[圖文]電視知識問答(一)

　　答：彩色電視機(jī)的圖像信號和伴音信號一般分為音視頻信號（即AV信號）和載頻信號（即經(jīng)調(diào)制過的高頻信號），音視頻信號不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，所以必須把它調(diào)制到一個較高頻率的載波信號上才能通過遠(yuǎn)距離傳輸線或發(fā)射天線進(jìn)行傳輸。

　　音視頻信號不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)脑蚩梢赃@樣解釋：當(dāng)傳輸距離很長時，傳輸線的長度與信號的波長已經(jīng)可比擬，此時傳輸線上每一點(diǎn)的電壓或電流值都不相同。當(dāng)輸入端的電壓為最大值時，傳輸線最遠(yuǎn)端的電壓并不一定就是最大值，還很可能是最小值或者負(fù)最大值。如：當(dāng)輸入端的電壓為最大值時，在傳輸線正好等于半個波長處，其電壓正好是負(fù)最大值。因?yàn)檩斎攵俗畲笾惦妷哼€沒有傳輸?shù)剑枰劝雮€周期的時間才能到達(dá)，而目前檢測到的電壓正好是前半個周期時間輸入的負(fù)最大值電壓。并且這種情況正好是傳輸線已經(jīng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時，才會出現(xiàn)，即相當(dāng)于傳輸線已經(jīng)進(jìn)入充放電狀態(tài)。

　　當(dāng)輸入端的電壓為最大值時，如果傳輸線還沒有被充電，即傳輸線在這之前還沒有輸入過任何電壓，則傳輸線上其它所有地方的電壓均為零，信號需經(jīng)過一段時間后才能傳輸?shù)?，傳輸線越長，等待信號到達(dá)的時間就越長。因此，傳輸線上連接的各種阻抗或負(fù)載也不能簡單地看成是并聯(lián)，因?yàn)槊刻幍呢?fù)載對于輸入信號來說，都不是同一時間接入的。因此對傳輸線阻抗的計(jì)算非常復(fù)雜，并且只有在信號穩(wěn)定的情況下才好計(jì)算。

　　當(dāng)向傳輸線輸入信號時，之前輸入傳輸線的信號也會與當(dāng)前輸入的信號產(chǎn)生疊加，因?yàn)樵趥鬏斁€遠(yuǎn)處的信號也在做雙向運(yùn)動，電流也像流水一樣，哪一端壓力低就往哪一端跑，所以在傳輸線上某一點(diǎn)的電流，總是因?yàn)檩斎攵穗妷簶O性的變化一會向前跑，一會又往后跑。因此，信號在傳輸線上傳輸，是按電容和電感充放電的原理進(jìn)行的，我們可以把傳輸線看成是由很多電感相串聯(lián)和很多電容相并聯(lián)組成，這樣才能把信號在傳輸線上傳輸所需要的時間和傳輸線上每一點(diǎn)的相位都不一樣的過程表示出來。由此可見，長距離傳輸線上各點(diǎn)的電壓相位與輸入信號的相位是不一樣的，并且只有當(dāng)傳輸線上傳輸?shù)男盘柺且唤M有規(guī)律的信號（如基波）的時候，傳輸線上各點(diǎn)的電壓相位才能與輸入信號相對保持一致（落后一個相位）地變化。

　　高頻信號在有限長度的傳輸線上傳輸時會產(chǎn)生振蕩，即新舊信號會產(chǎn)生迭加，并產(chǎn)生駐波，最特殊的情況就是四分之一波長短路線或開路線產(chǎn)生的駐波。四分之一波長短路線相當(dāng)于開路，可等效成一個并聯(lián)振蕩電路；四分之一波長開路線相當(dāng)于短路，可等效成一個串聯(lián)振蕩電路。高頻信號只有在無限長的傳輸線上傳輸時或終端負(fù)載正好能把輸入信號全部吸收時，傳輸線才不會產(chǎn)生振蕩，即行波，這種情況就稱為匹配。

　　所謂的駐波，可以比喻成手上抓住一根長繩子在作上下擺動，而繩子的一端被固定在墻上，結(jié)果從旁邊看過去，可以看到很多個波峰和很多個波谷，并且他們的位置是固定不變的，這種現(xiàn)象稱為駐波；如果把繩子的另一端解開，任由它自由活動，你看到的又是另一番景象，手?jǐn)[動繩子的時候，繩子產(chǎn)生的波峰會像波浪一樣移動，這個現(xiàn)象稱為行波。

