《电视与电视机》PPT课件.ppt
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1、第五章第五章电视与电视机电视与电视机电电视视发发展展概概况况:机机械械电电视视、电电子子电电视视、有线电视、卫星电视、数字电视有线电视、卫星电视、数字电视电视的一般原理电视的一般原理黑白电视机工作原理黑白电视机工作原理彩色色度学和彩色摄像基本原理彩色色度学和彩色摄像基本原理彩色显像管工作原理彩色显像管工作原理彩色电视机工作流程彩色电视机工作流程电视机分辨率、清晰度与高清电视电视机分辨率、清晰度与高清电视黑白、彩色、无线、有线电视黑白、彩色、无线、有线电视机械电视、电子电视机械电视、电子电视卫星电视卫星电视模拟、数字模拟、数字世界电视日世界电视日11月月21日日电电视视技技术术的的定定义义:用用
2、电电的的方方法法连连续续地地、及及时时地地传送活动、景物的影像的技术。传送活动、景物的影像的技术。传真是传送固定的图象或文字。传真是传送固定的图象或文字。一、发展历史一、发展历史19世世纪纪后后期期,用用电电传传送送图图象象的的思思想想已已萌萌芽芽,分分为为以下几步:以下几步:(1)把把图图象象分分解解为为尽尽可可能能小小的的“象象单单元元”象素;象素;(2)把象素转换成)把象素转换成“电信号电信号”;(3)把电信号传送到远处;)把电信号传送到远处;(4)用接收装置把电信号还原成象素;)用接收装置把电信号还原成象素;(5)把象素重新组装为图象。)把象素重新组装为图象。有两类方案:有两类方案:(
3、1)大大量量象象素素同同时时送送出出去去,称称为为并并行行方方式式。难度大,不易实现,已被淘汰。难度大,不易实现,已被淘汰。(2)像像素素逐逐个个以以串串行行方方式式传传送送出出去去,此此法法可可行。行。1873年,麦尔兰年,麦尔兰史密斯发现光电现象。以后有史密斯发现光电现象。以后有了光电管,可把光转变为光信号。了光电管,可把光转变为光信号。1883年,保尔年,保尔尼普科夫(尼普科夫(23岁),提出串联图岁),提出串联图象传输法象传输法尼普科夫圆盘。尼普科夫圆盘。1884年年申申请请了了世世界界上上第第一一个个机机械械式式电电视视“电电动动望望远远镜镜”专专利利。专专利利描描述述了了三三个个基
4、基本本要要素素:1、把把图图象象分分解解为为象象素素,逐逐个个传传输输;2、传传输输时时逐逐行行进进行行;3、用用画画面面传传送送运运动动过过程程时时,许许多多画画面面快快速速逐逐一一出出现现,但但人人察察觉觉不不出出来来,仍仍认认为为画画面面是是融融合合为一的。为一的。由由于于光光电电管管信信号号太太弱弱,当当时时又又无无电电子子管管放放大大器器,所所以以不不可可行行。直直到到1907年年,有有放放大大管管后后才才被被证证明明可可行行。1900年年,在在巴巴黎黎举举行行的的世世界界博博览览会会上上第第一一次使用了电视这个词。次使用了电视这个词。PaulGottliebNipkow(18601
5、940)机械电视机械电视第一台机械式电视是英国的第一台机械式电视是英国的约翰约翰贝尔德(又译贝尔德(又译贝尔纳,贝尔纳,18881946)于)于1924年发明的。年发明的。采用两个尼普科夫圆盘,一个对被传送图象扫描,采用两个尼普科夫圆盘,一个对被传送图象扫描,一个用于还原图象。两个圆盘同步旋转,距离一个用于还原图象。两个圆盘同步旋转,距离4英尺,英尺,21,30行线。传送一个十行线。传送一个十“字字”剪影剪影像。发送是图像分解成象素,接收是组合还原成像。发送是图像分解成象素,接收是组合还原成图象,二者转速要一致,相位也要一致,即同步,图象,二者转速要一致,相位也要一致,即同步,还原的图象不错乱
