第一章黑白电视基础知识

3、电子束扫描的要求
有以下3个要求
（1）扫描正程用来显示图像，所以电子束的运动应 该是线性的。 （2）扫描逆程不显示图像，因此逆程时间短。 （3）行、场扫描都应按一定规律作连续的周期性运 动。 锯齿波电流就具备线性和周期性这两个特点，只要调 整正程时间和逆程时间，使正程电流变化较慢、逆程 电流变化较快，就可满足正程时间长、逆程时间短的 要求。如图1-10c和图1-11c和动画所示。
b)行偏转线圈所产生的磁场 c）场偏转线圈所产生的磁场
2、偏转原理
如果没有偏转系 统，电子枪发射出来 的电子束只能在屏幕 中心产生一个光点； 当偏转线圈流过电流 时，就会产生磁场， 而电子枪发射的电子 束（在管颈中央）通 过该磁场时，根据物 理中的电磁作用原理 可知，运动的电子将 受力而发生偏转，电 子偏转方向可用左手 定则确定。图1-9示除 了电子束运动方向改 变的原理。
二、图像的对比度和亮度
电视图像最亮处的亮度与最暗处的亮度之比，称为对比 度。对比度取决于显像管的质量，另方面决定于图像信号电 压的幅度（即峰值）。 通常电视机对比度旋钮，就是调节视频放大器的放大倍 数，以改变图像信号的幅度，从而达到调节对比度的目的。
§1-2电子扫描
为了完成扫描过程，除了需要具有一定动能的电子束 轰击靶面或荧光屏，还必须通过或磁的作用去改变从摄 像管或显像管的电子枪发射出的电子束的运动方向，改 变电子束运动的方向称偏转。 一、电子束的偏转 偏转方式有静电偏转和电磁偏转两种。显像管用是电磁偏 转。
1、偏转线圈的构造
偏转线圈主要由磁环、一组行、一组场偏转线圈以及中心 位置调节器等四部分组成，其结构如下图1-8a所示。
为了更清楚地了解，下面用动画扫描演示
下面用flash动画演示让大家更了解图像的扫描方式
为保证频带不过宽，一般每秒仍只扫描25帧，由于采 用了隔行扫描，使25帧图像在1s中内共扫奇数场和偶 数场各25次，结果人眼每秒钟看到的图像为50幅。这 样一来，既消除了闪烁现象，又没使宽带增宽。
我国对电视扫描有以下规定：帧频为25Hz，一帧图 像分625行传送，所以行扫描频率为 fH=25×625=15625Hz。
4、活动图像的传送
实践证明：如果图像的传送速度不小于每秒钟传送 48幅图像，则人眼就不会有闪耀感。但又不能过来自百度文库， 否则人眼视觉惰性会引起图像重叠。 电影为了节约胶片，每秒钟放映的图像是24幅。为了不使 人眼产生闪烁感，实际放映时，每幅图像放两次，相当于 每秒钟放了48幅图像。
我国电视是每秒钟传送25幅图像，但每帧图像分两 次来传送，每次叫一场。这样每秒钟传送50场图像， 实现了活动图像的传送。
§1-3电视图像的基本参量
对于黑白电视机来说，电视图像的质量主要考虑下面几 个参量。 一、图像尺寸目前世界各国电视屏幕都采用矩形，画面的 宽高比为4:3或5:3.随着电视技术的进步，大屏幕彩电向16:9 方向发展。
一般家用电视屏幕对角线为23~74cm不等。人们习惯用 英寸表示，如9in、14in、18in、21in、25in、29in、等，它 们的对角线分别为23cm、35cm、47cm、53cm、64cm、 74cm等。
二、扫描方式
当行、场偏转线圈同时加入不同周期的锯齿波电流时， 电子束会在荧光屏幕上从左至右、从上至下进行扫描运 动，电视中扫描运动采用直线扫描。其中，从左至右的 扫描称为水平扫描，又称行扫描，从上至下的扫描称为 垂直扫描，又称帧扫描（或场扫描）。扫描可分为逐行 扫描和隔行扫描两种。 1、逐行扫描
偏转线圈产生的线性变化磁场，控制它作上下左右 的移动运动，在荧光屏上扫描一幅光栅。若同时在 显像管的阴极K加上视频信号电压，信号电压幅度 连续变化，不断地改变着阴极与栅极之间的电位差， 射出栅孔的电子束强弱跟着改变，打在荧光屏时， 发光的亮暗与电子束的强弱相一致。 这样，图像信号的幅度变化就被换成荧光屏上得亮 暗变化。当电子束规律与发射端一致时，就能在荧 光屏上获得与原景象亮度分布一致的黑白电视图像。
二、电视广播的基本过程
