《電視信號的產(chǎn)生》ppt課件

1、第四章 電視信號的構(gòu)成、處置fSS11121111fSK12SSKfH2arctan公式43和44知，改動焦距也可以改動成像尺寸，可以改動鏡頭的視場角H/2H/2f2121111ffdfff焦距的延續(xù)改動：根據(jù)幾何光學(xué)原理，由焦距分別為f1、f2的兩個透鏡組成透鏡組，那么合成焦距為：由上式知： f1、f2固定，改動兩透鏡之間的間隔d，也可以改動透鏡組的焦距。假設(shè)取f11、f21，那么凸透鏡和凹透鏡組成的透鏡組的合成焦距f1/d,改動d很容易改動f。在運(yùn)用時，往往固定一個透鏡，改動另一個透鏡的位置，焦距發(fā)生改動，但成像面的位置也改動。因此，添加一組透鏡并隨著變焦透鏡的挪動相應(yīng)的挪動，使成像位置不

2、變。兩個透鏡組成變焦距鏡頭的合成焦距與兩個透鏡位置的關(guān)系如圖44。彩色攝像機(jī)的變焦距鏡頭如圖43a所示，包含了調(diào)焦組、變焦組、補(bǔ)償組及移像組。其光路如圖43b所示。調(diào)整調(diào)焦組的位置，可使有恣意物距的物體成像在A點(diǎn)。挪動變焦組，改動其與調(diào)焦組之間的間隔，實(shí)現(xiàn)延續(xù)的焦距變化，延續(xù)改動攝取景物場景的大小。但成像位置也變了。挪動補(bǔ)償組，改動補(bǔ)償組與調(diào)焦組之間的間隔，使成像位置永遠(yuǎn)固定在B點(diǎn)。經(jīng)過移像組，將固定位置B點(diǎn)上的像轉(zhuǎn)換到攝像管的靶面上分色棱鏡的運(yùn)用目的：為了把鏡頭射來的光束分解為紅、綠、藍(lán)三個基色光束，并將他們分別投射到三個攝像管的靶面上產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三路電信號。透過Mg面上光到達(dá)Mb面時能把

3、藍(lán)光B反射出來而讓余下的R光透過，反射出來的B光在界面2上全反射后穿過Fb而到達(dá)B攝象管。透過的R光經(jīng)III部分穿過Fr到達(dá)R攝象管。光線在介質(zhì)中所走的路程與介質(zhì)折射率的乘積稱為光程，R、G、B三路的光程應(yīng)嚴(yán)厲一致。Fr、Fb、Fg來進(jìn)一步校正。ADnBCABn.).(01innd20212sin2根據(jù)光的動搖實(shí)際，當(dāng)兩束光相位相反時，迭加后相互換消，故合成幅度最??；而相位一樣時，合成幅度最大。因此，當(dāng)式4-6中/2時，I1和I2相互抵消，反射光為零，即幾乎全部透過；當(dāng)時，I1和I2加強(qiáng)，反射光幅最大，透射光幾乎為零。這樣，如n1、n0和i等均固定，那么只需選擇適當(dāng)?shù)哪ず馾即可到達(dá)所需求反射光

4、的要求 中性濾色片：當(dāng)攝象管在強(qiáng)光下任務(wù)時，應(yīng)減少光圈。但有時為了到達(dá)一定藝術(shù)效果，不允許減少光圈，這就需求在光路中參與減少光量的衰減器，即中性濾色片。其常用的透光率有100、25、10、1.5數(shù)種；而光譜呼應(yīng)特性該當(dāng)平直。 把4800K的照射光轉(zhuǎn)到3200K的濾色片呈淺桔色。普通攝象機(jī)都有幾片色溫濾色片，以順應(yīng)不同光照時的色溫轉(zhuǎn)換要求 前面我們引見了視像管，由于視象管的惰性大，暗電流高而不穩(wěn)定，限制了它在彩色電視中的運(yùn)用 氧化鉛管的構(gòu)造 氧化鉛管除光電靶與視象管不同外，其他構(gòu)造和任務(wù)原理均與視象管一樣。氧化鉛管的光電靶如圖46所示，它在透明導(dǎo)電膜上蒸鍍了三層氧化鉛薄膜。其中間一層是厚1020

5、um的純真的PbO本征層，稱為I層；在掃描側(cè)是摻有雜質(zhì)的N型PbO 層，稱為N層。P層和N層極薄，光電轉(zhuǎn)換主要在I層進(jìn)展，這三層構(gòu)成PIN光敏二極管構(gòu)造 氧化鉛管抑制了視像管的惰性大，暗電流不穩(wěn)定的缺陷 由于N層和P層電阻率很低，I層電阻率卻很高。靶壓通常為45伏，將全部加在I層上，因此I層內(nèi)部的電場強(qiáng)度很高45V/15um3106V/m。I層內(nèi)受光激發(fā)所產(chǎn)生的載流子，在強(qiáng)電場作用下，以極高的速度經(jīng)過I層，到達(dá)靶內(nèi)側(cè)面，渡越時間越短，復(fù)合的時機(jī)就減少。因此，在I層中由光激發(fā)出來的載流子幾乎全部參與導(dǎo)電，故光電轉(zhuǎn)換效率發(fā)揚(yáng)充分，其靈敏度比視象管高。載流子渡越時間短本身就意味著記錄惰性小。另外由于

6、I層較厚，使電容性惰性也小，但是靶厚卻使其分辨力略低于硫化銻管。氧化鉛管抑制了視像管的惰性大，暗電流不穩(wěn)定的缺陷 由于靶上加有45伏電壓，對PIN二極管來說是反向偏置，光電導(dǎo)管的暗電流就是經(jīng)過這個反偏二極管的反向電流。它的數(shù)值非常低，只需0.51.5nA。由于暗電流小，所以PbO管的信號雜波比S/N高，黑色電平均勻穩(wěn)定，無黑斑效應(yīng)。對彩色電視圖象的底顏色整非常有利，很適于在彩色攝象機(jī)中。氧化鉛管的主要性能氧化鉛管的主要性能 靈敏度靈敏度 由于在由于在PbOPbO管的管的I I層內(nèi)部構(gòu)成高達(dá)層內(nèi)部構(gòu)成高達(dá)3 3106V/m106V/m的高電場，的高電場，入射光激的載流子幾乎全部參與導(dǎo)電，使光電轉(zhuǎn)

