《视频技术基础》第四章

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1、第四章电视广播与视频信号的传输4.2 地面电视广播与传输 模拟电视信号的传输地面电视广播是将电视图像信号和伴音 信号调制变换成射频信号以后，由发射天线 转换为电磁波通过无线信道在近地空间进行 广播的一种传输方式。4.2.1 视频图像信号的调制视频基带信号的带宽为06MHz，要对 宽带信号进行调制，必须采用更高频率的载 频。载波频率范围：48.5958MHz 其中分为三个频段 15频道：49.7585.25MHz（米波波段） 612频道：168.25216.25MHz 1368频道：470958MHz（分米波波段）图像信号采用调幅方式，伴音信号采用调频 方式，调制后的图像信号和伴音信号统称为射

2、频电视信号（RF）。 06MHz184.25MHz190.75MHzDS8随着有线电视广播的发展，又在VHF频 段安排了37个电视增补频道Z1Z37。总计 共有93个电视频道。每个电视频道占有8MHz 频率范围，伴音载波频率高于图像载波频率 6.5MHz。 1. 残留边带调幅由于电视图像信号的频谱范围为06MHz，如 果采用普通双边带调幅，调幅波频谱宽度将达 12MHz，如图所示。信号频带越宽，发射与接收设 备越复杂，在有限的电视广播频段内能安排的频道 数也越少。因此，需要对电视调制信号频带进行压缩。 下边带上边带fPfP-6fP+6f/MHz调幅波频谱 采用单边带发送有以下弊端：普通滤波器很

3、难完全抑制掉双边带频 谱信号中的一个边带；如果完全抑制掉一个边带，会引起信 号的相位失真；不带载波的单边带信号在包络检波时 解调失真大。残留边带调幅方法是：用电视图像信号对图像载波进行普通调 幅，然后用滤波器滤除双边带调幅信号的部 分下边带，得到保留有完整上边带和残留下 边带的残留边带信号，即对00.75MHz图像 信号采用双边带发送，对0.756MHz的图像 信号采用单边带发送，称为残留边带发送， 如图所示。上边带滤去0.751.256.50.258图像载频伴音载频f/MHz残留边带信号频谱 在电视发射机中，图像信号先对图像载 波进行调幅，并加入伴音调频信号；然后， 通过残留边带滤波器产生所

4、需要的残留边带 信号。采用残留边带调幅后，射频电视信号 的带宽压缩为8MHz。 2. 负极性调制用负极性的图像信号对载波进行调制，称为负 极性调制，如图所示。调幅(a)(b )(c)负极性调制（a）负极性图像信号；(b)高频载波；(c)负极性调幅信号； 负极性图像信号是同步脉冲朝向上方的 图像信号，即图像亮度增加时图像信号的幅 度减小；调制后的负极性调幅信号也保持这 种反比关系，即图像亮度增加时载波信号的 幅度减少。我国电视标准规定，图像信号采用负极性调幅 。 负极性调幅有以下优点：（1）节省发射功率：一般场景图像中亮的部分 比暗的部分面积大，因此，负极性调幅波的平均电 平比正极性调幅波的平均

5、电平低，负极性调幅信号 的平均功率比较小。（2）干扰不易被察觉：在负极性调制中，脉冲 干扰在电视屏幕上显示为黑点，不易被人眼察觉。（3）便于实现自动增益控制：负极性调幅波的 同步顶电平就是其峰值电平，可作为基准电平用于 调幅信号的自动增益控制。伴音调频电视伴音采用调频制。调频信号可以用限幅的 方法去掉叠加在调制信号上的干扰，以获得较高的 音质；伴音采用调频制还可以减小伴音对图像的干 扰。我国电视标准规定，电视伴音采用调频方式调 制在频率为6.5MHz的载频上，称为第二伴音中频。 伴音调频信号的最大频偏fmax=50KHz，若伴音 信号最高频率Fmax=15KHz，则伴音调频信号的频 带宽度BW

6、FM=2(Fmax+fmax)=130KHz。4.2.2 电视广播发射机电视发射机分为双通道电视发射机和单通道电 视发射机，如图所示。双通道电视发射机和单通道 电视发射机的工作原理基本相同，差别在于变频和 功率放大输出环节不同；大功率电视发射机一般采 用双通道方式，1KW以下的中、小功率电视发射机 一般采用单通道工作方式。电视发射机的功能是将全电视信号和伴音信号 调制变换成高频信号，由电视发射天线发射高频电 磁波。电视发射机由三部分电路组成，包括视频处 理、中频调制、变频及高频功率放大电路。放大 嵌位微分相 位校正图像中 频调幅残留边 带滤波群延时 微分增 益校正图像 混频图像 功放38MHz

7、中频 晶体振荡器本机 振荡双功器伴音 放大6.5MHz 伴音调频伴音中 频混频伴音 混频伴音 功放31.5MHz(a) 双通道电视发射机 伴音 信号全电视 信号DS8本振 222.25MHz184.25MHzDS8伴音载频 190.75MHz38MHzDS8图像载频模拟电视广播与接收：光/电转换编 码调 制变 频VFVRFRF选台变频解 调解 码电/光转换38MHz38MHzVFV（打包） （装载） （换车）（换车）（下载）（拆包）放大 嵌位微分相 位校正图像中 频调幅残留边 带滤波群延时 微分增 益校正38MHz中频 晶体振荡器本机 振荡伴音 放大6.5MHz 伴音调频伴音中 频混频混频视音

