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第1章电视基础知识1.1电子扫描图1―1无线电语音广播原理图电视广播有开路与闭路之分。开路系统,即无线电视广播系统,其原理与语音广播类似,但无论是发端还是收端,都远比语音广播复杂。
闭路电视系统所不同的只是传送电视信号由同轴电缆完成而已。
图1―2无线电视广播系统原理方框图1.1.1像素的概念
像素的传送具有以下两个特点:
第一是要求传送速度快。
第二是传送要准确。
图1―3顺序传送像素示意图1.1.2光电与电光变换
电视图像的传送,在发端是基于光电转换器件,在收端是基于电光转换器件。实现这两种转换的器件分别称为摄像管和显像管。
1.摄像管与光电转换
图1―4为光电导摄像管,属电真空器件。它主要由镜头、光电靶、聚焦线圈和偏转线圈组成。其工作原理如下所述。

图1―4光电导摄像管图1―5光电转换原理示意图2.显像管与电光转换
如图1―6所示,在接收端重现图像的是显像管。显像管也是电真空器件,主要由电子枪、荧光屏、偏转线圈等组成。其工作原理如下。
这里需要说明的是:对于摄像管来说,光电转换特性可近似认为是线性的;而显像管电光转换特性则是非线性的。显像管的显示亮度(以Bd表示),与其栅、阴极间电压(以ugk表示)的γ次方成正比例,即:
如果图像信号由发送端传到接收端的传输过程中未产生非线性失真,考虑到显像管电光转换的非线性,为保持重现图像与原景像亮度成正比,则需在摄像端预先将图像信号电压开γ次方,即

式中,u0代表摄像电压,B0为摄像亮度,K0为比例常数。经预失真校正(常称为γ校正),重现亮度Bd则为

1.1.3电子扫描
1.逐行扫描
在电视系统中,摄像管和显像管的外面都装有偏转线圈,当线圈中分别流过如图1―7所示的行、场锯齿波扫描电流时就会产生相应的垂直方向与水平方向的偏转磁场,在这两个磁场的共同作用下,使电子束作水平与垂直方向的扫描运动。

图1―7逐行扫描电流波形
(a)行扫描电流波形;(b)场扫描电流波形由于在图1―7所示的锯齿波电流作用下,电子束产生自左向右、自上而下,一行紧挨一行的运动,因而称其为逐行扫描。
(1)电子束偏转的基本原理。
(2)扫描电流的非线性对显示图像的影响。图1―8光栅形状
(a)只有行扫描;(b)只有场扫描;(c)行、场扫描同时存在图1―9偏转线圈结构示意图
(a)行偏转线圈;(b)场偏转线圈图1―10扫描电流与重现图像的关系
(a)线性扫描,图像无失真;
(b)行扫描非线性,产生左伸、右缩的非线性失真;
(c)场扫描非线性,产生上拉、下压的非线性失真图1―11扫描电流幅度不足时产生的失真
(a)行扫描幅度小;(b)场扫描幅度小2.隔行扫描
所谓隔行扫描,就是在每帧扫描行数仍为625行不变的情况下,将每帧图像分为两场来传送,这两场分别称为奇场和偶场。奇数场传送1,3,5,…奇数行;偶数场传送2,4,6,…偶数行。图1―12隔行扫描光栅及电流波形
(a)每帧光栅;(b)行扫描电流波形;(c)场扫描电流波形第一场(奇场),从左上角开始按1—1′,3—3′,…顺序扫描,直到最下面的中点a为止,共计行,完成了第一场正程扫描。
第二场(偶场),扫描从a′点开始,先完成第一场扫描留下的半行a′—11′行的扫描,接着完成2—2′,4—4′,…等偶数行的扫描。1.2黑白全电视信号(2)对于一般活动图像,相邻两行或相邻两帧信号间具有较强的相关性。
2.图像信号的基本参量
亮度、对比度和灰度是电视图像转换中三个十分重要的参量。图像质量的好坏,可由它们给予完整的描述。
所谓亮度,通常是指单位面积的光通量。
亮度常以B表示,光通量的单位是烛光(cd),亮度的单位是尼特(nit)或熙提(sb),它们之间的关系是:图1―13图像信号
(a)正极性亮度递减信号;
(b)负极性亮度递减信号;
(c)一般的负极性图像信号由于1m2=104cm2,所以
1sb=104nit
对比度是客观景物最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之比。当以K表示对比度时,有
1.2.2辅助信号
1.复合同步信号
电视系统中,收、发扫描必须严格同步,即收、发扫描对应的行、场起始和终止位置必须严格一致,否则就会出现画面失真或不稳定现象。图1―14(a)为发端图像,图(b)为相位不同步的情况。

图1―14相位不同步产生的失真
(a)发端图像;(b)收端失真图像
图1―15复合同步与复合消隐信号
(a)复合同步信号;(b)复合消隐信号;(c)复合同步与复合消隐信号2.复合消隐信号
3.槽脉冲和均衡脉冲
图1―15(a)告诉我们,行同步脉冲与场同步脉冲具有相同的幅度,不同的宽度,因而分离行、场同步脉冲的方法一般是借助于宽度分离电路——微分与积分电路的组合,如图1―16所示。

图1―16同步分离原理框图及波形
(a)分离电路原理图;(b)各点波形图1―17复合