1.若收发场同步,但收端行扫描频率比发端偏高。就会出现向右下方倾斜的黑白相间带状图象,如图所示。其原因解释如下:假定收发都从第一行起点开始扫描,因收端行频偏高,发端第一行的内容未播完时,收端已经开始第二行的扫描了,故它把第一行消隐信号部分或全部移到第二行的正程,使第二行左边开始位置出现黑道。当发端第二行未播完时,收端第三行扫描更早地开始,于是把第二行的消隐信号,甚至某些图象内容又移到第三行,使第三行出现黑道。与第二行的黑道相比,向右推移了一段距离,??这样不断地向下向右推移下去,就出现向右下方倾科的黑白相同的带状图象。反之,当收端行频偏低时,会出现向左正文倾斜的黑白相间的带状图象,如图所示。
2.若收发场同步,行扫描同频但不同相,假设相差半行时间。此时图象虽然可以稳定,但是出现图象左右割裂的现象,如图所示。
3.若收发行同步,但收端场扫描频率比发端高,就会出现向下滚动的图象,如图上图所示。其原因是:因收端场频偏高,发端第一场未播完,收端已开始第二场扫描,这样发端第一场下部的内容和场消隐信号移到收端第二场的上方,而将发端第二场的内容顺序向荧光屏下方推移。依次类推,出现整幅图象和一水平黑条(场消隐信号形成)向下滚动的现象;并且接收机场频越高,图象向下滚动越快。反之,收端的场频低于发端时,图象将向上滚动,如图所示
4.若收发行同步,场扫描同频,但不同相,假设相差半场时间,此时图象虽然可以稳定,但是出现图象上下割裂现象,如图所示。综上所述,扫描的同步在电视中是极其重要的,否则收端根本无法正确重现原
景物的图象。
在实际的电视系统中,收发两端相对应的象素并非在同一时刻扫描,收端总有一些延时,只要所有象素延时时间相等,图象还是同步的,不会产生失真。严格地讲,为了确保精确的同步,除了要求收发行场扫描同频同相外,还需要行、场扫描正程线性良好和具有相同的幅型比,这样才能真正保证扫描象素在几何位置上一一对应,图象才不会出现失真。
在电视中为了保证扫描的同步,通常在发送端有一同步机产生行、场同步信号。它们同时控制摄象管和显象管的行、场扫描,使两者保持同频同相。因此,摄象管和显象管的电子束就能在同一时刻扫描相对应的象素点。此外,同步机还产生行、场消隐信号,将行、场扫描回扫线消掉。 复合同步信号
要使摄象管和显象管的扫描同步,同步机每一行都产生一个行同步脉冲,用它的上升沿分别去控制摄象管和显象管行扫描电流的回程起点,如上图所示。回程起点为一个行周期的开始。由于收、发两端每一行的起点对准于于行同步的前沿,故行扫描频率相同,扫描的起始和终止时刻也相同,从而实现行扫描同步。与此相似,同步机每一场都产生一个场同步脉冲,使收、发两端每场回程起点都对准于场同步的前沿,从而达到场扫描同频同相的目的。为了用一个通道传送,所以在发送端将行、场同步信号结合在一起。如下图所示。行、场同步信号分别规定这频率和脉宽各异的矩形脉冲。我国电视规 定:
行频为15625Hz,行同步脉宽为4.7us;场频为50Hz,场同步脉宽为:2.5H-2.5×64=160us。 行、场同步信号结合在一起的信号称为复合同步信号。在电视接收机中,用积分电路可以从复合同步信号中分离出场同步信号。因为行脉冲和窄干扰脉站积分后的幅度较小,而场同步脉冲较宽,积分后的幅度较大,可以达到场扫描电路触发转换工作状态的电平,如上图所示。所以积分电路分离场同步时,抗干扰性能较强。另外,复俣同步信号经过微分电路,并用限幅器切除负脉冲,保留正脉冲作为行同步信号,如上图所示。用积分电路和微分电路分离行、场同步信号的方法称为“频率分离法”。
2.3黑白全电视信号的组成
电视为了重现图象,必须传送图象信号;为了消去行、场扫描的回扫线,使其不干扰正常的图象,必须传送行、场消隐信号;为了保证扫描的同上,必须传送复合同步信号。为了让这三种信号能用一个通道传送,并在接收端可以方便地将它们分开,必须在发端按一定规律将这三种信号组合起来,这个合成信号称为黑白
全电视信号。 一、图象信号
图象信号是携带着一行行、一场场景物信息的电信号,通常它是由摄象管产生的。怎样画出某些特殊图象的信号波形呢?依据有两点:①摄象管经电子束扫描将一幅图象的亮度分布进行象素分解,使之转变成按逐行逐场时间顺序排列的电信号。②摄象管某时刻输出的电流信号正比于该时刻电子束所扫描象素的亮度大小。例如电视台每天播发的一幅八条从白到黑宽度相等的垂直条图象,如下图所示,其特点是:只有水平方向变化,而无垂直方向变化,所以它是按行周期变化的。按照信号幅度正比于亮度
