數字電視南昌航空大學電子信息工程拓展專業視野，鑄就未來平臺。主講:熊文華CH1電視概論Ch1電視概論1.0概述1.1彩色電視色度學基礎1.2電視傳送原理1.3兼容制彩色電視制式CH1電視概論1.0概述1、電視（Television）是上世紀最偉大的發明之一

電視是將實際或記錄的活動圖像和伴音轉換成電信號，通過電信系統傳送至遠處的即時重現的技術---先進研究成果的集合體。

電視系統由三部分組成：(1)光電轉換、聲電轉換

(2)視頻、音頻信號的傳輸(直接或經調制）(3)電光、電聲轉換景物攝像機電信號接收機處理、轉換及重現光像傳輸CH1電視概論2、電視的發展史

(1)機械電視時代

1875年，喬治.卡瑞（GeorgeCarey）提出將圖像分為柵格形式的電視系統。1884年，德國電氣工程師尼普柯夫用圓盤機械掃描，首次進行圖像發射傳送實驗。CH1電視概論1897年德國布勞恩發明陰極射線管。1925年，蘇格蘭貝爾德，根據“尼普科夫圓盤”進行的研究，發明機械掃描式電視攝像機和接收機。被稱為“電視之父”。1930年左右英國、前蘇聯等國家進行了機械電視廣播。CH1電視概論(2)電子電視時代（黑白）1936年，英國開始電子式的黑白電視廣播，一直延續到第二次世界大戰。大戰延緩了廣播電視發展，到戰后五十年代初期，黑白電視廣播才在各國得以普及。1931年，美籍俄國人茲沃爾發明電子顯像管；1933年發明光電攝像管，將光圖像變成電信號，為真正的電子電視奠定了基礎。

是近代電視攝像的先驅。CH1電視概論(3)彩色電視時代

1954年美國開播NTSC兼容制彩色電視。

日本、加拿大分別于1957、1966年采用同一制式播出。1967年前聯邦德國開播PAL兼容制彩色電視，同年，法國和前蘇聯廣播SECAM兼容制彩色電視。NTSC、PAL、SECAM并列為世界上三大彩色電視廣播制式，分別得到了世界各國的采用。1958年，北京的天空中第一次出現中國自己的電視播出信號。1973年5月PAL制彩色電視試播。CH1電視概論(4)數字電視與高清晰度電視時代

數字電視發展的三個階段：個別電視設備的數字化階段，始于70年代；

全功能數字電視演播室階段，始于80年代；

數字視頻廣播階段，始于90年代中期。高清晰度電視發展兩個階段：模擬高清晰度電視階段；

數字高清晰度電視階段。

數字電視包括標準清晰度數字電視和高清晰度數字電視。CH1電視概論數字電視標準

美國ATSC（AdvancedTelevisionSystemCommittee先進電視制式委員會）標準；

歐洲DVB（DigitalVideoBroadcasting數字視頻廣播）標準；

日本ISDB（IntegratedServicesDigitalBroadcasting綜合業務數字廣播）標準。

中國DTMB(DigitalTerrestrialTelevisionMultimediaBroadcast數字電視多媒體廣播)標準。

數字電視標準按傳輸方式分為:地面、衛星和有線標準。CH1電視概論3、電視的種類

按顏色分：按圖像清晰度分：(1)標準清晰度電視（SDTV）

(2)高清晰度電視

（HDTV）(1)黑白電視(2)彩色電視按信號形式分：按用途分：(1)

模擬電視(2)數字電視（Digitaltelevision

）(1)

廣播電視

(2)應用電視CH1電視概論4、學習本課程的意義

(1)了解數字電視發展(2)數字電視基本原理應用于航空

航天、國防工業等領域。衛星航拍圖

無人機CH1電視概論神五至神十飛天夢實現CH1電視概論遼寧號（瓦良格）航母CH1電視概論同時打擊多個目標的DF-41洲際彈道導彈CH1電視概論工業機器人(3)數字電視原理可用于民生工程等領域。SMT機CH1電視概論遠程醫療CH1電視概論5.如何學好本課程

掌握基本概念、基本原理和方法

掌握數字電視各部分工作過程、原理

關注數字電視技術的新發展CH1電視概論學時分配序號教學內容學時1電視概論102數字電視基礎23視頻數據壓縮編碼64數字電視傳輸技術85數字音頻技術16數字電視的國際標準57機頂盒與數字電視的條件接收68數字電視應用技術2合計40CH1電視概論6.參考資料姜秀華.數字電視廣播原理與應用.人民郵電出版社2.魯業頻.數字電視原理與應用技術.國防工業出版社3.趙堅勇.數字電視原理與接收.電子工業出版社4.盧官明.數字電視原理.機械工業出版社5.趙堅勇.數字電視技術.西安電子科技大學出版社6.王明臣.數字電視與高清晰度電視.中國廣播電視出版社7.趙堅勇.數字電視技術.西安電子科技大學出版社8.肖運虹.電視技術.西安電子科技大學出版社CH1電視概論1.1光的特性與人眼視覺特性1、光的特性屬于一定波長范圍內的電磁波，其波長為380~780nm。(1)可見光:

不同的波長的光產生不同顏色，隨波長從長到短變化，呈現的色光依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。例如：

波長為700nm的光呈現在人眼中為紅色；波長為500nm的光引起綠色的感覺，可見光的光譜如圖1-1所示。CH1電視概論圖1-1電磁波和可見光的波譜

紅橙黃綠青藍

紫(2)發光強度的度量

一般用亮度B來度量。亮度單位為nit（尼特），指每平方米面積內具有一燭光（cd）的發光強度，即1nit=1cd/m2。CH1電視概論2、人眼視覺特性(1)人眼的亮度感覺1）人眼對能量相同而波長不同的可見光有不同的視覺靈敏度，且因人而異。人眼對波長為555nm

的草綠色可見光最靈敏，感覺的亮度最大。2）人眼對可見光光譜范圍之外的輻射光譜無反應，即使能量再大，也沒有亮度感覺。圖1-2人眼的光譜響應特性CH1電視概論圖1-3明與暗視覺的視敏度曲線

