現(xiàn)代電視原理答案(部分)姜秀華

1、現(xiàn)代電視原理姜秀華部分習(xí)題解答注：網(wǎng)絡(luò)資料整理，木有圖，僅能滿足部分需求。第一章作業(yè)答案上p16-174,根據(jù):V(入)=P(555)/P(入)貝IP(A)=P(555)/V(入)又根據(jù):k(入)=1/P(入)貝k(420)/k(555)=V(555)/V(420)=1/0.004=250即入=420nm紫光的幅射功率應(yīng)為入=555nm黃綠光的250倍.6,亮度層次n,對比度C,最小靈敏度閾0=0.05根據(jù)n=(2.3/0)lgC計算出20與33之間的對比度:C=1.65;亮度層次:n=1033與51之間的對比度:C=1.54;亮度層次:n=8.651與73之間的對比度:C=1.44;亮度層次

2、:n=7.373與100之間的對比度:C=1.3;亮度層次:n=5.2可見,20與33之間可分辯的亮度層次最多.原景物對比度為:C=Bmax/Bmin=9000/300=30,根據(jù)n=(2.3/0)lgC,取最小靈敏度閾0=0.05,貝n=68;再根據(jù)C=30，求出重現(xiàn)圖像的Bmin,Bmin=Bmax/C=95.3/30=3.18因此有環(huán)境光后,重現(xiàn)圖像對比度為:C=(Bmax+B)/(Bmin+B)=(95.3+5)/(3.18+5)=12.26n=(2.3/)lgC=50當(dāng)有光脈沖刺激人眼時,視覺的建立和消失都具有一定的滯后,這種效應(yīng)稱為視覺惰性.在熒光屏上,電視圖像是數(shù)十萬個象素按一定

3、順序輪流發(fā)光形成的,人們看到的貝是每幅完整的畫面在整體發(fā)光,這即是視覺惰性作用的結(jié)果.另一方面,電視圖像是一幅幅靜止的畫面以每秒多于25幅的重復(fù)頻率輪幅映現(xiàn)在熒光屏上的,而人們會獲得一幅連續(xù)畫面的印象感覺,這也是視覺惰性作用的結(jié)果.根據(jù)電視屏幕的臨界閃爍頻率經(jīng)驗公式:fc=9.6lg(Bmax-Bmin)+26.6(HZ)將Bmax=200,Bmin=5代入,得出：fc=48.5HZ45.8HZ,可見沒有閃爍感覺.14,運動物體在兩幅畫面上的距離為:d=0.1/20=0.005(m)可以求出運動物體對人眼的張角為:0=3438d/L=3438x0.005/2=8.6、7.5故運動物體呈現(xiàn)的是跳

4、躍式運動.因為0=3438d/L=1.5,所以d=1.5L/3438,又因為L/h=4,貝人眼在垂直方向上能分辨的黑白相間的線數(shù)為:h/d=h/(1.5L/3438)=3438h/1.5L=343&(1.5x4)=57321,625/50系統(tǒng)一幅圖像的像素數(shù)為:720*576,若傳送由15*18個像素組成的漢字,則可以計算出:水平方向能傳:720/18=40(個),垂直方向能傳:576/15=38.4(個),所以一幅圖像最多能傳這樣的漢字為:40X38=1520(個)24,27,掃描光柵的水平寬度與垂直高度之比稱為光柵的幀型比.顯像管中通過調(diào)整水平掃描和垂直掃描電流的峰-峰値保證掃描光柵的幀型

5、比符合要求.34,與逐行掃描相比,隔行掃描可在保證圖像分解力無甚下降和畫面無大面積閃爍的前提下,將圖像信號的帶寬減小一半.由于畢竟是隔行掃描,因此仍存在行間閃爍及奇偶場光柵鑲嵌不理想時的局部并行甚至完全并行等現(xiàn)象的缺點,而且當(dāng)物體沿水平方向運動速度足夠大時,圖像的垂直邊沿會產(chǎn)生鋸齒現(xiàn)象等.但對在正常距離觀看,掃描電路工作量好幾景物運動速度為一般時的圖像,隔行掃描的優(yōu)點是大大超過其缺點的.36,(1)求正程掃描的行數(shù),一場掃描的行數(shù)為:Tv/TH=15625/50=312.5(行)一場正程掃描的行數(shù)為:312.5*(1-0.08)=287.5(行)則一幀正程掃描的行數(shù)為:287.5*2=575(

