【文章內(nèi)容簡介】 確定射頻電磁波頻帶寬度的主要依據(jù) , 而且還直接關(guān)系到電視機(jī)高頻放大器和中頻放大器的設(shè)計(jì)要求 。 由于圖像信號(hào)的最低頻率可視為直流 , 因此圖像信號(hào)的最高頻率 fmax就是信號(hào)的頻帶寬度 。 ? 當(dāng)各水平方向都出現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)時(shí)將確定信號(hào)最高頻率。 即由 (16)式確定的 N值就代表在行掃描正程期 TSH內(nèi)掃過的像素?cái)?shù) , 于是掃過每個(gè)像素需時(shí)為 M H zsTtfNTtSHdSHd105225 8 321216m a x????????圖像信號(hào)最高頻率對應(yīng)的周期為 2td, 則有 故視頻信號(hào)的頻帶寬度為 , 通常將其略稱為 6 MHz。 fmax也可用 Z表示。將 (18)式變換為 （ 18） 2m axm ax))((31)/(2)/(2/ZTTTTkffTTNfTTTNfSHHVSVVHSHNHSHSH???將關(guān)系式 fH=(fV/2)Z及 (17)式代入 (19)式即得到 由 (110)式可見 , 當(dāng) fV、 TSV、 TV、 TH、 TSH 為定值時(shí) , fmax與 z的平方成正比。 （ 19） （ 110） ? 圖像的幾何特征 ? 人眼視覺最清楚的范圍是在垂直視角約 15176。 、 水平視角約 20176。 的矩形面積之內(nèi)崐 。 根據(jù)這一特點(diǎn) , 目前各國電視機(jī)屏幕都采用矩形 ,寬高比大多為 4∶ 3, 也有采用 5∶ 4和 5∶ 3等 。 ? 重現(xiàn)圖像的另一個(gè)幾何特征是幾何失真 , 也即是重現(xiàn)圖像的形狀、大小、相對位置等與原來景物的不一致程度。 通常 , 圖像的幾何失真有兩種。 ? 真 ? 設(shè)系統(tǒng)傳送的是標(biāo)準(zhǔn)方格信號(hào) , 則掃描鋸齒電流及對應(yīng)的幾何圖像如圖 19所示 。 ? 圖 19 掃描非線性引起圖像失真 ? 圖 19(a)是當(dāng)行、場掃描電流均為線性時(shí)的理想情況 , 此時(shí)重現(xiàn)圖像與原圖像相似 , 沒有幾何失真。當(dāng)行、 場掃描電流非線性時(shí) , 其重現(xiàn)的方格寬度、高度就會(huì)不均勻而呈現(xiàn)幾何失真 , 如圖 (b)、圖 (c)所示。衡量失真的程度用幾何失真系數(shù)表示。 ? 水平幾何失真系數(shù) NH為 m i nm axm i nm ax )(2ddddNH ??? 垂直幾何失真系數(shù) NV為 m i nm i nm ax )(2hhhhNVV ???通常電視機(jī)要求 NH＜ 17 % , NV＜ 12 % 。 圖 110 圖像幾何失真示意圖 ? ? 由于偏轉(zhuǎn)線圈繞制和安裝不當(dāng) , 使磁場方向不規(guī)則 、 不均勻及行 、 場磁場彼此不垂直等 , 則掃描光柵將產(chǎn)生枕形 、 桶形及平行四邊形等幾何失真 。 圖 110為枕形和桶形失真情況 。 ? 幾何失真系數(shù) Ng表示如下 : ? 水平方向 ? ? 重直方向 ? ? 通常電視機(jī)要求 NgH、 NgV均小于 3% 。 BCADhhNCDABddNgHgH??????)(2)(22121 全電視信號(hào) ? 圖像信號(hào) ? 