电视原理 复习知识要点归纳总结

在电视发送端用摄像器件实现光电转换，在接收端用显像管实现电光转换。

涂在玻璃屏上的荧光粉在电子束的轰击下会发光。

荧光屏的发光强弱取决于轰击电子的数量与速度，只要用代表图像的电信号的大小去控制电子束的强弱，再按规定的顺序扫描荧光屏，便能完成由电到光的转换，重现电视图像。

组成一幅平面图像的最基本的细小单元称为像素。

像素越小，
单位面积上的像素数目就越多，由其构成的图像就越清晰。

将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程（或逆
过程）称为扫描。

电视系统中，把从左到右、自上而下由电子枪
进行的图像的扫描过程，通常称其为电子扫描。

通过电子扫描，就可以把反映一幅图像亮度的空间与时间的函
数，转换为只随时间变化的单值函数（电信号），从而实现平面图
像的顺序传送。

在电视系统发送端摄像管中，利用光电转换作用，把反
映在光电靶上景物的光信号变为电子（图象）信号传送出去。

在电视系统接收端显像管中，利用电光转换作用，把接
收到电子图像信号变为重现在屏幕上可视的图象。

为使图像信号重现成一幅完整的光图像, 需要电子束在偏
转磁场作用下完成从左到右、从上到下全屏幕的顺序扫描, 而且
电子束在荧光屏上轰击的几何位置也必须与发送端图像像素
的位置一一对应, 即收发两端要保持同步的工作状态。

隔行扫描就是把一帧图像分成两场来扫：
第一场扫描1、3、5、…625奇数行，称为奇数场；
第二场扫描2、4、6、…624偶数行，称为偶数场。

要求:偶数场扫描线正好嵌在奇数场扫描线的中间。

我国电视标准规定，一帧由两场复合而成,，25帧/秒，50场/秒，625行/帧，312.5行/场。

场频为50 Hz，不会有闪烁现象，每帧画面仍为625行，图像清晰度未降低，而频带却压缩了一半。

图像信号特征:
(1)相关性：对于一般活动图像,相邻两行或相邻两帧信号间具有较强的相关性。

(2)单极性：图像信号电平的数值总是在零值以上或零值以下的一定电平范围内变化的, 它不会同时跨越零值上下两个区域, 也即具有单极性特点。

我国广播电视采用隔行扫描, 主要扫描参数如下:
行频: 15 625Hz 场频: 50Hz
行周期: 64 μs 场周期: 20 ms
行正程时间: ≥52 μs 场正程时间: ≥18.4 ms
行逆程时间: ≤12 μs 场逆程时间: ≤1.6 ms
帧频: 25 Hz 每帧行数: 625 ( 显示575 )
帧周期: 40 ms 每场行数: 312.5 ( 显示287.5 )
图像信号的特征
(1)相关性:相邻两行或相邻两帧信号间具有较强的相似性。

(2)单极性：图像信号电平的数值总是在零值以上或零值以下的一定电平范围内变化的, 它不会同时跨越零值上下两个区域, 也即具有单极性特点。

（直流平均值——决定背景亮度。

）
图像信号的基本参量：
亮度、对比度和灰度三个参量。

亮度----指单位面积的光通量。

对比度----客观景物最大亮度与最小亮度之比。

灰度----将灰色划分成能加以区别的层次数。

电视图像按每帧525行、每行525x4/3=583像素计算：
行、场消隐脉冲的相对电平为75%, 相当于图像信号黑电平。

? 行消隐脉宽为12μs ；周期为64μs；
? 场消隐脉宽为1 612μs ；周期为20ms。

各脉冲的宽度为:
? 行同步4.7μs;
? 场同步160μs = 2.5H;
? 均衡脉冲2.35μs;
? 槽脉冲4.7μs;
? 行消隐脉冲12μs ;
? 场消隐脉冲1612μs = 25H + 12。

全电视信号三个特点:
1.脉冲性
全电视信号由图像信号、同步信号、消隐信号等多种信号组合而成。

虽然图像信号是随机的, 既可以是连续渐变的, 也可以是脉冲跳变的, 但辅助信号均为脉冲性质, 这使全电视信号成为非正弦的脉冲信号。

2.周期性
由于采用了周期性扫描方法, 使全电视信号成为以行频或场频周期性重复的脉冲信号。

而且两行间，两场间的信号有相似性；
3.单极性
与图像信号单极性相同, 全电视信号也有正极性与负极性之分。

正极性，白电平高，黑电平低。

负极性，白电平低，黑电平高。

开槽脉冲：在场同步脉冲期间相应位置进行开槽，以使场同步信号期间不丢失行同步信息。

其中奇数场开两个，偶数场开三个。

均衡脉冲：在场同步信号前后若干行内将行同步脉冲的频率提高一倍，而脉冲的宽度减少为原来的一半这样，在奇数场和偶数场的场同步期间及前后若干行的同步脉冲波形（数目和位置）会完全相同，积分波形也完全相同——奇偶场准确同步。