6、行)奇或偶場內(nèi)相鄰兩行間的節(jié)距為:40/287.5=0.14(cm)奇,偶場之間相鄰行間的節(jié)距為:40/575=0.07(cm)第一章作業(yè)答案下p29-303,26in電視機的高度為:h=26*2.54*(3/5)=39.6(cm)為保證在距離1.5米處觀看,需要的最大掃描行數(shù)為:Zmax=h/d=h/(1.5L/3438)=3438h/1.5L=(3438X39.6)/(1.5X150)606(行)；視頻信號的最高頻率為:=.KH=(1/2)*(4/3)*6062*(50/2)*0.7/(1-18%)=4.28(MHz)4,我國電視標準行掃描正程為52ms,則傳送八條等寬的灰度圖案，掃描一條

7、灰度所需的時間為:52/8=6.5(s)23,系統(tǒng)分解力是指電視系統(tǒng)分解與綜合圖像細節(jié)的能力.沿畫面垂直方向分解圖像細節(jié)的能力稱為垂直分解力.理想垂直分解力是指電視系統(tǒng)理想的垂直分解力等于有效掃描行數(shù).27,電視圖像信號的頻譜指在其頻帶內(nèi)圖像信號所含各頻率成份的能量分布,即各頻率成份的相對幅度.圖像信號的頻譜分布規(guī)律是離散而又成群的(稱為梳狀結(jié)構(gòu)),能量仍集中于以行頻及諧波為主譜線的附近，且諧波次數(shù)n越大，譜線的幅度即能量越小，在每群譜線之間至少有1/3空隙的帶寬資源可利用.原因是電視圖像對景物的分解與綜合總是由掃描電路一行行,一場場有規(guī)律的進行,行場掃描有固定的周期,故圖像信號也有一定的規(guī)律

8、性,周期性.此外,畫面上圖像的內(nèi)容在左右象素之間,上下像素之間總存在著一定的相關(guān)性.因此,通過分析得到了電視圖像信號的頻譜分布規(guī)律.33,(1)水平分解力為:4X104=416(TVL)(2)根據(jù)公式=求該電視系統(tǒng)理想的上限頻率,其中:Z=2Tv/TH=2X20000/64=625(行)B=Tvr/Tv=2/20=0.1a=THr/TH=8/64=0.125l/h=16/9fF=1/(20*2)=25(Hz)所以:=(1/2)*(16/9)*6252*25*(1-0.1)/(1-0.125)=8.93(MHz)當(dāng)傳送560條垂直相間的條紋時,可計算出所需要的帶寬為:560/104=5.4(MH

9、z)可見，該電視系統(tǒng)的上限頻率為8.93MHz，能夠清晰地傳送560條垂直相間的條紋.網(wǎng)絡(luò)課程題4,復(fù)合同步脈沖的作用:為接收端提供或傳遞行掃描和場掃描的基準信息.行同步脈沖的前沿表征行逆程的起始時刻;場同步信號前沿表征場逆程的起始時刻.接收端以它為基準恢復(fù)產(chǎn)生行掃描和場掃描,就能使收發(fā)兩端的行場掃描既同頻又同相,即實現(xiàn)掃描的同步.行同步脈沖波形見課件圖2-1-3.場同步脈沖波形見課件圖2-1-3.槽脈沖的作用:在場同步期間提供行同步的信息.槽脈沖的參數(shù):槽寬4.7ps,每半行一個，每場5個.前均衡脈沖作用:減小兩場場同步前距離前一個行同步信號一行(奇數(shù)場)和半行(偶數(shù)場)造成的積分電平差,使

10、兩場圖像鑲嵌更完善.前均衡脈沖參數(shù):脈沖寬2.35ps,每半行一個，每場5個，出現(xiàn)在場同步脈沖前.后均衡脈沖作用:為使復(fù)合同步脈沖波形對稱.后均衡脈沖參數(shù):脈沖寬2.35ps,每半行一個，每場5個，出現(xiàn)在場同步脈沖后.波形掃一條灰度條所用的時間為:52S/=6.5s.垂直分解力:M=1250X92%=1150TVL水平分解力：N=1150X16寧9=2044TVL信號帶寬:B=38.9(MHZ)行消隱脈沖提供每行行消隱的時間,寬度,時間出現(xiàn)在一行結(jié)束,需消隱電子束的時間,行消隱寬度為12ps,每行一個其電平可以是黑電平也可以規(guī)定比白電平低05mV.行同步脈沖每行一個，出現(xiàn)在行消隱期間，其前沿比