电视广播的基本过程如图1-4所示
1、图像的摄取与黑白电视信号的发送
2、黑白电视信号的接收
信号传至接收端后，由电视接收天线将高频图像和 伴音信号一起接收下来，在接收机中把受图像信号 调制的高频无线电波变换成图像信号电压，然后通 过显像管重现出原景物的电视图像，称为显像过程。 同时取出反映伴音内容的音频信号，在扬声器中还 原出声音。 电视信号的发送与接收是通过对图像的分解与合成来实 现的。 光电转换和扫描实现图像的分解与合成。 实现光电/电光转换的关键器件是发送端的摄像管和接收 端的显像管。
它的过程如下图1-3所示，在发送端把工字图像分解成许 多像素，然后先将图像中左上角第一个像素反射来的光线 转换为电信号发送出去，在接收端通过显像管在屏幕左上 角显示出一个亮点这样就完成了第一个像素的传送，然后 在完成下一个，以此类推，直至全部像素传送完毕。
3、静止（一幅）图像的传送
人的视觉暂留时间为0.1S 荧光粉的发光也有一定的余晖特性，即当电子束停止 对荧光粉屏轰击后，荧光还会持续一段时间。 正由于人眼睛的视觉惰性和荧光粉的余晖特性，传送一 幅静止图像，把分解的图像像素信息按时间顺序依次传 送和接收，传送和接受速度足够快，且第一个光点出现 到最后一个光点出现的时间间隔，比人眼视觉惰性时间 和余光时间短，在接收端看到的不是一行行移动的光点， 会感觉到整个图像在同时发光，犹如一幅完整的画面。 如图1-3所示
下面显像管内电子束偏转情况的演示
3、中心位置调节器
当偏转线圈不加电流时，电子束不偏转，应落在屏幕 的中心点上。但是由于种种客观原因（电子枪的构造、 安装误差等），电子枪的轴线与管颈轴线不会完全重 合，偏转线圈在管颈上得位置不合适，也会使电子束 不能打在荧光屏的正中心，造成光栅偏移。为了克服 这个缺点，就在偏转线圈后边加有两个带磁性的中心 位置调节片，实际上是加一个可以调节方向与大小的 静磁场。 现看看以下图的结构及位置和演示的调节方法
三、图像的显示 1、黑白显像管的基本构造
显像管由玻璃外壳、电子枪和荧光屏三部分组成，如图 1-5所示 （1）玻璃外壳 ，包括屏面玻璃、管椎体和管颈三部分 1）管颈 2）管锥体 3）屏面玻璃
（2）电子枪 电子枪用来发出一束能受视频图像信号控制 的、聚焦良好的电子束，轰击荧光粉，使之发光。所示电 子枪是显像管的心脏。电子枪构造如图1-6所示
一、电视图像的分解传送 1.图像分解----像素 根据人眼对细节分辨力有限的视觉特性，反 应不同的亮度的小细点组成。
如下图1-2所示。像素是组成可视图像的最小 单位。
2、信号传输技术
下面如下关于图同时传送和顺序传送的演示
顺序传送（扫描）演示
（1）同时传送
一副图像有40万个像素。同时传送一副图 像则要40多万条传输通道，难以实现的。 （2）顺序传送（扫描）在画面中从左到右、从 上到下的顺序将像素转换成电信号并依次传送。
（4）逐行扫描的优缺点
优点：有足够的行扫描线和足够高的换场频率。 缺点：占有很宽的频带，给发射、接收设备带来一定 的技术困难。
2、隔行扫描 所谓隔行扫描就是把一帧图像分为两场扫完。第一场 扫描1、3、5----等奇数行，形成奇数场图像，然后进 行第二场扫描再插进2、4、6、---等偶数行，形成偶数 场图像，如下图所示
3、黑白显像管的调制特性和性能参数 （1）调制特性（如图1-7所示）p7页介绍
栅阴之间电压与束流的关系可用曲线来表示称为调制 特性曲线如图1-7所示 从曲线看出，栅阴间电压负向越大，电子束电流越小， 当电子束电流为零时，栅阴之间电压称为栅极截止电压。
（2）显像管的参数 主要机械参数、电性能参数和光 性能参数。 1）机械参数: ① 荧光屏尺寸：以英寸（或厘米）为单位，例如，14in(37cm)、
18in(47cm)、20in(51cm)、22in(56cm)等。
②偏转角：从电子束偏转中心到荧光屏对角 线两端的张角称为偏转角。 ③管颈： 不同屏幕的显像管，其管颈粗细是不同的， 管径越细，所需的偏转功率越小。