不同亮度環境下，人眼對客觀景物的亮度感覺不一樣，與周圍的環境亮度成反比。人眼分辨客觀景物的最大亮度與最小亮度之比（對比度）與周圍的環境亮度有關。3)CH1電視概論(2)人眼的色度視覺①桿狀細胞：其感光靈敏度較高，但對色彩卻不敏感，低照度時主要靠它辨別明暗；

眼睛視網膜上存在許多視覺細胞。分桿狀細胞和錐狀細胞兩類。

②錐狀細胞：辨色能力(辨別光波波長)強，但感光靈敏度較差，僅在光照較強時才起作用。

它又分紅敏、綠敏、藍敏三種色敏細胞，當受某光源輻射刺激后，據三種量的比例關系不同，使人產生不同色感。CH1電視概論(3)人眼的分辨力分辨力=圖1-4人眼的分辨力注：正常視力的人，在中等亮度下觀看靜止圖像時，

θ為1～1.5′。

指人眼對景物細節的分辨能力。人眼對被觀察物體上能分辨的相鄰最近兩點的視覺的倒數稱為人眼的分辨力或視覺銳度。CH1電視概論

人眼分辨力的特點：①亮度愈大，分辨力愈高。②人眼對彩色細節的分辨力比對黑白細節的分辨力低。③大面積著色原理：人眼對彩色細節的分辨力遠低于對黑白細節的分辨力，所以在彩色電視系統中傳送彩色圖像時，只傳送黑白圖像細節，而不傳送彩色細節，這樣可減少色信號的帶寬，節省傳輸通道的帶寬，這就是大面積著色原理。

CH1電視概論(4)視覺惰性

當一定強度的光作用于人眼時，需經一定時間人眼才能感覺；光消失時，人眼亮度感覺并不立即消失，而是按指數規律衰減，即視覺惰性。人眼視覺暫留時間0.1s。1）閃爍頻率：指頻率較低的周期性光脈沖刺激人眼時產生的一亮一暗的現象。2）臨界閃爍頻率：指利用人眼視覺惰性不使人眼產生閃爍現象的周期性光脈沖的最小頻率。人眼的臨界閃爍頻率約為46Hz。

高亮度下的臨界閃爍頻率達60～70Hz。CH1電視概論

視覺惰性的應用圖1-5視覺惰性視覺惰性，是現代電影和電視的基礎。電影：每秒切換24幅(每幅曝光兩次)，給人以較好的連續動感。電視：每秒切換25或30幅畫面。電視掃描頻率：50Hz或60Hz

。CH1電視概論3.色度學基礎(1)彩色三要素1）亮度:指光作用于人眼所引起的明亮程度的感覺。2）色調：指彩色的類別。光源照射、物體反射光的功率越大，亮度越高。

如：太陽光照射在樹上,樹葉反射綠色光波并吸收其它光譜而成為綠色樹葉;綠葉拿到暗室的紅光下觀察成了黑色，這是因為紅光源中沒有綠光成分，樹葉吸收了全部紅光而呈黑色。CH1電視概論色度:色調與色飽和度總稱。

2)色飽和度：指顏色的深淺程度或色彩的純度。即摻入白光的程度。①

對同一色調的彩光，彩色愈濃，其色飽和度越高；②

白光摻入越多，其色飽和度越低。未摻入白光，色飽和度為100%；只有白光，色飽和度為零。例如：深紅、粉紅是兩種不同飽和度的紅色，深紅色飽和度高，粉紅色飽和度低。(2)三基色

指紅（R）、綠（G）、藍（B）三種基本色。CH1電視概論(3)三基色原理①

自然界中各種顏色幾乎都可由三基色按一定比例混合得到；反之，任意一種彩色都可以被分解為三基色。②

三個基色的混合比例,決定了混合色的色調和飽和度。紅光＋綠光＝黃光紅光＋藍光＝紫光綠光＋藍光＝青光紅光＋綠光＋藍光＝白光黃紫青白CH1電視概論③

混合色的亮度等于構成該混合色的各個基色的亮度之和。

補色：

兩色相加得到白光，則稱兩者互為補色。黃、藍互為補色（即黃色是藍色的補色，藍色是黃色的補色）。綠、紫互補；紅、青互補。CH1電視概論(4)彩色的度量1)配色方程1［R］=1.00

lm的紅基色光。1［G］=4.5907

lm的綠基色光。1［B］

=0.0601

lm的藍基色光。圖1―6配色實驗示意圖配色實驗證明：F=R［R］+G［G］+B［B］R、G、B為三基色系數，［R］、［G］、［B］為一個單位基色；F為任意一種彩色光的光通量。CH1電視概論2)亮度方程

重現景物的色彩，通常依靠彩色顯像管屏幕上的紅、綠、藍三種熒光粉在電子束轟擊下發出各自的基色光，并混合成彩色圖像的。Y=0.30R+0.59G+0.11B

彩色顯像管的熒光粉涂屏方式：①將R、G、B三基色熒光粉涂成品字形②將R、G、B三基色熒光粉涂成三個垂直細條CH1電視概論①

Y：亮度②

R、G、B：一個單位三基色；

0.30、0.59、0.11：可見度系數，代表R、G、B

三種基色對亮度所起的作用。R=G=B=1時，為白光；當R、G、B取不同的值，可以配出各種不同的顏色，以及飽和度不同但色調不變的顏色。亮度方程：

一個單位亮度的白光當中，紅基色對白光亮度的貢獻為30%，綠基色對白光亮度的作用為59%，藍基色對白光亮度的貢獻為11%。Y=0.30R+0.59G+0.11B

CH1電視概論(5)彩色圖像的傳送1)攝取

彩色圖像經攝像機分色系統分解成紅、綠、藍三幅基色光，三路光信號同時投射到三基色攝像管對應的紅、綠、藍攝像管的光敏靶上，在其上分別呈R、G、B三幅基色光像，再經光電轉換成電視圖像三基色電信號ER、EG、GB，即完成了圖像的分解，如圖1-7所示。圖1-7彩色圖像攝取CH1電視概論2)彩色圖像的重現