7、換效率得到入射光激的載流子幾乎全部參與導(dǎo)電，使光電轉(zhuǎn)換效率得到充分發(fā)揚(yáng)，光電靈敏度可達(dá)充分發(fā)揚(yáng)，光電靈敏度可達(dá)400uA/lm400uA/lm。1 1 英寸靶面的攝象管英寸靶面的攝象管輸出輸出0.3uA0.3uA信號電流時靶面照度只需信號電流時靶面照度只需4LX4LX。光電轉(zhuǎn)換特性光電轉(zhuǎn)換特性 當(dāng)靶壓為定值時，輸出電流與靶面照度的關(guān)系曲線稱為當(dāng)靶壓為定值時，輸出電流與靶面照度的關(guān)系曲線稱為攝象管的光電轉(zhuǎn)換特性。攝象管的光電轉(zhuǎn)換特性。PbOPbO管的管的值為值為0.850.850.950.95，近似，近似為為1 1。所以其光電轉(zhuǎn)換特性為一條。所以其光電轉(zhuǎn)換特性為一條4545的直線，如圖的直線，如

8、圖4 49 9所示。所示。由于這一特性，因此使得在彩色攝象機(jī)易于滿足不同電平的由于這一特性，因此使得在彩色攝象機(jī)易于滿足不同電平的彩色平衡。彩色平衡。氧化鉛管的主要性能氧化鉛管的主要性能 光譜特性光譜特性 攝象管的光譜特性表示輸出信號電流與入射光波長之間的函攝象管的光譜特性表示輸出信號電流與入射光波長之間的函數(shù)關(guān)系，而光譜特性決于靶資料和構(gòu)造。不同波長光的光電數(shù)關(guān)系，而光譜特性決于靶資料和構(gòu)造。不同波長光的光電轉(zhuǎn)換特性是不一樣的，光電轉(zhuǎn)換失去效應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換特性是不一樣的，光電轉(zhuǎn)換失去效應(yīng)的波長稱為截止稱為截止波長，而波長，而hC/EghC/Egh h為普朗克常數(shù)，為普朗克常數(shù)，C C為光速，為

9、光速，EgEg為光電為光電資料的禁帶寬度。因資料的禁帶寬度。因PbOPbO的的EgEg2.02.0電子伏特，故電子伏特，故620nm620nm。顯然，對紅色管來說是不夠的應(yīng)為。顯然，對紅色管來說是不夠的應(yīng)為700nm700nm。為此。為此在在I I層內(nèi)摻入禁帶寬度僅為層內(nèi)摻入禁帶寬度僅為0.40.4電子伏特的電子伏特的PbSPbS使紅管的截止使紅管的截止波長波長得以擴(kuò)展，這種攝象稱紅色加強(qiáng)管，如攝象管得以擴(kuò)展，這種攝象稱紅色加強(qiáng)管，如攝象管XQ1025RXQ1025R。氧化鉛管的主要性能氧化鉛管的主要性能 光譜特性光譜特性 波長較短的藍(lán)光，因受靶中波長較短的藍(lán)光，因受靶中N N層的吸收，進(jìn)入層

10、的吸收，進(jìn)入I I層時已較弱。為了不致過多的影響靈敏度，藍(lán)管的層時已較弱。為了不致過多的影響靈敏度，藍(lán)管的N N層應(yīng)做層應(yīng)做得較薄。得較薄。 彩色攝色機(jī)對紅彩色攝色機(jī)對紅R R、綠、綠G G、藍(lán)、藍(lán)B B三種管子的三種管子的光譜特性有不同的要求，所以光譜特性有不同的要求，所以PbOPbO管的管的R R、G G、B B管是公用的，管是公用的，在管腳都有注明，運(yùn)用時應(yīng)予留意。圖在管腳都有注明，運(yùn)用時應(yīng)予留意。圖4 47 7中示出紅、綠、中示出紅、綠、藍(lán)三種藍(lán)三種PbOPbO管的光譜特性。管的光譜特性。氧化鉛管的主要性能氧化鉛管的主要性能 分解力分解力 攝象管對景物細(xì)節(jié)的光電轉(zhuǎn)換才干稱為管子的分解力

11、。攝象管對景物細(xì)節(jié)的光電轉(zhuǎn)換才干稱為管子的分解力。它不僅與光電靶的資料、構(gòu)造有關(guān)，而且與掃描電子束的聚它不僅與光電靶的資料、構(gòu)造有關(guān)，而且與掃描電子束的聚焦有關(guān)。焦有關(guān)。 通常用調(diào)制特性來表示電視攝象管的分解力。假設(shè)被攝通常用調(diào)制特性來表示電視攝象管的分解力。假設(shè)被攝圖象為黑白線條，且每對線條的亮度變化幅度都一樣，那么圖象為黑白線條，且每對線條的亮度變化幅度都一樣，那么管子輸出信號幅度變化的相對值或稱調(diào)制深度與線條對管子輸出信號幅度變化的相對值或稱調(diào)制深度與線條對數(shù)也就是黑條與白條數(shù)，或稱線數(shù)的關(guān)系曲線即為調(diào)制數(shù)也就是黑條與白條數(shù)，或稱線數(shù)的關(guān)系曲線即為調(diào)制特性。特性。 625625行掃描規(guī)范

