电视机原理

电视机原理 　联系地点:武汉市华中科技大学电子与信息工程系 联系人:冯启明老师 转载时间： 绪 论 第一章 黑白电视原理   1.1 光和视觉特性    1.2 黑白电视系统组成原理   1.3 电视扫描与同步   1.4 黑白全电视信号   1.5 电视图象的基本参量 第二章 色度学与彩色电视   2.1 光与颜色   2.2 颜色的计量系统   2.3 电视中彩色的分解与重现   2.4 电视RGB计色制与彩色正确重现 第三章 彩色电视制式   3.1 概述   3.2 兼容制彩色电视基础   3.3 NTSC制   3.4 PAL制   3.5 SECAM制简介 第四章 电视摄象与发送技术   4.1 广播电视系统的组成   4.2 电视摄像机   4.3 摄象器件   4.4 电视图像信号的处理   4.5 同步信号的形成   4.6 PAL全电视信号的形成   4.7 电视信号的发送  第五章 电视接收技术   5.1 电视接收技术概论   5.2 高频调谐器   5.3 图象通道电路   5.4 解码电路   5.5 同步分离电路   5.6 扫描电路   5.7 显象管及其附属电路  第六章 电视新技术概论   6.1 卫星电视广播   6.2 数字电视   6.3 高清晰度电视（HDTV)   6.4 共用天线电视（CATV）系统   6.5 电视多工广播   6.6 立体电视 内 容 简 介 本书是一部系统地讲述电视原理及其最新实用性技术的新作。共分六章：前三章讲述黑白和彩色电视传象的基本原理与彩色电视制式，并包括与学习电视技术有关的视觉特性、光度学和色度学等知识；四、五两章以广播电视系统为例，系统地讲述电视图像信号的摄取、处理、发送、接收与图像重现的原理及其实用性电路；第六章介绍电视新技术，如卫星电视、数字电视、高清晰度电视、立体电视、电缆电视和电视多工广播等。 本书的特点是深入浅出，简明易懂；理论紧密联系实际。书中涉及的内容广泛、凝聚了现代电视技术的主要最新成就。 本书可作为大专院校电子、通信等专业的教材或参考书；亦可供从事电视科研、生产、运行、维修的人员阅读；也适宜于有一定电子技术基础知识的青年作为自学读物。 前 言 最近20多年，电视技术在全球范围内得到了迅猛的发展和空前的普及。种类繁多的电视设备已遍及人类所能涉足的每个角落，它还捷足先登，比人类更早地进入宇宙外层空间，成为名副其实的“千里眼”。目前，我国的工业、农业、教育、卫生、科研、国防等项事业记者都已广泛地应用电视技术，电视机在我国城市和部分农村得到普及。在电子工业中，电视工业首屈一指，独占鳌头，我国从事电视设备科研、生产、运行和维修的人员组成了一支浩浩荡荡的“百万大军”。 为了振兴电视工业，使我国的电视生产超超世界先进水平，让我们的电视产品牢牢地占领国内市场和走向世界，保证到达用户手中的电视设备（包括电视机）高效安全地工作，必须尽快地提高和更新这支“百万大军”中青年一代的理论水平和知识结构，增强我国电视产品在国际激烈竞争中的实力。为此目的，现将这本《现代电视学》奉献给读者。 本书是一部系统地讲述现代电视技术及其原理的新作。共分六章：前三章讲述黑白与彩色电视传象的基本原理、彩色电视制式、并包括与学习电视技术有关的视觉特性、光度学和色度学等知识；四、五两章以广播电视系统为例，系统地讲述电视图象信号的摄取、处理、传输、发送、接收和图象重现的原理及其实用性电路；第六章介绍电视新技术，如卫星电视、数字电视、高清晰度电视、立体电视、电缆电视和电视多工广播等。 本书最大的特点是深入浅出，简明易懂；书中涉及的内容广泛，凝聚了现代电视技术主要的最新成就。它不仅具有一定的理论高度，而且特别注重理论联系实际。作者遵循“少而精”和“循序渐进”的原则，合理选材，篇幅适中；全书的内容编排充分地体现了知识的系统性、科学性和新颖性。 本书根据电子工业部教材编审会员“电视原理”教学大纲编写，可作为大专院校电子、通信等专业的教材或参考书；亦可供从事电视科研、生产和维修的人员阅读；本书力求文字通俗易懂，并配之以大量插图，因此适宜于具有一定电子技术基础知识的青年作为自学读物。 作者从事电视的生产、科研和教学近二十个春秋，本书是作者在高等院校多年教学的讲义基础上编写而成的。我校谈新权和卢益民、北京邮电学院张荐青、清华大学王贻良和尤婉英等五位（副）教授先后审阅了本书，提出了许多宝贵的。本书的编写还得到我校电子与信息工程系主任黄载禄教授、黄铁侠教授和其他许多朋友的热情帮助，在此一并致谢。 在编写本书的过程中，参考了国内外大量文献和兄弟院校的内部讲义，在此向同行们深表感谢。 夏去曦为本书绘制了全部插图的底稿，并做了大量的审校工作，她为促成本书迅速与读者见面付出了辛勤的劳动。 由于作者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，敬请读者批评指正。 返回 绪 论 电视（Television）是当代电子学的伟大奇迹。它把世界带到您的家中供您听、看。它是用无线电电子学的，实时地远距离传送活动或静止图像的一门技术。其工作原理与无线电广播颇相似。在无线电广播里，声音变成电磁波发射到空中去，收音机再将电磁波变成声音；在电视里，通过发送端的光-->电转换把景物图象变成电信号（称为电视信号），并通过电磁波或电缆传送到接收端，再经光一电反变换重显出原来景物的图象。它不仅极大地扩展了人们观看景物的距离，而且还使人们能够观察黑夜中、物体内、显微镜下的景物。 有关电视的实验在一百多年以前就开始了，纵观电视的发展，它经历了机械黑白电视、电子黑白电视和彩色电视三个阶级。