电视机技术介绍

QuantaDSBULCDTVProductSystemTrainingLCDTVProductSystemTrainingQuantaComputerQuanta(Shanghai)ComputerCo.,Ltd.PreparedBy:LuckyZhou(周定荣)一、电视技术的发展历程1．电视的诞生19世纪末，少数先驱者设想并开始研究设计图像的传送技术。1873年英国科学家约瑟夫·梅发现硒元素的光电特性，为后来电视技术的的发明奠定了基础。P.Nipkow“尼普柯夫圆盘”上螺旋形排列着一些孔洞，当这个盘子旋转时，通过每个孔洞可以浏览一幅图像的一行，光线透过这个孔洞照在这幅图像便完成了一次行扫描，硒光电池将图像的反射光转变成电信号，下一个孔洞顺序扫描紧挨着的那部分图像，直到完整的图像全部被扫描。1883年圣诞节（一说为1884年），德国电气工程师尼普柯夫（P.Nipkow）用他发明的“尼普柯夫圆盘”使用机械扫描方法，作了首次发射图像传送的实验。每幅画面有24行扫描线，图像相当模糊。QuantaDSBUQuantaDSBU1923年，美籍俄国人兹沃尔金（V.K.Zworykin）发明静电积贮式摄像管，后来又发明电子扫描式显像管，这是近代电视摄像术的先驱。在1929年11月18日，Zworykin示范他的全部电子电视接收器。V.K.Zworykin1939年前后使用电视显象管和摄像管1908年，英国肯培尔.斯文顿、俄国罗申克夫提出电子扫描原理，奠定了近代电视技术的理论基础。QuantaDSBU1927～1929年，贝尔德通过电话电缆首次进行机电式电视试播，并进行短波电视试验，英国广播公司开始试验播发电视节目。1936年11月2日是一个值得纪念的日子，位于英国市郊的亚历山大宫的英国广播公司电视台开始正式播出。这是世界上第一座正式开播的电视台，人们把这一天作为电视事业的开端。英国正式开播的电视在开始时仍为机电系统，4个月后被电子系统取代。1925年，英国的贝尔德（J.L.Baird），根据“尼普科夫圆盘”进行了新的研究工作，发明机械扫描式电视摄像机和接收机。当时画面分辨率仅30行扫描线，扫描器每秒只能5次扫过扫描区，画面本身仅有2英寸高、1英寸宽。1926年，贝尔德向英国报界作了一次播发和接收电视的表演，开创了电视技术研究的先河。QuantaDSBUMZTV博物馆的J.L.BairdTelevisorQuantaDSBU1941年，美国国家电视标准委员会确定美国的电视技术标准为每秒30帧、每帧525行。（就每帧行数和场频来说，现行电视标准主要有525行/60帧和625行/50帧两种）同年7月1日，美国联邦通信委员会正式批准建立美国第一座电视台全国广播公司的纽约WNBT电视台。RCATRK91939(美国)RCATRK121939(美国)QuantaDSBU2．电视图像的彩色化电视也同电影一样，经历了一个由黑白到彩色的发展过程，美国是世界上最早播出彩色电视节目的国家。1953年，美国国家电视制式委员会提出NTSC（NationalTelevisionSystemCommittee）制。1954年美国全国广播公司、哥伦比亚广播公司，采用NTSC制式首次播出彩色电视节目。日本、加拿大分别于1957、1966年采用同一制式播出。1956年，法国提出SECAM（SEquentialCouleurAvecMemoire）制。1960年，联邦德国提出PAL（PhaseAlternationLine-by-Line）制。为便于转播和交换节目，各国曾多次讨论统一电视制式问题，但由于政治及经济等方面的原因，始终未能达成一致。于是，国际上便形成了3种彩色电视制式同时并存的局面。彩色电视机在哪国使用必须符合该国的黑白体制、彩色制式及频道划分，还要注意电源标准（有110伏/60赫与220伏/50赫之分），这样才能保证接收机安全可靠地接收到良好的彩色图像和伴音。目前世界上采用PAL制的国家最多。