黑白电视信号
将电视图像信号、复合同步、复合消隐、槽脉冲和均衡脉冲等叠加,即构成黑白全电视信号。

也就是说由图像信号及六种辅助信号( 场同步、行同步、场消隐、行消隐、前后均衡脉冲及槽脉冲)组成。

全电视信号的频谱特征:
(1) 以行频及其谐波为中心,组成梳齿状的离散频谱。

(2) 随着行频谐波次数的增高,谱线幅度逐渐减小。

(3) 各群谱线间存在着很大的空隙，可以被再次利用。

（4）总的频谱宽度约6MHZ。

三基色原理
（1）任何一种彩色都可以由三种基本彩色光混合产生;任一种彩色都可以分解为三种基色。

（2）将三基色按不同比例合成可以引起不同的彩色感觉。

合成彩色: 亮度:三基色亮度之和决定；
色度: 由三基色之比例决定。

（3）三个基色必须是独立的。

即其中任一种基色都不能由另外两种基色混合而产生。

一般用红、绿、蓝作三基色。

. 混色方法
红光+绿光= 黄光
红光+蓝光= 紫光(品光)
绿光+蓝光= 青光
红光+绿光+蓝光= 白光
彩色三要素
亮度：光作用于人眼引起明亮程度的感觉，它由光的辐射功率及人眼视敏度特性决定。

色调：是指光的颜色，由作用到人眼入射光波长成分决定。

色饱和度：是指彩色的纯度，即掺入白光的程度，或指颜色的深浅程度。

由这三个参量可以确切地表示任何一种彩色光。

三基色原理（1）任何一种彩色都可以由三种基本彩色光混合产生，任一种彩色都可以分解为三种基色。

（2）将三基色按不同比例合成可以引起不同的彩色感觉。

合成彩色的亮度由三基色亮度之和决定；而色度由三基色之比例决定。

（3）三个基色必须是独立的。

即其中任一种基色都不能由另外两种基色混合而产生。

一般用红、绿、蓝作三基色。

直接混色：两种以上彩色光同时投到屏幕上混色。

间接混色：三种
（1）时间混色：三种基色光速度很快地按顺序交替出现——人眼的视觉惰性。

（2）空间混色：
将三种基色光点放在同一表面的相邻处紧密排，只要这三个基色光点足够小，相距足够近，当人眼在一定距离之外观看时，就会看到三种基色光混合后的彩色光。

（3）生理混色：
两只眼睛分别同时观看不同彩色，大脑中形成混色效果。

物体呈现的颜色有关因素有：
(1) 物体对照射光的反射、透射特性有关。

(2) 光源光谱。

(3) 人眼视觉特性的差异。

对于任一彩色，配色方程可写为F = R[R] + G[G] + B[B]
其中，R、G、B表示三基色的三色系数，它们的比值决定了待配彩
色的色调。

三基色各分量的光通量之代数和等于该彩色光的光通量。

由于亮度正比于光通量，因此，待配彩色光的亮度等于各混合分量亮度之代数和。

红基色：700nm [R]
绿基色：546.1nm [G]
蓝基色：435.8nm [B]
R : G : B= 1.0000 : 4.5907 : 0.0601
E白光：F = 1 [R] + 1 [G] + 1 [B]
任意光：F = R [R] + G [G] + B [B]
通常简化为
Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B
———亮度公式。