圖3-8彩色圖像重現

發送端攝像機輸出的三基色圖像信號通過傳輸通道傳送到接收端，先被解碼器分解為三個基色信號去控制彩色顯像管的三條電子束。CH1電視概論

電視機屏幕上涂有按規律緊密排列的紅、綠、藍三色熒光粉，顯像管三條電子束在掃描過程中各自轟擊相應熒光粉。屏幕上就呈現出三幅基色圖像，它們緊密鑲嵌在一起，人眼所感覺到的即是原彩色圖像。彩管利用空間混合法完成重現彩色圖像，見圖1-8。圖1-8彩色圖像的重現CH1電視概論圖1-9彩色電視傳送的基本過程CH1電視概論1.2圖像傳送原理1.2.1無線電視廣播系統基本組成(1)發送端：

圖像經攝像管光電轉換為電信號（視頻Video），再經放大耦合至圖像發射機調制，最后與伴音調制信號一起由天線發射。

天線接收的圖像和伴音已調制信號，經信號處理恢復視頻和音頻(Audio)信號，再放大送終端重現原圖像(顯像管電光轉換)和聲音。(2)接收端：CH1電視概論1、像素

電視圖像是由大量的基本單元組成，這些基本單元稱為像素。

圖像清晰、逼真程度與像素關系：像素愈精細，單位面積上的像素愈多，則圖像愈清晰、愈逼真。我國電視標準規定，一幅電視圖像大約有40萬多個像素。像素CH1電視概論2、圖像傳送原理1)同時傳送2）順序傳像原理

將所有的像素轉換成電信號并同時傳送出去。每個像素占用一個通道，傳送一幅圖像需要50萬個通道，顯然不經濟也不現實。順序傳送實質：按時間順序傳送空間分布的像素信息。

圖1―10順序傳送像素示意圖像素

CH1電視概論

同步

順序傳送必須迅速而準確，每一個像素一定要在輪到它的時候才被發送和接收，而且收端每個像素的幾何位置要與發端一一對應。這種工作方式稱為收、發端同步工作，簡稱同步。同步問題是電視系統中非常重要的問題，在后面將詳細講解。CH1電視概論1.2.2電視掃描原理

電視系統掃描的過程實質：

將圖像從左到右、從上到下一行一行轉變成電信號順序傳送的過程，稱為掃描。a)投映至攝像管上的圖像b)第1、2行的電壓波形c)第3行的電壓波形d)第4、5行的電壓波形e)第6行的電壓波形f)

第7、8、9行的電壓波形圖1―11電視系統掃描

將實際空間圖像變換成隨時間變化的電信號--視頻信號；再把隨時間變化的電信號轉換成原空間圖像。CH1電視概論1、逐行掃描圖1-12逐行掃描

指電子束在顯像管屏面自左向右、自上而下,一行緊挨一行的依次運動掃描一幅（幀）圖像的方式。行正程掃描行逆程掃描CH1電視概論(1)

行掃描（水平掃描）

指電子束（在行偏轉線圈形成的水平電磁場力作用下的）沿水平方向的掃描。行正程掃描：電子束自左到右的水平掃描行逆程掃描：自右回到左的水平掃描行正程掃描行逆程掃描TH=THS+THR行掃描正程（時間）THS：行正程掃描所需時間。行掃描逆程（時間）

THR：行逆程掃描所需時間。行掃描時間TH

：掃描一行所需時間。圖1―13逐行掃描電流波形CH1電視概論(2)場掃描（幀掃描/垂直掃描）：圖1-14幀逆程掃描指電子束沿垂直方向的掃描。場正程掃描：電子束自上而下的垂直掃描場逆程掃描：電子束自下而上的垂直掃描圖1―15逐行掃描場電流波形

掃描一場所需時間。場掃描時間TF

：

TF

=場掃正程時間TFS

+場掃逆程時間TFRCH1電視概論(3)掃描正程傳送圖像：光柵：幀掃描頻率：

掃描逆程不傳送圖像，僅為掃描正程作準備，在屏幕上出現的掃描線稱回掃線，實際中須消隱。

指不傳送圖像時，在行掃描和幀掃描共同作用下，出現在屏幕上的一條條向右下的水平斜亮線。

考慮人眼的閃爍現象，通常選擇幀掃描頻率fF=50Hz，每幀圖像分成625行傳送，為此行掃描頻率極高，圖像信號的頻帶變得很寬。CH1電視概論圖1―16逐行掃描電流波形(a)行掃描電流波形;(b)場掃描電流波形(c)只有行掃描時，屏幕上只有一條水平亮線;(d)只有場掃描時,屏幕上出現一條垂直亮線;(a)(b)(c)(d)一場中：行掃描625行，正程575行，逆程50行。CH1電視概論圖1-17隔行掃描(a)奇數場；(b)偶數場；(c)嵌套后的一幀圖像

2、隔行掃描

一幀畫面分兩場掃描，且奇、偶場掃描光柵在屏幕上均勻嵌套,構成一幅（幀--frame）完整圖像。奇數場：第1、3、…至第625行的前半行；偶數場：自625行后半行開始,接著掃第2、4、…至624行

在不增加帶寬的前提下，保證圖像足夠清晰又避免閃爍。CH1電視概論1）每秒鐘傳送25幅圖像，即每秒鐘掃描50場(a)每幀光柵;(b)行掃描電流波形;(c)場掃描電流波形圖1―18隔行掃描光柵及電流波形2）幀掃描頻率fF=25Hz，場掃描頻率fV=50HzCH1電視概論3)掃描行數須選為奇數行隔行掃描要求第一場結束于最后一行的一半，不管電子束如何折回，須回到顯示屏頂部中央，保證相鄰的第二場掃描恰好嵌在第一場各掃描線的中間。正是該原因，才要求總的行數必須是奇數。為保證掃描正確（偶數場正好嵌套在奇數場中間），掃描行數須選擇為奇數行，即（2n+1）行。奇數場:（2n+1）/2行;偶數場:（2n+1）/2行為保證各幀光柵重疊,要求每幀掃描行數須整數。CH1電視概論3、我國電視標準規定：1）一幀圖像分625行傳送，考慮圖像清晰度，

正程575行，逆程50行。2）幀頻fF=25Hz；幀周期TF=40ms。3）場頻fV=50Hz；場周期TV=20ms。

場正程TVS=287TH+20(μs)=18.388ms≈18.4ms；

場逆程TVR=25TH+12(μs)=1.612ms≈1.6ms；4）行頻fH=25×625

=15625Hz；TH=64μs。

行正程THS=52μs；行逆程THR=12μs；CH1電視概論1.2.3電視圖像的基本參數1、亮度和對比度客觀景物最大與最小亮度之比。亮度:對比度:人眼對光的明暗程度的感覺。

