電視原理課件

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二、電視技術的開展歷程三、我國電視事業(yè)的開展四、應用電視系統(tǒng)

五、學習中的本卷須知

0.

緒論一、電視技術是20世紀人類最偉大的創(chuàng)造之一

1．電視是人類進行信息傳播變革中影響最大的研究成果

〔1〕電視是最具活力的群眾傳媒的主要載體。

它兼容了電影、戲劇、雕塑、音樂、繪畫、建筑、舞蹈、文學等各類空間藝術形式和時間藝術之所長，通過電子編輯手段進行再加工、再創(chuàng)造，已形成了獨特的“電視文化〞。

〔2〕在某種程度上改變了人們的思想觀念和生活方式。

人們通過電視，可以得到與世界、與社會的某種聯(lián)系，可以得到新的信息、新的知識，對根本不可能親歷的事件可以目睹，對終身難以涉足的異域可以一覽無余。

〔3〕在電視時代，觀眾時刻面臨著理性與感性的考驗。

電視商業(yè)化傾向嚴重；電視降低人與人之間進行交流和溝通；在電視時代，觀眾時刻面臨著理性與感性的考驗：是否翻開電視機；翻開電視機看什么；能否果斷關上電視機。

2．電視技術是現(xiàn)代科學技術最先進研究成果的集合體

〔1〕現(xiàn)代電視技術集電子學、大規(guī)模集成電路、光學、電磁學、材料科學、衛(wèi)星技術、數(shù)字信號處理、色度學、人類視覺科學等多學科成果于一身的綜合性技術?！?〕電視技術的開展速度在很大程度上取決于國家的工業(yè)化水平和社會的經(jīng)濟狀況。

〔3〕電視技術的進步和開展不僅依賴于這些學科的進步和開展，同時還極大的推動著這些學科的進步和開展。

〔4〕在我們國家和一些興旺國家，電視技術產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟中的支柱產(chǎn)業(yè)之一。

電視已伴隨人類進入了21世紀，并將繼續(xù)發(fā)揮它的巨大作用。二、電視技術的開展歷程

1．電視的誕生

19世紀末，少數(shù)先驅(qū)者設想并開始研究設計圖像的傳送技術。1873年英國科學家約瑟夫·梅發(fā)現(xiàn)硒元素的光電特性，為后來電視技術的的創(chuàng)造奠定了基礎。

“尼普柯夫圓盤〞上螺旋形排列著一些孔洞，當這個盤子旋轉(zhuǎn)時，通過每個孔洞可以瀏覽一幅圖像的一行，光線透過這個孔洞照在這幅圖像便完成了一次行掃描，硒光電池將圖像的反射光轉(zhuǎn)變成電信號，下一個孔洞順序掃描緊挨著的那局部圖像，直到完整的圖像全部被掃描。

1883年圣誕節(jié)〔一說為1884年〕，德國電氣工程師尼普柯夫〔P.Nipkow〕用他創(chuàng)造的“尼普柯夫圓盤〞使用機械掃描方法，作了首次發(fā)射圖像傳送的實驗。每幅畫面有24行掃描線，圖像相當模糊。

1923年，美籍俄國人茲沃爾金〔V.K.Zworykin〕創(chuàng)造靜電積貯式攝像管，后來又創(chuàng)造電子掃描式顯像管，這是近代電視攝像術的先驅(qū)。在1929年11月18日，Zworykin示范他的全部電子電視接收器。V.K.Zworykin1939年前后使用電視顯象管和攝像管

1908年，英國肯培爾.斯文頓、俄國羅申克夫提出電子掃描原理，奠定了近代電視技術的理論基礎。

1927～1929年，貝爾德通過電纜首次進行機電式電視試播，并進行短波電視試驗，英國播送公司開始試驗播發(fā)電視節(jié)目。

1936年11月2日是一個值得紀念的日子，位于英國市郊的亞歷山大宮的英國播送公司電視臺開始正式播出。這是世界上第一座正式開播的電視臺，人們把這一天作為電視事業(yè)的開端。英國正式開播的電視在開始時仍為機電系統(tǒng)，4個月后被電子系統(tǒng)取代。

1925年，英國的貝爾德〔J.L.Baird〕，根據(jù)“尼普科夫圓盤〞進行了新的研究工作，創(chuàng)造機械掃描式電視攝像機和接收機。當時畫面分辨率僅30行掃描線，掃描器每秒只能5次掃過掃描區(qū)，畫面本身僅有2英寸高、1英寸寬。1926年，貝爾德向英國報界作了一次播發(fā)和接收電視的表演，開創(chuàng)了電視技術研究的先河。