12、中，行掃描規(guī)范中，5MHz5MHz對應(yīng)為對應(yīng)為400400線。線。調(diào)制特性也可以表示為調(diào)制深度與頻率的關(guān)系曲線調(diào)制特性也可以表示為調(diào)制深度與頻率的關(guān)系曲線氧化鉛管的主要性能氧化鉛管的主要性能 分解力分解力 圖圖4 47 7為一組為一組1 1英寸氧化鉛管的調(diào)制特性曲線。圖中曲英寸氧化鉛管的調(diào)制特性曲線。圖中曲線闡明，隨著頻率或線數(shù)的添加，調(diào)制深度將降低。還可以線闡明，隨著頻率或線數(shù)的添加，調(diào)制深度將降低。還可以看出，藍(lán)管的調(diào)制大于綠管，紅管為最低。由于，光電層對看出，藍(lán)管的調(diào)制大于綠管，紅管為最低。由于，光電層對短波長的光吸收得快，這樣波長最長的紅光因吸收得最差，短波長的光吸收得快，這樣波長最長

13、的紅光因吸收得最差，便分散得厲害，散射呵斥了分解力的降低。便分散得厲害，散射呵斥了分解力的降低。 低照度下的惰性與背景光的參與低照度下的惰性與背景光的參與 雖然氧化鉛管靶中雖然氧化鉛管靶中I I層較厚，相對于視象管而言，電容層較厚，相對于視象管而言，電容惰性較小，但是由于惰性較小，但是由于I I層的電阻率高，介電系數(shù)大，其電容層的電阻率高，介電系數(shù)大，其電容惰性仍較嚴(yán)重。在低照度下，靶內(nèi)側(cè)面構(gòu)成的電位起伏較低，惰性仍較嚴(yán)重。在低照度下，靶內(nèi)側(cè)面構(gòu)成的電位起伏較低，幾乎與攝象管極電位接近，故靶內(nèi)側(cè)電位對著靶的電子束具幾乎與攝象管極電位接近，故靶內(nèi)側(cè)電位對著靶的電子束具有一定的排斥力。加上氧化鉛管

14、也采用了慢電子束掃描，電有一定的排斥力。加上氧化鉛管也采用了慢電子束掃描，電子束到在靶面時的速度已接近零，因此多數(shù)電子不能上靶，子束到在靶面時的速度已接近零，因此多數(shù)電子不能上靶，只需少數(shù)能量較高的電子可以上靶。這樣，一次掃描不能把只需少數(shù)能量較高的電子可以上靶。這樣，一次掃描不能把靶面上的電位抹平，需求多次掃描才行，從而呵斥余象或運(yùn)靶面上的電位抹平，需求多次掃描才行，從而呵斥余象或運(yùn)動物體后面出現(xiàn)拖尾。動物體后面出現(xiàn)拖尾。低照度下的惰性與背景光的參與低照度下的惰性與背景光的參與 為了抑制照度下的惰性，常用的方法是參與背景光，即為了抑制照度下的惰性，常用的方法是參與背景光，即向靶面投射一層均勻

15、的光，人為的提高靶面電位，使電子束向靶面投射一層均勻的光，人為的提高靶面電位，使電子束容易上靶，從而使余象得以消逝。參與均勻的背景光，相當(dāng)容易上靶，從而使余象得以消逝。參與均勻的背景光，相當(dāng)于添加了輸出圖象信號中的直流分量，這很容易從圖象信號于添加了輸出圖象信號中的直流分量，這很容易從圖象信號中去掉。中去掉。高照度下的惰性與抗彗尾電子槍： 對應(yīng)于高亮度的物體，氧化鉛管的電容性那么以另外一種方式表現(xiàn)出來。在高照度下，靶面內(nèi)側(cè)出現(xiàn)很高的電位。由于掃描電子束缺乏，一次掃描不能抹平這些高電位，結(jié)果，在每次掃描后都有一部分高電位殘存下來，從而呵斥余象。另外，在靶面內(nèi)側(cè)，這些高亮度象素點(diǎn)的電位很高，將吸引

16、周圍的電子，其作用相當(dāng)于高電位向外分散。所以，從靜止物體的圖象來看，就會出現(xiàn)高度面積向外擴(kuò)展、浸透的所謂“開花景象。假設(shè)為運(yùn)動物體，那么在高亮度部分的后面出現(xiàn)一條擴(kuò)展的彩色拖尾，稱為彗星尾 高照度下的惰性與抗彗尾電子槍： 采用抗彗尾電子槍ACTAnti Comet Tail和自動電子束最正確ABC電路可以抑制上述景象。前者是采用特殊構(gòu)造的電子槍，能在掃描逆程期發(fā)射出很強(qiáng)的電子束，從而能把經(jīng)正程掃描后在靶面上殘存的電位全部抹平；后者那么是利用攝象管外的電子束控制電路，根據(jù)入射光通量來控制攝象管的柵極，將電子束的電流控制在適當(dāng)?shù)臄?shù)值范圍內(nèi)，保證一次掃描能將靶面內(nèi)側(cè)的電位全部抹平 CCD是電荷耦合器

17、件Charge Coupled Device的簡稱，它是一種金屬氧化物半導(dǎo)體MOS集成電路器件。 與光電導(dǎo)攝像管相比，具有以下特點(diǎn)： CCD的單元構(gòu)造： CCD攝像器件是由幾十萬個單元按一定陳列制成的有序陣列，每個單元的中心構(gòu)造如下： 在P型或N型硅單晶襯底上采用氧化工藝在外表上構(gòu)成一層很薄的優(yōu)質(zhì)二氧化硅SiO2,再在其上蒸發(fā)一層間距很小的金屬電極，構(gòu)成金屬氧化物半導(dǎo)體構(gòu)造。在電極上加適當(dāng)?shù)恼蜇?fù)偏壓，它所構(gòu)成的電場穿過SiO2層排斥襯底里的多數(shù)載流子 空穴或電子，從而在電極下構(gòu)成一個電荷耗盡層。這個耗盡層又會利用構(gòu)成的電場把少數(shù)載流子吸引并儲存到SiO2-Si的界面附近，因此，常把這個耗盡層

