广播电视技术基础课件.ppt
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- 广播电视 技术 基础 课件
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1、 广播电视技术基础广播电视技术基础 1第3章 电视技术基础3.2 彩色电视传输系统组成及原理 广播电视技术基础广播电视技术基础 2电视广播的一般过程电视广播的一般过程 电视台电视台图象和伴音转换成低频电信号(摄像机)图象和伴音转换成低频电信号(摄像机) 电视机电视机还原图像、伴音还原图像、伴音高频信号高频信号光电转换光电转换低频信号低频信号景景 物物调调 制制天线发射天线发射发发 射射 端:端:低频信号低频信号天线接收天线接收高频信号高频信号还原显示还原显示解解 调调接接 收收 端:端: 广播电视技术基础广播电视技术基础 33.2.1 图像顺序传送 第一是要求传送速度快。传送时间小第一是要求传
2、送速度快。传送时间小于视觉暂留时间,重现图像才会连续于视觉暂留时间,重现图像才会连续无跳动。无跳动。 第二是传送要准确。即收发双方应第二是传送要准确。即收发双方应同同步步工作。工作。 广播电视技术基础广播电视技术基础 4 象素:组成图像细小的点子,使构成图像的基本单元。 扫描:将图像转变成顺序传送的电信号过程。 视敏角:人眼所在的点与被观测的两个点所形成的最小夹角。 广播电视技术基础广播电视技术基础 5AdBLCD =d / L =(D/ N ) /L(弧度)(弧度)=57.3*60 D/ N L (分)分) =1.5 则则 N 573线线水平行数水平行数N = 4/3 N 833垂直分解力(
3、垂直分解力( N ) 一幅画面一幅画面象素象素数:约数:约52万万 画面分解:画面分解: 广播电视技术基础广播电视技术基础 6电信号输出电信号输出物物 透镜透镜电子枪电子枪偏转偏转聚焦聚焦光电靶光电靶3.2.2 光电转换:光电转换:光电靶:光照后,电阻率变小光电靶:光照后,电阻率变小电子枪任务:发射均匀高速电子束电子枪任务:发射均匀高速电子束聚焦线圈的作用:电子束上靶时会聚成细点聚焦线圈的作用:电子束上靶时会聚成细点偏转线圈的作用:使电子束发生偏转偏转线圈的作用:使电子束发生偏转 广播电视技术基础广播电视技术基础 7光电转换CCD:charge coupled device 电荷耦合器件电荷耦
4、合器件MOS:金属氧化物半导体:金属氧化物半导体 广播电视技术基础广播电视技术基础 8MOS电容器的剖面图P 型硅电子势阱电极(栅极)光氧化硅 广播电视技术基础广播电视技术基础 9光电子转换和电荷存储 可见光通过透明电极在硅晶体内激发出电子空穴对,在耗尽区的电场作用下,空穴流入衬底,电子被收集到由MOS栅极形成的势阱中,形成电荷包。势阱中所捕获的电荷数目的多少与该处光照的强弱成正比。 广播电视技术基础广播电视技术基础 10CCD的电荷转移氧化硅V3V2V1电极P 型硅 广播电视技术基础广播电视技术基础 11三相驱动时钟脉冲波形V1V2V3t1t2t3t4T 广播电视技术基础广播电视技术基础 1
5、2CCD的电荷转移氧化硅V3V2V1电极P 型硅t = t1V1V2V3t1t2t3t4T 广播电视技术基础广播电视技术基础 13CCD的电荷转移氧化硅V3V2V1电极P 型硅t3tt2V1V2V3t1t2t3t4T 广播电视技术基础广播电视技术基础 14CCD的电荷转移氧化硅V3V2V1电极P 型硅t = t3V1V2V3t1t2t3t4T 广播电视技术基础广播电视技术基础 15行间转移面阵行间转移面阵CCD器件的原理结构器件的原理结构遮光垂直移位寄存器水平移位寄存器输出R1R2R3感光部分转移栅单元隔离层 广播电视技术基础广播电视技术基础 16行间转移面阵行间转移面阵CCD器件的原理器件的