圖像信號(hào)是反映圖像內(nèi)容的電視信號(hào) , 它的電壓高低表示圖像像素的明暗程度 。 由于圖像是隨機(jī)性的 , 因此圖像信號(hào)電平也在一定范圍內(nèi)隨機(jī)起伏 。 圖像信號(hào)是在電子掃描作用下 , 由攝像管將明暗不同的景像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào) , 然后經(jīng)信號(hào)通道傳送給顯像管 , 用于控制顯像管中投射到熒光屏上電子束的強(qiáng)弱 。 ? 圖 111為兩行的圖像信號(hào)波形。 圖 111 圖像信號(hào) ? 一 、 圖像信號(hào)的特點(diǎn) ? 圖像信號(hào)有兩個(gè)主要特點(diǎn) 。 ? ? 對于一般的活動(dòng)圖像 , 由于在垂直方向變化緩慢 , 而且每幀圖像顯示 575行 、 行掃周期很短 , 故相鄰兩行的圖像信號(hào)的差別很小 。 因此 , 在幀間與行間具有較強(qiáng)的相關(guān)性 , 對靜止圖像而言 , 則具有行重復(fù)性或幀重復(fù)性 , 即周期性 。 ? ? ? 圖像信號(hào)電平的數(shù)值總是在零值以上或零值以下的一定電平范圍內(nèi)變化的 , 它不會(huì)同時(shí)跨越零值上下兩個(gè)區(qū)域 , 也即具有單極性特點(diǎn) 。 因此圖像信號(hào)具有平崐均值 , 該平均值決定了圖像的背景亮度 。 在傳輸中可以隔斷直流只傳輸交流信號(hào) , 但在圖像重現(xiàn)前必須恢復(fù)直流以呈現(xiàn)背景亮度 。 ? 圖像信號(hào)有正極性和負(fù)極性之分 , 如 所述。 我國采用負(fù)極性信號(hào)制 , 已調(diào)信號(hào)的黑電平為 75% 相對電平 , 白電平為 10%相對電平 , 如圖 111所示。 ? 二 、 圖像信號(hào)的頻譜 ? 已知圖像信號(hào)的頻譜寬是 6MHz, 其頻譜特性如圖 112所示 。 它表示圖像信號(hào)的頻率在6MHz范圍內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相同 , 而且圖像分別都能達(dá)到最黑和最白 , 因而信號(hào)幅度亦是相等的 。 事實(shí)上 , 當(dāng)攝取的圖像一定時(shí) , 由于圖像信號(hào)具有周期性 , 它的頻譜將是離散的線狀譜 , 故應(yīng)注意這兩種表示方法的含義及其區(qū)別和聯(lián)系 。 ? 下面分析幾種固定圖像的信號(hào)波形及離散譜特性 , 從而找出一般圖像信號(hào)離散譜特性的規(guī)律 。 圖 112 圖像信號(hào)總頻譜 ? 圖 113(a)所示圖像 , 其對應(yīng)的圖像信號(hào) u是以場為周期的方波 (圖中是負(fù)極性圖像信號(hào) , 并忽略行 、 場逆程期 ), 其頻譜|A(f)|是以場頻 fV為間隔的離散譜 , 考慮到圖像一般不對稱的特點(diǎn) , 故不忽略各偶次諧波 (以下均同 )。 隨著諧波次數(shù)增高 , 振幅將減小 。 ? 圖 (b)所示圖像 , 其對應(yīng)的圖像信號(hào) u′是以行重復(fù)期為周期的方波信號(hào) ,其頻譜|A′(f)|是以行頻 fH為間隔的離散譜 。 同樣 , 隨著諧波次數(shù)增加 , 振幅也將愈來愈小 。 圖 113 圖像信號(hào)及其頻譜 ? 圖 (c)所示圖像 , 其對應(yīng)波形為 u″, 它可看作是以場頻信號(hào)對行頻信號(hào)實(shí)行幅度調(diào)制 。 