第三章电视信号

2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第三章电视信号第一节电子扫描第二节图像信号第三节彩色全电视信号第四节高频电视信号（RF）2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描一、图像的分解----像素返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班任何一幅图像都可以看成是由许多密集的小点组成的。这些小点是组成图像的最小单元，称为像素。在一幅大小相同的图像中，如果像素越多，图像的细节就越清晰。一幅黑白平面图像，表征它的特征参量是亮度。像素亮度既是空间（二维）函数，同时又是时间函数。返回第一节电子扫描一、图像的分解----像素2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班1、同时传送制：所有的像素同时进行传送，如电影。但传送电视图像不能用此方法。因每个像素占用一条传输通道，把所有象素的亮度信息同时转换成相应的电信号，并同时传输出去。一帧画面分解成几十万个象素就需要几十万条通道。二、传像方式返回第一节电子扫描2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班2、顺序传送制顺序传送制是将像素按时间的先后顺序逐个进行传送。返回第一节电子扫描二、传像方式2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描电子束从左至右、从上至下轰击荧光屏的过程叫电视扫描。在摄像管中，利用扫描将图像的像素逐个转换成相应的电信号；在显像管中，也是通过扫描将电视图像信号逐个还原成图像的像素。三、扫描返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描1、行扫描三、扫描行扫描正程：52μs行扫描逆程：12μs返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描2、场扫描三、扫描场扫描正程：18.4ms场扫描逆程：1.6ms返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描3、光栅的形成三、扫描返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描4、逐行扫描：就是电子束自上而下逐行依次进行扫描的方式。电子束作水平方向的扫描叫行扫描，其中电子束自左到右的水平扫描叫行扫描的正程，自右回到左的水平扫描叫行扫描的逆程。电子束作垂直方向的扫描叫场扫描缺点：占用频带宽三、扫描ZMHf25.1125010454max返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描5、隔行扫描：采用了类似电影放映中遮光的办法，即将一帧图像分为两场扫描，先扫描1，3，5，…行，称为奇数场，再扫描2，4，6，…行，称为偶数场。在电视技术中把这种方法称为隔行扫描。这样每秒传送图像的帧数不变，每帧图像扫描的行数也不变，因而不会增大电视信号的频带宽度，从而较好地解决了频带宽度与传送活动图像产生的闪烁现象之间的矛盾。三、扫描返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第一节电子扫描我国广播电视扫描参数每帧图像总行数Z=625行（其中；正程575行，逆程50行）每场行数312.5行（其中：正程287.5行，逆程50行）行周期TH=64μs；行频fH=15625Hz；行正程THS=52μs；行逆程THR=12μs；场周期Tv=20ms；场频fV=50Hz；场正程Tvs=18.4ms；场逆程TVR＝1.6ms；帧周期Tz＝40ms；帧频fz＝25Hz；三、扫描返回6、扫描参数2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第二节图像信号1、真空摄像管的结构：真空摄像管的结构主要同玻璃外壳、光敏靶、电子枪、偏转线圈及聚焦线圈等构成。一、图像信号采集现代的摄像机多采用CCD元件替代真空摄像管返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班2、摄像管的工作原理：被摄景物越亮，光电靶上对应成像单元等效电阻越小，输出图像信号电压越低（负极性图像信号）。返回第二节图像信号一、图像信号采集2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班a)投映至摄像管上的图像b)第1、2行的电压波形c)第3行的电压波形d)第4、5行的电压波形e)第6行的电压波形f)第7、8、9行的电压波形返回二、图像信号波形2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第二节图像信号三、图像信号的频带与频谱1、图像信号最低频率：fmin=0Hz2、图像信号最高频率：（1）垂直分解力=理想垂直分解力×垂直凯尔系数=575×0.75=431TVL（2）理想水平分解力=575×4/3=767TVL（3）图像信号理想最高频率：7.37MHz,实际图像信号最高频率:fmax=6MHz带宽：Δf=fmax-fmin=6MHz2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第二节图像信号三、图像信号的频带与频谱3、图像信号的频谱2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班第三节彩色全电视信号黑白全电视信号由：亮度信号、扫描同步信号、消隐信号等构成的。彩色全电视信号由：亮度信号（Y或A）、色度信号（F）、色同步信号（B）、扫描同步信号和消隐信号（S）组成，常用FBAS或FBYS表示返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班1．亮度信号的获得在彩色电视系统中，先将反映景物的光通过物镜成像，再经分色镜分解成红、绿、蓝三个基色光图像，分别通过三摄像管把景物光图像转换为红、绿、蓝三个基色电信号UR，UG，UB。再用电阻矩阵电路将三基色信号转换成为亮度信号UY。一、亮度信号（Y或A）返回第三节彩色全电视信号2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班一、亮度信号（Y或A）UY/RY=UR/（RR+RY）+UG/（RG+RY）+UB/（RB+RY）UY=URRY/（RR+RY）+UGRY/（RG+RY）+UBRY/（RB+RY）亮度方程：UY=0.3UR+0.59UG+0.11UBRY/（RR+RY）=0.3RY/（RG+RY）=0.59RY/（RB+RY）=0.112012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班一、亮度信号（Y或A）2．