应用电子工程实践ppt课件教学教程.ppt
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1、电视技术第一章第一章电视信号的产生、发送与电视信号的产生、发送与接收接收。视频信号;。视频信号;由图像的光信息转变成的电信号。由图像的光信息转变成的电信号。音频信号:。音频信号:由声音转变成的电信号。由声音转变成的电信号。第一节电视传像基本原理第一节电视传像基本原理一一.图像的顺序传送图像的顺序传送(如图(如图1-1)1.像素:像素:构成一幅图像的基本单元。构成一幅图像的基本单元。像素越小、越密、越多,图像越清晰。像素越小、越密、越多,图像越清晰。2.顺序传送的方式:顺序传送的方式:发送端按一定顺序分别将各像素的亮度变成电信号,并依次传送出来。发送端按一定顺序分别将各像素的亮度变成电信号,并依
2、次传送出来。接收端按同样的顺序把电信号变成相应的亮点重现出来。接收端按同样的顺序把电信号变成相应的亮点重现出来。二二.图像的摄取与重现图像的摄取与重现1.摄取:摄取:由摄像管来实现光由摄像管来实现光-电转换电转换.。光电靶:由半导体光敏材料制成。把。光电靶:由半导体光敏材料制成。把“光像光像”变成变成“电像电像”。.。电信号的输出:光点的亮度越亮,电平越低;亮度越暗,电平越高。电信号的输出:光点的亮度越亮,电平越低;亮度越暗,电平越高-负极性视负极性视频信号。频信号。2.重现;重现;显像管来实现,电显像管来实现,电-光转换。光转换。显像管结构:由电子枪和荧光屏两部分组成,如图。显像管结构:由电
3、子枪和荧光屏两部分组成,如图1-3。显像管显示图像的基本条件:。显像管显示图像的基本条件:(1)电子枪各极加上适当的直流电压。)电子枪各极加上适当的直流电压。(2)偏转线圈中通入合适的电流)偏转线圈中通入合适的电流(锯齿波电流锯齿波电流)。(3)阴栅间叠加上图像电信号。)阴栅间叠加上图像电信号。三三.电视扫描原理:电视扫描原理:1.行扫描和场扫描:行扫描和场扫描:。扫描:电子束在屏幕上按一定规律作周期性的运动。扫描:电子束在屏幕上按一定规律作周期性的运动。行扫描:电子束在屏幕上沿水平方向扫描。行扫描:电子束在屏幕上沿水平方向扫描。行正程:电子束从左到右扫描。(行正程:电子束从左到右扫描。(TH
4、S)行逆程:电子束从右到左扫描。(行逆程:电子束从右到左扫描。(THr)行周期行周期TH=64us。行频。行频fH=15625Hz。场扫描:电子束在屏幕上沿垂直方向扫描。场扫描:电子束在屏幕上沿垂直方向扫描。场正程:电子束从上到下扫描。(场正程:电子束从上到下扫描。(TVS)场逆程:电子束从下到上扫描。(场逆程:电子束从下到上扫描。(TVr)场周期场周期TV=20ms。场频。场频fV=50Hz。2.逐行扫描和隔行扫描:逐行扫描和隔行扫描:。光栅:屏幕上一行一行的亮线的合成。光栅:屏幕上一行一行的亮线的合成。逐行扫描:自上而下一行接一行的扫描方式。(如图。逐行扫描:自上而下一行接一行的扫描方式。
5、(如图1-6)。隔行扫描:一幅(帧)分两场,先扫描奇数行,然后扫描偶数行。(如图。隔行扫描:一幅(帧)分两场,先扫描奇数行,然后扫描偶数行。(如图1-7)。每帧扫描。每帧扫描625行。行。电视技术采用隔行扫描。电视技术采用隔行扫描。四四.重现图像的基本参数重现图像的基本参数1.几何特征:几何特征:。屏幕的大小:用对角线尺寸来表示。屏幕的大小:用对角线尺寸来表示。图像的失真:。图像的失真:。非线性失真:锯齿波电流的非线性引起。(图。非线性失真:锯齿波电流的非线性引起。(图1-8)。几何失真:。几何失真:2.图像清晰度和系统分解力图像清晰度和系统分解力。清晰度:图像细节的清晰程度。与系统传送图像细
