第3章 广播电视系统
广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统。由于它一般采用无线电方式进
行信号传输, 因此, 广播电视系统也可称为无线电视系统或开路电视系统。目前,
广播电视系统主要是广播这一单一业务。
摄像管是摄像机中的光电转换器件, 也是摄像机的关键器件之一。 (1) 光电导摄
像管。(2) CCD 摄像管。寿命长。成本低。机械性能好, 耐震、耐撞, 不怕强光照
射。重合精度高。摄像管与镜头固定牢固, 匹配精确。? 暂留特性好, 适于拍摄运动
图像。CCD 摄像管的缺点主要是存在垂直拖尾现象, 但采用帧行间转移(FIT)型
CCD 可以基本克服这种现象。
电视信号的处理：从摄像管输出的信号，在进入编码之前需进行一系列的校正处
理。
1. 反杂波校正:由摄像管输出的信号非常微弱, 需要在摄像机机头内紧靠摄像管处
设置预放器, 将微弱信号放大。而预放器会引入杂波，为此通常在摄像机头内设
置有杂波抑制电路或反杂波校正电路。
2. 电缆校正:摄像机头离控制台(调像台) 往往比较远, 从机头到调像台的传输电缆
就比较长, 其分布参数会使图像信号的高频分量跌落, 影响图像清晰度。为此，在
调像台要进行高频分量的提升处理，使衰减的高频分量得到补偿。
3. 黑斑校正： 由于多种原因, 如摄像机镜头各区域亮度不均匀, 投射在光电靶面
的背景光不均匀及电子束在靶面边缘不能垂直上靶等, 会使重现图像出现黑斑或
色斑。
4. 轮廓校正(孔阑校正) :非无限小的扫描电子束截面积会产生孔阑效应，表现为
轮廓不分明，从而影响清晰度。校正方法：取出图像信号中与亮度突变的轮廓对
应的部分，经加工处理后再加到原信号中去，补偿信号中这些因孔阑效应而造成
变化锐度下降的部分，从而提高图像清晰度。
5. 直流恢复:在视频通道中，由于放大器采用交流耦合，会造成图像信号的直流和
低频分量丢失，从而丢失图像的背景亮度，造成图像亮度畸变。为此，常常利用
箍位电路来恢复反映图像背景亮度的直流分量。
6. 灰度校正(γ校正) :由于显像管和摄像管光电转换特性的非线性，会引起收、发
图像的亮度失真，从而引起图像的灰度畸变。校正方法：通常在摄像台设置γ校
正电路，常用二极管电路构成γ校正。
7. 彩色校正:为了正确重现被摄景物的彩色，不产生彩色失真，应使摄像机的光谱
响应特性与显像管的三基色混色曲线一致。为此，需进行彩色校正。常有的方法：
修正法和合成法。
3. 电视信号的形成:形成视频全电视信号的编码器基本上都包括：矩阵电路、亮度
信号通道、色度信号通道、同步信号电路和混合电路等部分。
PAL 制彩色电视同步机产生七种同步信号：行推动信号H 、场推动信号V 、复
合同步信号S 、复合消隐信号A 、副载波F 、色同步旗形脉冲K 和PAL 识别脉冲
P 。
视频全电视信号的形成
摄像机输出的三基色信号，经过各种校正处理后，与各种同步信号一起送入编码
器，在经过一系列的处理加工后形成彩色电视全电视信号输出。电视台在进行节
目联播或作实况转播时, 由于本台的同步与外来的同步不一致, 将会造成图像翻滚,
甚至丢失图像。解决这一问题有以下三种方法。 (1) 帧同步器法。 (2) 台从
锁相。 (3) 台主锁相。
为什么采用残留边带调幅？
原因：对6 MHZ带宽的视频信号采用一般调幅方式，形成12 MHZ的已调波带
宽，显得太宽，若采用单边带调制传输，虽已调波带宽可减小一半，但须采用较
为复杂的同步检波电路解调，使接收机的成本增加；且发端需要一个边沿非常陡
峭的滤波器，也难以做到。因此折衷考虑，采用残留边带调幅。 残留边带调制
的优点，，已调信号的频带较窄，滤波器比SSB 滤波器易实现，易解调 我国采用负极性调幅（1）调幅信号的平均功率比峰值功率小很多。
（2）对正极性调制干扰脉冲在屏幕上为亮点、负极性则为暗点
（3）负极性调制便于将同步脉冲顶用作基准电平进行信号的自动增益控制.