于是其頻譜|A″(f)|是以 fH及其各次諧波為主譜線 。 在每條主譜線的兩側(cè) , 則是以場頻 fV及其各次諧波為間隔的副譜線 , 因此圖 (c)所示圖像具有雙重離散譜 。 推廣到更一般的固定圖像 , 其信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)仍如圖 (c)所示 , 只是因一般圖像在垂直方向變化不規(guī)則并考慮到隔行掃描特點(diǎn) , 圖中主譜線兩側(cè)的線狀譜也可以看作是以幀頻為間隔的 。 ? 對于活動(dòng)圖像來說 , 由于信號(hào)仍可看作是以行為周期的 , 因此 , 以行頻為主譜線的頻譜結(jié)構(gòu)保持不變 , 只是因圖像是隨時(shí)間變化的 , 信號(hào)不再看作是以場(幀 )為周期 , 因此在主譜線兩側(cè)的線狀譜將趨于連續(xù)譜 (即圖 |A″(f)|中的三角形內(nèi)的線狀譜將趨于連續(xù)譜 )。 ? 復(fù)合消隱信號(hào) ? 復(fù)合消隱信號(hào)包括行消隱和場消隱兩種信號(hào) , 如圖 114所示 。 ? 行消隱信號(hào)用來確保在行掃描逆程期間顯像管的掃描電子束截止 , 不傳送圖像信息 。 場消隱信號(hào)是使在場掃描逆程期間掃描電子束截止 , 停止傳送圖像信息 。 因此在行 、 場回掃期間熒光屏上不出現(xiàn)干擾亮線 。 ? 行、場消隱脈沖的相對電平為 75%, 相當(dāng)于圖像信號(hào)黑電平。行消隱脈寬為 12μs、周期為64 μs, 場消隱脈寬為 1 612μs、 周期為 20ms 。 ? 從以上討論中可以看出 , 圖像信號(hào)頻譜實(shí)際上是呈梳齒狀的離散譜 , 在相鄰兩組主副譜線簇之間存在相當(dāng)大的間隙。 根據(jù)分析與實(shí)驗(yàn) , 因圖像在垂直方向變化緩慢 , 因此主譜線兩側(cè)的邊頻對數(shù) m不超過 10, 如以 m= fV=50Hz 計(jì)算 , 則每組譜線所占頻帶約 2Δf=2 20 50=2kHz , 而主譜線間隔為 kHz , 所以其空隙很大 , 因此我們可以采用頻譜間置方法將色度信號(hào)間置在亮度信號(hào)之間。 圖 114 復(fù)合消隱信號(hào) ? 復(fù)合同步信號(hào) ? 復(fù)合同步信號(hào)是由行同步脈沖 、 場同步脈沖 、 開槽脈沖 、 前后均勻脈沖組成 。 ? 一 、 同步的重要性 ? 同步是電視接收技術(shù)中一個(gè)特殊問題 , 也是一個(gè)至關(guān)重要的問題 。 這是因?yàn)樵诎l(fā)送端已將圖像進(jìn)行空間分割 , 分解成 40萬個(gè)像素 , 再一個(gè)一個(gè)地按一定順序崐傳送出去 。 而電視接收機(jī)也只能是一個(gè)一個(gè)地接收像素 , 因此 , 電視接收機(jī)要想呈現(xiàn)出一幅和發(fā)送端完全相同的圖像 , 不但要求收到的像素?cái)?shù)目與發(fā)出的相等 , 而且這 40萬個(gè)像素組合排列的規(guī)律也必須和發(fā)送端一致 。 這樣才能把已被分割成為 40萬個(gè)小 “ 碎片 ” 的一幅圖像重新組合還原 。 ? 在電視接收技術(shù)中 , 把收到的像素按發(fā)送端的規(guī)律組合成原圖像 , 叫做收、 發(fā)兩端同步。 由于將圖像分解成像素和順序傳送像素的任務(wù)是由攝像管通過電子束掃描來完成的 , 像素的重新組合則是由顯像管通過電子束掃描來完成的 , 所以 , 同步的實(shí)質(zhì)就是保證收發(fā)兩端的電子束掃描步調(diào)完全一致。 