摄像管与光电转换从摄像管阴极发射出来的
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&&&&&&&&教&&&&学年&&&&&&&&案&&&&第1学期&&&&&&&&学院教课程授课授课职教材研&&&&&&&&名&&&&&&&&称室&&&&&&&&教育信息技术学院电子信息技术电视原理与系统教育技术04级郭建才副教授电视原理与现代电视系统&&&&&&&&名对教&&&&&&&&称象师称&&&&&&&&名&&&&&&&&称&&&&&&&&日&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第1章电视基础知识电子扫描&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第1周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握像素的概念2、掌握摄像管与光电转换原理3、掌握显像管与电光转换原理4、掌握逐行扫描、隔行扫描教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、像素的概念2、摄像管与光电转换原理3、显像管与电光转换原理4、逐行扫描、隔行扫描二、重点1、摄像管与光电转换2、显像管与电光转换3、逐行扫描、隔行扫描三、难点1、摄像管与光电转换2、显像管与电光转换3、隔行扫描像素的概念：一幅平面图像，根据人眼对细节分辨力有限的视觉持性，总可以看成是由许许多多的小单元组成。在图像处理系统中，这些组成画面的细小单元称为像素。像素越小，单位面积上的像素数目就越多，由其构成的图像就越清晰。像素亮度既是空间（二维）函数，同时又是时间函数。串行传输具有两个特点：第一是要求传送速度快。只有传送迅速，传送时间小于视觉暂留时间，重现图像才会给人以连续无跳动的感觉；第二是传送要准确。每个像素一定要在轮到它传送时才被转换、传送，并被接收方接收。且收、发双方每个像素被转换、还原的几何位置要一一对应。即收发双方应同步工作，同步在电视系统中是十分重要的。电视图像的传送，在发端是基于光电转换器件，在收端是基于电光转换器件，实现这两种转换的器件分别称为摄像管和显像管。摄像管与光电转换从摄像管阴极发射出来的电子束，在电子枪的电场及偏转线圈的磁场力作用下，高速、顺序地扫过靶面各单元。当电子束接触到靶面某单元时，就使阴极、信号板(靶)、负载、电源构成一个回路。在负载RL中就有电流流过，其电流大小取决于光电靶在该单元的电阻值大小。光照强处，对应阻值较小、流过负载的电流就较大，因而RL两端产生的压降也就较大，输出信号的电位也就越低。显像管与电光转换&&&&&&&&&&&&由阴极发射出的电子束，在偏转线圈所产生的磁场力作用下，按从左到右，从上到下的顺序依次轰击荧光屏。屏面上涂有荧光粉，在电子束轰击下荧光粉发光，其发光亮度正比于电子束携带的能量。若将摄像端送来的信号加到显像管电子枪的阴极与栅极之间，就可以控制电子束携带的能量，使荧光屏的发光强度受图像信号的控制。设显像管的电——光转换是线性的(实际为非线性的)，那么，屏幕上重现的图像，其各像素的亮度都正比于所摄图像相应各像素的亮度，屏幕上便重现了发端的原图像。对于摄像管来说，光电转换特性可近似认为是线性的；而显像管电光转换特性则是非线性的。将组成一帧图像的像素，按顺序转换成电信号的过程（或逆过程）称为扫描。扫描的过程和我们读书时视线从左到右、自上而下依次进行的过程类似。从左至右的扫描称为行扫描；自上而下的扫描称为帧(或场)扫描。电视系统中，扫描多是由电子枪进行的，通常称其为电子扫描。将一幅图像上各像素相应的电信号，以及将这些顺序传送的电信号再重新恢复为一幅重现图像的过程（即图像的分解与重现），都是通过电子扫描来实现的。摄像管与显像管中，电子束按一定规律在靶面上或荧光屏面上运动，即可完成摄像与显像的扫描过程。逐行扫描：当线圈偏转中分别流过行、场锯齿波扫描电流时就会产生相应的垂直方向与水平方向的偏转磁场，在这两个磁场的共同作用下，使电子束作水平与垂直方向的扫描运动。在锯齿波电流作用下，电子束产生自左向右、自上而下，一行紧按行的按行的运动，因而称其为逐行扫描。隔行扫描：所谓隔行扫描，就是在每帧扫描行数不变的情况下，将每帧图像分为两场来传送，这两场分别称为奇场和偶场。奇数场传送1、3、l5、…奇数行；偶数场传送2、4、6、…偶数行。世界各国都采用隔行扫描的扫描方式。教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节教学基本内容采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、摄像管如何完成光电转换？显像管如何完成电光转换？2、什么是逐行扫描？什么是隔行扫描？与逐行扫描相比，隔行扫描有什么优点？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第1章电视基础知识黑白全电视信号&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第2周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握黑白全电视信号的组成2、掌握图像信号及其特征&&&&&&&&&&&&3、掌握复合同步信号、复合消隐信号4、理解槽脉冲和均衡脉冲5、掌握全电视信号波形6、了解全电视信号的频谱教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、黑白全电视信号的组成2、图像信号及其特征3、图像信号的基本参量4、复合同步信号、复合消隐信号5、槽脉冲和均衡脉冲6、全电视信号波形7、全电视信号的频谱二、重点1、黑白全电视信号的组成2、图像信号的基本参量3、复合同步信号、复合消隐信号4、全电视信号波形三、难点1、槽脉冲和均衡脉冲2、全电视信号的频谱换黑白全电视信号由“图像信号”和确保扫描同步的“复合同步信号”以及消除扫描逆程回扫线的“复合消隐信号”等辅助信号而构成的。图像信号及其特征图像信号是由摄像管将明暗不同的景像经过电子扫描和光电转换而得的电信号。五条由白→灰→黑而变化的图像的图线信号（有正负极性之分），波形为一个行正程的对应波形。⑴图像信号具有直流成分，其数值确定了图像的背景亮度，是单极性信号。⑵对于一般活动图像，相邻两行或相邻两帧信号间具有较强的相关性，信号差别极小，可近似认为是周期信号。图像信号的基本参量(亮度、对比度和灰度)亮度，通常是指单位面积的光通量。因为单位面积光通量愈大，人眼感觉愈明亮，所以也可以说，亮度是人眼对光的明暗程度的感觉。亮度常以B表示，光通量的单位是烛光(cd)，亮度的单位是尼持(nit)或熙提(sb)。电视图像的亮度取决于电视图像信号的平均直流成分，改变电视图像信号的直流成分，可以改变其亮度。当以K表示对比度时K=Bmax/Bmin。对比度，是客观景物最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之比。电视图像的亮度一般都低于原景物亮度，考虑到人眼的适应性，只要保持重现图像的对比度与原景物的对比度接近相等即可。图像信号的黑、白电平差别愈大，则对比度愈高。灰度，即亮度级差或称亮度层次。它反映电视系统所能重现的原图像明、暗层次的程度。通常电视台发送一个具有10级灰度的阶梯信号(或称级差信号)，接收系统经调整后在重现图像中能加以区分的从黑到白的层次数，称其为该系统具有的灰度级。由于显像管调制特性的非线性，电视接收机一般都达不到10级灰度，一般只要能达到6级灰度，就可收看到明、暗层次较满意的图像了。辅助信号复合消隐信号在图像的分解或恢复的扫描逆程中，若不采取措施，将出现行、场回扫线，这将对正程所传&&&&&&&&&&&&送的图像起干扰作用。消除回扫线的方法是在行、场扫描的逆程期间，在摄像管与显像管中分别加入能使扫描电子束截止的消隐脉冲，即复合消隐脉冲或复合消隐信号。发送端在发送图像信号的同时，在逆程期间将消隐信号也发送出去。行、场消隐信号的电平等于图像信号的黑色电平；行、场消隐信号的周期应分别与行、场扫描周期相同；行、场消隐脉冲的宽度应分别等于行、场扫描的逆程时间。即行消隐脉冲宽度为12μs，场消隐脉冲宽度为1612μs(其中，包含着一个行的逆程12μs)。复合同步信号电视系统中发扫描必须严格同步，即收、发扫描对应的行、场起始和终止位置必须严格一致，否则就会出现画面失真或不稳定现象。为了收、发同步的需要，电视发送端每当扫描完一行时加入一个行同步脉冲；每当扫描完一场时加入一个场同步脉冲，它们分别在行与场逆程期间传送，其宽度分别小于行、场逆程时间。我国电视标准规定，行同步脉冲宽度为4.7μs，脉冲前沿滞后行消隐信号前沿约1.3μs；场同步脉冲宽度为160μs（2.5个行周期），脉冲前沿滞后场消隐信号前沿160μs。只有当行、场同步脉冲到来时才开始行与场的回扫，这就可保证收、发双方扫描电流的频率和相位都相同，即可保证同步。图1-15(a)中给出了行、场同步信号，通常将行、场同步信号合称为复合同步信号。槽脉冲和均衡脉冲电视系统中，提取行同步信息的方法，是利用鉴相或微分电路来提取行同步脉冲的前沿。由于场同步脉冲较宽，因而在场同步期间会使行同步信息丢失。这样，在场逆程期间行就可能失步，可能会造成每场开始时的前几行不能立刻同步，而使屏幕显示图像的最上面几行出现不稳定现象。解决这个问题的办法是在场同步脉冲上加开几个槽，称为槽脉冲，并使槽脉冲的后沿(即上升沿)恰好对应于应该出现原行同步脉冲的前沿位置。加入槽脉冲之后就可以保证在场同步脉冲期间可以检测出行同步脉冲。槽脉冲的宽度与行同步脉冲相同，也是4.7μs。行、场同步脉冲幅度相同、宽度不同，所以分离行、场同步脉冲一般借助于微分与积分电路的组合。微分电路可提取出行同步脉冲或槽脉冲的上升沿用于行同步；积分电路却可以选出宽度较大的场同步脉冲。黑白全电视信号1．全电视信号波形将图像信号、复合同步、复合消隐、槽脉冲和均衡脉冲等叠加，即构成黑白全电视信号，通常也称其为视频信号。我国现行电视标推规定：以负极性全电视的同步信号顶电平作为100％；则黑色电平和消隐电平的相对幅度为75％；白色电平相对幅度为10％～12.5％；图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间。