18、稱為“勢阱。偏壓越高，勢阱越深。 CCD的任務(wù)原理：A：光電轉(zhuǎn)換和電荷積累 當(dāng)硅晶體遭到光照射時，半導(dǎo)體由于光激發(fā)，在晶體內(nèi)部會產(chǎn)生電子空穴對。由此產(chǎn)生的電子會在電場的吸引下落入勢阱內(nèi)而儲存起來，構(gòu)成電荷包。勢阱內(nèi)儲存的電荷的數(shù)目與該處所受光照的強(qiáng)弱和積累時間成正比。B：信號電荷的轉(zhuǎn)移 勢阱內(nèi)電荷包轉(zhuǎn)移是經(jīng)過相鄰MOS單元構(gòu)造上Vg的變化來實(shí)現(xiàn)的。相鄰的上Vg所加的有規(guī)律的脈沖電壓，稱之為時鐘驅(qū)動。利用勢阱內(nèi)電荷包有向勢阱更深處挪動的屬性，有規(guī)律的改動驅(qū)動電壓的高低，可使電荷包按要求轉(zhuǎn)移。通常有三相時鐘驅(qū)動、二相時鐘驅(qū)動和四相時鐘驅(qū)動等幾種方式，都是依托相應(yīng)的時鐘脈沖序列控制電壓高低來實(shí)現(xiàn)。

19、CCD的任務(wù)原理：三相時鐘驅(qū)動：每三個勢阱為一組，對它們的Vg加上三相時鐘脈沖。由于每個時辰上三個柵壓只需一個Vg為高電平，其他兩個為低電平，所以只需一個為深勢阱，其他兩個為淺勢阱。淺勢阱中的電荷包向深勢阱中轉(zhuǎn)移。隨著時鐘脈沖的推移，深勢阱中的電荷包隨之向前挪動。每經(jīng)過 一個半時鐘周期，電荷包便順序轉(zhuǎn)移三個勢阱。假設(shè)改動三個電壓的高低順序，可以改動電荷的挪動方向，所以三 相時鐘驅(qū)動可以實(shí)現(xiàn)電荷包的雙向挪動。 CCD的任務(wù)原理：C：信號電荷的輸出 V3為轉(zhuǎn)移的最后一個電極，電極上所加為時鐘驅(qū)動電壓。 Vog是由時鐘電路構(gòu)成的輸出柵，所加電壓為固定值，等于時鐘驅(qū)動高低電壓的平均值。輸出柵之后為對絕

20、緣層開一個窗口，并分散入n ，使與P型襯底間構(gòu)成一個PN結(jié)，作為輸出二極管。 N上加正電壓，P襯底接地，故任務(wù)于反偏形狀。 V為直流電源，是一高電壓，K也是集成工藝生成的MOS場效應(yīng)管，任務(wù)于開關(guān)形狀，也稱復(fù)位管。K閉合時，輸出二極管反偏，在P襯底中，構(gòu)成很深的勢阱。CCD的任務(wù)原理：C：信號電荷的輸出 電荷包輸出過程為：當(dāng)V3時鐘電壓由高變低時， V3下勢阱變淺，電荷包經(jīng)過Vog流向反偏二極管n+的勢阱中，并經(jīng)過電容C流向電源 ，在C下端輸出一個負(fù)尖脈沖。脈沖幅度正比于電荷包中電荷數(shù)量，即相應(yīng)像素的光通量。輸出每個負(fù)脈沖后，復(fù)位開關(guān)K受控閉合，電容C放掉下端所充電荷，使電位回復(fù)，等待下一次的

21、電荷包輸出。 面陣CCD攝像器件 ： 面陣CCD攝像器件有行間轉(zhuǎn)移式IT、幀間轉(zhuǎn)移式FT和行幀間轉(zhuǎn)移式FIT三種 A、行間轉(zhuǎn)移式IT式CCD中一列列感光單元與一列列垂直移位存放器相間的陳列，最下面是一個程度移位存放器。 A、行間轉(zhuǎn)移式 場消隱期間電荷包從各個感光單元受時鐘信號控制在很短時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到垂直移存器，場正程期間感光單元重新積累電荷包。在場正程期內(nèi)的行逆程期間垂直移存器將電荷包向下轉(zhuǎn)移一個單元，最下一行電荷包進(jìn)入程度移存器，而場正程內(nèi)的行正程期間程度移存器將一行的電荷包順序移至輸出端，構(gòu)成一行行的圖像信號輸出。其缺陷是傾斜射入的光線容易漏進(jìn)垂直移存器內(nèi)，影響垂直明晰度。尤其是高亮度像點(diǎn)時

22、，會呵斥垂直拖尾亮條；另外由于垂直移存器占去一多半感光面積，降低了器件的靈敏度。 B、幀間轉(zhuǎn)移式 FT式CCD有一個成像部分和一個與之大小一樣和單元數(shù)目一樣的存儲部分，以及一個程度移存器 場消隱期間成像部分中各個電荷包一一對應(yīng)的移入存儲部分各勢阱內(nèi)，然后，場正程期間電荷包的轉(zhuǎn)移和輸出像ITCCD一樣。主要缺陷是在場消隱期間內(nèi)，電荷包轉(zhuǎn)移的間隔較長，且在該 期間內(nèi)仍有光線照射在成像部分上，會呵斥圖像垂直方向有些模糊。需加一個機(jī)械快門，使之在場消隱期間用葉片 擋住光，因此添加了整體構(gòu)造的復(fù)雜性。 C、幀行間轉(zhuǎn)移式 電荷包從垂直移存器轉(zhuǎn)移入存儲部分從20ms縮短為20us，其速度比IT式快上千倍，故