亮度信号的特点（1）亮度信号的幅度。亮度信号的幅度反映图像的亮暗程度。彩色电视信号一般采用正极性视频信号。正极性视频信号用相对幅度1（100％）来表示白图像，用零（0％）表示黑图像。也就是说信号幅度越大，图像越亮；幅度越小，图像越暗。返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班一、亮度信号（Y或A）2．亮度信号的特点（2）亮度信号的频率。亮度信号的频率反映图像所占屏幕面积的大小或图像的繁简程度。图像面积越小，或者说图像越复杂，亮度信号的频率越高。返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班一、亮度信号（Y或A）2．亮度信号的特点（3）亮度信号的频带。亮度信号的最高频率fmax与最低频率fmin之差即为它的频带B。PAL-D/K制亮度信号的标称B为6MHz。返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班二、色度信号（F）1．色度信号的获得根据三基色原理，传送三个基色信号便可以传送彩色图像。而亮度信号又是三个基色的亮度之和，如果直接传送基色信号，则基色信号中的亮度与亮度信号是重复的，为了避免信号重复，浪费电视台的发射功率，必须将基色信号中的亮度信号去掉，即传送色差信号。基色信号与亮度信号之差称做色差信号。三个色差信号为：UR-YUG-YUB-YUY=0.30UR+0.59UG+0.11UBUR-Y=UR-UY=0.70UR-0.59UG-0.11UBUG-Y=UG-UY=-0.30UR+0.41UG-0.11UBUB-Y=UB-UY=-0.30UR-0.59UG+0.89UB返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班二、色度信号（F）1．色度信号的获得UY=0.30UY+0.59UY+0.11UY=0.30UR+0.59UG+0.11UB移项后得：0.30UR-Y+0.59UG-Y+0.11UB-Y=0∴UG-Y=-0.51UR-Y-0.186UB-Y因此：只要发送一个亮度信号UY和两个色差信号UR-Y、UB-Y即可传送彩色图像。UG-Y可在电视机中利用UR-Y、UB-Y再生出来。返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班1．色度信号的获得色差信号中去掉了亮度信号，它仅反映彩色的色饱和度和色调，所以又可称为色度信号。彩条图像是分析研究彩色电视信号和维修调整电视机常用的彩色图像。二、色度信号（F）2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班RGB返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班二、色度信号（F）2．色度信号的调制为了传送彩色图像，则必须传送Y、UR-Y、UB-Y信号，但色差信号的频谱结构与Y信号的频谱结构是基本相同的。将他们直接混合在一起发送，会相互干扰，在电视机中也很难将他们进行分离。为了在原有的Y信号频带内兼容色度信号，必须将色差信号移频，使之与Y信号的频谱结构错开，为此可采用频谱交错技术，将色度信号安插到亮度信号的频谱空隙中去。调制是一种最好的移频方法，不同的电视制式采用了不同的调制方式，NTSC制彩色电视采用平衡调幅制将色差信号移频。为了方便调制须将色差信号先进行频带和幅度压缩。返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班2．色度信号的调制（1）色差信号频带和幅度压缩。利用人眼对彩色图像细节分辨力不高的特点，可将色差信号的频带压缩在0.5～1.5MHz以内。PAL制将色差信号压缩为1.3MHz。采用低通滤波器很容易将信号进行频带压缩。为了使调制后的色度信号幅度不致于过大，必须将色差信号的幅度进行压缩。将红色差信号与蓝色差信号分别乘以压缩系数0.877和0.493进行幅度压缩。压缩后的红色差信号简称为V信号，压缩后蓝色差信号差简称为U信号。V＝0.877×UR-YU＝0.493×UB-Y返回二、色度信号（F）2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班二、色度信号（F）（2）色度信号的调制。NTSC采用正交平衡调幅制。就是将U、V信号调制在频率相同，相位相差90°的两个副载波上。通常，把V信号的平衡调幅波用FV表示，把U信号的平衡调幅用FU表示，副载波的角频率为ωsct。FV和FU相混合的正交平衡调幅称做已调色度信号，用F表示，则)sin(sincos22tVUtUtVFFFscscscUVUVVUFMarctan22这说明，已调色度信号F既是调幅波，又是调相波。F的振幅FM与两色差信号的幅度有关，反映了彩色的色饱和度；相角φ与两色差信号的比值有关，反映了彩色的色调。2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班二、色度信号（F）由于在信号传输过程中不可避免会产生相位失真，而相位失真会使彩色色调产生失真，所以NTSC制的缺点是信号传输过程不允许有大的相位失真。PAL制为了解决NTSC的这一缺点，采用逐行倒相的正交平衡调幅制。在NTSC制的基础上，U信号的相位不变，将V信号进行逐行倒相后再对副载波进行调制。设Fu、Fv为调制后的U、V信号，则：（2）色度信号的调制。第n-1行传送：Fu+Fv（简称N行）；第n行传送：Fu-Fv（简称P行）；以次类推。这样PAL制利用倒相行与不倒相行在传输过程中产生相反的相位失真，即相邻行彩色产生相反的色调失真，可以减少色调失真。2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班二、色度信号（F）为了使已调色度信号F的频谱与Y信号的频谱错开，使F信号与Y信号能共存于同一频带内，PAL制的副载波选择为fsc=283.75fH+25Hz=4.3359375MHz≈4.43MHz，NTSC制的副载波选择为fsc=283.5fH=4.4296875MHz≈4.43MHz。色度信号的频带为1.3MHz，调制后色度信号的频带为2.6MHz。（3）色副载波的频率与频带。返回2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”专业培训班2012国家级骨干教师“电子电器应用与维修”