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1、电视基础知识卢文斌什么是数字电视？数字电视(DTV)是数字电视系统的简称，是音频、视频和数据 信号从信源编码、信道编码和调制、接收和处理等均采用数 字技术的电视系统。 数字电视系统的电视信号的从编辑、发送、传输到接收等整 个过程，都以数字信号的形式进行处理。只在进行电视广播 系统演播室或者电视广播系统的某些部分，采用数字处理技 术、器件和设备，来改善性能或增加功能，不是真正意义上 的数字电视系统。目前，除商品化的图像和声音信号采集器 件或装置、投影器件和显示器件(屏)以及放音装置尚存在模拟 工作方式外，数字电视系统的其他部分均可以实现数字化。 按扫描标准、图像格式和图像质量等，数字电视分为标准
2、清 晰度电视(SDTV)和高清晰度电视机(HDTV)两种级别，因而数 字电视不都是高清晰度电视。数字电视的特点信噪比不可随数字信号处理次数的增加而逐次下降； 图像可更清晰，音质可更高； 频谱资源得以充分利用，便于增加节目数量和服务形态； 便于开展条件接收(CA)业务； 便于开展增值业务； 便于存储和复制； 便于数字处理和计算机处理； 便于控制和管理； 具有可开展性、可分级性和互操作性； 便于与计算机网络和电视网络实现三网融合(3C融合)； 功能可极大丰富。电视信号的传输方式地面传输； 有线传输； 卫星传输。 模拟电视信号最初依靠地面传输，电视各国依靠自身要求，发展了 NTSC、PAL和SECA
3、M三种不同的模拟电视制式。随着有线电视网的发展， 使模拟信号可以通过有线信道传输，信号质量有了很大的提高，同时有线 信道中可以容纳更多的电视节目，缓解了诬陷频道资源的紧张程度，有线 用户可以看到更多的节目。卫星通信技术的发展，使电视信号可以通过卫 星信道传输，这样扩充了电视信号的覆盖区域，将电视的区域性传输扩大 到全球范围传输，图像信息可以及时传输到世界各个角落。这三种传输方式，有线和地面传输的载波频段基本相同，因此在模 拟电视传输中，电视接收机接收有线电视信号。卫星传输则采用更高频率 的载波和不同的调制方式，所以需要专门的卫星接收机，对卫星调制载波 进行变换后，才能用电视接收机收看电视节目。
4、 模拟电视信号的传输方式电视信号的传输方式有线信道，质量最好，电视信号在经过屏蔽的电缆或光纤传送，屏蔽作用 过滤了大量的外界干扰，信号传输质量很好； 卫星信道，质量次之，信号从卫星直线到达接收天线，没有传输途径的物 体遮拦，但由于是开放的环境，受外界干扰情况略差于有线方式； 地面信道，质量最差，电视信道会遭遇地面建筑遮挡，使信号减弱，并有 地面物的反射，产生多心的回波信号干扰，同时地面传输特别容易受地面 电器的噪声信号干扰，因此地面传输环境较恶劣。 数字电视信号的传输方式电视信号的传输方式模拟信号遭受干扰时，混在电视信号中的干扰信号产生图像的雪花噪声、 条纹噪声等干扰，使图像质量下降，但是还是
5、能看到图像信号； 数字信号受干扰后，如果发生的数字错误过多，会使接收机无法处理有用 的数据，造成图像丢失。这就是数字传输错误积累到一定程度时，出现信 号完全丢失、接收性能急剧下降的所谓“峭壁效应”，因此数字传出需要有可 靠的传输纠错能力。数字信号可以采用抗编码纠错技术，在传输发生错误时自动纠正这 种错误，称之为信道编码技术。在信道编码中，纠错能力越强的编码通常 要牺牲传输效率，这表现在：纠错能力越强则需要增加更多的附加数据， 由此降低了有效的携带能力。 模拟与数字电视信号的传输方式比较数字电视的图像格式图像格式是个广泛的概念，一般指电视图像水平方向和垂直方向的有效像 素数，但是有时将图像宽高比