2）电性能参数 包括灯丝电压、各电极所需要的直 流电压等。 3）光性能参数 包括电子束聚焦性能、光栅色调、亮度、 对比度及图像细节分辨能力等。
当电流从0~t2线性也增加时，电子束在方向为垂直的偏转磁场的作用下，开始 从左向右做匀速运动。这段运动叫做很扫描的正程（图a所示）用实线表示正 程结束时（t2），电子束已扫到屏的右边。 然后自c至d点，流过偏转线圈的电流迅速减小，使电子束也迅速减小，到d 点时电流为零，电子束又回到荧光屏前中心位置D点。在此期间，由于只有 行偏转线圈存在，从而使D点重合；自d点至e点，流过行偏转线圈的锯齿电 流方向 又为负，电子束又由中心开始向左偏转，随着偏转电流的增大，偏 转角度也增大，到e点，也就是电子束偏转到荧光屏最左边的E（A）点，完 成一个周期的扫描。
关于电子扫描，我国电视标准规定如下： 行周期TH=64us;行扫描频率fH=15625Hz（=1/TH）；
行正程THS=52us；行逆程THr=12us;
场周期TV=20ms;场扫描频率fv=50HZ（=1/Tv）；
场正程Tvs=18.4ms;场逆程频率Tvr=1.6ms（≈25H+12us）；
每帧图像的总扫描行数=625行 ； 每场图像的扫描行数312.5行； 每场正程扫描行数287.5行；每场逆程扫描行数25行； 扫描方式：奇数行隔行扫描。
5极式电子枪的结构
1）灯丝：给阴极加热 2）阴极（K）当灯丝通电后，加热阴极顶部的氧化层，使 之发射电子，产生电子束。 3）控制栅极（G）又可称控制极或栅极，顶部中心开有小 孔（删孔）阴极发射的电子必须经过栅孔才能射到荧光屏。 4）加速极（A1）也叫第一阳极。
5）聚焦极（A3）也叫第三阳极。第三阳极位于第二阳极 （A2）与第四阳极（A4）之间是一个直径较大的金属圆筒。 加有0—400V的可调电压，它的作用是聚焦飞向荧光屏的电 子。
6）高压极（A2）由第二阳极（A2）与第四阳极（A4）相 连形成。
（3）荧光屏 1）荧光屏的结构 平面玻璃内表面沉积一层厚度约 10um的荧光粉。 2）余晖特性 不同的荧光粉余晖时间不同，按时间飞 长短可分为短余晖（小于1ms）、中余晖（1-100ms） 和长余晖（100ms至几分钟）三类。 2、图像显示原理 首先由附属电路给显像管各级加上规定值的工作电压。 灯丝加热阴极发射电子，在加速极和聚焦极作用下形成 电子束，电。子束以极高的速度轰击荧光屏上得荧光粉， 根据电子束流的大小发出强弱不同的光，完成电光转换。 同时，在飞向荧光屏的途中，经过由
黑白电视机基础知识
§1-1黑白电视信号的传输与显示 §1-2电子扫描 §1-3电视图像的基础参数 §1-4黑白全电视信号 §1-5电视信号的调制与发送 §1-6黑白电视机的接收原理
电视系统基本组成构造如图1-1所示
图像传输的基本过程是在发送端将光信号转为电信 号，在接受端再将电信号转为光信号。
§1-1黑白电视信号的传输与显示
（2）垂直扫描 同理，如下图所示
场扫描正程时，，将产 生从上向下运动；场扫 描逆程时，再由下而上 的运动，电子束在荧光 屏上 作垂直方向的移动 称为场扫描。
场正程扫描时间（TVS） 和逆程扫描时间（TVr）之 和称为一个场周期。
（3）行、场扫描
由于有场偏转磁场使电子束向下移动，从而使D点位
置在屏幕上不与B点重合，而是偏下，如图1-12a所示，同样E点不与A点重合。
（1）水平扫描 当只在行偏转线圈中加入如图1-10c所示 的锯齿波电流时，电子束就能在荧光屏上作水平扫描，如 图1-10a、b。
图中a点处于锯齿电流的负向最大处，电子束打在荧光屏的 最左边的A点，其片角度最大。又a到b点，流过偏转线圈 的方向电流逐渐减小，磁场也逐渐减弱，电子束偏转的角 度也逐渐减小，到b点时偏转线圈中的电流变为零。与此相 应，电子束也由A点逐渐偏转到荧光屏的中点B。由b到c点 时，锯齿电流由零逐渐向正方向增大，流过偏转线圈的电 流方向与原来相反，所产生的磁场方向以及电子束偏转的 方向也与原来相反。随着电流的增大，电子束从屏幕中心 向右偏转的角度也增大，最后到c点，完成一行的扫描。