各脉冲的宽度为：行同步4.7μs；场同步160μs(2.5行，H表示行，V表示场)；均衡脉冲2.35μs；槽脉冲4.7μs；场消隐脉冲1612μs；行消隐脉冲12μ全电视信号的频谱所谓频谱，就是信号中所含的频率成份及其能量分布，即各频率成份的相对幅度。全电视信号的频谱，应是它所包含的主体信号(图像信号)与辅助信号的频谱之和，图像信号的谱有一定规律性。⑴静止图像的频谱①只在水平方向有亮度变化的静止图像这种情况下，每个行扫描得到的图像信号都是一样的（以行频重复）。为了方便讨论，我们忽略了行逆程。根据傅立叶分析，谱是线状谱，位于行频fH及其谐波nfH上。且n越大，能量（幅度）越小（对于我国，6MHz带宽最高谐波次数n=384）。②在垂直方向也有亮度变化信号仍然是以行频重复的，用二维傅立叶级数分解，可得频谱分布图。频谱成份为nfH±m&&&&&&&&fV，其频谱分布是离散谱线簇(谱线群)，主谱线为nfH。特点是信号能量集中在行频fH及其各&&&&&&&&&&&&次谐波nfH的主谱线上，越大能量越小。n在每个主谱线两旁存在着场频及其谐波的许多副谱线。m越大，副谱线能量也越小。③垂直方向有细节变化垂直方向有精细细节变化时，两场信号会有差异，其信号波形以帧为周期重复，故频谱成应为nfH±mfF（fF为帧频，25Hz）。由于垂直方向内容有不小的相关性，所以，帧间差引起奇数倍成份相对较小。⑵运动图像信号的频谱对于一般速度运动的物体，形成的帧周期信号波形表现为随运动情况而在时间轴上的相位有变化。随景物运动，两旁的依时间左右摆动，主谱线两旁的副谱线近乎连续。因电视图像相邻帧间、行间相关较大，因此相邻群之间有信号能量的空白区。⑶图像信号的频谱待征①以行频及其谐波为中心，形成梳齿状的离散频谱。②随着行频谐波次数的增高，谱线幅度逐渐减小。这说明黑白图像信号的主要能量分布在视频信号的低频端。③实践证明，无论是静止或活动图像，行频主谱线两旁的副谱线谐波次数不大于20。m=20按计算，各谱线群所占宽度仅为2mfV＝20×20×50＝2kHz，相邻两主谱线间距为15.625kHz，可见各群谱线间存在着很大的空隙④辅助信号的频谱由于各辅助信号均为周期性脉冲信号，其频谱与脉冲宽度有关。若以τ表示脉冲宽度，则周期性脉冲信号的频谱如图所示。一般来说，能量主要集中在f＝3/τ以内，故可近似认为这类脉冲信号的最高频率为fmax＝3/τ。以行同步脉冲为例，τ＝4.7μs，则3/τ＝638kHz。因而我们可以说，各辅助信号也都是小于6MHz的离散谱。结论：全电视信号具有在0～6MHz范围内、离散分布的频谱结构。为了分析问题简单，常以图l-21表示全电视信号的频谱。教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节教学基本内容采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、全电视信号中包括哪些信号？哪些出现在正程？哪些出现在逆程？2、全电视信号的带宽是多少？它有何特点？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第1章电视基础知识彩色的基本概念&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第3周周二第1~3节&&&&&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握色温和标准光源2、熟悉视觉特性3、掌握彩色三要素和三基色原理4、熟悉混色方法5、掌握亮度方程6、理解彩色图像的摄取与重现7、掌握垂直分解力、掌握水平分解力教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、可见光的特性2、色温和标准光源3、视觉特性4、彩色三要素和三基色原理5、混色方法6、亮度方程7、彩色图像的摄取与重现8、垂直分解力、掌握水平分解力二、重点1、色温和标准光源2、彩色三要素和三基色原理3、彩色图像的摄取与重现4、垂直分解力、掌握水平分解力三、难点1、彩色图像的摄取与重现2、垂直分解力、掌握水平分解力可见光的特性光学理论告诉我们，光是一种以电磁波形式存在的物质，人眼可以看见的光叫可见光，它是波长范围为380nm到780nm之间的电磁波，从电视角度看，可见光有如下特性：(1)、可见光的波长范围有限，它只占整个电磁波波谱中极小的一部分。(2)、不同波长的光呈现出的颜色各不相同，随着波长由长到短，呈现的颜色依次为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。(3)、只含有单一波长的光称为单色光;包含有两种或两种以上波长的光称为复合光，复合光作用于人眼，呈现混合色。太阳发出的白光中包含了所有的可见光，若把太阳辐射的一束光投射到棱镜上，太阳光会经过棱镜分解成一组按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫顺序排列的连续光谱。色温和标准光源(1)、色温的概念色温是以绝对黑体的加热温度来定义的。各标准白光源的特点如下：A光源：相当于2800K钨丝灯所发的光。B光源：相当于中午直射的太阳光。C光源：相当于白天的自然光。&&&&&&&&&&&&D光源：相当于白天平均照明光。E光源：是一种理想的等能量的白光源。视觉特性1、相对视敏曲线物质有选择地吸收、反射或透射不同波长的光，是物体固有的物理特性，它决定了该物体的颜色;而人们感觉到光的亮度和光的颜色却是人的眼睛的生理结构特点所造成的。2、人眼的亮度感觉亮度感觉，即包括人眼所能感觉到的最大亮度与最小亮度的差别及在不同环境亮度下对同一亮度所产生的主观亮度感觉。根据以上分析可以得出如下结论：(1)、人眼可以感觉到的亮度范围虽然相当宽，但当眼睛适应于某一平均亮度后，能分辨的亮度范围就比以主观感觉“亮”与“暗”为界的范围缩小了。(2)、在不同的环境亮度下，同样的亮度，给人的主观亮度感觉却完全不同。(3)、当人眼适应于不同的平均亮度后，可分辨的亮度范围也不相同。人的彩色感觉锥状细胞又分为三类，分别称为红敏、绿敏和蓝敏。如果某束光线只能引起某一种光敏细胞兴奋，而另外两种光敏细胞仅受到很微弱刺激，我们感觉到的便是某一种色光。彩色三要素和三基色原理1、彩色三要素对于彩色光通常可由亮度、色调和色饱和度三个物理量来描述，这三个量常被称为彩色三要素。2、三基色三基色原理告诉我们：(1)、三基色必须是相互独立的，即其中任一种基色都不能由另外两种基色混合而产生。(2)、自然界中的大多数颜色，都可以用三基色按一定比例混合得到。(3)、三个基色的混合比例，决定了混合色的色调和饱和度。(4)、混合色的亮度等于构成该混合色的各个基色的亮度之和。3、混色方法由图可见：红光+绿光=黄光红光+蓝光=紫光(品光)绿光+蓝光=青光红光+绿光+蓝光=白光实现相加混色还有如下几种方法：(1)空间混色法。(2)时间混色法。(3)生理混色法。亮度方程在XYZ计色制中，只有Y代表亮度，故可方便地给出彩色亮度与三基色的关系式，由式(1―12)可知，Y=1.7G+0.0601B以C白光为标准白光源的NTSC制彩色电视制式，其亮度方程为YN=0.229RN+0.587GN+0.114BN&&&&&&&&&&&&以D65光为标准白光源的PAL制彩色电视制式，其亮度方程式为YP=0.222RP+0.707GP+0.071BP为了书写方便，一般应用中，略去显像三基色系数下标，并被近似地写为Y=0.3R+0.59G+0.11B&&&&&&&&彩色图像的摄取与重现1、彩色图像的摄取由三基色原理知,要实现彩色电视发送,较实用的方法就是首先要将一幅彩色图像分解为红、绿、蓝三幅基色图像,以获得三基色信号电压R、G、B(系ER、EG、EB的简化写法)。三种基色光,分别由三个黑白摄像管进行光—电变换,摄像管本身并无辨色能力,它只能辨别亮度,色度则由三者的比例关系决定。2、彩色图像的重现彩色显像管与黑白显像管不同,黑白显像管所作用的图像信号只有亮度信号,亮度信号控制电子束的强弱,在荧光屏上激发出不同的亮光,因而形成黑白图像。彩色显像管与黑白显像管的最大区别在于它有三个电子束,分别对应红、绿、蓝,且彩色荧光粉不是平涂在荧光屏上,而是按红、绿、蓝各一点组成的三色荧光点为一组,以品字形排列布满全屏,荧光屏的后面设置有荫罩板。系统分解力与图像清晰度电视系统传输图像的质量与系统分解力有关,所谓分解力是指电视系统传送图像细节的能力。而图像清晰度是观察者主观感觉到图像细节清晰的程度。分解力与清晰度二者是紧密相关的,是从主、客观两个方面对同一个问题的阐述和评价。1、垂直分解力图像垂直分解力取决于系统沿垂直方向所能分解黑白相间的条纹数,它受扫描正程行数Z′的限制。实际上,这种黑白相间的、整齐排列的图像是罕见的,一般图像内容都具有随机性,从平均的角度看,垂直分解力介于正程的扫描行数Z′和一半有效行数之间,如果垂直分解力以M表示时,则M=KZ′式(1―18),可求得M=0.76×575=4372、水平分解力图1―36是一幅由许多黑白相间的条纹所组成的图像,与之对应的电视图像信号将是图(b)所示的许多矩形脉冲波。图(b)的波形是在电子束截面积很小,相对于图像细节变化可以忽略不计时,才会得这样的波形。实践证明,水平分解力与垂直分解力相当时,系统传输的图像质量最佳。考虑到显像管的幅型比(4/3或16/9),则水平分解力N为N=K′M应N的要求。(1―19)式中,K′表示幅型比。即表示一行内所必须分解的黑白条纹数。N当然,要求视频带宽必须适(1―18)式中,K是一个小于1的系数,我国电视系统常取K=0.76。将我国的电视参数Z′=575代入&&&&&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、彩色光的三要素是什么？它们分别是如何定义的？2、什么是三基色原理？彩色相加混色有哪几种实现方法？3、亮度方程的物理意义是什么？目前彩色电视中采用的是什么样的亮度方程？4、我国电视系统的垂直分解力、水平分解力各为多少？