6、节(即图像的高频分量)的能力系。清晰度:图像细节的清晰程度。与系统传送图像细节(即图像的高频分量)的能力系统分解力有关。统分解力有关。垂直分解力:垂直方向能分解的像素数。其大小取决于扫描行数。垂直分解力:垂直方向能分解的像素数。其大小取决于扫描行数。水平分解力:水平方向能分解的像素数。其大小取决于视频带宽和电子束的截面积。水平分解力:水平方向能分解的像素数。其大小取决于视频带宽和电子束的截面积。3.亮度,对比度,灰度等级:亮度,对比度,灰度等级:。亮度:光的明暗程度。亮度:光的明暗程度。对比度:最大亮度与最小亮度之比。也称为黑白对比度。对比度:最大亮度与最小亮度之比。也称为黑白对比度。灰度等级
7、:能加以区分的亮度层次数。灰度等级:能加以区分的亮度层次数。4.视频带宽:视频带宽:。我国规定:视频带宽为。我国规定:视频带宽为6MHz。第二节第二节黑白全电视信号黑白全电视信号图像信号图像信号复合同步信号复合同步信号复合消隐信号复合消隐信号全电视信号全电视信号1.图像信号:反映所传送的图像信息。图像信号:反映所传送的图像信息。负极性图像信号:。负极性图像信号:。正极性图像信号:。正极性图像信号:。正程期间传送图像信号,逆程不传送。正程期间传送图像信号,逆程不传送。图像信号的特点:单极性,相关性,周期性。图像信号的特点:单极性,相关性,周期性2.复合消隐信号:复合消隐信号:。行消隐信号:在行逆
8、程期间传送。用于消隐行回扫线。行消隐信号:在行逆程期间传送。用于消隐行回扫线。场消隐信号:在场逆程期间传送。用于消隐场回扫线。场消隐信号:在场逆程期间传送。用于消隐场回扫线。消隐电平:。消隐电平:75%,相当于图像信号的黑电平。,相当于图像信号的黑电平。3.复合同步信号:复合同步信号:。同步:电子束的扫描规律收发同频同相。同步:电子束的扫描规律收发同频同相。行同步信号:行消隐期间的脉冲信号。用于同步接收端的行扫描规律。行同步信号:行消隐期间的脉冲信号。用于同步接收端的行扫描规律。场同步信号:场消隐期间的脉冲信号。用于同步接收端的场扫描规律。场同步信号:场消隐期间的脉冲信号。用于同步接收端的场扫
9、描规律。同步电平:。同步电平:75%-100%。#开槽脉冲和均衡脉冲。开槽脉冲和均衡脉冲。4.黑白全电视信号:黑白全电视信号:。组成:图。组成:图1-18。特点:脉冲性,周期性,单极性。特点:脉冲性,周期性,单极性。第三节第三节色度学的基本知识色度学的基本知识一一.。光与彩色:。光与彩色:1。光:是一种电磁波,波长为。光:是一种电磁波,波长为380780nm,人眼可以看见,称为可见光。,人眼可以看见,称为可见光。2。色:光对人眼的视觉反映。波长不同,彩色不同。色:光对人眼的视觉反映。波长不同,彩色不同。二。彩色三要素:二。彩色三要素:1。亮度:光的明亮程度。亮度:光的明亮程度。2。色凋:彩色的
10、类别。色凋:彩色的类别。3。色饱和度:彩色的深浅程度。色调和色饱和度合称为色度。色饱和度:彩色的深浅程度。色调和色饱和度合称为色度。三。三基色原理与混色法:三。三基色原理与混色法:1。三基色:红(。三基色:红(R),绿(),绿(G),蓝(),蓝(B)。)。2。相加混色法:。相加混色法:R+G=黄,黄,R+B=紫,紫,G+B=青青R+G+B=白白四。亮度公式:四。亮度公式:Y=0.30R+0.59G+0.11B第四节第四节兼容制彩色电视兼容制彩色电视一。兼容制彩色电视的要求:一。兼容制彩色电视的要求:1。兼容:黑白电视机能接收彩色电视信号(显示黑白图像)。兼容:黑白电视机能接收彩色电视信号(显示
