《廣播電視信號傳輸》PPT課件.ppt

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1、電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 廣播電視系統(tǒng) 衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng) 電纜電視系統(tǒng) 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 教學目的： 1、了解廣播電視系統(tǒng)的組成。 2、掌握電視圖像發(fā)射機的特點。 3、掌握電視伴音發(fā)射機的特點。 教學重、難點： 電視圖像發(fā)射機的特點。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 一 、電視廣播與傳輸系統(tǒng)的組成 廣播電視系統(tǒng)是一種用于廣播的非專用 電視系統(tǒng)。由于它一般采用無線電方式進 行信號傳輸 ,因此 ,廣播電視系統(tǒng)也可稱為 無線電視系統(tǒng)或開

2、路電視系統(tǒng)。目前 ,廣播 電視系統(tǒng)主要是廣播這一單一業(yè)務(wù)。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 圖 5 1 廣播電視系統(tǒng)的組成方框圖 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 原因：電視信號頻率低，如直接發(fā)送，則要求發(fā)射機功 率足夠大，天線足夠高，技術(shù)上難以實現(xiàn)。 調(diào)制：用高頻信號來攜帶低頻信號傳送的過程。 目的：把電視信號傳送到遠處。 圖像信號的調(diào)制 1、調(diào)幅 用低頻調(diào)制信號 (全電視信號 ) 調(diào)制載波的幅度，使載波的幅度 隨調(diào)制信號的幅度變化而變化。 （ 1）波形：如右圖所示： ui o t o uC

3、 t uo o t 二、廣播電視信號的發(fā)射機特點 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 （ 2）頻譜： （ 3）帶寬： BW=2f=2 6MHz=12MHz 2、 殘留邊帶發(fā)送： 雙邊帶傳送（ 12MHz） ：則設(shè)備復雜，技術(shù)難度高，頻道 利用率低。 單邊帶傳送（ 6MHz） ：則要用濾波器濾除某一邊帶，但 濾波器對低頻分量很難徹底濾除。 o Am fp-6 f p fp+6 f /MHz 下邊帶 上邊帶 12MHz 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 3、負調(diào)制極性調(diào)制的優(yōu)點 : （

4、1）節(jié)省發(fā)射功率 ; （ 2）干擾信號對圖像的影響較小 ; （ 3）便于自動增益控制： 檢測同步電平的大小來實現(xiàn)。 高頻圖像信號殘留邊帶頻譜圖 7.25MHz 6 1.25 f p 0.75 f /MHz 濾除 殘留邊帶制傳送： 即發(fā)射完整的上邊帶，將下邊帶中對 應(yīng)于調(diào)制信號低頻部分一并發(fā)射出去。如下圖所示： 演 示 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 伴音信號的調(diào)制： 1、調(diào)頻 ：把低頻信號裝載到高頻信號中，讓高頻信號的 頻率隨低頻信號的幅度變化而變化 ,以下圖所示 : FC FC+ f FC- f 2、帶寬 ： BW=2（ f

5、+Fmax） ui o t uC o t uo o t BW=2（ 50+15） =130KHz，實際取 250KHz 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 3、伴音采用調(diào)頻的優(yōu)點 ： （ 1）能獲得高質(zhì)量的伴音； （ 2）能防止高頻伴音和高頻圖像信號之間的相互干擾。 4、伴音信號的傳送 ： 采用雙邊帶傳送。傳送帶寬為 ： 5、音頻信號的干擾處理： BW=2 250KHz=0.5MHz 預加重： 即在發(fā)送端對伴音信號高頻部分的幅度進行提 升，提高其抗干擾能力。 去加重： 在接收端對音頻信號中高頻成分進行衰減，以 恢復音頻信號的本來面

6、目。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 高頻伴音信號與調(diào)幅圖像信號混合在一起，統(tǒng)稱為高 頻電視信號，其頻譜結(jié)構(gòu)如下圖所示 : 6.5MHz 8MHz 0.75MHz f p f S 1.25MHz 0.25MHz 一個電視頻道的帶寬為 8MHz。 同一頻道內(nèi)伴音載頻 fs比圖像載頻 fp高 6.5MHz。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 標稱射頻頻道寬度 :8MHz 伴音載頻與圖像載頻的頻距 : 6.5MHz 頻道下限與圖像載頻的頻距 :-1.25MHz 圖像信號主邊帶標稱帶寬 :6MHz 圖像信號