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第2章彩色电视制式与彩色电视信号兼容制传送方式、亮度信号与色差信号、色度信号与色同步信号&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第4周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、熟悉兼容的必备条件2、掌握大面积着色原理3、掌握频谱交错原理4、掌握亮度、色差与R、G、B的关系5、熟悉标准彩条亮度与色差信号的波形与特点6、掌握色度信号的形成7、掌握色同步信号&&&&&&&&&&&&教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、兼容的必备条件2、大面积着色原理3、频谱交错原理4、亮度、色差与R、G、B的关系5、标准彩条亮度与色差信号的波形与特点6、色度信号的形成7、同步检波原理8、色同步信号的作用及形成二、重点1、大面积着色原理2、频谱交错原理3、亮度、色差与R、G、B的关系4、色度信号、色同步信号的作用及形成5、同步检波原理三、难点1、标准彩条亮度与色差信号的波形与特点2、色度信号、色同步信号的作用及形成3、同步检波原理兼容的必备条件要实现彩色与黑白电视兼容,彩色电视应满足以下基本条件:(1)、所传送的电视信号中应有亮度信号和色度信号两部分。(2)、彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道频率特性基本一致,而且应该有相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。(3)、彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫描频率,相同的辅助信号及参数。(4)、应尽可能地减小黑白电视机收看彩色节目时的彩色干扰,以及彩色电视中色度信号对亮度信号的干扰。大面积着色原理电视图像的水平清晰度是和信号的频带宽度成正比的。水平清晰度每增加80线,相当于视频带宽增加1MHz。因而可用6MHz带宽传送亮度信号,而用窄带传送色度信号。频谱交错原理根据大面积着色原理和高频混合原理，色度信号的带宽虽可以大大地压缩，但是彩色电视信号中的亮度信号频谱已占有6MHz带宽，若把已压缩的色度信号直接与亮度信号混合，由于亮度信号和色度信号在时域和频域均有重叠，会出现严重的相互干扰。我们知道，亮度信号的频谱具有间隙很大梳齿状特征，因而只要设法将色度信号插到亮度信号频谱的空隙中，实现“频谱交错”，这样即可使色度信号不占有额外的频带，又可避免亮度、色度信号间的干扰，使彩色电视信号仍然6MHz的频带范围，从而满足与黑白电视的兼容条件要实现“频谱交错”，需将色度信号的频谱移动半行频（fH/2）的奇数倍，使色度信号的频谱与亮度信号的频谱错开（为了与黑白电视兼容，不能移动亮度信号的频谱）实现的办法是，。选择一个合适的载频fSC（色度副载波），将色度信号调制在这个副载波上，即可将色度信号的频谱搬移到合适位置上。&&&&&&&&&&&&亮度信号与色差信号亮度、色差与R、G、B的关系由亮度方程知Y=0.3R+0.59G+0.11B那么,R-Y=R-(0.3R+0.59G+0.11B)=0.7R-0.59G-0.11BB-Y=B-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R-0.59G+0.89BG-Y=G-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R+0.41G-0.11B标准彩条亮度与色差信号的波形与特点标准彩条信号是由彩条信号发生器产生的一种测试信号。标准彩条信号有多种规范,图2―2给出的波形称为“100%幅度、100%饱和度”彩条信号。对于这种规范,白条对应的电平为1(即100%),黑条对应的电平为0,三基色信号的电平非1即0,由其显示的彩色均为饱和色。可求得100%幅度,100%饱和度彩条信号中各条相应的亮度信号和色差信号电平。色度信号与色同步信号色度信号的形成在NTSC制中,它是将正交调幅与平衡调幅结合起来,将两个色差信号分别对正交的两个副载波进行平衡调幅,由此得到已调信号,称其为色度信号。1.平衡调幅所谓平衡调幅,是指抑制载波的一种调制方式。它与普通调幅不同之处在于,平衡调幅不输出载波。平衡调幅波的特点是:(1)平衡调幅波的幅度与调制信号幅度的绝对值成正比。(2)调幅信号为正值时,平衡调幅波与载波同相;调制信号电压为负值时,平衡调幅波与载波反相。2.正交调幅将两个调制信号分别对频率相等、相位相差90°的两个正交载波进行调幅,然后再将这两个调幅信号进行矢量相加,从而得到的调幅信号称为正交调幅信号,这一调制方式称正交调幅。色度信号的形成在将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行平衡调幅之前,先对其进行适当的幅度压缩,压缩后的色差信号分别用U和V表示,它们与压缩前的色差信号(R-Y)和(B-Y)的关系是U=0.493(B-Y)V=0.877(R-Y)式中,0.493和0.877称为色差信号的压缩系数。压缩后的色差信号分别对两个正交副载波sinωSCt和cosωSCt进行平衡调幅,从而得到两个平衡调幅信号FU=UsinωSCtFV=VcosωSCt这两个平衡调幅信号频率相等,相差90°,保持着正交关系,将二者相加便得到正交平衡调幅的色度信号F=UsinωSCt+VcosωSCtF常被称为已调色差信号或色度信号。F亦可用矢量表示,称彩色矢量,如图2―6所示。同步检波原理要从彩色全电视信号中获得两个色差信号，首先必须把色度信号从全电视信号中分离出来，然后送同步检波电路，利用两个色度分量FV、FU的相位差来解调出色差信号的。同步检波器可看成两个受副载波控制的开关。将色度信号F=UsinωSCt+VcosωSCt送入这两个同步检波开关。在FU=UsinωSCt分量为正值期间，U同步解调开关闭合，在此期间FV&&&&&&&&&&&&分量载波从正最大变化到负最大，平均值为零，从而把U分量解调出来。同理亦可解调出V分量。乘法器解调：滤除高频(2ωSCt=8.86MHz，)即可得到U分量（0～1.3MHz）。色同步信号色同步信号的幅度与同步脉冲幅度相等,若以h表示同步脉冲幅度,Fb表示色同步信号,则色同步信号与彩色电视信号一起传送到接收端,彩色电视机将其从彩色全电视信号中分离出来,由此去控制接收机的副载波发生器,使之产生与发送端副载波同频、同相的恢复副载波。彩条对应的信号波形及矢量图根据表2―1所列彩条信号参数,可分别求得白、黄、青、绿、品、红、蓝、黑所对应的亮度信号、色差信号、色度信号,及亮度与色度的合成信号数据如表2―3所示。据此绘出的各信号波形如图2―11所示。&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、兼容制的彩色电视应具有什么特点？如何才能使彩色电视与黑白电视实现兼容？2、什么是频谱交错原理？PAL制中两个色度分量的频谱与亮度信号的频谱是何关系？如何才能使其亮度频谱与色度频谱线相互交错？3、什么是正交平衡调幅？为什么要采用正交平衡调幅传送色差信号？其优势何在？4、有了行、场同步信号为什么还要有色度信号？NTSC与PAL制色同步信号有什么不同？5、PAL制彩色全电视信号包含哪些信号？这些信号的作用各是什么？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第2章彩色电视制式与彩色电视信号NTSC制色差信号及编、解码过程&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第5周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、熟悉I、Q色差信号2、掌握NTSC制编、解码原理3、理解NTSC制的主要参数及性能4、熟悉相位失真的概念及影响教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、I、Q色差信号2、NTSC制编、解码原理3、NTSC制的主要参数及性能4、相位失真的概念及影响二、重点1、NTSC制编、解码原理2、相位失真的概念及影响三、难点1、NTSC制编、解码原理2、相位失真的概念及影响I、Q色差信号对视觉特性研究表明,人眼对红、黄之间颜色的分辨力最强;而对蓝、品之间颜色的分辨力最弱。通过几何关系不难推得它们之间有如下关系:Q=Ucos33°+Vsin33°I=U(-sin33°)+Vcos33°利用亮度方程可求出Q、I与三基色R、G、B的关系为:Y=0.30R+0.59G+0.11BQ=0.21R-0.52G+0.31BI=0.60R-0.28G-0.32BNTSC制编、解码方框图NTSC制编、解码方框图分别如图2―15和图2―16所示。编码器中,矩阵电路按式(2―26)~式(2―28)对R、G、B信号进行线性组合,从而产生I、Q和Y信号。载波形成电路分别输出相位为33°、123°、180°的三个副载波,供Q调制器、I调制器和色同步平衡调制器之用。NTSC制的主要参数及性能1.主要参数对于NTSC―M(美国制式),场频fV=59.94Hz(60Hz);行频fH=525×fV/2=15.734kHz;每帧525行;图像信号标称带宽为4.2MHz;伴音与图像载频之差为4.5MHz;彩色副载波频率&&&&&&&&&&&&fSC=3.MHz。彩色全电视信号频谱如图2―17所示。2.主要性能(1)、现有的三种兼容制彩色电视制式中,NTSC制色度信号组成方式最为简单,因而解码电路也最为简单,易于集成化,特别是,在许多场合需要对电视信号进行各种处理,因而NTSC制在实现各种处理也就简单。(2)、NTSC制中采用1/2行间置,使亮度信号与色度信号频谱以最大间距错开,亮度串色影响因之减小,故兼容性好。(3)、NTSC制色度信号每行都以同一方式传送,与PAL制和SECAM制相比,不存在影响图像质量的行顺序效应。(4)、采用NTSC制一个最严重的问题,就是存在着相位敏感性,即存在着色度信号的相位失真对重现彩色图像的色调的影响。相位失真的概念及影响彩色电视机不可能完全正确地重现原景物的亮度、饱和度和色调,因而存在着失真。彩色图像的失真有亮度失真、饱和度失真和色调失真。NTSC制存在着相位敏感性,即存在着色度信号的相位失真对重现彩色图像的色调的影响。&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、NTSC制彩色电视是如何编、解码的？