彩电

  彩色电视机,是指屏幕图象色彩丰富,比较真实反映物品颜色的电视机,是改良黑白电视的新产品。1902年科学家柏兰克提出三原色信号影像的传送理论,1941年12月贝尔德成功传送彩色图像,1946年6月8日贝尔德发明彩色电视机,播映英国广播公司制作的“第二次世界大战胜利大游行”,但病中的贝尔德并未瞧见,6日后与世长辞,他被称为“电视之父”。1953年彩电正式在美国面世,1954年1月23日美国国家广播公司位于纽约市的分台WNBC成为全球第一家开播彩色电视节目的电视台。1970年RCA实验室发明第一台“液晶显示器”。



彩电结构

  (1)电源电路


  彩色电视机的电源(简称开关电源),由整流滤波电路、开关振荡电路、自动稳压电路和电压输出电路等组成,其主要特点是体积小、重量轻、稳压范围宽、功耗小、效率高和可靠性好。


  电源电路用来提供电视机各部分正常工作时所需的直流电压,在电网电压波动和负载变动时,能维持稳定的直流电压输出。


  (2)公共通道


  公共通道用来接收和放大电视台(发送端)发射的射频电视信号(包括彩色图像信号和伴音信号等),由高频调谐器、中频放大器、视频检波器等电路组成。


  (3)伴音通道


  伴音通道用来解调和放大音频信号,重放电视伴音,由伴音中放、鉴频器、音频放大器和扬声器等组成。


  (4)彩色解码电路


  彩色解码电路主要作用是从彩色全电视信号中解调还原出三个基色信号(或三个色差信号),由亮度通道(亮度放大、亮度延迟)、色度通道(带通放大、ACC、梳状滤波器等)、色副载波恢复电路(色同步选通、副载波振荡等)和矩阵电路等组成。


  (5)彩色图像显示系统


  彩色图像显示系统由行扫描电路、场扫描电路、彩色显像管及其附属电路等组成。其中,彩色显像管用来重显彩色图像。行、场扫描电路的作用是为偏转线圈提供足够功率的偏转电流,行扫描电路还为显像管提供各极工作电压(包括阳极高压、聚焦极电压和加速极电压等)。显像管的附属电路包括自动消磁电路和枕形失真校正电路等,自动消磁电路的作用是在每次开机时对显像管进行消磁。枕形失真校正电路的作用是对光栅的水平失真进行补偿和校正。

彩电原理

  电视信号从点到面的顺序取样、传送和复现是靠扫描来完成的。各国的电视扫描制式不尽相同,在中国是每秒25帧,每帧625行。每行从左到右扫描,每帧按隔行从上到下分奇数行、偶数行两场扫完,用以减少闪烁感觉。扫描过程中传送图像信息。当扫描电子束从上一行正程结束返回到下一行起始点前的行逆程回扫线,以及每场从上到下扫完,回到上面的场逆程回扫线均应予以消隐。在行场消隐期间传送行场同步信号,使收、发的扫描同步,以准确地重现原始图像。电视摄像是将景物的光像聚焦于摄像管的光敏(或光导)靶面上,靶面各点的光电子的激发或光电导的变化情况随光像各点的亮度而异。当用电子束对靶面扫描时,即产生一个幅度正比于各点景物光像亮度的电信号。传送到电视接收机中使显像管屏幕的扫描电子束随输入信号的强弱而变。当与发送端同步扫描时,显像管的屏幕上即显现发送的原始图像。


  电视信号传输分配的过程,以转播其他城市中的实况为例,一般从摄像机、电视中心或转播车,再经微波中继线路、发射台,最后到用户电视接收机。此外,电视广播卫星和电缆电视也分别是全国性和城市区域性电视传输分配的有效手段。


