《模擬電視廣播》PPT課件.ppt

1、第四章 模擬電視廣播,電視系統(tǒng)的分類： 1 廣播電視系統(tǒng)與應用電視系統(tǒng)； 2 有線電視系統(tǒng)與無線電視系統(tǒng)； 3 模擬電視系統(tǒng)與數(shù)字電視系統(tǒng)； 4 普通電視系統(tǒng)與高清晰度電視系統(tǒng)； 5 單業(yè)務電視系統(tǒng)與多業(yè)務電視系統(tǒng)。,4.1 地面廣播,地面廣播示意圖,廣播電視系統(tǒng)組成,電視中心臺 電視發(fā)射臺 傳遞網(wǎng)絡（衛(wèi)星網(wǎng)絡，微波中繼，有線網(wǎng)絡） 接收部分（終端）,1. 射頻電視信號 圖像信號和伴音信號頻率比較低，不能直接向遠距離傳送， 必須將它們分別調(diào)制在頻率較高的載頻上，然后通過天線發(fā)射出去。 圖像信號采用調(diào)幅方式， 伴音信號采用調(diào)頻方式，調(diào)制后的圖像信號和伴音信號統(tǒng)稱為射頻電視信號。 1) 負極性調(diào)制

2、 用負極性的圖像信號對載頻進行調(diào)制，稱為負極性調(diào)制； 用正極性圖像信號對載頻的進行調(diào)制，稱為正極性調(diào)制。電視信號的調(diào)制極性如下圖所示。,廣播電視信號,電視信號的調(diào)制極性 (a) 負極性圖像信號； (b) 正極性圖像信號； (c) 負極性調(diào)幅信號； (d) 正極性調(diào)幅信號,2) 殘留邊帶發(fā)射 圖像信號的最高頻率為6 MHz，調(diào)幅波頻譜寬度為12 MHz。頻帶越寬，電視設備越復雜，在固定頻段內(nèi)的電視頻道數(shù)目越少，所以必需壓縮頻帶寬度。由于載頻不含信息，因此，上、 下邊帶攜帶的信息相等，可以考慮單邊帶發(fā)送， 但為了便于圖像傳輸，地面廣播采用殘留邊帶發(fā)送方式， 即對00.75 MHz圖像信號采用雙邊帶

3、發(fā)送，對0.756 MHz圖像信號采用單邊帶發(fā)送。,調(diào)幅波頻譜,在發(fā)送端是用殘留邊帶濾波器來實現(xiàn)殘留邊帶發(fā)送的， 接收機中的幅頻特性必須與之相對應。 接收機是由中頻放大器的特殊形狀的頻率特性曲線來保證圖像不失真的。 采用殘留邊帶發(fā)射后，射頻電視信號的帶寬壓縮為8 MHz， 如附圖A-34所示。 0.751.25 MHz 是發(fā)射機殘留邊帶濾波器的衰減特性造成的。,殘留邊帶信號頻譜,3) 伴音調(diào)頻 電視伴音采用調(diào)頻制。調(diào)頻信號可以用限幅來去掉疊加在調(diào)制信號上的干擾，以獲得較高的音質(zhì)；伴音采用調(diào)頻制還可以減小伴音對圖像的干擾。調(diào)頻波的頻譜比較復雜，頻帶也寬得多。 伴音調(diào)頻信號的頻帶寬度BWFM可用下

4、式近似計算：,式中，fmax為最大頻偏，F(xiàn)max為伴音信號最高頻率。我國電視標準規(guī)定，fmax=50 kHz, 若Fmax=15 kHz，則BWFM=2（50+15）=130 kHz。,2. 電視頻道的劃分 我國電視頻道在甚高頻(VHF)段共有12個頻道，在特高頻(UHF) 段共有56個頻道， 如附表所示。,附表 我國電視頻道表,附表A-3 我國電視頻道表,3. 地面廣播電視接收機,PAL彩色電視接收機的方框圖,高、中頻電視信號的處理,1、高頻電視信號的接收 高頻電視信號的接收方式： 高頻調(diào)諧器：（頻道選擇器或高頻頭） 從天線感應的電信號中選出所需高頻電視信號、并進行放大，由混頻級產(chǎn)生圖象中頻