11、行消隱起始時刻推遲1.5ps,稱為行消隱前肩，目的為保護行同步脈沖的前沿,保證行同步的準確性.其電平范圍出現(xiàn)在比黑還黑即與圖像信號相反的電平范圍內(nèi),幅度為0.3V,寬度為4.7ps.可見行消隱后肩為:12-1.5-4.7=5.8ps,行消隱后肩可用來傳送其它輔助信息,如以后在彩色電視信號中的色同步信號.23,第三章作業(yè)答案CCD攝像器件是由幾十萬個單元按一定排列制成的有序陣列每個單元結(jié)構(gòu)為由金屬，絕緣層，半導(dǎo)體構(gòu)成的稱為MOS結(jié)構(gòu)單元每一MOS單元構(gòu)成一個像素.MOS單元結(jié)構(gòu)的金屬電極稱為柵極G.當(dāng)由P型半導(dǎo)體構(gòu)成的MOS單元的柵極G上加正電壓VG時,在絕緣層界面下的P型半導(dǎo)體內(nèi)部的空穴被排斥

12、,在絕緣層會形成一個空間電荷區(qū),也稱耗盡層其特點是VG越高，耗盡層深度越深,電子有向電子勢能低處移動的特點因此耗盡層對電子象一個陷阱一樣，故稱為電子勢阱.電子勢阱中可以存放電子.電子勢阱的特點是,VG越高,勢阱深度越深.VG越低,勢阱深度越淺.勢阱中的電子有向勢阱深處移動的特點.電子勢阱中存放的電子是通過光注入或電注入方式注入的外來信號電荷電荷量的大小由外來信號決定，與柵極所加電壓無關(guān).CCD攝像器件中電荷轉(zhuǎn)移是通過時鐘脈沖有規(guī)律的組合,變化實現(xiàn)的.三相時鐘轉(zhuǎn)移方式的原理和過程見課件中圖4-1-3.一個CCD攝像器件感光面中,有幾十萬個獨立的鋁電極,對應(yīng)著幾十萬個像素和勢阱,在景物像的作用下,

13、各像素的CCD表面上有不同的光強照射,在受光照的CCD表面附近由光子激發(fā)出其數(shù)量與光強成正比的電于空穴對,多數(shù)載流子的空穴被排斥走,少數(shù)載流子的電子則被收集入該像素表面下的勢阱內(nèi),成為光電荷注入,這就是CCD攝像器件的光電變換過程.每個像素下面勢阱內(nèi)的電荷包通過轉(zhuǎn)移后，轉(zhuǎn)移到最后一個MOS單元結(jié)構(gòu)后需要輸出到外電路,常用的電路結(jié)構(gòu)方式是反偏二極管CCD輸出方式（如圖所示）.即在CCD轉(zhuǎn)移的最后一個電極之后由集成電路工藝生成一個輸出柵OG,在輸出柵OG之后再構(gòu)成一個反偏二極管，輸出柵上加的電壓VoG為恒定值,等于時鐘脈沖電壓高,低電平的平均值;反偏二極管上加的電壓V+比較高,故其耗盡層厚度大.因

14、OG電極旁有更深的反偏二極管勢阱存在著,所以轉(zhuǎn)移到此的電荷包立即通過OG電極下的溝道流入二極管的深勢阱中.進入二極管的電子電荷都通過電容C流向電源V+,使電容C瞬間充電.充電量大小與該瞬電荷包的電量成比例，故而在電容C下端輸出一個負尖脈沖,脈沖幅度正比于相應(yīng)像素上的光通量.這樣,一個負極性的圖像信號就通過電容C輸出了.線陣式CCD原理見課件中圖4-2-1.FICCD電荷轉(zhuǎn)移原理及過程見課件中圖4-1-4.FIT的工作原理綜合了IT和FT的優(yōu)點，即場消隱期間感光區(qū)的電荷包先瞬間轉(zhuǎn)移入垂直移存器，而后又很快轉(zhuǎn)移入存儲部分,在場正程期間，象IT一樣感光區(qū)重新積累電荷包，又像FT一樣地從水平移存器中一