1884年德国人P·G尼普科夫（Nipkov）做出了第一个电视装置；1925年英国的J·L贝尔德（Barid）表演了实用的机械电视；1936年英国贝尔德电视公司首次进行电子黑白电视广播，从此人类进入了电子广播电视的新时代。1940年美国的哥德马克（Goldmark）发明了场顺序制彩色电视，由于它不能与黑白电视兼容，因此得不到推广。1953年美国发明了世界上第一个兼容制的彩色电视制式－－NTSC制。1960年以后法国和德国（布鲁赫教授）针对NTSC制的缺点，发明了另两种兼容彩色电视，它们分别是SECAM和PAL制，这两种电视制式都在1967年正式开播，从而形成了当代并列的三大兼容制广播彩色电视制式，并分别得到世界各国的采用。我国1959年开始了黑白电视广播，1973年又开始了彩色电视广播，并采用PAL/D制。 目前电视的发展日新月异、方兴未艾。有人认为：电视的发展可分为三代，第一代为目前彩色电视，第二代是高清晰度电视，第三代是立体彩色（高清晰度）电视。目前的彩色电视的清晰度、真实感、收看效果等方面都远不及电影，只相当8～16mm电影胶清晰度。随着信息社会的到来，作为人类获取外界信息重要手段的电视，已经难以满足显示精确图形与其它各种信息的要求。高清晰度电视（High Definition Television）正是能提供更丰富图象信息的新一代电视。 数字电视是当代电视发展的重要分支，其发展可追溯到70年代初。1972年英国研制成第一台数字电视制式转换器，它标志着数字电视的延生；尔后，数字电视蓬勃发展。1982年国际组织(CCIR，现在的ITU)制定的601号文件是发展数字电视的纲领。数字电视与模拟电视相比，具有一切数字设备共同的优点，我们有理由相信，不远的将来新一代的数字电视将全面地取代目前的模拟电视。 电缆电视最初起源于共用天线电视系统，它能够给居住在高层建筑或者收看条件困难的居民提供的优质电视图象。目前电缆电视的主要发展方向是光纤系统，与计算机系统联网，开辟双向传输业务，实现可视数据的通信与广播。 电视的多工广播包括双伴音、立体声广播、图文广播、字幕广播、时间信息广播、节目表广播等。它们利用时分复用和频分复用技术增加声音普通电视频道的传输信息量。 电视摄象和显象器件主要向固体化方向发展，CCD摄象机和液晶显象器件已有商品出售，录像机向更小型化和数字化方向发展。 卫星直播电视为广播电视的传输出辟了最新的途径。它可省去成百上千地地面广播设施。对于幅员辽阔的我国，仅需一个同步卫星，就能覆盖整个中国。 目前广播电视正面临着一场系统性的变革，可以预料，21世纪的电视发展将会出现一个更高峰。 电视技术主要包括电视信号的产生；处理、存贮、发送、传输和接收等技术。电视技术的发展和变革关联到许多学科。比如光度学，色度学，视觉心理学，以及无线电技术，微电子学，计算机技术等。本书作为电视技术的基础，主要解三部分内容：〔1〕讲述有关光度学、色度学、视觉心理学的有关知识；〔2〕重点介绍电视技术中于电视信号的产生、处理、发送、接收和显象等方面的知识；〔3〕对电视新技术作概略性的介绍，着重说明各种新技术包括主要内容的和当前主要的研究方向。 返回目录 第一章 黑白电视原理 电视分黑白电视与彩色电视。黑白电视只能传送景物的亮度信息；彩色电视不仅能传送景物的亮度信息，还能传送景物的彩色信息。彩色电视是在黑白电视与色度学的基础上发展起来的。 本章重点介绍黑白电视传象的基本原理。首先介绍光学和人眼视觉特性的有关知识，因为它们是学习电视传象技术的基础；然后讲述黑白电视系统的组成，电视扫描与同步原理，黑白全电视信号以及电视图象的基本参量等内容。 返回目录 §1.1 光和视觉性 1.1.1 人眼构造和感光机理 一、人眼的构造 眼睛的外形是一个直径大约为23mm的球体，其水平断面，如图1.1－1所示。 眼球由多层组成，最外层是较硬的膜，前面1/6部分是透明的角膜，光线由此进入，其余5/6部分为巩膜，作为外壳保护眼球。角膜内是前室，含有水状液，对可见光是透明的，能吸收一部分紫外光。前室后面是虹膜，其中间有一直径可在2～8mm间变化的小孔，称为瞳孔，相当于照相机的光圈，调节进入眼睛的光通量。瞳孔后面是永晶体，它是扁球形弹性透明体，能起透镜作用，其曲率由两旁的睫状肌调节，从而改变它的焦距，使远近不同的景物都在视网膜上清晰成象。永晶体的后面是后室，它充满了透明的胶质，起着保护眼睛的滤光作用。后壁则为视网膜，它由无数的光敏细胞组成光敏细胞按其形状分为杆状的细胞和锥状细胞，锥状细胞有700万个，主要集中在正对瞳孔的视网膜中央区域称为黄斑区。此处无杆状细胞，越远离黄斑区，锥状细胞越少，杆状细胞越多，在接近加缘区域，几乎全是杆状细胞。 杆状细胞只能感光，不能感色，但感光灵敏度极高，是锥状细胞感光灵敏度的10，000倍。锥状细胞既能感光，又能感色。两者有明确的分工：在强光作用下，主要由锥状细胞起作用，所以在白天或明亮环境中，看到的景象既有明亮感，又有彩色感，这种视觉叫做明视觉（或白日视觉）。在弱光作用下，主要由杆状细胞起作用，所以在黑夜或弱光环境中，看到的景物全是灰黑色，只有明暗感，没有彩色感，这种视觉叫做暗视觉。 锥体细胞和杆状细胞经过双极经胞与视神经相连，视神经细胞经过视经纤维通向大脑，视神经汇集视网膜的一点，此点无光敏细胞，称为盲点。 二、感光机理 感光过程大致分为四个步骤： 第一步：景物经过水晶体聚焦于视网膜形成“光象”。视网膜上各点光敏细胞受到不同强度有光刺激，锥体细胞和杆状细胞中的感光包色素分别是视紫蓝质和视紫红质，它们受光照后发生化学变化，化学变化向相反方向进行。 