第3章广播电视系统20100426

· 伴音调制方式:调频,Δfm=50kHz,预加重时常数为 50μs。
· 图像发射机与伴音发射机的功率比:10∶1～15∶1,这 是为图像发射机与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的
3.5.2 电视发射天线(正交、旋转场天线)
电视发射天线,根据频段的不同,主要分为VHF天线 和UHF天线两大类。 在实际中,常常使用多层蝙蝠翼天线。多层蝙蝠翼 天线在水平面内的方向图与单层的基本相同,近似为一
(3)二次变频双通道差转机
图3―25 一次变频单通道差转机框图
图3―26 二次变频单通道差转机框图
图3―27 二次变频双通道差转机框图
(3) 二次变频双通道差转机。
双通道差转机的特点: ·图像信号和伴音信号分开处理,互调失真小 ·分开处理的图像信号和伴音信号与原来的电视信 号相比,频带变窄,易于处理
·重合精度高。摄像管与镜头固定牢固,匹配精确。
·暂留特性好,适于拍摄运动图像。
3.光学系统
光学系统也是彩色摄像机的重要组成部分,它不仅 对摄像机的光谱响应特性有影响,而且也影响所摄取的 景物及其彩色。彩色摄像机的光学系统主要由变焦距 镜头、分色镜、中性滤光片和色温滤光片组成(图 3―2)。
3.2.2 飞点影片扫描器
表3―4 几种MAC制的性能指标
3.5
3.5.1 电视发射机
电视信号的发射
1.电视发射机的种类
电视发射机的种类主要根据电视图像发射机的分类方法不同而有各种 命名。就图像发射机而言,可以有多种分类。 VHF,UHF 直接调制式、中频调制式 双通道、单通道
2. 电视发射机的组成及工作原理 电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前, 常用的中频调制电视发射机有两种形式,即双通道电视 发射机和单通道电视发射机,如图3―21所示。
几种基本的特技处理方法。
(1) 切换
① 快切换 (在场逆程期间）
图3―10
录像机自动播控系统
② 慢切换
图3―11 慢切换的几种方法
划变（同步信号是同一个）
字幕叠加
(5)数字特技。
① 图像的放大与缩小。 ② 油画效果。 ③ 瓷砖效果。 ④ 画面冻结。
⑤ 裂像效果。
⑥ 镜像效果。 ⑦ 倒影。 ⑧ 多画面与画中画(PIP)。 ⑨ 三维特技效果。
在电视电影摄像机中,常常用到的一种设备叫飞 点影片扫描器,简称飞点扫描器FSS。其组成和工作原 理如图3―7所示。(形成亮度均匀光栅,三个基色时间 上一致)
图3―7 飞点扫描器
3.2.3 录放像机
视频磁带记录就是把视频电视信号(电信号)以剩磁的形式记 录在磁带上。存储记录方式可以是模拟式,也可以是数字式。数字 式有许多优点,如失真、杂波小和复录对图像质量的影响小,可采 用多磁头并行录放技术来解决最短记录波长及磁带—磁带相对速 度的最高值受限问题等。目前,磁带录像机的种类十分繁多,但可 归为三大类,即:
(3) 射频全电视信号的频谱及频道划分。 习题7、8、9,
P83,P84，P85
负极性射频图像信 号优点 （1）同步尖顶对应 功率最大值。抗同 步干扰 （2）通常亮面积比 暗面积大，可以小 功率发射，效率高。 （3）干扰体现为暗 点 （4）便于利用同步 尖顶进行AGC控制
图3―20 射频全电视信号的频谱
7.彩色校正
8.时基校正:录象机带速不稳造成
3.3.2 切换及特技处理
1. 电子编辑(各不同磁带上内容合成一起) 电子编辑的方式通常有两种,即插入和组合。(使用 编辑机 )
2. 特技处理
特技发生器的功能有: 切换、混合、划变、软键、键控、字幕叠加、底色 变换、图样调制、边框与边线、定位
马塞克
色度键 场景抓取（压缩+划变）
卫星广播电视信号的接收需要专门的卫星电视接 收机,并配上普通电视接收机或监视器才能完成。 卫星电视广播的地面接收部分,不论采用何种接 收形式,所用的卫星电视接收机的组成都一样,包括接 收天线、室外单元和室内单元三部分。
距d为
(3―3)
式中,h1 和h2 以m为单位。实际上,大气层对电波会
有一定的折射作用,从而会改变视距的大小。在正常折 射时,有效传播距离d′比视距会稍远些,近似为
(3―4)
(2) 多径传播,遇到障碍物会反射。 (3) 绕射传播，很弱。（UHF没有绕射，形成阴影 区）