15、行行的輸出信號.由于電荷包從感光單元中轉(zhuǎn)移到遮光的垂直移存器極為迅速，僅約1us，所以不需要機械快門而從垂直移存器移進存儲部分也可在很短時間內(nèi)完成,故不會出現(xiàn)高亮點垂直拖道.可見,它具備了FTCCD方式和ITCCD方式的優(yōu)點.電子快門指利用電子技術(shù)使攝像機拍攝一幅畫面的時間小于正常的時間,即采用電子快門攝像機拍攝一幅畫面的曝光時間小于正常的曝光時間.CCD器件中實現(xiàn)高速電子快門的方法是:將一場中積累的電荷包分兩次讀出,第一次讀出的電荷包通過溢流溝道上加以高電位將其釋放掉,舍棄后再重新積累,到達場消隱期時正式讀出再積累的電荷包,用于形成圖像信號,有效積累時間為電子快門的時間.在一場時間中,第二次

16、正式讀出的電荷積累時間越短,電子快門的速度越快.為了保證輸出信號有足夠的信噪比,電子快門只有在高照度下才適宜應(yīng)用,快門時間越短,需要景物的照度越高.第四五章作業(yè)答案2,電視信號傳輸有:地面開路傳輸方式，有線電視提供電纜或光纜閉路傳輸方式，衛(wèi)星傳輸方式通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)將電視信號傳輸?shù)姆绞?電視信號的地面無線電開路傳播采用米波段（VHF）或分米波段（UHF）,采用殘留邊帶調(diào)幅方式發(fā)射,是一種視距傳輸.共68個頻道.有線電視傳輸方式是利用電纜或光纜進行閉路傳輸,利用電纜為傳輸媒介是用米波段或分米波段,采用殘留邊帶調(diào)幅方式;利用光纜為傳輸媒介可用光波進行傳輸,調(diào)制方式可采用數(shù)字調(diào)制,但到用戶端是必須轉(zhuǎn)換為

17、殘留邊帶調(diào)幅方式.除68個頻道外,還增加增補A和增補B頻道.電視信號衛(wèi)星廣播傳輸方式,采用調(diào)頻方式.目前我國采用的有C波段和Ku波段.接收端必須轉(zhuǎn)換為殘留邊帶調(diào)幅方式給接收機.6,殘留邊帶調(diào)幅是指傳輸一個完整的邊帶（例如上邊帶）和一個限帶的邊帶（例如部分下邊帶）的調(diào)幅方式.實際上是將一個雙邊帶調(diào)幅信號通過一個濾波器濾掉一部分下邊帶形成殘留邊帶調(diào)幅信號進行傳輸.殘留邊帶調(diào)幅方式可以滿足既減少帶寬又使接收機解調(diào)方式簡單的實際需求.我國采用全電視信號負極性調(diào)制方式.已調(diào)波波形如下:伴音信號采用調(diào)頻方式.由于音頻信號頻帶較窄,而電視廣播的載波頻率很高;再有調(diào)頻方式有許多優(yōu)點,因此伴音信號采用調(diào)頻方式傳

18、輸.伴音信號采用調(diào)頻方式的優(yōu)點有:1）在獲得相同信噪比的情況下調(diào)頻信號的發(fā)射功率比調(diào)幅信號的小很多.2）調(diào)頻信號的抗干擾能力強.3）調(diào)頻信號的調(diào)頻指數(shù)大時信噪比高,音質(zhì)好.4）調(diào)頻信號的載波幅度恒定,發(fā)射機設(shè)備利用率高.5）伴音與圖象信號采用不同的調(diào)制方式,對減少二者之間的干擾有利.一行射頻電視圖像信號示意波形圖及相對電平值見11題.在我國電視伴音中,采用調(diào)頻方式，載頻6.5MHZ，基帶信號40Hz15KHz，最大頻偏50KH乙伴音射頻信號的頻帶是：6.5MHZ65KHZ，預(yù)加重參數(shù)=50us.16,電視頻道是指一路圖像信號與其對應(yīng)的伴音信號在兩個通道分別對各自的載波進行調(diào)幅和調(diào)頻后形成的射頻

19、信號.我國一個電視頻道占用的頻帶圖及對應(yīng)的參數(shù)如下:19,電視制式是指一個電視系統(tǒng)所包含的各種參數(shù)的總和.電視制式的參數(shù)大致包括:黑白電視廣播中的電視制式中的參數(shù),即掃描參數(shù)（例如625行50場,2:1隔行），視頻帶寬（例如6MHZ）,射頻帶寬（例如8MHZ），調(diào)制極性（例如負極性），伴音載頻與圖像載頻頻率差（例如6.5MHZ）以及伴音調(diào)制方式（例如調(diào)頻），再彩色電視廣播中的色度調(diào)制方式（例如PAL制）等.我國的黑白電視廣播是D,K制;彩色電視編碼采用PAL制,故為PAL-D制.22,根據(jù)電視信號地面?zhèn)鬏斁嚯x的計算公式:已知h1=500m,h2=50m,R=6370km代入上式得到:L1=78

