电视技术 第1章黑白电视机基本原理 1光栅的形成 电视机荧光屏上所呈现的光称为光栅,它是由电子扫描运动而形成的。 黑白显像管 结构 显像管是一种阴极射线管(或称电子射线管),英文代号为CRT,图1-1为黑 白显像管结构示意图,黑白显像管由荧光屏、电子枪及玻璃外壳组成 板书图11 2.电子枪 电子枪由灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极及高压阳极组成。其任务是发射 电子束轰击荧光屏 灯丝:加热阴极,使阴极发射电子。 阴极:阴极被加热后,就会向外发射电子。 栅极:可控制电子的发射量。 加速极:电子起加速作用,使电子高速向荧光屏方向运行。 聚焦极:将较粗的电子束聚成很细的电子束。电子束越细,重现的图像就越清晰 高压阳极:使电子束能高速轰击荧光屏上的荧光粉,使荧光粉发光。 玻璃外壳 玻璃外壳包括管颈、锥体和玻屏三部分。 4.荧光屏 玻屏内壁上涂有一层约10μm(微米)厚的荧光粉,故通常称为荧光屏或屏幕。 荧光屏近似长方形,宽高比为4:3。电视机的尺寸通常以荧光屏的对角线长度来计 电子扫描 1.光栅的形成 电子束未受任何外力作用时,它就在屏幕中心位置产生一个亮点。如果让电子 束在荧光屏上扫描就会形成光栅 行扫描:电子束不断从左至右进行偏转称为行扫描(也称水平扫描)。行扫描 的结果会在屏幕上产生一条水平亮线。 场扫描:电子束不断从上至下进行偏转称为场扫描(也称垂直扫描)。场扫描 能在屏幕上产生一条垂直亮线
电视技术 第 1 页 1 第 1 章 黑白电视机基本原理 1.1 光栅的形成 电视机荧光屏上所呈现的光称为光栅，它是由电子扫描运动而形成的。 一. 黑白显像管 1. 结构 显像管是一种阴极射线管（或称电子射线管），英文代号为 CRT，图 1-1 为黑 白显像管结构示意图，黑白显像管由荧光屏、电子枪及玻璃外壳组成。 板书图 1-1 2. 电子枪 电子枪由灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极及高压阳极组成。其任务是发射 电子束轰击荧光屏。 灯丝：加热阴极，使阴极发射电子。 阴极：阴极被加热后，就会向外发射电子。 栅极：可控制电子的发射量。 加速极：电子起加速作用，使电子高速向荧光屏方向运行。 聚焦极：将较粗的电子束聚成很细的电子束。电子束越细，重现的图像就越清晰。 高压阳极：使电子束能高速轰击荧光屏上的荧光粉，使荧光粉发光。 3. 玻璃外壳 玻璃外壳包括管颈、锥体和玻屏三部分。 4. 荧光屏 玻屏内壁上涂有一层约 10μm（微米）厚的荧光粉，故通常称为荧光屏或屏幕。 荧光屏近似长方形，宽高比为 4∶3。电视机的尺寸通常以荧光屏的对角线长度来计 量。 二. 电子扫描 1.光栅的形成 电子束未受任何外力作用时，它就在屏幕中心位置产生一个亮点。如果让电子 束在荧光屏上扫描就会形成光栅。 行扫描：电子束不断从左至右进行偏转称为行扫描（也称水平扫描）。行扫描 的结果会在屏幕上产生一条水平亮线。 场扫描：电子束不断从上至下进行偏转称为场扫描（也称垂直扫描）。场扫描 能在屏幕上产生一条垂直亮线
电视技术 实际中,电子束的两种扫描是同时进行的,且行扫描的速度远大于场扫描的速 度,这样就在屏幕上形成一行接一行略向右下方倾斜的水平亮线,这些亮线合成为 光栅 2.逐行扫描 电子从左至右,从上至下一行紧接一行地进行扫描叫逐行扫描。 每一行扫描均包含两个过程,即行正程和行逆程 每一场扫描也由两个过程组成,即场正程和场逆程。 3.隔行扫描 隔行扫描是一种先扫奇数行,再扫偶数行的扫描方式。采用隔行扫描后,一帧( 幅)图像分两场扫完。 4.扫描参数的规定 我国对电视扫描的参数规定如下 帧图像的总行数为625行,分两场扫描,每一场总扫描行数为312.5行。行 扫描频率为15625Hz,周期为64μs,其中正程占52μs,逆程占12μs。场频为50Hz (帧频为25Hz),场周期为20ms,其中正程占18.4ms左右,逆程占1.6ms左右。 三偏转线圈 偏转线圈套在显像管的管颈上,用以产生偏转磁场,控制电子束从左到右,从上 至下进行扫描运动。 1.组成 偏转线圈由行偏转线圈、场偏转线圈、磁环、中心位置调节器构成,如下图所示。 行偏转线圈 场偏转线国中心调节环 2.对偏转线的要求 行场偏转线圈的位置必须垂直,上、下两个绕组必须对称,且匝数均匀,否则光 栅会出现几何失真现象。如平行四边形失真、梯形失真、枕形或桶形失真等。 3.偏转电流