  电视频段


  各国的电视信号扫描制式与频道宽带不完全相同,按照国际无线电咨询委员会(CCIR)的建议用拉丁字母来区别。如M代表每秒30帧、每帧525行,视频带宽 4.2兆赫、加上调频伴音和调幅视频的残留下边带的总高频带宽是6兆赫;D,K代表每秒25帧、每帧625行,视频带宽6兆赫,高频带宽8兆赫。将视频基带的全电视信号连同伴音信号分别调制到甚高频 (VHF)或超高频(UHF)频段上进行广播发射。


  国际上划分给电视广播用的频段在甚高频有Ⅰ、Ⅲ频段,在超高频有Ⅳ、Ⅴ频段。电视频道则是某一路电视广播的频率占有的标称频道位置。各国采用的电视标准不同,频道划分也不同。在中国,Ⅰ频段48.5~92兆赫,分为第1~5频道;Ⅲ频段167~215兆赫,分为第6~12频道(表1)。Ⅳ频段470~566兆赫,分为第13~24频道;Ⅴ频段 606~958兆赫、分为25~68频道。每个频道占有的频率间隔是固定的。中国的625行25帧D,K制式的标准见图1,其中图像信号对图像载频fp进行调幅,为保持低频的相位特性而采用残留边带形式。部分抑制下边带后的图像信号频带相对于fp 是-0.75~+6兆赫,伴音信号对伴音载频fs进行调频,伴音载频比图像载频固定高6.5MHz,调制后的伴音信号频率范围相对于fs为±0.25兆赫。这样每个电视频道共占用8兆赫的频率范围。


  电视制式


  除包括相同于黑白电视的扫描、信道等以拉丁字母来区别的制式内容外(表2),还根据发、收端对三基色信号的不同编码、解码方式构成不同的彩色电视制式。广播彩色电视制式要求和黑白电视兼容,也就是黑白电视机能收彩色电视广播,彩色电视机也能收黑白电视广播,但收到的都是黑白图像和伴音。为此,彩色电视根据相加混色法中一定比例的三基色光能混合成包括白光在内的各种色光的原理,同时为了兼容和压缩传输频带,一般将红(R)、绿(G)、蓝(B)三个基色信号组成亮度信号(Y)和蓝、红两个色差信号(B-Y)、(R-Y),其中亮度信号可用来传送黑白图像,色差信号和亮度信号相组合可还原出红、绿、蓝三个基色信号。因此,兼容制彩色电视除传送相同于黑白电视的亮度信号和伴音信号外,还在同一视频频带内同时传送色度信号。色度信号是由两个色差信号对视频频带高频端的色副载波进行调制而成的。为防止色差信号的调制过载,将蓝、红色差信号(B-Y)、(R-Y)进行压缩,经压缩后的蓝、红色差信号用U、V表示。


  NTSC


  1954年美国正式广播的一种兼容彩色电视制式,也用于加拿大、日本等国。NTSC是美国国家电视制式委员会(National Television System Committee)的缩写。这种制式根据人眼分辨蓝、品红之间颜色细节的能力最弱,而分辨红、黄色之间颜色细节的能力最强的视觉特性,采用蓝、品红之间的色差信号Q和红、黄之间的色差信号 I来代替蓝、红色差信号U和V。用Q、I色差信号分别对初相角为 33°和123°的两个同频色副载波进行正交平衡调幅,以便于解码分离和抑制副载波,调制后的两个色差信号经混合组成色度信号。为在接收端对色度信号进行同步检波,须在发送端利用行消隐期间送出色同步信号。这种制式的特点是解码线路简单,成本低。


  PAL


  1963年联邦德国为降低NTSC制的相位敏感性而发展的一种制式,于1967年正式广播,也用于英国和中国等国。PAL是相位逐行交变(Phase AlternationLine)的缩写。这种制式用U、V色差信号分别对初相位为0°和90°的两个同频色副载波进行正交平衡调幅,并把V分量的色差信号逐行倒相。这样,色度信号的相位偏差在相邻行之间经平均而得到抵消。这种制式特点是对相位偏差不甚敏感,并在传输中受多径接收而出现重影彩色的影响较小。


