广播电视基础
电视技术的发展方向:1.高清晰度电视2.图文电视3.多媒体电视4.交互式电视
传声器
1、传声器的工作原理:利用电磁感应、静电感应或压电效应等来完成电声转换的,将声音信号转换为电信号的能量转换器件,也称话筒,麦克风等。 2、传声器的分类:
按换能原理分为:电动式、电容式、压电式、以及电磁式、半导体式等。 按声场作用力分为:压强式、压差式、组合式、线列式等。 按电信号的传输方式分为:有线、无线。
按用途分为:测量话筒、人声话筒、乐器话筒、录音话筒等。 按指向性分为:心型、锐心型、超心型、双向(8字型)、无指向(全向型)。 3、传声器的性能指标:方向性、频率特性、输出阻抗、灵敏度
4、传声器的使用应注意:阻抗匹配;连接线必须尽量短,高质量的传声器应选择双芯绞合金属隔离线,一般传声器可采用单芯金属隔离线;工作距离与近讲效应;声源与话筒之间的角度;话筒位置与高度
5、使用无线传声器时应注意:选择安放接收器的位置,要使其避开“死点”;接收时,调整接收天线的角度,调准频率,调好音量使其处在最佳状态;无线传声器的天线应自然下垂,使用完毕,将电池取出
扬声器
扬声器的结构:大体由磁回路系统(永磁体、芯柱、导磁板---其作用是提供一个恒磁场)、振动系统(纸盆、音圈—电声转换)和支撑辅助系统(定心支片、盆架、垫边)等三大部分构成。
扬声器的工作原理:当处于磁场中的音圈有音频电流通过时,就产生随音频电流变化的磁场,这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用,使音圈沿着轴向振动,从而发出声响。
扬声器的性能指标:灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真度等参数。 使用扬声器应注意以下几点:1扬声器得到的功率不要超过它的额定功率,否则,将烧毁音圈,或将音圈振散。电磁式和压电陶瓷式扬声器工作电压不要超过30V。2注意扬声器的阻抗应与输出线路配合。3要正确选择扬声器的型号。如在广场使用,应选用高音扬声器;在室内使用,应选用纸盆式扬声器,并选好助音箱。也可将高、低音扬声器做成扬声器组,以扩展频率响应范围。4在布置扬声器的时候,要做到声场均匀且足够的声级,如用单只(点)扬声器不能满足需要,可多点设置,使每一位听众得到几乎相同的声音响度,提高声音的清晰度;有好的方位感,扬声器安装时应高于地面3米以上,让听众能够\看\到扬声器,并尽量使水平方位的听觉(声源)一视觉(讲话者)要尽量一致,而且两只扬声器之间的距离也不能过大。5电动号筒式扬声器,必须把音头套在号筒上后才能使用,否则很易损坏发音头。6两个以上扬声器放在一起使用时,必须注意相位问题。如果是反相,声音将显著削弱。
通过光电转换过程,图像上不同明暗度的像素分布就变成了按时间顺序排列的强弱不同的电信号(电压或电流),称之为电视图像信号。
黑白电视
黑白电视的全电视信号主要包括:图像信号(传送图像内容)、行与场消隐信号(消除电子束回扫过程在屏 幕上出现的亮线——回扫线)、行与场同步信号(实现扫描的同步) 若图像最亮时,对应的电压信号幅度最大,此信号称正极性图像信号 若图像最暗时对应的电压信号幅度最大,称此为负极性图像信号
黑白全电视信号具有三大特征:周期性、单极性和脉冲性。
电视图像的基本参量:1.几何参数 2.扫描参数3.分辨力4.图像信号的频带宽度 NTSC制、PAL制和SECAM制都是兼容制制式,PAL制采用:逐行倒相正交平衡调幅制
彩色电视
彩色电视制式概述:彩色电视的制式是实现彩色电视的方式,是对彩色电视信号进行加工、处理和传输的特定方式。也就是彩色电视系统对三基色信号的不同处理方式,构成了不同的彩色电视制式。