　　音視頻信號在傳輸線中很難進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，因?yàn)?，音視頻信號不是一組有規(guī)律的信號，在傳輸線中無波長可言，雖然音視頻信號在傳輸線中也會產(chǎn)生幅度迭加，但不會產(chǎn)生迭加振蕩，并且這種幅度迭加會產(chǎn)生嚴(yán)重的相位和幅度失真。

　　另外，音視頻信號一般都不是高低電平對稱分布在時間軸上，因此它的平均值就不一定為零，直流平均電平也不是一個固定值，這種信號在傳輸線中進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸時除了衰減以外，產(chǎn)生相位和幅度失真更嚴(yán)重，并且直流電平會對傳輸線產(chǎn)生電解作用（與空氣），使接頭接觸不良。

　　所以，音視頻信號必須通過高頻調(diào)制，使之成為平均值等于零的高頻交流信號后才能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。音視頻信號經(jīng)過高頻調(diào)制以后，信號的相對帶寬非常小，基本上還可以把調(diào)制后的載波看作單一頻率信號，因此它在傳輸線中傳輸幅度和相位失真很小，傳輸線相當(dāng)于只對它產(chǎn)生延時和衰減作用。另外，載波的頻率選得越高，傳輸信號的頻道數(shù)就越多。載波信號在傳輸線中傳播的速度與傳輸線的分布參數(shù)有關(guān)，一般為20萬公里左右，是光波的三分之二。
音視頻信號也不能通過天線進(jìn)行無線電傳輸，一般的天線都是半波振子天線（即天線的長度正好為半個波長），半波振子天線與四分之一波長開路線的特性基本相似，相當(dāng)于串聯(lián)諧振。但天線與四分之一波長開路線不同的地方，是天線為開放式的，四分之一波長開路線是集中式的。

　　當(dāng)天線被充滿電的時候（一種極端情況，對某一時刻⊿t進(jìn)行分析），可看成是一個把極板張開的電容器，半波振子就相當(dāng)于電容器的兩塊極板，極板上分布的電荷會產(chǎn)生靜電場，靜電場會對遠(yuǎn)方的接收天線產(chǎn)生感應(yīng)，使接收天線也帶電；當(dāng)天線被充電的時候，電流流過天線，此時天線又相當(dāng)于一根導(dǎo)線，在導(dǎo)線的周圍會產(chǎn)生磁場，此磁場也會對遠(yuǎn)方的接收天線產(chǎn)生感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個可以把兩根天線看成是變壓器的初級和次級來理解就會很清楚。
天線就像是電感電容組成的串并聯(lián)諧振電路一樣工作的，它只對某個頻率的信號產(chǎn)生諧振，音視頻信號不是一個單一頻率信號，所以它不會在天線回路中產(chǎn)生諧振，因此它不能通過無線電方式傳輸。載波在空氣中的傳播速度小于光速但很接近光速。

　　目前我國的電視廣播主要使用米波波段（甚高頻VHF）和分米波波段（特高頻UHF），并在開發(fā)厘米波波段（超高頻SHF），微波波段（UK）主要用于衛(wèi)星廣播。目前我國模擬電視信號的標(biāo)準(zhǔn)是：

　　1）圖像載頻信號采用殘留邊帶傳輸，殘留邊帶標(biāo)稱帶寬0.75MHz。
　　2）各頻道的本機(jī)振蕩頻率始終比圖像載頻高38 MHz，比伴音載頻高31.5 MHz。
　　3）頻道帶寬的下限始終比圖像載頻低1.25 MHz，上限則始終比伴音載頻高0.25 MHz。
　　4）每個頻道的伴音載頻始終比圖像載頻高6.5MHz。
　　5）92~124 MHz、566~606 MHz為公共調(diào)頻廣播和無線電波通訊等使用的波段，不安排電視頻道。
　　6）每個頻道的中心頻率及所對應(yīng)的中心波長是估計(jì)天線尺寸和調(diào)試電視機(jī)的參數(shù)。

　　調(diào)制和解調(diào)是彩色電視機(jī)圖像信號和伴音信號傳輸和接收過程，調(diào)制主要是指電視廣播電臺，解調(diào)主要是指彩色電視接收機(jī)。彩色電視接收機(jī)的主要任務(wù)是把天線接收下來的高頻彩色電視信號，通過一系列的放大、變換和解碼過程還原三個基色圖像信號，最后在彩色顯像管的熒光屏上重現(xiàn)出原來圖像，在揚(yáng)聲器中還原出伴音。