中国所采用的电视制式为PAL/D，国家标准为：每帧扫描625行，每秒25帧。QuantaDSBU3．卫星广播电视的出现1962年，美国发射“电星一号”通信卫星，进行了横跨大西洋的电视节目传送实验，这是一颗低轨道卫星，使用起来受到许多限制。1963年，美国发射了世界第一颗同步通信卫星“同步二号”。1964年，国际通信卫星组织的第一颗商用通信卫星“国际通信卫星一号”启用，使世界正式进入了卫星通信时代，国际间进行电视节目的传送和转播成为现实。1969年7月20日阿波罗11号的整个登月过程就是通过卫星传送49个国家，有7.2亿人同时收看到了这个节目。4．高清晰度电视(HDTV)与数字电视(HDTV)电视已深入了我们的日常生活，成了我们日常生活的一部分，但是我们日常观看的电视画面同电影(35mm)相比还显得很粗糙，这是因为目前构成电视画面的像素较少的缘故。因而，人们又开发研制出了高清晰度电视（HDTV）。高清晰度电视的“高清晰度”指与现行电视相比，其水平和垂直两个方向的图象分辨率都要求提高一倍以上，使用大屏幕显示器近距离观看时，图象细腻逼真，无闪烁和粗糙感，并配以数字环绕音响伴音。凡是曾欣赏过HDTV视听效果的人们，无一例外会感叹“这才是真正的家庭影院系统”！QuantaDSBU高清晰度电视与普通电视不同的是，它采用了16:9的宽屏幕。普通电视的宽高比围4:3（或5:4），这是沿袭16毫米电影的屏幕宽高比的结果。但研究表明，大屏幕画面的宽高比以更宽些微微为好。日本的研究数据也表明，最好是5:3，但为了同宽屏幕电影的宽高比一致，世界各国都用16:9，这相当于5.33:3。现在HDTV采用16:9的宽高比作为世界标准。为了增加构成画面的像素提高图像的清晰度，HDTV的扫描行数已达到或超过1125行，它是美、日现行电视制式NTSC的525扫描行、我国现行的电视制式PAL的625扫描行的二倍左右，而且每行扫描的像素也要增加2.5倍。我国HDTV标准为1920×1080i，每帧图像有207万个像素。在HDTV的发展进程中，经历了一个由模拟向数字转化的过程。日本是高清晰度电视研究与开发起步最早的国家，早在1985年就建立了1125线、每秒60帧的MUSE制式(全视频带宽30MHz)的HDTV。遗憾的是，日本人在把所有的精力放在努力去完善模拟电视的清晰度、梦想建立一个全球性的高清晰度电视标准的同时，却忽视了数字技术发展的大趋势，并为此付出沉重的代价。不仅花费了巨额的资金，更重要的是耽误了无可挽回的时间。目前，日本的数字电视技术要比美国和欧洲落后大约四、五年。QuantaDSBU数字电视(DTV)包括普及型数字电视(DPTV，352×288i，约300电视线)、标准清晰度数字电视(SDTV，704×576i或720×480i，约500电视线，相当于DVD标准)和高清晰度数字电视(HDTV，1920×1080i，约1000电视线)，均采用MPEG-2/1数字压缩技术。标准清晰度电视的图像和伴音的质量都比目前模拟电视有所提高，并且其频道利用率高，在目前模拟电视的一个频道内可以同时播4套（或更多）标准清晰度节目。目前我国各省级电视台的通过卫星传送的电视节目均是采用MPEG-2数字压缩的标准清晰度数字电视(SDTV)电视节目。我国已于1998年11月组成了DTVIA（中国数字电视产业联盟），联合开发我国的DTV。广电总局已起草了一个为期5年的计划，制定了我国推广和应用DTV的时间计划表和相关标准，旨在“十五”期间首先实现SDTV（标准清晰度数字电视系统）的卫星广播，通过SDTV的过渡阶段完成HDTV（高清晰度数字电视系统）的产业化准备，牢牢掌握国内以及周边巨大的DCTV（数字彩色电视）市场，抵御国外同类产品的打入和竞争（中国的国内市场完全有能力支撑起一个独立的数字电视标准）。计划明确指出：2003年将公布我国自主制定的DTV标准和详尽细则，并在2010年全国实现DTV广播，与发达国家（美国除外）的发展是同步的。