7、 VSB標稱帶寬 :0.75MHz。 圖像信號調(diào)制方式及調(diào)制極性 :振幅調(diào)制負極性 伴音調(diào)制方式 :調(diào)頻 ,fm=50kHz,預加重時常數(shù)為 50s。 圖像發(fā)射機與伴音發(fā)射機的功率比 :10 1 15 1, 這是為圖像發(fā)射機與伴音發(fā)射機有相同的覆蓋范 圍設(shè)置的 我國電視制式下發(fā)射機的特點： 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 1.微波中繼 微波中繼又稱微波接力 ,它是在電視廣播傳送 途中 ,建立許多微波中繼 (接力 )站 ,利用微波 ,把電 視信號一站一站地傳送 。 擴大電視覆蓋范圍的方法 2. 電視差轉(zhuǎn) 電視差

8、轉(zhuǎn)是電視差頻轉(zhuǎn)播的簡稱 ,它也是一 種電視中繼或轉(zhuǎn)播措施。電視差轉(zhuǎn)的主要功能是將 接收到的主臺 (或稱骨干臺 )某頻道的電視節(jié)目 ,經(jīng)過 差轉(zhuǎn)機的頻率變換、放大后 ,再用另一頻道發(fā)射出去 , 從而擴大主臺的覆蓋范圍或服務(wù)面積。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 微波接力信道的構(gòu)成 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 微波接力站結(jié)構(gòu) (a)端站 (b)中繼站 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 微波中繼有以下優(yōu)點 : 直射性好 。 微波的波長非常短 ,在 cm或 mm數(shù)量級

9、 , 因此 ,其直射性能很好 。 傳輸信號質(zhì)量高 。 微波線路傳送的電視信號的質(zhì) 量比用短波或超短波傳送的質(zhì)量要高 。 這是由于 微波的直射性好 ,性能穩(wěn)定 ,抗干擾能力強 ,且微波 中繼線路通常為專用線路 。 可雙向傳輸 。 雙向傳輸可以實現(xiàn)中央臺和地方臺 的各種電視節(jié)目的雙向交流 ,而不互相影響 。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 2. 電視差轉(zhuǎn) 電視差轉(zhuǎn)是電視差頻轉(zhuǎn)播的簡稱 ,它 也是一種電視中繼或轉(zhuǎn)播措施 。 電視差轉(zhuǎn) 的主要功能是將接收到的主臺 (或稱骨干 臺 )某頻道的電視節(jié)目 ,經(jīng)過差轉(zhuǎn)機的頻率 變換 、 放大后 ,

10、再用另一頻道發(fā)射出去 ,從 而擴大主臺的覆蓋范圍或服務(wù)面積 。 (1)一次變頻單通道差轉(zhuǎn)機 。 (2)二次變頻單通道差轉(zhuǎn)機 。 (3) 二次變頻雙通道差轉(zhuǎn)機 。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 一次變頻單通道差轉(zhuǎn)機框圖 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 二次變頻單通道差轉(zhuǎn)機框圖 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 二次變頻雙通道差轉(zhuǎn)機框圖 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 利用地球同步衛(wèi)星作為傳遞電視信號的中繼站而實現(xiàn)

11、的電視廣播稱為衛(wèi)星電視 廣播 。 它是一種擴大電視覆蓋范圍 、 實現(xiàn)遠距離電視傳送的電視中繼或轉(zhuǎn)播方 法 。 （ 包括電視直播衛(wèi)星 ） 衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)主要由地面發(fā)射站和測控站 、 衛(wèi)星星體及地面接收網(wǎng)等三 部分組成 。 (1) 衛(wèi)星地面站 衛(wèi)星地面站主要指上行發(fā)射站與測控站 。 上行發(fā)射站有主發(fā)射站和移動站兩 種 ， 其主要任務(wù)就是把電視中心的節(jié)目或某地區(qū)的實況節(jié)目送給廣播衛(wèi)星 ， 同時接收衛(wèi)星發(fā)回的電視廣 播節(jié)目，以便監(jiān)視節(jié)目播出 的情況和質(zhì)量。上行發(fā)射站 可以有多個，其中主發(fā)射站 是固定的發(fā)射中心。 三 、 衛(wèi)星電視廣播 (2) 衛(wèi)星星體。 (3) 地面接收網(wǎng)

