電視原理與電視機檢修

電視原理與電視機檢修第1頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一4.1提高電視圖像質(zhì)量的新技術(shù)4.1.1電視信號的數(shù)字化

1.電視信號數(shù)字化的優(yōu)點

1)具有很高的圖像質(zhì)量所謂數(shù)字電視，就是采用離散的數(shù)字信號描述、放大、傳輸圖像信號的電視系統(tǒng)。數(shù)字電視可以用再生手段截除噪聲,可采用數(shù)字技術(shù)攝影,可利用幀存儲技術(shù)消除圖像閃爍,利用插入技術(shù)提高垂直和水平清晰度,不怕同步信號丟失,使電視圖像質(zhì)量顯著提高。數(shù)字電視系統(tǒng)輸出的圖像信號穩(wěn)定、可靠。第2頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2)抗干擾能力強

3)電視機功能強大

4)便于大規(guī)模生產(chǎn)

5)便于與計算機系統(tǒng)連接

6)傳輸效率高第3頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2.模擬電視信號的數(shù)字化過程模擬信號的數(shù)字化一般經(jīng)過取樣、量化和編碼三個過程。

1)取樣取樣是將時域連續(xù)的模擬信號變換為時域離散信號的過程。即用一個重復(fù)頻率為fs的脈沖序列對模擬信號進行取樣,把本來連續(xù)的信號變成離散的信號,稱為脈沖幅度調(diào)制(PAM),如圖4-1-1所示。第4頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-1-1視頻信號的數(shù)字化過程第5頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-1-2信號取樣后的頻譜第6頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2)量化經(jīng)過取樣后得到的取樣值雖說在時間上已離散,但在幅值上仍是連續(xù)變化的模擬信號,因此需要量化才能用數(shù)字表示。量化是將模擬信號在幅度上離散化的過程,即將每個取樣值變化的范圍分成若干級,每一級用一個數(shù)字表示,采用四舍五入的辦法,將樣點值用數(shù)值最接近的量化級表示它,如圖4-1-1所示。如果所有的量化間隔都相等,則稱均勻量化,如按某種規(guī)律變化的則稱為非均勻量化。若用n位二進制碼表示一個量化級,則所表示的量化級總為M=2n。例如將某信號的取樣按8等分來分,即量化電平為8級,對應(yīng)的位數(shù)為3,則M=23=8。第7頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一量化時采用了“四舍五入”的辦法,則不可避免地帶來誤差。量化誤差在圖像中表現(xiàn)為量化雜波，稱為量化噪聲,它必將引起再生圖像質(zhì)量下降。根據(jù)理論分析,在均勻量化的情況下,信噪比與所用的碼位數(shù)n的關(guān)系為式中,S是圖像的峰值,N是量化誤差的均方根值。顯然,量化位數(shù)越多,量化信噪比就越大。聲音信號的動態(tài)范圍較大,對于高質(zhì)量的音響設(shè)備應(yīng)取16位量化,其信噪比可達到98dB,圖像信號的動態(tài)范圍小,一般取8位量化,相應(yīng)的信噪比約60dB。第8頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

3)編碼

(1)彩色電視信號的PCM編碼。彩色電視信號經(jīng)取樣后形成PAM碼,再經(jīng)量化編碼即可形成PCM編碼信號。它沒有進行碼率壓縮,其碼率為BPCM=n×fs

式中,n表示位數(shù),對于圖像信號一般取n=8;fs為取樣頻率,按取樣定理fs=2×6MHz=12MHz就可以了。但是,對于彩色全電視信號取樣時,為了減少取樣頻率與副載波頻率fsc之間的差拍干擾,一般取fs為fsc的整數(shù)倍,例如3或4倍。如果取3倍,則BPCM=8×4.3361875×3=106.4Mb/s第9頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(2)彩色電視信號的預(yù)測編碼(DPCM)。電視圖像信號在相鄰取樣點間、相鄰行間和相鄰幀間都有很強的相關(guān)性,這種強相關(guān)性反映了電視圖像信號中存在很高的冗余度,這給壓縮碼率進行高效編碼提供了可能性。