6、。还原的图象不错乱。显示屏显示屏光光圆圆盘盘(同同步步旋旋转)转)图片图片光电管光电管灯灯约翰约翰贝尔德的机械电视贝尔德的机械电视贝尔德贝尔德早期电视图像192819341953工厂制造电视的情景机机械械式式分分辩辩率率太太低低,只只有有几几十十行行,太太粗粗糙糙。若若要要增增加加象象素素,必必须须增增加加扫扫描描行行数数,增增加加圆圆盘盘直直径径、孔孔数数,孔孔数数越越多多,孔孔越越小小象象素素越越多多,但但光光线线越越弱弱,且且圆圆盘盘转转速速要大大加快。实际上不可行。要大大加快。实际上不可行。电子式电视电子式电视1897年年,德德国国的的物物理理学学家家布布劳劳恩恩发发明明了了一一种种带
7、带荧荧光光屏屏的的阴阴极极射射线线管管。当当电电子子束束撞撞击击时时,荧荧光光屏屏上会发出亮光。上会发出亮光。马可尼(马可尼(Guglielmo Marconi 18741937Guglielmo Marconi 18741937)因发明无线电报、因发明无线电报、布劳恩(布劳恩(Carl Ferdinand Braun Carl Ferdinand Braun 1850191818501918)因对无线电报的改进,)因对无线电报的改进,以及他们对发展无线电通以及他们对发展无线电通讯所作出的贡献,分享讯所作出的贡献,分享了了19091909年度诺贝尔物理年度诺贝尔物理学奖。学奖。兹沃里金(兹沃里
8、金(18891982)美国发明家。)美国发明家。1923-1928年发明电子电视摄像管,年发明电子电视摄像管,1931年研究成功电视显像管。年研究成功电视显像管。兹沃里金发明了光兹沃里金发明了光电摄像管电摄像管光光电电摄摄像像管管靶靶T上上涂涂一一层层铯铯微微粒粒涂涂层层,对对光光敏敏感感。管管中中的的电电子子枪枪发发出出很很细细的的电电子子束束,自自左左向向右右,自自上上而而下下地地打打在在靶靶上上。当当电电子子束束打打在在靶靶面面某某一一点点上上时时,若若该该点点亮亮度度为为0(即即为为暗暗),则则靶靶的的电电导导为为0(电电阻阻很很大大)。若若该该点点亮亮度度较较亮亮,电电导导较较大大(
9、电电阻阻很很小小)。物物体体投投影影到靶上各点的亮度不同,到靶上各点的亮度不同,电子束在靶面扫描时,电子束在靶面扫描时,各点的电导不断变化,各点的电导不断变化,电流不断变化,在电流不断变化,在RS S上上产生的电信号反映了产生的电信号反映了亮度的变化,即图象亮度的变化,即图象各点的变化。各点的变化。光电摄像光电摄像管示意图管示意图光电转换原理光电转换原理光电转换原理示意图光电转换原理示意图开始进行实验开始进行实验广播的先后顺序是:广播的先后顺序是:美国(美国(1928年)、英国(年)、英国(1929年)、年)、苏联(苏联(1931年)、法国(年)、法国(1932年)、年)、德国(德国(1935
10、年)、日本(年)、日本(1939年)。年)。开始电视广播的先后顺序是:开始电视广播的先后顺序是:英国(英国(1936年)、法国(年)、法国(1938年)、年)、苏联(苏联(1939年)、美国(年)、美国(1941年)。年)。电视广播兴起电视广播兴起30年代,英、德试播过机械式电视。年代,英、德试播过机械式电视。1935,德德每每周周三三晚晚播播放放电电视视节节目目。“公公共共电电视视室室”。1936,英国广播公司播放歌舞节目。,英国广播公司播放歌舞节目。1936,德德国国新新建建成成的的“保保罗罗尼尼普普科科夫夫”电电视视台台转播柏林奥运会。转播柏林奥运会。1937,第一次直播英王加冕仪式。,