彩色电视传输系统的组成:摄像、传输、显像三部分组成 PAL制亮度方程式为: Y=0.30R+0.59G+0.11B NTSC制亮度方程为:Y=0.299R+0.587G+0.114B
色差信号在彩色电视广播中,传送的不是三基色信号,而是亮度信号和色差信号。色差信号就是基色信号与亮度信号之差,即:
(R—Y)=R—(0.30R+0.59G+0.11B)=0.7R—0.59G—0.11B
(G—Y)=G—(0.30R+0.59G+0.11B)=0.30R—0.59G+0B (B-—Y)=B—(0.30R+0.59G+0.11B)=—0.30+0.41G—0.11B
彩色电视机的图像失真有:亮度失真、饱和度失真和色调失真 (几何失真不讨论) 。其中,亮度失真主要影响景物的层次,色饱和度失真则改变颜色的深浅程度,而色调失真会造成景物的颜色改变。这三种失真中,人眼对色调的失真最为敏感 在NTSC制编码过程中,编码器的任务是:
将摄像管输出的三基色信号R、G、B编成彩色全电视信号。 电视信号的传输是通过传输系统实现的,主要包括:
地面广播电视传输系统、卫星广播电视传输系统、有线广播电视传输系统。 描述彩色的三个基本参量——亮度、色调、饱和度
彩色的混合方式有两种: 一种是彩色光的混合,它是利用相加进行混色,如彩色显像管的发光混色;另一种是颜料的混色,它是利用相减进行混色, 实现相加混色有三种不同方式:(1).空间混色法:(2). 时间混色法:(3).生理混色法: 彩色电视的传输与重现就是利用空间混色和时间混色来实现的,前者用于同时制电视系统,后者用于顺序制电视系统。 图片
视频图像信号是一个单极性信号,它有正极性和负极性之分。 正极性图像信号:图像亮度增加,图像信号的幅度也随之增加。 负极性图像信号:图像亮度减小而图像信号的幅度却随之增加。
声音
声频信号的处理:1信号的放大与衰减2信号电平调整3均衡处理4混响处理5声音合成 声音广播过程:是指音频信号的产生与处理、信号传输、接收三大部分组成。
调音台的主要作用: 能创作立体声、美化声音,又可抑制噪声、控制音量,是声音艺术处理必不可少的一种电子设备。
调音台的作用是:拾取信号,进行放大;按需要进行高、中、低音的音调均衡;将信号按需要送入左右母线或进行编组控制;对送入辅助母线的信号进行艺术处理;按要求进行输出控制。
调音台的组成:
(1)输入单元:输入接口、电平控制、频率均衡、输出控制 (2)输出单元:主输出、编组输出、矩阵输出、辅助输出
调音台的组成:由输入、输出、控制和信号显示几大部分组成。
声音广播系统组成方框图:
数字电视 模拟电视
所谓数字电视,就是用数字信号技术进行制作、播出和传送的电视。 数字电视包括:高清晰度数字电视、标准清晰度数字电视
标准清晰度数字电视(SDTV)屏幕宽高比为4:3:高清晰度电视(HDTV)屏幕宽高比为16:9
目前国际上投入使用的三种数字电视传输标准是:美国的ATSC(先进电视系统委员会);欧洲的DVB(数字视频广播);日本的ISDB(综合服务数字广播)。
什么叫模拟电视?自然界的实际景物图象千差万异,无论从亮度层次上,色彩种类上,都是极丰富的。用电信号表示它,一定是一个可以取任意值的连续变化的电量。我们把这样直接与自然界实际图象对应的,连续变化的电信号称为模拟信号,就是模拟实际,与实际一样。用这种方式传送电视就是模拟电视。
数字电视比原来的模拟电视,有以下特点: 1.高清晰度的电视画面:数字电视的画面的高清晰度可与DVD相媲美2.优质的音响效果:由于采用了数字技术,使得数字电视的伴音更趋逼真3.丰富的节目内容:平均每月500部电影,还有大量的娱乐性节目,令你目不暇接4.便捷的节目指南:电子节目指南大大方便使用户快速找到自己喜欢的频道5.抗干扰功能:数字电视受其它电器的干扰很小,因此画面稳定6.扩展功能多:机顶盒除了一些基本功能外,还有许多扩展功能如上网、点播等。 数字电视广播系统的类型