20、.8km,L2=25.2km,所以,最遠的收發(fā)距離為:L1+L2=104（km）第六章作業(yè)答案2,電子槍的作用:電子槍用來發(fā)射電子束,聚焦電子束,加速電子束,調(diào)制電子束.陰極受燈絲加熱發(fā)射出電子束;通?？刂茤艠O接地為零電平,圖象信號加在陰極,使得電子束的大小受圖像信號的調(diào)制,熒光屏發(fā)光點的亮度隨圖像信號的幅度而變,形成有明暗層次的黑白圖像.加速極及高壓陽極等對發(fā)射出的電子束加速,使之按一定的速度轟擊熒光屏.對電子槍的要求:能產(chǎn)生足夠大的高速電子束,以便在熒光屏上激發(fā)出足夠高的亮度;有足夠細小的電子束聚焦點,以獲得高的分辨力;有陡峭的調(diào)制特性曲線以獲得較高的電光變換效率.通常顯像管的電子槍有四極

21、式和五極式,五極式電子槍的結(jié)構(gòu)包括:燈絲,陰極,控制柵極,加速極,第二,第四陽極和第三陽極.各部分的作用和電壓如下:(1)燈絲:通電后加熱陰極.陰極(K):被燈絲加熱后發(fā)射電子,信號電壓一般加在該極上,為負極性信號，稱為負極性激勵.控制柵極(G):也稱調(diào)制極，一般加固定負電壓或接地為0V,以與陰極間的電位差控制電子束的大小.當(dāng)兩者間電位差負到一定程度時(例如-40V-90V)可使電子束截止，稱為截止電壓.加速極(A1):也稱第一陽極，通常加300V450V的電壓，既可加速電子束，又與控制柵極和陰極組成電子光學(xué)透鏡聚焦電子束.第二，第四陽極(A2):當(dāng)中間有第三陽極(聚焦極)時,兩者在電氣上相連

22、,加有同一直流高壓.其作用:一是第二陽極與加速極組成一個預(yù)聚焦電子光學(xué)透鏡;二是兩極與中間的聚焦極共同組成主聚焦電子光學(xué)透鏡.第四陽極通過幾條金屬彈簧片與錐體內(nèi)壁上涂敷的石墨導(dǎo)電層連通,并由錐體壁上的高壓嘴引至管外的高壓帽上,加入高壓,所以第二,第四陽極都屬于高壓陽極,它們加有(800016000)V直流高壓.(6)第三陽極(A3):在第二和第三陽極之間為聚焦極,通常加100V450V的可調(diào)電壓，起聚焦調(diào)節(jié)作用.4,折射定理:電子在電場中運動,穿過不同的等位面時會發(fā)生折射,電子折射定理是:規(guī)律是:電子在加速場中從低電位向高電位傾斜于電場方向運動時,折射角小于入射角,即電子將偏向于等位面的法線.

23、五極式電子槍,一共組成了三組靜電透鏡.第一組即浸沒物鏡,將陰極發(fā)射的電子流形成一個交叉點,它可稱為第一透鏡.第二組透鏡為雙電位透鏡,也稱預(yù)聚焦透鏡,其作用是使實現(xiàn)交叉后又要散開的電子束會聚成近軸電子束(靠近管軸,基本平行于管軸的細電子束),以使得熒光屏上的光點小,并可減小偏轉(zhuǎn)散焦,提高畫面邊角的分辨力.第三組透鏡為單透鏡,是主聚焦透鏡,它將經(jīng)預(yù)聚焦形成的近軸電于束最終聚焦在熒光屏上.由于它所加的電壓高,可使電子束加速到很高速度,轟擊熒光屏?xí)r產(chǎn)生出高亮點.顯像管錐體內(nèi)壁的石墨導(dǎo)電層與第四陽極連通,一起形成一個等電位空間,使電子束飛出第四陽極后便直線,勻速地射到熒光屏上.錐體外表面也涂滿了一薄層石墨導(dǎo)電層,與電視機的地相連接,可防止玻殼外表面積累靜電荷同時內(nèi)外壁間形