第2章 廣播電視基礎知識

2.1 模擬電視基本知識

2.1.1 知識要點

1.理解電視圖像的基本參數

（1）亮度、對比度與灰度：

1）亮度是指人眼對光的明亮程度的感覺，單位是尼特（nit）。

2）對比度是一個亮度的比值，它是指在暗室中，白色畫面（最亮時）下的亮度除以黑色畫面（最暗時）下的亮度。

3）灰度就是指圖像從黑色到白色之間的量化程度。每個灰度對象都具有從0%（白色）到100%（黑色）的亮度值。

（2）彩色三要素：彩色是指除消色（黑、白、灰）以外的各種顏色，描述一種色彩需要用亮度、色調和飽和度三個基本參量來表征，這三個參量簡稱彩色三要素，這些要素都是彩色在人眼中的視覺反應。

1）亮度反映光的強度（數量），色度相同的彩色光功率越大，人眼感覺越明亮。

2）色調是決定彩色本質的基本參量，是彩色最重要的屬性。

3）飽和度反映彩色光的純度。色調相同的彩色光，飽和度越高呈現的顏色越深。

（3）圖像的尺寸：電視屏幕的幅型比（圖像寬高比）目前有兩種，一是模擬電視的幅型比為4:3，我國高清晰度電視（HDTV）的幅型比為16:9，經生理和心理測試表明，幅型比為16:9符合人眼的視覺特性。

（4）電視圖像清晰度與電視系統的分解力：

1）電視圖像的清晰度是指眼睛主觀感覺到圖像細節及其邊界的清晰程度。

2）電視系統傳送圖像細節的能力，稱為系統的分解力。電視系統的分解力是以水平和垂直方向有效像素數，即組成一幅圖像的像素點陣數衡量。我國的SDTV和HDTV的圖像分解力分別為720（水平）×576（垂直）和1920（水平）×1080（垂直）。

電視系統的分解力是由制式和規格決定的，是固定不變的，而電視圖像清晰度是指人眼宏觀看到的圖像的清晰程度，是由系統和設備的客觀性能的綜合結果造成的人們對最終圖像的主觀感覺。可見電視圖像清晰度是因條件而可改變的。

2.熟悉電視掃描原理

（1）行掃描與場掃描：在顯像管中，由電子槍陰極發出的電子束，在行、場偏轉線圈磁場作用下，按照與攝像管中電子束相同的規律（同步）進行行、場掃描。電子束在行偏轉線圈磁場作用下，從左到右水平方向的運動稱行掃描；電子束在場偏轉線圈磁場作用下，自上而下垂直方向的運動稱場掃描。

（2）隔行掃描與逐行掃描：

1）一幅圖像如果分兩次掃描，即分兩場，第一場掃1、3、5……（單數行），稱為奇數場，第二場掃2、4、6……（雙數行），稱為偶數場。奇數場和偶數場組合起來，就構成一幅完整的圖像，這種掃描方式，通常叫隔行掃描，如圖2-1所示。

2）電子束自上而下一行緊跟一行的掃描稱逐行掃描，一些數字化彩色電視機中采用了變頻逐行掃描。

圖2-1 隔行掃描

a）奇數場 b）偶數場 c）一幀圖像

3.熟悉彩色圖像的傳送與還原原理

彩色電視信號是由彩色攝像管產生的，電視畫面的重現是由彩色顯像管或其他彩色顯示器完成。電視攝像和顯像是按照光和電的轉換、時間和空間的轉換原理工作的。電視攝像和顯像原理圖如圖2-2所示。

圖2-2 電視攝像和顯像原理圖

根據人眼的視覺特性，在電視機中重現圖像時并不要求完全重現原景物反射或透射光的光譜成分，而只需獲得與原景物相同的彩色感覺即可。因此，一種特定的彩色除可用亮度、色調和色飽和度表示外，還可用與之等效的三種基本顏色分量（三基色含量）表示。所謂三基色原理，就是任何一種彩色都可由三種獨立的基本色配成。紅色、綠色和藍色，通常作為三基色，分別以R、G和B表示。

在彩色攝像中，從被攝景物反射的彩色光經圖2-3所示的分光系統分解為三個基色光，分別在三個攝像管的光敏層上形成三幅基色圖像。可見，彩色攝像機既是彩色分解設備，又是光—電轉換設備。