11、黑白图像)。2。要求:。要求:二。兼容制彩色电视发送的信号二。兼容制彩色电视发送的信号彩色电视发送的图像信号是一个亮度信号和两个色差信号。彩色电视发送的图像信号是一个亮度信号和两个色差信号。1。三基色信号的形成:。三基色信号的形成:彩色图像经分色系统分解为彩色图像经分色系统分解为R、G、B三基色图像,光电转换成三基色电信号三基色图像,光电转换成三基色电信号UR,UB,UG2。亮度信号:。亮度信号:由矩阵电路将三基色按一定比例相加得到由矩阵电路将三基色按一定比例相加得到UY。图。图1-22。3。色差信号:。色差信号:由矩阵电路将三基色分别与亮度信号相减得到由矩阵电路将三基色分别与亮度信号相减得到
12、UB-Y,UR-Y,UG-Y。三。编码:三。编码:1。编码:将三基色信号按一定的处理方式进行组合编排,得到彩色全电视信号。编码:将三基色信号按一定的处理方式进行组合编排,得到彩色全电视信号FBYS。2。彩色电视制式:。彩色电视制式:世界流行的三大彩色制式:世界流行的三大彩色制式:NTSC制,制,PAL制,制,SECAM制。制。第五节第五节.NTSC制编码原理制编码原理NTSC制:正交平衡调幅制。制:正交平衡调幅制。特特点点:两两个个色色差差信信号号对对色色副副载载波波进进行行正正交交平平衡调幅。衡调幅。优点:兼容性好,解码电路简单。优点:兼容性好,解码电路简单。缺点:相位敏感,易产生色调畸变。
13、缺点:相位敏感,易产生色调畸变。色色 副副 载载 波波 的的 频频 率率 fsc:有有 4.43MHz和和3.58MHz两种制式。两种制式。一、色差信号的压缩。一、色差信号的压缩。一、色差信号的压缩。一、色差信号的压缩。1、频带压缩:如图频带压缩:如图125Uy的频带宽度为的频带宽度为06MHz,不作压缩。,不作压缩。UR-Y、UB-Y的频带宽度压缩为的频带宽度压缩为01.3MHz。2。幅度的压缩。幅度的压缩。UR-Y的压缩系数为的压缩系数为0.877,压缩后得到,压缩后得到V信号,即信号,即V=0.877UR-YUBY的压缩系数为的压缩系数为0.493,压缩后得到压缩后得到U信号,即信号,即
14、U=0.493UBY二、频谱间置(难点)二、频谱间置(难点)1亮度信号的频谱(如图亮度信号的频谱(如图127)以以 行行 频频 及及 其其 各各 次次 谐谐 波波 为为 主主 谱谱 线线,场场 频频 及及 其其 谐谐 波波 对对 称称 分分 布布 在在 行行 频频 主主 谱谱 线线 两两 侧侧 的离散频谱群。的离散频谱群。各主谱线之间有空隙,且频率越高空隙越大。各主谱线之间有空隙,且频率越高空隙越大。2。频谱间置频谱间置把色差信号的频谱平移插到亮度信号频谱空隙中。把色差信号的频谱平移插到亮度信号频谱空隙中。即先将色差信号对色副载波调制,得到的色度信号与亮度信号混合。即先将色差信号对色副载波调制
15、,得到的色度信号与亮度信号混合。NTSC制采用半行频间置,制采用半行频间置,fsc=(2n-1)fH/2。三、正交平衡调幅三、正交平衡调幅1.平衡调幅平衡调幅:抑制载波的调幅,即不输出载波信号。其频谱如图抑制载波的调幅,即不输出载波信号。其频谱如图1-30。平衡调幅波的特点:。平衡调幅波的特点:。平衡调幅波的波形:图。平衡调幅波的波形:图1-30。2。正交平衡调幅:。正交平衡调幅:。U、V分别对频率相同、相位相差分别对频率相同、相位相差90的色副载波进行平衡调幅。的色副载波进行平衡调幅。U信号调制信号调制0的的fsc,得到,得到Fu。V信号调制信号调制90的的fsc,得到,得到Fv。Fu和和F
