[圖文]電視知識問答(一)

　　答：彩色電視機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），音視頻信號不能進行遠距離傳輸，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距離傳輸線或發(fā)射天線進行傳輸。

　　音視頻信號不能進行遠距離傳輸?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，傳輸線最遠端的電壓并不一定就是最大值，還很可能是最小值或者負最大值。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，其電壓正好是負最大值。因為輸入端最大值電壓還沒有傳輸?shù)?，需要等半個周期的時間才能到達，而目前檢測到的電壓正好是前半個周期時間輸入的負最大值電壓。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，等待信號到達的時間就越長。因此，傳輸線上連接的各種阻抗或負載也不能簡單地看成是并聯(lián)，因為每處的負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算非常復(fù)雜，并且只有在信號穩(wěn)定的情況下才好計算。

　　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，因為在傳輸線遠處的信號也在做雙向運動，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的電流，總是因為輸入端電壓極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行遠距離傳輸，因為，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行遠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行遠距離傳輸。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)的中心波長是估計天線尺寸和調(diào)試電視機的參數(shù)。

　　調(diào)制和解調(diào)是彩色電視機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。彩色電視接收機的主要任務(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，在揚聲器中還原出伴音。

　　彩色電視機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)中頻放大器進行放大，及進一步篩選后，再進行限幅、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行吸收，以消除伴音信號和色度副載波信號產(chǎn)生的光點干擾，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矩陣電路，必須對亮度信號進行延時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。