第二步：因上述光学变化使视网膜上点产生与光照度成正比的电位，即在视网膜上将“光象”变成“电位象”。 第三步：视网膜上各点的民位分别促使各对应的视神经放电，放电电流是振幅恒定而频率随视网膜电位大小变化的电脉冲。换句话说，视神经将网膜的“电位象”按频率偏码方式传送给视觉皮质。 第四步：视觉皮质通常用接收到多达200万个频率编码的电脉冲信号，首先将它们分别存入视网膜光敏细胞相对应的细胞特殊表面中，然后进行综合的图像信息处理使人产生视觉，看到景物的图象。关于视觉皮质图像信息处理，还是一个谜，人们正处于研究与探索之中。 1.1.2 光特性与度量 一、光的特性 光学和电磁场理论指出：光是一种可以看得见的电磁波，它具有波粒二象性－－波形性和微粒性。电磁波的谱极为宽广，它包适无线电波、可见光谱、紫外线、X射线和宇宙射线等，它们分别占据的频率范围如图1.1－2所示。 可见光谱的波长范围在380～780mm之间，随着波长的变化，人眼主观感随之变化，表现为两个重要特性： 1、不同波长的不具有不同的光颜色。若光的波从780nm依次递减变化到380nm，光的颜色红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，比780nm更长的电磁辐射是红外线，比380nm更短的电磁辐射是紫外线。 2、辐射功率相同但波长不同的光给人眼的亮度不相同。下面将详细说明这一重要特性。 二、辐射通量 所谓光源辐射通量就是指其辐射功率，而光源对某面积的辐射通量是指单位时间内通过该面积的辐射能量；光源总的辐射功率（或总辐射通量）是指单位时间内通过包含光源的任一球面的辐射能量。其单位是尔格/秒或者瓦（焦耳/秒）。 通常光源发出的光是由各种波长组成的，每种波长都是具有各自的辐射通量。光源总的辐射通量应该是各个波长辐射通量之和。例如图1.1－3表示甲、乙两种光源辐射功率波谱P（l ）的曲线，它表示辐射通量按波长分布的情况。甲光源是等能分布的，乙光源是非等能分布的。在某一极窄范围内的辐射通量（图中阴影线所示面积）为： Wl ..l ＋dl ＝P（l ）dl (1.1－1） 总的辐射通量为 INCLUDEPICTURE "http://yekaionline.wx-e.com/fordesigner/analogtvfundamental/pictures/Image1504.gif" \* MERGEFORMATINET (1.1－2） 式中，W的单位为工率单位，如瓦。 三、相对视敏度函数 辐射功率相同波长不同的光对人眼产生的亮度感觉是不相同的。1933年国际照明委员会（CIE）经过大量实验和统计，给出人眼对不同波长光亮度感觉的相对灵敏度，称为相同视敏度。表1－1给出了相对视敏度的最佳数据，图1.1－4是根据表1－1作出的曲线，称为相同视敏函数曲线。它的意义是：人眼对各种波长光的亮度感觉灵敏度是不相同的。实验表明：在同一亮度环境中，辐射功率相同的条件下，波长等于555nm的黄绿光对人的亮度觉最大，并令其亮度感觉灵敏度为1；人眼对其它波长光的亮度感觉灵敏度均于黄绿光（555nm），故其它波长光的相对视敏度V（l ）都小于1。例如波长为660nm的线光的相对视敏度V（660）－0.061，所以，这种红光的的辐射功率应比黄绿光（555nm）大16倍（即1/0.061＝16），才能给人相同的亮度感觉。 当l <380nm和l >780nm时，V（l ）＝0。这说明紫外线和红外线的射功率再大，也不能引亮度感觉，所以红外线和紫外线是不可见光。这也是自然选择的结果。假如人眼对红外线也能反映，那么这种近似光雾的热辐射将会成为人们观察外部世界的一种干扰。 四、光通道 如前所述，在相同的亮度环境条件下，辐射功率相同波长不同的光所引起的亮度感觉不同；辐射功率不同，波长也不相同的光可能引起相同的亮度感觉。为了按人眼的光感觉去度量辐射功率，特引入光通量的概念，单一波长的光称为单色光称为单色光。其光通量F （l 1）等于辐射功率P（l ）与相对视敏度的乘积， F（l 1）＝P（l 1）V（l 1）光瓦 （1.1-3） 两个或两个以上波长的光称为复合光。其光通量等于各波长光通量之和， 光瓦 (1.1-4） 光通量的单位是光瓦和流明，1光瓦第于辐射率为1瓦波长为555nm的黄绿光产生的光通量。1流明等于绝对黑体在铂的凝固点温度下，从5.303×10-3平方厘米面积上辐射出的光通量。它们的互换关系是： 1光瓦＝680流明，1流明＝1/680光瓦。 1.1.3 人眼的亮度感觉特性 一、明暗视觉 在1.1.2节中讨论了人眼的相对视敏函数曲线，这条曲线表明的是在白天正常光照下人眼对各种不同波长光的敏感程度，它称为明视觉视敏函数曲线，如图1.1－5中粗曲线所示。明视觉过程主要是由锥状细胞完成的，它既产生明感觉，又产生彩色感觉。因此，这条曲线主要反映锥状细胞对不同波长光的亮度敏感特性。 在弱光条件下，人眼的视觉过程主要由杆状细胞完成。而杆状细胞对各种不同波长光的敏程度将不同于明显视觉视敏函数曲线，表现为对波长短的光敏度感有所增大。即曲线向左移，这条曲线称暗视觉敏函数曲线，如图1.1－5中细曲线所示。在弱光条件下，杆状细胞只有明暗感觉，而没有彩色感觉。 二、人眼察觉亮度变化能力的有限性 人眼察觉亮度变化的能力是有限的。请看下面的实验：让人眼观察如图1.1－6（a）所示P1和P2两个画面，P1和P2的亮度均可调节。保持P1亮度从B缓慢递增至B＋D Bmin，直到眼睛刚刚觉察到两者的亮度有差别为止。此时，我们认为在这个亮度下的亮度感觉差了一级。