這就是 : 第一 , 收發(fā)兩端每秒掃描的行數(shù)和場數(shù)應(yīng)該相同 , 即每個(gè)行掃描周期和場掃描周期內(nèi)包含的像素?cái)?shù)相同 。 第二 , 收發(fā)兩端電子束掃描的位置要一一對應(yīng) , 即發(fā)端在哪一點(diǎn)拾取的信號(hào) , 收端也要顯示在哪一點(diǎn)。 這就是說 , 同步就是使收發(fā)兩端電子束掃描規(guī)律一致 , 即同頻同相。 ? 當(dāng)收發(fā)兩端行掃描不同步時(shí) , 顯示的圖像如圖 115所示。 圖 (a)表示收發(fā)兩端同步時(shí)圖像。 圖 (b)表示當(dāng)收端行周期略大于發(fā)端時(shí) , 發(fā)端的各行像素將逐次提前在收端的對應(yīng)行出現(xiàn) , 使圖像呈現(xiàn)向左傾斜的形狀 , 圖像右側(cè)出現(xiàn)的是對應(yīng)于行消隱電平的黑條。 圖 (c)為當(dāng)收端行周期略小于發(fā)端時(shí)的右傾斜圖像。 圖 (d)是當(dāng)收發(fā)兩端同頻但不同相時(shí)的畸變圖像 , 圖像雖然穩(wěn)定 , 但被分裂成左右兩半。 ? 保持收發(fā)兩端場掃描同步也十分必要。 若收端場掃描周期略大于發(fā)端 , 則掃描速度變慢 , 各場逐次提前 , 圖像將不斷向上滾動(dòng)。 反之 , 當(dāng)收端場掃周期略小于發(fā)端 , 圖像將不斷向下滾動(dòng)。 當(dāng)收發(fā)兩端場掃周期 (頻率 )相等 , 但初始相位不同 (例如差半場 )時(shí) , 雖圖像穩(wěn)定 , 但被分裂成上下兩半 , 如圖 116所示。 圖 115 行掃描不同步時(shí)顯示圖像 圖 116 場相位偏差時(shí)圖像 ? 二 、 簡單復(fù)合同步信號(hào) ? 為了討論方便 , 把尚未加置前后均衡脈沖和未加開槽脈沖的復(fù)合同步信號(hào)稱為簡單復(fù)合同步信號(hào) 。 簡單復(fù)合同步信號(hào)只包含有行同步和場同步兩個(gè)信號(hào) 。 圖 117為復(fù)合消隱與行 、 場同步信號(hào)的示意圖 。 由于采用隔行掃描 , 一幀分為兩場 , 故兩個(gè)場同步信號(hào)之間相隔 。 通常都把場同步脈沖的前沿作為一場的開始 , 奇數(shù)場結(jié)束于半行數(shù)處 , 偶場開始于半行數(shù)處 。 圖 117 行場同步與復(fù)合消隱信號(hào)示意圖 ? 行同步信號(hào)是在發(fā)端每一行掃描正程結(jié)束之后發(fā)送出的脈沖信號(hào) , 表示行正程的結(jié)束 。 電視機(jī)在收到這個(gè)信號(hào)之后就立即開始行回掃 , 以保證電視機(jī)的行掃描與發(fā)送端同步 。 行同步信號(hào)只作同步用 , 不應(yīng)在屏幕上顯示出來 , 所以行同步信號(hào)是在行消隱期間送出的 。 行 (場 )同步信號(hào)電平約占全電視信號(hào)總幅度的25% , 疊加在消隱信號(hào)上 。 行同步脈沖寬度為 μs, 行同步脈沖前沿滯后行消隱脈沖前沿約為 。 ? 場同步信號(hào)是在每一場正程結(jié)束后送出的脈沖信號(hào) , 以表示場正程的結(jié)束 。 電視機(jī)收到這個(gè)信號(hào)就開始場回掃 , 以確保電視機(jī)與發(fā)端保持場掃描同步 。 同樣 , 場同步信號(hào)也應(yīng)該在場消隱信