11、第一次直播英王加冕仪式。1938,苏联开始电视转播。,苏联开始电视转播。1939,美国开始电视转播。,美国开始电视转播。二二战战前前各各国国电电视视扫扫描描标标准准互互不不相相同同,英英405行行,苏苏343行,美行,美441行后改为行后改为525行(沿用至今)。行(沿用至今)。战战后后恢恢复复,19491951,美美国国电电视视机机从从一一百百万万増増至至一一千千万万台台,电电视视台台数数百百家家。1948年年,英英国国生生产产电视十万台。电视十万台。战战后后,欧欧洲洲统统一一电电视视扫扫描描行行数数(除除英英、法法外外)为为625行,英仍为行,英仍为405行,法行,法819行。行。1949
12、年年,美美国国一一千千万万人人看看杜杜鲁鲁门门总总统统就就职职的的电电视视转播。转播。电视转播足球比赛电视转播足球比赛1946年美国第一次播出年美国第一次播出黑白电视。图为黑白电视。图为50年代年代电视节目录制现场。电视节目录制现场。彩色电视的出现彩色电视的出现19世世纪纪末末,发发现现三三基基色色原原理理,红红、绿绿、蓝蓝合合成成绝绝大多数彩色光。大多数彩色光。1928,英英国国用用尼尼普普科科夫夫圆圆盘盘加加上上滤滤色色镜镜,进进行行彩彩电试验。电试验。1930,美国也试验机械直播式彩色电视。,美国也试验机械直播式彩色电视。1940,美美国国戈戈德德马马克克发发明明第第一一台台NTSC电电
13、子子扫扫描描彩色电视机。彩色电视机。1946,美美国国无无线线电电公公司司试试验验第第一一部部全全电电子子管管彩彩色色电电视视机机。荧荧光光屏屏15*20。实实用用彩彩色色显显象象管管诞诞生生荫罩式彩色显象管。荫罩式彩色显象管。英英国国提提出出PAL制制(逐逐行行例例检检正正交交平平衡衡调调幅幅制制),法法、德德采采用用SECAM制制(调调频频制制)。美美国国为为NTSC制制,成成为为彩彩电电三三大大制制式式。PAL制用的国家最多,中国也用制用的国家最多,中国也用PAL制。制。1955,全世界有电视机,全世界有电视机5-6千万台(黑白)。千万台(黑白)。1958,中中国国北北京京、上上海海建建
14、立立电电视视台台,生生产产第第一一批批北北京京牌牌电电视视机机,天天津津无无线线电电厂厂出出品品。35cm(14英英寸寸)。20年年后后才才开开始始普普及及发发展展。80年年代代彩彩色色电电视,视,90年代有线电视、卫星电视。年代有线电视、卫星电视。1953,美美试试播播NTSC制制彩彩色色电电视视。1954,试试生生产产彩彩色色显显象象管管,1961年年开开始始大大发发展展。至至1967年年,全全部节目均为彩色。部节目均为彩色。欧欧洲洲1967年年开开始始播播送送彩彩电电节节目目。中中国国于于1977年年播播送彩色节目。送彩色节目。1970年全球彩电超过年全球彩电超过5千万台。千万台。196
15、8,第一次用彩电向全球转播墨西哥奥运会。,第一次用彩电向全球转播墨西哥奥运会。1969,阿阿波波罗罗十十号号从从月月球球传传来来醒醒目目的的彩彩电电信信号号,全球观众达全球观众达7亿人。亿人。第一台上海牌电视机卫星电视卫星电视60年代。天线为视距,传播几十公里,中继站连年代。天线为视距,传播几十公里,中继站连成网络。微波中继。成网络。微波中继。36000公里高度同步卫星,公里高度同步卫星,建中继站,三个卫星可覆盖全球。建中继站,三个卫星可覆盖全球。1964,卫星转播东京奥运会。这年成立国际通信组,卫星转播东京奥运会。这年成立国际通信组织。织。公用天线电视公用天线电视城城市市里里电电视视增增多多