用相同的方法，可以求出不同亮度的主观亮度感觉级数，并制成如图1.1-6（b）所示的曲线。曲线的意义是实际亮度变化所引起的主观亮度感觉变化。图中横坐标代表实际亮度的变化，以尼特（1nit=1cd/m2）为单位：纵坐标代表主观亮度感觉的级数。以上实验说明： 1、要使人眼感觉到P1和P2两个画面有亮度差别，必须使两者的亮度差³ D Bnin，D Bmin是有限小量，而不是无限小量。因此，人眼察觉亮度变化的能力是有限的。 2、对于不同的环境亮度B。人眼可觉察的最小亮度差D Bmin/B是相同的，并等于一个常数。换句话说，人眼亮度感觉的增量D S不是正比于客观亮度的增量D B，而是正比于亮度的相对增量D B/B，即 D S＝k（1.1－5） （1.1-5） 上式经积分后得 S＝k'1nB+R0=k1gB+r0 (1.1－6) 式中k=k' n10，k'、k0均为常数。上式表明：主观亮度感觉与客观亮度的对数成线性关系。并称之为韦伯费赫涅尔定律（Weber－FechnerLaw）。图1.1－6所示的曲线完全证明了这一点。 ＝D Bmin/B称为对比度灵敏度阈或韦伯－费赫涅尔系数（Weber－FecnerRatio）。通常＝0.005～0.02，在亮很高或很低时，增大至0.05。在观看电视时，因杂散光影响，的值也可大些。 人眼亮度感觉的增量与客观亮度数成对比，这与人耳的听觉规律很相似；人耳对声音感觉的增量与客观声音响度的对数也是成正比的。它们都是长期生态演变的结果，使人眼形成对光强弱变化的适应性，否则人将无法受自然界光的刺激。 三、视觉范围 人眼能够感觉的亮度范围（称为视觉范围）极宽，从千分之几尼特直到几百万尼特。其所以如此之宽，是由于依靠了瞳孔和光敏细胞的调节作用。瞳孔根据外界光的强弱调节其大小，使射到视网膜上的光通量尽可能是适中的。在强光和弱光下，分别由锥状细胞和杆状细胞作用，而后者的灵敏度是前者的1万倍。图1.1－6所示的两条交叉曲线，分别表示杆状细胞和锥状细胞察觉亮度变化的关系。 四、明暗感觉的相对性 在不同的亮度环境下，人眼对于同一实际亮度所产生的相对亮度感觉是不相同的。例如对同一电灯，在白天和黑夜它对人眼产生的相对亮度感觉是不相同的。另外，当人眼适应了某一环境亮度时，所能感觉范围将变小。例如，在白天环境亮度10，000特时，人眼大约能分辨的亮度范围为200～20，000尼特，低于200尼特的亮度同感觉为黑色。而夜间环境为30尼特时，可分辨的亮度范围为1～200尼特，这时100尼特的亮度就引起相当亮的感觉。只有低于1尼特的亮度才引起黑色感觉。图1.1－6的曲线也说明了这一点，当人眼分别适应了A、B、C点的环境亮度时，人眼感觉到“白”和“黑”的范围如虚线所示，它们所对应的实际亮度范围比人眼的视觉范围小很多。并且A点的实际亮度对于适应了B点亮度的眼睛来说感觉很暗；而对于适应了C点亮度的眼睛来说，却感觉很亮。 根据人眼对实际亮度明暗感觉的相对性的察觉实际亮度变化能力有限性，在电视系统中，不必传送原景物的实际亮度，只需保持原景物点的相对亮度不变。通常只要保证景物最大亮度Bmax和最小亮度Bmin的比值C不变；C＝Bmin称为对比度。另外，对于人眼不能察觉的亮度变化，不必精确地重现，只要保证重视图像和原景物有相同的亮度级数。简言之，只要重视图象与原景物对人眼具有相同的对比度和相同的亮度级数，就能给人以真实的感觉。 1.1.4 人眼的分辨力与视觉惰性 1.1.3节已经指出人眼觉察亮度最小变化的能力是有限的。不仅如此，人眼对黑白细节的分辨力也是有限的；另外，人眼主观亮度感觉总是滞后于实际高密度的变化即存在所谓“视觉惰性”。下面分别加以说明。 一、人眼的分辨力 1.视角 观看景物时，景物大小对眼睛形成的张角叫做视角。其大小既决定景物本身的大小，也决定于景物与眼睛的距离。图1.1－7中A表示物体的大小，D表示由眼睛角膜到该物体的距离，则视角a按下式计算： 当视角a较小时，则aA/D。 2.视敏角 当与人眼相隔一定距离的两个黑点靠近到一定程度时，人眼就分辨不出有两个黑点存在，而只感觉到是连在一起的一个点。这种现象表明人眼分辨景物细节的能力是有一定极限的。我们可以用视敏角来定义人眼的分辨力。视敏角即人眼对被观察物体刚能分辨出它上面最紧邻两黑点或两白点的视角。 在图1.1－8中，L表示人眼与图象之间的距离，d表示能分辨的最紧邻两黑点之间的距离。q 表示视敏角，若q 以分为单位，则得到： 3.视觉锐度 人眼分辨景物细节的能力称为分辨力，又称为视觉锐度。它等于人眼视敏角的倒数，即分辨力＝。 4.影响分辨力的因素： 从生理上讲，视敏角决定于视网膜相邻光敏细胞间的距离，已加锥状细胞直径d' =5m m，眼睛焦距¦ ＝17mm，所以人眼日间视觉下的视敏角约为 视敏角为1' 的眼，其视力为1.0；2' 的视力对应于0.5，这与医学上是相对应的。 影响分辨力的因素有：与物体在视网膜上成象的位置有关，黄斑区锥状细胞密度最大，分辨力最高。越是偏离黄斑区，光敏细胞的分布越稀，分辨力也就低。与照明强度有关。照度太低，仅杆状细胞起作用，分辨力大大下降，且无彩色感；照度太大，分辨力不会增加，甚至由于“眩目”现象而降低。与对比度Cr有关。Cr=[(B-B0)/B0]×100％，其中B为物体亮度与背景亮度接近，分辨力自然要降低。 与被观察物体运动速度有关。运动速度快，分辨力将要下降。 若把人眼直线与目标方向的夹角（距眼球中心凹的度数）称为视线角，则人眼力辨力与视线角的关系如图1.1－9所示，它表明当目标方向偏离直视线时分辨力显著下降。因此，为了看清目标人眼将不断转动，以使目标的象落在中心凹上（即黄斑区）。 