根据我国国情，中国的DTV将会走DPTV、SDTV和HDTV三者并举、长期共存、逐步过渡的发展道路。QuantaDSBU二、我国电视事业的发展1958年5月1日，中国第一座电视台中央电视台（早期称北京电视台，1978年5月1日改称现名）使用二频道试播黑白电视，9月2日正式播出。当时发射天线加设在广播大厦的塔楼顶上，高度为80米。覆盖半径25公里。1958年7月，又研制出中国第一辆3信道电视转播车。中央电视台开播后不久，从苏联进口了200部黑白电视机，以后天津广播器材厂很快试制出“北京”牌电视机。继中央电视台开播后，一些大城市也相继开办黑白电视广播。1958年10月1日上海电视台开始试播，12月20日哈尔滨电视台（即今天的黑龙江电视台）开始试播。到1961年底，全国共建地方电视台19座。1959年，无锡市建立中国第一座电视转播台，用差转的方式转播上海电视台的节目。1960年5月1日在北京建成了第一个彩电试验台，用NTSC制进行了试播。但后来也由于国民经济暂时困难而“下马”。1969年彩电研究二度开展并决定暂用PAL制（1982年正式决定PAL/D制为中国彩色电视的标准制式）。1973年5月1日，中央电视台用8频道在北京地区试播，同年10月1日正式播出。从1977年7月25日起，中央电视台的第一套节目全部改为彩色播出。QuantaDSBU电视广播使用米波频段（48.5～223兆赫）和分米波频段（470兆赫～958兆赫，566兆赫～606兆赫不使用），其中米波12个频道和分米波56个频道为电视广播专用频道。中国的电视是先从米波段发展起来的。据国家统计局1995年统计公报，全国共有电视台835座，1千瓦以上的电视发射台和转播台1205座。1999年10月我国所有省级电视台的电视节目全部上星，并基本形成了星、网结合的广播电视传输体系，有线电视用户8000万。到2000年，我国拥有电视机2.5亿台，8亿多固定电视观众，电视人口覆盖率达到90%。1999年10月1日，中央电视台高清晰度电视试播成功。1986年建成的中央电视台彩电中心及90年代初建立的名列世界第三、四、五位（亚洲第一、二、三位）的上海东方明珠电视塔（高460米）、天津天塔（高415.2米）、中央广播电视发射塔（高405米）[注：目前世界电视发射塔最高者为553.3米的加拿大多伦多电视塔，其次为533.3米的莫斯科奥斯坦丁诺电视塔]。到1997年，我国已形成年产彩色电视机3000万台的生产能力，出口量500万台。产品质量和技术水平已进入国际先进行列，平均无故障工作时间已达1.5万小时。彩电总体国产化率达到80%以上，国内市场占有率已超过90%。QuantaDSBU1．应用电视的构成实际的应用电视都是一个完整的系统，一般由三个基本部分构成：①产生图像的摄像机或成像装置。②图像的传输与控制设备。③图像的处理与显示设备。其中摄像机是系统的核心部分，一个系统的规模大小往往用摄像机的数量来衡量。2．应用电视的分类应用电视包含的内容多，应用范围广，因此种类繁多。通常根据技术原理、使用目的、环境条件、要求的功能等因素，把应用电视分为四大类：通用型应用电视、特种成像方式应用电视、特殊环境下使用的应用电视，以及具有特种功能的应用电视。⑴通用型应用电视即人们所说的“监控电视”或“闭路电视”。一般由若干台摄像机、传输电缆、视频切换器、摄像机控制器、普通黑白或彩色监视器等组成。根据需要还可配置电缆补偿器，普通电动云台及其控制器，还可加入多画面显示装置（四、九、十六画面分割器）、彩色或黑白视频打印机、长时间录像机、硬盘录像机等图像记录设备，光缆和光端机等长距离传输设备。QuantaDSBU⑵特种成像方式应用电视它与通用型应用电视的主要区别是成像方式或成像原理不同。特种成像是指摄像机用非可见光成像，微弱光成像，或者成像装置的扫描为非常规方式，或者兼而有之。例如，用X射线成像的医学检查和工业探伤的X光电视；用近红外线成像的主动式和被动式红外电视；用远红外线（热辐射