  SECAM


  1967年在法国正式广播,也是为改善NTSC制的相位敏感性而发展的一种兼容彩色电视制式,还用于苏联和一些东欧国家。SECAM 是顺序传送彩色和存储(Séquential Couleurà Mémoire)的缩写,是在同时传送亮度、色度信号的情况下,发送端对红、蓝色差信号分别逐行依次传送。但在接收端解码时,需要同时有亮度和红、蓝色差信号才能还原出红、绿、蓝三基色信号,因此在接受解码器中利用延迟线将收到的其中一个色差信号储存一行的时间,再与下一行收到的亮度(已在发端延迟一行)和另一个色差信号一起组成三个用作解码的信号。色度信号由红、蓝两个色差信号分别对有一定频率间隔的两个色副载波调频而成。这种制式的特点是受传输中的多径接收的影响较小。


  电视信号


  电视视频基带内传输图像的复合信号。黑白电视的全电视信号包括:扫描逆程期间的行(水平)、场(垂直)扫描同步和消隐信号、扫描正程时间的黑白亮度信号。其中同步信号使收发的扫描同步,以保证接收图像的稳定重现;消隐信号用来消除回扫亮线干扰;黑白亮度信号供黑白或彩色电视机接收黑白电视图像。彩色电视的全电视信号(图2)除有同于黑白电视的内容外,还有色同步信号和色度信号。其中色同步信号在扫描逆程期间传送,在NTSC制和PAL制中,它提供接收解码器所需色副载波的频率和相位基准,在 SECAM制中,它作为行顺序识别信号。色度信号在扫描正程期间和黑白亮度信号同时传送,它占用视频基带的高频端少部分。经解调得到两个色差信号,黑白亮度信号占用视频基带自低频以上的大部分,除供黑白电视机接收黑白图像,还和两个色差信号一起进入矩阵网络,还原成红、绿、蓝三基色信号,放大后送到彩色显像管显示彩色图像。

彩电分类

  从使用效果和外形来粗分为4大类:平板电视(等离子、液晶和一部分超薄壁挂式DLP背投)、CRT显像管电视(球面CRT、超平面CRT、纯平面CRT)、背投电视(CRT背投、DLP背投、LCOS背投、液晶背投)、投影电视。


  平板电视


  主要的优点是相当薄,可以挂在墙壁上观看,而且它们的显示屏可以做到很大(市场上等离子可以达到60英寸以上,液晶可以达到55英寸以上)。经过近几年的技术发展,价格大幅下降,在显示效果和清晰度上有质的飞跃,已经相当普及了,是市场上的主流。加上推出安卓操作系统的电视,已经不再仅仅是被动观看节目,融合上网和丰富的应用,通过摄像头和体感技术,实现人机互动,在网络时代和智能手机一样属于智能终端的一种。


  CRT


  (这里只说数字高清):主要优点就是各个方面都很优秀(亮度、对比度都很高,可视角度大、反应速度快,色彩还原也很好),但是它的屏幕最大也就是34英寸左右而已,并且很厚很笨重,还费电。29寸和34寸的CRT电视基本属于本淘汰的产品,已经停产,市面上能见到都是以前的存货。


  背投


  (CRT背投、DLP背投、LCOS背投、液晶背投):传统CRT背投已经不太吃香了,市场被数字背投(DLP背投、LCOS背投、液晶背投)抢得所剩无几。DLP光显背投比较吃香,因为它可以说是真正的数字电视,各方面表现都很好,屏幕大了、个头小了(其成像原理我们说过很多遍,欢迎来信报网站寻找答案),是最吃香的一种。液晶背投由于发热量高,灯泡寿命短等问题稍显逊色。


  投影电视


  其实就是我们在公司会议室里面看到的那种投影仪的民用版,通常装在家里可以用来看电影。

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