DPCM又稱為預(yù)測量化系統(tǒng),它所傳輸?shù)牟皇切盘柋旧?而是用過去的若干像素值對當前的像素值進行線性預(yù)測,然后將其差值進行PCM編碼傳送,接收端將此差值積分而再生圖像。DCPM可分為幀內(nèi)DPCM和幀間DPCM。第10頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一①幀內(nèi)DPCM。這是利用幀內(nèi)相關(guān)性DPCM編碼。如果預(yù)測信號與實際信號在一幀內(nèi)的同一行中,則稱為行內(nèi)預(yù)測(一維預(yù)測)。如果二者在一幀內(nèi)的不同行中,稱為幀內(nèi)預(yù)測(二維預(yù)測),其框圖如圖4-1-3所示。圖4-1-3幀內(nèi)DPCM系統(tǒng)框圖第11頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一②幀間DPCM。電視圖像信號除了鏡頭切換等少數(shù)場面以外,幀間相關(guān)性比幀內(nèi)更大,故可采用幀預(yù)測器組成幀間DPCM,如圖4-1-4所示。不過,此時需延遲一幀,所以延遲器要用幀存儲器。圖4-1-4幀間DPCM框圖第12頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(3)正交變換編碼。利用圖像像素空間的相關(guān)性,將空間域的電視圖像信號變換到由正交矢量定義的變換域中,從而去除其相關(guān)性,以達到頻帶壓縮的目的,這種編碼方法稱為正交變換編碼。它的組成如圖4-1-5所示。圖4-1-5正交變換編碼原理框圖第13頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一正交變換編碼的工作原理是在通常的二維空間中,假定傳送的圖樣點有序地排列成N2元素組,在數(shù)字上可用矩陣［X］表示:從線性代數(shù)的知識可知,對上述矩陣元素進行線性變換后,信號的重要部分就“突出”了。對突出部分量化多用些位數(shù),次要部分少用些位數(shù)。正如前面所述,對低頻部分多用數(shù)碼,高頻部分少用數(shù)碼。這樣既實現(xiàn)了碼率的壓縮,同時也保證了圖像質(zhì)量。第14頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(4)亞奈奎斯特取樣編碼。前面介紹過,在奈奎斯特取樣定理中取樣頻率fs≥2fm,若采用fs<2fm,則稱為亞奈奎斯特取樣。由于降低了取樣頻率,使數(shù)字信號的碼率減小,從而達到壓縮碼率的目的。不過,這樣必將引起混疊雜波,使圖像質(zhì)量變壞。解決的辦法是巧妙地選擇取樣頻率,使混疊雜波落在原信號頻譜間隙區(qū),利用梳狀濾波器濾除混疊雜波。圖4-1-6(a)表示黑白電視信號和取樣頻率選為1/2行間時的頻譜圖。從圖中可看出，取樣后一次下邊帶的頻譜和基帶頻譜混疊的情況。在(fs-fm)～fm的混疊區(qū),混疊雜波正好落在基帶頻譜高頻部分的間隙區(qū)。第15頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-1-6亞奈奎斯特取樣的頻譜及梳狀濾波器頻率特性圖第16頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一如果采用頻率特性如圖4-1-6(b)所示的梳狀濾波器來進行濾波,則混疊雜波可以被濾除。不過,通過梳狀濾波器后使(fs-fm)～fm范圍內(nèi)的圖像垂直清晰度降低。為了不使fs太低,一般取fs=0.7×2fm。對于PAL彩色電視采用亞奈奎斯特取樣時,由于PAL彩色電視信號頻譜是采用1/4行頻間置，若要使一次下邊帶的混疊部分插在帶亮度與色度頻譜的間隙中,就應(yīng)使取樣頻率取 (fH為行頻)間置,即取其中fs為彩色副載波。第17頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

3.A/D轉(zhuǎn)換實際電路舉例在對圖4-1-7所示的模擬視頻信號進行鉗位后,送入A/D變換器,經(jīng)A/D變換后,模擬彩色全電視信號變換成數(shù)字彩色全電視信號。在A/D變換時,按圖像質(zhì)量要求量化的比特數(shù)應(yīng)為8bit。這樣需用的比較器為28-1=255個,為了簡化電路又要保證圖像質(zhì)量,這里采用一種逐行移動比較器的基準電壓的辦法,只用7bit量化就能得到8bit的效果。具體的做法是:設(shè)基準電壓變化量為最小有效值的一半(即)。例如在第n行時間內(nèi),A/D變換器的基準電壓保持原來值,而在第n+1行的時間內(nèi),給A/D變換器的基準電壓加上 數(shù)值的電壓,按此方法逐行變動。第18頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-1-7逐行移動基準電壓比較器示意圖第19頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一4.1.2掃描電路的倍頻技術(shù)