23、拖道電平可減少60db 。FIT任務(wù)原理是，場消隱期間感光區(qū)電荷包瞬間轉(zhuǎn)移至遮光的垂直移位存放器-IT方式。而后像FT一樣設(shè)置遮光的存儲部分，很快20us將垂直移存器的電荷包逐個轉(zhuǎn)移至存儲部分并像FT一樣再從程度移存器一行行輸出信號。 電子快門： 當(dāng)CCD攝像器件有附加有電子快門時，可以拍攝高速運(yùn)動的物體，并給出較為明晰的運(yùn)動圖像。其任務(wù)原理是將一場內(nèi)積累電荷包的時間分為兩段，前一段積累的電荷包經(jīng)過溢流溝道舍棄掉，后一段積累的電荷包正式 用于讀出。后一段時期越短，相當(dāng)于電子快門速度越快 輸入電路的總電阻：Ri輸入電路總電容：Ci輸入電路阻抗Zi：Zi的模為：頻率特性如圖b：2ii2ii2iii

24、i)RC(1RCj)RC(1RC1iiiRjRZ2iii)RC(1R|iZ隨頻率的添加而降低2ii0)RC(11|)(iiiZZK把攝像管像當(dāng)作信號源，由于其內(nèi)阻大，故可看作恒流源：2iiis)RC(1RI|issiZIE輸入電路引入的噪波：BRnfkTRE42BiiBRnfKkTRfkTE)(4)RC(1R422iii2為了使從攝像管到預(yù)放器輸出的總頻率特性平坦，那么放大器的頻率特性與輸入電路的頻率特性的乘積在信號頻帶內(nèi)為一常數(shù)K0。2ii00)RC(1)()(KKKKiaBiRnofKkTRE2024放大器的增益應(yīng)隨頻率添加而增大，故稱高頻補(bǔ)償放大器或反噪波校正放大器。BananfkTRE

25、42第一級采用場效應(yīng)管，場效應(yīng)管引入的噪波：經(jīng)過放大器后，場效應(yīng)管引入的噪波為：)1 (4)(4)(22202222iiBananBananananoRCKfkTRKfkTRKEE整個頻段，場效應(yīng)管引入的噪波功率為：BBiianfiiananoffRCKkTRdfRCKkTREB)341 (4)1 (42222020222022當(dāng) 較大時，整個頻段，場效應(yīng)管引入的噪波功率可寫為：BiiananofRCKkTRE3222022344Bf3412222BiifRCBiiiBRnoanonofRCRfkTKEEE2222022344輸出端有效電壓：信噪比為：222144.3sosnoBaniBiEI

26、SNEkT fR CfR0KRIEissno22220lg12.814.3sBiBimISNkT fCfRg 圖像信號的最低頻率分量反映景物亮度的緩慢變化，是直流分量；但傳輸通道中多采用交流耦合，是直流分量喪失，引起亮度畸變。故有必要恢復(fù)圖像信號中的直流分量。1直流分量的恢復(fù)，如圖415。2低頻干擾疊加的消除，如圖416。1二極管鉗位電路，如圖417 正脈沖到來時，二極管導(dǎo)通，RL上端電位為0，C充電左正右負(fù)。 正脈沖過后，電容C上的電壓反加到二極管，使其截止。電容C經(jīng)過RL放電，輸出電壓為負(fù)。 下次脈沖帶來，反復(fù)上兩步，每次脈沖到來，輸出電位為0，故將一序列不平的脈沖頂部鉗位在零電平。缺陷：

27、充放電時間常數(shù)選取較困難，抗干擾性差。2強(qiáng)迫鉗位電路，如圖418 V2為鉗位三極管，在V2的基極強(qiáng)迫性輸入一系列行消隱期間的行同步脈沖鉗位脈沖。那么當(dāng)V2基極有鉗位脈沖時，V2飽和導(dǎo)通。前級輸入信號對C迅速充電。此時輸入信號脈沖被鉗位在V2的集電極鉗位電平。 V2鉗位脈沖之后，V2截止，C經(jīng)過前級輸出阻抗和下級輸入阻抗放電。 攝像機(jī)頭離控制臺往往比較遠(yuǎn)，從機(jī)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，影響圖保明晰度。所以，在控制臺要進(jìn)展高頻分量的提升處置，使衰減的高頻分量得到補(bǔ)償；完成這一功能的電路是電纜校正放大器。某同軸電纜的特性 黑斑效應(yīng)：由于多種緣由，如攝像機(jī)鏡頭各區(qū)域亮度不

28、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)黑取或色斑的景象黑班效應(yīng)有兩種方式, 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，對此類黑班，只需在電路中產(chǎn)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遭到附加信號的調(diào)制而產(chǎn)生的, 對此類黑班，只需用與附加倍號波形相反的信號對有畸變的圖像信號進(jìn)展再調(diào)制即可完成校正。 由于顯像管和攝像管光電轉(zhuǎn)換特性調(diào)制特性的非線性，會引起受、發(fā)圖像的亮度失真，從而引起圖像灰度畸變畸變。為了消除畸變，通常設(shè)置校正電路，目前，常用二極管電路構(gòu)成校正電路。1

29、、折線性校正放大器 如圖422，放大管發(fā)射極電阻Re并聯(lián)三個二極管電阻分支，并對三個二極管給以遞增的偏壓。 當(dāng)輸入信號小時，三個二極管導(dǎo)通，較小的射極電阻使放大管的增益較大。 當(dāng)信號增大時，射極電壓增高，三個二極管依次截止，使放大管的增益逐漸減少。2、漸變性校正放大器如圖422b，兩個射隨器之間接一個二極管、電阻組成的分壓器。 輸入小信號時，二極管導(dǎo)通電阻小，V2基極所得的分壓比較大，放大器增益比較大。 輸入大信號時，反之。1、修正法 丟掉負(fù)區(qū)面積的同時，去掉大致一樣相鄰正區(qū)面積，使視覺上獲得較稱心的傳色效果。2、合成法由于RGB三條光譜呼應(yīng)曲線是相互重疊的，即每條曲線的負(fù)區(qū)都對應(yīng)另一條曲線的

