电视信号的形成和传输

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1、电视机原理与维修教案教者:刘亚安第三章电视信号的形成和传输【教学目的】知识目标： 掌握彩色电视信号的拍摄及处理形成过程和熟记参数、PAL及NTSC制式的特点。能力目标： 理解彩色电视信号的拍摄及处理形成过程。【教学重点】光电转换原理、扫描制式、音视频信号的调制及两种制式彩色电视信号的形成。【教学难点】音视频信号的调制及两种制式彩色电视信号的形成。【教学方法】讲述法【教学时数】15学时【教学过程】第一节光电转换与电子扫描【教学目的】知识目标：掌握一幅图像的组成、光电转换的原理及两种扫描体制的参数和特点。能力目标：理解光电转换原理及图像在电视屏幕上的显示原理。【教学重点】光电转换的原理、两种扫描体

2、制的参数和特点。【教学难点】光电转换原理及图像在电视屏幕上的显示原理。【教学方法】讲述法、实验法【教学时数】2学时【教学过程】新课导入:客观世界的事物是怎样形成电信号呢，电视屏幕上的图像又是怎样出现的呢，通过这一节课的学习我们要理解其实质。听课问题:1、电视信号的形成和发送经过了那些过程？2、摄像机的光电转换原理是怎样的？3、图像的分解于清晰度有什么关系？4、扫描体制有几种，各有什么特点？一、电视信号的形成和传送从图中可以看出：图像信号：调幅调制。伴音信号：调频调制。二、摄像机的光电转换1、摄像机：是一种将我们眼前景物的光信号转换成电信号的光电转换电子设备。2、摄像机的光电转换原理如下图电子束

3、在光电靶上从左到右，自上而下的扫描。在摄像管前方玻璃内壁上，镀有一层透明的金属膜，作为光的通路和信号的输出电极。在金属膜后面再敷有一层很薄的光电导层，它由灵敏度极高的光敏材料组成。光敏材料在光线强弱有微小变化时，它的电阻即随之变化。光强时电阻减小，光弱时电阻增大。当电子束扫到强光点时，由于电阻较小，整个回路的电流增大，在Rfz上的压降增大，输出电压小。相反，当电子束扫到暗点时，回路电流减小，在Rfz上的电压降小，输出电压较高。从而实现了电视信号的光电转换过程。三、图像的分解与清晰度1、观察电视图像我们会发现屏幕上的图像是由很小的点构成的，这些点越小越多图像就越清晰。2、构成图像上的每一个点我们

4、称之为象素。四、扫描体制1、扫描体制指形成图像的扫描制式。2、电视图像的概念行：电子束自左向右扫描一次称之为一行；水平方向的扫描称为行扫描。场：电子束一行一行扫描完一幅图像称之为一场。垂直方向称为场扫描。一帧：指一幅完整的静止画面。电视机的行扫描和场扫描是同时进行的，电子束的扫描稍向右下倾斜。3、在电视机上我们看到的是连续的画面，其实是由一幅一幅的静止画面连续播放形成的，由于人眼的视觉惰性和屏幕荧光粉的余晖效应才感觉到连续的电视画面，4、电视技术中要求1秒钟必须播放25帧图像，即帧频fv25Hz、帧周期Tv40ms；一帧图像625行，则行频fH15625Hz，行周期TH64s。5、常见的扫描体

5、制有逐行扫描制和隔行扫描制。（1）逐行扫描电子束从左到右从上到下一行紧接一行扫描称逐行扫描。电子束在显象管屏幕上的扫描轨迹称为光栅。电子束从左到右扫描的轨迹称为行正程，从右回到左的轨迹称为行逆程。消去行逆程，只有行正程光栅。（2）隔行扫描由于图像1妙播放25幅图像虽然解决了画面的连续问题，但在电视屏幕上播放出来任有闪烁现象，在隔行扫描中将一帧图像分成两场，即奇数场和偶数场；这时1妙就有50场，即场频fz50Hz场周期Tz20ms，从而消除了画面的闪烁现象。为了不使奇数场和偶数场的扫描重合，要求每场必须有个半行，所有总行数必须是奇数，使两场的图像正好相补，原理如下图所示，我国电视制式规定一帧行数