(1)数字卫星电视(DVB—S):应用较广泛,特点是覆盖面广,接收设备成本低。 (2)数字有线电视(DVB—C):具备双向传输的可能性,可开展交互式业务。 (3)数字地面电视(DVB—T):无线覆盖,移动接收。 DVB组织依次制订了:
数字电视卫星广播标准DVB-S、数字电视有线广播标准DVB-C、数字电视地面广播标准DVB-T 、数字电视卫星广播标准DVB-S、数字电视有线广播标准DVB-C、数字电视地面广播标准DVB-T。
按传输媒质分,有线传输系统包括:电缆传输网、光缆传输网及其混合传输网。 同轴电缆的性能主要是指:特性阻抗、衰减常数、屏蔽系数、温度系数及潮气对电缆的影响。 光缆的性能:包括:衰耗特性、频率特性、温度特性、力学特性等 我国电视信号有线传输系统的组成模式:
前端+传输干线(电缆传输、光缆传输、微波传输)+电缆用户分配系统 电缆传输系统的组成:信号源、前端设备、电缆传输干线及分配网络组成。 电缆传输系统的主要特点:
优点:容易安装、使用方便、价格便宜。
缺点:只适合近距离传输电视信号;抗干扰能力有限。 微波传输系统的组成:终端站、中继站 微波传输的特点:(1)微波波段频率资源丰富。(2)微波可以以细波束定向传输,提高了发射机的发射效率。3)微波传输质量高、性能稳定。(4)适应性和灵活性强。 微波传输的主要缺点:因波束是沿直线传输,遇障碍物会被阻挡。
调制
调制:是指用一个信号(调制波)去控制一个电振荡(载波)的参量过程。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上,使电磁波随各种信号而改变,形成一个新的信号。 模拟调制:是指调制信号和载波都是连续波的调制方式。包括: 调幅、 调频、调相 按调制信号的性质不同,调制技术有:模拟调制、数字调制
正极性调制:即用正极性图像信号作为调制信号去调制载波幅度。
负极性调制:即用负极性图像信号作为调制信号去调制载波幅度。 负极性调制比正极性调制的优点:平均功率小。效率高。抗干扰能力强。 电磁波的基本参数:频率、波长、波速:三者之间的关系为:V=λ× f 电磁波的传播的三种途径: 1)地面波2)空间波3)天波 只含有单一波长成分的光称为单色光。
快速而准确地传送像素的方式在电视技术中通常用扫描的方式来实现。
两种扫描方式:在电视系统中,为了充分利用矩形屏幕,并使扫描设备简单、可靠,采用的是匀速单向直线扫描方式。主要包括隔行扫描和逐行扫描。在电视的标准显示模式中 ,p表示逐行扫描 , i表示隔行扫描
行扫描过程中从左到右的扫描称为行正程扫描,从右到左的扫描称为逆程扫描 把电子束的垂直运动称为帧扫描,把从上到下的扫描称为帧的正程扫描。从下到上的扫描称为帧的逆程扫描。
可见光:是指波长范围在380~780nm,人的视觉可以感受到,所以这部分人眼能够看到的电磁波才叫可见光。
可见光是由七种颜色不一的光组成,按照波长由长到短的顺序所呈现的颜色为:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。颜色不同,波长也不同:波长最长的是红色光,紫色光波长最短。 颜色的两种来源:本身发光的物体、本身不发光的物体
发光物体的颜色:自身所发出的光线的光谱成分所决定的。
不发光物体的颜色:是指太阳光照射该物体时它呈现的颜色。我们日常所说物体的颜色,是指在日常环境里太阳光照射时物体所呈现的颜色。称之为物体的本色,在特殊环境里物体呈现的颜色,称之为衍生色。 人眼的分辨力:人眼在观看景物或图像时分辨其细节的能力叫人眼的分辨力。黑白分辨力是指分辨黑白图像细节的能力。彩色分辨力是指分辨彩色图像细节的能力。