30、正區(qū)。所以，某一基色的負(fù)區(qū)可以經(jīng)過線形矩陣由另外的兩種基色反相以適當(dāng)?shù)姆群铣伞?PAL制彩色全電視信號由亮度信號、色度信號、色同步信號 、復(fù)合消隱信號、復(fù)合同步信號組成。 因色度信號有不同的構(gòu)成方法，故PAL信號有不同的編碼方案。1、副載波逐行倒相的PAL編碼方案 先構(gòu)成逐行倒相副載波esc，然后送如平衡調(diào)幅器，由V色差信號調(diào)制而得到PAL色度信號中的逐行倒相的v分量。1、副載波逐行倒相的PAL編碼方案 分析亮度信號、同步消隱信號、色差信號、色同步信號、色度副載波的構(gòu)成過程。2、數(shù)字電路預(yù)制副載波的PAL編碼方案 為了進(jìn)一步提高esc頻率相位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，采用數(shù)字電路預(yù)制電路。如圖426

31、 色度副載波esc經(jīng)0360度移相并變成方波后送入相位比較器和90度相移粗調(diào)。被比較的信號來自平衡調(diào)幅器，比較的結(jié)果控制四倍副載頻的頻率和相位。 四倍副載頻經(jīng)數(shù)字分頻，輸出四路相位分別為0、90、180、270的副載波信號，他們之間相位關(guān)系穩(wěn)定準(zhǔn)確。 逐行切換0、180或90、270即可輸出逐行倒相的副載波。3、PAL制色同步信號 3、PAL制色同步信號 在場消隱脈沖的場同步脈沖期間，色同步信號疊加在齒脈沖上，如上圖，齒脈沖上色同步信號的負(fù)半周向下超出行同步脈沖電平，呵斥發(fā)射機(jī)的過調(diào)制。在平衡脈沖期間的色同步信 號還會干擾場掃描同步電路的正常任務(wù)。所以，應(yīng)抑制場同步及平衡脈沖期間的色同步信號

32、。3、PAL制色同步信號 同步及平衡脈沖期間對色同步信號其抑制有兩點(diǎn)要求：第一，只抑制前、后平衡脈沖和場同步脈沖期間的色同步信號；第二，使得抑制前出現(xiàn)的最后一個色同步信號和抑制終了后出現(xiàn)的第一個色同步信號相位應(yīng)均為。按此要求需抑制9個色同步信號，且抑制位置必需按第四、 一、二、三場的次序逐場左移半行，稱為色同步的迂迴消除。 1、亮度信號的矩陣變換 1電阻矩陣電路2運(yùn)算放大器矩陣電路444123:0.299:0.587:0.114RRRRRR123:0.299:0.587:0.114fffRRRRRR2、色差信號的矩陣變換 可以根據(jù)如下公式，設(shè)計相應(yīng)的矩陣電路0.2990.5870.1140.7

33、010.5870.1140.2990.5870.886YRRYGBYB由三極管完成倒相與相加的運(yùn)算 色度信號的構(gòu)成是經(jīng)過剛剛列舉的矩陣電路得到色差信號，經(jīng)過頻帶緊縮、鉗位后變成適宜的U、V信號，對相位相差90 的副載波進(jìn)展平衡調(diào)幅，混合起來得到U、V正交調(diào)制的色度信號 平衡調(diào)幅器：1差分放大器實(shí)現(xiàn)平衡調(diào)幅原理2適用平衡調(diào)幅電路分析000cosuUt00(cos) cosAMuUUttcosuUt0000coscos()2ssBmuUtUt 000000000(1cos)coscos()cos() 24(1cos)cossinsin22ssBmmuUttUttmmUttUtt 從ussB看出不再

34、反映調(diào)制信號，所以對單邊帶調(diào)幅信號不宜用包絡(luò)檢波器檢波，會呵斥解調(diào)信號波形失真，必需用同步檢波器解調(diào)。加之在發(fā)射端完全抑制掉一 個邊帶又保管載頻在電路上實(shí)現(xiàn)困難。由于濾波器截止邊沿不易非常峻峭，且相頻特性也不能夠理想，因此在電視 廣播中不予采用。 殘留副載波產(chǎn)生過程：我國規(guī)范規(guī)定殘留邊帶幅頻特性如下圖，保管上邊帶和部分下邊帶，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。思索到保管載頻及部分下邊帶時留有0.5MHz漸降過渡區(qū)的邊帶濾波器容易實(shí)現(xiàn),故實(shí)踐中采用殘留邊帶調(diào)幅。殘留下邊帶的截止頻率幅頻特性為時在0-1.25MHz處。這種殘留邊帶調(diào)幅信號

35、接納端可用普通的幅度檢波電路，實(shí)際分析其失真量不大。而目前集成視頻檢波器已采用同步檢波方式，有抑制正交分量的才干，使檢波出信號不存在這方面的失真。 其特點(diǎn)為：fpi的增益為：Kvi/2； fpi-(0.756MHz)中放增益為Kvi ；fpi的中放增益從0到Kvi (中放增益)線性變化。使得在圖像信號中同一調(diào)制信號頻率的下邊頻帶與上邊頻帶增益之和為Kvi。從而使檢波輸出圖像信號06MHz的幅頻特性平直。 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成良好視頻信號傳輸特性的獲得與電視接納機(jī)中頻特性的調(diào)整有很大關(guān)系：1只需當(dāng)圖像中頻準(zhǔn)確地調(diào)在中頻幅頻特性曲線斜邊中點(diǎn)A點(diǎn)，fpi、fpifpi0.75MHZ、fpi0.