6、为625行，帧正程575行、帧逆程50行；因为一帧分成两场，即每一场是312.5行，场正程287.5行，场逆程25行。【小结】回答课前问题【作业布置】1、完成光电转换的电子设备是 ，构成图像的每一个点称为 ，在电视技术中一幅图像指 ，场频是 、行频是 ，常见的两种扫描制式是 和 ；为了消除图像的闪烁感一帧图像被分成 场和 场。2、摄像机是怎样实现光电转换的？【本节反思与作业批阅情况记载】第二节视频信号【教学目的】知识目标：掌握全电视信号包括那些，各有什么作用，熟记它们的参数。能力目标：能熟练的画出全电视信号的波形，并能进行说明。【教学重点】全电视信号包括那些，各有什么作用，它们的参数。【教学难

7、点】熟练的画全电视信号的波形，并能进行说明。【教学方法】讲述法【教学时数】2学时【教学过程】【复习】一幅图像多少行，其中正程多少行，逆程多少行，在隔行扫描中，一场共扫描多少行，正程多少行，逆程多少行？新课导入: 我们从电视机屏幕上看到五彩缤纷的图像，但我们知道它的信号是怎样的吗？通过这一节课的学习我们就能清楚这个问题。听课问题:1、视频信号包括那些部分，它们各有什么作用？2、能画出全电视信号的波形。3、全电视信号各部分的参数有那些？一、视频信号的构成及波形1、全电视信号的波形如下图所示2、全电视信号包括图像信号、消隐信号、同步信号和辅助信号。（1）图像信号：包含我们看到的电视机屏幕上的所有内容

8、。（2）消隐信号：使电子束在行场扫描逆程期间截止。（3）同步信号：使电视机的播放与发射完全同步。（4）辅助信号：保证扫描的准确稳定。3、从图中可以看出全电视信号有以下特点：（1）脉冲性：全电视信号含复合同步和复合消隐脉冲。（2）周期性：行场脉冲是周期重复的，而且两行间，两场间的信号有相似性。（3）单极性：正极性，白电平高，黑电平低。负极性，白电平低，黑电平高。二、图像信号1、图像信号（负极性）的位置及特点（负极性）从图中可以看出（1）行周期64s，其中正程52s、逆程12s。（2）图像信号的幅度相对值只能在1075之间变化。2、图像信号的频率范围（带宽）：06MHz（1）最小频率：图像全黑或全

9、白时，即一幅图像内无变化，则频率为0。（2）最高频率：图像垂直方向有575各象素，电视机的宽高比为4：3，则水平方向的象素为766个；那么图像信号的最高频率为6MHz。3、在图像信号中低频代表轮廓，高频代表细节。三、消隐信号（如右图）1、行消隐信号：保证行消隐期间电子束截止，脉宽为12s，频率是15625Hz。2、场消隐信号：保证行消隐期间电子束截止，脉宽为1.6ms，一般以25个行周期。四、同步信号（如下图）1、行同步信号：保证电子扫描在水平方向与摄像是严格同步，其脉冲宽度为4.7s，必须在行扫描正程结束后的1.3s发出。2、场同步信号：保证电子扫描在垂直方向与摄像是严格同步，其脉冲宽度为1

10、60s，距前肩2.5个行周期，其前后肩均有5个均衡脉冲，用以保证隔行扫描的准确性；且场同步头上还开有5个槽，槽宽度为4.7s，用以防止图像顶部的扭曲现象。【小结】回答课前问题【作业布置】1、全电视信号包括 信号、 信号、 信号和辅助信号，其中图像信号的幅度相对范围是 ；行周期 ，正程 、逆程 ；场周期 ，正程 、逆程 ；行同步脉宽是 ，距前肩 ；场同步脉宽是 ，距前肩 。2、画出全电视信号的波形，说出均衡脉冲和场同步信号头上所开5个槽有什么作用？【本节反思与作业批阅情况记载】第三节高频电视信号【教学目的】知识目标：掌握视频、音频信号的调制原理及各种传输方式的特点。能力目标：理解图像信号的残留边

