第3章广播电视系统

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1、第第3章章 广播电视系统广播电视系统3.1 广播电视系统概述广播电视系统概述3.2 电视信号的产生电视信号的产生3.3 电视信号的处理电视信号的处理3.4 电视信号的形成电视信号的形成3.5 电视信号的发射电视信号的发射3.6 电视信号的无线传输及扩大电视电视信号的无线传输及扩大电视 覆盖范围的方法覆盖范围的方法3.7 电视信号的接收电视信号的接收3.1 广播电视系统概述广播电视系统概述 广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统。由于它一般采用无线电方式进行信号传输,因此,广播电视系统也可称为无线电视系统或开路电视系统。目前,广播电视系统主要是广播这一单一业务。图31 广播电视系统的组成方框

2、图3.2 电视信号的产生电视信号的产生 3.2.1 彩色电视摄像机 摄像机是电视系统的最重要的信号源,其性能的优劣往往对整个电视系统的质量有着举足轻重的作用。因此,对摄像机的要求很高。对摄像机的性能要求主要有: 分辨率要高。好的水平分辨率可达750线,差的也不能小于300线。 彩色逼真,轮廓清晰,灰度分明。 失真与干扰要小。 灵敏度要高。较好的摄像机的灵敏度约在40lx左右。 镜头口径及变焦比要高。一般采用1015倍的变焦镜头即可。 使用特性要好。这要求调节简单,使用灵活方便及小型轻便等。 1.彩色电视摄像机的基本组成 目前,实用化的彩色摄像机主要是三管彩色摄像机和单管彩色摄像机两种。各种摄像

3、机的构造类似,一般由以下几部分组成: (1)摄像机头。包括镜头、分光系统、摄像管、预放器、扫描电路、寻像器、摄像管电源及附属设备等。 (2)视频信号处理部分。主要包括视频放大、增益调整、白电平调整、黑电平调整、电缆校正、黑斑校正、轮廓校正、彩色校正、校正、杂散光补偿、矩阵电路及消隐电路等。 (3)编码器、同步机和彩条信号发生器。 ? 图32 示出了三管式彩色摄像机的基本组成。 2.摄像管 摄像管是摄像机中的光电转换器件,也是摄像机的关键器件之一。摄像管的质量、体积和种类决定着摄像机的质量、体积和调节方式。 (1) 光电导摄像管。 (2) CCD摄像管。 寿命长。 成本低。 机械性能好,耐震、耐

4、撞,不怕强光照射。 重合精度高。摄像管与镜头固定牢固,匹配精确。 暂留特性好,适于拍摄运动图像。? CCD摄像管的缺点主要是存在垂直拖尾现象,但采用帧行间转移(适合)型CCD可以基本克服这种现象。 CCD的构成。 CCD的工作原理。 CCD的隔行扫描。 CCD摄像机。 3.光学系统 光学系统也是彩色摄像机的重要组成部分,它不仅对摄像机的光谱响应特性有影响,而且也影响所摄取的景物及其彩色。?$图33 CCD的一个电极结构图 图34 一个面阵CCD的结构图35 CCD电荷转移原理图图36 四相CCD的隔行扫描 3.光学系统 光学系统也是彩色摄像机的重要组成部分,它不仅对摄像机的光谱响应特性有影响,

5、而且也影响所摄取的景物及其彩色。彩色摄像机的光学系统主要由变焦距镜头、分色镜、中性滤光片和色温滤光片组成(图32)。? 3.2.2 飞点影片扫描器 在电视电影摄像机中,常常用到的一种设备叫飞点影片扫描器,简称飞点扫描器FSS(飞扬的SpotScanner)。其组成和工作原理如图37所示。 图37 飞点扫描器 3.2.3 录放像机 视频磁带记录就是把视频电视信号(电信号)以剩磁的形式记录在磁带上。存储记录方式可以是模拟式,也可以是数字式。数字式有许多优点,如失真、杂波小和复录对图像质量的影响小,可采用多磁头并行录放技术来解决最短记录波长及磁带磁带相对速度的最高值受限问题等。目前,磁带录像机的种类

6、十分繁多,但可归为三大类,即: (1)U型机或称Umatic。它采用3/4英寸磁带,在电视广播中用得较多。 (2)型机或称max。它采用1/2英寸磁带。 (3)VHS。它也采用1/2英寸磁带。3.3 电视信号的处理电视信号的处理 3.3.1 校正处理 1.反杂波校正 由摄像管输出的信号非常微弱,需要在摄像机机头内紧靠摄像管处设置预放器,将微弱信号放大。通常在摄像机头内设置有杂波抑制电路或反杂波校正电路。 图38 视频电视信号的处理 2.电缆校正 摄像机头离控制台(调像台)往往比较远,从机头到调像台的传输电缆就比较长,其分布参数会使图像信号的高频分量跌落,影响图像清晰度。 3.黑斑校正 由于多种

7、原因,如摄像机镜头各区域亮度不均匀,投射在光电靶面的背景光不均匀及电子束在靶面边缘不能垂直上靶等,会使重现图像出现黑斑或色斑。 4.轮廓校正(孔阑校正)5.直流恢复6.灰度校正(校正) 7.彩色校正8.时基校正 3.3.2 切换及特技处理 1. 电子编辑 电子编辑的方式通常有两种,即插入和组合。 2. 特技处理 特技发生器的功能有: 切换 混合 划变 软键,主要是把黑白摄像机拍摄的图案插入到节目图像中去 键控,分为内键和外键两种 字幕叠加 底色变换 图样调制 边框与边线 定位。 此外,数字视频特技的应用也越来越广泛。下面介绍几种基本的特技处理方法。 (1) 切换。 快切换。 慢切换。 图39

8、快切换原理图图310 录像机自动播控系统图311 慢切换的几种方法图312 划变原理图图313 字幕叠加原理图 (2)划变。 (3)键控。 (4)字幕叠加。 (5)数字特技。 图像的放大与缩小。 油画效果。 瓷砖效果。 画面冻结。 裂像效果。 镜像效果。 倒影。 多画面与画中画(PIP)。 三维特技效果。 3.4 电视信号的形成电视信号的形成 3.4.1 视频全电视信号的形成 电视台在进行节目联播或作实况转播时,由于本台的同步与外来的同步不一致,将会造成图像翻滚,甚至丢失图像。解决这一问题有以下三种方法。 (1) 帧同步器法。 (2) 台从锁相。 (3) 台主锁相。 图314 帧同步器工作原理