配色方程的意义
对于任一彩色，配色方程可写为
F = R[R] + G[G] + B[B]
其中三色系数的比值决定了待配彩色的色调。

彩色光的亮度等于各混合分量亮度之代数和。

XYZ色度特点
①舌形曲线全部位于第一象限,所有的单色光(谱色)都位于舌形曲线上, 曲线底边时红色和蓝色混合得到的颜色，为非谱色。

②舌形曲线上任一点与E白点的连线称为等色调线。

等色调线上各点间只有饱和度存在差异，E白点—0％，舌形曲线——为100％。

③在舌形曲线内任取三点作为基色时，由此三基色混合所得的全部彩色均在三角形内。

④饱和度相同的彩色所对应的各点的连线称为等饱和度线。

图像分解力包括垂直分解力和水平分解力。

垂直分解力取决于显示行数、图像的状况以及图像与扫
线相对位置等因素；
水平分解力取决于电子束横截面大小,即与电子束直径相
对于图像细节宽度的大小有关。

孔阑效应——电子扫描时，电子束有一定的截面积, 因此水平扫描时使黑白像素界线的图像信号电压不能突变, 存在一过渡期。

导致恢复图像时黑白像素界线模糊,无法反映黑白变化的细节。

①影响：使高频分量的幅度下降 轮廓不清楚；
②原因：电子束截面积>图像细节的尺寸；
③方法：在接收端加轮廓校正电路----高频补偿。

电视系统分解力分垂直分解力和水平分解力。

①垂直分解力取决于显示行数、图像的状况以及图像与扫线相对位置等因素；
②水平分解力取决于电子束横截面大
小,即与电子束直径相对于图像细节宽度大小有关。

显像管的结构:
电子枪、荧光屏和玻璃外壳三部分组成。

其中电子枪用来发射密度可调的电子流。

（1）灯丝Ｆ─给阴极加热。

（2）阴极Ｋ─受热后发射电子。

（3）栅极Ｇ─信号加在栅极与阴极间，用以控制电子束强弱。

（4）加速极A1─对电子束加速。

（5）高压阳极A2、A4─使电子束高速打在屏幕上荧光粉发光。

（6）聚焦极A3─它与A2、A4电极一起组成电子透镜，使电子束在屏幕上聚焦成一点。

兼容：彩色电视机能够接收黑白电视信号并能显示黑
白图像——逆向兼容；
黑白电视机能够接收彩色电视信号并能显示黑
白图像——正向兼容。

兼容的必备条件：
（1）彩色电视信号包含亮度信号和色度信号。

（2）相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。

（3）相同扫描制式（方式、扫描频率及参数）。

（4）尽可能地减小色度信号对亮度信号的干扰。

色差信号传递色度信号
1. 兼容效果好，可减少色度信号对亮度信号的干扰；
2. 可节省色度信号的发射功率；
3. 能够实现恒定亮度原理，被摄景物的亮度与色差信号失真与否无关, 只与亮度信号本身的大小有关。

4. 有利于高频混合。

根据大面积着色原理，传送色度信号则利用较窄的频带1.3 MHz—大面积的色调,传送亮度信号时占有全部视频带宽6 MHz—图像的细节。

平衡调幅,是指抑制载波的调幅方式。

特点: (1) 不含载波分量。

(2) 色差信号通过0值点时，平衡调幅波极性反相80°。

(3) 振幅只与调制信号的振幅成正比，与载波振幅无关。

可以节省发射功率，减少了色度信号对亮度信号的干扰。

(4)只能采用同步检波器解调。

正交平衡调幅：是指将两个色差信号分别对频率相同而相位正交的两个副载波进行平衡调幅。

正交平衡调幅的特点：
? 平衡调幅波不再含有载波分量；
? 不能采用普通检波方法，必须采用同步检波；
? 调制信号过零电处平转换极性，功率大大减少；
色度信号在形成时为什么要先进行幅度压缩？
标准彩条信号的电平范围大大超过了黑白电视所规定的范围。

若不压缩幅度，则可能超过白电平，产生过调失真，引起伴音中断；同时色度信号可能超过同步电平，分离同步时色度信号被切割出，误作同步信号，引起图像不稳。

色度信号解调为什么采用同步检波？并解释同步检波原理。

因为色度信号采用正交平衡调幅。

而平衡调幅波的包络不再是原来调制信号的波形, 因此, 不能用包络检波的方法检出调制信号，故必须用正交解调器，也称同步检波器。

原理：要求产生彩色副载波的频率和相位要严格地和正交平衡调制器中的彩色副载波一致，并同样地, 然后将副载波分成两个互相垂直的分量分别和已调色度信号相乘, 再经低通滤波器取出色差信号。

三大彩电制式分别是什么？有何异同点？
三大彩
电制式：
PAL制
逐行倒相正交平衡调幅制
NTSC制
正交平衡调幅制
SECAM制
顺序传送色彩与存储制
共性：均与黑白电视相兼容
三基色信号为亮度信号Y和色差信号(R-Y)、(B-Y)
差别：体现在两个色差信号对副载波的
调制方式不同NTSC制的特点？
(1) 频带宽度为4MHz, 扫描行数为525行, 场频为
60场, 可以与原黑白电视相兼容
(2) 亮度信号带宽4MHz，色度信号带宽1.5 MHz 。