16、v相加混合得到色度信号相加混合得到色度信号F。Fu+Fv=F。色度信号的波形:如图。色度信号的波形:如图1-33。3。彩色矢量图:如图。彩色矢量图:如图1-34。四、彩色全电视信号(四、彩色全电视信号(FBYS)1。组成:亮度,色度,色同步,复合同步,复合消隐。组成:亮度,色度,色同步,复合同步,复合消隐。2。FBYS信号的波形:图信号的波形:图1-35(负极性视频信号)(负极性视频信号)3。色同步信号:。色同步信号:。波形:图。波形:图1-36。作用:。作用:第六节第六节PAL制编码过程制编码过程逐行倒相:红信号采用逐行倒相调制(逐行倒相:红信号采用逐行倒相调制(Fv)优点:克服相位失真引起
17、的色调畸变优点:克服相位失真引起的色调畸变缺点:解码电路复杂缺点:解码电路复杂我国彩色电视制式采用我国彩色电视制式采用PAL制制色副载波色副载波fSC=4.43MHZ一一逐行倒相逐行倒相一、逐行倒相一、逐行倒相。红色度信号是逐行倒相的,即若第红色度信号是逐行倒相的,即若第n行为行为Fv则第则第n+1行为行为-Fv。F=FUFV(不倒相行称为不倒相行称为N行,倒相行称为行,倒相行称为P行行)。逐行倒相原理:图。逐行倒相原理:图1-37二、二、PAL制对色调畸变的校正原理:图制对色调畸变的校正原理:图1-38三、三、PAL制色副载波频率的选择:制色副载波频率的选择:PAL制的频谱间置:采用制的频谱
18、间置:采用1/4行频间置。行频间置。Fsc=(n-1/4)fH=283.75fH+25Hz4.43MHz四、四、PAL制色同步信号制色同步信号。PAL制色同步信号的形成:图制色同步信号的形成:图1-40。PAL制色同步信号包含的信息制色同步信号包含的信息:.色副载波的频率色副载波的频率.色副载波的相位色副载波的相位.逐行倒相识别逐行倒相识别.ACC,ACK控制控制五、五、PAL制编码器制编码器。组成框图:图。组成框图:图1-41.。编码过程:。编码过程:第七节SECAM制编码器SECAM编码器组成:图编码器组成:图1-42两色副载波频率不同:两色副载波频率不同:fSR=4.406MHZ,fSB
19、=4.250MHZ采用调频制采用调频制两个色度信号逐行轮换传送两个色度信号逐行轮换传送第八节电视信号的发送第八节电视信号的发送伴音采用调频制伴音采用调频制图像采用调幅制,残留边带发送图像采用调幅制,残留边带发送一、图像信号与伴音信号的调制:一、图像信号与伴音信号的调制:1、图像信号的调制:、图像信号的调制:。采用负极性调幅:。采用负极性调幅:。用负极性视频信号对载波调幅。用负极性视频信号对载波调幅。波形如图。波形如图1-43。负极性调制的优点:。负极性调制的优点:。采用残留边带制发送。采用残留边带制发送:频谱:图频谱:图1-44。残留边带制发送的优点。残留边带制发送的优点2、伴音信号的调制、伴
20、音信号的调制。采用调频。采用调频。伴音载频(。伴音载频(fs)比图像载频()比图像载频(fp)高高fSIF=6.5MHz(伴音中频伴音中频)。伴音带宽。伴音带宽B=250KHz3、高频电视信号(、高频电视信号(RF)的频谱)的频谱。频谱图:图。频谱图:图1-45。RF信号的带宽为信号的带宽为B=8MHz,即每一频道占,即每一频道占8MHz的带宽的带宽二、电视频道的划分二、电视频道的划分我国无线电视广播频道划分:表我国无线电视广播频道划分:表1-2。甚高频(。甚高频(VHF):分为):分为VL频段(频段(1-5频道)和频道)和VH频段(频段(6-12频道)频道)。特高频(。特高频(UHF):):
