第2章 广播电视基础知识
2.1 模拟电视基本知识
2.1.1 知识要点
1.理解电视图像的基本参数
（1）亮度、对比度与灰度：
1）亮度是指人眼对光的明亮程度的感觉，单位是尼特（nit）。
2）对比度是一个亮度的比值，它是指在暗室中，白色画面（最亮时）下的亮度除以黑色画面（最暗时）下的亮度。
3）灰度就是指图像从黑色到白色之间的量化程度。每个灰度对象都具有从0%（白色）到100%（黑色）的亮度值。
（2）彩色三要素：彩色是指除消色（黑、白、灰）以外的各种颜色，描述一种色彩需要用亮度、色调和饱和度三个基本参量来表征，这三个参量简称彩色三要素，这些要素都是彩色在人眼中的视觉反应。
1）亮度反映光的强度（数量），色度相同的彩色光功率越大，人眼感觉越明亮。
2）色调是决定彩色本质的基本参量，是彩色最重要的属性。
3）饱和度反映彩色光的纯度。色调相同的彩色光，饱和度越高呈现的颜色越深。
（3）图像的尺寸：电视屏幕的幅型比（图像宽高比）目前有两种，一是模拟电视的幅型比为4:3，我国高清晰度电视（HDTV）的幅型比为16:9，经生理和心理测试表明，幅型比为16:9符合人眼的视觉特性。
（4）电视图像清晰度与电视系统的分解力：
1）电视图像的清晰度是指眼睛主观感觉到图像细节及其边界的清晰程度。
2）电视系统传送图像细节的能力，称为系统的分解力。电视系统的分解力是以水平和垂直方向有效像素数，即组成一幅图像的像素点阵数衡量。我国的SDTV和HDTV的图像分解力分别为720（水平）×576（垂直）和1920（水平）×1080（垂直）。
电视系统的分解力是由制式和规格决定的，是固定不变的，而电视图像清晰度是指人眼宏观看到的图像的清晰程度，是由系统和设备的客观性能的综合结果造成的人们对最终图像的主观感觉。可见电视图像清晰度是因条件而可改变的。
2.熟悉电视扫描原理
（1）行扫描与场扫描：在显像管中，由电子枪阴极发出的电子束，在行、场偏转线圈磁场作用下，按照与摄像管中电子束相同的规律（同步）进行行、场扫描。电子束在行偏转线圈磁场作用下，从左到右水平方向的运动称行扫描；电子束在场偏转线圈磁场作用下，自上而下垂直方向的运动称场扫描。
（2）隔行扫描与逐行扫描：
1）一幅图像如果分两次扫描，即分两场，第一场扫1、3、5……（单数行），称为奇数场，第二场扫2、4、6……（双数行），称为偶数场。奇数场和偶数场组合起来，就构成一幅完整的图像，这种扫描方式，通常叫隔行扫描，如图2-1所示。
2）电子束自上而下一行紧跟一行的扫描称逐行扫描，一些数字化彩色电视机中采用了变频逐行扫描。
图2-1 隔行扫描
a）奇数场 b）偶数场 c）一帧图像
3.熟悉彩色图像的传送与还原原理
彩色电视信号是由彩色摄像管产生的，电视画面的重现是由彩色显像管或其他彩色显示器完成。电视摄像和显像是按照光和电的转换、时间和空间的转换原理工作的。电视摄像和显像原理图如图2-2所示。
图2-2 电视摄像和显像原理图
根据人眼的视觉特性，在电视机中重现图像时并不要求完全重现原景物反射或透射光的光谱成分，而只需获得与原景物相同的彩色感觉即可。因此，一种特定的彩色除可用亮度、色调和色饱和度表示外，还可用与之等效的三种基本颜色分量（三基色含量）表示。所谓三基色原理，就是任何一种彩色都可由三种独立的基本色配成。红色、绿色和蓝色，通常作为三基色，分别以R、G和B表示。
在彩色摄像中，从被摄景物反射的彩色光经图2-3所示的分光系统分解为三个基色光，分别在三个摄像管的光敏层上形成三幅基色图像。可见，彩色摄像机既是彩色分解设备，又是光—电转换设备。
为重现彩色图像，必须把三幅不同色图像叠加在一起，因此，完成这一任务的彩色电视显像管既是电—光转换设备，又是彩色合成设备。
图2-3 彩色摄像分光系统示意图
4.掌握电视信号的调制方式
（1）黑白图像信号的调制：黑白图像信号的带宽为6MHz，它对高频载波通常采用调幅方式，双边带调幅波的带宽为12MHz。