5、信號和伴音第一中頻信號，并將它們送到圖象中放通道進行放大。,高頻頭原理框圖,高頻電視信號的接收性能,天線、饋線、輸入電路間的阻抗匹配 通頻帶與信號頻帶相適應 各頻道均有足夠的增益 本振頻率穩(wěn)定 對輸入信號有足夠的動態(tài)范圍 輸出電平變化小 有良好的抗干擾和雜波能力,躁波： 躁波系數(shù)： 整機噪聲系數(shù)（即雜波系數(shù)）N F與其各級的噪聲系數(shù)存在在下列關系： 若要整機的噪聲系數(shù)小，起決定性作用的是第一級放大器的噪聲系數(shù)要小，而功率增益要高。因為高頻調(diào)諧器正是電視機的最前級，所以要求其功率增益大，噪聲系數(shù)小。,干擾： 機外干擾：中頻干擾，鏡像干擾，交調(diào)干擾，拍頻干擾； 機內(nèi)干擾：本振輻射干擾 對于鏡象干擾

6、和中頻干擾應具有40dB的抑制能力。因為鏡象頻率（等于本振f0加中頻fi的頻率）變頻后，它和本振之差等于中頻，能順利地通過中放電路，故要求高放級能及早將它抑制掉。 如果鄰近頻道的信號很強，由于晶體管的非線性，就會對欲收頻道信號進行調(diào)制，結(jié)果出現(xiàn)兩個不同圖象。但當欲收頻道電臺關機臺，干擾圖象也隨之消失，這種現(xiàn)象叫做交叉調(diào)制。因此高頻頭對于鄰近頻道的抑制應盡可能地大。,高頻頭分類,機械調(diào)諧： 早期電視機使用機械調(diào)諧比較普通，它是采用鼓形開關或者轉(zhuǎn)盤式開關來換接線圈，從而實現(xiàn)頻道轉(zhuǎn)換的，并且采用微調(diào)電容或者微調(diào)電感的方法來實現(xiàn)頻率微調(diào)。 聯(lián)合設計的KP122型VHF高頻頭 電調(diào)諧： 電調(diào)諧是利用變?nèi)?/p>

7、二極管的結(jié)電容隨其反向偏壓變化而變化的特點。讓它充當調(diào)諧回路的可變電容，使用連續(xù)可調(diào)的直流電壓改變變?nèi)荻O管的結(jié)電容來達到回路的調(diào)諧。,高頻頭頻率特性,2、中頻電視信號的放大,作用： 將高頻調(diào)諧器送來的中頻電視信號（包括圖象中頻信號和伴音中頻信號）進行放大，使之達到視頻檢波器正常工作所需要的電平。 接收機的主要性能指標，如靈敏度、選擇性、通頻帶等在大程度上主要取決于中放的性能。,性能要求： 1）.增益： 分立元件中放電路的增益約為6070dB，集成中放電路的增益為4050dB，電視機各級增益可按下圖進行估算。,2）.幅頻特性：,3）. 選擇性,中放頻率特性必須具有良好的選擇性，應能有效地抑制鄰

8、近頻道的干擾。,4）. 自動增益控制AGC范圍,從天線接收到的信號強度通常在100V至200mV的范圍內(nèi)變化。為了使電視機能適應在強信號作用下工作，必須要求中放和高頻頭的增益都能自動調(diào)整，整個AGC范圍應達200mV/100V2000倍（66dB）。通常要求中放AGC能控制40dB，高頻頭AGC能控制20dB。 5）. 因為中放增益很高，極易引起自激，因此，要求中放電路應遠離自激狀態(tài)，保持工作穩(wěn)定。,AGC組成框圖,AGC電路,AGC電路按照控制方式有正向和反向之分。 反向AGC的控制特性是：當輸入信號增強時，AGC控制電路的輸出電壓UAGC減小，受此UAGC電壓控制的高頻放大電路的增益也隨之

9、下降，即高頻放大電路AGC呈反向控制特向； 正向AGC的控制特性是：當輸入信號增強時， AGC控制電路的電壓UAGC增大，受此電壓控制的高頻放大電路的增益也隨之下降，即高頻放大電路AGC呈正向控制特向。,聲表面波濾波器（SAWF）,為適應殘留邊帶發(fā)送和為了抑制干擾，中放特性曲線是特殊形狀的，這是由聲表面波濾波器SAWF(Surface Acoustic Wave Filter）一次形成的。,視頻檢波器的第一項任務是從中頻圖像信號中檢出視頻圖像信號，一般用大信號檢波即包絡檢波。視頻檢波器的第二項任務是利用二極管的非線性，由圖像中頻和伴音中頻差拍產(chǎn)生6.5 MHz第二伴音中頻信號。,檢波,檢波器的