為重現彩色圖像，必須把三幅不同色圖像疊加在一起，因此，完成這一任務的彩色電視顯像管既是電—光轉換設備，又是彩色合成設備。

圖2-3 彩色攝像分光系統示意圖

4.掌握電視信號的調制方式

（1）黑白圖像信號的調制：黑白圖像信號的帶寬為6MHz，它對高頻載波通常采用調幅方式，雙邊帶調幅波的帶寬為12MHz。

（2）伴音信號的調制：伴音信號的調制采用調頻方式，即用伴音信號去調制高頻載波頻率，使伴音載波的頻率隨著伴音信號的幅度變化而變化。

為避免伴音與圖像的相互干擾，伴音信號和圖像信號各有不同的載波，且伴音載波比圖像載波高6.5MHz。

（3）殘留邊帶發送：由于圖像調幅波兩側的邊帶內容是一樣的，因此，只要傳送上邊帶或下邊帶便可傳送圖像信號的全部內容。這種方式稱為單邊帶傳送。采用單邊帶傳送，則要將調幅波的一個邊帶完全濾去，這在技術上較為困難，因而采用一種折衷方法，即殘留邊帶發送，殘留邊帶發送既保留了雙邊帶發送的特點，又具有單邊帶發送壓縮頻帶的優點，在發送時用濾波器將下邊帶一部分濾去，僅發送上邊帶全部及下邊帶殘留部分，如圖2-4所示。

圖2-4 殘留邊帶發送

殘留邊帶發送時，圖像載頻f_V兩側0.75MHz范圍內的頻率成分是雙邊帶發送的，這反映了圖像信號低頻分量的頻率成分。而圖像載頻f_V上側0.75MHz以上的頻率成分是采用單邊帶發送的。它反映圖像信號高頻分量的頻率成分。

伴音調頻信號的頻帶寬度比圖像調幅信號要小得多，因而伴音調頻信號仍采用雙邊帶發送，因此每個電視頻道的頻帶寬度為8MHz（6.5MHz+1.25MHz+0.25MHz）。

（4）色度信號的調制：色度信號的調制方法，目前世界上有三種制式，即NTSC制、PAL制和SECAM制三種。我國采用PAL制式，即逐行倒相平衡正交調幅調制方式。平衡調幅是調幅的一種，又叫抑制載波調幅。

5.熟悉彩色電視制式

彩色電視制式根據色度信號傳送方式的不同，有NTSC制、PAL制和SECAM制三種。各國選用彩色電視制式時，需考慮已存在的黑白制式，通常將黑白電視制式與彩色電視制式結合（也稱兼容），使彩色電視制式的信號能為普通黑白電視機接收并能顯示符合黑白電視制式的圖像。我國的彩色電視廣播制式為PAL/D制。

6.熟悉PAL制彩色全電視信號

彩色全電視信號，包括：圖像信號，行同步脈沖，行消隱脈沖，場同步脈沖，場消隱脈沖，開槽脈沖和前、后均衡脈沖，色同步信號。如圖2-5所示。色度信號與亮度信號共頻帶傳送，色度信號采用逐行倒相平衡正交調幅的調制方式，色度副載波采用1/4行頻間置，“交錯”地排列在亮度信號的高頻段。

圖2-5 彩色全電視信號的組成

7.熟悉彩色電視顯示器件

彩色電視顯示器件主要完成電/光轉換、重現電視圖像的功能。其品質與特性將直接影響彩色電視節目的最終接收與顯示。

（1）彩色顯像管：目前彩色電視機中廣泛采用的是三色彩色顯像管。它的基本原理是把紅、綠、藍三種基色圖像同時顯示在同一只顯像管的屏幕上，并利用人眼對彼此挨得很近的三基色發光點不能分辨（稱為混色效應）的特點來顯現彩色圖像。

（2）液晶顯示器：液晶顯示器（LCD）的工作原理就是利用液晶的物理特性（即液晶分子的排列在電場作用下發生變化，通電時排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過），將液晶置于兩片導電玻璃基板之間，靠兩個透明電極間電場的驅動引起液晶分子扭曲向列的電場效應，在電源接通斷開控制下影響其液晶單元的透光率或反射率，從而控制光源透射或遮蔽功能，依此原理控制每個像素，產生具有不同灰度層次及顏色的圖像。

（3）等離子顯示器：等離子顯示器（PDP）是利用惰性氣體放電產生紫外線激發三基色熒光粉發出基色光而實現彩色顯示的，具有圖像無閃爍、厚度薄、重量輕、色彩鮮艷、圖像逼真、無輻射、健康環保等優點。