36、75MHZfpi+6MHZ各處圖像中頻傳輸特性平直。2當(dāng)圖像中頻調(diào)得高于斜邊中點(diǎn)，相當(dāng)于曲線右移故低頻端增益增大，高頻端增益減小，引起圖像明晰度下降，對比度加強(qiáng)。3當(dāng)圖像中頻調(diào)得低于斜邊中點(diǎn)，相當(dāng)于曲線左移故低頻端增益變小，高頻端增益加強(qiáng)，引起圖像短少層次感，出現(xiàn)浮雕景象4.5 射頻電視信號的構(gòu)成正交失真： 對于0.756MHZ頻帶內(nèi)為單邊帶傳輸，普通檢波器檢波輸出中有正交失真分量如圖436c和式430 。由圖可知，調(diào)制信號與載波信號比越小， 即m越小，正交失真分量的幅度也小，假設(shè)載波幅度比調(diào)制信號大很多，那么根本不影響圖像質(zhì)量。 每一對邊頻分量的上下邊頻幅度不相等，實(shí)踐上也存在正交失真分量，

37、 但是實(shí)際分析闡明，其失真量值比單邊帶調(diào)幅時小，對圖像重現(xiàn)質(zhì)量也根本無影響，假設(shè)用同步檢波器，效果更理想。 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成殘留邊帶相位失真： 一個包絡(luò)不產(chǎn)生失真得傳輸系統(tǒng)的理想相頻特性為： ()=(-c)gc即載波高頻相移c，包絡(luò)延時g，又：gd ()/d故，只需系統(tǒng)相頻特性為線性，那么g為恒量。要使調(diào)幅信號經(jīng)過系統(tǒng)后，檢波不產(chǎn)生失真，要求系統(tǒng)在信號的頻率范圍內(nèi)群延時為恒值。4.5 射頻電視信號的構(gòu)成殘留邊帶相位失真： 電視發(fā)射機(jī)中，幅頻特性和群延時特性如圖438a、b。 電視接納機(jī)中，幅頻特性和群延時特性如圖438c、d。 系統(tǒng)中群延時不均勻，會引起圖像細(xì)節(jié)出亮度和彩色重合不好，

38、產(chǎn)生彩色鑲邊。 為了保證從發(fā)射極到接納機(jī)，彩色全電視信號不產(chǎn)生相位失真，普通在發(fā)射機(jī)里進(jìn)展總預(yù)校正。如圖439 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成用正極性全電視信號對射頻載波進(jìn)展調(diào)幅，稱為正極性調(diào)制。其特點(diǎn)是白電平調(diào)制載波幅度最大，同步電平調(diào) 制載波幅度最小。用負(fù)極性全電視信號對射頻載波進(jìn)展調(diào)幅，稱為負(fù)極性調(diào)制。其特點(diǎn)是白電平載波幅度最小，同步電平載波幅度最大。此時規(guī)定，同步電平載波的幅度為100，消隱電平載波幅度75，白電平載波幅度1012.5。白電平之所以不是0，是為了讓內(nèi)載波式電視接納機(jī)的檢波器里總能差拍出6.5MHz的第二伴音載波，保證伴音接納正常。4.5 射頻電視信號的構(gòu)成我國選用負(fù)極性調(diào)制

39、的緣由：1、普通圖象中亮堂部分總比黑暗部分占的面積大，因此，負(fù)極性調(diào)制時調(diào)幅信號的平均功率要比峰值功率小，通常小23倍。因此從發(fā)射機(jī)輸出功率的效率上看，負(fù)極性調(diào)制必大大優(yōu)于正極性調(diào)制。另外，在負(fù)極性調(diào)制時，調(diào)制級中同步脈沖可以增大到進(jìn)入調(diào)制特性曲線的上部彎曲部分，因此可充分利用調(diào)制特性曲線的動態(tài)范圍，使已調(diào)波的功率輸出盡量大；正極性調(diào)制那么不能利用調(diào)制特性曲線的上部彎曲部分，否那么，就會引起圖象的灰度畸變而較難彌補(bǔ)。因此，負(fù)極性調(diào)制所能發(fā)送的最大功率可比正極性調(diào)制提高1.5倍。4.5 射頻電視信號的構(gòu)成我國選用負(fù)極性調(diào)制的緣由：2、負(fù)極性調(diào)制時，同步電平就是信號的峰值電平，便于用作基準(zhǔn)電平進(jìn)展

40、信號的自動增益控制。3、干擾的影響：射頻信號受外來雜散電磁場干擾時，干擾電壓是迭加在調(diào)幅波電壓上的。脈沖性干擾將向已調(diào)波方向伸出，經(jīng)檢波后在屏幕上構(gòu)成干擾光點(diǎn)，負(fù)極性調(diào)制時為暗點(diǎn)，正極性調(diào)制時為亮點(diǎn)，顯然亮點(diǎn)干擾比暗點(diǎn)干擾易為人們所覺察，雖然，這種脈沖性干擾能夠影響電視機(jī)的同步掃描電路，但如今的掃描電路都有良好的抗干擾措施。4.5 射頻電視信號的構(gòu)成 伴音信號與圖象信號一樣，也必需調(diào)制在載頻上，才干發(fā)送出去。為了圖象信號共用一付天線和盡量緊縮電視信號的頻帶，伴音載頻應(yīng)能夠地接近圖象載頻。對于6Mhz視頻帶寬的電視規(guī)范，伴音載頻規(guī)定比圖象載頻高6.5Mhz。 伴音通常采用調(diào)幅或調(diào)頻方式。我國電視

41、規(guī)定采用調(diào)頻方式，并且規(guī)定伴音調(diào)頻信號的最大頻偏50KHZ。設(shè)伴音信號最高頻率15KHZ，那么調(diào)頻信號帶寬普通取f=2(50+15)KHZ=250300kHz。因此，伴音載頻比圖象載頻高6.5Mhz時，不會產(chǎn)生圖象與伴音已調(diào)波信號頻譜重迭景象。伴音采用調(diào)頻方式的優(yōu)點(diǎn)是：音質(zhì)好，抗干擾才干強(qiáng)，以及減少與調(diào)幅圖象信號之間的相互串?dāng)_ 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成 為了改善伴音調(diào)頻信號特別是高頻分量的抗干擾性能，還須采取高音預(yù)加重措施，即在發(fā)送端人為地對伴音的高頻部分的幅度進(jìn)展提升，加強(qiáng)高音的強(qiáng)度 。預(yù)加重緣由： 指出，調(diào)頻信號的抗干擾性能是和調(diào)制度mff /f 成正比的。其中頻偏 f與音頻信號的振幅成