重現圖像的對比度越大,其黑白層次就越豐富,人眼的感覺就越細膩、柔和。

重現電視圖像的對比度不僅與顯像管的最大亮度Bmax和最小亮度Bmin有關，還與周圍環境亮度BD有關。CH1電視概論2、清晰度與分解力1）圖像清晰度

反映圖像細節清晰的程度。掃描行數是重要的電視指標，電視系統的行頻、帶寬、清晰度等指標與行數有關。2）電視系統的分解力

電視系統傳送圖像細節的能力。掃描行數越多，分解力越強，圖像越清晰。圖像清晰度與電視系統系統的分解力有關。CH1電視概論垂直分解力水平分解力

指沿著圖像的垂直方向上能夠分辨像素的數目。受掃描行數Z的限制。垂直分解力M=Ke(1-β)Z

Ke=0.76∴M=0.76×(1-0.08)×625=437線

指沿著水平方向所能分辨的像素數。通道帶寬限制了水平分解力，考慮到垂直分解力，只要求在水平方向上所能傳送細節的大小與掃描行距相當。水平分解力N=KM=KKe(1-β)Z寬高比K=4/3∴N=（4/3）0.76×(1-0.08)×625=583線CH1電視概論3、圖像信號的最高頻率

----電視通道的頻帶寬度

圖像信號的最高頻率，出現在傳送一幅全是細節的圖像，且細節的大小為一個像素。我國的電視標準：K＝4/3，fV=50Hz，Z=625,取、、，得到信號的帶寬，所以視頻傳輸的通頻帶規定為6MHz。CH1電視概論4、場頻選擇場頻應考慮的因素：(3)

克服電源濾波不良時對圖像干擾等。(1)

不能出現光柵閃爍現象。為不引起人眼的閃爍感覺，場頻應高于48Hz。(2)

圖像信號占用頻帶不應過寬。

隨著屏幕亮度提高、尺寸加大、觀看距離變近，場頻應相應提高。如現代電視借助數字視頻技術實現的場頻為100Hz～

120Hz的逐行掃描。我國電網頻率為50Hz,

電視場頻選為50HZ。CH1電視概論5、圖像掃描行數圖1-19人眼的分辨力示意圖屏幕有效顯示行數為Z′：分辨角：通常取分辨角θ=1.5′。

我國電視標準規定屏幕顯示行數為575行，再考慮每幀逆程的50行，即確定每幀總行數為Z=625行。

在大屏幕高清晰度電視中，為獲得臨場感和真實感，掃描行數已增加到1200行以上。CH1電視概論1.2.4全電視信號

由圖像信號及六種輔助信號(場同步、行同步、場消隱、行消隱、前后均衡脈沖及槽脈沖)組成。圖1-20全電視信號

CH1電視概論1、圖像信號：

反映圖像內容的電視信號,其電壓高低表示實際景物的亮度。由攝像管行掃描正程期間產生，用于控制顯像管重現圖像亮度的電信號，如圖所示。圖1-21圖像亮度變化(a)正極性亮度遞減信號(b)負極性亮度遞減信號

圖像信號具有平均直流成分，其數值確定了圖像信號的背景亮度。CH1電視概論(1)負極性電視圖像信號

圖像信號的相對幅度在全電視信號的10％~75％之間，是周期為64μs的周期性信號，每行顯示52μs，如圖所示。圖1-21負極性圖像信號1）黑電平：相對幅度為75%的電平2）白電平：相對幅度為10%的電平CH1電視概論(2)圖像信號的特征電視圖像信號有如下特點：1）單極性

負極性電視圖像信號，電平的數值在零值以上的一定電平范圍內，信號電平越低，圖像越亮。2）周期性

周期性的掃描,使圖像信號成為行頻或場頻周期性重復的脈沖信號。CH1電視概論(3)圖像信號的頻譜

電視信號的頻譜是以主譜線為中心、行頻為間隔的離散性線狀譜，如圖所示。

能量只集中在行頻fH及其諧波nfH附近很窄的范圍內，隨諧波次數的升高，能量逐漸下降。留有的較大的空隙可用來傳送彩色信息。圖1-22電視圖像信號的頻譜結構CH1電視概論2.消隱信號

包括行消隱和場消隱兩種信號,其作用是消除行、場掃描逆程期間的回掃線。①行消隱信號：②場消隱信號：脈寬為12μs（THr）、周期為64μs（TH）。脈寬為1612μs(TVr=25TH+12μs)、周期為20ms。圖1-23復合消隱信號

行、場消隱脈沖的相對電平:為75%，相當于負極性信號圖像信號黑電平。CH1電視概論3.復合同步信號①行同步信號

為保證電視收、發掃描同步，逆程其間傳送一個同步脈沖：含行同步脈沖、場同步脈沖、槽脈沖、前后均衡脈沖。

是滯后行掃描逆程前沿1.3μs、寬度為4.7μs、相對電平為100%、周期為64μs的脈沖信號。圖1-24行、場同步信號

CH1電視概論②場同步信號

是滯后場掃描逆程前沿160μs、寬度為160μs(即2.5TH)、相對電平幅度為100%的脈沖信號。圖1-25行、場同步信號注：lH=64μsCH1電視概論4、槽脈沖和均衡脈沖

行同步脈沖與場同步脈沖具有相同幅度、不同寬度，因而分離行、場同步脈沖的方法一般是借助于寬度分離電路——微分與積分電路的組合。圖1-26同步分離原理框圖及波形CH1電視概論

場同步脈沖持續2.5個行周期，如不采取措施，場同步期間會有行同步脈沖丟失，使行掃描失去同步，直到場同步脈沖過后，再經幾個行周期，行掃描才會逐漸同步，從而造成圖像上邊起始部分不同步。(1)槽脈沖①加槽脈沖原因(d)并行現象(圖中實線為奇數場，虛線為偶數場)

