广播电视的基本知识

第1章广播电视的基本知识
第1章广播电视的基本知识
1.1 图像光电转换的基本过程
1.2 电视扫描原理
1.3 重现电视图像的基本参量
1.4 全电视信号
1.5 电视信号的发送
习题一
1.1 图像光电转换的基本过程
电视广播的基本过程如图1-1所示.
图1-1电视广播过程
1.1.1 像素及其传送
一幅图像所包含的40多万个像素是不可能同时被传送的,它只能是按一定的顺序分别将各像素的亮度变换成相应的电信号,并依次传送出去;在接收端则按同样的顺序把电信号转换成一个一个相应的亮点重现出来.只要顺序传送速率足够快,利用人眼的视觉暂留效应(即视觉惰性)和发光材料的余辉特性,人眼就会感觉到是一幅连续的图像.这种按顺序传送图像像素信息的方法,是构成现代电视系统的基础,并被称为顺序传送系统,图1-2是该系统的示意图.
图1-2 图像顺序传送系统示意图
图像顺序传送系统的工作过程如下:首先,将要传送的某一光学图像作用于由许多独立的光电元件所组成的光电板上,这时,光学图像就被转换成由大量像素组成的电信号,然后经过传输通道送到接收端.接收端有一块可在电信号作用下发光的电光板,它可将电信号转换成相应的光学图像信号.在电视系统中,将组成一帧图像的像素,按顺序转换成电信号的过程,称为扫描过程.图1-2中的S1,S2是同时运转的,当它们接通某个像素时,那个像素就被发送和接收,并使发送和接收的像素位置一一对应.在实际电视技术中是采用电子扫描装置来代替开关S1,S2工作的.
1.1.2 光电转换原理
1.图像的摄取
光电导摄像管的结构如图1-3(a)所示,它主要由光电靶和电子枪两部分组成.
图1-3摄像管的结构图像信号产生的过程
(a)摄像管的结构;(b)图像信号产生的过程
光电靶:在摄像管前方玻璃内壁上镀上一层透明金属膜作为光的通路和电信号输出电极,称之为信号电极板,在信号电极板(即金属膜)后面再敷上一层很薄的光电导层,称之为光电靶.
电子枪:电子枪由灯丝,阴极,控制栅极,加速极,聚焦极等组成.
从图1-3(b)可以看出,当电子束射到光电靶上某点时,便把该点对应的等效电阻R(即图中的R1,R2, R3 ,…)接入由信号电极板,负载电阻RL,电源E和电子枪阴极构成的回路中,于是回路中便有电流i产生.电流i的大小与等效电阻R有关,即

摄像管光电转换过程大致如下:
(1)被摄景象通过摄像机的光学系统在光电靶上成像.
(2)光电靶是由光敏半导体材料制成的.这种材料的电阻值会随光线强弱而变化,光线越强,材料呈现的电阻值越小.
(3)由于被传送光图像各像素的亮度不同,因而光电靶面上各对应单元受光照强度也不同,导致靶面各单元电阻值就不一样.

(4)从摄像管的阴极发射出来的电子,在摄像管各电极间形成的电场和偏转线圈形成的磁场的共同作用下,按一定规律高速扫过靶面各单元,如图1-3(b)所示,当电子束接触到靶面某单元时,就使阴极,信号电极,负载,电源构成一个回路,在负载RL中就有电流流过,而电流的大小取决于光电靶面上对应单元阻值的大小.
综上所述,可得如下结论:当组成被摄景象的某像素很亮时,在光电靶上对应成像的单元所呈现的电阻值就很小,电子束扫到该单元时出现的对应电流i就很大,这样,摄像机输出的图像信号电压就很小;反之,如果组成被摄景象的某像素很暗时,在光电靶上对应成像的单元所呈现的电阻值就很大,电子束扫到该单元时出现的对应电流i就很小,这样,摄像机输出的图像信号电压就很大. 
2.图像的重现
图像的重现是依靠电视接收机的显像管来完成的.显像管的任务是将图像电信号转换为图像光信号,完成电到光的转换.
显像管是利用荧光效应原理制成的.所谓荧光效应,是指某些化合物在受到高速电子轰击时表面能够发光,并且轰击的电子数量越多,速度越高,则发光越强.
显像管主要由电子枪及荧光屏等几部分组成.
1.2 电视扫描原理
1.2.1 行扫描和场扫描
显像管中的电子扫描是这样实现的:在显像管的管颈上,装有两种偏转线圈,一种叫行偏转线圈,另一种叫场偏转线圈.
设在行偏转线圈里通过的锯齿波电流如图1-4(a)所示,此电流的幅度随所选用的显像管和偏转线圈而异.从图1-4(a),(b)可以看出:当通过行偏转线圈的电流线性增长时(t1～t2),电子束在偏转磁场的作用下,开始从左向右作匀速运动,这段运动过程所对应的时间叫做行扫描的正程,用TSH表示(需要的时间约为52μs).

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