J.L.Baird的機械掃描電視系統(tǒng)MZTV博物館的J.L.BairdTelevisor

1941年，國家電視標準會確定的電視技術標準為每秒30幀、每幀525行。〔就每幀行數(shù)和場頻來說，現(xiàn)行電視標準主要有525行/60幀和625行/50幀兩種〕同年7月1日，聯(lián)邦通信會正式批準建立第一座電視臺全國播送公司的紐約WNBT電視臺。RCATRK91939〔

〕RCATRK121939〔RCA:無線電公司〕

2．電視圖像的彩色化

電視也同電影一樣，經(jīng)歷了一個由黑白到彩色的開展過程，是世界上最早播出彩色電視節(jié)目的國家。

1953年，國家電視制式會提出NTSC〔NationalTelevisionSystemmittee〕制。1954年全國播送公司、哥倫比亞播送公司，采用NTSC制式首次播出彩色電視節(jié)目。、加拿大分別于1957、1966年采用同一制式播出。1956年，法國提出SECAM〔SEquentialCouleurAvecMemoire〕制。1960年，聯(lián)邦德國提出PAL〔PhaseAlternationLine-by-Line〕制。為便于轉(zhuǎn)播和交換節(jié)目，各國曾屢次討論統(tǒng)一電視制式問題，但由于政治及經(jīng)濟等方面的原因，始終未能達成一致。于是，國際上便形成了3種彩色電視制式同時并存的局面。彩色電視機在哪國使用必須符合該國的黑白體制、彩色制式及頻道劃分，還要注意電源標準〔有110伏/60赫與220伏/50赫之分〕，這樣才能保證接收機安全可靠地接收到良好的彩色圖像和伴音。目前世界上采用PAL制的國家最多。中國所采用的電視制式為PAL/D，國家標準為：每幀掃描625行，每秒25幀。

3．衛(wèi)星播送電視的出現(xiàn)

1962年，發(fā)射“電星一號〞通信衛(wèi)星，進行了橫跨大西洋的電視節(jié)目傳送實驗，這是一顆低軌道衛(wèi)星，使用起來受到許多限制。1963年發(fā)射了世界第一顆同步通信衛(wèi)星“同步二號〞。

1964年，國際通信衛(wèi)星組織的第一顆商用通信衛(wèi)星“國際通信衛(wèi)星一號〞啟用，使世界正式進入了衛(wèi)星通信時代，國際間進行電視節(jié)目的傳送和轉(zhuǎn)播成為現(xiàn)實。1969年7月20日阿波羅11號的整個登月過程就是通過衛(wèi)星傳送49個國家，有7.2億人同時收看到了這個節(jié)目。

4．高清晰度電視〔HDTV〕

電視已深入了我們的日常生活，成了我們?nèi)粘Ｉ畹囊痪植浚俏覀內(nèi)粘Ｓ^看的電視畫面同電影〔35mm〕相比還顯得很粗糙，這是因為目前構(gòu)成電視畫面的像素較少的緣故。因而，人們又開發(fā)研制出了高清晰度電視〔HDTV〕。高清晰度電視的“高清晰度〞指與現(xiàn)行電視相比，其水平和垂直兩個方向的圖象分辨率都要求提高一倍以上，使用大屏幕顯示器近距離觀看時，圖象細膩逼真，無閃爍和粗糙感，并配以數(shù)字環(huán)繞音響伴音。但凡曾欣賞過HDTV視聽效果的人們，無一例外會感慨“這才是真正的家庭影院系統(tǒng)〞！

我國HDTV標準為1920×1080i，每幀圖像有207萬個像素。

在HDTV的開展進程中，經(jīng)歷了一個由模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)化的過程。是高清晰度電視研究與開發(fā)起步最早的國家，早在1985年就建立了1125線、每秒60幀的MUSE制式〔全視頻帶寬30MHz〕的HDTV。遺憾的是，人在把所有的精力放在努力去完善模擬電視的清晰度、夢想建立一個全球性的高清晰度電視標準的同時，卻無視了數(shù)字技術開展的大趨勢，并為此付出沉重的代價。不僅花費了巨額的資金，更重要的是耽誤了無可挽回的時間。目前，的數(shù)字電視技術要比和歐洲落后大約四、五年。

