完一幅畫面時，接收端亦同時顯示完一幅畫面。圖1-2單信道順序傳送圖像示意圖1.1.3光和電的轉(zhuǎn)換

圖像的攝取與重現(xiàn)是基于光和電的轉(zhuǎn)換原理。在電視系統(tǒng)中實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的是攝像設(shè)備(攝像管)，實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的是顯像設(shè)備(顯像管)。下面以目前廣泛應(yīng)用的光電效應(yīng)攝像管(簡稱光電攝像管)為例，簡單說明光和電的轉(zhuǎn)換過程。顯像管將在第5章中詳述。

1.光電攝像管的結(jié)構(gòu)

圖1-3所示是內(nèi)光電效應(yīng)攝像管結(jié)構(gòu)圖。它由光電靶、電子槍和玻殼等組成。在管外裝有聚焦、偏轉(zhuǎn)和校正線圈。電子槍包括燈絲、陰極、控制柵極、加速極(第一陽極)、聚焦極和網(wǎng)電極等。圖1-3光電效應(yīng)攝像管結(jié)構(gòu)圖陰極被燈絲加熱到2000K時會發(fā)射大量電子，在陰極周圍形成電子云?？刂茤艠O是套在陰極外面的金屬圓筒，圓筒頂部中心處開有一個小孔，陰極發(fā)出的電子只能從這個小孔內(nèi)射出。在控制柵極上加有負(fù)電壓(約50V)，電壓的大步?jīng)Q定了柵極小孔中發(fā)射出來的電子的多少。加速極上有較高的正電壓(約300V)，使從柵極小孔中飛出的電子得到加速。加速極頂部有一個限制小孔，它使從孔中飛出的電子束很細(xì)。為了使電子束在到達(dá)靶面時能再次聚成一點，必須對電子束進(jìn)行聚焦，因此在加速極后面再加兩個聚焦極1和2，并在上面加可調(diào)電壓，使電子束剛好聚焦于靶面上，從而達(dá)到使圖像清晰的目的。網(wǎng)電極是離靶面很近的細(xì)金屬絲網(wǎng)，電子束通過它到達(dá)靶上。由于靶面導(dǎo)電極上加的電壓比網(wǎng)電極上加的電壓低得多，在靶與網(wǎng)之間形成一個很強(qiáng)的均勻減速電場，使電子束經(jīng)過網(wǎng)電極后作減速運(yùn)動，最后以接近于零的速度垂直到達(dá)靶上。這種情況稱為慢電子掃描，對靶面的轟擊作用小，不會發(fā)生二次電子發(fā)射，對管子壽命有延長作用。光電靶的外側(cè)為光電導(dǎo)層，由蒸鍍在信號板上的一層具有內(nèi)光電效應(yīng)的半導(dǎo)體光電材料所構(gòu)成。它在無光照射時具有極高的電阻值，當(dāng)受光照射時其電阻值下降，電阻率變化量與光通量成正比。所以靶面可以被具有一定截面積的掃描電子束分解成細(xì)小的像素(約40萬個)。

2.光電攝像管的工作原理

被攝景物通過光學(xué)鏡頭成像于光電靶上，光像各部分的亮度不同，使光電靶上各部分的電阻值不同。與光像較亮部分對應(yīng)的靶像像素電阻較??；與光像較暗部分對應(yīng)的靶像像素電阻較大。于是就可以將光圖像(亮度分布)變換成電圖像(各像素不同電阻值的分布)。

當(dāng)掃描電子束有規(guī)律地掃過靶上各像素時，對應(yīng)亮像素電流大，對應(yīng)暗像素電流小，故負(fù)載上輸出負(fù)極性圖像信號(信號的高電平對應(yīng)圖像的低亮度，信號的低電平對應(yīng)圖像的高亮度)。將此圖像信號傳送到接收端，只要發(fā)、收端的掃描完全同步，就可通過顯像管的電/光轉(zhuǎn)換還原出與被攝景物相同的光圖像。