1.模擬彩色電視掃描系統(tǒng)的缺陷

1)存在行間閃爍效應(yīng)隔行掃描的方法是把一幀圖像分為奇數(shù)場和偶數(shù)場,場頻為50Hz,幀頻為25Hz。就電視機整體來說,雖然高于臨界閃爍頻率(48Hz),滿足了人眼對電視圖像的要求,但每一行的亮度重復(fù)頻率卻降低了一半,只有25Hz,低于臨界頻率。所以當人眼觀看高亮度細條時,感覺到行間閃爍,行間閃爍影響了圖像垂直清晰度,大面積圖像閃爍容易造成視覺疲勞。第20頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2)出現(xiàn)并行現(xiàn)象在隔行掃描中,要求行、場掃描頻率應(yīng)保持一定的嚴格關(guān)系,否則兩場光柵不能均勻嵌套,這時真實掃描行數(shù)減少可達一半。另外,若圖像上的一個運動物體沿垂直方向向下移動的時間恰好是經(jīng)過一場的時間間隔,則前后兩場傳送的圖像細節(jié)相同,當觀察者的視線隨運動物體運動時,看起來是兩行并成了一行,也會使圖像清晰度下降一半。

3)垂直邊緣鋸齒化現(xiàn)象當圖像中的一個運動物體沿水平方向運動速度足夠大,因隔行分場傳送,相鄰兩行在時間上相差一場,結(jié)果使相鄰光柵左右錯開,圖像垂直邊緣出現(xiàn)鋸齒化的現(xiàn)象,運動速度越快,垂直邊緣鋸齒化現(xiàn)象越嚴重。第21頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2.消除隔行掃描圖像缺陷的方法

1)場內(nèi)行插入法場內(nèi)行插入法的特點是利用同行存儲器,一行圖像信號重復(fù)使用2次,輸入是隔行掃描圖像信號,顯示為逐行掃描圖像信號,場頻不變,行頻提高1倍。它利用3個行存儲器和相應(yīng)的開關(guān)切換電路,低速寫入,高速讀出。場內(nèi)行插入法可分為兩種方式。第22頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(1)A行和B行之間插入A行。這種方法的原理框圖如圖4-1-8所示,圖中A、B、C是3個行存儲器,數(shù)字電視信號的寫入時間是行周期64μs,讀出時間是半行周期32μs,顯示端行掃描頻率由15625Hz提高了1倍,變?yōu)?1250Hz,時序邏輯控制切換開關(guān)使一行圖像信號重復(fù)兩次。當A存儲器以行頻寫入時,B存儲器以兩倍行頻讀出;當B存儲器以行頻寫入時,C存儲器以兩倍行頻讀出;當C存儲器以行頻寫入時,A存儲器以兩倍行頻讀出。輸出信號Uo為高速輸出,變成一種倍速、逐行掃描方式。這種插入方法的優(yōu)點是簡單,行存儲容量不大,能大大改善文字和靜止圖像的垂直清晰度。第23頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-1-8場內(nèi)行插入法一(a)框圖；(b)時序圖第24頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(2)A行和B行之間插行。這種方法是通過行存儲器,把相鄰A行和B行信號相加求平均值,得到一個新的掃描行 ,并插入A行與B行之間。這種方法的框圖和時序關(guān)系圖如圖4-1-9所示。第25頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-1-9場內(nèi)行插入法二(a)框圖；(b)時序圖第26頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2)幀內(nèi)場插入法

(1)場順序讀出法。表4-1-1中的(a)、(b)即為場順序讀出法,其原理是把隔行掃描的奇數(shù)場和偶數(shù)場信號存入幀存儲器,合成一幀圖像,然后在一場或時間內(nèi)按照存入時的第一幀、第二幀、第三幀、……順序讀出。這樣,它把隔行掃描的電視圖像信號變?yōu)閹l為50Hz或75Hz的逐行掃描(順序)顯示圖像信號。這種方法寫出速度仍為50Hz/15625Hz的隔行掃描信號,讀出是幀頻為50Hz或75Hz,行頻為2fH或3fH的逐行掃描信號。幀頻、行頻的提高,減小了大面積圖像閃爍和行間閃爍。第27頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一表4-1-1幀內(nèi)場插入法第28頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(2)二倍場頻讀出法。表4-1-1中的(c)、(d)是二倍頻讀出法,其主要的特點也是低速寫入、高速讀出,一場信號重復(fù)使用兩次,這樣就可以把50Hz/15625Hz的隔行掃描信號變?yōu)?00Hz/31250Hz的倍頻掃描電視圖像信號,這是目前使用最多的倍頻掃描方式。菲利浦32PW967/329W977A寬屏幕彩色電視機的掃描電路就采用倍頻掃描電路,其框圖如圖4-1-10所示。第29頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-1-10菲利浦GFL機芯的倍頻掃描框圖第30頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