8、 功放31.5MHz（b）单通道电视发射机 伴音 信号全电视 信号图像伴 音混合电视发射机采用中频调制。全电视信号在图像 中频调幅电路中对38MHz的中频载波进行调幅，经 过残留边带滤波器得到38MHz图像中频信号；伴音 信号采用调频方式调制在6.5MHz的第二伴音中频 上，在伴音中频混频电路中与38MHz中频载波进行 混频，得到31.5MHz的第一伴音中频信号。然后， 38MHz图像中频信号和31.5MHz伴音中频信号分别与同一频率的高频本机振荡信号混频，得到图像高 频信号和伴音高频信号。此时，图像高频信号载波 频率比伴音高频信号载波频率低6.5MHz。电视发射机采用中频调制有许多优点：调制

9、器工作于低频率、低电平，可以获得良 好的调制特性；由于采用统一的中频频率，对中频调制信号 进行滤波和校正处理与频道无关，简化了电路设 计，有利于生产；视频、中频和变频电路都在低电平状态工 作，便于实现固体化和小型化。4.3 有线电视系统 4.3.2 有线电视系统的组成有线电视系统通常由前端、 传输系统、 信号分配三部分组成。 功 分 器卫星接收机卫星接收机电视解调器电视解调器编辑机摄像机录像机录像机DVD混合器调制器调制器调制器调制器调制器调制器调制器调制器干线传 输系统用户分 配网络用户 TV有线电视广播系统组成框图LNB前端1. 前端有线电视广播系统前端是有线电视系统的 中枢，承担着收集电

10、视节目信号、完成调制变换 、为系统提供多频道射频电视节目等主要信号处 理功能。前端设备包括信号源设备、调制器和混 合器三部分。n信号源设备: 完成从不同途径获取各种电视节目 的视频信号和伴音信号的任务。n调制器: 按照本台的安排，将各路视频和音频信 号调制到某一个有线电视频道上。n混合器：将各调制器输出的射频信号混合，输出 宽带射频复合信号，送入干线传输系统。n2. 干线传输系统n干线传输系统将前端输出的多路射频信号传输到各接收 点。目前主要采用光纤传输系统。 n光纤传输系统分为1310nm光波长直接调制系统和n 1550nm光波长外调制系统。n1310nm系统由采用分布反馈式(DFB)半导体

11、激光器的直接调制式光发射机、光分路器、光纤和光接收机组成 。n1550nm系统由外调制式光发射机、光放大器（EDFA）、光分路器、光纤和光接收机组成 n 1310nm 光发射机光 分 路 器光接收机光接收机光纤1550nm 光发射机光 分 路 器光接收机光接收机EDFA光纤1550nm光纤传输系统1310nm光纤传输系统DFB直接调制式光 发射机外调制式光发射机光放大器3. 信号分配网络信号分配网络为用户分配、接入电视信号，目前采用同轴电缆网络。用户分配网络由放大器、同轴电缆和无源分配器件（分支器、分配器）组成。n放大器：作用是补偿电缆线路对射频电视信号的损 耗；n无源分配器件：作用是给用户或

12、线路分配合适的信 号电平。放大器分配器分支器用户终端盒分 配 器同轴电缆同轴电缆用户电缆分支器信号分配网络4.5 卫星传输n卫星电视是利用位于赤道上空35 800 km的同步卫星作 为电视广播站， 对地面居高临下， 不受地理条件限制 ， 其传送的图像质量高， 没有重影。4.5.2 国际卫星广播电视的频率划分n国际电信联盟对卫星广播业务使用的频率进行了分配， 我国规定使用11.7 12.2 GHz的Ku频段。表4-2 C频段卫星电视频道划分 表4-3 Ku频段卫星电视频道划分4.5.3 卫星电视广播系统的组成卫星电视广播系统主要由上行发射站、星载转发器 和地面接收站组成。上行发射站星载 转发器卫

13、星接收机4.5.4. 上行发射站n卫星电视上行发射站的任务是向卫星发送电视信号。n 采用调频调频方式低通副载波 振荡器调频预加重视放能量 扩散调频中频 振荡器上变频本振功放V06MHz6.6MHzA音频015KHz70MHz视频n4.5.5. 星载转发器n 将上行发射站传送来的上行高频载波信号变换 为下行广播频率的载波信号，并将信号功率放大到规 定要求。双工器LAN混频 放大本振输 入 分 路 器激励激励功放功放输 出 多 工 器下行信号6GHz4GHz4GHz4GHz图2-33 直接变频式星载转发器原理框图直接变频式星载转发器原理框图上行信号2225MHz6GHz4.5.6. 地面接收站n 接收星载转发器发射的下行卫星电视广播 信号，从中解调出视频基带信号和伴音信号，供各 有线电视台转播或家庭收看。n 地面接收站由卫星接收天线、室外单元（ 高频头）和卫星接收机组成。 LNA下变 频器1本振调谐 中放变频2本振中频 解调室外单元 LNB同步调整(频率可调)VA卫星电视接收机 3.74.2GHz第一中频 0.971.47GHz第二中频 70MHz卫星地面接收站原理框图