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第2章彩色电视制式与彩色电视信号PAL制及其编、解码过程、SECAM制的主要特点&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第6周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握PAL制色同步信号2、熟悉PAL制编、解码过程3、熟悉SECAM制的主要特点教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、PAL制色同步信号2、PAL制编、解码过程3、SECAM制的主要特点二、重点1、PAL制色同步信号2、PAL制编、解码过程三、难点1、PAL制编、解码过程&&&&&&&&PAL制色同步信号PAL制彩色电视接收机在解调色度信号时,需要对PAL行送-cosωSCt副载波,对NTSC行送+cosωSCt副载波。要做到这一点,需要有一个识别PAL行与NTSC行的识别信号,即需要在发送端提供一个附加信号。PAL制编、解码过程1.PAL制编码器及编码过程所谓编码,就是把三基色电信号R、G、B编制成彩色全电视信号FBAS的过程,编码器就是用来编码的电路。PAL制编码器的方框图如图2―29所示。图中给出了方框图上各点的波形。具体编码过程如下:(1)将经过γ校正的R、B三基色电信号通过矩阵电路,变换成亮度信号Y和色差信号(R-Y)G、和(B-Y)。(2)为了减小亮度信号对色度信号的干扰,让Y信号通过一个中心频率为副载波频率fSC的陷波器并经过放大后与行、场同步及消隐信号相混合。(3)色差信号(R-Y)和(B-Y)经幅度加权和频带压缩后,得到已压缩信号U和V。(4)色度信号F、色同步信号Fb、亮度信号Y与消隐信号A、同步信号S经混合电路后输出彩色全电视信号FBAS。&&&&&&&&&&&&(5)亮度通道输出的Y信号和色度通道输出的U、V信号同时输入基色矩阵电路,经基色矩阵电路分解,输出R、G、B三基色信号。其输入、输出波形如图2―35所示。(6)色同步信号与副载波压控振荡器输出的信号同时送鉴相电路,二者进行相位比较后,输出一个与之相差成正比的直流控制电压,由它再去控制压控振荡器,使其输出副载波频率和相位与发射端相同。PAL制的主要性能特点根据以上分析,可以对PAL制的性能作如下小结。(1)、克服了NTSC制相位敏感的缺点。(2)、制采用1/4行间置再加25Hz确定副载波,有效地实现了亮度信号与色度信号的频谱PAL交错,因而有较好的兼容性。(3)、梳状滤波器在分离色度信号的同时,使亮度串色的幅度也下降了3dB,从而使彩色信杂比提高了3dB。(4)、由于NTSC制是1/2行间置,PAL制为1/4行间置。(5)存在行顺序效应,即“百叶窗”效应。产生行顺序效应的内因是色度信号逐行倒相,外因是传输误差或解码电路中的各种误差。上述原因都会引起FU与±FV二分量互相串扰,又因串扰也是逐行倒相的,造成相邻两行间较大亮度差异。SECAM制及其编、解码过程SECAM制的主要特点(1)、在NTSC和PAL制中,两个色度信号是同时传送的。(2)、SECAM制中,发送端对(R-Y)和(B-Y)两个色差信号采用了行轮换调频的方式。(3)、为了传送两个色度分量,就必须采用两个副载波频率。(4)、SECAM制逐行轮换传送色差信号,使彩色垂直清晰度下降。对有垂直快速运动的画面,其影响将有所反映。SECAM制编码器如图2―36所示。由图可见,经γ校正的三基色信号R、G、B送入矩阵电路进行线性组合和幅度加权,形成亮度信号Y和两个加权色差信号DR和DB。其中,DR=-1.9(R-Y)、DB=1.5(B-Y)。式中的负号,表示在对副载波调频时,正的(R-Y)将引起负的频偏。DR带通滤波器将FBAS中的色度信号选出。被选出的远行转换传送的红、蓝色度信号。经延迟线及电子开关的存储复用电路，形成两路同时并存的红、蓝色度信号。然后经限幅去除幅度干扰，分别再由各自的鉴频电路解调。解调输出经视频去加重将其加于矩阵电路。Y、(R-Y)和(B-Y)经矩阵电路产生R、G、B三基色信号的同时，取出在场消隐期间传送的9行识别信号。由识别信号的极性，控制识别电路是否送出一个场触发脉冲使开关状态改变，保证每场开始时，电子开关状态正确，然后由触发器对fH分频(÷2)得半行频方波，控制电子开关正确逐行改变。&&&&&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、PAL制彩色电视是如何编、解码的？2、SECAM制有哪些主要特点？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：电视接收机基本原理&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第7周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握黑白电视接收机的组成、工作原理2、熟悉彩色电视接收机的组成、工作原理一、基本内容1、黑白电视接收机的组成、工作原理2、彩色电视接收机的组成、工作原理二、重点1、彩色电视接收机的组成、工作原理三、难点1、彩色电视接收机的组成、工作原理黑白电视接收机的组成黑白电视机的原理方框图如图4―1所示。主要由公共通道、视频通道、伴音通道、扫描电路系统和电源电路几部分组成。&&&&&&&&彩色电视接收机的组成PAL―D彩色电视接收机方框图如图4―2所示。彩色电视机要完成的任务是把接收到的彩色高频电视信号还原成三基色信号,从而通过彩色显像管重现彩色图像。&&&&&&&&彩色与黑白电视机共有电路及不同要求1.高频调谐器部分(1)频率特性较黑白机更平坦。(2)本机振荡的频率稳定度要求较高。(3)驻波比相对要小。2.中放和视频检波部分(1)AGC的控制范围要大。(2)一般采用同步检波。3.亮度通道部分(1)加有ARC电路和轮廓校正电路。(2)加有亮度信号延时网络。(3)具有直流恢复电路。4.扫描和高压电路部分(1)阳极电压较高。(2)扫描电路输出功率较大。(3)一般加有自动亮度限制(ABL)电路。&&&&&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：&&&&&&&&参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第3章广播电视系统地面广播电视系统、卫星电视系统&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第9周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握地面广播电视、卫星电视全电视信号的形成2、掌握地面广播电视、卫星电视全电视信号的发射3、掌握地面广播电视、卫星电视信号的接收教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、地面广播电视、卫星电视全电视信号的形成2、地面广播电视、卫星电视全电视信号的发射3、地面广播电视、卫星电视信号的接收二、重点1、地面广播电视、卫星电视全电视信号的形成三、难点1、地面广播电视、卫星电视全电视信号的形成&&&&&&&&电视系统由电视节目制作系统和电视传输系统组成。电视传输系统：1、地面广播电视系统2、有线电视系统3、卫星电视系统地面广播电视系统概述地面广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统，它一般采用无线电方式进行信号传输，因此，也称为无线电视系统或开路电视系统。广播电视系统的终端设备是广播电视接收机(简称电视机)。在电视机里，接收到高频电视信号后，经过一系列与发端对应的相反变换和处理，恢复出原来的图像信号和伴音信号，分别加到电视机中的显像管和扬声器上，从而再现发端的图像相声音电视信号的产生（图像和伴音）在广播电视系统中，电视信号源产生的电视信号称为视频电视信号，而发射机发射的信号称为射频电视信号。在电视台的演播室里，产生视频电视信号的信号源主要有摄像机、电视幻灯机、电视电影机、磁带录像机(数字/模拟)、测试信号发生器和激光视盘机等；但就电视台的节目源来讲，还可以有电视实况转播车、转播卫星和城市问或国际间的微波中继线路等。1.地面广播电视系统射频电视信号的形成(1)使用频段。(2)调制方式。①图像信号的残留边带调幅。&&&&&&&&&&&&②伴音信号的调频。B=2(Δfm+Fmax)=2(50+15)=130kHz(3)射频全电视信号的频谱及频道划分。卫星广播电视射频电视信号的形成(1)频段划分。·微波频段频率高,波长短,可使星上和地面的天线尺寸大大减小,增益提高,方向性增强,从而减小卫星的体积和重量,降低对发射功率的要求,且可防止对邻近区域的干扰。·微波频段不易受大气扰动噪声的影响·微波能穿过电离层·无线电业务已占用较低频率,而微波频段相对比较“空闲”。(2)调制方式。①FM―FM方式。②PCM―FDM―FM方式。③MAC方式。(3)卫星电视信号的能量扩散。地面广播电视发射机1、电视发射机的种类电视发射机的种类主要根据电视图像发射机的分类方法不同而有各种命名。就图像发射机而言,可以有多种分类。2、电视发射机的组成及工作原理电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前,常用的中频调制电视发射机有两种形式,即双通道电视发射机和单通道电视发射机,如图3―21所示。3、电视发射机的主要指标根据我国的电视标准,电视发射机有以下主要指标:·标称射频频道宽度:8MHz·伴音载频与图像载频的频距:±6.5MHz·频道下限与图像载频的频距:-1.25MHz·图像信号主边带标称带宽:6MHz·图像信号VSB标称带宽:0.75MHz。·图像信号调制方式及调制极性:振幅调制负极性·伴音调制方式:调频,Δfm=50kHz,预加重时常数为50μs。·图像发射机与伴音发射机的功率比:10∶1～15∶1,这是为图像发射机与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的。地面广播电视发射天线电视发射天线,根据频段的不同,主要分为VHF天线和UHF天线两大类。