　　彩色電視機(jī)天線接收到的射頻電視信號，首先通過VHE/UHF調(diào)諧放大器進(jìn)行射頻放大；然后與本地振蕩一起混頻，將它變換成圖像中頻為38MHz，伴音中頻為31.5MHz的中頻電視信號（中心頻率約為35MHz），從頻譜結(jié)構(gòu)來看，它相當(dāng)于把輸入信號載頻往低處搬遷到另一個較低的固定頻率上，但它還是屬于高頻調(diào)制信號。中頻信號通過聲表面濾波器選出經(jīng)中頻放大器進(jìn)行放大，及進(jìn)一步篩選后，再進(jìn)行限幅、同步檢波器檢波，然后輸出0~6MHz的亮度信號，和副載波頻率為4.43MHz的色度信號（正交調(diào)幅），以及載頻為6.5 MHz的第二伴音中頻信號（調(diào)頻）。

　　伴音信號（6.5MHz）采用調(diào)頻方式，與圖像信號（0~6MHz）在頻域上是分開的，這樣經(jīng)過6.5MHz的帶通濾波器就可以把伴音信號取出，然后經(jīng)過伴音中放和鑒頻，就可以還原出伴音信號（音頻），再經(jīng)過功放和揚(yáng)聲器，最后還原成聲音。同時，為防止伴音信號干擾圖像，在視頻圖像信號通道還須用6.5MHz陷波器對伴音信號進(jìn)行吸收，剩下的信號即為亮度信號和彩色信號（兩個正交調(diào)制色差信號），該信號又分三路輸出，一路亮度信號（Y），一路彩色信號（V、U），一路行場同步信號。

　　第一路，輸出至亮度通道。經(jīng)6.5MHz和4.43MHz陷波器對伴音和彩色副載波信號進(jìn)行吸收，以消除伴音信號和色度副載波信號產(chǎn)生的光點(diǎn)干擾，然后取出亮度信號，但該亮度信號經(jīng)過多次干擾信號吸收后高頻分量也有所損失，會影響清晰度，為此，亮度信號一般都要經(jīng)過微分電路處理，微分電路也叫勾邊電路。亮度信號通過微分電路處理后相當(dāng)于高頻成份得到很大的提升，使顯示圖像的輪廓變得更清晰。由于彩色信號還須繼續(xù)經(jīng)過解調(diào)處理后才能得到色差信號，這個過程也需要一定的時間，為使亮度信號與色差信號同時到達(dá)矩陣電路，必須對亮度信號進(jìn)行延時0.6us，然后亮度信號再與兩個色差信號相加或相減，最后才輸出紅R、綠G、藍(lán)B信號。

　　第二路，輸出至色度通道。首先通過4.43MHz的帶通放大器放大，去除亮度信號，取出色度信號及色同步信號；經(jīng)過色同步分離器再進(jìn)一步將色同步信號與色度信號分開。分離出的色同步信號，一方面去控制鑒相器，使本機(jī)的副載波發(fā)生電路同步工作，另一方面去控制彩色識別、消色檢波電路等。分離出的色度信號經(jīng)色度放大器放大后，送至梳狀濾波器把色度信號分解為Fu、Fv兩個分量，同時還要經(jīng)過逐行倒相進(jìn)行兩行相位誤差“電平均”，消除相位誤差引起的色調(diào)畸變。然后分別送至（R-Y）、（B-Y）同步檢波器，分別解調(diào)出紅色差信號（R-Y）和藍(lán)色差信號（B-Y），再將它們送至矩陣電路與亮度信號相加或相減，最后輸出紅、綠、藍(lán)三基色信號，最后經(jīng)視頻放大分別輸出給彩色顯像管的三個陰極，調(diào)制三個電子束的電流大小，就可以重現(xiàn)彩色圖像。

　　第三路，輸出至掃描同步分離電路。取出行、場復(fù)合同步信號，由微分電路取出同步脈沖信號送到鑒相器進(jìn)行鑒相，把相位誤差變成電壓誤差信號，由電壓誤差信號控制壓控振蕩器（也叫鎖相環(huán)振蕩器），迫使行振蕩頻率及相位與輸入信號同步。另一路（多脈沖）同步信號經(jīng)過積分器進(jìn)行積分，得出一個輸出電壓幅度與輸入脈沖個數(shù)成正比的場同步信號，此場同步信號再去控制場振蕩器的振蕩相位，使場頻與場同步信號一致。