數(shù)字電視〔DTV〕包括普及型數(shù)字電視〔DPTV，352×288i，約300電視線〕、標準清晰度數(shù)字電視〔SDTV，704×576i或720×480i，約500電視線，相當于DVD標準〕和高清晰度數(shù)字電視〔HDTV，1920×1080i，約1000電視線〕，均采用MPEG-2/1數(shù)字壓縮技術。標準清晰度電視的圖像和伴音的質(zhì)量都比目前模擬電視有所提高，并且其頻道利用率高，在目前模擬電視的一個頻道內(nèi)可以同時播4套〔或更多〕標準清晰度節(jié)目。目前我國各省級電視臺的通過衛(wèi)星傳送的電視節(jié)目均是采用MPEG-2數(shù)字壓縮的標準清晰度數(shù)字電視〔SDTV〕電視節(jié)目。5、數(shù)字電視〔DTV〕

全數(shù)字高清晰度電視能實現(xiàn)在現(xiàn)有地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)中傳輸高清晰度電視信號。的全數(shù)字高清晰度電視已到達實用化，2006年后，停止播送模擬電視節(jié)目。

1998年9月8日至12日的5天時間里，中央電視臺利用我國研制成功第一套數(shù)字高清晰度電視系統(tǒng)試驗發(fā)射了數(shù)字高清晰度電視節(jié)目，成為繼、歐洲和之后世界上第四個擁有數(shù)字高清晰度電視地面播送傳輸系統(tǒng)的國家。1999年1月7日至10日，在拉斯維加斯舉行的消費電子展覽會〔CES〕上，康佳集團展示了第一代全數(shù)字高清晰度電視機〔HDTV〕T3298，T3298是由康佳集團深圳總部和硅谷康佳開發(fā)中心利用國際領先技術開發(fā)出來的全數(shù)字電視接收機。國慶50周年慶典上，我國在北京試播了高清晰度數(shù)字電視，試驗播出所用發(fā)送設備由歐美進口，這次試播的接收設備是我國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟試制的第二代高清晰度電視，并在技術標準上實現(xiàn)了ATSC和DVB〔美、歐兩大陣容〕標準兼容。

我國已于1998年11月組成了DTVIA〔中國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟〕，聯(lián)合開發(fā)我國的DTV。廣電總局已制定了我國推廣和應用DTV的時間方案表和相關標準，在“十五〞期間首先實現(xiàn)SDTV〔標準清晰度數(shù)字電視系統(tǒng)〕的衛(wèi)星播送，通過SDTV的過渡階段完成HDTV〔高清晰度數(shù)字電視系統(tǒng)〕的產(chǎn)業(yè)化準備，牢牢掌握國內(nèi)以及周邊巨大的DCTV〔數(shù)字彩色電視〕市場，抵御國外同類產(chǎn)品的打入和競爭〔中國的國內(nèi)市場完全有能力支撐起一個獨立的數(shù)字電視標準〕。方案明確指出：2003年公布我國自主制定的DTV標準和詳盡細則，并在2010年全國實現(xiàn)DTV播送，與興旺國家〔除外〕的開展是同步的。根據(jù)我國國情，中國的DTV將會走DPTV、SDTV和HDTV三者并舉、長期共存、逐步過渡的開展道路。

6．其它相關技術的開展與應用

電視問世之初，新聞性節(jié)目大量采用電影膠片拍攝，其傳遞、洗印、編制過程同新聞的時效要求距離很大。60年代初期，所有電視新聞影片從35毫米改進為16毫米，并且能做到聲象同時收錄，但電視新聞的基本錄制狀況沒有改變。

1956年安培公司研制成功了錄像機，電視節(jié)目的制作與保存辭別對電影膠片的依賴，使電視節(jié)目的制作發(fā)生了根本性的變化。可以說，這是電視技術開展史上的一次革命，提高了電視新聞的時效性，使電視真正發(fā)揮了聲像兼?zhèn)?、傳播迅速的現(xiàn)代化新聞報道工具的作用。雙向有線電視系統(tǒng)及HFC〔Hybridfibercoax〕光纖同軸電纜混合有線電視系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，用戶不僅可以收看播送電視和SDTV節(jié)目、還可以利用線纜調(diào)制解調(diào)器〔CableModem〕將PC機等設備連接到互聯(lián)網(wǎng)上〔上行帶寬可達10M，下行帶寬可達100M，共享〕，撥打IP，進行視頻點播〔VOD〕等。