在实际中,常常使用多层蝙蝠翼天线。多层蝙蝠翼天线在水平面内的方向图与单层的基本相同,近似为一个圆。在垂直方向上,方向图与层数有关层数越多,垂直方向性越尖锐,增益提高,远区场增加。&&&&&&&&多格式各&&&&电视信号的无线传输&&&&&&&&&&&&1.电视信号的传播特性(1)视距传播。视距(最大直视距离)与发射天线和接收天线的高度有关。设发射天线和接收天线的高度分别为h1和h2,则视距d为&&&&&&&&d≈3.57h1+h2&&&&&&&&(&&&&&&&&)&&&&&&&&(km)&&&&&&&&式中,h1和h2以m为单位。实际上,大气层对电波会有一定的折射作用,从而会改变视距的大小。在正常折射时,有效传播距离d′比视距会稍远些,近似为&&&&&&&&d′≈4.12h1+h2&&&nb&&&&&(2)多径传播。(3)绕射传播。&&&&&&&&(&&&&&&&&)&&&&&&&&(km)&&&&&&&&电视信号场强的估算接收点场强可用下式来估算:&&&&&&&&E=&&&&&&&&346PG2πh1h2sin()×103rrλ&&&&&&&&(?V/m)&&&&&&&&扩大电视覆盖范围的方法1.微波中继微波中继又称微波接力,它是在电视广播传送途中,建立许多微波中继(接力)站,利用微波,把电视信号一站一站地传送。微波中继有以下优点:·直射性好。微波的波长非常短,在cm或mm数量级,因此,其直射性能很好。·传输信号质量高。微波线路传送的电视信号的质量比用短波或超短波传送的质量要高。这是由于微波的直射性好,性能稳定,抗干扰能力强,且微波中继线路通常为专用线路。·可双向传输。双向传输可以实现中央台和地方台的各种电视节目的双向交流,而不互相影响。2.电视差转电视差转是电视差频转播的简称,它也是一种电视中继或转播措施。电视差转的主要功能是将接收到的主台(或称骨干台)某频道的电视节目,经过差转机的频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。(1)一次变频单通道差转机。(2)二次变频单通道差转机。(3)二次变频双通道差转机。双通道差转机的特点:·图像信号和伴音信号分开处理,互调失真小·分开处理的图像信号和伴音信号与原来的电视信号相比,频带变窄,易于处理·对功放的要求降低&&&&&&&&&&&&·结构复杂,造价高。3.卫星电视广播·覆盖面更大。·转播电视节目质量高。·费用低。·适应性强。·效率高。卫星电视广播系统主要由地面发射站和测控站、卫星星体及地面接收网等三部分组成。卫星电视广播系统主要由地面发射站和测控站、卫星星体及地面接收网等三部分组成。(1)卫星地面站。(2)卫星星体。（3）地面接收网。地面广播电视信号的接收地面广播电视信号的接收非常简单,用普通的家用广播电视接收机即可实现。普通的广播电视接收机通常都具备兼容性,可以接收彩色或黑白的电视节目。卫星广播电视信号的接收卫星广播电视信号的接收需要专门的卫星电视接收机,并配上普通电视接收机或监视器才能完成。卫星电视广播的地面接收部分,不论采用何种接收形式,所用的卫星电视接收机的组成都一样,包括接收天线、室外单元和室内单元三部分。不相同的硬盘录像机和我国正在开发的不相同的硬盘录像机和我国正在开发的EVD等教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、视频全电视信号是如何形成的？2、我国地面广播电视频道是如何划分的？3、我国电视发射机的主要指标有哪些？4、地面广播电视、卫星电视全电视信号是如何形成的？5、地面广播电视信号的传播有什么特点？6、如何扩大电视信号的覆盖范围？7、简述卫星电视广播系统的组成及工作原理。参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第5章有线电视系统&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第10周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握有线电视工作频段及频道2、掌握有线电视系统的构成3、掌握前端系统的组成4、掌握有线电视传输媒质5、掌握有线电视分配系统教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、有线电视工作频段及频道2、有线电视系统的构成3、前端系统的组成4、有线电视传输媒质5、有线电视分配系统二、重点1、有线电视工作频段及频道2、有线电视系统的构成三、难点有线电视系统的构成有线电视的基本概念有线电视系统是采用缆线作为传输媒质来传送电视节目的一种闭路电视系统CCTV(ClosedCircuitTelevision),它以有线的方式在电视中心和用户终端之间传递声、像信息。所谓闭路,指的是不向空间辐射电磁波。工作频段及频道应当强调指出:有线电视的工作频段及频道指的是在干(支)线中传输的信号的频段及频道,并不是指前端接收信号的频段。(1)有线电视的工作频段及频道分布如图5―1所示,它包含VHF和UHF两个频段。(2)我国的无线(开路)广播电视台按行政区域覆盖范围实行中央、省(市)、地区和县四级布局。(3)邻频道指的是相邻的标准广播电视频道。(4)增补频道传输也是增加有线电视频道的一种方法。有线电视系统的构成有线电视系统一般由接收信号源、前端处理、干线传输、用户分配和用户终端几部分组成,而各个子系统包括多少部件和设备,要根据具体需要来决定。5―2是有线电视系统的基本组成图图。(1)接收信号源。(2)前端设备。(3)干线传输系统。(4)用户分配网络。&&&&&&&&&&&&(5)用户终端。有线电视的传输媒质1.射频同轴电缆有线电视系统传输电视信号通常采用的是射频同轴电缆(简称同轴电缆)。同轴电缆在支线中使用较为普遍,在分配网络中几乎都采用同轴电缆,在干线中也可使用同轴电缆。有线电视系统标准特性阻抗为75Ω。2.光缆(1)结构。(2)性能①衰耗特性。②频率特性。③防干扰性能。④寿命。⑤其它性能。3.微波以微波作为传输媒质的除了国家微波干线的大微波和卫星外,还有单路与多路FM微波、AM微波以及多路微波分配系统MMDS。微波传输有以下特点:·频带宽,传输容量大。·传输质量高、稳定性强。·适应性和灵活性强。·投资少,便于维护。有线电视分配系统1.分配系统的作用分配系统的作用主要是把传输系统送来的信号分配至各个用户点。2.分配系统的组成分配系统由放大器和分配网络组成。分配网络的形式很多,但都是由分支器或分配器及电缆组成。3.分配系统的特点分配系统考虑的主要问题是高效率的电平分配,其主要指标是交、互调比,载噪比,用户电平(系统输出口电平)等。分配系统具有如下特点:(1)用户电平和工作电平高。(2)系统长度短,放大器级联级数少(通常只有一二级),且放大器可不进行增益和斜率控制。有线电视的分配方式有线电视的分配网络一般都是电缆网,其基本方式有如下几种:1.串接分支链方式2.分配-分配方式3.分支-分支方式4.分配-分支方式5.分配-分支-分配方式&&&&&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、有线电视的工作频段及频道是如何划分的？2、有线电视的传输媒质有哪些？3、有线电视的电缆分配网络有哪几种方式？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：第5章电视新技术&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第11周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握液晶电视的原理、特点2、掌握等离子电视的特点3、掌握背投电视的特点4、掌握数字电视的优点、制式5、掌握高清晰度电视的要求、制式&&&&&&&&&&&&教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、液晶电视的原理、特点2、等离子电视的特点3、背投电视的特点4、数字电视的优点、制式5、高清晰度电视的要求、制式二、重点1、液晶电视的原理、特点2、数字电视的优点、制式三、难点1、液晶电视的原理2、数字电视的优点、制式液晶(LCD)电视液晶(胆淄醇苯甲酸酷)分子的某种排列状态在电场的作用下变成另一种排列状态，液晶的光学性质随之改变，产生光被电场调制的现象，液晶的电光效应是由液晶介电系数、电导率、折射率的各向异性引起的。液晶显示的原理：图像的电信号加在液晶平板两侧的透明电极上，形成变化的电场，液晶分子的光学性质随之改变，外光源照射在液晶平板上，反射或透射的光被调制，呈现图像。液晶显示的特点：显示器本身不发光，必须有外来光源，如荧光灯、太阳光和环境光等，驱动电压只需3V左右，驱动功率为uw/cmz，整机功率约low，由于液晶的累积效应，响应时间约16ms，需多次扫描才能显示图像，它不能用直流电压驱动，通常给液晶屏的信号电极施加逐场倒置极性的视频信号，行扫描电极上加交流驱动电压，液晶显示器件是容性负载。LCD-TV的清晰度和亮度接近CRT一TV的水平，液晶屏重量轻、厚度薄，无X射线和紫外线损害，便于实现袖珍型和壁挂电视。液晶电视也有些不足，如垂直和水平视角较小，坐到较偏的位里上就不能很好地观赏图像了;响应速度较慢，在节目内容快速变化时图像会变得模糊或拖尾;对比度、色度调节范围有限等。等离子(PDP)电视等离子电视显示图像的基本工作原理是:在显示屏的前后两个厚度3毫米、间隔200徽米的玻璃夹板内部充有拟缸混合气体，而夹板上分别装有阴极和阳极;当两组电极加上一定电压时，氖氙混合气体便会产生气体放电现象，即所谓“等离子现象”，并且放射出大量萦外线。显示屏内层的红、绿、蓝三羞色荧光体受紫外线的照射和激发便会发光。这些荧光体在发光的过程中，又受到加在其地址电极上的驭动电路和电视信号的控制，于是就在显示屏上产生了绚丽多彩的活动图像。与传统的CRT电视相比，等离子电视同样具有机身超薄超轻、屏幕大而平;图像清晰纯净、无几何失真;不受地磁的干扰、无电磁辐射等优点。彩色鲜艳通真，亮度、对比度和色饱和度都较高，可以在白天较亮的光线下观看。不过等离子电视也存在一定不足:显示屏的玻璃较薄，不能承受过重的压力或撞击力;驱动电路复杂，售价较高，耗电大，发热量大。