SAA4990是一個先進的掃描頻率倍頻變換與降噪集成電路,它是倍頻掃描變換的控制單元,完成寫入、讀出時鐘產(chǎn)生,并與輸入的行、場激勵脈沖鎖相。87C654完成I2C總線輸入接口與SAA4990等集成電路的連接。由SAA4970輸出的倍頻處理后的行、場激勵脈沖再送到行、場掃描輸出電路,完成倍場頻、倍行頻掃描,把每場262.5行或312.5行的隔行掃描格式變?yōu)槊繄?25行或625行的逐行掃描格式,把場掃描頻率由50Hz/60Hz變?yōu)?00Hz/120Hz,大大減輕了重現(xiàn)圖像時的行間閃爍,并具有噪聲和串色分量的抑制功能。第31頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一4.2提高電視伴音質(zhì)量的新技術(shù)4.2.1環(huán)繞聲技術(shù)

1.環(huán)繞聲的基本概念環(huán)繞聲是以人的聽覺特性為基礎(chǔ),將錄音、放音系統(tǒng)與人的聽覺效果綜合在一起考慮的技術(shù)。它不像高檔音響系統(tǒng)那樣追求高保真度,其再現(xiàn)的環(huán)境和效果可能與原聲不一樣,但可符合視聽者主觀愿望,重點是滿足視聽者的臨場感。標準的環(huán)繞聲系統(tǒng)包括杜比專業(yè)邏輯、杜比數(shù)(AC-3)、THX、DTS等,其主要特點是多聲道記錄和多聲道重放。常見的模擬環(huán)繞聲有四種:反射法、移相法、時間延遲混響法和矩陣法。第32頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2.環(huán)繞聲產(chǎn)生電路圖4-2-1是一般大屏幕彩色電視機環(huán)繞聲處理電路,主要由減法器、移相網(wǎng)絡(luò)、加/減混合器、音量/平衡及相應(yīng)的控制電路構(gòu)成。立體聲信號的L、R信號經(jīng)加法器運算得到差信號(L-R),再經(jīng)移相器產(chǎn)生環(huán)繞聲附加信號φ(L-R)。φ(L-R)分別通過加、減法混合器進入左、右聲道,并直接作為環(huán)繞聲信號,送入后置環(huán)繞聲道。該電路可以對立體聲信號進行處理,產(chǎn)生環(huán)繞聲效果,也可以對單聲道信號進行處理,產(chǎn)生偽立體聲信號。這種偽立體聲信號也有一定的環(huán)繞聲效果。第33頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-2-1環(huán)繞聲處理電路的框圖第34頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一在圖4-2-1中,S置于位置2時用于對立體聲信號進行處理,此時左(Lt)、右(Rt)、環(huán)繞(S)聲道的輸出分別為:(4-2-1)(4-2-2)(4-2-3)由以上三式可以看出,主聲道包含有環(huán)繞聲信息,即使不接環(huán)繞聲音箱,也可以聆聽到環(huán)繞聲效果,這即所謂“虛擬環(huán)繞聲(SRS)”技術(shù)。如果再配上環(huán)繞聲音箱,包圍感自然更好。這種模式適用于對AV輸入的立體聲信號進行處理。第35頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一4.2.2超低音技術(shù)