(3) 采用频谱间置技术, fSC=3.579 545 MHz。

(4) 选用Y、I、Q作为传输信号。

(5) 采用正交平衡调幅, 色度信号Q分量用双边带
方式传送, 而I分量用残留边带传送。

(6) 主要缺点是对相位敏感, 容易出现彩色失真。

.NTSC 主要参数
fV=59.94Hz (60Hz);
fH=525×fV/2=15.734kHz;
扫描行数：525行/帧;
图像带宽：4.2MHz;
伴音与图像载频差：4.5MHz;
fSC=3.57954506MHz（3.58MHz）
主要性能：(1) 三种兼容制中, 编、解码电路也最为简单,易于集成化。

(2) 采用1/2行间置,使亮度与色度信号频谱以最大间距错开,亮度串色影响因之减小,故兼容性好。

(3) 缺点：存在着相位敏感性, 易色调失真。

副载波频率选择原则是什么？
选择副载波频率原则：
(1) 副载波频率应尽量选择在视频频带高端，因为亮度信号高频能量少，且其谐波落在视频带宽之外。

?
（2）色度信号频带宽度为fSC±1.3 MHz，它的上边带不应超过视频信号6MHz 的带宽范围。

NTSC制采用半行频间置，色度信号的频谱正好插在亮度信号频谱的中间，这样可将色度信号对亮度信号的干扰降到最小。

PAL制为什么采用逐行到相制？
PAL制采用逐行倒相制，是对色度信号采用正交平衡调幅的基础上将色度信号中FU分量保持不变，而FV分量进行逐行倒相。

这样可以使相邻两行的相位失真互补（因相位相反），以减少色调畸变。

简述PAL制解码器主要组成及作用。

三大部分组成：亮度通道、色度通道、副载波恢复电路
说明PAL制电视信号有哪些分离方法？
（1）亮度和色度——频带分离法
（2）色同步和色度——时间分离法
（3）色度分量FU、FV——梳状滤波器
（频谱分离）
（4）色差信号U、V——同步检波
说明梳状滤波器工作原理。

梳状滤波器构成：
延迟线+加法器+ 减法器。

F为NTSC行时：直通信号FU+FV，延时信号为PAL行，是—（FU-FV），加法输出2FV，减法输出2FU。

F为PAL行时：直通信号FU-FV，延时信号为NTSC行，是—（FU+FV），加法输出-2FV，减法输出2FU。

故：色度信号输入到梳状滤波器端，从加法器输出逐行倒相的FV 分量，从减法器输出FU分量。

简述SECAM制式有哪些特点？
(1) SECAM制的亮度信号是每行都传送，两个色差信
号则是逐行顺序传送的。

(2) 两个色差信号——逐行轮换传送。

(3) 采用调频方式调制两副载波频率。

(4) 彩色垂直清晰度下降。

(5）不需要恢复色副载波，可以直接进行鉴频。

PAL制的主要性能特点
(1) 克服了NTSC制相位敏感的缺点。

(2) PAL制采用1/4行间置再加25Hz确定副载波,有效地实现了亮度信号与色度信号的频谱交错,因而有较好的兼容性。

(3) 梳状滤波器减少亮度信号对彩色的干扰。

梳状滤波器的幅频特性可使亮度窜色的幅度下降3dB，彩色信噪彩色信噪比提高3 dB。

(4) 彩色清晰度比NTSC制低。

PAL制接收机中采取两行色度信号电平平均，当相邻两行色度信号内容有差别时，平均的结果必然导致两行各自模糊，垂直清晰度下降。

(5) 存在行顺序效应,即“百叶窗”效应。

产生行顺序效应的内因是色度信号逐行倒相,外因是传输误差或解码电路中的各种误差。

二者都会引起FU与±FV二分量互相串扰,又因串扰也是
逐行倒相的,造成相邻两行间较大亮度差异。

第四章
中放频率特性特点：
◎38MHZ图象中频应位于曲线斜边中点，相对幅度为50%（-6dB）处，以适应高频电视信号残留边带特性。

◎伴音中频31.5MHZ 应有一定衰减，位于相对幅度5%（-26dB）处，这样33.57MHZ的色度副载波中频与伴音中频的差频才会减小----不干扰图象。

——（33.57-31.5=2.07MHZ）
◎30MHZ和39.5MHZ处为邻近频道图象和伴音中频载波的吸收点，其相对幅度小于1%。