6、原理 场正程期间,感光部分按像素对景物分解,并存储电荷。 场逆程期间,全部电荷转移到右侧垂直移位寄存器中。 下一场正程期间,将上一场的电荷包一行一行转移到水平移位寄存器中。 行逆程期间,向水平移位寄存器转移一行电荷包。 行正程期间,电荷包从水平移位寄存器逐一输出形成信号电流或电压。输出R1R2R3 广播电视技术基础广播电视技术基础 17行间转移型(IT) 特点:一个芯片上完成感光、存储和读出的功能。 优点: 结构简单,芯片面积小 每个独立单元中的感光部分彼此独立,可有较高的空间频率 缺点: 为避免测漏光,总感光面积小,故灵敏度降低。 强光下产生“污染” 广播电视技术基础广播电视技术基础 18幀
7、转移型面阵CCD器件的原理结构I1I2I3单元隔离层输出R1R2R3S1S2S3成象区存储区读出寄存区遮光部分光照部分 广播电视技术基础广播电视技术基础 19幀间转移型(FT) 场正程期间,感光区形成以电场正程期间,感光区形成以电荷包形式存在的电子图像。荷包形式存在的电子图像。 场逆程期间,全部电荷从该光场逆程期间,全部电荷从该光区转移到存储区。区转移到存储区。 下一场正程期间,感光区产生下一场正程期间,感光区产生新的电子图像,存储区将上一新的电子图像,存储区将上一场的电荷包逐行转移到水平移场的电荷包逐行转移到水平移位寄存器中。位寄存器中。输出 广播电视技术基础广播电视技术基础 20幀间转移型
8、(FT) 优点: 电极结构简单易于制作 可以将像素做得更密集,有较高的分辨力 由于成象区全部进行光电转换,因而灵敏度比较高 缺点: 芯片面积大 “拖尾”现象 广播电视技术基础广播电视技术基础 21FT CCD 中的垂直拖影原理强光点成象区存储区读出寄存器 广播电视技术基础广播电视技术基础 22幀-行间转移 光敏器遮光垂直移位寄存器遮光场存储器遮光水平移位存储器输出成像区 广播电视技术基础广播电视技术基础 23幀行间转移型(FIT) 场正程期间,感光区形成电场正程期间,感光区形成电荷包形式的电子图像。荷包形式的电子图像。 场逆程期间,电荷包从感光场逆程期间,电荷包从感光区转移到垂直移位寄存器中,
9、区转移到垂直移位寄存器中,立即转移到存储区。立即转移到存储区。 场正程期间,从存储区向水场正程期间,从存储区向水平寄存器转移。平寄存器转移。输出 广播电视技术基础广播电视技术基础 24幀行间转移型(FIT) 特点:垂直移位寄存器向场存储区传送电子的速度比行间转移方式快,因而消除垂直拖尾现象。广泛用于高档广播设备。 广播电视技术基础广播电视技术基础 25电视图像显示技术电视图像显示技术CRT显示显示液晶显示液晶显示LCD等离子显示等离子显示PDP 广播电视技术基础广播电视技术基础 263.2.2电光转换(电光转换( CRT )作用:将电信号还原成光图像作用:将电信号还原成光图像组成:玻璃外壳、电
10、子枪、荧光屏组成:玻璃外壳、电子枪、荧光屏 广播电视技术基础广播电视技术基础 27 广播电视技术基础广播电视技术基础 28 广播电视技术基础广播电视技术基础 29荫罩板 广播电视技术基础广播电视技术基础 30 (1)玻璃外壳 玻璃外壳又由玻璃管屏,玻璃管锥、玻璃管颈三部分组成。 a、早期管屏通常为球面形状:宽、高比例为4:3。管屏的对角线尺寸来度量显像管的尺寸 b、管锥的形状为锥体:外壁涂有导电石墨层,内壁石墨层与高压阳极相连,外壁石墨层通过金属弹簧片与电路中的“地”相连。 (2)荧光屏 在管屏的内壁涂有一层很薄的荧光粉,使管屏成为荧光屏,在电子束的高速轰击下,荧光粉会发出白光(可R、G、B三
11、基色光)。 广播电视技术基础广播电视技术基础 31电子枪结构电子枪结构 (3 3)电子枪组成)电子枪组成由灯丝、阴极、栅由灯丝、阴极、栅极、加速极(每一阳极)、聚焦极(第三阳极、加速极(每一阳极)、聚焦极(第三阳极)和高压阳极(第二、四阳极)极)和高压阳极(第二、四阳极)。 广播电视技术基础广播电视技术基础 32电子枪各电极作用电子枪各电极作用 灯丝灯丝:灯丝加上额定电压后,就会产生电流而发热。 灯丝的作用是烘烤阴极,使阴极发射电子。 阴极阴极:作用是发射电子。 栅极栅极:改变栅阴电压就可以控制电子束的强弱,从而控制荧光屏的发光程度。 加速极加速极:工作时它加有100V400V电压,以对阴极发