二、视觉惰性 视觉惰性是人眼看重要特性之一，它描述了主观亮度与光作用时间的关系。当一定强度的光突然作用于视网膜时，人眼并不能立即产生稳定的亮度感觉，而须经过一个短暂的变化过程才能达到稳定的亮度感觉。在过渡过程中，亮度感觉先随时间变化由小到大，达到最大值后，再回降到稳定的亮度感觉值，图1.1－10示出在不同亮度下亮度感觉随时间的变化过程。 另外，当作用于人眼的光线突然消失后，亮度感觉并非立即消失，亮度感觉并非立即消失，而是近似按指数规律下降而逐渐消失的。图1.1－11示出人眼对于较短时间的光脉冲B0的亮度感觉S变化的情况。 当光线消失后的视觉残留现象称为视觉暂留或视觉残留。人眼视觉暂觉留时间，在日间视觉时约为0.02秒，中介视觉时为0.1秒，夜间视觉时为0.2秒，中介视觉是介于日视觉与夜视觉之间的状态。人眼亮度感觉变化滞后于实际亮度变化，以及视觉暂留特性，总称为视觉惰性。 眼睛在周期性的光脉冲刺激下，如果频率不高，则会产生一明一暗的闪烁感觉，长期观看容易疲劳。如果将光脉冲频率提高到某一定值以上，由于视觉惰性，则不会再感觉到闪烁，则刚好不感觉到闪烁的最低频率称为临界闪烁频率（fk），它主要与光脉冲的亮度有关。计算它的经验是： fk=9.61gBm+26.6(Hz） 式中Bm为画面的最大亮度，单位为cd/m2。例如画面的最大亮度Bm＝100尼特时，fk＝45.8Hz，这一经验公式只能做近似计算，因为还有许多与临界闪烁频率有关的因素未考虑。比方，相邻画面的亮度、颜色的分布及其变化、观察者画面的距离和环境等。 当光脉冲的频率大于临界闪烁频率时，感觉到的亮度是实际亮度的平均值，即 S＝ 式中B（t）为实际亮度的变化规律，T为光变化周期。 电影和电视正是利用视觉惰性产生活动图象的。在电影中每 秒放24幅固定的画面，而电视每秒传送25幅或30幅图象，由于人眼的视学暂留特性，从而在大脑中形成了连续活动的图像。假设人眼不存在视觉惰性，人们将只会看到每秒跳动24次静止画面的电影，如同观看快速变换的幻灯片一样；同样，电视也将没有连续活动的感觉。 为了不产生闪烁感觉，在电影中每幅画面曝光两次，其闪烁频率为fv=48Hz。电视中，采用隔行扫描方式，每帧（幅）画面用两场传送，使场频（fv=50Hz或60Hz）高于临界闪烁频率，因此正常的电影和电视都不会出现闪烁感觉，并能呈现较好连续活动的图象。 返回目录 §1.2 黑白电视系统组成原理 1.2.1 图象分解与顺序传送 语言广播基于声电转换原理。各种声音作用于人耳的声强是时间的单值函数，故声音电信号是关于时间的一维函数，即。这种电信号容易传送。而图象信号则不然，景物各点的亮度不同，是随空间位置变化的，且每一点的亮度又随时间而变化，故景物之亮度B是空间坐标x、y、z和时间t的四维函数，即 上式为黑白立体图象信号表达式。对平面图象而言有 因此，即使传遂平面图象信号也不容易，因任一平面均为无穷个点之集合，对于任一时刻t0，拥有无限大的信息量。 仿“传真”技术，将平面图象分解成若干个小面积之和。当这些小面积小于一定程度时，由于人眼分辩黑白细节能力是有限的，故它在人眼看来是一个点。它们是组成图象的基本元素。用这些象素的亮度变化，代替整幅平面图象的亮度变化，这实质是对图象信号的空间抽样，将静止图象的信息从无限变成有限。 按我国的电视制式计算，一幅静止电视图象约包含48万个象素，传送这些象素的方法有两种：其一是同时传送，即采用48万个信道，对各象素的亮度分别进行传送，这在实际中显然是办不到的。其二是顺序传送，如图1.2－1所示系统。 将平面图象各象素的亮度按一定顺序转变成电信号，一个接一个地传送出去，在接收端按相同顺序在同幅型比之平面上恢复发端图象。当其传送速度快到一定程度时，由于视觉惰性和发光材料的余辉特性，我们将会感到整幅图象是同时发光而无顺序感，这就完成了一幅平面静止图象的传送。 对于活动图象，任一瞬间都有一幅对应的静止图象，在任一有限时间内将包含无穷多幅图象。利用视觉的惰性，电影技术每秒钟只传送24幅连续静止图象便可以获得活动图象，故广播电视每秒也只传送25帧（幅）或30帧图象，亦可得到活动的电视图象。这种方法可以看作是对活动图象信号的时间抽样。对图象信息的空间抽样和时间抽样极大地压缩了被传送的图象信息，使之从无限变成有限，从而达到技术可以传送的程度。 图1.2－1所示开关K1和K2是一种同步控制开关，当K1和K2按相同顺序依次接通收发两端对应象素时，发端图象的亮度分布就传送到收端并重现于显示平面上。实际顺序传送系统中的开关是由电子束扫描来实现的，其扫描顺序如看书的视线一样，从左至右，从上至下，一行行，一页页地扫过。在电视中，从左至右的扫描称为行扫描，从上至下的扫描称为场扫描。 使收发两端的扫描按照相同的规律进行称为同步。显而易见，同步乃是顺序传送的关键，一旦失去同步，收端就无法正确重现发端的图象。 从数学的角度看，扫描就是把空间坐标x和y变换成时间t的函数 将上式代入式（1.2－2）中，平面图象信号能转化成时间的一维函数，即 故能用单一信道传送，因此扫描实现了空间到时间的转换，简称为时空转换。 1.2.2 光电转换原理 电视技术传送图象基于光电转换原理。在发端利用摄象器件将景物的亮度变成电信号，在收端采用显象器件将电信号还原成图象亮度。摄象和显象器件都有直空器件和固体器件之分。本节仅以真空器件（摄象管和显象管）为例来说明光电转换原理。 一、摄象管 摄象管有好多种，现以光电导摄象管为例说明光到电的转换过程。光电导摄象管的结构如图1.2－2（a）所示，它主要由光电靶和电子枪两部分组成。