42、正比。 就伴音而言，高音頻部分的振幅通常比低音頻部分小得多； f是調(diào)制信號的頻率。因此高音頻部分的頻偏小， f高，故調(diào)制度mf比低音頻部分小得多，其抗干擾性能信噪比比低音頻部分低。 為此在發(fā)送采用微分電路對高音部分的振幅進(jìn)展人為地提升； 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成4.5 射頻電視信號的構(gòu)成 我國電視頻道共分為VHF甚高頻和UHF超高頻兩個波段；另外，VHF分I、II、III三個波段，UHF成為IV、V兩個波段。I、II、IV、V波段供電視廣播用、II波段供通訊和調(diào)頻廣播用，書末附錄列出我國68個頻道的劃分規(guī)范。每個電視頻道都占有8Mhz的頻帶。4.5 射頻電視信號的構(gòu)成 電視發(fā)射機(jī)是電視發(fā)送設(shè)

43、備的重要組成部分，它由電視圖像發(fā)射機(jī)和伴音發(fā)射機(jī)組成 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成 電視發(fā)射機(jī)組成：4.5 射頻電視信號的構(gòu)成 視頻信號經(jīng)鉗位放大、微分相位校正后，送入圖象調(diào)幅級。經(jīng)過對中頻振蕩 調(diào)幅構(gòu)成雙邊帶中頻圖象信號。然后，由集總參數(shù)元件構(gòu)成的殘留邊帶濾波器限制信號帶寬。再經(jīng)群延時校正、微分增益校正后，送到圖象混頻器與高頻振蕩混頻，構(gòu)成高頻圖象信號。最后，經(jīng)高頻功率放大饋送到雙工器及天線，并由天線以高頻電磁波方式輻射出去 。 在伴音發(fā)射中，伴音信號經(jīng)放大后進(jìn)入伴音調(diào)頻級，經(jīng)過對中頻振蕩調(diào)頻構(gòu)成中頻伴音信號。再經(jīng)伴音混頻而變?yōu)楦哳l伴音信號。最后，經(jīng)功率放大后饋送到雙工器及天線，與圖象高頻信號

44、一同以高頻電磁波的方式輻射出去。 為了保證圖象發(fā)射機(jī)與伴音發(fā)射機(jī)有同樣的覆蓋面積，普通使圖象峰值發(fā)射功率與伴音有效發(fā)射功率之比為10：1 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成 為了保證圖像信號從發(fā)送端到接納端穩(wěn)定、準(zhǔn)確的傳送，在PAL制電視中由電視信號同步機(jī)產(chǎn)生行推進(jìn)信號H、場推進(jìn)信號V、復(fù)合同步信號S、復(fù)合消隱信號B、以及色副載波F，色同步旗形脈沖K和PAL識別脈沖P。4.61 同步信號的定時原理同步機(jī)產(chǎn)生的7種信號在頻率相位方面堅持嚴(yán)厲的關(guān)系：各種信號都與行頻相關(guān)，與行頻有嚴(yán)厲的相位關(guān)系。因此可以用一個規(guī)范信號產(chǎn)生其他信號。行頻與場頻的關(guān)系、行頻與消隱號的關(guān)系行頻與色同步旗形脈沖、PAL開關(guān)的關(guān)系行

45、頻與色副載波的關(guān)系。4.5 射頻電視信號的構(gòu)成目前的同步機(jī)通常選副載頻作為規(guī)范信號，來產(chǎn)生其它各種信號 4.61 同步信號的定時原理11(284)4.433618754625scHffMHZ252*85*227scHff2625HVff又：又：副載波分頻方案：4.5 射頻電視信號的構(gòu)成4.61 同步信號的定時原理副載波分頻方案：4.5 射頻電視信號的構(gòu)成4.61 同步信號的定時原理集成化數(shù)字同步機(jī)方案：1.25MHZ方波周期為0.8us，同步機(jī)所需其他同步信號的寬度是它的整數(shù)倍。4：1分頻器分頻器fH/4窄脈沖窄脈沖構(gòu)成構(gòu)成鑒相器鑒相器25HZ偏置偏置Fsc晶振晶振1/2分頻器分頻器2.5MH

46、Z振蕩器振蕩器80：1分頻器分頻器625：1分頻器分頻器同步同步脈沖脈沖構(gòu)成構(gòu)成電路電路fH/4=(fsc-25)/1fH/4=(fsc-25)/14.5 射頻電視信號的構(gòu)成4.61 同步信號的構(gòu)成利用定時部分輸出的2fH 、fH 、fV 三種根本頻率，采用一次構(gòu)成法和電子綜合法，便可構(gòu)成所需求的各種同步信號。 一次成形法：由此可見：輸出脈沖的寬度僅決議于S端觸發(fā)脈沖和緊跟著它們的R端觸發(fā)脈沖的作用情況。輸出脈沖的周期僅決議于S端兩個相鄰的觸發(fā)脈沖之間的間隔在此間隔時間內(nèi)R端必需至少有一個觸發(fā)脈沖輸入。一次構(gòu)成法的關(guān)鍵在于，陳列出兩列具有適宜時間關(guān)系的觸發(fā)脈沖，并分別注入R端與S端，就能從Q端得到所需求的各種同步信號，它們可以分別為S、BL、HD、VD、K、P信號或者是它們組合信號。 4.5 射頻電視信號的構(gòu)成4.61 同步信號的構(gòu)成利用定時部分輸出的2fH 、fH 、fV 三種根本頻率，采用一次構(gòu)成法和電子綜合法，便可構(gòu)成所需求的各種同步信號。 一次