（2）伴音信号的调制：伴音信号的调制采用调频方式，即用伴音信号去调制高频载波频率，使伴音载波的频率随着伴音信号的幅度变化而变化。
为避免伴音与图像的相互干扰，伴音信号和图像信号各有不同的载波，且伴音载波比图像载波高6.5MHz。
（3）残留边带发送：由于图像调幅波两侧的边带内容是一样的，因此，只要传送上边带或下边带便可传送图像信号的全部内容。这种方式称为单边带传送。采用单边带传送，则要将调幅波的一个边带完全滤去，这在技术上较为困难，因而采用一种折衷方法，即残留边带发送，残留边带发送既保留了双边带发送的特点，又具有单边带发送压缩频带的优点，在发送时用滤波器将下边带一部分滤去，仅发送上边带全部及下边带残留部分，如图2-4所示。
图2-4 残留边带发送
残留边带发送时，图像载频fV两侧0.75MHz范围内的频率成分是双边带发送的，这反映了图像信号低频分量的频率成分。而图像载频fV上侧0.75MHz以上的频率成分是采用单边带发送的。它反映图像信号高频分量的频率成分。
伴音调频信号的频带宽度比图像调幅信号要小得多，因而伴音调频信号仍采用双边带发送，因此每个电视频道的频带宽度为8MHz（6.5MHz+1.25MHz+0.25MHz）。
（4）色度信号的调制：色度信号的调制方法，目前世界上有三种制式，即NTSC制、PAL制和SECAM制三种。我国采用PAL制式，即逐行倒相平衡正交调幅调制方式。平衡调幅是调幅的一种，又叫抑制载波调幅。
5.熟悉彩色电视制式
彩色电视制式根据色度信号传送方式的不同，有NTSC制、PAL制和SECAM制三种。各国选用彩色电视制式时，需考虑已存在的黑白制式，通常将黑白电视制式与彩色电视制式结合（也称兼容），使彩色电视制式的信号能为普通黑白电视机接收并能显示符合黑白电视制式的图像。我国的彩色电视广播制式为PAL/D制。
6.熟悉PAL制彩色全电视信号
彩色全电视信号，包括：图像信号，行同步脉冲，行消隐脉冲，场同步脉冲，场消隐脉冲，开槽脉冲和前、后均衡脉冲，色同步信号。如图2-5所示。色度信号与亮度信号共频带传送，色度信号采用逐行倒相平衡正交调幅的调制方式，色度副载波采用1/4行频间置，“交错”地排列在亮度信号的高频段。
图2-5 彩色全电视信号的组成
7.熟悉彩色电视显示器件
彩色电视显示器件主要完成电/光转换、重现电视图像的功能。其品质与特性将直接影响彩色电视节目的最终接收与显示。
（1）彩色显像管：目前彩色电视机中广泛采用的是三色彩色显像管。它的基本原理是把红、绿、蓝三种基色图像同时显示在同一只显像管的屏幕上，并利用人眼对彼此挨得很近的三基色发光点不能分辨（称为混色效应）的特点来显现彩色图像。
（2）液晶显示器：液晶显示器（LCD）的工作原理就是利用液晶的物理特性（即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，通电时排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过），将液晶置于两片导电玻璃基板之间，靠两个透明电极间电场的驱动引起液晶分子扭曲向列的电场效应，在电源接通断开控制下影响其液晶单元的透光率或反射率，从而控制光源透射或遮蔽功能，依此原理控制每个像素，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。
（3）等离子显示器：等离子显示器（PDP）是利用惰性气体放电产生紫外线激发三基色荧光粉发出基色光而实现彩色显示的，具有图像无闪烁、厚度薄、重量轻、色彩鲜艳、图像逼真、无辐射、健康环保等优点。
8.熟悉彩色电视机的基本工作原理
目前彩色电视机采用超级芯片，它是将中频电路、解码电路、扫描小信号处理电路和CPU控制系统集成在同一集成块电路中，具有引出脚数目少、外围电路简单、技术先进、功能完善、性能稳定可靠等特点。如TCL王牌超级芯片彩色电视机的电路组成框图如图2-6所示。