圖1-27場過渡時的同步脈沖及積分波形(a)偶數場向奇數場過渡時同步脈沖(b)奇數場向偶數場過渡時同步脈沖(c)復合同步脈沖波形;CH1電視概論

指為使場同步期間行掃描不失步，在場同步脈沖期間頂部向下開5個小凹槽來延續行同步的脈沖，如下圖所示。②槽脈沖

槽脈沖間隔為TH／2。齒脈沖后沿與行同步脈沖前沿（上升沿）相位一致。因此場同步期間槽脈沖起行同步作用，從而消除圖像上部的不同步現象。齒脈沖寬度27.3μs槽脈沖寬度4.7μs圖1-28改進后的復合同步脈沖---槽脈沖及其波形(a)偶數場向奇數場過渡;(b)奇數場向偶數場過渡;(c)對應的積分波形CH1電視概論(2)均衡脈沖圖1-28未加均衡時奇、偶場積分波形

奇、偶數場的場同步信號前沿和前一個行同步信號的間距為TH／2、TH，因此經場同步脈沖分離積分電路后，奇、偶場同步信號的積分波形不一樣。若用此波形的某一電平去同步場掃描電路，則兩場的同步會出現時間差Δt。影響接收機隔行掃描的準確性，導致掃描光柵并行和垂直分辨力降低。(b)偶數場向奇數場過渡時同步脈沖(a)奇數場向偶數場過渡時同步脈沖(c)復合同步脈沖波形;CH1電視概論

均衡脈沖

為消除奇、偶兩場同步脈沖的時間差，在場同步信號前后若干行內各增加五個脈沖，并將此脈沖的頻率提高一倍，即脈沖的寬度減少為原來的一半，場同步信號前后各五個脈沖分別稱為前均衡脈沖和后均衡脈沖。這樣，在奇、偶場的場同步期間，以及前后若干行的同步脈沖波形完全相同，結果奇、偶場的積分波形完全相同。

均衡脈沖含前均衡脈沖和后均衡脈沖。作用是克服奇數場和偶數場掃描線嵌套時的并行現象和起行同步作用。CH1電視概論①前均衡脈沖

場消隱脈沖前沿至場同步脈沖前沿間160μs內,電視臺均勻地發送五個脈寬為2.35μs、相對電平為100%、周期為32μs的窄脈沖，這五個脈沖就稱為前均衡脈沖。圖1-29均衡脈沖CH1電視概論②后均衡脈沖

場同步脈沖后沿外160μs內,電視臺也發送五個寬度為2.35μs、相對電平為100%、周期為32μs的窄脈沖，這種脈沖稱為后均衡脈沖。圖1-30均衡脈沖CH1電視概論CH1電視概論圖1-31全射頻電視信號頻譜（1）圖像信號采用殘留邊帶方式傳送，高頻伴音信號采用雙邊帶方式傳送。高頻圖像信號下邊帶在1.25MHz處衰減

20dB，圖像信號帶寬為6MHz；（2）伴音信號帶寬為±0.25MHz；（3）伴音載頻fs比圖像載頻fp高6.5MHz；（4）每個頻道所占帶寬為8MHz。（1.25＋6.5+0.25=8MHz）第二章電視圖像的產生與重現

黑白圖像信號頻率在0~6MHz內變化,直接發送不行,須將其用調幅的方法調制到載波頻道上再發射出去。為減小信號的頻帶寬度,采用殘留邊帶發送方式。5、全射頻黑白電視信號頻譜CH1電視概論1.3兼容制彩色電視制式

彩色電視系統：

不直接傳送三基色信號，因為從占用頻帶來看，若每個基色信號帶寬與黑白圖像信號相同，則將三倍于黑白電視的信號帶寬。

兼容：

黑白電視機能收看彩色電視系統中的黑白圖像；彩色電視機也能收看黑白電視廣播的圖像。

三種兼容制模擬彩電制式1、NTSC制(NationalTelevisionSystemsCommittee)2、PAL制（PhaseAlternationLine)：3、SECAM制（SequentielCouleursMemoire/Colour）CH1電視概論1.3.1彩色電視兼容性1、彩色光需用三個參量表示：

亮度、色調和飽和度，因此傳送彩色圖像須用三個獨立信號。2、彩色電視與黑白電視兼容性1）滿足兼容性；2）需傳送二個代表色度的信號，它們不含亮度信號

(恒亮)，色度信號用窄帶(高混)；3）傳輸黑白信號時，三個基色相等；4）代表色度的兩個信號是互相獨立；5）三個基色與三個傳輸信號之間的轉換要簡單。代表彩色三個基本參量信號，應滿足：CH1電視概論1.3.2彩色電視信號組成

為實現兼容需求，彩色電視圖像應包含一個亮度信號、兩個色差信號。(1)一個亮度信號Y：代表被傳送彩色電視圖像的全部亮度。

Y=0.30R+0.59G+0.11B(2)兩個色差信號（不直接傳三基色信號）：代表彩色圖像的色度。CH1電視概論1、色差信號指基色信號R、G、B與亮度信號Y之差。(1)紅色色差信號

R-Y=R-(0.30R+0.59G+0.11B)=0.70R-0.59G-0.11B

(2)綠色色差信號

G-Y=G-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R+0.41G-0.11B(3)藍色差信號

B-Y=B-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R-0.59G+0.89BCH1電視概論2、三個色差信號間關系Y=0.30R+0.59G+0.11B0.30Y+0.59Y+0.11Y=0.30R+0.59G+0.11B0.30（R-Y）+0.59（G-Y）+0.11（B-Y）=0CH1電視概論3、電視信號傳輸中僅傳送R-Y和B-Y色差信號三個色差信號中，G-Y信號數值最小，作傳輸信號時信噪比最低。(2)由R-Y和B-Y求G-Y時，系數和小于1，可用電阻矩陣實現；由B-Y、G-Y求R-Y或用R-Y、G-Y求B-Y，系數都大于1，不能用電阻分壓來實現，一定要用放大器提供增益，這樣會增加系統的復雜性和帶來不必要的失真。CH1電視概論4、采用色差信號傳送色度信號的優點(1)兼容性好①傳送的圖像為黑白圖像時，R=G=B,兩個色差信號

R-Y和B-Y均為零，不會對亮度信號產生干擾。

0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)=0②黑白電視機只接收彩色電視信號中的Y信號,其效果與收看黑白電視臺一樣,不受色差信號的干擾,