1.2電視掃描原理

電子束有規(guī)律地掃動稱為掃描。電視技術(shù)中有兩種直線型掃描：一種是在水平方向的掃描，稱為行掃描；另一種是垂直方向的掃描，稱為場(幀)掃描。電視發(fā)送端將圖像分解為像素和接收端將像素重新組合成圖像的過程就是靠攝像管和顯像管中電子束的掃描運(yùn)動來完成的。

當(dāng)電子束通過電場或磁場時，會受到電場或磁場的作用力而改變前進(jìn)的方向。攝像管和顯像管就是利用磁場使電子束偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)掃描的，即在器件外裝置的偏轉(zhuǎn)線圈中通以鋸齒電流，使電子束作相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)。1.2.1逐行掃描

一行緊跟一行的掃描方式稱為逐行掃描。為了使電子束順序掃過整個屏幕，必須同時進(jìn)行水平和垂直方向的偏轉(zhuǎn)，為此需要給兩對相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)線圈分別通以一定的鋸齒波電流，如圖1-4所示。圖1-4逐行掃描鋸齒電流波形圖(a)行掃描；(b)場掃描假定在水平偏轉(zhuǎn)線圈里通以圖1-4(a)所示的鋸齒波電流，當(dāng)電流線性增長時(t1～t2)，電子束在水平方向上受到自左向右的作用力，因此電子束從左向右作勻速運(yùn)動，這段運(yùn)動叫做行掃描正程。正程結(jié)束時(t2)，電子束已掃到屏幕的最右邊。然后，偏轉(zhuǎn)電流很快線性減小(t2～t3)，電子束受到自右向左的作用力迅速從右向左運(yùn)動，t3時刻又回到屏幕的最左邊，這段過程叫做行掃描逆程。電子束在水平方向往返掃描一次所需的時間稱為行掃描周期TH，它等于行正程時間THt和行逆程時間THr之和。行掃描周期的倒數(shù)就是行掃描頻率fH，即fH=1/TH。當(dāng)只在行偏轉(zhuǎn)線圈中通以鋸齒電流，即只有行掃描時，屏幕中間會出現(xiàn)一條水平亮線，如圖1-5(a)所示。圖1-5逐行掃描光柵(a)只有行掃描；(b)只有場掃描；(c)場正程掃描光柵；(d)場逆程掃描光柵；(e)消隱后的掃描光柵假定在垂直偏轉(zhuǎn)線圈里通以如圖1-4(b)所示的場鋸齒波電流，那么，電子束將在垂直方向上受到作用力，產(chǎn)生先自上而下，再自下而上的運(yùn)動，分別形成場掃描正程和逆程。場掃描周期TV等于場掃描正程時間TVt和場掃描逆程時間TVr之和。場掃描周期的倒數(shù)即場掃描頻率，即fV=1/TV。當(dāng)只在場偏轉(zhuǎn)線圈里通以鋸齒波電流，即只有場掃描時，熒光屏上會出現(xiàn)一條垂直亮線，如圖1-5(b)所示。當(dāng)把行偏轉(zhuǎn)電流iH和場偏轉(zhuǎn)電流iV同時分別通入兩只垂直安裝的偏轉(zhuǎn)線圈里并使TV＞TH時，電子束將同時受到水平和垂直兩個方向上的作用力，電子束一方面沿水平方向掃

描，另一方面沿垂直方向掃描，在屏幕上將顯示出一幅光柵。所謂光柵，是指電子束在屏幕上掃描的軌跡。圖1-5(c)所示為場正程期間的掃描光柵，虛線為行逆程掃描光柵。圖1-5(d)所示為場逆程期間的掃描光柵。為了使圖像清晰，在逆程期間應(yīng)利用消隱脈沖截止掃描電子束，使逆程掃描線消失，消隱后的掃描光柵如圖1-5(e)所示。由于行掃描時間比場掃描時間短得多，因此實際掃描線是近似水平略向下傾斜的直線。1.2.2隔行掃描

