电视扫描与黑白全电视信号11电视传像的基本概念在电视.DOC

第一章电视扫描与黑白全电视信号 §1.1电视传像的基本概念 在电视广播中，被传送的是图像和伴音，其中伴音的传送相当于调频无线电广播，，本节主要讨论图形传送原理。 我们之所以能看到一幅黑白图像，是由于画面上的亮暗不同，可见只要把一幅图像按他的亮暗长度变成不同强弱的电信号，将此信号经调制发送出去，接收端再把收到的电信号恢复成亮暗不同的图像即可完成图像的传输。实际上图像的传输是光—电—光的变换过程。 怎样才能把一幅图像变成电信号呢？首先让我们分析一幅静止的图片。任何一幅图片都是由许多密集的细小的点子组成的，这些细小的点子是构成一幅图像的基本单元，称为像素。显然像素越小，单位面积上的像素数目越多，图像越清晰。 在实际电视广播中是将平面图像各象素的亮度按一定顺序转变成电信号，一个接一个地传送出去，在接收端按相同顺序在同幅型比的平面上恢复发送端图像。当其传送速度快到一定程度时，由于视觉惰性和发光材料的余辉特性，我们将会感到整幅图像是同时发光而无顺序感，这种方法称为顺序传送。 对于活动图像，任一瞬间都有一幅对应的静止图像，在任一有限时间内将包含无穷多幅图像。利用视觉的惰性，电影技术每秒钟只传送24幅连续静止图像便可以获得活动图像，故广播电视每秒也只传送25帧（幅）或30帧图像，亦可得到活动的电视图像。这种方法可以看作是对活动图像信号的时间抽样。对图像信息的空间抽样和时间抽样极大地压缩了被传送的图像信息，使之从无限变成有限，从而达到技术可以传送的程度。 图 1-1 单通道顺序传送电视系统 图1-1中所示开关K1和K2是一种同步控制开关，当K1和K2按相同顺序依次接通收发两端对应象素时，发端图像的亮度分布就传送到收端并重现于显示平面上。实际顺序传送系统中的开关是由电子束扫描来实现的，其扫描顺序如看书的视线一样，从左至右，从上至下，一行行，一页页地扫过。在电视中，将图像转变成顺序传送的电视信号的过程称为扫描，从左至右的扫描称为行扫描，从上至下的扫描称为场扫描。 使收发两端的扫描按照相同的规律进行称为同步。显而易见，同步乃是顺序传送的关键，一旦失去同步，收端就无法正确重现发端的图像。 §1.2光电转换原理 电视技术传送图像基于光电转换原理。在发端利用摄像器件将景物的亮度变成电信号，在接收端采用显像器件将电信号还原成图像亮度。摄像和显像器件都有真空器件和固体器件之分。本节仅以真空器件（摄像管和显像管）为例来说明光电转换原理。 一、摄像原理 摄像管有好多种，现以光电导摄像管为例说明光到电的转换过程。光电导摄像管的结构如图1.2－2（a）所示，它主要由光电靶、电子枪和偏转线圈三部分组成。 光电靶是由光敏半导体材料制成的，这种材料具有在光作用下电导率增加的特性。需要传送的景物通过光学系统（镜头）在摄像管的光电靶上成像，由于光像各部分的亮度不同，靶上各部分（各单元）的电导率也发生了相应的变化。与较亮象素对应的靶单元的电导较大，与较暗像对应的靶单元的电导较小，于是景物各象素的亮度不同变成了靶面上各单元电导的不同，“光象”变成了“电象”。 电子枪的任务是发射电子束，聚焦线圈与偏转线圈产生的磁场，使电子束以聚焦状态按一定规律（即从左到右，从上到下，一行一行地）扫描靶上各点。当电子束接触到靶面某点时，电子枪（阴极）与信号板、负载RL的电源E就构成一个回路，在负载RL中就有电流流过，电流的大小取决于光电靶上该点电导率的大小。因此，当电子束按一定规律在靶面上扫描时，便在负载上集资得到与景物各点亮度相对应的电信号（称为图像信号）。从而完成了将图像分解为象素以及把各象素亮度按顺序转变成为相应电信号的光电转换过程，这一过程又称为图像的摄取过程。应该注意，象素亮度越大，流过负载RL的相应电流也越大，但是其输出信号电平将越低，此为电视信号的负极性表示法。 二、显像原理 在收端是依靠显像管完成电到光的转换。显像管主要由电子枪和荧光屏两部分构成，如图1.2－2（b）所示。显像管的电---光转换是应用荧光效应。荧光物如硫化锌在电子束的冲击下会发光，其发光强度取决于发射电子的数量与速度，只要用代表图像的电信号去控制电子束的强弱，再控电视摄像管中相同的规律来扫描荧光屏，便能完成由电到光的转换，重现电视图像。 §1.3 电视扫描与同步 如前所述，电视图像的摄取与重现实质上是一种光电转换过程，它分别是由摄像管和显像管来完成的。顺序传送系统在发送端将平面图像分解成若干象素顺序传送出去，在接收端再将这种信号复合成完整的图像，这种图像的分解与复合是靠扫描来完成的。 摄像管的电子束偏转角较小，可采用磁偏转和静电偏转两种方式。显像管的偏转角较大，故只采用磁偏转方式。下面以显像管的磁偏转为例介绍电子扫描的原理。 §1.3.1 水平偏转与垂直偏转 一、水平偏转 显像管外套有水平和垂直两组偏转线圈，在有电流通