16、,无无线线林林立立,有有碍碍观观瞻瞻,不不安安全全,且且不不易易解解决决重重影影问问题题。电电视视信信号号直直接接传传到到天天线线,经经过过建建筑筑、山山坡坡、地地面面反反射射到到达达天天线线,后后者者路路程程长长,稍稍后后到到达达,这这个个时时间间差差在显示上形成重影,常有多个重影。在显示上形成重影,常有多个重影。80年年代代兴兴起起公公用用天天线线系系统统。一一幢幢楼楼或或小小区区公公用用一一接接收收天天线线。每每一一台台电电视视节节目目配配一一台台转转播播设设备备,用用闭闭路路方方式式送送至至各各户户。各各户户不不用用自自装装天线。提高了接收质量。天线。提高了接收质量。有线电视有线电视9
17、0年年代代中中开开始始,从从电电视视台台到到用用户户全全闭闭路路,中中间间没没有有放放大大器器,各各台台信信号号基基本本均均衡衡。效效果果比比公公共共天天线线更更好好。增增加加了了频频道道数数。原原来来56频频道道,1213频频道道之之间间的的频频率率是是其其它它无无线线电电通通信信、广广播播等等用用的的。有有线电视可利用。称为增补频道,有线电视可利用。称为增补频道,有37个。个。邻邻频频传传输输、无无线线发发射射传传送送要要间间隔隔一一个个频频道道,如如1、3、5,6、8、10、12,相相邻邻的的不不要要,防防干干扰扰。用用有线电视则每个频道皆能利用。有线电视则每个频道皆能利用。数字电视数字
18、电视20世纪末至世纪末至21世纪。世纪。原原为为模模拟拟电电视视。所所谓谓“模模拟拟”,是是指指采采用用的的电电路路是是模模拟拟电电子子技技术术类类的的,其其信信号号电电量量是是连连续续变变化化的的。如如一一个个信信号号的的变变化化范范围围是是05V,即即可可以以是是这这个个范范围围内内任任一一电电压压,无无数个状态。数个状态。所所谓谓“数数字字”,是是指指采采用用的的电电路路是是数数字字电电路路的的,其其信信号号电电量量是是不不连连续续变变化化的的。它它只只有有两两个个状状态态:高高电电压压、低低电电压压;开开关关通通、开开关关断断,等等等等。如如00.4V均均为为低低电电压压,以以“0”表
19、表示示;45V为为高高电电压压,以以“1”表表示示。数数字字电电路路只只有有两两个个数数“1”和和“0”。与与计计算算机机技技术术相相联联系系,处处理理起起来比模拟电路更可靠,抗干扰性强。来比模拟电路更可靠,抗干扰性强。模拟电视:发送和接收均为模拟方式。模拟电视:发送和接收均为模拟方式。发发送送端端:摄摄像像装装置置把把景景物物的的亮亮度度和和色色彩彩变变为为连连续续变变化化的的电电信信号号,加加以以传传送送(无无线线、有有线线方式)。方式)。接接收收端端:信信号号被被电电视视机机接接收收处处理理后后,送送到到显显象象管管,按按彩彩色色电电信信号号的的变变化化,转转为为强强弱弱不不同同、位位置
20、置不不同同的的电电子子束束,打打到到荧荧光光屏屏上上,再再现现景景物的亮度、彩色。物的亮度、彩色。清晰度不够高,易受干扰。清晰度不够高,易受干扰。数数字字电电视视:节节目目的的采采集集、制制作作、编编辑辑、播播出出、传输、接收的全过程都采用数字处理技术。传输、接收的全过程都采用数字处理技术。频频道道增增加加,最最多多达达500套套节节目目;清清晰晰度度更更高高,普普通通电电视视机机可可达达到到DVD水水平平,音音质质更更好好;功功能能强强大大,视视频频点点播播,资资讯讯服服务务,互互动动业业务务,上上网网;多多次次处处理理转转发发不不影影响响信信号号质质量量,模模拟拟信信号号转转一一次即有损失