背投电视目前我国市场上的背投电视主要有3种类型，一是传统CRT阴极射线管背投，二是LCD液晶背投，三是DLP数字光学处理背投。这三种背投的技术原理完全不一样，其图像效果也就不尽相同。&&&&&&&&&&&&1、CRT背投CRT(CathodeRayTube)原意为阴极射线管，利用阴极射线管原理制造的背投电视简称传统背投、三枪背投或CRT背投。它的成像系统仍然基于电子束扫描原理，将图像信号分别在R(红)、G(绿)、B(蓝)3个投影管里成像，通过投射管进行校正和3色聚焦，把图像向后上方投射到背后的反射镜上，再由反射镜投射到前面的垂直屏幕上，使观众从正面看到放大了的图像画面来。CRT背投具有技术成熟、连续使用时间长、亮度高、对比度较好、图像效果不错和价格低的优点，受到消费者的普遍欢迎。2、液晶背投LODELiguidCrystalDisplay)原意为液晶显示器，简称液晶背投或LCD背投，它不使用电子束扫描原理，而是利用液晶的光电效应，通过电路控制液晶单元的透射率和反射率，产生出不同灰度层次和丰富色彩的图像，形成的图像经过光学系统在装置后部进行和〔只碑等投类似的反射，再投射到正面的屏幕上，从而产生出放大了的图像画面来。液晶背投的特点是技术先进，亮度优于CRT背投，色彩还原能力强，色饱和度好，色彩层次丰富，图像细腻。其缺点一是成本高，价格比较贵。二是对比度低，图像的锐利程度较差。其对比度低的只有150：1，中等的为300:1或稍高，现在也有少数高档机的对比度可以达到800：1。因为家用型液晶背投的对比度普遍偏低，因此其图像清晰锐利的程度远不如阴极射线管背投。三是图像的清晰度受所用液晶板像素密度的限制，在固有像素密度以上的视频信号，只能降低到与固有像素密度同级别的清晰度进行显示。四是液晶背投图像反应速度比较缓慢，造成拖尾现象。五是液晶背投图像有一种特有的”栅格’，现象，即像素点之间的间隙会在图像上表现出来，形成格子状的马赛克影像。但是，随着技术的进步，液晶背投的对比度已经逐步提高，图像反应速度也在加快，随着液晶板像素点的减小和像素密度的提高，栅格现象也将得到逐步克服。3、数字光学背投DLP（DigitalLightProcessing)原意为数字光处理器的意思，简称数字光学背投。DLP背投是通过被称作”数字微镜装置DMD的成像器件来形成图像的。DMD芯片上包含了成千上万的微镜，每个微镜代表一个像素。将光源发出的光，通过聚焦镜头照射到以红、绿、蓝三色组成的快速转动的色轮上进行分色，这些红、绿、蓝色光经过聚焦再投射到一个镶有微镜面阵列的DMD芯片表面，这些微镜面以每秒5000次的速度进行士10度或士12度的旋转，以此反射从照射镜头上投射过来的光线，因其在转动中所处的角度不同，反射出的红、绿、蓝色光的强度也不一样，从而在投影镜头上形成了图像。这些图像经过放大投射到屏幕上，形成宽大的画面。由于DLP背投的成像原理是反射式，光线利用率达到85%上，使DLP背投的亮度、对比度很高，均匀性很好。这种背投的亮度可以达到1000ANSI流明以上，对比度可以高达1000：1以上，图像还原精细，清晰度高，色彩还原比较准确，图像颜色丰富自然，画面细腻稳定，图像信噪比很低。数字电视指的是将模拟的电视信号变换为数字形式的电视信号,然后进行传输、处理或进行存储的系统。数字电视的优点数字电视之所以是电视技术发展的主要方向,就是因为它和传统的模拟电视比较有许多突出的优点。(1)、数字电视的抗干扰能力强。(2)、数字电视信号能够进行存储,包括成帧图像的存储,从而能进行包括时间轴和空间的二维、三维处理,得以实现采用模拟方法难以得到的各种信号处理功能。(3)、数字电视稳定可靠,易于调整,便于生产。(4)、数字电视信号由于具有数字信号的共同形式,容易和其它信息链联,便于加入公用数据通信网。&&&&&&&&&&&&数字电视的制式（1）、欧洲的DVB（2）、美国的ATSC（3）、日本的ISDB对高清晰度电视的要求有:1.提高图像帧的总行数2.展宽图像信号的频带3.改隔行扫描为逐行扫描及提高场频4.采用更好的亮色复用方法5.采用16/9幅形比的宽屏幕显示几种现有HDTV制式简介1.NHK1125行制式及MUSE制式NHK1125行是日本广播协会(NHK)70年代中期最早提出的HDTV体制,它是不兼容的。因为当时的考虑出发点是,只有放弃兼容才能搞出全新的高质量、高清晰度电视。NHK1125行制式的规格指标如表6―1所示。2.欧洲的1250行制式及平场重现技术3.美国的地面兼容的ATV制式ACTV在发端采用16∶9幅形比及525/59.94的逐行扫描。在传输时变为隔行扫描(以便兼容)。在ACTV接收机则再恢复为逐行扫描显示。&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用上网自学及专题讨论进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生上网搜集相关资料，然后，教师进行总结归纳的方法展开。讨论、思考题、作业：1、请比较液晶电视、等离子电视、背投电视各有何优、缺点？2、背投电视优哪些种类？3、数字电视有何优点？4、数字电视有哪些制式？参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：彩色摄像机&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第12周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握彩色电视摄像机的基本组成2、掌握CCD器件原理及种类3、理解摄像机视频信号的处理教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、彩色电视摄像机的基本组成2、CCD器件原理及种类3、摄像机视频信号的处理二、重点1、彩色电视摄像机的基本组成2、摄像机视频信号的处理三、难点1、摄像机视频信号的处理2、CCD器件原理及种类摄像机按用途可以分成三类：1、广播用摄像机2、专业摄像机3、家用摄像机广播用摄像机应用于广播电视领域，图像质量高，性能全面，但价格较高，体积也比较大，根据使用目的的不同，它们又可以分为以下三种：1.演播室用摄象机2.电子新闻采访(ENG)摄像机3.现场节目制作(EFP)摄像机1.演播室用摄象机演播室用摄像机工作于有利于摄像工作的条件下，如照明强度、色温等适度。为了提高性能指标，通常采用尺寸较大的摄像器件。因此，它们的清晰度最高，信噪比最大，图像质量最好。当然，它们的体积最大，价格也最贵。2.电子新闻采访(ENG)摄象机ENG摄像机工作于复杂多变的条件下，这类机器体积小，重量轻，便于携带，对非标准照明情况具有良好的适应性，在恶劣环境中(如工作温度大范围的变化)具有安全稳定性，在调试操作使用中具有方便性(自动化)。它们的图像质量比演播室用摄像机稍低，价格也相对便宜。3.现场节目制作(EFP)摄象机EFP摄像机工作条件介于上述两种摄像机之间，性能指标也兼顾到这两个方面。它们的图像质量与演播室用摄像机相近，但体积小一些，能满足轻便型现场节目制作的需要。近几年来，广播用摄像机朝着高质量、固体化、小型化、自动化、数字化的方向发展。&&&&&&&&&&&&专业摄像机：专业摄像机应用在广播电视以外的专业电视领域，如电化教育、工业、医疗等。要求摄像机轻便，价钱便宜，图像质量低于广播用摄像机。家用摄像机：家用摄像机应用在图像质量要求不高的场合，水平清晰度约在250—350线，信噪比约50dB。这类摄像机具有超小型化的特长，因此，使许多特殊条件下的拍摄成为可能。按摄像器件尺寸分有：3/4寸CCD、2/3寸CCD、1/2寸CCD、1/4寸CCD等。按摄像器件数量分有：三片CCD、单片CCD等。彩色摄像机的组成：由镜头、分色系统、摄像器件、预放电路、处理电路、编码电路等组成。彩色摄像机的光学系统的组成：变焦镜头、中性滤色片和色温滤色片、分色棱镜。重点掌握变焦镜头、中性滤色片和色温滤色片的应用。1.焦距与调焦①焦距：对摄像机来说镜头的焦距与像距近似相等。即f≈L2调焦：与照相机的调焦原理一样，物距改变成像面也要改变，但摄像管或CCD是固定的，因此只能通过改变镜头与景物的距离，使成像面不变。目前家用摄像机多采用自动聚焦，无需人工调整；专业摄像机一般采用手动聚焦方式，现在也有部分摄像机有自动调焦功能。②视场角：从镜头主平面中心向景物范围两边或成像范围两边所张的角叫视场角。θ为水平视场角。θ越大，看到的景物范围越大；θ越小，看到的景物范围越小。一般：θ＞300，称为广角镜头；θ为20～270，称为标准镜头（普通镜头）θ＜200，称为窄角镜头（长焦镜头）③镜头的工作特性标准镜头的工作特性：标准镜头或中等焦距范围的变焦镜头，提供的视场和我们眼睛所看到的视场差不多（200～270），所拍摄的图像中，前景物、中景物和背景物之间的比例，深度等空间关系看起来也接近我们正常的视觉规律，有真实的透视感。标准镜头拍摄的图像基本上没有失真。广角镜头的工作特性：（θ＞300）广角镜夸大前、中、背景物之间的比例关系。在视觉上造成前景物和背景物之间距离加大，即深度增加。透视增强，太近的物体，图像产生桶形失真。广角镜头景深范围大，画面内所有物体都能很好地被聚焦。适用于移动拍摄。广角镜头易产生镜头眩光。移动摄像机或加光罩来清除。窄角（长焦）镜头的工作特性。（θ＜200＝）长焦镜头压缩了前、中、背景物之间的比例关系，看起来被摄体间相对距离缩小了，造成被摄体密集的感觉。长焦镜头景深很小，主体周围很小区域内可聚焦清晰。不适于运动拍摄。稍微的振动会引起图像大的跳动。④变焦镜头：有两组以上的透镜组成，在一定范围内连续可调，实现画面景物范围的改变。变焦比：最长焦距与最短焦距之比。如DXC-M3A915B变焦比：15倍，9.5mm～143mmDXC-537916B变焦比：16倍。变焦的方式有两种：手动，电动。由“手动/伺服”开关来选择。&&&&&&&&&&&&电动用船型开关控制：W方向是广角，T方向是长焦。变焦的速度由压力的大小来控制。手动变焦时将“手动/伺服”开关打到“手动”，就可用变焦环手动变焦。2.光圈光圈的主要作用是控制进光量的多少。进光量的多少与有效孔径D有关。光圈环上标出光圈指数有：1.422.845.6816F越小，表示光圈越大，透光能力越强，最大相对孔径是反映镜头质量的参数；其大小反映了镜头最大收集光线的能力。如镜头有标有：1:1.41:1.71:2.1等。