电视技术 第 2 页 2 实际中，电子束的两种扫描是同时进行的，且行扫描的速度远大于场扫描的速 度，这样就在屏幕上形成一行接一行略向右下方倾斜的水平亮线，这些亮线合成为 光栅。 2. 逐行扫描 电子从左至右，从上至下一行紧接一行地进行扫描叫逐行扫描。 每一行扫描均包含两个过程，即行正程和行逆程。 每一场扫描也由两个过程组成，即场正程和场逆程。 3. 隔行扫描 隔行扫描是一种先扫奇数行，再扫偶数行的扫描方式。采用隔行扫描后，一帧（一 幅）图像分两场扫完。 4. 扫描参数的规定 我国对电视扫描的参数规定如下： 一帧图像的总行数为 625 行，分两场扫描，每一场总扫描行数为 312.5 行。行 扫描频率为 15625Hz，周期为 64μs，其中正程占 52μs，逆程占 12μs。场频为 50Hz （帧频为 25Hz），场周期为 20ms，其中正程占 18.4ms 左右，逆程占 1.6ms 左右。 三 偏转线圈 偏转线圈套在显像管的管颈上，用以产生偏转磁场，控制电子束从左到右，从上 至下进行扫描运动。 1. 组成 偏转线圈由行偏转线圈、场偏转线圈、磁环、中心位置调节器构成，如下图所示。 2. 对偏转线的要求 行场偏转线圈的位置必须垂直，上、下两个绕组必须对称，且匝数均匀，否则光 栅会出现几何失真现象。如平行四边形失真、梯形失真、枕形或桶形失真等。 3.偏转电流
电视技术 为了让电子束能从上至下,从左至右进行扫描运动,必须向行、场偏转线圈提供 锯齿波电流。电流波形如下图所示。当行扫描锯齿波电流流过行偏转线圈时,行偏 转线圈会产生垂直方向的磁场,使电子束在水平方向上偏转。同理,当场扫描锯齿 波电流流过场偏转线圈时,场偏转线圈会产生水平方向磁场,使电子束在垂直方向 上偏转。扫描电流的幅度越大,电子束的偏转幅度也就越大,从而使屏幕上光栅的 幅度也越大。通常将垂直方向上的光栅幅度称为场幅,将水平方向上的光栅幅度称 为行幅。 h行扌 场扫描电流 一个行周期 一个场周期 程 }逆程 光栅中心位置调整 由于生产显像管时,不可避免地会存在工艺误差,使电子枪的轴线和管颈的轴线 不重合,或者偏转线圈的中心轴线与管颈的轴线不重合,从而造成光栅向屏幕的 侧偏离。为了克服这一现象,常在偏转线圈上设有两片带磁性的调节器,叫中心位 置调节磁环(或叫中心位置调节器)。中心位置调节磁环可产生一个外加磁场,并 使电子束的偏转情况得到校正,确保光栅与屏幕的几何中心相重合
电视技术 第 3 页 3 为了让电子束能从上至下，从左至右进行扫描运动，必须向行、场偏转线圈提供 锯齿波电流。电流波形如下图所示。当行扫描锯齿波电流流过行偏转线圈时，行偏 转线圈会产生垂直方向的磁场，使电子束在水平方向上偏转。同理，当场扫描锯齿 波电流流过场偏转线圈时，场偏转线圈会产生水平方向磁场，使电子束在垂直方向 上偏转。扫描电流的幅度越大，电子束的偏转幅度也就越大，从而使屏幕上光栅的 幅度也越大。通常将垂直方向上的光栅幅度称为场幅，将水平方向上的光栅幅度称 为行幅。 4. 光栅中心位置调整 由于生产显像管时，不可避免地会存在工艺误差，使电子枪的轴线和管颈的轴线 不重合，或者偏转线圈的中心轴线与管颈的轴线不重合，从而造成光栅向屏幕的一 侧偏离。为了克服这一现象，常在偏转线圈上设有两片带磁性的调节器，叫中心位 置调节磁环（或叫中心位置调节器）。中心位置调节磁环可产生一个外加磁场，并 使电子束的偏转情况得到校正，确保光栅与屏幕的几何中心相重合。 正程 正程 逆程 逆程 t t I I H V 52us 12us 18.4ms 1.6ms 一个行周期 一个场周期 行扫描电流 场扫描电流
视技术 1.3全电视信号 .全电视信号 全电视信号的结构 图像信号、复合同步信号、复合消隐信号、开槽脉冲及前后均衡脉冲所构成的 信号称为全电视信号 2.图像信号 图像信号是由摄像管的电子扫描运动产生的。 电子束在光敏靶上从左至右扫完一行便可输出一行图像信号,从上至下扫完 场便可输出一场图像信号 2.同步信号 同步信号的作用是确保发射端和接收端的扫描完全同步,进而保证图像的稳定 还原 摄像管每扫完一行,便在该行图像信号后插入一个行同步信号。每扫完一场 也在该场图像信号后,插入一个场同步信号 3.消隐信号 在回扫期间,需要传送一个脉冲来关掉显像管的电子束,以免回扫线在荧光屏上 出现。 每一个行逆程都得传送一个行消隐脉冲,每一个场逆程也得传送一个场消隐脉 冲,它们分别构成了行消隐信号和场消隐信号。 4.开槽脉冲 为了确保场同步期间,电视机仍具有很好的行同步性能,避免每一场启始几行出 现行失步现象,还必须对场同步信号进行开槽处理,形成开槽脉冲。开槽脉冲的宽 度为4.7μs 5.全电视信号波形 全电视信号波形见教材图1-8(D)图所示 同步脉冲电平是100%,黑色电平是75%,白色电平为12.5%,图像电平范围在 12.5%~75%之间 二.电视广播信号的发射