图像载频的选择及电视频道的划分
（1）各频道的伴音载频始终比图像载频高6.5MHz
（2）频道带宽的下限始终比图像载频Fp 低1.25MHz ，上限则始终比伴音载频
Fs 高0.25MHz
（3）各频道的本机振荡频率始终比图像载频高38MHz ，比伴音载频高31.5MHz 卫星广播电视射频电视信号的形成：卫星广播电视都是使用微波频段。
? 微波频段频率高, 波长短, 可使星上和地面的天线尺寸大大减小, 增益提高, 方向
性增强, 从而减小卫星的体积和重量, 降低对发射功率的要求, 且可防止对邻近区
域的干扰
? 微波频段不易受大气扰动噪声的影响
? 微波能穿过电离层
? 无线电业务已占用较低频率, 而微波频段相对比较“空闲”。
(3) 卫星电视信号的能量扩散。加入能力扩散信号，为了减弱对其他系统的干扰。
电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前, 常用的中频调制电视发射机
我国电视发射机的主要指标:
a 标称射频频道宽度:8MHz b 伴音载频与图像载频的频距:±6.5MHz
c 频道下限与图像载频的频距:-1.25MHz d 图像信号主边带标称带宽:6MHz
e 图像信号VSB 标称带宽:0.75MHz。 f 图像信号调制方式及调制极性:振幅调制
负极性g 伴音调制方式:调频, 最大频偏Δfm=50kHz,预加重时常数为50μs 。
h 图像发射机与伴音发射机的功率比:10∶1～15∶1, 这是为图像发射机与伴音发
射机有相同的覆盖范围设置的。
电视发射天线根据频段的不同, 主要分为VHF 天线和UHF 天线两大类。
在VHF 段, 蝙蝠翼天线是一种广泛采用的天线, 这种天线，频带宽、方向性和增
益都较好，比较适合做电视发射天线。
在UHF 频段，广泛采用的发射天线是带反射极的四偶极子天线及其改进型双环
天线。它们具有增益高、频带宽等特点，但造价较高。
电视信号的传播特性
(1)视距传播。视距(最大直视距离) 与发射天线和接收天线的高度有关。
(2) 多径传播。电视信号经地面或遇到障碍物会发生反射，直射信号和反射信号
在接收天线上相互干扰，形成多径传播。多径传播的结果表现为重影。
(3) 绕射传播。 电视信号的绕射能力很弱，特别是UHF 频段，几乎没有绕射能
力。因此，在高大障碍物后面会形成“阴影区”。 在“阴影区”，电视信号的
接收质量较差。
扩大电视覆盖范围的方法：微波中继、电视差转和卫星电视广播。
1. 微波中继：微波中继是在电视广播传送途中, 建立许多微波中继(接力) 站, 利用微
波把电视信号一站一站地传送。每个接力站把前一站送来的微波信号接收下来，经过放大并变换载波频率再传向下一站。在平原地区，每隔50km 设置一个接力站。中继站:主要作用是放大所传输的电视信号，补偿信号在传输过程中的衰减，同时向两个方向转发信号。微波中继有以下优点:直射性好、传输信号质量高、可双向传输。
2. 电视差转：电视差转功能是将接收到的主台(或称骨干台) 某频道的电视节目, 经过差转机的频率变换、放大后再用另一频道发射出去, 从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。 优点：适应性强，建台的费用较低、易于管理。缺点：受气候影响较大，覆盖范围不太稳定，对转播质量有影响。
3. 卫星电视广播
利用地球同步卫星作为传递电视信号的中继站，来实现的电视广播称为卫星电视广播。优点：覆盖面更大、转播电视节目质量高、费用低、适应性强、效率高。 缺点：卫星转发器损坏将使整个系统失效，寿命短，只有六七年。卫星电视广播系统主要由地面发射站和测控站、卫星星体及地面接收网三部分组成。
电视信号的接收：电视接收系统是整个广播电视系统的最后一个环节，是对空中的无线电信号的恢复、再现的过程。
根据接收的电视信号的不同分为：地面广播电视信号的接收非常简单, 用普通的家用广播电视接收机即可实现。卫星广播电视信号的接收需要专门的卫星电视接收机, 并配上普通电视接收机或监视器才能完成。卫星电视广播的地面接收部分组成包括接收天线、室外单元和室内单元三部分。