图2-6 TCL王牌超级芯片彩色电视机的电路组成框图
2.1.2 选择题
（注：有*号的为多项选择题，其余为单项选择题）
1.电视图像的灰度是指（ ）。
A.图像的明暗程度
B.图像亮度的层次
C.图像最大亮度值与最小亮度值的比值
2.高清晰度电视（HDTV）的宽高比（幅型比）为（ ）。
A.5:4 B.4:3 C.16:9
3.彩色电视的三基色是（ ）。
A.灰白黑 B.红绿蓝 C.紫黄青
4.我国使用的彩色电视制式为（ ）。
A.PAL制 B.NTSC制
C.SECAM制 D.以上都不是
5.我国的PAL/D制中，伴音载频与图像载频的差频为（ ）。
A.4.43MHz B.6MHz C.6.5MHz D.8MHz
6.我国的PAL/D制中，彩色副载频的频率为（ ）。
A.4.43MHz B.6MHz C.6.5MHz D.8MHz
7.在高频电视信号中，色度信号的带度为（ ）。
A.2.6MHz B.4.43MHz C.6MHz D.8MHz
8.人眼对彩色细节的分辨力与对黑白细节的分辨力（ ）。
A.高于 B.远低于 C.一样 D.不一定
9.由于人眼对彩色细节的分辨力低，因此在高频全电视信号中保留色度信号的（ ）。
A.低频成分 B.高频成分 C.中频成分 D.所有成分
10.高频全电视信号中负极性调制的最大调制度是由（ ）来决定的。
A.同步头电平 B.黑色电平 C.白色电平 D.消隐电平
*11.彩色电视的三要素是指（ ）。
A.亮度 B.清晰度 C.对比度 D.灰度
E.色调 F.色饱和度
12.彩色的色调指的是颜色的（ ）。
A.种类 B.深浅 C.亮度
13.彩色电视的全电视信号与黑白电视的全电视信号相比，增加了（ ）。
A.三基色信号 B.三个色差信号
C.两个色差信号 D.色度与色同步信号
14.由红、绿、蓝三基色相加混合得到的颜色为（ ）。
A.紫色 B.青色 C.黄色 D.白色
15.按三基色相加混色法，红光加蓝光可以得到（ ）。
A.黄光 B.紫光 C.青光 D.白光
16.实现频谱交错时，PAL制采用了（ ）。
A.行频间置 B.半行频间置
C.四分之一行频间置 D.以上都不对
17.逐行倒相正交平衡调幅制指的是（ ）。
A.NTSC制 B.PAL制
C.SECAM制 D.以上都不对
*18.彩色电视与黑白电视相兼容，所依据的原理有（ ）。
A.大面积着色原理 B.三基色原理
C.频谱间置 D.平衡调幅技术
19.PAL制的色度信号是一个（ ）信号。
A.普通调幅 B.调频
C.调相 D.逐行倒相平衡调幅
20.彩色电视机解码器输出的信号是（ ）。
A.彩色全电视信号 B.三个基色信号
C.亮度信号 D.色度信号
21.PAL制解码器中，4.43MHz带通滤波器的作用是从彩色全电视信号中取出（ ）。
A.亮度信号 B.色度和色同步信号
C.复合同步信号 D.色副载波
22.在电视机中，如果场扫描电路停止工作时，将会出现（ ）的故障现象。
A.无光栅 B.有光栅无图像
C.水平一条亮线 D.垂直一条亮线
23.在电视机中，行不同步故障现象是（ ）。
A.图像上下流动 B.无彩色
C.屏幕出现水平斜纹 D.无伴音
2.1.3 判断题
1.电视机的对比度调节是调节亮度信号的幅度。 （ ）
2.电视图像的清晰度与电视系统的分解力有关。 （ ）
3.电视系统的分解力是由制式和规格决定的，是固定不变的。 （ ）
4.电视画面分割的像素大小会直接影响到观看的清晰度高低，也会影响到有线电视的频道带宽。 （ ）
5.主观图像的清晰度不仅与像素的多少有关，而且还与亮度和对比度有关。 （ ）
6.色调就是指颜色的深浅程度。 （ ）
7.在彩色三要素中，色度指的是色调与亮度。 （ ）