根據(jù)人眼的視覺特性，一幅電視圖像要有足夠的清晰度和不產(chǎn)生閃爍感覺，就必須有足夠的換場頻率。若采用逐行掃描，產(chǎn)生出來的圖像信號必然占很寬的頻帶，這將使設(shè)備復(fù)雜化，因此逐行掃描只在高清晰度彩色電視機(jī)中采用。為了克服逐行掃描的缺點，普通電視廣播中常采用隔行掃描，這種掃描方式可以在不增加帶寬的條件下，既保證有足夠的清晰度，又避免產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。隔行掃描就是把一幀(或稱一幅)圖像分成兩場來掃描。第一場掃描1，3，5，…奇數(shù)行，稱為奇數(shù)場；第二場掃描2，4，6，…偶數(shù)行，稱為偶數(shù)場，如圖1-6所示。兩場光柵均勻鑲嵌是對隔行掃描的基本要求，否則會造成圖像的清晰度下降。為了使第一場光柵在第二場光柵的中間，每一場必

須包含半行掃描，這就要求每一幀的掃描行數(shù)為奇數(shù)行。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一幀圖像的總行數(shù)為625行，每秒傳送25幀，因此，每場應(yīng)包含312.5行，每秒鐘掃描50場，即場頻fV=50Hz。圖1-6隔行掃描光柵及掃描電流波形圖(a)隔行掃描光柵；(b)掃描電流波形圖1-7所示為隔行掃描重現(xiàn)圖像示意圖。

任一圖像都有一定的背景亮度，反映在信號上就是信號的直流分量。即使是活動圖像，由于其動作緩慢，圖像信號中也有一個幾乎是零頻率的平均分量。這一頻率決定了圖像信號的下限。圖像信號的上限，即最高頻率，出現(xiàn)在圖像的細(xì)節(jié)部分，細(xì)節(jié)越清晰，信號頻率就越高。圖1-7隔行掃描重現(xiàn)圖像示意圖(a)奇數(shù)場圖像；(b)偶數(shù)場圖像；(c)合成圖像圖1-8所示為一幅全是細(xì)節(jié)的圖像，這幅圖像由許多黑白小方塊組成，方格的高度與垂直方向掃描線間距相等。這樣一個黑或白的小方塊就是一個像素。我國電視掃描行數(shù)為625行，其中正程575行，逆程50行，即一幀圖像的顯示掃描行數(shù)為575行，也就是說，一幀圖像由575行像素組成。一般電視機(jī)屏幕的寬高比為4∶3，因此，一幀圖像的總像素個數(shù)約為圖1-8圖像信號的像素掃過一個黑塊和一個白塊就正好相當(dāng)于電壓的一周。我國電視規(guī)定1秒傳送25幀圖像，因此該圖像的最高頻率為

考慮到留有一定的裕量，我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，圖像信號的頻帶寬度為6MHz。如果采用逐行掃描，每秒鐘傳送50幀圖像，則圖像信號的帶寬將達(dá)到11MHz?？梢?，采用隔行掃描時，一幀是由兩場復(fù)合而成的，每幀畫面仍為625行，圖像清晰度沒有降低，而頻帶卻壓縮了一半。但隔行掃描也存在一些固有的缺點，如行間閃爍效應(yīng)、并行現(xiàn)象、鋸

齒化現(xiàn)象等。我國廣播電視采用隔行掃描，主要掃描參數(shù)如下：行頻為15625Hz,場頻為50Hz，行周期為64μs，場周期為20ms，行正程時間大于等于52μs，場正程時間大于等于18.4ms，行逆程時間小于等于12μs，場逆程時間小于等于1.6ms，幀頻為25Hz,每幀行數(shù)為625(顯示575)，幀周期為40ms，每場行數(shù)為312.5(顯示287.5)。 1.3黑白全電視信號

黑白全電視信號(也稱視頻信號)包括圖像信號、復(fù)合消隱信號、復(fù)合同步信號、開槽脈沖和均衡脈沖。圖像信號反映了電視系統(tǒng)所傳送圖像的信息，是電視信號中的主體，它是在場掃描正程期的行掃描正程期內(nèi)傳送的。其他幾種信號則是為了保證圖像質(zhì)量(如圖像的清晰和穩(wěn)定)而設(shè)的輔助信號，這些輔助信號是必需的。其中復(fù)合消隱信號是為了消除回掃線而使圖像清晰；復(fù)合同步信號、開槽脈沖和均衡脈沖的作用主要是使重現(xiàn)圖像與攝取圖像保持同步，正確重現(xiàn)圖像并使之穩(wěn)定。這些輔助信號都是在行、場逆程期間傳送的。1.3.1圖像信號