光圈的调整有两种：手动和自动。一般情况采用自动方式-AUTO。在亮背景下拍人物，或黑背景下拍较亮的物体。晚上的月亮可采用手动光圈，以获得理想的图像。3.景深：①景深与镜头的焦距长短有关：在物距、光圈不变时，镜头焦距越短，景深越大；镜头焦距越长，景深范围越小。利用这个特点可通过变换焦距，获得前虚后实或前实后虚的对比画面。②景深与光圈的大小有关；在焦距、物距固定时，光圈越小，景深越大；光圈越大，景深越小。利用这个特点可拍摄虚实对比的画面。③景深与物距长短有关；在焦距、光圈一定时，物距越长，景深越大；物距越短，景深越小。CCD器件的工作原理光电荷的产生、转移、电荷的输出。通过课件演示讲解。CCD器件的类型ITCCD器件（行间转移）FICCD器件（帧间转移）FITCCD器件（帧行间转移）ITCCD器件（行间转移）这种方式的优点：（1）.结构简单不需要单独的存储芯片，整个芯片表面积比帧转移方式要小。（2）.每个独立单元中的感光部分彼此独立，有可能取得较高的空间频率。（3）.经过对芯片的不断改进，在正常照度下的垂直拖尾现象大大减轻。其缺点是:（1）.为了避免光从屏蔽层两侧漏进存储条，一般要将屏蔽层的宽度大于存储条宽度，这样，总的感光面积减小，灵敏度比较低。（2）.在强光照射下，将出现明显的垂直拖尾现象。FTCCD器件（帧间转移）优点：（1）.电极结构简单容易制作。（2）.可以将象素做得更密集，能得到比较高的分辨力。（3）.由于成像区全部进行光电转换，因而灵敏度比较高。缺点：（1）.由于成像区和存储区占据同样大小的芯片面积，因而器件尺寸较大。（2）.会产生严重的高亮度垂直拖尾，为此一定要使用光闸（俗称快门装置）。&&&&&&&&&&&&FITCCD器件（帧行间转移）是帧转移方式和行间转移方式的组合。它吸取了两者的优点，克服了两者的主要缺点，从而使CCD摄像器件的性能得到进一步改善。主要优点是不采用其它措施就可消除上述两种方式存在的高亮度垂直拖尾。视频信号处理电路:包括各种电子补偿、电子校正电路和调整、控制电路。如黑斑校正、孔阑校正、彩色校正、杂散光校正、γ校正、黑白切割、电缆补偿等以及光圈自动调整、黑白平衡调整、黑电平调整、重合调整、增益控制等。预放器：对预放器的要求（低噪声、高增益），采用场效应管。图像信号的箝位：箝位电路的作用（恢复直流电平）。无箝位电路会出现底色失真。黑斑校正：什么是黑斑校正？无黑斑校正电路会出现色斑。增益控制：概念？种类（自动、手动），如何使用提升放大？白平衡：什么是白平衡？原理：在拍摄标准白的情况下，以G信号电平为基准，使R、B信号电平与G信号电平相等。种类：自动、手动彩色校正：什么是彩色校正？彩色校正的原理是什么？没有彩色校正会出现什么现象？轮廓校正：为什么需要轮廓校正？轮廓校正的原理是什么？轮廓校正的作用是增强图象信号的轮廓，提高图像的清晰度。。。灰度（γ）校正：为什么需要灰度（γ）校正？灰度（γ）校正的原理是通过预校正使整个电视系统信号传输特性为线性。作用是解决灰度（亮度）、色度失真黑平衡：什么是黑平衡？黑平衡的原理是什么？如何调整黑平衡？黑平衡的原理：调整红、蓝信号的台基电平。使它们分别与绿信号台基电平相等。种类：自动、手动。黑平衡调整不好会出现底色发生改变。黑跟踪：即黑电平跟踪电路原理：以G信号为基准，在增益改变的情况下，使R、B信号与G信号保持一致。种类：自动、手动黑平衡与黑跟踪有什么不同？黑平衡——静态，黑跟踪——动态。预拐点控制：为什么要设置预拐点控制电路？作用对高入射光的信号电平进行一定的压缩，以扩大电路的动态范围。编码器:将红绿蓝三种信号编成彩色全电视信号，以适用于传输和适应与黑白电视相兼容的需要。三种不同的彩色电视PAL、NTSC、SECAM各有其不同的编码器，到达接收机后使用相应的解码器还原出三基色图像。输出信号的方式：VIDEOOUT；Y/C；RGB；Y、B-Y、R-Y彩色摄像机的主要性能指标有：灵敏度、信噪比、水平清晰度(线)灵敏度灵敏度是用同一照度下拍摄同一景物得出额定输出时所用的光圈大小来衡量的。通常取照度为20001x，色温3200K，拍摄白反射系数为89.9％的景物，信号输出为700毫伏，此时使用的光圈越小，表示摄像机的灵敏度越高。如光圈为F5.6就比光圈为F4的灵敏度要高。信噪比信噪比是对于绿通道或亮度信号，在没有进行伽玛校正和孔阑校正时测量的信号噪波比。该项指标越高越好。如信噪比为60dB比58dB要好。水平清晰度&&&&&&&&&&&&水平清晰度即水平分解力，也称为水平分辨率，是指图像中心部分沿水平方向能够分辨的电视线数，分辨率越高，图像的清晰度越好。如水平清晰度700线比600线要好。对于摄像管，图像四周的水平清晰度低于图像中心部分；对于CCD图像传感器，全图像内的水平清晰度都是一致的。最低照度摄像机都需要在某亮度（照度）光线条件下工作，如果光线低于某一照度就无法看清图像。最小照度（最低照度）是摄像机开到最大光圈使用最大增益时，让图像电平达到规定值所需的照度。一般在几十勒克斯。如DXC-537最低照度：F1.813LUX+18dBF1.47.5LUX+18dBDXC-637最低照度F1.81.5LUX+30dBF1.41LUX+30dB彩色摄像机的调整：1.聚焦的调整：2.选择滤色片。摄像机中设置了多种滤色片，以适应不同色温的光线条件。一般都可以从转盘附近的机身上找到滤色片所对应的色温条件。如：1号32000K用于室内灯光条件；2号5ND用于晴天日光，ND为中性滤光片透光率为1/4；3号56000K用于阴天条件；4号5ND色温片的作用是把不同光源的色温转变为32000K，满足摄像机白平衡调整的要求。选择滤色片要根据光线的情况及时调整。否则图像的白平衡调整可能就不能进行，使图像出现偏色。3.调整黑、白平衡。选择了合适的滤色镜之后，就可以进行黑、白平衡的调整了。调整的目的是为了在拍摄黑、白物体时，使三路基色电平相同，电视荧光屏上重现出正确的白色。同时，白平衡调好后，其它的颜色也就能得到准确的还原，Y=0.3R+0.59G+0.11B方法如下：1）首先找一个白色物体作为调整的标准。可用标准调整卡，或其他白色物体，不要用掺有蓝色荧光粉的白纸或物体作标准。为了保持一部片子色调一致，最好始终用同一白色物体作标准。2）白卡置于被摄物的位置处，并注意不出现反光点。3）摄像机对准白色物聚焦，并使白色充满画面。4）搬动一下自动白平衡调整开关钮自动调节开始，2-3秒钟，约寻像器上出现“WHITEOK”表明白平衡调好。如果出现“NG”表示未调好。会出现一些提示信息。可能原因有光线太暗，或者物体不合适，或者滤色片选择不对。在调整前还应检查把白平衡选择开关（BRRS/AUTO/PRESET）置于自动（AUTO）位置，当这个开关置于预置（PRESET）位置时，不用调整。机器本身已设置好，是按3200K的色温条件。一般用于在来不及调整，并且用3200K新闻灯的情况。在室外也可用这一位置，滤色片要置于5600K位置，偏色也不大。5）把开关拨向相反的位置（向下）自动黑平衡就开始工作，此时光圈先自动关上，然后电路再对黑平衡进行高速几秒钟后，寻像器上出现“BLACTKOK”字样，表示黑平衡调好，并存&&&&&&&&&&&&入记忆电路，注意光圈的方式要处于“自动”位置（否则无法调黑平衡）。6）通常黑平衡调节会影响白平衡状态所以调完黑平衡后，应再调一产次白平衡。即白→黑→白平衡。有时也可以省去第一次白平衡，直接先调黑平衡，再调白平衡。4.调整光圈.摄像机的光圈调整有两种方式“自动”和“手动”，一般情况下，使用“自动”光圈。能够保持合适的进光量，得到规定的输出信号强度&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、彩色摄像机由哪些部分组成？&&&&2、彩色摄像机有哪些种类？各有什么特点？&&&&&&&&3、彩色摄像机的光学系统由哪些部分的组成？各部分有何作用？4、试述CCD器件的工作原理。5、CCD器件有哪些种类？各有什么特点？6、试述视频信号处理电路的工作原理。&&&&7、视频信号处理电路由哪些部分组成？各部分有什么作用？&&&&&&&&参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：磁带录像机、数字时基校正器&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第14周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、熟悉磁带录像机的基本组成2、掌握磁带录像机的种类及格式3、掌握数字录像机格式、特点教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、磁带录像机的基本组成2、磁带录像机的种类及格式二、重点1、磁带录像机的种类及格式2、数字录像机格式、特点三、难点1、磁带录像机的基本组成概述：家用录像机的发展β-max录像机l975年索尼公司推出了世界上第一台家用像机Betamax，亦写作β-max，中文译为贝特马可思,简称BETA录像机，在我国俗称小1／2录像机，水平清晰度260线，视频信号的信噪比为40dB。目前市面上已经很难看到BETA型的录像机了。VHS录像机l976年，日本JVC公司发表了VHS格式(大1／2)录像机。它是采用模拟复合信号，彩色降频记录，取消了两条磁迹间的保护带，属高密度记录。它是目前世界上拥有量最大，使用最广泛的录像机。水平清晰度240线、视频信号的信噪比为43dB。VHS-C录像机VHS-C，即VHSCompact，也就是标准VHS的缩小版本，体积为原来的1/3左右，其它方面与VHS完全一样，特别是它对视频信号的处理和VHS采用同一标准，所以可以兼容，VHS-C可以透过一个转换盒将VHS-C录像带拿到一般的VHS录像机上来播放，主要用于家用小型摄录机。8mm（V8）录像机8mm录像机是日本索尼公司开发的产品，在技术上，系统采用两磁头螺旋扫描，V8彩色降频，高密度记录方式，水平清晰度230线，视频信号的信噪比为44dB，是一种模拟复合式录像格式。S-VHS录像机Super-VHS是超级VHS的意思。1987年由日本JVC公司开发的产品，其图像清晰度可达400线以上(普通VHS清晰度在240-260线)，由于信号处理方式与普通VHS不一样，所以它只能向下兼容VHS，即S-VHS等录像机可播放VHS录像带，而VHS录像机不能播放S-VHS录像带。