(一) 电视行场扫描原理
1) 电视行场扫描,是通过控制电子束在水平方向从左到右和垂直方向从上到下有规律运动形成的光栅。
水平方向的扫描叫行扫描,垂直方向的扫描叫场扫描,合称“行场扫描”。
行扫描和场扫描的电流都是三角波.负载都是偏转线圈.所不同的是扫描频率不同.工作电压不同。
场扫描电路多是集成电路.行扫描电路都是分立元件级成的。行扫描就是水平方向从左到右的扫描.
场扫描就垂直方向从上到下的扫描.
行场扫描电路一般分三级.振荡级,推动级和输出级.
2). 逐行扫描与隔行扫描的区别
隔行扫描主要应用于电视信号的发送与接收中。它的特点是把每秒传送25幅(帧)画面用每秒传送50
次的方法来消除闪烁感,即一面传送两次,第一次扫描奇数行,第二次扫描偶数行,因而称为隔行扫描。
采用这一制式的缺点是画面清晰度稍差,且有轻微的闪烁感。
逐行扫描主要应用于计算机的显示器中。由于显示器不受电视台的发送方式限制,因而被广泛采用。
逐行扫描就是每幅画面按1、2、3……行的顺序扫描方式完成一幅画面。为了提高画面的清晰度,消除闪
烁感,还可以增加扫描线数,目前显示器的扫描线数一般为768行,因而会感到画面非常细腻、清晰。
逐行扫描DVD又称PDVD,首台样机于1998年问世,目前技术和产品均已成熟。它能够应用数字视频
图像处理技术产生480线的真正的逐行扫描信号,再通过电视机的视频图形阵列(VGA)输入口或数字高清
晰度电视接入口把信号送入彩中,避免了普通DVD机隔行信号输出造成的失真或缺损,与逐行扫描电视、数
字高清晰度电视配合使用可以获得胜似电影的美妙画质。
(二)电视扫描与同步
电视图象的摄取与重现实质上是一种光电转换过程,它分别是由摄象管和显象管来完成的。顺序传送系统
在发送端将平面图象分解成若干象素顺序传送出去,在接收 端再将这种信号复合成完整的图象,这种图象的
分解与复合是靠扫描来完成的。
扫描三种方式:机械扫描,电子扫描,固体扫描。
2.1 水平偏转与垂直偏转
显象管外套 有水平和垂直两组偏转线圈,在有电流通过时分别产生垂直与水平方向的磁场。当电子束通
过上述磁场时,将分别产生水平方向和垂直方向的扫描运动,图1.3-1(a)是电子束在水平偏转线圈作用下
的扫描示意图。水平偏转线圈为一双上下对
称、水平放 置的线圈,依右手螺旋定则,流经线圈的电流将产生垂直方向的磁场;据左手定则,电子束通过
垂直磁场应产生水平偏转,从而实现电子束的水平扫描。
电子束偏离 显象管中心轴线的夹角称为偏转角(ψ)。实验表明:当ψ较小时,电子束偏离屏幕中心的距离与
偏转电流的数值成正比。当偏转电流iH为图1.3-1(b)所示 锯齿波电流时,电子束将作匀速直线扫描运动。
在TH t期间,iH由正到负,电子束从右至左扫描,称为行扫描逆程。正程和逆程时间之和
称为行
扫描周期,且为行扫描频率之倒数1/fH=TH0α=THr/TH称为行扫描逆程系数。若电子束只有水平扫描运动而无垂
直扫描运动,则在荧光屏上将呈现一条水平亮线,如图1.3-1(c)所示。
二、垂直偏转
图1.3-2(a)是电子束在垂直偏转线圈作用下的扫描示意图。一对垂直偏转线圈
产生水平方 向的磁场,故电子束穿过该磁场时产生垂直方向的偏转,从而实现垂直扫描运动。同行扫描类似,当
垂直偏转电流如图1.3-2(b)所示的锯齿波时,电子束将作匀速直线运动。在TVT期间,电子束从上至下,称为
场扫描正程;在Tvr期间,从下至上,称为场扫描逆程。
称为场扫描周期,且为场扫描频率之倒数
1/fv==Tv,β=Tvr/Tv称为场扫描逆程系数。若电子束只有垂直扫描而无水平扫描,则荧光屏上将出现一条垂直的
亮线,如图1.3-2(c)所示。
1.3.2逐行扫描与隔行扫描
当 水平和垂直偏转线圈中同时加入锯齿波电流时,电子束既作水平扫描又作垂直扫描,而形成直线扫描光栅,
这称为直线扫描。它分为逐行扫描和隔行扫描两种方式。 逐行扫描是一行紧跟一行的扫描。隔行扫描是将一帧画面
分成两场扫描,一场扫奇数行,称为奇数场;另一场扫偶数行,称为偶数场。奇、偶两场光栅均匀相嵌,构 成一帧
完整的画面。由于隔行扫描优于逐行扫描,所以广播电视中都采用隔行扫描方式。
一、逐行扫描
当水平和垂直偏转线圈中分别流过如图1.3-3(d)、(e)所示水平和垂直扫描电流时,就能产生逐行扫描光
栅。图1.3-3(a)和(b) 分别是场正程和场逆程期间的扫描光栅,图中实线是行扫描的正程线,虚线是行扫描的
逆程线。其特点是:①行频是场频的整数倍,故相邻场的光栅重迭,形成逐行 扫描的光栅。②fH>>fV,故电子束的
水平运动速度dx/dt大于垂直运动速度dy/dt,从而形成水平倾斜的光栅。反之,若fv>>fH,则形成垂直倾斜的光
栅。
在广播电视 中,为了使图象均匀而清晰,在逆程期间不传送图象信号,故采取措施使行、场逆程期间电子束截止
