数字电视原理第五章_模拟电视调制传输与接收_Part1

2013-4-16第五章模拟电视调制传输与接收（一）中国民航大学电子信息工程学院天津市智能信号与图像处理重点实验室王晓亮[e-mail]课程邮箱：[e-mail]，密码：1234562电子信息工程学院数字电视原理第五章模拟电视调制传输与接收（一）™模拟通信系统框图信源基带信号生成模拟调制器信道模拟解调器基带信号解译信宿3电子信息工程学院数字电视原理第五章模拟电视调制传输与接收5.1电波传播基本知识5.2电视信号的传输覆盖方式5.3广播电视信号的发射5.4电视频道4电子信息工程学院数字电视原理5.1电波传播基本知识™常见通信信道类型ƒ无线电磁信道ƒ有线信道ƒ光纤信道ƒ水声信道ƒ存储信道5电子信息工程学院数字电视原理卫星通信1mm-1cm30G-300G毫米波微波接力、卫星和空间通信、雷达1cm-1dm3G－30G超高频SHF0.1mm-1mm300G-3T亚毫米波3-30极低频ELF30-300超低频SLF300-3k特低频ULF特高频UHF甚高频VHF高频HF中频MF低频LF甚低频VLF频段300M－3G30M－300M3M－30M300k－3M30k－300k3k－30k频率/Hz1dm-1m1m-10m10m-100m100m-1km1km-10km10km-100km波长电视、移动通信、雷达导航、空间遥测调频广播、电视、空中管制、导航短波广播、移动无线电话、军事通信调幅广播、业余无线电导航、信标、电力线通信电话、数据终端应用ƒ无线电频段5.1电波传播基本知识—无线电磁信道6电子信息工程学院数字电视原理ƒ微波波段•微波一般指波长1cm至1m的电磁波（范围不统一）5.1电波传播基本知识—无线电磁信道7电子信息工程学院数字电视原理5.1电波传播基本知识—无线电磁信道™天线长度与电磁波频率的关系ƒ天线长度应与电磁波波长在一个数量级ƒ最佳4λ=L8电子信息工程学院数字电视原理™HF天线里-25.1电波传播基本知识—无线电磁信道9电子信息工程学院数字电视原理™HF天线运七5.1电波传播基本知识—无线电磁信道10电子信息工程学院数字电视原理波音7075.1电波传播基本知识—无线电磁信道11电子信息工程学院数字电视原理™HF天线波音737-300/400/500空客A3205.1电波传播基本知识—无线电磁信道12电子信息工程学院数字电视原理™VHF天线波音7275.1电波传播基本知识—无线电磁信道13电子信息工程学院数字电视原理™天线发射功率问题ƒGSM手机：3.2mW-2Wƒ气象雷达：几百-几千Wƒ一次雷达：几千Wƒ二次雷达：几千W24RSπ=球表面积空间某处的功率，与到天线间距离的平方成反比5.1电波传播基本知识—无线电磁信道14电子信息工程学院数字电视原理™电磁波的传播方式ƒ地波ƒ天波ƒ视线传播5.1电波传播基本知识—无线电磁信道15电子信息工程学院数字电视原理™电磁波的传播方式ƒ地波•频率较低的电磁波（大约2MHz以下）•如长波通信、中波调幅广播等5.1电波传播基本知识—无线电磁信道16电子信息工程学院数字电视原理™电磁波的传播方式ƒ天波•频率较高的电磁波（大约2MHz~30MHz）•电离层反射（夜间电台多）（白天对无线电波吸收衰减较强的D层电离层消失）•如短波调幅广播等5.1电波传播基本知识—无线电磁信道17电子信息工程学院数字电视原理™电磁波的传播方式ƒ视线传播•频率大于30MHz电磁波•如卫星通信、无线电视等5.1电波传播基本知识—无线电磁信道18电子信息工程学院数字电视原理™卫星通信ƒ通信卫星位于地球同步轨道锅朝南其他卫星轨道5.1电波传播基本知识—无线电磁信道19电子信息工程学院数字电视原理™卫星通信ƒ日凌•发生在春分与秋分5.1电波传播基本知识—无线电磁信道20电子信息工程学院数字电视原理™有线信道ƒ明线ƒ双绞线ƒ同轴电缆ƒ波导5.1电波传播基本知识—有线信道21电子信息工程学院数字电视原理™有线信道ƒ明线5.1电波传播基本知识—有线信道22电子信息工程学院数字电视原理™有线信道ƒ双绞线•如网线•四类线：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。•五类线：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和1000BASE-T网络。这是最常用的以太网电缆。•超五类线：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（StructuralReturnLoss）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。5.1电波传播基本知识—有线信道23电子信息工程学院数字电视原理™有线信道ƒ同轴电缆•如有线电视线5.1电波传播基本知识—有线信道24电子信息工程学院数字电视原理™有线信道ƒ波导5.1电波传播基本知识—有线信道25电子信息工程学院数字电视原理™有线信道ƒ波导•如雷达T/R组件到天线的传输5.1电波传播基本知识—有线信道26电子信息工程学院数字电视原理5.1电波传播基本知识—有线信道™现代海底电缆27电子信息工程学院数字电视原理™光纤信道ƒ多模光纤•指光线有多条传输路径的光纤•光源：LED•缺点：存在色散，传输带宽有限•优点：成本低，熔接容易ƒ单模光纤•指光线只有一条传输路径的光纤•光源：激光器•优点：色散较小，传输带宽较宽•缺点：价格贵，熔接难5.1电波传播基本知识—光纤信道28电子信息工程学院数字电视原理™水声信道ƒ声波（如声纳）5