6、、稍描方式等也列入图像格式。有效像素是 电视图像行和场扫描正程期间的像素。图像格式描述了组成一幅图像的像 素点阵数。一般水平和垂直方向像素数越多，图像可以越精细，但系统也 越复杂。数字电视系统所能传送和重显得像素点阵数，是数字电视系统性 能最本质的体现。 我国SDTV图像格式为720*576，一帧SDTV图像在水平和垂直方向上的有 效像素数分别为720和576。HDTV图像格式为1920*1080。一帧HDTV图像 在水平和垂直方向上的有效像素数分别为1920和1080。数字电视的图像扫描方式逐行扫描：是指电子束在摄像管的光电靶上拾取图像信号或者在显像管上 重显图像作均匀直线运动时，一行紧接着
7、一行扫描，这种扫描方式的优点 是图像细腻、无行间闪烁，缺点是式平信号带宽太宽，信号传输时，太浪 费频谱支援； 隔行扫描：是指电子束在摄像管的光电靶上拾取图像信号或者在显像管上 重显图像作均匀直线运动时，先扫描1、3、5、7奇数行信号(称为奇数场 信号)，在扫描2、4、6、8偶数行信号(称为偶数场信号)，隔行扫描方式 降低了视频信号带宽，传输信号时，可以有效利用频谱资源，但是存在图 像行间闪烁。720P/1080i/1080PP是逐行扫描得英文Progressive第一个字母，i是隔行扫描的英文interlace 的第一个字母。720P和1080P分别表示在光栅的垂直方向由720和1080行 逐
8、行扫描线合成一帧图像，1080i表示在在光栅的垂直方向由720和1080行 隔行扫描线合成一帧图像。在数字电视系统中，通过扫描格式变换电路， 可以把1080i的隔行扫描的图像扫描变换为逐行扫描的720P、1080P视频信 号，以减小行间闪烁，提高图像垂直清晰度。电视的显示方式按发光类型分： 主动发光型显示器: 阴极射线管(Cathode Ray Tube,简称CRT)型显示器 等离子显示器(Plasma Display Panel,简称PDP) 发光二极管显示器(LED) 有机发光二极管显示器(OLED) 表面传导型电子发射显示器(SED) 被动发光型显示器 CRT型背投影显示器(CRT Ty
9、pe Rear Projection Display) 液晶显示器(Liquid Crystal Display) LCD投影显示器(LCD Projection-type Display) 硅基液晶(LCoS)投影显示器 数字光学处理电视的显示方式按发光类型分： 主动发光型显示器的光亮度是由显示屏本身发出的,显示屏上 的光亮度大多由电子束或紫外线激发荧光粉发光,其主要优点 重显图像的色域覆盖率高,可视角宽,响应时间短. 被动发光型显示器的显示屏本身不发光,而是依靠外来光透射 或反射而发光.显示方式还可以按照光学显示分: 直视式和投影式 按照寻址方式区分: 电子束扫描寻址和数字寻址 按照图像信
10、号的激励方式: 模拟信号激励和数字信号激励 按照显示器的分辨率:固定分辨率显示器和可变分辨率显示器我国标准电视的输入信号SDTV信号输入格式: 720*576i/50Hz; 信号亮度取样品率:13.5MHz 864像素 每行场频:50HzHDTV信号输入格式： 1080i/50Hz; 信号亮度取样品率:74.25MHz 2200像素 每行场频:50Hz小知识: 行频=每帧总行数*帧频 显示时钟频率=每行总像素*每帧总行数*帧频 对于LCD、PDP、DLP、LCoS等数字寻址、数字激励方式的显示器，仅支持逐行寻址 显示格式 O/P表示：输出像素数CRT型彩色显像管工作原理CRT型彩色显像管是利用
11、电子束在真空管中高速轰击荧光粉 而发光，荫罩是它的选色机构，阴极电压激励是它的图像调 制方式，电子束扫描是它的寻址方式，它至今已有五十多年 的发展历史。经过五十多年的发展，CRT型彩色显像管经过 了球面管、平面直角管、超平面管、平面管等发展阶段，技 术已经成熟，它虽然已经渐渐退出市场，但是作为维修这一 行业，CRT的维修始终是一个强大的业务。CRT型显示器的缺点:体积大,重量重,实现34寸以上大屏幕显示的有困难,只在中小屏幕彩色电视 机领域有性能价格比优势,这也是他慢慢退出主流市场的一个原因. 由电子束扫描方式造成的光栅几何失真和扫描非线性失真大、屏幕边沿色 纯裕度小、汇聚性能差、图像清晰度差