2. 电视信号场强的估算 接收点场强可用下式来估算: P 发射台功率，G 增益 r收发距离，成正弦关系 (3―5)
图3―8 视频电视信号的处理
2.电缆校正
摄像机头离控制台(调像台)往往比较远,从机头到调像台 的传输电缆就比较长,其分布参数会使图像信号的高频 分量跌落,影响图像清晰度。 3.黑斑校正 由于多种原因,如摄像机镜头各区域亮度不均匀,投射 在光电靶面的背景光不均匀及电子束在靶面边缘不能 垂直上靶等,会使重现图像出现黑斑或色斑。 4.轮廓校正(孔阑校正)提升高频 5.直流恢复:丢失图象背景亮度,采用嵌位方式校正 6.灰度校正(γ校正)
表3―1 我国电视频道的划分表
2. 卫星广播电视射频电视信号的形成
(1)频段划分。 微波频段频率高,波长短,可使星上和地面的天线 尺寸大大减小,增益提高,方向性增强,从而减小卫星的 体积和重量,降低对发射功率的要求,且可防止对邻近 区域的干扰 微波频段不易受大气扰动噪声的影响 微波能穿过电离层
图3―23 微波接力信道的构成
图 3―24微波接力站结构 （环行器）
(a)端站 (b)中继站
2. 电视差转（若同频放大会产生干扰）
电视差转是电视差频转播的简称,它也是一种电 视中继或转播措施。电视差转的主要功能是将接收到 的主台(或称骨干台)某频道的电视节目,经过差转机的 频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而扩大 主台的覆盖范围或服务面积。 (1)一次变频单通道差转机。 (2)二次变频单通道差转机。（习题13 ）
无线电业务已占用较低频率,而微波频段相对比
较“空闲”。
卫星广播下行频段 (1) 0.7G 和 2.5G传输特性好,但是频道不多 (2) 12G雨衰大
表3―3 我国C波段频道划分
一个频道宽度19.18M, 而BSTV一个频带宽度27M, 有相邻频道重 叠,采用极化分集
3746.66-3727.48=19.18
图3―1 广播电视系统的组成方框图
所有设备使用一个同步信号
3.2
3.2.1
电视信号的产生
彩色电视摄像机 摄像机是电视系统的最重要的信号源,其性能的
优劣往往对整个电视系统的质量有着举足轻重的作用。 因此,对摄像机的要求很高。对摄像机的性能要求主要 有:
·分辨率要高Fra Baidu bibliotek好的水平分辨率可达750线,差的
习题14
(2)卫星星体。是转发器（寿命短，主要是姿态控制燃料耗尽）
(3)地面接收网
3.7
电视信号的接收
3.7.1 地面广播电视信号的接收 地面广播电视信号的接收非常简单,用普通的家 用广播电视接收机即可实现。 普通的广播电视接收机通常都具备兼容性,可以 接收彩色或黑白的电视节目。
3.7.2 卫星广播电视信号的接收
3.4
电视信号的形成
3.4.1 电视信号的同步
电视台在进行节目联播或作实况转播时,由于本台的同步与外来的同步不一 致,将会造成图像翻滚,甚至丢失图像。解决这一问题有以下三种方法。
(1) 帧同步器法。（是延迟时间的调节）
(2) 台从锁相。 本台受外来信号锁定，CCTV1 (3) 台主锁相。将外来信号锁定在本台同步机上
个圆。在垂直方向上,方向图与层数有关层数越多,垂
直方向性越尖锐,增益提高,远区场增加。多层蝙蝠翼 天线的增益通常由下式确定:
N层数、S两层阵子中心距、入频道中心波长
(3―2)
图3―22 蝙蝠翼天线结构
3.6电视信号的无线传输及扩大电视 覆盖范围的方法
3.6.1 电视信号的无线传输
1.电视信号的传播特性 (1)视距传播。 视距(最大直视距离)与发射天线和接收天线的高度有 关。设发射天线和接收天线的高度分别为h1 和h2,则视
3.6.2 扩大电视覆盖范围的方法
1.微波中继 微波中继又称微波接力,它是在电视广播传送途中,建 立许多微波中继(接力)站,利用微波,把电视信号一站 一站地传送。 微波中继有以下优点:
· 直射性好。微波的波长非常短,在cm或mm数量级, 因此,其直射性能很好。
· 传输信号质量高。微波线路传送的电视信号的质 量比用短波或超短波传送的质量要高。这是由于微波 的直射性好,性能稳定,抗干扰能力强,且微波中继线路 通常为专用线路。 · 可双向传输。双向传输可以实现中央台和地方台 的各种电视节目的双向交流,而不互相影响。