包括:视角——观看景物时,景物大小对眼睛形成的张角叫做视角;视敏角——视敏角即人眼对被观察物体刚能分辨出它上面最紧邻两黑点或两白点的视角;视觉锐度——人眼分辨景物细节的能力称为分辨力,又称为视觉锐度。它等于人眼视敏角的倒数 影响人眼分辨力的因素:①因人而异
②照明强度。光线太强或太弱都会使人眼的分辨力下降。 ③相对对比度。其越小,人眼的分辨力也会下降。
④和被观察物体的运动情况有关。运动越快,人眼的分辨力越低。 ⑤人眼对彩色的分辨力较低。
人眼视敏特性:人眼对不同波长的光具有不同的敏感程度,称为人眼的视敏特性。
对比度:在电视系统中,重现景物的亮度无需等于实际景物的亮度,即不必传送原景物的实际亮度,而只需保持二者的最大亮度Lmax与最小亮度Lmin之比值C不变,就能给人以真实的感觉,此比值称为对比度:C=Lmax/Lmin。
亮度层次: 在画面最大亮度与最小亮度之间可分辨的亮度差级数为亮度层次,也称黑白灰度,用n表示。
视觉惰性:是指人眼视觉的建立和消失都具有一定的惰性,即都滞后于实际光亮度的变化。视觉惰性是人眼重要特性之一,它描述了主观亮度与光作用时间的关系。当一定强度的光突然作用于视网膜时,人眼并不能立即产生稳定的亮度感觉,而须经过一个短暂的变化过程才能达到稳定的亮度感觉。在过渡过程中,亮度感觉先随时间变化由小到大,达到最大值后,再回降到稳定的亮度感觉值。 视觉暂留:当亮光突然消失时内眼视觉的消失也有一个过程,把光线消失后的残留视觉称为
视觉暂留。
闪烁感觉眼睛在周期性的光脉冲刺激下,如果频率不高,则会产生一明一暗的闪烁感觉,长期观看容易疲劳。如果将光脉冲频率提高到某一定值以上,由于视觉惰性,则不会再感觉到闪烁,则刚好不感觉到闪烁的最低频率称为临界闪烁频率(fk)。它的经验公式是: fk=9.61gBm+26.6(Hz)式中Bm为画面的最大亮度,单位为cd/m2。 CCD显像传感器其显著特点: 1.体积小重量轻;
2.功耗小,工作电压低,抗冲击与震动,性能稳定,寿命长; 3.灵敏度高,噪声低, 动态范围大;
4.响应速度快,有自扫描功能,图像畸变小,无残像;
5.应用超大规模集成电路工艺技术生产,像素集成度高,尺寸精确,商品化生产成本低 根据制作工艺和电荷转移方式的不同,CCD摄像器件可分为: 行间转移式(IT)、帧间转移式(FT)、帧—行间转移式(FIT) 地面广播电视系统调制方式 : 在地面广播电视系统中,为了使电视广播频段内能容纳更多的频道,要尽可能压缩传送一套电视节目所占用的频带宽度。图像信号的调制采用残留边带( VSB)调幅,伴音信号采用调频方式,由于图像与伴音的调制方式不同而不致于互相干扰,接收到的伴音信号的质量也较高。 在地面广播电视系统中发送图像信号是调幅方式,发送伴音信号是用调频方式,伴音采用调频方式的优点是:音质好,抗干扰能力强,以及减少与调幅图象信号之间的相互串扰 同步:使收发两端的扫描按照相同的规律进行称为同步。
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象 电视频道是指:用于播送一套电视节目的频率范围,它取决于电视图像信号和伴音信号所占的频带宽度。
卫星电视广播特点:(1)覆盖面积大,传输距离远,能量分布均匀,但信号弱。(2)卫星电视广播质量高、传送节目套数多,信息容量大。(3)投资少,成效高。(4)运用灵活、适应性强
广播电视卫星的星载设备包括:转发器、天线、星载电源及控制系统。
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