能正常重現原圖像的亮度。CH1電視概論(2)有利于高頻混合（大面積著色原理）R=(R-Y)0～1.3+Y0～6=R0～1.3+Y1.3～6G=(G-Y)0～1.3+Y0～6=G0～1.3+Y1.3～6B=(B-Y)0～1.3+Y0～6=B0～1.3+Y1.3～6

色差信號的帶寬為0～1.3MHz，亮度信號的帶寬為0～6MHz，恢復的三個基色信號為:CH1電視概論1.3.3彩色電視信號的基本原理

1、高頻混合原理

即只傳一個粗線條大面積的彩色圖像，并配以亮度細節。

彩色電視系統在傳送彩色景物時，亮度信息用寬頻帶（0～6MHz），而傳送色度信號用窄頻帶（0～1.3MHz）。

人眼對彩色細節的分辨力遠比對黑白細節的分辨力低。CH1電視概論2、頻譜交錯原理(1)亮度信號頻譜

集中在行頻各次諧波附近,且以行頻為間隔的離散譜群,信號幅度隨頻率增高而衰減；色度信號的譜線也是一群離散譜,間距也是行頻。圖1-32電視亮度信號頻譜圖CH1電視概論(2)頻譜間置

將色度信號的頻譜插入在亮度信號的頻譜空隙中間（正如農作物的間種法一樣），用一個6MHz帶寬的通道同時傳送亮度信號和色度信號，這種方法稱為頻譜交錯或頻譜間置。

色度信號插在6MHz頻帶亮度信號的高端以減少彩色干擾和亮度竄色。圖

1-33電視信號頻譜間置圖

CH1電視概論圖1-34彩電電視全射頻電視信號頻域圖5彩色電視全射頻電視信號頻譜亮度伴音(1)信號的頻譜圖

一個頻道信號的帶寬為8MHz；伴音載頻比圖像載頻高6.5MHz。色度CH1電視概論各頻道的伴音載頻總比圖像載頻高6.5MHz。(2)頻道帶寬的下限總比圖像載頻fp低1.25MHz,上限總比伴音載頻fsc高0.25MHz。(3)各頻道的本機振蕩頻率總比圖像載波高38MHz,比伴音載頻高31.5MHz。

結論：亮度伴音色度CH1電視概論(2)彩條圖像彩色自左到右為白、黃、青、綠、品、紅、藍、黑。圖1-35標準彩條信號CH1電視概論1.3.4

彩色電視制式

是1953年美國研制成功的一種兼容彩色電視制式，按色度信號的構成特點，又稱正交平衡調幅制。主要應用的國家有美國、日本、加拿大和墨西哥等國。1、NTSC制(1)平衡調幅乘法器乘法器圖1-36調幅波波形CH1電視概論(2)正交平衡調幅

兩色差信號R-Y和B-Y分別對頻率相同、相位相差90°的兩個色副載波cosωSCt和sinωSCt進行平衡調幅，得到色度信號。圖1-37正交平衡振幅CH1電視概論1)色度信號：色度信號幅值：色度相位：

CH1電視概論2)色度信號過調失真解決辦法

圖像傳輸過程中的調幅，會引起色度信號嚴重的過調失真，為此須對兩個色度信號進行適當的壓縮得到U和V：

色度信號既是一個調幅波,又是一個調相波。其振幅和相角之中包含了彩色圖像的全部色度信息。色度信號幅值：反映色飽和。

色度相位：

反映色調。

CH1電視概論

平衡調幅波的包絡不再是原普通幅度調制信號的波形，因此不能用包絡檢波方法檢出調制信號，須用正交檢波器，又稱乘法檢波器。(3)正交檢波---同步檢波器1)同步檢波器-----藍色分量解調圖1-38同步檢波器原理方框圖（1）CH1電視概論2)同步檢波器-----紅色分量分量解調圖1-38同步檢波器原理方框圖（2）CH1電視概論3)正交平衡解調器圖1-39正交解調原理方框圖CH1電視概論(4)NTSC制色度信號確定

據人眼視覺特性，人眼分辨紅、黃之間顏色變化的能力最強，而分辨藍、紫之間顏色變化的能力最弱。人眼最敏感的色軸I(與V軸夾角為33°），用0～1.3MHz較寬頻帶傳送；與I軸正交的人眼最不敏感的色軸Q軸(與U軸夾角為33°)，用0～0.5MHz較窄頻帶傳送。Q、I色差信號:

Q=Ucos33°+Vsin33°

I=U(-sin33°)+Vcos33°I=0.6R-0.28G-0.32BQ=0.21R-0.52G+0.31BCH1電視概論(5)NTSC編、解碼圖1-40NTSC編碼方框圖圖1-41NTSC解碼方框圖CH1電視概論2.PAL制(1)PAL色度信號

又稱逐行倒相正交平衡調幅制，為克服NTSC制的相位敏感，1962年由德國研究提出。主要應用國家有中國、英國、荷蘭和瑞士等國。PAL制采用逐行倒相和副載波延遲線平均法，同時也采用視覺惰性的輔助平均作用，來消除由于相位失真產生的彩色失真。F=(B-Y)sinωSCt±(R-Y)cosωSCt未倒相行NTSC行;倒相行稱為PAL行。CH1電視概論(2)PAL編碼器圖1-42PAL編碼器方框圖圖1-43PAL解碼器的方框圖(3)PAL解碼器CH1電視概論1)色度信號分離(梳狀濾波器)圖1-44色度信號分離電路第n行直通信號為：Fn=UsinωSCt+VcosωSCtFn-1=UsinωSCt-VcosωSCt經相減或相加可得同理:上一行的延時信號為：-Fn-1=-UsinωSCt+VcosωSCt上一行信號為：Fn-(-Fn-1)=2UsinωSCt=2FUFn+(-Fn-1)=2VcosωSCt=2FVFn+1-(-Fn)=2UsinωSCt=2FUFn-1+(-Fn)=-2VcosωSCt=-2FVCH1電視概論2)正交同步檢波器

當色度信號兩個分量分離后，分別送入各自的同步檢波器。圖1-45逐行倒相正交同步解調原理CH1電視概論(4)PAL制的主要優點1)克服了NTSC制相位敏感的缺點。3)梳狀濾波器在分離色度信號的同時，使亮度串色的幅度也下降了3dB，從而使彩色信雜比提高了3dB。2)比NTSC制抗多徑接收性能好。CH1電視概論3.SECAM制順序傳送和記憶制