光电靶是由光敏半导体材料制成的，这种材料具有在光作用下电导率增加的特性。需要传送的景物通过光学系统（镜头）在摄象管的光电靶上成象，由于光象各部分的亮度不同，靶上各部分（各单元）的电导率也发生了相应的变化。与较亮象素对应的靶单元的电导较大，与较暗象对应的靶单元的电导较小，于是景物各象素的亮度不同变成了靶面上各单元电导的不同，“光象”变成了“电象”。 电子枪的任务是发射电子束，聚焦线圈与偏转线圈产生的磁场，使电子束以聚焦状态按一定规律（即从左到右，从上到下，一行一行地）扫描靶上各点。当电子束接触到靶面某点时，电子枪（阴极）与信号板、负载RL的电源E就构成一个回路，在负载RL中就有电流流过，电流的大小取决于光电靶上该点电导率的大小。因此，当电子束按一定规律在靶面上扫描时，便在负载上集资得到与景物各点亮度相对应的电信号（称为图象信号）。从而完成了将图象分解为象素以及把各象素亮度按顺序转变成为相应电信号的光电转换过程，这一过程又称为图象的摄取过程。 应该注意，象素亮度越大，流过负载RL的相应电流也越大，但是其输出信号电平将越低。 二、显象管 在收端是依靠显象管完成电到光的转换。显象管主要由电子枪和荧光屏两部分构成，如图1.2－2（b）所示。显象管的电---光转换是应用荧光效应。荧光物如硫化锌在电子束的冲击下会发光，其发光强度取决于发射电子的数量与速度，只要用代表图象的电信号去控制电子束的强弱，再控电视摄象管中相同的规律来扫描荧光屏，便能完成由电到光的转换，重现电视图象。 三、γ校正 实验表明：显象管显示的亮度（Bd）与所加控制电压（E）的γ次方成正比，即 上式中，γ＝2.2～2.8，k2o为常数。假设电信号在传输中未产生失真，为使重现图象亮度与原景物亮度（B0）成正比，就必须使摄象所得的电信号（E0＝k1B0）开γ次方后再传输出。即 带有γ校正的简单黑白电视系统如图1.2－3所示，在该系统中，重现图象的亮度为 因为为一常数，故电视系统经过γ校正后，重现图象的亮度就能与原景物的亮度成正比，从而克服了光电转换产生的图象亮度非线性失真。 返回目录 §1.3 电视扫描与同步 如前所述，电视图象的摄取与重现实质上是一种光电转换过程，它分别是由摄象管和显象管来完成的。顺序传送系统在发送端将平面图象分解成若干象素顺序传送出去，在接收端再将这种信号复合成完整的图象，这种图象的分解与复合是靠扫描来完成的。 扫描三种方式：机械扫描，电子扫描，固体扫描。机械扫描方式用于机械电视系统，最有代表性的是1884年德国人尼普科夫制作的第一台电视装置，它是借助于尼普科夫圆盘来完成图象的分解和复合的。摄象管和显象管是采用电子束扫描方式；固体摄象和显象器件则采用固体扫描方式。本节只介绍电子（束）扫描，固体扫描见4.3.3节，关于机械扫描方式请看参考文献〔3〕。 根据电子束的扫描规律不同，电子扫描又分为直线扫描（包括逐行扫描和隔行扫描）、圆扫描、螺旋扫描等多种方式；但是，在广播电视系统中，为了充分利用矩形屏幕，并使扫描设备简单可靠，通常只采用匀速单向直线扫描方式，所以本节的重点是介绍逐行扫描、隔行扫描以及扫描同步原理。另外，为了帮助读者加深理解行、场偏转电流与电子束运动规律的相互对应关系，还特意介绍了圆扫描和螺旋扫描，不过后两者一般只用在特种工业电视系统中。 摄象管的电子束偏转角较小，可采用磁偏转和静电偏转两种方式。显象管的偏转角较大，故只采用磁偏转方式。下面以显象管的磁偏转为例介绍电子扫描的原理。 1.3.1 水平偏转与垂直偏转 一、水平偏转 显象管外套有水平和垂直两组偏转线圈，在有电流通过时分别产生垂直与水平方向的磁场。当电子束通过上述磁场时，将分别产生水平方向和垂直方向的扫描运动，图1.3－1（a）是电子束在水平偏转线圈作用下的扫描示意图。水平偏转线圈为一双上下对 称、水平放置的线圈，依右手螺旋定则，流经线圈的电流将产生垂直方向的磁场；据左手定则，电子束通过垂直磁场应产生水平偏转，从而实现电子束的水平扫描。 电子束偏离显象管中心轴线的夹角称为偏转角（ψ）。实验表明：当ψ较小时，电子束偏离屏幕中心的距离与偏转电流的数值成正比。当偏转电流iH为图1.3－1（b）所示锯齿波电流时，电子束将作匀速直线扫描运动。在TH t期间，iH由正到负，电子束从右至左扫描，称为行扫描逆程。正程和逆程时间之和称为行扫描周期，且为行扫描频率之倒数1/fH=TH0α=THr/TH称为行扫描逆程系数。若电子束只有水平扫描运动而无垂直扫描运动，则在荧光屏上将呈现一条水平亮线，如图1.3－1（c）所示。 二、垂直偏转 图1.3－2（a）是电子束在垂直偏转线圈作用下的扫描示意图。一对垂直偏转线圈 产生水平方向的磁场，故电子束穿过该磁场时产生垂直方向的偏转，从而实现垂直扫描运动。同行扫描类似，当垂直偏转电流如图1.3－2（b）所示的锯齿波时，电子束将作匀速直线运动。在TVT期间，电子束从上至下，称为场扫描正程；在Tv r期间，从下至上，称为场扫描逆程。称为场扫描周期，且为场扫描频率之倒数1/fv＝＝Tv，β＝Tvr/Tv称为场扫描逆程系数。若电子束只有垂直扫描而无水平扫描，则荧光屏上将出现一条垂直的亮线，如图1.3－2（c）所示。 1.3.2 逐行扫描与隔行扫描 当水平和垂直偏转线圈中同时加入锯齿波电流时，电子束既作水平扫描又作垂直扫描，而形成直线扫描光栅，这称为直线扫描。它分为逐行扫描和隔行扫描两种方式。逐行扫描是一行紧跟一行的扫描。隔行扫描是将一帧画面分成两场扫描，一场扫奇数行，称为奇数场；另一场扫偶数行，称为偶数场。奇、偶两场光栅均匀相嵌，构成一帧完整的画面。由于隔行扫描优于逐行扫描，所以广播电视中都采用隔行扫描方式。 