10、輸出信號要提供給PAL編碼器、同步分離電路、 自動增益控制AGC(AutomaticGain Control）電路和伴音中放電路， 所以應先進行視頻前置放大， 以增強其負載能力。 從天線到視頻預置放大稱為（圖像和伴音的）公共通道。 自動噪波抑制ANC(Automatic Noice Constrain）電路的功能是自動抑制干擾脈沖，以免影響同步分離電路的正常工作。常用方法是把干擾脈沖分割出來，倒相后再疊加到原信號上去， 從而抵消干擾脈沖。 自動增益控制電路的功能是檢出一個隨輸入信號電平變化而變化的直流電壓，去控制中頻放大器和高頻放大器的增益， 以保持視頻檢波輸出幅度基本不變。,3) 伴音通道

11、從視頻前置放大取出的6.5 MHz第二伴音中頻信號送到伴音中頻放大器，經(jīng)放大、限幅后送至鑒頻器進行頻率檢波， 檢出音頻信號，再進行低放，最后輸入揚聲器得到電視伴音。 4) PAL解碼器 。,5) 同步與掃描電路 視頻圖像信號經(jīng)ANC電路消除干擾脈沖后被送到同步分離電路，分離出復合同步信號；復合同步信號放大后經(jīng)積分電路分離出場同步信號；場同步信號控制場振蕩器產(chǎn)生鋸齒波信號與發(fā)送端同步；場鋸齒波信號經(jīng)場推動級和場輸出級的放大， 在場偏轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生場掃描電流。,為了提高行掃描電路的抗干擾性， 現(xiàn)代電視接收機都采用自動頻率相位控制AFPC(Automatic Frequency Phase Contr

12、ol)電路。 復合同步信號直接加入AFPC電路的鑒相器， 與行振蕩信號比較。 如果兩者的頻率和相位存在差別，則輸出與誤差成比例的電壓來控制行振蕩器的頻率和相位，使之與發(fā)端同步。由于AFPC電路中低通濾波器的作用，行同步的抗干擾性能增強。 與發(fā)端同步的行振蕩信號經(jīng)行推動級和行輸出級放大，在行偏轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生行偏轉(zhuǎn)電流。行掃描逆程脈沖經(jīng)升壓與整流得到顯像管需要的高壓、中壓以及視頻放大電路（與PAL解碼器基色矩陣合在一起）需要的電壓。 彩色顯像管的附屬電路包括會聚、幾何畸變校正、白平衡調(diào)整、色純調(diào)整和消磁等電路。,6) 遙控系統(tǒng) 遙控系統(tǒng)由本機鍵盤、節(jié)目存儲器、紅外遙控發(fā)射器、 紅外接收器、微控制器和

13、接口電路等組成。 本機鍵盤位于電視機面板上，用戶通過本機鍵盤的操作， 完成對電視機的選臺、預置或各種功能控制。紅外遙控發(fā)射器上鍵盤的作用，基本上和本機鍵盤相似，所不同的是它可以遠離電視機，通過紅外光指令信號控制電視機。當按下紅外遙控器的某個鍵時，遙控器內(nèi)的編碼器輸出一組相應的二進制代碼， 并調(diào)制在38 kHz載波上，再去調(diào)制紅外發(fā)光二極管，變成紅外遙控指令信號發(fā)射出去。安裝在電視機面板后面的紅外接收器中的紅外光敏二極管接收到紅外遙控指令信號后，經(jīng)放大、 檢波、整形后得到指令的二進制代碼，送至微控制器進行譯碼， 識別出控制的種類和內(nèi)容，據(jù)此發(fā)出相應信號，通過接口電路去調(diào)整電視機。,節(jié)目存儲器采用

