黑白电视机原理与检修
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1.5 全电视信号

一个完整的全电视信号应包括以下内容:图像信号、复合同步信号(行同步信号、场同步信号)、复合消隐信号(行消隐信号、场消隐信号)、场均衡脉冲(前均衡脉冲、后均衡脉冲)、开槽脉冲。

1.5.1 图像信号

图像信号是由发送端的摄像管产生。一帧图像由摄像管扫描分解为625行,每一行周期为64μs,正程的52μs时间内获得一行图像信号。

图像信号反映了图像各像素的亮暗信息,它随图像内容的改变而改变。在表示图像信号时,以52μs间隔画一条任意的单曲线。图像信号的幅度为最高电平的12.5%~75%。我国电视广播采用负极性图像信号,即图像信号电平越高,表示传送的图像越暗。对于负极性图像信号,如果以同步头的顶端为100%电平进行计算,那么幅度为12.5%的电平对应了白色,称为白色电平,幅度为75%的电平对应了黑色,称为黑色电平。在白色与黑色电平中间即为灰色电平,灰色的深度随幅度增加而加大。由此可见,当图像信号电平处于 12.5%附近时,显像管屏幕最亮,而消隐信号正处于幅度为75%处,因而是黑色电平,即显像管不亮。行、场同步脉冲的幅度为 100%,处于黑电平之上,所以被认为是比黑色电平还黑的电平。图 1-23中,为屏幕上显示白、灰、黑三根竖条的图像及其对应的图像信号波形。

图1-23 全电视信号(基本部分)

1.5.2 消隐信号

无论是在摄像管或在显像管中,电子束扫描时,其行、场扫描逆程产生的回扫线,对正常图像都起着干扰作用,所以在电视技术中要由发射台发送一个幅度足够大、持续时间足够长的脉冲,使显像管阴极发射的束电流在水平与垂直回扫期间截止,从而消除上述回扫线。这些脉冲称为消隐脉冲,它是由发射台在发送电视信号的同时发出的。

消隐信号分行消隐信号与场消隐信号。行消隐信号出现在行扫描逆程时间,用来消除行回扫线,行消隐信号的脉冲宽度为 12μs,行消隐信号的波形如图 1-23 所示。场消隐信号出现在场扫描逆程时间,用来消除场回扫线,场消隐信号的脉冲宽度为25H+12μs(H代表行周期),场消隐信号波形如图1-24所示。消隐信号的电平为75%。

1.5.3 同步信号

同步信号的作用是:使电视接收机电子束的扫描与电视台摄像机中电子束的扫描完全同步。所谓同步,就是指每一行及每一场电子束运动具有相同的起点和终点。例如当摄像管在进行第一场第一行扫描时,电子束的起点在屏幕上的左上角,这时显像管电子束也应打在左上角,而且在整个扫描过程中,都要保持这种同步关系,才能保持接收机图像的完整。否则,电视接收机与电视台摄像机中电子束的扫描不同步,结果可能会使接收机上重现的图像发生垂直滚动并且在水平方向撕裂。同步信号分行同步信号与场同步信号。

1.行同步信号

行同步信号出现在行扫描逆程时间,在行消隐脉冲之上,脉宽4.7μs,电平100%,它的作用是使接收机中的行扫描与发送端行扫描同步。行同步信号波形如图1-23所示。

图1-24 全电视信号波形图

2.场同步信号

场同步信号出现在场扫描逆程时间,在场消隐脉冲之上,脉宽160μs,电平100%,它的作用是使接收机中的场扫描与发送端场扫描同步。

1.5.4 均衡脉冲和开槽脉冲

由于场同步脉冲的宽度为二个半行周期,如果不采取措施,会在此期间丢失三个行同步脉冲,使行同步信号中断,造成场扫描开始部分的行同步紊乱,引起图像上部扭曲。为了避免上述情况的发生,在场同步脉冲上开五个小槽,称为槽脉冲。槽脉冲宽度与行同步脉冲宽度一样,它的后沿与行同步脉冲前沿相位一致。这样,在场同步脉冲期间,槽脉冲起到行同步脉冲的作用,可保证行同步信号的连续性,以消除图像上部不同步现象。场同步信号及开槽脉冲如图1-24所示。

1.5.5 视频图像信号的频带

视频图像信号的频带宽度与一帧图像的像素个数有关,像素个数越多,视频图像信号的频带越宽。我国电视的扫描行数为625行,而一帧图像中两场的逆程回扫约占了50行。因此,一帧图像的实际扫描行数为575行(625行−50行=575行)。也就是说,一帧图像由575行像素组成。假设像素是正方形的,且荧光屏光栅水平长度与垂直长度比为 4∶3,因此一帧图像的总像素个数约为

视频图像信号的频带宽度等于其最高频率与最低频率之差,最低频率可认为是零(对应不变的全黑或全白画面)。所以图像信号频带宽度就等于其最高频率。图像细节越细,黑白电平变化越快,信号的频率就越高。例如,图 1-25(a)所示图像的电信号是周期为 64μs,频率为15 625Hz的方波;图1-25(b)所示图像的电信号周期为20ms,频率为50Hz;图1-25 (c)所示图像的电信号周期为32μs,频率为15 625×2Hz,它比图1-25(a)所示图像竖条增加了一倍,频率也相应增加了一倍。可见,图像信号的最高频率由划分最细的图案决定,这种图像是以像素为基本单元,一个像素亮,一个像素暗,交替出现的图案,如图 1-26(a)所示。与这种图像对应的电信号如图1-26(b)所示,它的频率为

图1-25 图像信号的频率

图1-26 划分最细的复杂图像及其电信号

如果考虑其他因素的影响,可以认为图像信号的最高频率约为 6MHz。这样图像信号频带宽度为6MHz。视频图像信号的频带宽度也可以认为是6MHz。

前面在计算图像信号的最高频率时,用一帧图像有总像素个数乘以25,表示每秒钟可以传送的像素总个数。如果我们不采用隔行扫描方式,而采用每秒钟传送50幅图像的逐行扫描方式,则在求图像信号最高频率时应乘以 50,这样得到的全电视信号频带宽度为 12MHz,是隔行扫描方式全电视信号频带宽度的两倍。