《廣播電視信號傳輸》PPT課件

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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

2、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。 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51 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 上 難 以 實 現(xiàn) 。調 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

3、送 到 遠 處 。圖 像 信 號 的 調 制1、 調 幅 用 低 頻 調 制 信 號 (全 電 視 信 號 )調 制 載 波 的 幅 度 ， 使 載 波 的 幅 度隨 調 制 信 號 的 幅 度 變 化 而 變 化 。 （ 1） 波 形 ： 如 右 圖 所 示 ： uio touC tuoo 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=12MHz2、 殘 留 邊 帶 發(fā) 送 ： 雙 邊 帶 傳 送 （ 12MHz） ： 則 設 備 復 雜 ， 技 術 難 度 高 ， 頻 道

4、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 。oAm 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 制 極 性 調 制 的 優(yōu) 點 :（ 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

5、 頻 譜 圖7.25MHz 61.25 f p0.75 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 于 調 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 制 ： 1、 調 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 : F CFC+ fFC- f 2、 帶 寬 ： BW

6、=2（ f+Fm ax）uio tuCo tuoo tBW=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 頻 的 優(yōu) 點 ：（ 1） 能 獲 得 高 質 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=2250KHz=0.5MHz 預 加 重 ： 即 在 發(fā) 送 端 對 伴 音 信

7、 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 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 幅 圖 像 信 號 混 合 在 一 起 ， 統(tǒng) 稱 為 高頻 電 視 信 號 ， 其 頻 譜 結 構 如 下 圖 所 示 : 6.5MHz8MHz0.75MHz f p f S1.25MHz 0.25MHz一 個 電 視 頻 道 的 帶 寬 為 8MHz。同 一 頻 道

8、 內 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VSB標稱帶寬:0.75MHz。 圖像信號調制方式及調制極性:振幅調制負極性伴音調制方式:調頻,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:10 115 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

9、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 電視差轉是電視差頻轉播的簡稱,它也是一種電視中繼或轉播措施。電視差轉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,經過差轉機的頻率變換、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 微波接力站結構 (a)端站 (b)中繼站 電 視 原

10、 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,因此,其直射性能很好。傳輸信號質量高。微波線路傳送的電視信號的質量比用短波或超短波傳送的質量要高。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?？呻p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 電視差轉是電視差頻轉播的簡稱,它也是一種電視中繼或轉播措施。電視差轉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,經過差轉

11、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面積。 (1)一次變頻單通道差轉機。 (2)二次變頻單通道差轉機。 (3) 二次變頻雙通道差轉機。 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)的電視廣播稱為衛(wèi)星電視廣播。它是一

12、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。 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

13、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)務已占用較低頻率，而微波頻段相對比較“空閑”。 根據國際電信聯(lián)盟ITU的有關規(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K u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

14、 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 ） ： 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

15、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 間 。B1段 ： 包 括 Z8-Z16， 分 布 在 223MHz-295MHz之 間 。B2段 ： 包 括 Z17-Z35， 分 布 在 295MHz-447MHz之 間 。B

16、3段 ： 包 括 Z36-Z38， 分 布 在 447MHz-471MHz之 間 。 DS1292 167 223 470 566 606 958MHz48.572.5DS1 DS5 DS6 DS13 DS24 DS25 DS6876 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 61414 478 486 26 614 622 15 486 494 27 622 630 16 494 502 28

17、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 70271053 8308

18、3838 710718 54 83884639 718726 55 84685440 726734 56 85486241 734742 57 86287042 742750 58 87087843 750758 59 87888644 758766 60 88689445 766774 61 89490246 774782 62 90291047 782790 63 91091848 790798 64 91892649 798806 65 92693450 806814 66 93494251 814822 67 94295052 822830 68 950958續(xù) 表 1-3 電 視 原

19、 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)在機頭內完成外，其余都在控制臺(或調像臺)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緊靠攝像管處設置預放器，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，所以攝像機內設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

20、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，需要設置專門的電路加以校正。 黑班效應有兩種形式，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

21、，對此類黑班，只要在電路中產生一 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制而產生的, 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制即可完成校正。 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)只有經過調制和混頻，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48223MHz，超高頻(UH

22、F)頻率范圍為470960MHz。 (2)調制方式。在地面廣播電視系統(tǒng)中，圖像信號的調制采用殘留邊帶(VSD)調幅，伴音信號采用用調頻方式，由于圖像與伴音的調制方式不同而不致于互相干擾，接收到的伴音信號的質量也較高。 圖像信號的殘留邊帶調幅。在地面廣播電視系統(tǒng)中，圖像信號的殘留邊帶調幅就是發(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。 （0.751.25MHz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： 已調信號的頻帶較

23、窄；濾波器比SSB濾波器易實現(xiàn)，易解調(峰值包絡檢波器即可)。但VSB調制是一種不均衡調制，對圖像信號中低于0.75MHz的頻率成分，具有雙邊帶特性，經峰值包絡檢波后輸出信號的振幅較大。對于圖像信號中的1.256MHz的頻率成分，具有單邊帶特性，經解調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幅 采用負極性調制有以下三方面的優(yōu)點：(a) 負

24、極性調幅時，同步脈沖頂對應于圖像發(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，因而負極性調制時，調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幅信號上時，對正極性調制來說，干擾脈沖為高電平(白電平)，經解調后在熒屏上呈現(xiàn)為亮點，較易被人眼察覺；而負極性調制，干擾脈沖仍為高電平，但經解調后在熒屏上呈現(xiàn)為暗點，人眼對暗點不敏感，并且也易為自動干擾抑制電路消除或減弱。(c) 負極性調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 伴音信號的調頻。電

25、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量，送往伴音發(fā)射機的伴音信號經過調頻(FM)后變成寬帶信號。我國規(guī)定伴音己調信號的最大頻偏為50kHz（調頻廣播為75kHz），所以已調伴音信號的帶寬B為 B2(fm+fm)2(50+15)130kHz。 調頻信號的邊頻豐富，具有良好的抗干擾性能。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

26、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調幅和調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頻段共分為68個頻道，見表3-1。其中，頻率為92167MHz、566606MHz的部分供調頻廣播和無線電通信使用（調頻廣播使用88108 MHz，其中8892 MHz頻帶內可以安排電視頻道）。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的中心波長是估算天線尺寸和調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 ： 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 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 。