8.熟悉彩色電視機的基本工作原理

目前彩色電視機采用超級芯片，它是將中頻電路、解碼電路、掃描小信號處理電路和CPU控制系統集成在同一集成塊電路中，具有引出腳數目少、外圍電路簡單、技術先進、功能完善、性能穩定可靠等特點。如TCL王牌超級芯片彩色電視機的電路組成框圖如圖2-6所示。

圖2-6 TCL王牌超級芯片彩色電視機的電路組成框圖

2.1.2 選擇題

（注：有*號的為多項選擇題，其余為單項選擇題）

1.電視圖像的灰度是指（ ）。

A.圖像的明暗程度

B.圖像亮度的層次

C.圖像最大亮度值與最小亮度值的比值

2.高清晰度電視（HDTV）的寬高比（幅型比）為（ ）。

A.5:4 B.4:3 C.16:9

3.彩色電視的三基色是（ ）。

A.灰白黑 B.紅綠藍 C.紫黃青

4.我國使用的彩色電視制式為（ ）。

A.PAL制 B.NTSC制

C.SECAM制 D.以上都不是

5.我國的PAL/D制中，伴音載頻與圖像載頻的差頻為（ ）。

A.4.43MHz B.6MHz C.6.5MHz D.8MHz

6.我國的PAL/D制中，彩色副載頻的頻率為（ ）。

A.4.43MHz B.6MHz C.6.5MHz D.8MHz

7.在高頻電視信號中，色度信號的帶度為（ ）。

A.2.6MHz B.4.43MHz C.6MHz D.8MHz

8.人眼對彩色細節的分辨力與對黑白細節的分辨力（ ）。

A.高于 B.遠低于 C.一樣 D.不一定

9.由于人眼對彩色細節的分辨力低，因此在高頻全電視信號中保留色度信號的（ ）。

A.低頻成分 B.高頻成分 C.中頻成分 D.所有成分

10.高頻全電視信號中負極性調制的最大調制度是由（ ）來決定的。

A.同步頭電平 B.黑色電平 C.白色電平 D.消隱電平

*11.彩色電視的三要素是指（ ）。

A.亮度 B.清晰度 C.對比度 D.灰度

E.色調 F.色飽和度

12.彩色的色調指的是顏色的（ ）。

A.種類 B.深淺 C.亮度

13.彩色電視的全電視信號與黑白電視的全電視信號相比，增加了（ ）。

A.三基色信號 B.三個色差信號

C.兩個色差信號 D.色度與色同步信號

14.由紅、綠、藍三基色相加混合得到的顏色為（ ）。

A.紫色 B.青色 C.黃色 D.白色

15.按三基色相加混色法，紅光加藍光可以得到（ ）。

A.黃光 B.紫光 C.青光 D.白光

16.實現頻譜交錯時，PAL制采用了（ ）。

A.行頻間置 B.半行頻間置

C.四分之一行頻間置 D.以上都不對

17.逐行倒相正交平衡調幅制指的是（ ）。

A.NTSC制 B.PAL制

C.SECAM制 D.以上都不對

*18.彩色電視與黑白電視相兼容，所依據的原理有（ ）。

A.大面積著色原理 B.三基色原理

C.頻譜間置 D.平衡調幅技術

19.PAL制的色度信號是一個（ ）信號。

A.普通調幅 B.調頻

C.調相 D.逐行倒相平衡調幅

20.彩色電視機解碼器輸出的信號是（ ）。

A.彩色全電視信號 B.三個基色信號

C.亮度信號 D.色度信號

21.PAL制解碼器中，4.43MHz帶通濾波器的作用是從彩色全電視信號中取出（ ）。

A.亮度信號 B.色度和色同步信號

C.復合同步信號 D.色副載波

22.在電視機中，如果場掃描電路停止工作時，將會出現（ ）的故障現象。

A.無光柵 B.有光柵無圖像

C.水平一條亮線 D.垂直一條亮線

23.在電視機中，行不同步故障現象是（ ）。

A.圖像上下流動 B.無彩色

C.屏幕出現水平斜紋 D.無伴音

2.1.3 判斷題

1.電視機的對比度調節是調節亮度信號的幅度。 （ ）

2.電視圖像的清晰度與電視系統的分解力有關。 （ ）

3.電視系統的分解力是由制式和規格決定的，是固定不變的。 （ ）

4.電視畫面分割的像素大小會直接影響到觀看的清晰度高低，也會影響到有線電視的頻道帶寬。 （ ）

5.主觀圖像的清晰度不僅與像素的多少有關，而且還與亮度和對比度有關。 （ ）

6.色調就是指顏色的深淺程度。 （ ）