8.三基色原理说明了用红、绿、蓝三种基色按一定比例混合，可得到自然界中绝大多数的彩色。 （ ）
9.在红、绿、蓝三基色中，任何一种基色都不可能由其他两种基色混合产生。 （ ）
10.电视机的电子束扫描实质上是行扫描和场扫描的合成。 （ ）
11.我国采用隔行扫描方式，是为了消除图像的闪烁感，节省频带。 （ ）
12.我国现行的广播电视制度是PAL-D标准，即行数是625，帧频是50Hz。 （ ）
13.在PAL/D制电视机，每秒钟传送的图像是50帧。 （ ）
14.在多制式电视机中若将PAL制换成NTSC制，则出现有图像无声音故障。 （ ）
15.图像信号采用负极性调制，与正极性调制比较，它具有更高的功率利用率。 （ ）
16.高频全电视信号采用负极性调制是因为大部分图像都比较明亮的缘故。 （ ）
17.广播电视采用残留边带发送完全是为了节省发射机的发射功率。 （ ）
18.电视传像的三个基本环节是摄像、传输、接收。 （ ）
19.紫色是由绿色和红色混合而成。 （ ）
20.电视机的视频信号由图像信号、消隐信号和同步信号组成。 （ ）
21.视频全电视信号是不能在有线电视系统中直接传输的。 （ ）
22.广播电视采用残留边带发送图像信号，从本质上讲会掉失一些高频分量，影响图像的清晰度。 （ ）
23.负极性调制的高频全电视信号过强时，如果放大器出现饱和失真将会掉失一些同步信号。 （ ）
24.声表面波滤波器的作用是形成中频幅频特性曲线。 （ ）
25.电视画面是由许多像素组成。 （ ）
26.彩色显像管重现图像靠电子束轰击三基色荧光粉条发出三基色光。 （ ）
27.彩色电视信号与黑白电视信号的不同之处，在于后者只有亮度信号，而前者还有色度信号。 （ ）
28.为了使黑白和彩色电视相互兼容，在传输三基色信号的时候，必须将三基色分解成亮度信号和色差信号。 （ ）
29.彩色电视中编码器的主要任务是将三个基色信号编制成彩色全电视信号。 （ ）
30.彩色电视机中行扫描电路是工作在线性放大状态，而场扫描电路则工作在开关状态的。 （ ）
2.1.4 填空题
1.图像的客观清晰度程度称为，它与有直接关系。
2.电视画面中图像的清晰与否与和、有关。
3.彩色三要素是指____、____、____。
4.同步信号应包括信号、信号和信号三种。
5.我国电视广播信号，行频为____，周期为____；场频为____，周期为____。
6.我国广播电视规定：一个电视频道的带宽是，图像载频比伴音载频；接收机相应的本振频率总比图像载频高。
7.PAL制彩色全电视信号由____、____、____、____和____组成。
8.一个电视频道中的频谱成分组成包括____、____、____、____、____和____。
9.正交平衡调幅信号是将两个调制信号分别对频率，相位相差的两个正交载波进行调幅。
10.彩色电视显示器件主要有____、____和____。
11.目前彩色电视机采用超级芯片，它是将____、____、____和____集成在同一集成块电路中。
12.为压缩色差信号的频带，便于插入0～6MHz的中传输，可依据的原理，一般将色差信号压缩到1.5MHz的宽度，我国规定为宽。
13.中频信号包括图像和伴音中频，则图像中频的频率是，伴音中频是。
2.1.5 简答题
1.电视信号采用什么调制方式？
2.画出高频电视信号的频谱简图，标出图中各频点的名称及频带关系。
3.彩色电视机主要由哪些电路组成？超级芯片内部主要集成了哪些电路？
4.简述三基色原理。
5.根据彩色电视机基本组成原理，判断下列故障可能出现在哪一部分？
（1）有光栅，有图像，无伴音；
（2）有光栅，有伴音、有黑白图像，无彩色；
（3）有伴音，荧光屏上只有一条垂直亮线；
（4）图像垂直方向不同步；
（5）无光栅，无图像，无伴音。
6.已知第8频道的图像载频fp=184.25MHz，试求出该频道的伴音载频fa和接收机本振频率fL。