21、、衰减。次即有损失、衰减。我国在我国在2015年全数字化,美国为年全数字化,美国为2007年。年。二、黑白电视原理二、黑白电视原理像素及光电信号像素及光电信号一一副副图图象象分分解解为为数数十十万万个个微微小小区区域域,每每个个区区域域亮亮度度基基本本一一致致,用用一一个个点点表表示示,则则有有几几十十万万个个点点,即即象象素素。其其明明暗暗程程度度可可被被摄摄像像机机中中的的光光电电转转换换器器转转换换成成一一定定强强弱弱的的电电信信号号,几几十十万万个个象象素素则则有有几几十万个电信号。十万个电信号。行场扫描原理行场扫描原理显显象象管管中中有有一一电电子子枪枪,它它产产生生的的电电子子束束
22、与与摄摄像像管管中中的的电电子子束束同同样样地地在在涂涂有有荧荧光光粉粉的的屏屏上上自自上上而而下下、自自左左而而右右移移动动,其其强强弱弱受受电电视视信信号号所所控控制制,荧荧光光粉粉发发出出与与电电子子束束强强度度成成正正比比的的亮亮度度,即即显显示示出出图图象。象。如如在在一一秒秒内内拍拍下下25(30)画画面面,连连续续传传送送、接接收收,则则可可显显示示出出活活动动图图象象。人人眼眼有有视视觉觉暂暂留留现现象象。实实际上任一瞬间只有一点亮。一副图象称为一帧。际上任一瞬间只有一点亮。一副图象称为一帧。电电子子束束自自左左向向右右移移动动叫叫行行扫扫描描;自自上上而而下下移移动动叫叫场扫
23、描。场扫描。显象管显象管(四)(四)显象管显象管组成:电子枪、壳、荧光屏组成:电子枪、壳、荧光屏1电子枪电子枪灯丝、阴极:用灯丝、阴极:用6.3V电压通入灯丝,加热阴极;电压通入灯丝,加热阴极;栅栅极极:靠靠近近阴阴极极,控控制制电电子子束束的的强强弱弱。栅栅极极电电位位比阴极电位越低,电子束越弱,打到屏上越暗比阴极电位越低,电子束越弱,打到屏上越暗;加加速速极极:加加100400V电电压压,提提高高电电子子束束的的速速度度;聚聚焦焦极极:“电电子子透透镜镜”,使使电电子子束束打打到到屏屏上上的的点点越小越好,越清晰,越小越好,越清晰,0400V;高高压压极极:与与管管内内石石墨墨层层、蒸蒸铝
24、铝膜膜相相连连,加加一一万万伏伏高高压压,吸吸引引电电子子束束,使使之之高高速速轰轰击击荧荧光光屏屏,速速度度可达可达600Km/S.2荧光屏荧光屏内内涂涂荧荧光光物物质质,在在电电子子束束轰轰击击下下发发光光。电电子子束束越越强强,发发光光亮亮度度越越高高。高高压压极极电电压越高,亮度越高;反之,亮度越暗。压越高,亮度越高;反之,亮度越暗。电视传送图象举例电视传送图象举例欲欲传传一一个个“中中”字字,“中中”字字为为黑黑(暗暗),其其余余部分为白(亮)。部分为白(亮)。设设分分为为9行行扫扫描描,象象素素共共129108个个。电电子子束束对对准准画画面面从从左左上上方方起起,先先扫扫第第一一
25、行行:1a、1b、1c1l;然然后后电电子子束束回回到到第第二二行行,扫扫2a、2b、2c2l,一直到扫最后一行的一直到扫最后一行的9l。设设“中中”字字有有笔笔划划处处(黑黑)为为摄摄像像管管处处理理输输出出后后的的信信号号,电电压压较较高高;无无信信号号处处(白白)对对应应输输出出电电压信号较低。那么,各行信号的波形如图所示。压信号较低。那么,各行信号的波形如图所示。传送的信号1、2、7、8、9行的信号4、5行的信号3、6行的信号tttbal129信信号号处处理理后后传传到到显显象象管管阴阴极极,电电压压高高使使电电子子束束弱弱,打打到到荧荧光光屏屏上上亮亮度度暗暗(事事实实上上电电压压足
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