圖像信號是反映畫面內(nèi)容的電信號，它在電子掃描作用下，由攝像管將明暗不同的景象轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，然后經(jīng)信道傳送給顯像管。由于圖像的隨機(jī)性，圖像信號電平在一定范圍內(nèi)隨機(jī)起伏。

圖1-9畫出了兩行的圖像信號波形，其中u/um(%)表示相對幅值。從圖中可見，圖像信號的幅度在電視信號相對幅度的75%以下，一般在12.5%～75%之間。其中，幅度為12.5%的電平稱為白電平，幅度為75%的電平稱為黑電平。圖1-9圖像信號波形1.3.2復(fù)合消隱信號

電子束在行、場正程期間形成圖像信號，逆程則形成回掃線。為了消除回掃線對圖像的干擾，電視臺在電子束回掃期間發(fā)出消隱脈沖信號，使顯像管中的電子束在該脈沖信號作用下截止，從而消除顯像管在行、場掃描逆程產(chǎn)生的回掃線。消隱信號分為行消隱信號和場消隱信號，前者可消去行回掃線，后者可消去場回掃線。這兩種信號混合在一起，叫做復(fù)合消隱信號。行、場消隱脈沖的相對電平為75%，相

當(dāng)于圖像信號黑電平。行消隱脈寬為12μs，周期為64μs；場消隱脈寬為1600μs(25TH)，周期為20ms。由于采用了隔行掃描，因此相鄰兩場的場消隱起點與行消隱的關(guān)系相差半行，如圖1-10所示。圖1-10相鄰兩場的復(fù)合消隱信號1.3.3復(fù)合同步信號

為了使接收機(jī)重現(xiàn)的圖像與攝像機(jī)拍攝的圖像方位完全一致，就必須要求顯像管電子束的掃描與攝像管電子束的掃描完全“同步”，即掃描的頻率和相位完全相同，否則將造成圖像畸變。為此，由同步機(jī)發(fā)出行、場同步信號，兩者混合稱為復(fù)合同步信號。

行同步信號是指電視信號發(fā)送端為了使接收端行掃描與其同步，特在行掃描正程結(jié)束時向接收機(jī)發(fā)出一個信號，表示這一行已經(jīng)結(jié)束，接收機(jī)收到該信號后應(yīng)該立即回掃。行同步信號置于行消隱脈沖出現(xiàn)后1.3μs，其寬度為4.7μs，如圖1-11所示。圖1-11行消隱脈沖和行同步脈沖為了保證電視機(jī)每場掃描均與發(fā)送端保持同步，特在每場正程結(jié)束時的場消隱期間發(fā)送一個場同步信號，其電平與行同步電平一致，脈寬為2.5TH，即160μs，場同步脈沖前沿滯后場消隱脈沖前沿2.5TH。含有復(fù)合同步脈沖的電視信號波形如圖1-12所示，奇數(shù)場的最后一個行同步脈沖的前沿與場同步脈沖的前沿間距為TH/2，而偶數(shù)場最后一個行同步脈沖的前沿與場同步的前沿間距為TH，所以行同步的位置在奇數(shù)場和偶數(shù)場中有半行之差，從而保證了隔行掃描的要求。圖1-12行、場電視信號1.3.4開槽脈沖與均衡脈沖