1.超低音揚聲器系統(tǒng)超低音揚聲器系統(tǒng)是超低音技術(shù)的關(guān)鍵部分。由于電視機受機箱尺寸的限制,技術(shù)十分成熟的音響系統(tǒng)無法搬進電視機內(nèi),因而必須充分利用有效空間,采用優(yōu)質(zhì)揚聲器和特殊的揚聲器箱。目前此領(lǐng)域有兩大流派:一是松下的多夢(Dome)揚聲器系統(tǒng),另一個是東芝的火箭炮(BAZOOKA)超低音系統(tǒng)。第36頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一松下的多夢揚聲器系統(tǒng)如圖4-2-2所示,其基本原理是應(yīng)用了聲響管的共振原理。對于一個一端閉合的聲響管,在其全長為L所決定的幾個特定頻率上會產(chǎn)生共振現(xiàn)象,該頻率點為式中,C為聲速。當n=0時,1/4波長等于聲響管長度的某個頻率的聲波就會產(chǎn)生共振;同樣,當n=1時,3/4波長等于聲響管長度的另一頻率的聲波也會產(chǎn)生共振,依次類推,可構(gòu)成超低音揚聲器系統(tǒng)。松下的多夢揚聲器系統(tǒng)的聲響管長度為25cm,第一共振頻率為340Hz。第37頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-2-2松下多夢(Dome)揚聲器系統(tǒng)第38頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一東芝火箭炮超低音揚聲器系統(tǒng)如圖4-2-3所示,是一個具有圓形構(gòu)造的聲響管揚聲器箱,低音揚聲器裝于圓筒形結(jié)構(gòu)的中央,其前方為閉室,后方有開口腔。這樣一個系統(tǒng)利用聲響管的共振使揚聲器后方發(fā)出的聲音像經(jīng)過濾波器一樣,截斷了中、高音,形成了一個聲學(xué)上的子低音系統(tǒng)。東芝使用4英寸揚聲器的該種系統(tǒng)諧振頻率可達67Hz，Q值為0.82。第39頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-2-3東芝火箭炮(BAZOOKA)超低音揚聲器系統(tǒng)第40頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2.超低音電路超低音電路的作用是將伴音信號中30～120Hz的低音成分加以提升、放大,并通過超低音音箱重放出來。圖4-2-4是超低音電路的組成框圖,左、右聲道信號是經(jīng)過加法器求和運算后送入超低音處理電路進行處理的。在超低音處理電路中,信號的中、高頻被抑制,低音成分得到提升,經(jīng)前置和功放推動低音揚聲器系統(tǒng)發(fā)音。第41頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-2-4超低音電路的組成第42頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一4.2.3模擬的多伴音技術(shù)

1.頻率分割副載波方式為了在伴音載波上傳送主、副兩路伴音信號,可以先用副伴音信號對超音頻副載波進行調(diào)幅(AM)或調(diào)頻(FM),然后與主信號合成一個頻譜,再對伴音主載波調(diào)頻(FM)。按兩次調(diào)制方式的不同,這種多方式又分成調(diào)幅-調(diào)頻制(AM[CD*2]FM)和調(diào)頻-調(diào)頻制(FM-FM)。這兩種方式各有優(yōu)缺點,目前,美國等國家采用AM-FM方式進行雙伴音、立體廣播,而日本等國則采用FM-FM方式進行雙伴音、立體聲廣播。第43頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2.雙載波方式這種方式是用兩個伴音載波,兩路伴音分別進行調(diào)幅。為了減小圖像信號對伴音產(chǎn)生的蜂音干擾,主、副伴音載頻的距離應(yīng)選為半行頻的奇數(shù)倍,這樣也可使主、副伴音載頻的差拍對圖像干擾減小。我國規(guī)定主、副伴音載頻的距離為半行頻的31倍,即242.1875kHz。在這種方式中,主、副伴音載頻與彩色副載波的差拍(2.07MHz、2.31MHz)對圖像的干擾,應(yīng)靠圖像通道頻響曲線在相應(yīng)的頻率上有適當?shù)乃p來削弱。而主、副伴音間的相互串繞,特別是主伴音對副伴音的串擾,則主要通過接收機中性能良好的主、副伴音信號帶通濾波來加以抑制。雙載波方式主、副伴音的頻帶為0～15kHz,可以傳送高質(zhì)量的立體聲節(jié)目。第44頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一4.2.4NICAM(麗音)-728系統(tǒng)簡介