12、射的电子进行加速,使之向荧光屏运动。 聚焦极聚焦极:使电子束聚焦成直径很小的细束。 高压阳极高压阳极:高压阳极上加有1万伏以上直流高压,高压阳极的作用是使电子束高速轰击荧光屏。 广播电视技术基础广播电视技术基础 33显像原理 管内有电子枪和荧光屏;管外有偏转线圈(提供偏转磁场,使电子束方向偏转)。 图像信号加在显像管的控制栅极(或阴极),电子束受图像信号的调制,另一方面,在偏转磁场的控制下,电子束将从上到下一行行地扫描整个荧屏,对应的电子数撞击荧光屏的特定位置,荧光粉发光亮度与图像信号大小成正比。这样就将一幅画面的电信号变成里一幅平面光学图像。 广播电视技术基础广播电视技术基础 343.2.2
13、电光转换电光转换液晶显示器液晶显示器(LCD)(LCD)等离子体显示器等离子体显示器(PDP)(PDP) 广播电视技术基础广播电视技术基础 35液晶分子液晶分子 液晶是一种介于固体与液体之间、具有液晶是一种介于固体与液体之间、具有规则性分子排列的有机化合物。规则性分子排列的有机化合物。(a)晶体 (b)液晶 (c)液体 广播电视技术基础广播电视技术基础 36液晶种类液晶种类 液晶种类很多,主要有近晶型、胆甾型和向列型液晶种类很多,主要有近晶型、胆甾型和向列型。近晶型近晶型胆甾型胆甾型 广播电视技术基础广播电视技术基础 37向列型液晶向列型液晶 nematicnematic由希腊语而来,是丝状之
14、意,故称由希腊语而来,是丝状之意,故称之为丝相。向列型液晶分子位置杂乱,粘度系之为丝相。向列型液晶分子位置杂乱,粘度系数小,没有层状结构,但方向大致一致。数小,没有层状结构,但方向大致一致。向列相液晶分子排列向列相液晶分子排列 广播电视技术基础广播电视技术基础 38液晶的液晶的电电特性特性 液晶分子具有一定的液晶分子具有一定的电电特性,分子在电场中特性,分子在电场中充电极化,最终得到一个对准电场方向的正、充电极化,最终得到一个对准电场方向的正、负两极。由于受到外界电压的影响,液晶分子负两极。由于受到外界电压的影响,液晶分子的排列形式发生改变。的排列形式发生改变。 广播电视技术基础广播电视技术基
15、础 39在两片玻璃基板上装有取向膜,表面形成了很多槽,起在两片玻璃基板上装有取向膜,表面形成了很多槽,起到可以将液晶分子固定取向的作用。到可以将液晶分子固定取向的作用。液晶配列显示原理液晶配列显示原理液晶会沿着沟槽取液晶会沿着沟槽取向,由于玻璃基板取向,由于玻璃基板取向膜沟槽偏离向膜沟槽偏离90o ,所以液晶分子成为扭所以液晶分子成为扭转型。转型。液晶分子 广播电视技术基础广播电视技术基础 40(a) (b)液晶配列显示原理图(a)显示白色 (b)显示黑色 广播电视技术基础广播电视技术基础 41 当玻璃基板没有加入电场时,光线透过偏光板跟着液当玻璃基板没有加入电场时,光线透过偏光板跟着液晶做晶
16、做90o扭转,通过下方偏光板,液晶面板显示白色。扭转,通过下方偏光板,液晶面板显示白色。 当在基板上加电场时,液晶分子产生配列变化,光线当在基板上加电场时,液晶分子产生配列变化,光线通过液晶分子空隙维持原方向,被下方偏光板遮蔽,通过液晶分子空隙维持原方向,被下方偏光板遮蔽,光线被吸收无法透出,液晶面板显示黑色。光线被吸收无法透出,液晶面板显示黑色。液晶配列显示原理液晶配列显示原理 广播电视技术基础广播电视技术基础 42液晶显示器的种类液晶显示器的种类 TN-LCD:扭曲向列型液晶显示器:扭曲向列型液晶显示器 STN-LCD:超扭曲向列型液晶显示器:超扭曲向列型液晶显示器 TFT-LCD:薄膜液