由于場同步脈沖寬度為2.5TH，會遮蓋2～3個行同步信號，可能造成此期間行不同步現(xiàn)象。為了保證在場同步信號期間，行同步依然有效，于是在場同步信號內(nèi)開了幾個小凹槽，利用凹槽的后沿作為行同步的前沿。圖1-13(a)、(b)分別代表連續(xù)兩場的開槽后的復(fù)合同步信號波形，凹槽叫做開槽脈沖，其寬度為4.7μs。圖1-13場同步脈沖開槽后復(fù)合同步信號的分離場同步信號的寬度比行同步信號的寬度大得多，在接收端可以用積分電路從復(fù)合同步信號中取出場同步信號。由于奇數(shù)場和偶數(shù)場的場同步信號的前沿和前面一個行同步信號

的間距分別為TH和TH/2，因此通過積分電路后，奇、偶場同步信號的積分波形不一樣，當(dāng)經(jīng)過同一電平去控制場掃描電路工作時，兩場的掃描起始點就產(chǎn)生了時間差Δt=t3－t2，如圖1-13(c)所示。隔行掃描要求兩場的場掃描時間必須相等，才能保證偶數(shù)場的掃描行準(zhǔn)確地嵌套在奇數(shù)場各掃描行之間。如果兩場掃描時間不相等，就不能保證準(zhǔn)確的隔行掃描，嚴(yán)重時將會產(chǎn)生并行現(xiàn)象，使圖像的清晰度大為下降。因此上述時間差Δt必須設(shè)法予以消除。在場同步脈沖持續(xù)期間及其前后若干行內(nèi)，將行同步脈沖的頻率提高一倍，這樣就使這一段時間內(nèi)偶數(shù)場與奇數(shù)場的同步脈沖波形完全相同，如圖1-14所示。因此經(jīng)過積分后的輸出信號波形就一致，從而消除了時間差Δt。場同步脈沖前后的窄脈沖分別稱為前均衡脈沖和后均衡脈沖。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，前、后均衡脈沖各為5個，各占2.5TH時間。場同步脈沖內(nèi)開5個槽。圖1-14均衡后的同步脈沖信號1.3.5全電視信號的特點

將上述各種信號進(jìn)行疊加，即構(gòu)成全電視信號，其波形如圖1-15所示。

由圖可知，圖像信號在掃描正程傳送，消隱和同步信號在掃描逆程傳送。同步信號與消隱信號雖然重疊，但幅度不同，故也不會造成干擾。這種疊加法還有利于將來用幅度分離法分離同步信號。由于各種周期性的輔助信號的最高頻率不超過圖像信號的最高頻率，因此圖像信號的頻帶寬度就是全電視信號的頻帶寬度，即6MHz。圖1-15黑白全電視信號全電視信號有如下三個特點。

1．脈沖性

全電視信號是由圖像信號、同步信號、消隱信號等多種信號組成的。雖然圖像信號是隨機(jī)的，既可以是連續(xù)漸變的，也可以是脈沖跳變的，但輔助信號均具有脈沖性質(zhì)，這使得全電視信號成為非正弦的脈沖信號。

2．周期性

由于采用了周期性掃描方法，全電視信號成為以行頻或場頻周期性重復(fù)的脈沖信號，因此，無論對于靜止還是活動圖像，其全電視信號的主頻譜為線狀離散性質(zhì)，各主頻譜處在行頻及其諧波頻率上，如圖1-16所示。對于靜止圖像而言，其主頻譜線兩側(cè)將出現(xiàn)以場頻間隔(mfv)的副頻譜線，構(gòu)成譜線簇；對活動圖像而言，主譜線兩邊將出現(xiàn)連續(xù)譜帶,它們的主要能量均集中在nfH附近，且非均勻布滿，使每個譜線簇之間存在一些空隙，為在彩色電視中傳送色度信號提供了條件。圖1-16全電視信號頻譜圖

3．單極性

全電視信號包含有圖像信號、復(fù)合同步信號及復(fù)合消隱信號等，它們的數(shù)值總是在零值以上或以下的一定電平范圍內(nèi)變化，而不會同時跨越零值上下兩個區(qū)域，這稱為單極性。

全電視信號有正極性與負(fù)極性之分，圖1-15所示即為負(fù)極性黑白全電視信號波形圖。

全電視信號中各輔助脈沖參數(shù)如下：行消隱脈寬為12μs，行同步脈寬為4.7μs，場消隱脈寬為1600μs，場同步脈寬為160μs，槽脈寬為4.7μs，均衡脈寬為2.35μs。 1.4電視信號的發(fā)送