1.NICAM-728伴音信號的編碼

1)編碼過程圖4-2-5為NICAM-728多伴音/立體聲伴音信號的框圖。“728”是指麗音系統(tǒng)的信息傳遞速率即數(shù)據(jù)率為728kb/s。從圖中可以看出,立體聲的左(L)、右(R)兩路聲音信號或雙語言的兩路獨立語音信號A、B,分別從兩輸入端口輸入,首先是經(jīng)過預(yù)加重網(wǎng)絡(luò),提高高音頻分量,以便于后面電路進行處理和消除接收機解調(diào)、解碼過程中產(chǎn)生的噪音,提高伴音通道的信噪比。然后經(jīng)15kHz低通濾波器(LPF)限制音頻信號帶寬,避免A/D變換中由于取樣產(chǎn)生的頻譜混疊噪聲。第45頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-2-5NICAM-728伴音信號編碼圖第46頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一兩路信號進入A/D變換器,取樣頻率為32kHz,并對每個樣值進行14bit線性量化。為了降低傳輸碼率,采用分段壓縮技術(shù),將數(shù)字伴音信號進行壓縮,處理成10位。然后在10bit取樣之后加一個奇偶校驗位,以便進行誤碼保護。為了減小連續(xù)多位誤碼時對所傳數(shù)據(jù)造成的影響,必須對壓縮后的信號再進行位交織處理,即把原來數(shù)據(jù)的碼序打亂,再按一定的規(guī)則重新排列。經(jīng)過位交織處理后的數(shù)據(jù)信號,在傳輸、接收、解調(diào)、解碼過程中,即使出現(xiàn)若干位的連續(xù)誤碼,經(jīng)接收機解碼器去位交織處理、恢復(fù)原來的數(shù)據(jù)次序之后,這些誤碼將分散到不同的樣值中,從而使一個樣值中出現(xiàn)多個差錯的幾率大大降低,提高了信號的抗誤碼能力。第47頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一由于聲音信號總存在著無聲的時間間隙,這時數(shù)字伴音信號調(diào)制的載波頻率的相位、幅度不變,這種能量集中的單頻信號,容易對調(diào)頻伴音和調(diào)幅圖像信號造成干擾。為了盡量把這種干擾降低到不易覺察的程度,必須對交織后的數(shù)據(jù)信號流施以擾碼處理,使之盡可能呈現(xiàn)為噪波狀態(tài)。這樣,不管數(shù)字伴音信號的內(nèi)容如何,調(diào)制后的載波能量盡可能均勻地分布在整個通帶的頻譜上。經(jīng)擾碼處理后的數(shù)據(jù)流再進行差分正交相移鍵控調(diào)制(DQPSK),最后通過帶通濾波器限制已調(diào)信號的帶寬,以降低對調(diào)頻模擬伴音信號及相鄰近頻道信號的干擾。第48頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一2)NICAM數(shù)據(jù)壓擴方法表4-2-1段落碼與編碼范圍第49頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一如果某一塊的編碼范圍為1,則表示1幀(1ms)內(nèi)有大幅度聲音存在。對大幅度的聲音,丟掉幾位低有效數(shù)據(jù)所引起的幅度相對變化甚微,人們的聽覺是覺察不到的。在NICAM系統(tǒng)中,根據(jù)14~10bit的壓縮要求,丟棄了4個最低有效位。在接收機的解碼器中,當?shù)弥幋a范圍為1時,就在10bit數(shù)碼之后補上4個值為0的最低位,實現(xiàn)了10~14bit的擴展,可見這時解碼器恢復(fù)的信號僅為10bit的分解能力。如果此范圍中還有其他一些幅度的樣值,恢復(fù)以后也僅有10bit的分解力。但由于人耳的遮掩效應(yīng),即當有大幅度樣點存在時,人耳對其附近的小幅度聲音的分辨力也大大下降,不會感覺出由這種量化噪聲造成的失真。第50頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一同樣,對于一個編碼范圍屬于5的范圍,各樣值的相對幅度都在±1/16之內(nèi),如果是正信號,至少高五位都是0,如果是負信號,至少高五位都為1。這樣,只要保留作為極性標示的最高位,而棄相次的4個高位,就把原始的14bit樣值壓縮為10bit。在接收端的解碼器中,當?shù)弥幋a范圍為5時,只要此范圍內(nèi)各樣值的最高位之后補上4個與最高位相同值的位就實現(xiàn)了10～14bit的擴展。第51頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一表4-2-2數(shù)據(jù)壓擴方法第52頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2.NICAM-728伴音信號的解調(diào)、解碼