21、UHF频段(频段(13-68频道)频道)我国有线电视增补频道的划分:图我国有线电视增补频道的划分:图1-46。第九节第九节彩色电视接收机的基本组成彩色电视接收机的基本组成。基本组成:图。基本组成:图1-47。公共通道:包括高频头,中频电路。作用是选择接收。公共通道:包括高频头,中频电路。作用是选择接收RF信信号,并对号,并对RF放大、混频,变成放大、混频,变成IF信号,经中频电路处理解信号,经中频电路处理解调出调出FBYS和第二伴音信号。和第二伴音信号。解码电路:由亮度通道,色度通道,色副载波恢复电路,。解码电路:由亮度通道,色度通道,色副载波恢复电路,解码矩阵电路组成。作用是对解码矩阵电路组
22、成。作用是对FBYS进行解码,还原出进行解码,还原出R,G,B三基色信号。三基色信号。伴音通道:作用是对第二伴音中频信号放大、鉴频,解调。伴音通道:作用是对第二伴音中频信号放大、鉴频,解调出音频信号,并经功率放大后推动喇叭发出电视伴音。出音频信号,并经功率放大后推动喇叭发出电视伴音。图像重现系统:包括同步分离,行扫描、场扫描,高压电。图像重现系统:包括同步分离,行扫描、场扫描,高压电路,显像管及视放输出电路。路,显像管及视放输出电路。遥控系统:对电视机进行远距离操作和控制。遥控系统:对电视机进行远距离操作和控制。电源电路:为电视机电路提供直流工作电压。采用开关电。电源电路:为电视机电路提供直流
23、工作电压。采用开关电源。源。第一章小结第一章小结电视传像基本原理:光电视传像基本原理:光电转换,电电转换,电光转换,电子扫描(逐行扫描和隔行扫描),光转换,电子扫描(逐行扫描和隔行扫描),图像的失真(非线性失真和几何失真)图像的失真(非线性失真和几何失真)全电视信号的组成:黑白全电视信号,彩色全电视信号(全电视信号的组成:黑白全电视信号,彩色全电视信号(FBYS),电视信号的特点),电视信号的特点(有脉冲性,周期性,单极性)(有脉冲性,周期性,单极性)色度学的基本知识:光与色的关系,彩色三要素(是亮度,色调,色饱和度),三色度学的基本知识:光与色的关系,彩色三要素(是亮度,色调,色饱和度),三
24、基色(是红基色(是红R,绿,绿G,蓝,蓝B),相加混色。),相加混色。兼容制彩色电视:兼容的概念,亮度信号的形成,色差信号的形成。兼容制彩色电视:兼容的概念,亮度信号的形成,色差信号的形成。三大彩色电视制式:三大彩色电视制式:NTSC制,制,PAL制,制,SECAM制。制。色差信号的压缩:频带压缩为色差信号的压缩:频带压缩为01.3MHZ,幅度压缩,幅度压缩V=0.877UR-Y、U=0.493UB-Y。频谱间置:频谱间置:NTSC制为制为1/2行频间置,行频间置,PAL制为制为1/4行频间置。行频间置。逐行倒相正交平衡调幅制:逐行倒相是指逐行倒相正交平衡调幅制:逐行倒相是指FV,平衡调幅的概
25、念,正交调幅的概念。,平衡调幅的概念,正交调幅的概念。电视信号的发送:电视信号的发送:RF信号的频谱图(带宽为信号的频谱图(带宽为8MHZ),图像采用负极性调幅、残留),图像采用负极性调幅、残留边带制发送,伴音采用调频制。边带制发送,伴音采用调频制。电视频道划分:电视频道划分:VHF(VHF-L,VHF-H),),UHF。彩色电视机的组成与各部分的作用。彩色电视机的组成与各部分的作用。第二章第二章高频头高频头第一节第一节概述概述高频头的作用:选频,放大,混频。输出中频电视信号高频头的作用:选频,放大,混频。输出中频电视信号高频头的组成:如图高频头的组成:如图2-1。输入电路,高放,本振,混频。
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