是法國于1956年提出，1966年研制成功。該制式與PAL制類似，其差別是SECAM中的色度信號是頻率調制(FM)，且它的兩個色差信號：紅色差(R-Y)和藍色差(B-Y)信號是按行的順序傳輸的。主要應用國家有法國、俄羅斯、東歐和中東等約有65個地區和國家，圖像格式為4:3，625線，50Hz，6MHz電視信號帶寬，總帶寬8MHz。CH1電視概論(1)順序傳送與存儲復用

采用逐行順序傳送兩個色差信號的辦法，即亮度信號每一行都傳送,而(R-Y)和(B-Y)行輪換,所以不會發生兩個色度分量互相串色的現象。存儲復用：

將上一行的色差信號用延時線存儲一行時間，再與這一行的亮度信號和色差信號一起進行解碼；而這一行的色差信號也被存儲一行時間，與下一行的亮度信號和色差信號一起進行解碼。每一行的色差信號通過存儲均被使用了兩次。CH1電視概論(2)SECAM制編碼器(3)SECAM制解碼CH1電視概論1.4電視機電路組成1.彩色電視機信號的分離圖1-46電視信號的分離框圖CH1電視概論2.黑白電視接收機CH1電視概論3.彩色電視接收機CH1電視概論4.有線電視系統組成圖1-47有線電視系統組成方框圖IRD（IntegratedReceiverDecoder)是指綜合解碼衛星接收機.在當前模擬電視與數字電視共存階段，IRD作為數字電視的接收設備.LNB（LowNoiseBlock）低噪聲下變頻器，將由饋源傳送的衛星信號經過放大和下變頻，把Ku或C波段信號變成L波段，經同軸電纜傳送給衛星接收機.CH1電視概論1.5顯示技術1.陰極射線管顯示2.液晶顯示技術3.等離子體顯示4.OLED彩色平板顯示5.投影顯示CH1電視概論1.5.1陰極射線管(CRT)顯示(CathodeRayTube)

由電子槍、熒光屏和玻璃外殼三部分組成。電子槍熒光屏主要優點:亮度高、彩色鮮艷、灰度等級多、壽命長、易實現活動圖像顯示；

缺點:需2萬伏高壓、體積大、功耗大。圖1-48黑白顯像管結構CH1電視概論1.電子槍

陰極表面發射的電子在加速陽極、聚焦陽極和高壓陽極等作用下，通過聚焦和加速，形成截面積小、速度高、密度可調的電子束。

電子束在偏轉線圈形成的行、場偏轉磁場作用下實現全屏幕的掃描光柵。CH1電視概論2.偏轉線圈(1)運動電子束的偏轉

----電磁偏轉圖1-49

垂直磁場中運動電子束偏轉圖1-50

水平磁場中運動電子束偏轉外NS--上--NS

在通電線圈產生的電磁場作用下形成電子束偏轉。據左手定則，磁力線穿越掌心，四指指向電子運動相反方向，則運動電子受力方向為拇指方向。CH1電視概論(2)

偏轉線圈的構造

電子束在兩對偏轉線圈產生的磁場共同作用下,完成從左到右、從上到下的全屏幕掃描,形成了矩形光柵。顯像管管頸上安裝兩對偏轉線圈：水平偏轉線圈,產生垂直磁場;

垂直偏轉線圈,產生水平磁場。圖1-51偏轉線圈結構CH1電視概論CH1電視概論1.5.2液晶LCD顯示1.液晶特點(LiquidCrystalDisplay)LCD本身不發光，但在外加電場、磁場的作用下，產生光密度或色彩變化。

介于固態和液態之間，其分子排列決定了光線穿透液晶的路徑。具有改變光偏振方向特性。優點:微功耗，約1w／cm2；電源電壓低，約為

1.5～3V。缺點:暗的地方顯示不夠清楚，需背光源；顯示對比度與視線方向有關，視角受限制。CH1電視概論3.液晶顯示器原理(1)LCD結構

液晶夾在涂有透明導電層的兩片玻璃基板間，然后上下各加一片偏振片，加上彩色濾光片，可顯示彩色圖像。LCD本身并不發光，需要背景光源。圖1-52液晶結構CH1電視概論(2)顯示原理液晶可使入射光偏振方向改變90°。

液晶在外電場作用下---兩電極上外加2～3V電壓，使光偏振方向改變消失，入射光透出。圖1-53液晶顯示器(常暗模式)原理CH1電視概論(3)液晶顯示驅動

x、y電極的交叉點是像素(xi，yj)，

x電極依次加高電平掃描脈沖，圖像數據信號加在y電極上，該電壓決定像素的顯示亮度。

x1x2xixNy1y2yiyNxiyj-1yjyj+1xi-1xi+1Ci-1,j-1Ci,j-1Ci+1,j-1Ci+1,j+1Ci,j+1Ci-1,j+1Ci+1,jCi,jCi-1,j（a）電極排列形式（b）立體電路x、y電極交叉點為液晶等效電阻R和等效電容C。圖1-54液晶顯示屏等效電路CH1電視概論1)簡單矩陣驅動方式①點順序掃描x1x2xixNy1y2yiyN

選定xi行后，依次選y1，y2，…，yN。掃描完一行，再選xi+1行。掃描一個像素的時間是掃描一幅圖像所需時間的1／N2（占空系數）。像素平均亮度取決于驅動信號的有效值及其作用時間的乘積，整個液晶顯示屏的平均亮度很低。CH1電視概論②行順序掃描

選xi行后，對y1，y2，…，yN同時加信號電壓，一個像素的占空系數為1／N，提高了液晶顯示屏的平均亮度，故簡單矩陣顯示中多采用行順序掃描。x1x2xixNy1y2yiyNCH1電視概論2)有源矩陣驅動方式

有源矩陣液晶屏在掃描電極和信號電極的交叉處有薄膜晶體管TFT開關與液晶像素串聯，使液晶電極之間的交叉效應減少。xiyiDGSTijRijCijBK圖1-55TFT三端有源矩陣驅動液晶單個像素示意圖BK為背電極，Ci為液晶像素電容，用來儲存模擬信號的一個像素。Ri為液晶像素的絕緣電阻，其阻值很大，可以視為開路。CH1電視概論