NICAM-728雙伴音/立體聲伴音信號的解調(diào)、解碼電路框圖如圖4-2-6所示。圖像、伴音中頻信號處理電路之前的信號流程和工作原理與一般電視廣播接收機相同,只是在能接收NICAM制數(shù)字伴音信號的電視機中,一般都采用圖像、伴音準分離方式,其第二伴音中頻信號有兩個:模擬調(diào)頻伴音中頻和數(shù)字伴音中頻。根據(jù)我國的NICAM-D/K制規(guī)定,它們分別是6.5MHz和5.85MHz。兩種不同的第二伴音中頻信號通過不同的帶通濾波器分別送到模擬伴音通道和數(shù)字伴音通道。模擬伴音通道的信號處理過程與一般電視機相同,數(shù)字伴音通道主要由數(shù)字伴音第二中頻信號帶通濾波、差分正交相移鍵控(DQPSK)解調(diào)、去擾碼、去交織、檢錯與糾錯以及NICAM數(shù)字信號的擴展、D/A變換、去加重等電路組成。第53頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-2-6NICAM-728數(shù)字伴音信號解調(diào)、解碼框圖第54頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一4.3提高顯示器質(zhì)量的新技術(shù)4.3.1液晶顯示技術(shù)

1.液晶通常將晶體狀態(tài)物質(zhì)加熱到熔點就會變成透明的液體。但有一類有機化合物結(jié)晶體,將其加熱到溫度T1時,熔解成混濁的粘稠狀液體,若繼續(xù)加熱至溫度T2時,才變?yōu)橥该鞯囊后w。通過觀察,發(fā)現(xiàn)在T1與T2溫度之間的渾濁粘稠液體具有雙折射現(xiàn)象,表明有著類似晶體的光學(xué)各向?qū)?。而在溫度T2時形成的透明液體則顯示光學(xué)各向同性。這種在T1與T2溫度之間既有液體的流動性,又有晶體的光學(xué)各向異性的物質(zhì)稱為液晶。第55頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2.液晶的電光效應(yīng)

1)電場效應(yīng)

(1)扭曲向列(TN)型效應(yīng)。扭曲向列型液晶盒的組成及其工作原理示意圖如圖4-3-1所示。在涂覆透明電極的兩玻璃基片之間夾著厚度為10μm的P型向列型液晶層,液晶分子為扭曲排列。在液晶盒上、下兩側(cè)各有一偏振片,入射光側(cè)的偏振片為起偏器,出射光側(cè)為檢偏器。起偏器的偏振方向與該側(cè)基片表面的液晶分子軸方向一致。檢偏器的偏振方向有兩種選擇:與起偏器的偏振方向平行或垂直。由于液晶分子扭曲的螺距為40μm,遠大于可見光波長,因此,射入液晶的直線偏振光的偏振方向在通過液晶時沿著液晶分子軸扭曲旋轉(zhuǎn)90°,不加電場時,當出射側(cè)的檢偏器的偏振方向與起偏器的方向平行時,出射光的偏振方向與檢偏器的偏振方向垂直,則出射光被遮斷,如圖4-3-1(a)所示。當起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時,出射光通過檢偏器,液晶盒呈透明狀。第56頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-3-1TN型電光效應(yīng)原理(a)不加電場時，液晶分子的排列遮斷了出射光；(b)加電場時，液晶分子軸與電場E的方向平行，出射光透過液晶盒第57頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(2)賓主(GH)效應(yīng)。將分子長軸方向與短軸方向?qū)梢姽馕什煌陌魻罘肿拥亩玖献鳛椤百e”,溶解在(作為“主”的)一定規(guī)則排列的液晶中,則二色染料分子方向與液晶分子平行。當在電壓作用下改變作為“主”的液晶分子排列方向時,作為“賓”的染料分子的排列方向隨著“主”分子的方向變化,從而改變了染料的可見光吸收特性,引起顏色變化。這種電光效應(yīng)稱為賓主效應(yīng)。第58頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2)電熱光效應(yīng)外加電場并同時改變液晶溫度,液晶的光學(xué)性質(zhì)會引起變化,這種效應(yīng)稱為電熱光效應(yīng)。第59頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