一、逐行扫描 当水平和垂直偏转线圈中分别流过如图1.3－3（d）、（e）所示水平和垂直扫描电流时，就能产生逐行扫描光栅。图1.3－3（a）和（b）分别是场正程和场逆程期间的扫描光栅，图中实线是行扫描的正程线，虚线是行扫描的逆程线。其特点是：①行频是场频的整数倍，故相邻场的光栅重迭，形成逐行扫描的光栅。②fH>>fV，故电子束的水平运动速度大于垂直运动速度，从而形成水平倾斜的光栅。反之，若fv>>fH，则形成垂直倾斜的光栅。 在广播电视中，为了使图象均匀而清晰，在逆程期间不传送图象信号，故采取措施使行、场逆程期间电子束截止而不显示图象（或称消隐）。图1.3－3（c）是消去行、场回扫线后的正常光栅。为了提高传输效率，应使正程时间远大于逆程时间。即THr>>THr，TV t>>TV r。我国广播电视规定：。随着电视技术的发展，人们将利用逆程期间传送文字广播等辅助信息（见第六章）。 在逐行扫描中，若每场含有z行（z为整数），则。当z增加时，扫描光栅的水平倾斜角减小而趋于平直；当z足够大时，人眼将分辨不出行扫描的光栅结构，而只能看到一个均匀发光的平面。 二、隔行扫描 如果行频不等于场频的整数倍，则相邻场的光栅不能重迭，当时（n为整数），相邻两场的光栅就能均匀相嵌，形成隔行扫描的光栅。 在隔行扫描中，扫完一帧图象所需时间称为帧扫描周期Tv，其倒数1/TV＝fF称为帧频，并且存在的关系。我国电视规定。 若已知隔行扫描的行、场扫描电流波形，则可先找出行（场）的起点和终点位置，从而画出其扫描光栅。图1.3－4是隔行扫描的一个简例，设每帧有11行，，则每场有5.5行，即 第一步，依上述数据，较精确地画出行、场偏转电流波形，交给每行（场）的起点和终点编号。 第二步，根据在均匀磁场作用下，当偏转角较小时，扫描点在平面屏幕上的偏转距离与偏转电流近似成正比的原理（见参考文献〔2〕，P.68）；画出每行（场）起点和终点在屏幕上的位置，从而画出隔行扫描的光栅图。 隔行扫描分为奇数行隔行扫描和偶数行隔行扫描。前者每帧取奇数行，即，式中n为整数；后者每帧取偶数行，即。为了实现两场光栅均匀相嵌，前者场扫描波形简单，只要保证奇、偶两场周期相等即可。而后者必须要求寄、偶两场锯齿波电流有一微小偏移，如图1.3－5所示。使偶数场光栅相对于奇数场光栅恰好下移一个行距，这种场扫描电流波形等于正常的场锯齿波如图1.3－5（c）所示帧频矩形波之迭加。对帧频矩形波的幅度要求极严，否则两场光栅就会出现局部或完全并行，使垂直清晰度下降，这增加了技术上实现的难度，所以世界各国的广播电视都采用奇数行隔行扫描。 1.3.4 扫描同步原理 一、同步的必要性 同步是指收发两端在同一时刻，必须扫描在几何位置上相对应的象素点。为此，必须要求收、发两端行、场扫描都同步。行同步的条件是行扫描同频率及每行起始和终止时刻相同；场同步的条件是场扫描同频率且每场起始和终止时刻相同。简言之，只有行、场扫描同频同相，收发才能同步；否则，就会失步。下面举例说明。 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1.3－8（a）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1.3－8（b）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1.3－9（b）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1.3－10（a）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1.3－10（b）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1.3－9（c）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。 二、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，如图1.3－11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。如图1.3－12（a）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4.7μs；场频为50Hz，场同步脉宽为：2.5H＝2.5×64=160μs。 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，如图1.3－12（c）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，如图1.3-12（b）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”。 三、场同步信号的开槽 由于场同步信号脉宽为2.5H，它覆盖2～3个行同步脉冲，在场同步期间没有行同步输出，如图1.3-12（b）所示。行扫描振荡器失去同上后对于再出现的行同步信号，并不能立即被它同步住。有一个所谓同步锁定时间，失步状态可能延及相当的行数，甚 至影响场正程开始的若干行图象，使屏幕上部的图象出现扭曲的现象。 为此，将场同步脉冲开槽，如图1.3－13所示使槽脉冲的上升沿对准原来被覆盖的行同步的前沿，经微分的限幅电路后，使原来丢失的行同步信号得以恢复。又因槽脉冲很窄（4.7μs），所以对用积分电路分离场同步信号没有影响。 