①

LED顯示屏驅動結構接口電路控制電路驅動電路TFTLCD顯示屏逆變器驅動電路背光源顯示數據圖1-56液晶屏控制電路組成框圖CH1電視概論②

1024×768彩色液晶顯示屏驅動水平X軸方向上有1024×3＝3072行，由8個384共3072路柵極驅動器來驅動；而在Y軸上有768列，由3個256共768路源極驅動器來驅動。圖1-571024×3×768液晶顯示屏驅動框圖CH1電視概論4、液晶顯示器電路原理整機電路架構

由主板、電源板、高壓逆變器、液晶屏Panel、按鍵板、冷陰極熒光管等組成。CH1電視概論電路板實物圖CH1電視概論CH1電視概論

右邊面積小但集成度較高的一般稱為主板，主要由微處理器MCU（MicroControlUnit，微處理器）、圖像數字處理器、存儲器等電路組成。

左邊面積大的電路板主要由開關電源、高壓逆變器等電路組成；CH1電視概論(1)Power板Interface3.3V、LCDPanel5V、Inverter12V。220VAC經過開關電源（電源板）后一般輸出三組電壓：CH1電視概論①穩壓

反饋支路---采用光耦（IC602）隔離，通過檢測輸出電壓將其作為與基準電壓的比較電壓，通過動態的調整輸出至開關管的PWM脈寬，實現穩壓。CH1電視概論穩壓原理

取樣電路由IC602D702R711R712R622等組成，其作用使電源穩定在12V輸出。

取樣電壓直接加到TL431的R端，由電路上的電阻參數可知該電壓正好能使TL431導通。CH1電視概論

當輸出電壓超出12V時，IC702控制極R的電位上升，VkA下降，IC602PIN1、2電流加大，使IC602PIN4、3電流加大IC601PIN2電壓上升，那么IC601PIN6輸出PWM波脈寬變窄，輸出電壓下降。反之，IC601PIN6輸出PWM波變寬、輸出電壓上升，達到穩壓電壓輸出作用。CH1電視概論②PWM控制原理

開機瞬間經Q602給UC3842的7腳供電，正常約為（15V左右），6腳輸出PWM波給開關管Q601，使之整個開關電源工作；8腳輸出5V的基準電壓。

開關管Q601在PWM脈沖作用下切換，且UC3842繼續通過開關變壓器初級線圈的感應電壓經D602整流后供電。CH1電視概論PWM芯片--UC3842CH1電視概論③保護電路過流保護

過流保護由取樣電阻R613、R615組成，當流過Q901電流增大，R615兩端電壓也上升，IC601PIN3升高到1V時保護動作。CH1電視概論過壓保護

當取樣誤差反饋電路或脈寬調整電路發生故障時，因開關管Q601導通時間過長會引起輸出電壓急劇上升，當超過18V時ZD602擊穿，IC603G極電壓上升，IC603導通，使IC601的PIN1電壓下降，IC3842停止工作。保護3842不至于在電源電壓過高而導致燒毀。CH1電視概論(2)Inverter（高壓板）15英寸LCD液晶采用2燈管（17英寸使用4燈管）控制板。

又稱高壓逆變電路、背光板。

將直流低電壓變成較高的脈沖電壓，給液晶面板燈管提供約1500V的啟動電壓和600V左右的穩定的工作電壓，并對此電壓進行相應的控制以達到調節亮度和背光的功能。CH1電視概論

將輸入的信號（如D-Sub和DVI）變成Panel可接收的信號并進行灰度、對比度等參數的控制，同時Interface還可對背光源和LCD亮度進行控制。LCD均可支持D-SUB信號輸入，部分支持DVI輸入(1280×1024以上分辨率)，少部分高端機種還支持S-Video和Composite信號顯示功能。(3)Interface（接口）板CH1電視概論①液晶顯示器的信號流程CH1電視概論②液晶顯示器整機接口CH1電視概論(4)Interface（主板）電路

是LCD的核心部分，完成圖像處理運算轉換及控制，其電路性能直接影響到整機的性能。Interface電路的核心部件是Scaler芯片，它完成除部分控制外的其他圖像處理功能，是主板的最核心部件CH1電視概論①工作順序

主板得電后MCU復位，MCU首先讀取DDC信息（對有DVI接口的LCD先讀取DVI的DDC，再讀D-Sub的DDC，對沒有燒錄DVI-DDC的顯示器，DVI接口不能正常顯示）。

之后，MCU輸出panel信號和Scaling復位信號。Scaling芯片復位后送出背光信號去點亮panel的燈管，整個啟動過程結束。關機過程和開機恰好相反。CH1電視概論②MCU電路MCU用來接收顯示器的按鍵信息（如亮度調節、位置調節等）和顯示器本身的狀態控制信息（有無輸入信號、上電自檢、節能模式轉換等），然后再對相關的電路進行控制，以完成指定的操作功能。

是整機的控制中心，所有菜單調節控制項目都通過MCU實現。CH1電視概論

此時PPWRPBIAS為低電平，PANEL被強制為0，此時PANEL關閉。PANEL顯示允許信號PANEL電源控制PowerON/OFF數據信號燈管控制Blacklight-En

LCDPANEL開啟控制時序State0:（POWEROFF)LCDPANEL開啟與關閉是按照一個固定順序的，否則，將損壞PANEL。CH1電視概論

此時PPWR為高電平，供電開啟，但數據還為0，PBIAS為0。PANEL顯示允許信號PANEL電源控制PowerON/OFF數據信號燈管控制Blacklight-Enstate1:（POWERON)State2:（PANEL驅動允許）此時PBIAS為0，燈管不亮，其它為高電平。CH1電視概論此時四個信號全為高電平，PANEL顯示。PANEL顯示允許信號PANEL電源控制PowerON/OFF數據信號燈管控制Blacklight-EnState3:（PANEL正常工作）PANEL的關閉順序：t1、t2、t3的時間可編程實現。

也是同理，先關閉TFT-EN、后關閉PBIAS，接著數據信號、最后關閉PPWR電平，整個PANEL停止工作。CH1電視概論

是整個液晶顯示器的核心部分，是將液晶顯示器件、連接件、