14、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)存儲若干個頻道的調(diào)諧電壓數(shù)據(jù)和各種功能控制參數(shù)等，也存儲最后收看的電視節(jié)目信息，包括頻道號、TV/AV狀態(tài)、音量、亮度、 對比度、 色飽和度等。 微控制器是遙控系統(tǒng)的核心，由8 b的算術和邏輯運算器、 各種寄存器、電壓或頻率綜合器、RAM(數(shù)據(jù)存儲器)、 ROM(固化了全部選臺、 預置和各種功能控制程序)、 IO端口、 指令譯碼器、總線、主時鐘等組成，它與外圍電路一起執(zhí)行用戶的遙控指令，如選臺、預置、音量、亮度等各種功能控制。 接口電路將微控制器送來的各種功能控制指令碼，經(jīng)過譯碼和DA轉(zhuǎn)換為PWM（Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制）電

15、壓，再濾波為模擬控制電壓，去控制音量、亮度、色飽和度、 電源等。, 衛(wèi)星電視利用位于赤道上空35 800 km的同步衛(wèi)星作為電視廣播站，對地面居高臨下，不受地理條件限制，一顆衛(wèi)星就能覆蓋全國， 傳送的圖像質(zhì)量高，沒有重影。 ,4.2 衛(wèi)星廣播 (簡介),國際電信聯(lián)盟對衛(wèi)星廣播業(yè)務使用的頻率進行了分配， 規(guī)定我國使用11.712.2 GHz的Ku頻段。Ku頻段衛(wèi)星電視頻道劃分見附表A-4。 每個頻道所占帶寬為27 MHz，頻道間隔為19.18 MHz，共分24個頻道。從第1到第15的奇數(shù)頻道分配給中國和日本。實際使用的Ku頻段的頻道不止24個。因為衛(wèi)星電視廣播原先是借用通信衛(wèi)星進行的，通信衛(wèi)星采

16、用C頻段，上行為6 GHz，下行為4 GHz。C頻段衛(wèi)星電視頻道劃分見附表A-5。 ,附表A-4 Ku頻段衛(wèi)星電視頻道劃分,附表A-5 C頻段衛(wèi)星電視頻道劃分,1. 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的組成,衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)方框圖,電視臺要廣播的節(jié)目信號，經(jīng)光纖線路或微波中繼線路傳送到上行發(fā)射站，節(jié)目信號經(jīng)放大和頻率調(diào)制后，變成14 GHz的載波發(fā)射給衛(wèi)星，衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器接收到上行波束后，將其放大并轉(zhuǎn)換成12 GHz的載波信號，再通過衛(wèi)星上的天線轉(zhuǎn)變成覆蓋一定地區(qū)的下行波束。 衛(wèi)星地面接收站收到12 GHz的載波信號后， 從中解調(diào)出節(jié)目信號， 經(jīng)當?shù)剞D(zhuǎn)播臺或有線電視臺播出， 供用戶接收。也可利用衛(wèi)星廣播電視接收

17、機直接接收衛(wèi)星上的廣播電視節(jié)目信號。遙測遙控跟蹤站測量衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道運行，測量衛(wèi)星的各種工程參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，對衛(wèi)星進行控制和實施各種功能狀態(tài)的切換， 以保證衛(wèi)星的正常運轉(zhuǎn)。,2. 衛(wèi)星電視接收系統(tǒng) 1) 衛(wèi)星接收天線 衛(wèi)星接收天線直接關系到衛(wèi)星廣播電視節(jié)目的收視質(zhì)量，它將衛(wèi)星傳送到地面的微弱電波信號捕獲。 下圖是一種前饋式旋轉(zhuǎn)拋物面天線的結(jié)構(gòu)，它由旋轉(zhuǎn)拋物面反射體、饋源及其支撐桿、天線支架和仰角及方位角調(diào)整機構(gòu)組成。前饋天線將天線部件饋源放置在旋轉(zhuǎn)拋物面的前方焦點處。饋源的主要作用是收集衛(wèi)星電視信號并饋送到高頻頭去。 天線支架分為上支架和下支架兩部分。上支架的主要作用是支撐旋轉(zhuǎn)拋物面，下支架用于把天線安裝在地面或建筑物上。仰角和方位角調(diào)整機構(gòu)用于衛(wèi)星天線的方向選擇，以對準軌道上的衛(wèi)星。 前饋式天線在安裝、拆裝高頻頭不便，因此適合于小于5 m的天線。,前饋式拋物面天線的結(jié)構(gòu), 高頻頭在饋源后部，與饋源做成一體化結(jié)構(gòu)。來自饋源的微弱信號，經(jīng)過寬頻帶低噪聲放大后，送到混頻級，與本振信號混頻后，輸出寬頻帶的第一中頻信號，其頻率為0.952.150 G