三、我國電視事業(yè)的開展

1958年5月1日，中國第一座電視臺中央電視臺〔早期稱北京電視臺，1978年5月1日改稱現(xiàn)名〕使用二頻道試播黑白電視，9月2日正式播出。當時發(fā)射天線加設在播送大廈的塔樓頂上，高度為80米。覆蓋半徑25公里。1958年7月，又研制出中國第一輛3信道電視轉(zhuǎn)播車。中央電視臺開播后不久，從蘇聯(lián)進口了200部黑白電視機，以后天津播送器材廠很快試制出“北京〞牌電視機。繼中央電視臺開播后，一些大城市也相繼開辦黑白電視播送。1958年10月1日上海電視臺開始試播，12月20日哈爾濱電視臺〔即今天的黑龍江電視臺〕開始試播。到1961年底，全國共建地方電視臺19座。1959年，無錫市建立中國第一座電視轉(zhuǎn)播臺，用差轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)播上海電視臺的節(jié)目。

1960年5月1日在北京建成了第一個彩電試驗臺，用NTSC制進行了試播。但后來也由于國民經(jīng)濟暫時困難而“下馬〞。1969年彩電研究二度開展并決定暫用PAL制〔1982年正式?jīng)Q定PAL/D制為中國彩色電視的標準制式〕。1973年5月1日，中央電視臺用8頻道在北京地區(qū)試播，同年10月1日正式播出。從1977年7月25日起，中央電視臺的第一套節(jié)目全部改為彩色播出。

到1997年，我國已形成年產(chǎn)彩色電視機3000萬臺的生產(chǎn)能力，出口量500萬臺。產(chǎn)品質(zhì)量和技術水平已進入國際先進行列，平均無故障工作時間已達1.5萬小時。彩電總體國產(chǎn)化率到達80%以上，國內(nèi)市場占有率已超過90%。到2000年，我國擁有電視機2.5億臺，8億多固定電視觀眾，電視人口覆蓋率到達90%。1999年10月1日，中央電視臺高清晰度電視試播成功。

四、應用電視系統(tǒng)

“應用電視〞是一個專業(yè)術語，除了專業(yè)人士，一般人知道的并不多。從專業(yè)技術上來說，電視分為播送電視〔BroadcastingTelevision--BTV〕和應用電視〔AppliedTelevision--ATV〕兩大類。我們把用于播送的電視稱為“播送電視〞，它的主要用途是作為群眾傳播媒介，向群眾提供電視節(jié)目，豐富人們的文化生活，我們天天看的就是播送電視。另一類電視就是“應用電視〞則是播送電視之外的所有電視的統(tǒng)稱，也稱為非播送電視〔Non-BroadcastingTelevision--NBTV〕，有時也稱為閉路電視〔ClosedCircuitTelevision--CCTV〕。早期主要在工業(yè)中應用，多稱為工業(yè)電視，進入二十世紀九十年代以后，大量普及地使用于商場、飯店、銀行、車站等地，用于安全防范、監(jiān)視控制的目的，并為廣闊公眾所熟知，遂被稱為監(jiān)控電視，因此，約定俗成，不僅普通人而且專業(yè)人士也把絕大多數(shù)的應用電視叫做監(jiān)控電視了。

1．應用電視的構(gòu)成實際的應用電視都是一個完整的系統(tǒng)，一般由三個基本局部構(gòu)成：①產(chǎn)生圖像的攝像機或成像裝置。②圖像的傳輸與控制設備。③圖像的處理與顯示設備。其中攝像機是系統(tǒng)的核心局部，一個系統(tǒng)的規(guī)模大小往往用攝像機的數(shù)量來衡量。

2．應用電視的分類應用電視包含的內(nèi)容多，應用范圍廣，因此種類繁多。通常根據(jù)技術原理、使用目的、環(huán)境條件、要求的功能等因素，把應用電視分為四大類：通用型應用電視、特種成像方式應用電視、特殊環(huán)境下使用的應用電視，以及具有特種功能的應用電視。

⑴通用型應用電視即人們所說的“監(jiān)控電視〞或“閉路電視〞。

⑵特種成像方式應用電視用X射線成像的醫(yī)學檢查和工業(yè)探傷的X光電視；近紅外線成像的主動式和被動式紅外電視；用遠紅外線〔熱輻射〕成像的夜視電視和熱釋電電視〔可用于夜間事偵察、乳腺癌普查、火災現(xiàn)場搜救等〕；這幾種電視攝像機的掃描原理基本上是采用常規(guī)的電視掃描制式。

⑶特殊環(huán)境下使用的應用電視

它往往是用通用型攝像機根據(jù)具體的環(huán)境配上必要的防護裝置構(gòu)成，有時也采用特殊設計的攝像機。屬于這類應用電視的有以下幾種：高溫電視、低溫電視、水下電視、防爆電視、在核反響裝置中工作的攝像機、醫(yī)用和工業(yè)用的電子窺鏡電視攝像機等等。

⑷具有特種功能的應用電視

這種電視的主要特點是，它的功能不僅僅是獲取景物的圖像，更重