全電視信號中包含很低的音頻和直流分量，要想遠(yuǎn)距離傳送圖像信號以及伴音信號，需要采用調(diào)制的方法，即將圖像信號與伴音信號分別調(diào)制在各自的高頻載波上，形成高頻

圖像信號和高頻伴音信號，再合成高頻電視信號(或稱射頻電視信號)，經(jīng)天線以電磁波的形式輻射出去。圖1-17所示為電視發(fā)送示意圖。攝像機(jī)把要傳送的圖像變換成相應(yīng)的圖像信號，送入電視信號產(chǎn)生設(shè)備進(jìn)行放大和其他處理，然后加入復(fù)合消隱信號和復(fù)合同步信號，合成為黑白全電視信號。黑白全電視信號在圖像發(fā)射機(jī)中用調(diào)幅方式調(diào)制在高頻載波上后，送入雙工器；電視的伴音也同時經(jīng)過話筒變?yōu)橄鄳?yīng)的音頻信號，送入伴音信號產(chǎn)生設(shè)備進(jìn)行放大和處理后，再送入伴音發(fā)射機(jī)，伴音信號在伴音發(fā)射機(jī)中用調(diào)頻方式調(diào)制后，形成伴音調(diào)頻信號，也送入雙工器；兩者合用同一天線輻射出去。雙工器的作用是防止干擾。圖1-17電視發(fā)送示意圖1.4.1圖像信號的調(diào)幅

調(diào)幅是指用待傳送的圖像信號作為調(diào)制信號去控制高頻載波的振幅，使其按圖像信號的變化規(guī)律而變化。經(jīng)過調(diào)幅后的高頻波稱為調(diào)幅波。對圖像載頻的調(diào)制有兩種情況：一種是用負(fù)極性的圖像信號對載頻進(jìn)行調(diào)制，稱為負(fù)極性調(diào)制；另一種是用正極性的圖像信號對載頻進(jìn)行調(diào)制，稱為正極性調(diào)制。復(fù)極性調(diào)制與正極性調(diào)制如圖1-18所示。圖1-18負(fù)極性調(diào)制與正極性調(diào)制(a)負(fù)極性圖像信號；(b)正極性圖像信號；(c)負(fù)極性調(diào)幅波信號；(d)正極性調(diào)幅波信號我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，圖像信號采用負(fù)極性調(diào)幅。采用負(fù)極性調(diào)幅具有下列優(yōu)點：

(1)節(jié)省發(fā)射功率。一般情況下，一幅圖像中亮的部分比暗的部分面積大，負(fù)極性調(diào)幅波的平均電平比正極性的低，因此負(fù)極性調(diào)制的平均功率比正極性調(diào)制小得多。

(2)抗干擾能力強(qiáng)。信號在傳輸過程中所受的干擾通常是以脈沖形式疊加在信號上，使調(diào)幅波包絡(luò)電平增高，因負(fù)極性波的高電平為黑色電平，故負(fù)極性調(diào)制使外來的干擾信號在屏幕上顯示為黑點，不易被人眼察覺。