接收天线一般采用抛物面天线，增益高、方向性强。
室外单元主要是一个高频头，为了减小噪声，高频头应尽量靠近天线馈源。 室内单元是卫星电视接收机的控制中心和信号处理设备。其主要作用是从室外单元送来的信号中选取所需要的某频道信号，并将其解调成图像信号和伴音信号送至监视器。
第3章 广播电视系统
广播电视系统是一种用于广播的非专用电视系统。由于它一般采用无线电方式进
行信号传输, 因此, 广播电视系统也可称为无线电视系统或开路电视系统。目前,
广播电视系统主要是广播这一单一业务。
摄像管是摄像机中的光电转换器件, 也是摄像机的关键器件之一。 (1) 光电导摄
像管。(2) CCD 摄像管。寿命长。成本低。机械性能好, 耐震、耐撞, 不怕强光照
射。重合精度高。摄像管与镜头固定牢固, 匹配精确。? 暂留特性好, 适于拍摄运动
图像。CCD 摄像管的缺点主要是存在垂直拖尾现象, 但采用帧行间转移(FIT)型
CCD 可以基本克服这种现象。
电视信号的处理：从摄像管输出的信号，在进入编码之前需进行一系列的校正处
理。
1. 反杂波校正:由摄像管输出的信号非常微弱, 需要在摄像机机头内紧靠摄像管处
设置预放器, 将微弱信号放大。而预放器会引入杂波，为此通常在摄像机头内设
置有杂波抑制电路或反杂波校正电路。
2. 电缆校正:摄像机头离控制台(调像台) 往往比较远, 从机头到调像台的传输电缆
就比较长, 其分布参数会使图像信号的高频分量跌落, 影响图像清晰度。为此，在
调像台要进行高频分量的提升处理，使衰减的高频分量得到补偿。
3. 黑斑校正： 由于多种原因, 如摄像机镜头各区域亮度不均匀, 投射在光电靶面
的背景光不均匀及电子束在靶面边缘不能垂直上靶等, 会使重现图像出现黑斑或
色斑。
4. 轮廓校正(孔阑校正) :非无限小的扫描电子束截面积会产生孔阑效应，表现为
轮廓不分明，从而影响清晰度。校正方法：取出图像信号中与亮度突变的轮廓对
应的部分，经加工处理后再加到原信号中去，补偿信号中这些因孔阑效应而造成
变化锐度下降的部分，从而提高图像清晰度。
5. 直流恢复:在视频通道中，由于放大器采用交流耦合，会造成图像信号的直流和
低频分量丢失，从而丢失图像的背景亮度，造成图像亮度畸变。为此，常常利用
箍位电路来恢复反映图像背景亮度的直流分量。
6. 灰度校正(γ校正) :由于显像管和摄像管光电转换特性的非线性，会引起收、发
图像的亮度失真，从而引起图像的灰度畸变。校正方法：通常在摄像台设置γ校
正电路，常用二极管电路构成γ校正。
7. 彩色校正:为了正确重现被摄景物的彩色，不产生彩色失真，应使摄像机的光谱
响应特性与显像管的三基色混色曲线一致。为此，需进行彩色校正。常有的方法：
修正法和合成法。
3. 电视信号的形成:形成视频全电视信号的编码器基本上都包括：矩阵电路、亮度
信号通道、色度信号通道、同步信号电路和混合电路等部分。
PAL 制彩色电视同步机产生七种同步信号：行推动信号H 、场推动信号V 、复
合同步信号S 、复合消隐信号A 、副载波F 、色同步旗形脉冲K 和PAL 识别脉冲
P 。
视频全电视信号的形成
摄像机输出的三基色信号，经过各种校正处理后，与各种同步信号一起送入编码
器，在经过一系列的处理加工后形成彩色电视全电视信号输出。电视台在进行节
目联播或作实况转播时, 由于本台的同步与外来的同步不一致, 将会造成图像翻滚,
甚至丢失图像。解决这一问题有以下三种方法。 (1) 帧同步器法。 (2) 台从
锁相。 (3) 台主锁相。
为什么采用残留边带调幅？
原因：对6 MHZ带宽的视频信号采用一般调幅方式，形成12 MHZ的已调波带
宽，显得太宽，若采用单边带调制传输，虽已调波带宽可减小一半，但须采用较
为复杂的同步检波电路解调，使接收机的成本增加；且发端需要一个边沿非常陡
峭的滤波器，也难以做到。因此折衷考虑，采用残留边带调幅。 残留边带调制
的优点，，已调信号的频带较窄，滤波器比SSB 滤波器易实现，易解调 我国采用负极性调幅（1）调幅信号的平均功率比峰值功率小很多。
（2）对正极性调制干扰脉冲在屏幕上为亮点、负极性则为暗点
（3）负极性调制便于将同步脉冲顶用作基准电平进行信号的自动增益控制.