大小的原则画出一行的信号波形如图 (b)所示。由于图(a)所示的只有垂直方向变化,而无水平方向变化,显然它是按场周期变化的。采用类似方法画出一场的信号波形如图 (b)所示。由上两例可见,因为图象亮
度只有正值而无负值,所以图象信号也是单极性的。黑色的信号电平对应为零,灰色和白色的信号电平都是正值而无负值。图象信号的极性在电路传送与处理过程中是经常变化的,如电路某处为正极性,经过一次放大倒相后,就变成负极性的了。为了方便起见,有如下规定:若图象越亮,信号电平越高,则称为正极性图象信号。反之若信号电平随着图象亮度的增加而降低,则称为负极性图象信号。上述两例所对应的负极性图象信号分别如图 (c)和图(c)所示。
2.4电视图象的基本参量
在最理想的情况下,显象管荧光屏上重现图象应该和原景物一样。就是说它的几何形状,相对大小、细节的清晰程度、亮度分布及物体运动的连续感等,都要与直接看景物一样。实际上要做到完全一样是不可能的。对于黑白电视来说,电视 图象主要有以下几个参量。 2.4.1图像的几何特性
根据人眼视觉特性,视觉最清楚的范围是在垂直视角约15。、水平视角约20。的矩形面积之内。根据这一特点,目前各国电视机屏幕都采用矩形,宽高比为4:
3;但有些显象管为了节约扫描功率,采用5:4的宽高比。在高清晰度电视中,普遍认为幅型比取5:3更为适宜。屏幕的大小常用对角线尺寸来衡量,并习惯于用英寸表示,如9英寸( 23cm)、12英寸(31cm)、16英寸(40cm)、19英寸( 47cm)等。
另外,电视屏幕上重现图象的形状、大小、相对位置应该与原来景物相似。几何形状的不一致叫图象畸变,畸变程度可用棋盘图形来测定。图(a)的电视测试信号发生器发出的棋盘格图形,收端如果正确重现这个图形,则电视系统没有图象畸变。可是,由于行、场扫描锯齿波电流线性不良,如图(d)、(e)所示,将会产生图象非线性畸变,如图 (b)和(c)所示。
2.4.1图像的亮度,对比度与灰度
一、电视图象的亮度
这里是指图象的平均亮度。根据人眼视觉特性,并不要求电视图象恢复原来景物的亮度,这就给确定电视图象的亮度较大的自由度;但是不同的环境亮度要求电视图象具有不同的平均亮度,以保证重显必需的对比度和亮度层次(灰度),使人们长时间观看时不致于过分疲劳。
根据实际要求,电视图象的平均亮度应不小于30尼特,最大亮度应大于60~150尼特。 二、电视图象的对比度与灰度
图象中最亮处的亮度(Bmax)和最暗处亮度(Bmin)之比称为对比度(C),即:C-Bma _/Bmin。当计及环境亮度Bo时的对比度
因此,观看电视时外界的杂散光线照射到屏幕上,就会使屏幕暗处的亮度增加而造成对比度下降。
3 彩色电视
3.1彩色电视计参量
3.1.1 可见光与彩色三要素
可见光本质上是电磁波, 不过,只有当电磁波的波长在380nm~780nm(nm——毫微米,也称为纳米,即10
–9
米)的范围时人眼才能感觉得到。人眼的彩色感依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。对中间的波长(大约为555nm的黄绿色),人眼的敏感程度最高。在可见光波长的两端,人眼的亮度敏感程度逐渐下降到接近于零。要唯一地确定一个彩色,需要确定三个量:即亮度、色调和色饱和度(简称饱和度)。
3.1.2 彩色光的复合与分解
如果把束太阳光投射到三棱镜上,由于不同波长折射率不同,太阳光便被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的彩色带。这说明太阳光是由多种不同波长成分的光复合而成的。给人的综合颜色是白光。
3.1.3.三基色原理
人们在实践中发现,自然界绝大多数颜色都可以由三种基色光按不同的比例混合得到.反之,任意一种彩色都可以分解为三种基色。在彩色电视系统中.比较恰当的是在红色、绿色和蓝色光谱区域内选择三个基色,这是因为人眼的三种色敏细胞分别对红光、绿光和蓝光最敏感,由它们配得的颜色也较广。
通过混色实验,可以得到如下的基本混色式:
红+绿=黄
红+蓝=品红
绿+蓝=青
红+绿+蓝=白
3.2兼容制彩色电视原理
3.2.1全电视信号
1.黑白全电视信号包括图像信号、复合同步信号和复合消隐信号三部分.图像信号是电视系统传送的图像信息,在场扫描正程期间和行扫描正程期间传送。复合同步信号和复合消隐信号是电视系统传送的辅