松下公司的M9000摄录机就属这类格式。S-VHS-C录像机即SuperVHSCompact，也就是S-VHS的缩小版。信号处理方式与S-VHS完全一样，主要用于小型摄录机。Hi8（超8mm）录像机&&&&&&&&&&&&其图像清晰度可达400线。广播专业档录像机的发展2英寸四磁头垂直扫描录像机1英寸B格式螺旋扫描录像机1英寸C格式螺旋扫描录像机（我国）1/2英寸Betacam格式录像机1/2英寸Betacam-SP格式录像机1/2英寸MII格式录像机Betacam-SP格式UVW（普及型）录像机。Betacam-SP格式PVW（标准型）录像机。Betacam-SP格式BVW（高级型）录像机。U-matic低带（VO）录像机250线。U-matic高带（BVU）录像机270线。U-matic超高带（SP）录像机300线。U-matic三种格式互不兼容。图象信号记录的特点1、记录频率高，频带宽。视频信号从２５Ｈｚ—６ＭＨｚ有１８个倍频程。而重放输出每个倍频程输出增加６ｄＢ。１８个倍频程使高低频重放输出相差１８＊６＝１０８ｄＢ。高频重放输出满足要求时，低频输出小到被噪声淹没（信号比噪声小）。2、视频信号相位要求严格采用伺服系统和精密的机械系统使时基误差限制在0.1μｓ内。对色度信号来说，0.1μｓ的时基误差对副载波周期Ｔｓｃ＝0.225μｓ的色度信号有１６０°的相位变化，造成彩色完全失真。因此采取措施减小色度信号的时基误差或者使用时基校正器。提高记录信号的频率1、减小记录波长（减小磁头缝隙）2、提高头带相对速度（磁头螺旋扫描）录像机亮度信号采用调频调制方法减小相对带宽：使视频带宽从１８个倍频程，降到3个倍频程。色度信号采用降频处理。减少相位失真1、采用专门的时基校正器2、采用伪时基校正技术（只对色度信号的频率、相位进行校正）3、采用分量记录由于去掉副载波，重现的彩色不由副载波的相位决定。磁带录像机的组成磁头系统磁带传输系统信号系统伺服系统控制系统其他（电视频道调谐器等）磁带录像机的类型按用途分广播档录像机&&&&&&&&&&&&专业档录像机家用档录像机几个基本概念1、复合与分量2、场分段与场不分段3、控制磁迹、时码磁迹4、SP方式与LP方式5、高带与低带、保护带6、跟踪导频信号（TPS）数字录像机的特点：1、录放的图像、声音质量高2、多代复制性能好3、电路工作可靠，维护简便4、功能更全数字录像机的种类1、按数字录像机的档次分类，可以分为广播档、专业档和家用档。广播档数字录像机的主要代表是D-1、D-2、D-3、格式、D-5数字Betacam、DVCPRO50、Digital－S。数字Betacam以其稳定性、可靠性和极高的图像质量，已逐步成为世界范围内高质量节目交换的主流格式，但数字Betacam的价格昂贵。专业档数字录像机主要有SONY的DVCAM、Betacam-SX，松下的DVCPRO和JVC公司的Digital－S。而家用档数字录像机则主要有DV系列和SONY的Digital-8。2、按录像格式是否有压缩进行分类，可以分为非压缩和压缩两种类型。非压缩记录方式主要有D-1、D-2、D-3和D-5格式，因其价格昂贵而未得到广泛应用。压缩记录方式主要有Sony的数字Betacam、BetacamSX、DVCAM、MPEGIMX，松下的DVCPRO和JVC的Digital-S等。非压缩格式数字录像机：1、D-1格式数字录像机2、D-2格式数字录像机3、D-3格式数字录像机4、D-5格式数字录像机非压缩记录格式的录像机有D-1、D-2、D-3、D-5等系列,它是以原有信号码率直接记录输入信号,保持了信号的原有水平,为无损记录。记录方式又分数字分量(D-1、D-5)和数字复合(D-2、D-3)，它们代表了录像机设备最高标准，图像质量最高，信号损失最小，但由于图像信号数据量很大，对机器硬件的要求极其苛刻，因此价格非常昂贵，在国内各电视台未能推广。压缩格式数字录像机：压缩记录方式主要有Sony的数字Betacam、BetacamSX、DVCAM、MPEGIMX，松下的DVCPRO&&&&&&&&&&&&和JVC的Digital-S等。1、数字Betacam格式录像机2、BetacamSX格式数字录像机3、Digital-S格式数字录像机4、DVCPRO格式数字录像机5、DVCAM格式数字录像机6、DV格式数字录像机7、D8格式数字录像机数字录像机格式的选择压缩格式录像机的选择应该从下面五个方面进行考虑。1、图像质量2、接口和高速传送3、可靠性4、兼容性及开放性&&&&&&&&教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）：本节采用电子教案及多媒体课件进行教学，教学内容采用先提出问题，引导学生进行思考、讨论，然后进行讲解的方法展开。对于教学中的重点、难点，可采用动画、图片等方式进行教学。讨论、思考题、作业：1、录像机图像信号有何特点？&&&&2、录像机格式有哪些，各有何特点？3、录像机由哪些部分组成？各部分的作用是什么？4、数字录像机格式有哪些？各有何特点？&&&&&&&&参考资料（含参考书、文献等）：1、《电视原理》国防工业出版社19942、《电视制作技术——原理、设备与系统》电子工业出版社19863、《电视机原理与技术》西安电子科技大学出版社1996&&&&&&&&授课题目（教学章、节或主题）：电视节目制作系统&&&&&&&&教学器材与工具授课时间&&&&&&&&多媒体教学平台第16周周二第1~3节&&&&&&&&教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）：1、掌握电子新闻采访系统组成、特点2、掌握演播系统的组成、特点&&&&&&&&&&&&3、掌握电子现场制作系统的组成、特点&&&&&&&&教学内容（包括基本内容、重点、难点）：一、基本内容1、电子新闻采访系统组成、特点2、演播系统的组成、特点3、电子现场制作系统的组成、特点二、重点1、电子新闻采访系统组成、特点2、演播系统的组成、特点3、电子现场制作系统的组成、特点三、难点1、演播系统的组成2、电子现场制作系统的组成电子新闻采访系统（ENG系统）一般由便携式摄像机、便携式磁带录像机、磁带、电池，传声器和便携照明设备等组成，其特点是使用灵活。近年来，便携式摄像机和便携式磁带录像机通过电缆连接起来构成的笨重ENG系统已经多被轻便的摄录一体机所取代。电子新闻采访系统是外景节目制作的常用系统，主要用于演播室外的新闻采访和节目素材摄制。早期，由于可与便携式摄像机组成摄录一体机的悬挂式录像机尚未开发，多使用便携式摄像机和便携式录像机等组成新闻采访系统。近年来，多用摄录一体机取代便携式摄像机和便携式录像机组成小型、轻便的新闻采访系统．摄录一体机分为两类，一是不可分离型，二是可分离型，采用悬挂式录像机与摄像机组成摄录一体机。由分量摄录一体机等组成的新闻采访系统具有的较好画质和自然的图像重现，使分量录像的高质量图像在外景节目制作中(专业挡)成为可能。新闻采访系统的组成在配置摄像机时应在保证图像质量条件下，选择有自动调节功能、小型、轻便、省电的摄像机。近年来发展的3CCD固体摄像机便具有轻便、坚固、省电、不怕强光等特点，目前被广泛应用在外景拍摄系统中。悬挂式录像机的选择也应在有较好的性能和功能指标前提下，要求重量轻、体积小、省电，能配备电池工作，如采用分量录像机。录像机应能进行可靠的录像；节目之间可以平滑地接续；具有后配音和图像检索功能；机上有告警系统，当磁带终了或电池用尽等情况出现时，告警灯会闪亮，同时有铃声送到耳机；摄像机有视频返回钮，在寻像器上可以检查磁带的剩余时间，可在摄像机上控制录像机起动、停止。摄像机上单向性传声器收录的声音信号也由电缆送至录像机录音，另外，重放已记录的磁带时，可通过电缆将重放图像信号送至摄像机上的取景器观看，以检查录制的情况，同时电缆也将重放的声音信号送至摄像机的耳机插座，以便监听。为了保证外景拍摄的节目质量，一般在系统中配置一台彩色监视器，这样在外拍时就可监视所拍摄的图像质量，如有问题立即重拍。彩色监视器一般为便携式的小型彩色监视器，使用蓄电池供电，目前有9英寸、6英寸和4英寸几种。系统中的摄像机、录像机和监视器都具有两路电源供电功能，可用交流电或用充电电池供电。外拍时采用电池供电，使用后电池要充电，以便继续使用。需要指出的是，近年来数字录像技术发展迅速，越来越多的广播电视和专业部门在节目制作中采用数字系统。由于数字系统的小型化，出现了便携式的数字编辑系统。外出采访的电视新闻记者可在现场使用这套系统对素材进行编辑，然后用微波或卫星将节目回传，提高了电视新闻播出的即时性和实效性．新闻采访系统的使用&&&&&&&&&&&&(1)确认摄像机的开为选择器的设置。(2)依据被摄物体的照明情况选择适当的滤色镜。(3)取下镜头罩。(4)调整黑／白平衡。(5)设置好录像机的功能开关，插入待录磁带。：(6)使摄像机对准被摄景物。(7)一面观察取景器或监视器屏幕的画面，一面使用变焦功能改变被摄景物的大小，并调整聚焦环使景物清晰成像。(8)按压摄像机上或变焦镜头上录像机启动／停止按钮，开始录像，结束时再次按压录像机启动／停止按钮，完成一个镜头的拍摄工作。(9)拍摄完毕后切断电源，整理好所用设备。演播系统演播系统是电视节目制作的主要系统，是电视节目制作的核心部分，主要由演播室和控制室组成。演播室用于视频和音频信号的拾取，它是制作电视节目的基地，但必须具有一定的声，光设备和便于创作的条件。为防止干扰噪声，尤其是来自楼板的各种撞击声，要求演播室布置在建筑物的最高层或独立建立，总之，演播室要选在噪声比较低的地方。演播室一般可按面积的大小分为大型、中型和小型，大型演播室多用于场面较大的歌舞、电视剧等节目的拍摄，中型和小型演播室适合小型电视节目的拍摄，但不论演播室面积大小，对长、宽、高尺寸的选择，除考虑演播区的布置和有足够的摄像机移动范围外，还要有声学方面的考虑，尽量避免因声音扩散不好而产生颤动回声，因此，不采用正方形的演播室。在演播室内，多台用于景物拍摄的配有三脚架和移动车的摄像机。和用于声音拾取的传声器，通过各自的专用电缆和控制室的相应设备连接起来，将视频和音频信号传输到控制室，此外还装有用于节目制作的布景和道具、照明设备、监视设备以及用于同期声音录制的扩音设备等。控制室用于视频和音频信号的控制与处理，是制作教育／教学节目的室内设备系统，根据教学内容、教学方式、教学手段和电视节目的不同情况可选用不同的}