7.在彩色三要素中，色度指的是色調與亮度。 （ ）

8.三基色原理說明了用紅、綠、藍三種基色按一定比例混合，可得到自然界中絕大多數的彩色。 （ ）

9.在紅、綠、藍三基色中，任何一種基色都不可能由其他兩種基色混合產生。 （ ）

10.電視機的電子束掃描實質上是行掃描和場掃描的合成。 （ ）

11.我國采用隔行掃描方式，是為了消除圖像的閃爍感，節省頻帶。 （ ）

12.我國現行的廣播電視制度是PAL-D標準，即行數是625，幀頻是50Hz。 （ ）

13.在PAL/D制電視機，每秒鐘傳送的圖像是50幀。 （ ）

14.在多制式電視機中若將PAL制換成NTSC制，則出現有圖像無聲音故障。 （ ）

15.圖像信號采用負極性調制，與正極性調制比較，它具有更高的功率利用率。 （ ）

16.高頻全電視信號采用負極性調制是因為大部分圖像都比較明亮的緣故。 （ ）

17.廣播電視采用殘留邊帶發送完全是為了節省發射機的發射功率。 （ ）

18.電視傳像的三個基本環節是攝像、傳輸、接收。 （ ）

19.紫色是由綠色和紅色混合而成。 （ ）

20.電視機的視頻信號由圖像信號、消隱信號和同步信號組成。 （ ）

21.視頻全電視信號是不能在有線電視系統中直接傳輸的。 （ ）

22.廣播電視采用殘留邊帶發送圖像信號，從本質上講會掉失一些高頻分量，影響圖像的清晰度。 （ ）

23.負極性調制的高頻全電視信號過強時，如果放大器出現飽和失真將會掉失一些同步信號。 （ ）

24.聲表面波濾波器的作用是形成中頻幅頻特性曲線。 （ ）

25.電視畫面是由許多像素組成。 （ ）

26.彩色顯像管重現圖像靠電子束轟擊三基色熒光粉條發出三基色光。 （ ）

27.彩色電視信號與黑白電視信號的不同之處，在于后者只有亮度信號，而前者還有色度信號。 （ ）

28.為了使黑白和彩色電視相互兼容，在傳輸三基色信號的時候，必須將三基色分解成亮度信號和色差信號。 （ ）

29.彩色電視中編碼器的主要任務是將三個基色信號編制成彩色全電視信號。 （ ）

30.彩色電視機中行掃描電路是工作在線性放大狀態，而場掃描電路則工作在開關狀態的。 （ ）

2.1.4 填空題

1.圖像的客觀清晰度程度稱為，它與有直接關系。

2.電視畫面中圖像的清晰與否與和、有關。

3.彩色三要素是指____、____、____。

4.同步信號應包括信號、信號和信號三種。

5.我國電視廣播信號，行頻為____，周期為____；場頻為____，周期為____。

6.我國廣播電視規定：一個電視頻道的帶寬是，圖像載頻比伴音載頻；接收機相應的本振頻率總比圖像載頻高。

7.PAL制彩色全電視信號由____、____、____、____和____組成。

8.一個電視頻道中的頻譜成分組成包括____、____、____、____、____和____。

9.正交平衡調幅信號是將兩個調制信號分別對頻率，相位相差的兩個正交載波進行調幅。

10.彩色電視顯示器件主要有____、____和____。

11.目前彩色電視機采用超級芯片，它是將____、____、____和____集成在同一集成塊電路中。

12.為壓縮色差信號的頻帶，便于插入0～6MHz的中傳輸，可依據的原理，一般將色差信號壓縮到1.5MHz的寬度，我國規定為寬。

13.中頻信號包括圖像和伴音中頻，則圖像中頻的頻率是，伴音中頻是。

2.1.5 簡答題

1.電視信號采用什么調制方式？

2.畫出高頻電視信號的頻譜簡圖，標出圖中各頻點的名稱及頻帶關系。

3.彩色電視機主要由哪些電路組成？超級芯片內部主要集成了哪些電路？

4.簡述三基色原理。

5.根據彩色電視機基本組成原理，判斷下列故障可能出現在哪一部分？

（1）有光柵，有圖像，無伴音；

（2）有光柵，有伴音、有黑白圖像，無彩色；

（3）有伴音，熒光屏上只有一條垂直亮線；

（4）圖像垂直方向不同步；

（5）無光柵，無圖像，無伴音。

6.已知第8頻道的圖像載頻f_p=184.25MHz，試求出該頻道的伴音載頻f_a和接收機本振頻率f_L。