17、晶显示器:薄膜液晶显示器 广播电视技术基础广播电视技术基础 43TN型液晶彩电的原理型液晶彩电的原理 TN型型(Twisted Nematic)是在两片平行放置的偏光板之间充是在两片平行放置的偏光板之间充填了一定数量的液晶混合物。这两片偏光板的偏光方向是相填了一定数量的液晶混合物。这两片偏光板的偏光方向是相互垂直的。液晶分子在偏光板之间排列成多层。在不同层之互垂直的。液晶分子在偏光板之间排列成多层。在不同层之间,液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转间,液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90o偏光板玻璃基板取向膜液晶偏光板彩色滤光片电极光源模组 广播电视技术基础广播电视技术基础 44TFT
18、型液晶彩电的原理型液晶彩电的原理 广播电视技术基础广播电视技术基础 45 由于在两片玻璃板之间可以划分出不同的区域,且由于在两片玻璃板之间可以划分出不同的区域,且每一个区域都用电场进行控制,这些不同的区域叫每一个区域都用电场进行控制,这些不同的区域叫子像素子像素。 广播电视技术基础广播电视技术基础 46TFT型液晶彩电的原理型液晶彩电的原理 TFT型液晶彩电的原理与型液晶彩电的原理与TN型彩电的原理不同点:型彩电的原理不同点: 将将TN上部夹层的电极改为上部夹层的电极改为FET晶体管晶体管,而下部夹层,而下部夹层改为了公共电极。改为了公共电极。 TFTLCD属于属于有源矩阵有源矩阵控制,由于每
19、个像素都可控制,由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制,因而各个节点相对独立,以通过点脉冲直接控制,因而各个节点相对独立,并可连续控制。并可连续控制。 广播电视技术基础广播电视技术基础 47动态对比度技术动态对比度技术 广播电视技术基础广播电视技术基础 48动态对比度技术动态对比度技术 动态对比度技术,改进了背光灯管控制电路,使其可以根据画面内容精密程度来动态调节背光灯管亮度,令其全黑画面下最低显示亮度达到更低的水平,以此换来更高的动态对比度。 关键技术是如何动态调节LCD的背光灯管亮度。 广播电视技术基础广播电视技术基础 49 广播电视技术基础广播电视技术基础 50广色域广色域 是用NTSC色
20、域来作为衡量液晶显示器色彩还原能力的指标。目前主流液晶显示器的色域值为NTSC 72%,只要色域值高于72%,厂商都会称其为广色域。 广播电视技术基础广播电视技术基础 51广色域广色域 决定其色域值的因素在于LCD的背光源。CCFL(冷阴极背光灯),仅能显示NTSC色域范围72%左右的颜色。 采用最新背光源LED(发光二极管)能显示超过NTSC色域范围105%的颜色。 广播电视技术基础广播电视技术基础 52 液晶显示器中的背光源液晶显示器中的背光源 在显示屏两边设有作为光源的灯管,在液晶显在显示屏两边设有作为光源的灯管,在液晶显示器的背面设有一块背光板和反光膜,背光板示器的背面设有一块背光板和
21、反光膜,背光板是由荧光物质组成的可以发射光线,其主要作是由荧光物质组成的可以发射光线,其主要作用是提供均匀的背景光源。用是提供均匀的背景光源。 广播电视技术基础广播电视技术基础 53CCFL背光源 广播电视技术基础广播电视技术基础 54LED背光源 广播电视技术基础广播电视技术基础 55 广播电视技术基础广播电视技术基础 56响应时间响应时间 液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度,即像素液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度,即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间。由暗转亮或由亮转暗所需要的时间。 灰阶灰阶指的是液晶显示器每一个由红、绿、蓝组成的像指的是液晶显示器每一个由红、绿、蓝组成的像素由
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