.1电波传播基本知识—水声信道29电子信息工程学院数字电视原理™存储信道ƒ磁带ƒ磁盘ƒ光盘ƒ半导体存储5.1电波传播基本知识—存储信道30电子信息工程学院数字电视原理第五章模拟电视调制传输与接收5.1电波传播基本知识5.2电视信号的传输覆盖方式5.3广播电视信号的发射5.4电视频道31电子信息工程学院数字电视原理5.2电视信号的传输覆盖方式™无线开路广播™有线电视广播™卫星电视广播32电子信息工程学院数字电视原理5.2电视信号的传输覆盖方式™无线开路广播ƒ优点：•发射系统建立便捷•区域性覆盖•可传输本地节目ƒ缺点：•视音频质量不高•接收信号有盲区•播出节目套数少33电子信息工程学院数字电视原理5.2电视信号的传输覆盖方式™有线电视广播ƒ优点：•视音频质量高•播出节目套数多（系统频带宽）ƒ缺点：•网络建设和改造周期长34电子信息工程学院数字电视原理5.2电视信号的传输覆盖方式™卫星电视广播ƒ优点：•覆盖面积大，传输距离远•抗干扰能力强，节目质量高•传输容量大，播出节目套数多ƒ缺点：•存在日凌、雨衰、电离层闪烁、无线电干扰等问题35电子信息工程学院数字电视原理第五章模拟电视调制传输与接收5.1电波传播基本知识5.2电视信号的传输覆盖方式5.3广播电视信号的发射5.4电视频道36电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射™电视图像的发射ƒ残留边带调幅(VSB)ƒ负极性调制ƒ工作波段选择37电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射—残留边带调幅(VSB)™残留边带调幅(VSB)ƒ图像信号的带宽达6MHz，如果采用双边带调幅，通频带需要12MHz。ƒ而单边带调幅，由于含零频分量，上下边带相连，很难用滤波器单独保留一个边带，并且单边带正交调幅容易产生失真。ƒ故采用折中方案：残留边带调幅传输。•传输一个完整的边带（上）和一个限带的边带（下）•实现的方法：双边带调幅+残留边带滤波器38电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射—残留边带调幅(VSB)™我国的残留边带幅频特性ƒ下边带残留0.75MHz,上边带为6MHz,为了便于残留边带滤波器的设计,下边带允许有0.5MHz的渐降过渡区（截止频率设在1.25MHz）,上边带在6.25MHz处衰减40db以上。ƒ一路已调射频信号的图像信号部分带宽为7.25MHz（1.25+6MHz）。在图像信号的0至0.75MHz部分,用双边带传输,而0.75至6MHz,用单边带传输。39电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射—残留边带调幅(VSB)™接收机幅频特性ƒ如果中频放大器的幅频特性在图像带宽范围内平坦，检波后仍有幅度失真。实际接收机幅频特性40电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射—负极性调制™负极性调制41电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射—负极性调制™负极性调制的优点ƒ发射机效率高•一般图像亮处比暗处多，负极性调制平均功率小ƒ发射机输出功率大•同步信号电压可进入存在非线性失真区，因而扩展了功放管的工作范围ƒ干扰影响小•脉冲干扰呈现为黑点ƒ便于自动增益控制（AGC）•同步顶电平即峰值电平，与图像内容无关42电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射—工作波段选择™带宽6MHz，至少高于短波（HF）3M-30MHz™选择不受电离层影响的直线传播™选择VHF和UHF波段43电子信息工程学院数字电视原理5.3广播电视信号的发射—电视伴音的发射™电视伴音的发射ƒ调制方式——调频（FM）•抗干扰性能强•利于减小图像与伴音间的干扰ƒ调频参数（我国标准）•载频：比图像载频高6.5MHz。•基带信号带宽：15kHz•最大频偏：±50kHz•伴音带宽：2x(50+15)=130(kHz)44电子信息工程学院数字电视原理第五章模拟电视调制传输与接收5.1电波传播基本知识5.2电视信号的传输覆盖方式5.3广播电视信号的发射5.4电视频道45电子信息工程学院数字电视原理5.4电视频道™射频全电视信号的频谱及频道划分ƒ视频图像信号和伴音信号分别对图像载频和伴音载频进行VSB调幅和FM调频后形成射频全电视信号，其频谱如下图所示，总频带宽度(频道带宽)为8MHz。46电子信息工程学院数字电视原理5.4电视频道每个电视频道以8MHz为间隔，我国电视频道在VHF和UHF频段共分为68个频道。VHF-Ⅰ：48～92MHz（DS1～DS5）VHF-Ⅲ：167～223MHz（DS5～DS12）UHF-Ⅳ：470～566MHz（DS13～DS24）UHF-Ⅴ：606～958MHz（DS25～DS68）有线电视增补频道：A1：111～167MHz（Z1～Z7）A2：223～295MHz（Z8～Z16）B：295～463MHz（Z17～Z37）47电子信息工程学院数字电视原理5.4电视频道48电子信息工程学院数字电视原理小结™电视信号的三种传输覆盖方式ƒ每种方式的名称及优缺点，及应用场合™图像信号的调制——残留边带调制™负极性调制及优点™图像信号带宽，电视节目带宽™电视传输频段、电视信号电磁波传输方式™伴音调制——FM™什么叫日凌，日凌通常发生在什么节气？对电视传输有何影响