电视机原理

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1、电 视 机 原 理第二讲 广播电视的基本知识2.1 图像的光电转换 原理信号处理与传输通道电视图像光电转换系统简图镜头 摄像管景 物图像电信号显像管图像电信号重现图像摄像端光电转换显像端电光转换RL一、摄像管和光电转换镜头景物面板玻璃靶环输出图像信号VT 靶压15至40VRL聚焦线圈偏转线圈校正线圈电子束透明导电极光电导靶阴极接地控制栅极0至50V聚焦极0至300伏灯丝管脚加速极300V网电极450V1、摄像管（以硫化锑摄像管为例） 、镜头：使景物成像在靶表面上。、光电转换部分：透明导电极、金属靶环、光电导靶 、电子枪：灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极、网电极 、校正线圈：无偏转磁场时，使电子

2、束落在靶中心。 偏转线圈：使电子束按一定规律对靶面扫描。 、磁聚焦线圈：配合静电聚焦线圈，使电子束聚焦良好。2、光电转换镜头景物面板玻璃靶环输出图像信号VT 靶压15至40VRL聚焦线圈偏转线圈校正线圈电子束透明导电极光电导靶阴极接地控制栅极0至50V聚焦极0至300伏灯丝管脚加速极300V网电极450V电子束扫描方向信号电流第二行第三行第四行LLLHHHMM第一行LLLLLHM信号电压RL荧光屏锥体管颈电子束铝膜荧光粉内外石墨层高压嘴偏转线圈管脚 灯丝 阴极 栅极 （加速极）第一阳极第二、四阳极（聚焦极）第三阳极铝膜 二次电 子二、黑白显像管和电光转换1、黑白显像管的结构灯丝：6.3V，0.

3、6A。（ 12寸以下12V，0.085至 0.089A。）阴极：几十V至100V栅极：低于阴极几十伏 。截止电压20V至 90V 加速极：120V至400V聚焦极：0V至400V第二、第四阳极：9KV至 16KV电子枪各电极正常工作电压玻璃外壳玻璃外壳包括管颈、管锥体和屏面玻璃三部分。 在显像管玻璃外壳管锥体部分的内外壁上分别涂有石墨导电层，从而形成一个以玻璃为介质，以内外壁石墨层为两个极片的电容器（电容量约为6001 200 pF）。这个电容器可作为第二、 四高压阳极的滤波电容，因而在高压供电电路中不必另接高压滤波电容。 电子枪 图 2-2 典型黑白显像管管脚接线图 电子枪通常由灯丝和阴极、

4、 控制栅极、 加速阳极、 聚焦阳极和高压阳极等组成。 2、电光转换 无信号作用时：电子束扫描方向负极性信号作用于阴极 ：电子束扫描方向等亮度光栅3、几点说明 信号调制方式阴极调制方式 负极性信号加到显像管阴极栅极调制方式 正极性信号加到显像管栅极 对比度调节改变图像信号幅度大小 亮度调节改变栅极与阴极间的偏压大小低电平重现 高亮度图像第一行 第二行 第三行第四行每帧图像扫描行数人眼的分辨角 1.5人眼视角清楚张角： 垂直15，对应 L 4（水平20）L 显示图像扫描行数应为: z =h/d实际取图像显示行 Z575行，加上逆 程50行，得每帧扫描行数为Z625行L一、 扫描、像素、图像信号频率

5、范围和隔行扫描1、扫描：电子束在显像管屏面上有规律的运动行扫描正程：电子束从左往右运动。 逆程：电子束从右往左运动。场扫描正程：电子束从上往下运动。 逆程：电子束从下往上运动。2、像素：组成电视图像的最小单元图像信号只在扫描正程传送每帧电视画面行数：显像管荧光屏 宽高比 4 ：3共625行：其中显示画面575行，帧逆程50行每帧画面像素数：5755754/3440000（个）2.2 电视扫描原理电子束扫描方向摄像管靶面图像电子束扫描方向显像管重现图像3、图像信号频率范围 垂直分解力：沿图像垂直方向能够分辩的像素的数目M=KZ=0.76Z=0.76575=437线（1）分解力 ： 电视系统传送图