11、带发射和音频的全频带发射。【教学重点】视频、音频信号的调制原理及各种传输方式的特点。【教学难点】图像信号的残留边带发射及电视频道带宽的计算，频道的划分。【教学方法】讲述法【教学时数】2学时【教学过程】【复习】全电视信号包括那些部分，它们各有什么作用？新课导入: 经过摄像机光电转换的信号和音频电信号能直接进行发送吗？那么还要进行怎样的处理，学了这一节的内容我们就能掌握这个问题。听课问题:1、全电视信号中的视频信号是怎样处理和发送的？2、全电视信号中的音频信号是怎样处理和发送的？3、电视信号有几种传输方式，各有什么特点？一、视频信号的调制与残留边带发射1、视频信号的调制采用调幅调制：可以节省频带。

12、调频电视信号的形成（如下图）调幅：指载波信号的幅度随调制信号幅度变化的调制方式，视频信号的调制采用调幅调制。我国图像信号的调制采用负极性调制，负极性调制具有以下特点（1）平均功率小（一般图像亮的部分多）；（2）脉冲干扰为暗点（不明显）；（3）便于自动增益控制。2、视频调幅波的频谱（如右图）06MHz的视频信号对高频载波fp调制后，调幅波的幅度随调制信号的幅度变化。调制信号的频率为06MHz,载波频率为fp,调幅信号既含有载波，又含有上边频（fp + 6）和下边频(fp-6)，称为双边带。上、下边频都包含了原来被传送信号的信息。视频信号带宽6MHz，双边带宽为12MHz。3、由于双边带中，上边带

13、或下边带已包含了所有调制信号的信息，因此可以只传送上边带或下边带，压缩电视信号的带宽。但是目前所做的滤波器很难把上、下边带分开，因此只传送上边带，下边带只保留一部分，称为残留边带调幅。 至于高低频频率成分的不一致，利用电视接收机采用滤波电路解决。二、伴音信号的调制1、音频信号采用调频，因为调频方式具有较强的抗干扰能力,（调频原理如右图）2、音频调频波的频谱：调频波的频谱除了上下边频（fc+F ）和（fc-F）以外，还有（fc+2F）和（fc-2F）、(fc+3F)和(fc-3F)等，一般情况下按下式计算B2（fFmax），f为频偏，我国规定最大为50KHz，Fmax为音频最高频率，电视伴音中可

14、取15KHz，因此可计算出声音调频波的带宽为B130KHz。3、高频伴音信号（1）伴音载波比图像载波高6.5MHz，高频伴音载波的频谱带宽为每边0.25MHz即250KHz，与130KHz相比留有充分的余量，使图像信号和伴音信号互不干扰，可以很好的分开。（2）从图中可以看出一个频道的频带宽度为8MHz，如中央一台的频带宽度也是8MHz。4、各频道电视节目之间的关系如下图三、电视频道的划分及多种传输方式理解：各种传输方式就好比人乘坐不同的交通工具。1、无线电视广播：一般电视台采用无线广播的方式传输电视节目，即利用电视塔发射，一个电视塔只安装几幅发射天线，一幅天线只能发射一套电视节目；高频图像信号和高频伴音信号经过功率放大器后送到天线用电磁波的形式辐射出去，再利用电视接收天线接收。可供选择的正规电视频道有68个，如22页表21所示。2、有线电视广播：有线电视台采用有线电视网络传输电视节目，每套节目的视频信号和音频信号同时输入一台电视调制器，带宽任为8MHz，一个电视台可以同时传输许多套电视节目，其图像载波不仅可以在表21中进行选择，而且可以在表22中进行选择。3、卫星电视广播：这种传输方式传输距离远，