12、。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 衛(wèi)星廣播電視的特點 衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)都使用微波頻段 。 微波頻段帶寬很寬 ， 具有豐富的頻率資源 ， 可容納更多的頻道 ， 且允 許每個頻道占用較寬的帶寬； 微波頻段頻率高 、 波長短 ， 可使星上和地面的天線尺寸大大減小 ， 增益 提高 ， 方向性增強 ， 從而減小衛(wèi)星的體積相重量 ， 降低對發(fā)射功率的要求 ， 且可防止對鄰近區(qū)域約干擾； 微波頻段不易受大氣擾動噪聲的影響； 微波能穿過電離層； 無線電業(yè)務(wù)已占用較低頻率，而微波頻段相對比較“空閑”。 根據(jù)國際電信聯(lián)盟

13、 ITU的有關(guān)規(guī)定，衛(wèi)星廣播下行頻段有六個，目前使 用較多的為 C波段（ 2.5G）和 Ku波段（ 12G）。由于波段資源有限，衛(wèi)星廣 播下行電波均采用不同的極化方式，達到頻率復用的目的。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 四、電纜電視系統(tǒng) 電纜電視系統(tǒng)式采用電纜線作為傳輸媒介傳送電視 節(jié)目的一種閉路電視系統(tǒng)。 有廣播電纜電視系統(tǒng)和應(yīng)用電纜電視系統(tǒng)兩種。 廣播電纜電視系統(tǒng)通常采用射頻信號傳輸方式 應(yīng)用電纜電視系統(tǒng)通常采用視頻信號傳輸方式 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 VHF： UHF： 段（ VL段）

14、： 段（ VH段） : 包含 DS1-DS5共 5個頻道，頻率 范圍從 48.5MHz-92MHz。 包含 DS6-DS12共 7個頻道，頻 率范圍為 165MHz 223MHz。 段： 段： 可接收 13 24頻道，頻率范 圍 470MHz 566MHz。 可接收 25 68頻道，頻率范 圍為 606MHz 958MHz。 1、無線廣播電視頻道劃分 我國電纜電視頻道的劃分 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 2、增補頻道 （用 Z表示）：用于 CATV中。 A段：包括 Z1-Z7，分布在 111MHz-167MHz之產(chǎn)間。 B1段

15、：包括 Z8-Z16，分布在 223MHz-295MHz之間。 B2段：包括 Z17-Z35，分布在 295MHz-447MHz之間。 B3段：包括 Z36-Z38，分布在 447MHz-471MHz之間。 DS12 92 167 223 470 566 606 958MHz 48.5 72.5 DS1 DS5 DS6 DS13 DS24 DS25 DS68 76 Z1Z7 Z8Z38 電視頻道頻譜分布圖 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 波段 頻道 頻率范圍 (MHz) 波段 頻道 頻率范圍 (MHz) 13 470 478 25 606

16、614 14 478 486 26 614 622 15 486 494 27 622 630 16 494 502 28 630 638 17 502 510 29 638 646 18 510 518 30 646 654 19 518 526 31 654 662 20 526 534 32 662 670 21 534 542 33 670 678 22 542 550 34 678 686 23 550 558 35 686 694 24 558 566 36 694 702 表 1-3 我國電視 UHF頻道劃分 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第

17、五章彩色電視信號傳輸 波段 頻道 頻率范圍 (MHz) 波段 頻道 頻率范圍 (MHz) 37 702710 53 830838 38 710718 54 838846 39 718726 55 846854 40 726734 56 854862 41 734742 57 862870 42 742750 58 870878 43 750758 59 878886 44 758766 60 886894 45 766774 61 894902 46 774782 62 902910 47 782790 63 910918 48 790798 64 918926 49 798806