(3)便于實現(xiàn)自動增益控制。對負(fù)極性調(diào)制來說，調(diào)幅波的同步頂電平就是峰值電平，便于用作基準(zhǔn)電平進(jìn)行信號的自動增益控制。由于圖像信號的最高頻率為6MHz，因此已調(diào)波總的帶寬為圖像信號最高頻率的2倍(即12MHz)，如圖1-19所示。過寬的頻帶不僅使電視設(shè)備復(fù)雜，而且在有限的頻段內(nèi)使電視頻道數(shù)目減少，所以必須設(shè)法壓縮頻帶。因調(diào)幅波的上、下邊帶含有的信息完全相同，如果采用只發(fā)送其中一個邊帶的單邊帶方式發(fā)送，雖可最大限度地壓縮頻帶，但調(diào)幅波的低頻分量很難濾除。因此電視系統(tǒng)對已調(diào)圖像信號采用殘留邊帶方式發(fā)送，即發(fā)送上邊帶的全部和下邊帶中0～0.75MHz的部分，0.75～1.25MHz為過渡帶。也就是說，0.75MHz以內(nèi)的圖像信號采用雙邊帶傳送，0.75～6MHz的圖像信號采用單邊帶傳送，如圖1-20所示。采用殘留邊帶發(fā)送方式雖有效地壓縮了高頻帶寬，但解調(diào)后的圖像信號中，0.75MHz以下信號幅度是0.75MHz以上的兩倍。因此在接收機(jī)中，為避免產(chǎn)生圖像失真，在中頻通道中，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，使其幅頻特性曲線在載頻兩邊±0.75MHz范圍內(nèi)增益降低作為補(bǔ)償。圖1-19調(diào)幅波頻譜圖1-20殘留邊帶信號頻譜1.4.2伴音信號的調(diào)頻

調(diào)頻就是將欲傳送的伴音信號作為調(diào)制信號去控制載波的頻率，使載波的頻率隨伴音信號的幅度變化而變化。單頻信號的調(diào)頻如圖1-21所示。調(diào)頻制具有音質(zhì)好、抗干擾性能優(yōu)良等特點，電視系統(tǒng)中伴音采用調(diào)頻制還可以減少與調(diào)幅圖像信號間的串?dāng)_。圖1-21單頻信號調(diào)頻在電視中，語音、音樂的頻率范圍為20～15kHz,系統(tǒng)采用的最大頻偏Δfm為50kHz,高頻伴音信號帶寬約為130kHz。隨著調(diào)制信號頻率的增加，調(diào)頻波的抗干擾能力變差，因此在伴音信號發(fā)送時采取“預(yù)加重”措施，人為地提高高音頻分量的振幅，以加大頻偏，提高高音頻段的調(diào)頻指數(shù)，改善抗干擾性能。接收端再進(jìn)行“去加重”處理，恢復(fù)原伴音信號中高、低頻分量振幅的比例，使聲音不失真。電視系統(tǒng)中常采用圖1-22(a)所示的RC電路實現(xiàn)預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)，其幅頻特性如圖1-22(b)所示。去加重網(wǎng)絡(luò)和其幅頻特性分別見圖1-22(c)、(d)。圖1-22預(yù)加重與去加重(a)預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)；(b)預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性；(c)去加重網(wǎng)絡(luò)；(d)去加重網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性1.4.3射頻電視信號

組合已調(diào)全電視信號和已調(diào)伴音信號，就形成了在通道中傳輸?shù)母哳l電視信號，即射頻電視信號。它的波形是兩者的疊加，而在頻譜上，兩者應(yīng)相互錯開以免干擾，并便于在接收端提取各自的信息。我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一個電視頻道(即電視臺播放一套節(jié)目所占用的頻率范圍)所占的帶寬為8MHz，伴音載頻fs比圖像載頻fp高6.5MHz，伴音載頻兩側(cè)留有0.25MHz的頻帶供已調(diào)伴音信號的上、下邊帶用。射頻電視信號的總頻譜特性如圖1-23所示，圖中標(biāo)明的2、3頻道圖像載頻fp2、fp3的間隔和1、2頻道伴音載頻fs1、fs2的間隔均為8MHz。而工作頻道(2頻道)的射頻電視信號的總帶寬則略小于8MHz。圖1-23射頻電視信號總頻譜特性示意圖1.4.4電視頻道的劃分

1.無線廣播電視頻道的劃分

由于全電視信號的帶寬為6MHz，其載頻必須為30MHz以上的超高頻，故射頻電視信號的傳輸使用甚高頻(VHF)和特高頻(UHF)頻段。每個頻段劃分為若干個頻道。目前，我國使用的廣播電視頻道在VHF頻段(米波段)設(shè)置1～12頻道，在UHF頻段(分米波段)設(shè)置13～68頻道。表1-1列出了我國廣播電視頻道的劃分。其中，接收機(jī)本振頻率比圖像載頻高38MHz