3.液晶矩陣顯示器的驅(qū)動方式

1)簡單矩陣的驅(qū)動在簡單矩陣的驅(qū)動方式的液晶顯示器中,電極排列形式如圖4-3-2(a)所示。其中,X電極為掃描電極,加掃描電壓;Y電極為信號電極,加信號電壓。X、Y電極的交叉點(Xi,Yi)就是像素。像素數(shù)目決定X、Y交叉點數(shù)。圖中X、Y電極一個交叉點液晶的等效電阻為R,等效電容為C,所以X、Y電極群的各個交叉點液晶像素的等效RC并聯(lián)電路通過X、Y電極的連接,形成一個主體電路,如圖4-3-2(b)所示。第60頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一矩陣顯示常用的掃描方式有兩種:(1)點順序掃描。如圖4-3-2(a)所示,選定一行Xi，依次選擇Y1、Y2、Y3、……、Yn,掃描完一行,再選擇Xi+1行,在點順序掃描中,掃描一個像素的時間是掃描一幅圖像所需時間的1/N2。這個比值稱為“占空系數(shù)”。當N很大時,占空系數(shù)1/N2很小。由于液晶對驅(qū)動信號的有效值產(chǎn)生響應(yīng),所以當占空系數(shù)太小時,有效值電壓的響應(yīng)時間也少,這對液晶響應(yīng)是不利的,要選擇適當?shù)腘。第61頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

(2)行順序掃描。如圖4-3-2(a)所示,選定一行Xi后,依次選擇Y1、Y2、Y3、……Yn同時加信號電壓,即同時選擇Y1、Y2、Y3、……Yn

。這行順序掃描中,一個像素的占空比系數(shù)為1/N,顯然它比點順序掃描的占空系數(shù)大。第62頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-3-2簡單矩陣驅(qū)動方式的液晶顯示器(a)簡單矩陣；(b)簡單矩陣顯示的立體電路第63頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2)有源矩陣液晶屏的驅(qū)動簡單矩陣液晶顯示中,液晶電極間的交叉效應(yīng)嚴重地降低圖像的對比度,而且現(xiàn)有液晶材料的閾值特性不陡峭,掃描受到限制,因此,圖像的分辨力也不高。有源矩陣液晶屏能克服簡單矩陣液晶屏的上述限制。其辦法是在掃描電極和信號電極的交叉處安裝透明的薄膜晶體管開關(guān)或非線性元件與液晶像素串聯(lián),使液晶電極之間的交叉效應(yīng)減小,使液晶像素的閾值特性變陡。有源矩陣液晶顯示屏又分為晶體管驅(qū)動和非線性元件驅(qū)動兩類。第64頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

4.彩色液晶電視接收機

1)彩色液晶電視機的組成圖4-3-3是采用a-siTET有源矩陣液晶屏的彩色液晶電視機的組成框圖。從圖中可以看出,在視頻檢波器檢波之后,增加了色度信號解碼電路和R、G、B信號處理電路,以及采用a-siTET有源矩陣的彩色液晶顯示屏(180列×210行);視頻檢波器輸出的彩色電視信號,一路送到伴音處理電路,產(chǎn)生伴音;另一路送到同步分離,產(chǎn)生行、幀同步脈沖fH、fF;還有一路經(jīng)γ(γ≈2.2)校正后,送到色度解碼電路和R、G、B信號處理電路,輸出R、G、B基色視頻信號。R、G、B三個基色信號分別經(jīng)采樣保持和Y電極驅(qū)動后,送出3行×180列Y電極信號。這時因為一個彩色像素需要R、G、B三個基色信號相加混色得到。行、幀同步脈沖觸發(fā)掃描驅(qū)動器,產(chǎn)生210個每幀行掃描電壓,送到彩色液晶顯示屏的210個X掃描電極進行掃描。采樣時鐘頻率fs是由行頻fH鎖相的壓控晶體振蕩器產(chǎn)生的。fs對一行基色信號采樣180個樣點,對R、G、B三基色共采樣3×180個樣點。第65頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一圖4-3-3彩色液晶電視機的組成框圖第66頁，共77頁，2023年，2月20日，星期一

2)彩色晶體顯示屏圖4-3-4是嵌鑲式三基色濾色片型相加混色的彩色液晶顯示屏的橫剖面示意圖。起偏光片和檢偏光片的偏振方向相同,同為垂直方向。TN液晶閥(見圖中的色條)中摻有黑色染料分子,有利于關(guān)閉濾色片,使其不透光。不加電場時,液晶分子與上、下基片表面平行,但TN扭曲向列液晶層時,使沿液晶分子扭轉(zhuǎn)90°,入射液晶的直線偏振光的偏振方向被遮斷(亦即入射的光通不過濾色片),故在光出射端看不到濾色光。第67頁，共77