而不显示图象(或称消隐)。图1.3-3(c)是消去行、场回扫线后的正常光栅。为了提高传输效率,应使正程时
间远大于逆程时间。即THr>>THr,TV t>>TV r。我国广播电视规定:
。随着电视技术的发展,人们将利用逆程期间传送文字广播等辅助信息(见第六章)。
在逐行扫描 中,若每场含有z行(z为整数),则
。当z增加时,扫描光栅的水平倾
斜角减小而趋于平直;当z足够大时,人眼将分辨不出行扫描的光栅结 构,而只能看到一个均匀发光的平面。
二、隔行扫描
如果行频不等于场频的整数倍,则相邻场的光栅不能重迭,当
时(n为整数),
相邻两场的光栅就能均匀相嵌,形成隔行扫描的光栅。
在隔行扫描 中,扫完一帧图象所需时间称为帧扫描周期Tv,其倒数1/TV=fF称为 帧频,并且存
在
的关系。我国电视规定
。
若已知隔行 扫描的行、场扫描电流波形,则可先找出行(场)的起点和终点位置,从而画出其
扫描光栅。图1.3-4是隔行扫描的一个简例,设每帧有11行,
,则每场有5.5行,
即
第一步,依 上述数据,较精确地画出行、场偏转电流波形,交给每行(场)的起点和终点编号。
第二步,根 据在均匀磁场作用下,当偏转角较小时,扫描点在平面屏幕上的偏转距离与偏转电流近似
成正比的原理(见参考文献〔2〕,P.68);画出每行 (场)起点和终点在屏幕上的位置,从而画出隔
行扫描的光栅图。
隔行扫描分 为奇数行隔行扫描和偶数行隔行扫描。前者每帧取奇数行,即
,式中n为整数;后者每帧取偶数行, 即
。为了实现两场光栅均匀相嵌,前者场扫描波形简单,
只要保证奇、偶两场周期相等即可。而后者必须要求寄、偶两场锯齿波电流有一微 小偏移,如图1.3-5所示。
使偶数场光栅相对于奇数场光栅恰好下移一个行距,这种场扫描电流波形等于正常的场锯齿波如图1.3-5(c)
所示帧频矩形波之迭加。对帧频矩形波的幅度要求极严,否则两场光栅就会出现局部或完全并行,使垂直清 晰
度下降,这增加了技术上实现的难度,所以世界各国的广播电视都采用奇数行隔行扫描。
1.3.4扫描同步原理
一、同步的必要性
同 步是指收发两端在同一时刻,必须扫描在几何位置上相对应的象素点。为此,必须要求收、发两端行、
场扫描都同步。行同步的条件是行扫描同频率及每行起始和终 止时刻相同;场同步的条件是场扫描同频率且每
场起始和终止时刻相同。简言之,只有行、场扫描同频同相,收发才能同步;否则,就会失步。下面举例说明。
1.若收发场同步,但收端行扫描频率比发端偏高。就会出现向右下方倾斜的黑白相间带状图象,如图
1.3-8(a)所示。其原因解释如下:假定收发都从第一行起点开始扫描,因收端行频偏高,发端第一行的
内容未播完 时,收端已经开始第二行的扫描了,故它把第一行消隐信号部分或全部移到第二行的正程,使
第二行左边开始位置出现黑道。当发端第二行未播完时,收端第三行扫 描更早地开始,于是把第二行的消
隐信号,甚至某些图象内容又移到第三行,使第三行出现黑道。与第二行的黑道相比,向右推移了一段距离,
……这样不断地向下 向右推移下去,就出现向右下方倾科的黑白相同的带状图象。
反之,当收端行频偏低时,会出现向左正文倾斜的黑白相间的带状图象,如图1.3-8(b)所示。
2.若收发场同步,行扫描同频但不同相,假设相差半行时间。此时图象虽然可以稳定,但是出现图象左右割
裂的现象,如图1.3-9(b)所示。
3.若收发行同步,但收端场扫描频率比发端高,就会出现向下滚 动的图象,如图1.3-10(a)所示。其原因是:
因收端场频偏高,发端第一场未播完,收端已开始第二场扫描,这样发端第一场下部的内容和场消隐信号移到收
端第二场的上方,而将发端第二场的内容顺序向荧光屏下方推 移。依次类推,出现整幅图象和一水平黑条(场消
隐信号形成)向下滚动的现象;并且接收机场频越高,图象向下滚动越快。反之,收端的场频低于发端时,图象
将 向上滚动,如图1.3-10(b)所示。
4.若收发行同步,场扫描同频,但不同相,假设相差半场时间, 此时图象虽然可以稳定,但是出现图象上下
割裂现象,如图1.3-9(c)所示。
综上所述,扫描的同步在电视中是极其重要的,否则收端根本无法正确重现原景物的图象。
在实际的电 视系统中,收发两端相对应的象素并非在同一时刻扫描,收端总有一些延时,只要所有象素
延时时间相等,图象还是同步的,不会产生失真。
严格地讲, 为了确保精确的同步,除了要求收发行场扫描同频同相外,还需要行、场扫描正程线性良好
和具有相同的幅型比,这样才能真正保证扫描象素在几何位置上一一对 应,图象才不会出现失真。
在电视中为 了保证扫描的同步,通常在发送端有一同步机产生行、场同步信号。它们同时控制摄象管和
显象管的行、场扫描,使两者保持同频同相。因此,摄象管和显象管的电 子束就能在同一时刻扫描相对应的象
素点。此外,同步机还产生行、场消隐信号,将行、场扫描回扫线消掉。