6、像细节的能力每扫描 行宽度 水平分解力 ：沿图像水平方向能够分辩的像素的数目N=4374/3=583线（2）图像信号频率范围0Hz (全白、全黑或全灰等亮度图像 ) 最低 ：最高 ：行正程：52S行逆程：12S583线即视频带宽约 6MHzf(MHz)06A(f)理想输出电压实际输出电压电子束扫描方向52S行周期 tH=64 S电子束 直径每秒传送25帧图像 隔行扫描： 每秒传送25帧图像,每帧图像分作奇、偶两场传送， 每场312.5行 场频V50H 偶场奇场奇偶场迭加4、隔行扫描 目的：不增加图像信号频带宽度的条件下消除图像换帧闪烁感。图像动作连续感正常，换帧时有明暗闪烁感。每秒传送48帧图

7、像以上 换帧明暗闪烁感消除，但图像信号带宽增大。每帧625行，25帧共15625行，即行频fH=15625Hz， 行周期TH=1/15625=64 S1、行（水平）扫描 123 4552H6412行频锯齿波电流 二、电视扫描原理偏转线圈产生偏转磁场控制电子束的扫描运动行扫描周期：64 正程52 传送图像逆程12 消隐行频 H15625H电流方向磁场方向显像管阴极显像管屏幕O行偏转线圈行扫描正程水平亮线2、场(垂直)扫描偏转线圈电子枪荧光屏垂直偏转电流电子束磁场方向20 18.4 1.6 场扫描电流I垂直亮线场扫描周期：20正程 18.4，传送图像逆程 1.6，消隐场频50Hz三、行场扫描电流同

8、时作用每场行数场正程行数场逆程行数2.3 黑白全电视信号一、要求：二、组成：黑白图像信号（行、场）复合消隐信号（行、场）复合同步信号2、（行、场）复合消隐信号1、图像信号052S12S52S1012.5 %白电平黑电平75 %行正程行逆程行正程64S201.612S18.41.6行消隐 场消隐287.5行25行1、图像信号只在行场扫描正程传送； 2、能对逆程扫描线进行消隐；3、携带反映摄像端扫描规律的同步信号。3、（行、场）复合同步信号 控制显像端电子束扫描规律与摄像端一致场扫描电 路行扫描电 路行偏转线 圈场偏转线 圈行同步信 号场同步信 号64S201604.7S行同步 场同步16064S

9、100%1601601.6m 4.7S12S行同步场同步 行消隐 场消隐1.3S消隐脉冲与同步脉冲的关系75%25%前均衡脉冲后均衡脉冲槽脉冲场同步32S2.35S4.7S160S160S160S32S三、黑白全电视信号波形（以全白图像为例）4、槽脉冲和均衡脉冲奇场开始偶场结束偶场开始奇场结束场消隐 1.6mS= 25行偶场场同步 2.5行前均衡后均衡 2.5行2.5行62531254624623621 6222223763132425311 312314309 310315 316 317 318 319 320 335 336 337 338奇场场同步 2.5行2.5行2.5行前均衡后均衡

10、32S 64S4.7S12S4.7S64S64S一行黑白全电视信号示意图12S64S52S4.7S0消隐电平75 %同步电平100%白电平正程图像信号行消隐信号行同步信号（黑电平）1012.5 %行消隐脉冲电视信号向上移动向下移动 5、几种现象的判断行频太低行频太高场频太高场频太低正常行偏 转电流行偏 电流频 率偏低2.4 高频电视信号（射频信号）一、视频信号调制方式：残留边带调幅 1、调幅原理将调幅波表达式展开，得高频电视信号: 视频信号和音频信号分别对 高频载波调制后的混合信号。发射天线尺寸需 各电视节目采用不同频率的载波，不会混台。需调制的原因：调幅波频谱图11 下边频（ 差频）上边频（