也不能小于300线。
·彩色逼真,轮廓清晰,灰度分明。 ·失真与干扰要小。 ·灵敏度要高。较好的摄像机的灵敏度约在40lx左右。 ·镜头口径及变焦比要高。一般采用10~15倍的变焦镜 头即可。
·使用特性要好。这要求调节简单,使用灵活方便及小
型轻便等。
1.彩色电视摄像机的基本组成
目前,实用化的彩色摄像机主要是三管彩色摄像机和 单管彩色摄像机两种。各种摄像机的构造类似,一般由以 下几部分组成: (1)摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、预放 器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设备等。 (2)视频信号处理部分。主要包括视频放大、增益调 整、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑斑校正、
轮廓校正、彩色校正、γ校正、杂散光补偿、矩阵电路
及消隐电路等。 (3)编码器、同步机和彩条信号发生器。
图3―2 示出了三管式彩色摄像机的基本组成。
2.摄像管
摄像管是摄像机中的光—电转换器件,也是摄像机的关键器件 之一。摄像管的质量、体积和种类决定着摄像机的质量、体积和
调节方式。
(1) 光电导摄像管。 (2) CCD摄像管。 ·寿命长。 ·成本低。 ·机械性能好,耐震、耐撞,不怕强光照射。
(1)U型机或称Umatic。它采用3/4英寸磁带,在电视广播中用得较 多。
(2)β型机或称β―max。它采用1/2英寸磁带。
(3)VHS。它也采用1/2英寸磁带
磁带录音机原理 旋转磁头
3.3
3.3.1 校正处理 1.反杂波校正
电视信号的处理
由摄像管输出的信号非常微弱,需要在摄像机机 头内紧靠摄像管处设置预放器,将微弱信号放大。通常 在摄像机头内设置有杂波抑制电路或反杂波校正电路。
(2) 调制方式。在星上功率、重量、体积是主要矛盾，为减少
星上设备重量,牺牲带宽。 ① FM(伴音)―FM方式:与地面相同,伴音质量差 ② PCM(伴音4DPSK)―FDM―FM方式。 ③ MAC方式（见下页）。亮度,两个色差信号采用时分复用
TDM,消除亮色串扰，需要统一制式。
(3) 卫星电视信号的能量扩散。 习题：7、8、9、10
图3―21 电视发射机的组成框图 a)双通道电视发射机,容易保证失真指标 (b)单通道电视发射机 ,使用大功率线性器件
3. 电视发射机的主要指标(图3-16)
根据我国的电视标准,电视发射机有以下主要指标: ·标称射频频道宽度:8MHz
·伴音载频与图像载频的频距:±6.5MHz
·频道下限与图像载频的频距:-1.25MHz ·图像信号主边带标称带宽:6MHz ·图像信号VSB标称带宽:0.75MHz。图像信号调制方式 及调制极性:振幅调制负极性 ·
·对功放的要求降低，线性度好
·结构复杂,造价高。
3. 卫星电视广播
· 覆盖面更大。三颗覆盖全球 · 转播电视节目质量高。调频制 · 费用低。（与同面积覆盖相比） · 适应性强。（海洋、沙漠等都可以）
· 效率高。调频制节省功率
图3―28 习题14
卫星电视广播系统组成
(1)卫星地面站。（上行）
图3―29 主发控站简化框图
3.4.2 射频电视信号的形成
1. 地面广播电视系统射频电视信号的形成
(1) 使用频段。视频频带宽6M,只能使用VHF,UHF以上频段 (2) 调制方式。频道拥挤是主要矛盾
① 图像信号的残留边带调幅。为了减少带宽，调制解调也容易实现。
② 伴音信号的调频。可减少图象伴音间干扰,提高伴音S/N B=2(Δfm+Fmax)=2(50+15)=130kHz
第3章 广播电视系统
3.1 广播电视系统概述 3.2 电视信号的产生 3.3 电视信号的处理
3.4 电视信号的形成
3.5 电视信号的发射 3.6 电视信号的无线传输及扩大电视 覆盖范围的方法 3.7 电视信号的接收
3.1 广播电视系统概述
广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统。 由于它一般采用无线电方式进行信号传输,因此,广播 电视系统也可称为无线电视系统或开路电视系统。目 前,广播电视系统主要是广播这一单一业务。