12、、全屏光栅亮度不均匀性较大 电子束的运动轨迹受南北磁场和外磁场影响较大CRT型显示器的优点长寿命和高可靠性，高温稳定性好，正常工作时，寿命超过2万小 时； 亮度、对比度高。目前CRT型彩色显像管的图像亮度和对比度仍是 其他显示器无法比拟的，图像亮度和对比度越高，图像的特亮度、 彩色鲜艳度越好； 性能价格比较高，满足SDTV标准清晰度数字电视4:3幅型比、 720*576的图像显示格式(当然不排除某些16:9的CRT可以支持 1920*1080的高清晰度图像显示格式)； 图像调制、寻址方式简单。图像调制只需要R、G、B三根线，图像 寻址方式只需要行、场偏转线圈的四根线； 可视角大。CRT是属于自
13、发光器件，从不同观看角度，图像的亮度 、色调都不会产生失真。 CRT型彩色电视机重显运动图像时惰性小，显示运动图像无拖尾， 动态高清晰度。CRT型彩色电视机的响应时间小于1MS; CRT型彩色电视机的彩色重显能力好,激励方式仍使用模拟信号,原 则上它的彩色重显种类为无穷多,特别是近年采用新型荧光粉,扩展 了CRT型彩色显像管的重显色域,重显颜色更加鲜艳.CRT型投影显示器工作原理CRT型投影显示器又称CRT型投影机，是在CRT型彩色显像管基础上发展起 来的，利用三只R、G、B单色投影管发出的三基色光，通过光学投影系统 ，使三基色在屏幕上重合，利用人眼的视觉惰性和分辨率有限的特点，完 成时域和空
14、间域的彩色重显。CRT型投影显示器可以分为前投方式和被投 方式，其中前投方式已逐渐被淘汰。CRT型被投影机取消了荫罩，与CRT 型显示器相比，电子束的利用率较高，有可能获得高亮度的图像，但也增 加了阴极的负担，使投影管的寿命下降。 CRT型投影显示器的缺点: 由于它基于电子束扫描方式，且三个投影管不在同一个位置，因此光栅汇 聚、聚焦、白平衡电路调整复杂，而且受地磁场影响较大，光栅几何失真 和扫描非线性失真较大； 可视角较小； 屏幕越大，光栅亮度越低，且功耗加大，屏幕边缘图像清晰度和亮度比屏 幕中心差； 投影管寿命比CRT型显示器短，温度高，一般需加冷却液； 体积大，笨重。CRT型投影显示器的优
15、点易于实现大屏幕、SDTV电视图像显示，图像临场感强 ； 图像信号调制、寻址方式简单； 技术成熟，目前在相同屏幕尺寸情况下，性价比较高； 图像惰性小，对高速运动的图像重显效果好； 由于它利用三只R、G、B单色投影管，可以实现HDTV 级别电视图像的显示LCD显示器工作原理液晶（LCD，Liquid Crystal Display）显示器的工作原理是在电场作用下， 利用液晶分子的排列方向发生变化，使外光源透光率改变（调制）完成电 光变换，在利用R、G、B三基色信号的不同激励，通过红、绿、蓝三基 色滤光膜，完成时域和空间域的彩色重显。与CRT型彩色显像管不同，它 采用数字寻址、数字/模拟信号激励方
16、式重显图像。 以常亮型液晶板为例，当射入光从偏光板一侧射入时，只有轴向偏振光可 以射入。偏振光进入液晶层后，由于液晶分子的排列方式使偏振光轴也产 生90度旋转，进入上层偏光板的光轴正好与偏振板光轴一致，使光线顺利 通过，当液晶层上加入电压后，液晶分子排列方向就与电场方向平行，液 晶的旋光特性消失，进入上层偏光板光线的偏振轴与板的偏振轴正交，光 线被阻断，加入不同的电压，可以改变(调制)液晶板的透光率，实现图像 的亮度调制。 薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的结构层：偏光板、玻璃基板、彩色板 、透明电极、液晶、信号电极、扫描电极、TFT、玻璃基板、透明电极、 偏光板。LCD显示器的优点光栅几何失真和非线性失真最小，屏幕边沿图像清晰度与屏幕中心相同； 光栅位置、倾斜度不受地磁场影响； 体积小、重