18、65 926934 50 806814 66 934942 51 814822 67 942950 52 822830 68 950958 續(xù)表 1-3 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 電視信號的處理 從攝像管輸出的信號，在進入編碼器之前需要進行一系列的校正處 理。這些處理除預放及噪聲校正 (高頻補償 )在機頭內(nèi)完成外，其余都在控 制臺 (或調(diào)像臺 )進行，包括電纜校正、黑斑校正、輪廓校正 (三色通道共 用 )、灰度校正、直流分量恢復和彩色校正等。 校正處理 1 噪聲抑制 由攝像管輸出的信號非常 微弱 ， 需要在攝像機機頭內(nèi) 緊靠

19、攝像管處設(shè)置預放器 ， 將弱信號放大 。 若預放器的 輸出信噪比較低 (小于 45d8)， 則在則在電視接收機屏幕上 會出現(xiàn)雪花狀的噪聲干擾 ， 所以攝像機內(nèi)設(shè)置有噪聲抑 制電路或噪聲校正電路 。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 2 電纜校正 攝像機頭離控制臺往 往比較遠 ， 從機頭到控制 臺傳輸電纜的分布參數(shù)會 使圖像信號的高頻分量跌 落 ， 影響圖保清晰度 。 所 以 ， 在控制臺要進行高頻 分量的提升處理 ， 使衰減 的高頻分量得到補償；完 成這一功能的電路是電纜 校正放大器 。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五

20、章彩色電視信號傳輸 3 黑斑校正 由于多種原因 ， 如攝像機鏡頭各區(qū)域亮度不均勻 ， 投射在光電靶面的背景光 不均勻及電子束在靶面邊緣不能垂直上靶等 ， 會使重現(xiàn)圖像出現(xiàn)黑區(qū)或色斑 。 為此 ， 需要設(shè)置專門的電路加以校正 。 黑班效應(yīng)有兩種形式，即疊加型黑斑和乘積型黑斑。疊加型黑 班是在沒有發(fā)生畸變的圖像信號 上疊加了一個不均勻的附加倍號， 對此類黑班，只要在電路中產(chǎn)生 一 個與附加信號波形相反的校正 信號即可完成校正 ;乘 積型黑斑是 圖像信號受到附加信號的調(diào)制而 產(chǎn)生的 , 對此類黑班，只要用與附 加倍號波形相反的信號對有畸變 的圖像信號進行再調(diào)制即可完成

21、校正。 4 其它校正 輪廓校正 、 直流恢復 、 灰度 () 校正 、 彩色校正 、 時基校正等 。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 射頻全電視信號的形成 視頻全電視信號 (包括伴音信號 )只有經(jīng)過調(diào)制和混頻 ， 形成射頻全電視 信號 ， 才能發(fā)射 。 1 地面廣播電視系統(tǒng)射頻全電視信號的形成 (1)使用頻段 。 我國規(guī)定廣播電視系統(tǒng)選用的甚高頻 （ VHF） 頻率范圍為 48 223MHz， 超高頻 (UHF)頻率范圍為 470 960MHz。 (2)調(diào)制方式。在地面廣播電視系統(tǒng)中，圖像信號的調(diào)制

22、采用殘留邊帶 (VSD)調(diào)幅，伴音信號采用用調(diào)頻方式，由于圖像與伴音的調(diào)制方式不同而 不致于互相干擾，接收到的伴音信號的質(zhì)量也較高。 圖像信號的殘留邊帶調(diào)幅 。 在地面 廣播電視系統(tǒng)中 ， 圖像信號的殘留邊帶調(diào) 幅就是發(fā)送一個完整的上邊帶和一小部分 下邊帶 ， 抑制大部分另一下邊帶 。 （ 0.75 1.25MHz保留 ） 我國標準規(guī)定，伴音載頻 fS比圖像載 頻 fP高 6.5MHz，距 fP為 -1.25MHz處的最小 衰減量為 20 dB。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 殘留邊帶方式的優(yōu)點： 已調(diào)信號的頻帶較窄