电视技术 第 4 页 4 1.3 全电视信号 一.全电视信号 1. 全电视信号的结构 图像信号、复合同步信号、复合消隐信号、开槽脉冲及前后均衡脉冲所构成的 信号称为全电视信号。 2. 图像信号 图像信号是由摄像管的电子扫描运动产生的。 电子束在光敏靶上从左至右扫完一行便可输出一行图像信号，从上至下扫完一 场便可输出一场图像信号。 2.同步信号 同步信号的作用是确保发射端和接收端的扫描完全同步，进而保证图像的稳定 还原。 摄像管每扫完一行，便在该行图像信号后插入一个行同步信号。每扫完一场， 也在该场图像信号后，插入一个场同步信号。 3. 消隐信号 在回扫期间，需要传送一个脉冲来关掉显像管的电子束，以免回扫线在荧光屏上 出现。 每一个行逆程都得传送一个行消隐脉冲，每一个场逆程也得传送一个场消隐脉 冲，它们分别构成了行消隐信号和场消隐信号。 4.开槽脉冲 为了确保场同步期间，电视机仍具有很好的行同步性能，避免每一场启始几行出 现行失步现象，还必须对场同步信号进行开槽处理，形成开槽脉冲。开槽脉冲的宽 度为 4.7μs。 5. 全电视信号波形 全电视信号波形见教材图 1-8（D）图所示。 同步脉冲电平是 100%，黑色电平是 75%，白色电平为 12.5%，图像电平范围在 12.5%～75%之间。 二. 电视广播信号的发射
电视技术 1.调制 调制方式有三种,即调幅、调频和调相 调幅: 调频 调相 2.全电视信号的传送 全电视信号采用调幅方式进行传送。载波选在超短波中ⅤHF段和UHF。经调幅 后,形成已调信号,称高频图像信号。其波形见教材图1-10 高频图像信号的幅度随全电视信号的变化规律而变化,从而形成了上下两个包 络。在电视机中,使用检波电路就能将包络取出来,即还原出全电视信号来。 3.残留边带传送 全电视信号的频率范围为0~6MHz。它对高频载波进行调幅后,已调信号的频 率成分除了原来的载频以外,又增加了两个频带:从后6~6+6MHz,叫做上边带: 从f~6-6MHz,叫做下边带。上、下两边带总的频率范围为1MHz,如下图所示。 目前的电视广播都采用残留边带方式传送。所谓“残留边带”是指在传送某一边 带的同时,也传送另一边带靠近后的部分。 0. 75MHz 边 12MHz 6MHz 2.伴音信号的传送 为了防止图像和伴音之间的干扰并提高声音的传输质量,伴音都采用调频方式 进行传送 3.高频电视信号的频谱结构 1. 25MHz fo:图像载频 fs:伴音载频
电视技术 第 5 页 5 1. 调制 调制方式有三种，即调幅、调频和调相。 调幅： 调频： 调相： 2. 全电视信号的传送 全电视信号采用调幅方式进行传送。载波选在超短波中 VHF 段和 UHF。经调幅 后，形成已调信号，称高频图像信号。其波形见教材图 1-10。 高频图像信号的幅度随全电视信号的变化规律而变化，从而形成了上下两个包 络。在电视机中，使用检波电路就能将包络取出来，即还原出全电视信号来。 3. 残留边带传送 全电视信号的频率范围为 0～6MHz。它对高频载波进行调幅后，已调信号的频 率成分除了原来的载频以外，又增加了两个频带：从 f0～f0＋6MHz，叫做上边带； 从 f0～f0-6MHz，叫做下边带。上、下两边带总的频率范围为 12MHz，如下图所示。 目前的电视广播都采用残留边带方式传送。所谓“残留边带”是指在传送某一边 带的同时，也传送另一边带靠近 f0 的部分。 2. 伴音信号的传送 为了防止图像和伴音之间的干扰并提高声音的传输质量，伴音都采用调频方式 进行传送。 3. 高频电视信号的频谱结构 o s 6MHz 1.25MHz 幅度 0.75MHz 频率 8MHz 6.5MHz 0.25MHz o：图像载频 s：伴音载频 f f f f o-6MHZ o o+6MHZ 12MHz 下边带 上边带 o o+6MHZ 下边带 上边带 6MHz 1.25MHz 0.75MHz 不传送 幅度 幅度 频率 频率 f f f f f