四、前后均衡脉冲 在场同步脉冲开槽后，复合同步信号基本能使收端的行、场扫描与发端同步。由于采用奇数行隔行扫描和用积分电路取出场同步信号，因此会导致奇、偶两场起始时刻会有时间差异，即奇、偶两场的时间不能精确等于一帧时间的一半。一场稍多，另一场则稍少。奇、偶场时间的微小差异导致两场光栅不能精确相嵌，这使得垂直分解力大大下降，解决这个问题的办法是在场同步信号的前后加均衡脉冲。详细分析如下： 在奇数行隔行扫描系统中，每场都包含有半行。奇数场最后一行为半行，偶数场第一行为半行，最后一行为整行。由奇数场向偶数场过渡时，场同步前沿距其前面的行同步脉冲为半行，而偶、奇过渡时为一行，若将奇、偶两场的场同步前沿对齐，如图1.3-14（a）、（b）所示，则可能看出，两场行同步脉冲和槽脉冲的位置不相同。当这两种复合同步信号经过积分电路时，由于场同步前的行同上位置不相同，使得场同步积分的起始值不同，奇、偶过渡时高，偶、奇过渡时低；另外，由于槽脉冲对应位置不相同，两种过渡的放电时刻也不相同，因此两种过渡的积分波形不重合，如图1.3-14（c）所示。在接收机中，当用这种积分波形去触发场扫描发生器时，若设发生器的触发电平为某定值E，E与两种积分曲线的交点分别为a和b；且随着E值的不同，a可能超前或者滞后于b点，这就导致了奇偶两场的时间间隔不相同。但是每帧还是40ms（以我国广播电视为例），若奇数场大于20ms，则偶数场必小于20ms。 奇偶两场的周期不相等，使得奇偶两场第一行的起始位置不是相差半行，这就不能保证两场光栅精确的均匀相嵌。例如奇数场周期为19.9872ms，包含312.3行，偶数场为20.0128ms，包含312.7行，分别用实线和虚线画出奇数和偶数场的光栅如图1.3-15所示。由图可见，偶数场光栅并非均匀嵌套在奇数场的光栅之间，而是两场扫描线靠扰了。假如奇数场周期进一步减少到19.968ms（即312行），偶数场周期增大到20.032ms（即313行）时，两场光栅将完全重合，称为并行，所以垂直分解力将严重下降。 可见这种复合同步信号还不能保证隔行扫描的准确性，必须加以改进。应设法使得在场同步脉冲期间，这两种积分波形相重合。具体措施如图1.3-16所示：①在场同步脉冲前后各设5个频率等于二倍、脉宽等于行同步一半的脉冲。在场同步之前称为均衡脉冲，在场同步之后称为后均衡脉冲。前均衡脉冲使得奇偶两场场同上积分的起始值一致。为了使频率提高后行同步的平均电平不变，所以均衡脉冲的脉宽只取行同步的一半。②将场同上中的槽脉冲增加到5个，并使它们在奇、偶两场场同步中的位置对应相同，这使奇偶两场场同步对积分电路的充放电时间相同。所以两种过渡的积分曲线将完全重合，从而保证了隔行扫描的准确性。 后均衡脉冲可以保证积分波形在较宽的范围内一致。在以前制定时，有人认为，它对某些场同步分离有利，可以更好地保证两场光栅精确的相嵌；但是，现在看来作用不大，成为一种对称性的摆设。由于它并无坏处，并且不增加电路上的复杂性，所以就一直沿用至今。 增加均衡脉冲和槽脉冲的个数后，对行扫描的同上并无影响，这个问题在学完5.6.2节中关于AFPC电路的工作原理后就会明白。 返回目录 §1.4 黑白全电视信号 1.4.1 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。 上一节已经介绍了复合同步信号。本节先介绍图象信号和复合消隐信号的特点，然后介绍黑白全电视信号的合成，最后讨论黑白全电视信号的频域的时域特性。 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，如图1.4-1（a）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1.4-1（b）所示。由于图1.4-2（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1.4-2（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1.4－1（c）和图1.4-2（c）所示。 二、复合消隐脉冲 前面已经指出：为了消去行、场逆程扫描线（简称回扫线），必须由同步机产生行、场消隐脉冲。行消隐脉冲使摄象管与显象管的电子束在行逆程期间截止，消去行回扫线：场消隐脉冲在场逆程期间使电子束截止，消去场回扫线，从而避免它们对正常图象的干 扰。按时间顺序将行消隐脉冲序列和场消隐脉冲序列组合在一起称为复合消隐脉冲，如图1.4-3所示。我国广播电视规定：行消隐脉宽为12μs，场消隐脉宽为：25H＋12＝1,612μs。由于广播电视采用奇数行隔行扫描，相邻两场行消隐的相对位置差半行，所以复合消隐脉冲是按帧（两场）周期重复变化的。 三、黑白全电视信号的组成 黑白全电视信号由图象信号、复合同步信号和复合消隐信号组合而成。为了使三者互不干扰，并且在接收端能够方便可靠地进行分离，黑白全电视信号按下列方式组成： 1. 图象信号安排在行、场扫描的正程，复合消隐和复合同步信号安排在行、场扫描的逆程。 2.图象信号位于白色和黑色电平之间，复合消陷信号的电平规定比黑色电平稍黑。消隐电平和图象黑色电平之差称为黑色电平提升。黑色电平提升量D等于图象白色电平与消隐电平差值的0～5％，如图1.4-4所示。 3.复合同步电平比复合消隐电平具有更黑的电平，即“比黑还黑”。这样复合同步信号与图象信号、消隐信号在幅度上有较大的差别，便于在接收端用简单的限幅器（即同步分离级），从全电视信号中分离出复合同步信号。图象信号和复合消隐信