23、；濾波器比 SSB濾波器易實現(xiàn) ， 易解調(diào) (峰值包絡(luò)檢波 器即可 )。 但 VSB調(diào)制是一種不均衡調(diào)制 ， 對圖像信號中低于 0.75MHz的頻率 成分 ， 具有雙邊帶特性 ， 經(jīng)峰值包絡(luò)檢波后輸出信號的振幅較大 。 對于圖像 信號中的 1.25 6MHz的頻率成分 ， 具有單邊帶特性 ， 經(jīng)解調(diào)后輸出信號振幅 減半 。 這樣 ， 低頻分量振幅較大 ， 使圖像對比度增加 ， 但高頻分量跌落會使 圖像清晰度下降 。 因此 ， 要恢復原來信號頻譜 ， 就要求接收機的中放具有特 殊幅頻特性 。 超外差接收時 ， 中頻的頻譜將 會倒置 （ 高 、 低端互易 ） 電視原理 安徽科技學院物理電

24、子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 視頻圖像信號的負極性調(diào)幅 采用負極性調(diào)制有以下三方面的優(yōu)點： (a) 負極性調(diào)幅時 ， 同步脈沖頂對應(yīng) 于圖像發(fā)射機輸出功率最大值 ， 在一般情況下 ， 一幅圖像中亮的部分總比暗的 部分面積大 ， 因而負極性調(diào)制時 ， 調(diào)幅信號的平均功率要比峰值功率小得多 ， 即工作效率高 。 (b) 在傳輸過程中 ， 當有脈沖干擾疊加在調(diào)幅信號上時 ， 對正 極性調(diào)制來說 ， 干擾脈沖為高電平 (白電平 )， 經(jīng)解調(diào)后在熒屏上呈現(xiàn)為亮點 ， 較易被人眼察覺；而負極性調(diào)制 ， 干擾脈沖仍為高電平 ， 但經(jīng)解調(diào)后在熒屏上 呈現(xiàn)為暗點 ， 人眼對暗點不敏感

25、， 并且也易為自動干擾抑制電路消除或減弱 。 (c) 負極性調(diào)制還便于將同步頂用作基準電干進行自動增益控制 (AGC)。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 伴音信號的調(diào)頻 。 電視廣播中伴音信號的頻率范圍在 50Hz到 15kHz之 間 。 為了提高伴音信號的接收質(zhì)量 ， 送往伴音發(fā)射機的伴音信號經(jīng)過調(diào)頻 (FM)后變成寬帶信號 。 我國規(guī)定伴音己調(diào)信號的最大頻偏為 50kHz（ 調(diào)頻 廣播為 75kHz） ， 所以已調(diào)伴音信號的帶寬 B為 B 2(fm+fm) 2(50+15) 130kHz。 調(diào)頻信號的邊頻豐富，具有良好的抗干

26、擾性能。但由于伴音信號頻率 范圍相對較寬，當頻偏一定時，音頻的低端與高端的調(diào)頻指數(shù) mf 相差很大。 高頻端的 mf 很小，使高頻端的抗干擾能力變差。解決的辦法是在發(fā)端采用 預加重措施，在接收端采用去加重電路，以均衡高、低端的抗干擾能力。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 (3)射頻全電視信號的頻譜及頻道劃分 視頻圖像信號和伴音信號分別對圖像載頻和伴音載頻進行 VSB調(diào)幅和調(diào)頻 后形成射頻全電視信號 ， 其頻譜如圖 3-20所示 ， 其總頻帶寬度 (頻道帶寬 )為 8MMz。 以 8MHz為間隔，我國電視頻道在 VHF和 UHF頻

27、段共分為 68個頻道，見表 3-1。其中，頻率為 92 167MHz、 566 606MHz的部分供調(diào)頻廣播和無線電通 信使用（調(diào)頻廣播使用 88 108 MHz，其中 88 92 MHz頻帶內(nèi)可以安排電視 頻道）。在開路電視系統(tǒng)中不安排電視頻道，但在有線電視中常設(shè)置有增補頻 道以增加頻道數(shù)量。此外，每個頻道的中心頻率及所對應(yīng)的中心波長是估算天 線尺寸和調(diào)試接收機的重要參數(shù)。 電視原理 安徽科技學院物理電子 教研室 第五章彩色電視信號傳輸 本課小結(jié)： 1、廣播電視系統(tǒng)； 2、衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)； 3、電纜電視系統(tǒng)； 4、電視信號的形成和處理過程； 作 業(yè)： 1、圖像信號和伴音信號分別采用什么調(diào)頻方式 ? 并畫出高頻電視信號的頻譜圖。 2、說明我國電視頻道的劃分情況。