11、 和频）载频为调幅度调幅原理示意图调制信号载波调幅波U1UPU1UP1A图像信号 波形图像信号调幅波 波形图像信号调幅波形和频谱MH6视频频谱载频A（）MH66上边带下边带调幅波频谱A（）MH61.250.75残留边带调幅波频谱A（）二、伴音信号调制方式 调频1、调频原理调频波瞬时相位为调频波的瞬时角频率为: 调频 系数，代表最大相移。调频波的表达式为2、调频波的频谱宽度我国规定：伴音调频波50H，伴音信号最高频率15H， 伴音信号调频波频谱宽度 BW2（5015）130H实际每频道可容纳调频伴音带宽为 S250KH 载波角频率 s 音频信号 u2=U2mcos2t，U2mS调频波瞬时频率与2

12、的关系130HS伴音调频波 频谱调频原理示意图U2mUU三、高频电视信号频谱SP=+6.5MHz 图像信号采用残留边带调幅方式 伴音信号采用调频方式 每频道带宽8MH61.250.75S1P18MHf6.50.2561.250.7586.50.25P2S261.250.7586.50.25P3S3例：一频道 48.556.5MH fp=49.75MHz fs=56.25MHz四、我国广播电视频道划分1、米波波段：甚高频 VHF 112频道混频 电路高频电 视信号本机振荡 信号 fLfP38MH图像中频：fL fP 38MH伴音中频：fL fS 31.5MH中频放大电 路中频信号 VHFL()

13、1 5频道 VHFH（） 6 12频道 2、分米波波段：特高频 UHF 13 68频道超外差式电视机中的变频电路1、直线传播 2、可通过地面，建筑物，山丘等反射传播钢筋水泥墙透射率 0.050.1砖墙透身率 0.10.2反射波 引起的 重影六、高频电视信号传播特点五、增补频道（有线电视系统使用）Z1Z7频道 111167MH（调频广播信道87108MH之后，6频道之前）Z8Z37频道 223463MH（12频道之后，13频道之前）3、绕射能力弱，山丘、高大建筑物后有“阴影区”2.5 黑白显像管的调制特性和性能参数 图 2-3 黑白显像管的调制特性曲线 1. 调制特性 荧光屏上形成图像的各点的灰

14、度由栅-阴电流的大小决定，而阴极电流的变化受栅阴电压的调制，我们把栅阴电压ugk对阴极电流ik的控制关系称为显像管的调制特性。 图2-3所示为栅-阴电压ugk和阴极电流ik的关系曲线，叫做调制特性曲线。该指数曲线由下列公式给出： 式中，k是比例系数，与电极的特性和构造等因素有关；是非线性系数，其数值大小因管子而异，取值在23之间；ugk0 是栅极截止电压，即显像管阴极电流ik=0时的栅极负压（此时荧光屏不发光， 无光栅）。 最大调制量是调制特性中的一个重要概念，其定义是显像管荧光屏上从不发光（阴极电流为零）到出现标准亮度的光栅（阴极电流为50 A）时栅-阴电压的变化量ugk，公式表示为ugk=

15、 |ugk0| - |ugk50| 式中，ugk50为ik =50 A时的栅-阴电压值。如果ugk值小，说明 ugk只要有一个较小的变化，或显像管阴极输入一个幅度较小的视频信号，便能在荧光屏上获得较大的亮度或对比度的变化。 这就是说ik能较快从0 A升至50 A，表明显像管的灵敏度高。 所以， 最大调制量越小，显像管灵敏度越高；反之则越低。 从调制特性曲线图形上看，栅-阴电压越负，阴极电流就越小， 则荧光屏亮度越暗; 反之， 亮度越高。 当负极性图像信号从阴极输入时， 原图像较暗部分对应的较高图像信号电平就会抬高阴极电平使得栅阴电压越负，这样，显像管重现的图像是正确的。 此外，阴极电流ik不应超过150 A（负电压约为-20 V）； 否则，阴极电流过大， 会烧坏荧光粉层。 一般来说，显像亮度与阴极电流呈线性关系， 然而非线性的调制特性曲线会使重现的图像明暗失调，引起灰度失真，也称失真。失真是由显像管特性决定的，所