图像载频的选择及电视频道的划分
（1）各频道的伴音载频始终比图像载频高6.5MHz
（2）频道带宽的下限始终比图像载频Fp 低1.25MHz ，上限则始终比伴音载频
Fs 高0.25MHz
（3）各频道的本机振荡频率始终比图像载频高38MHz ，比伴音载频高31.5MHz 卫星广播电视射频电视信号的形成：卫星广播电视都是使用微波频段。
? 微波频段频率高, 波长短, 可使星上和地面的天线尺寸大大减小, 增益提高, 方向
性增强, 从而减小卫星的体积和重量, 降低对发射功率的要求, 且可防止对邻近区
域的干扰
? 微波频段不易受大气扰动噪声的影响
? 微波能穿过电离层
? 无线电业务已占用较低频率, 而微波频段相对比较“空闲”。
(3) 卫星电视信号的能量扩散。加入能力扩散信号，为了减弱对其他系统的干扰。
电视发射机由图像发射机和伴音发射机组成。目前, 常用的中频调制电视发射机
我国电视发射机的主要指标:
a 标称射频频道宽度:8MHz b 伴音载频与图像载频的频距:±6.5MHz
c 频道下限与图像载频的频距:-1.25MHz d 图像信号主边带标称带宽:6MHz
e 图像信号VSB 标称带宽:0.75MHz。 f 图像信号调制方式及调制极性:振幅调制
负极性g 伴音调制方式:调频, 最大频偏Δfm=50kHz,预加重时常数为50μs 。
h 图像发射机与伴音发射机的功率比:10∶1～15∶1, 这是为图像发射机与伴音发
射机有相同的覆盖范围设置的。
电视发射天线根据频段的不同, 主要分为VHF 天线和UHF 天线两大类。
在VHF 段, 蝙蝠翼天线是一种广泛采用的天线, 这种天线，频带宽、方向性和增
益都较好，比较适合做电视发射天线。
在UHF 频段，广泛采用的发射天线是带反射极的四偶极子天线及其改进型双环
天线。它们具有增益高、频带宽等特点，但造价较高。
电视信号的传播特性
(1)视距传播。视距(最大直视距离) 与发射天线和接收天线的高度有关。
(2) 多径传播。电视信号经地面或遇到障碍物会发生反射，直射信号和反射信号
在接收天线上相互干扰，形成多径传播。多径传播的结果表现为重影。
(3) 绕射传播。 电视信号的绕射能力很弱，特别是UHF 频段，几乎没有绕射能
力。因此，在高大障碍物后面会形成“阴影区”。 在“阴影区”，电视信号的
接收质量较差。
扩大电视覆盖范围的方法：微波中继、电视差转和卫星电视广播。
1. 微波中继：微波中继是在电视广播传送途中, 建立许多微波中继(接力) 站, 利用微
波把电视信号一站一站地传送。每个接力站把前一站送来的微波信号接收下来，经过放大并变换载波频率再传向下一站。在平原地区，每隔50km 设置一个接力站。中继站:主要作用是放大所传输的电视信号，补偿信号在传输过程中的衰减，同时向两个方向转发信号。微波中继有以下优点:直射性好、传输信号质量高、可双向传输。
2. 电视差转：电视差转功能是将接收到的主台(或称骨干台) 某频道的电视节目, 经过差转机的频率变换、放大后再用另一频道发射出去, 从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。 优点：适应性强，建台的费用较低、易于管理。缺点：受气候影响较大，覆盖范围不太稳定，对转播质量有影响。
3. 卫星电视广播
利用地球同步卫星作为传递电视信号的中继站，来实现的电视广播称为卫星电视广播。优点：覆盖面更大、转播电视节目质量高、费用低、适应性强、效率高。 缺点：卫星转发器损坏将使整个系统失效，寿命短，只有六七年。卫星电视广播系统主要由地面发射站和测控站、卫星星体及地面接收网三部分组成。
电视信号的接收：电视接收系统是整个广播电视系统的最后一个环节，是对空中的无线电信号的恢复、再现的过程。
根据接收的电视信号的不同分为：地面广播电视信号的接收非常简单, 用普通的家用广播电视接收机即可实现。卫星广播电视信号的接收需要专门的卫星电视接收机, 并配上普通电视接收机或监视器才能完成。卫星电视广播的地面接收部分组成包括接收天线、室外单元和室内单元三部分。
接收天线一般采用抛物面天线，增益高、方向性强。
室外单元主要是一个高频头，为了减小噪声，高频头应尽量靠近天线馈源。 室内单元是卫星电视接收机的控制中心和信号处理设备。其主要作用是从室外单元送来的信号中选取所需要的某频道信号，并将其解调成图像信号和伴音信号送至监视器。