石灣陶器
[拼音]:dianshi
[英文]:television
用電的方法即時傳送活動的視覺影象。同電影相似,電視利用人眼的視覺殘留效應顯現一幀幀漸變的靜止影象,形成視覺上的活動影象。電視系統的傳送端把景物的各個微細部分按亮度和色度轉換為電訊號後,順序傳送。在接收端按相應的幾何位置顯現各微細部分的亮度和色度來重現整幅原始影象。電視首先在廣播上得到應用,後又逐步推廣於工業、軍事、通訊、醫療和科研等方面(見應用電視)。人們通過電視可以看到遠距離處、不可到達的深海或核反應堆內部的即時景像。在沒有光照或光照極微的地方,微光電視或紅外電視能把人眼覺察不出的景像顯示出可見的電檢視像。
簡史
1884年,德國科學家P.G.尼普科夫發明螺盤旋轉掃描器,用光電池把影象的序列光點轉變為電脈衝,實現了最原始的電視傳輸和顯示。1925年美國C.F.詹金斯和1926年英國J.L.貝爾德相繼實現影像粗糙的機械掃描電視系統。到1932年,人們改進了美國V.K.茲沃雷金1923年發明的光電攝像管。P.J.範思沃恩於1930年發明的電子掃描系統和RCA公司電子束映象管的改進,使電視進入了現代階段。1937年在英國,1939年在美國開始了黑白電視廣播。到50年代初期,黑白電視廣播開始在各國普及。中國在1958年開始黑白電視廣播。後來,人們根據紅、綠、藍三種基色光相加可得到不同彩色感覺的原理,開始彩色電視的研究。美國最先試播一種與黑白電視不相容的順序制彩色電視,到1953年採用了NTSC相容制彩色電視制式,1954年正式廣播。聯邦德國、法國相繼於1963年、1966年確定了相容的PAL與SECAM彩色電視制式,與美國的NTSC制式並列為世界三種彩色電視制式,分別在世界各國和各地區得到採用。大多數國家從60年代後期轉向彩色電視廣播,中國從70年代初開始發展彩色電視廣播,採用PAL-D,K制式。
工作原理
電視訊號從點到面的順序取樣、傳送和復現是靠掃描來完成的。各國的電視掃描制式不盡相同,在中國是每秒25幀,每幀625行。每行從左到右掃描,每幀按隔行從上到下分奇數行、偶數行兩場掃完,用以減少閃爍感覺。掃描正程中傳送影象資訊。當掃描電子束從上一行正程結束返回到下一行起始點前的行逆程回掃線,以及每場從上到下掃完,回到上面的場逆程回掃線均應予以消隱。在行場消隱期間傳送行場同步訊號,使收、發的掃描同步,以準確地重現原始影象。
電視攝像
是將景物的光像聚焦於攝像管的光敏(或光導)靶面上,靶面各點的光電子的激發或光電導的變化情況隨光像各點的亮度而異。當用電子束對靶面掃描時,即產生一個幅度正比於各點景物光像亮度的電訊號。傳送到電視接收機中使映象管螢幕的掃描電子束隨輸入訊號的強弱而變。當與傳送端同步掃描時,映象管的螢幕上即顯現傳送的原始影象。
電視訊號傳輸分配的過程,以轉播其他城市中的實況為例,一般從攝像機、電視中心或轉播車,再經微波中繼線路、發射臺,最後到使用者電視接收機。此外,電視廣播衛星和電纜電視也分別是全國性和城市區域性電視傳輸分配的有效手段。
電視訊段
各國的電視訊號掃描制式與頻道頻寬不完全相同,按照國際無線電諮詢委員會(CCIR)的建議用拉丁字母來區別。如M代表每秒30幀、每幀525行,視訊頻寬 4.2兆赫、加上調頻伴音和調幅視訊的殘留下邊帶的總高頻頻寬是6兆赫;D,K代表每秒25幀、每幀625行,視訊頻寬6兆赫,高頻頻寬8兆赫。將視訊基帶的全電視訊號連同伴音訊號分別調製到甚高頻 (VHF)或超高頻(UHF)頻段上進行廣播發射。
國際上劃分給電視廣播用的頻段在甚高頻有Ⅰ、Ⅲ頻段,在超高頻有Ⅳ、Ⅴ頻段。電視訊道則是某一路電視廣播的頻率佔有的標稱頻道位置。各國採用的電視標準不同,頻道劃分也不同。在中國,Ⅰ頻段48.5~92兆赫,分為第1~5頻道;Ⅲ頻段167~233兆赫,分為第6~12頻道(表1)。Ⅳ頻段470~566兆赫,分為第13~24頻道;Ⅴ頻段 606~958兆赫、分為25~68頻道。每個頻道佔有的頻率間隔是固定的。中國的625行25幀D,K制式的標準見圖1,其中影象訊號對影象載頻fp進行調幅,為保持低頻的相位特性而採用殘留邊帶形式。部分抑制下邊帶後的影象訊號頻帶相對於fp 是-0.75~+6兆赫,伴音訊號對伴音載頻fs進行調頻,伴音載頻比影象載頻固定高6.5MHz,調製後的伴音訊號頻率範圍相對於fs為±0.25兆赫。這樣每個電視訊道共佔用8兆赫的頻率範圍(表1<)。其他的制式標準見表2。
彩色電視制式
除包括相同於黑白電視的掃描、通道等以拉丁字母來區別的制式內容外(表2),還根據發、收端對三基色訊號的不同編碼、解碼方式構成不同的彩色電視制式。廣播彩色電視制式要求和黑白電視相容,也就是黑白電視機能收彩色電視廣播,彩色電視機也能收黑白電視廣播,但收到的都是黑白影象和伴音。為此,彩色電視根據相加混色法中一定比例的三基色光能混合成包括白光在內的各種色光的原理,同時為了相容和壓縮傳輸頻帶,一般將紅(R)、綠(G)、藍(B)三個基色訊號組成亮度訊號(Y)和藍、紅兩個色差訊號 (B-Y)、(R-Y),其中亮度訊號可用來傳送黑白影象,色差訊號和亮度訊號相組合可還原出紅、綠、藍三個基色訊號。因此,相容制彩色電視除傳送相同於黑白電視的亮度訊號和伴音訊號外,還在同一視訊頻帶內同時傳送色度訊號。色度訊號是由兩個色差訊號對視訊頻帶高頻端的色副載波進行調製而成的。為防止色差訊號的調製過載,將藍、紅色差訊號(B-Y)、(R-Y)進行壓縮,經壓縮後的藍、紅色差訊號用U、V表示。
NTSC制
1954年美國正式廣播的一種相容彩色電視制式,也用於加拿大、日本等國。NTSC是美國國家電視制式委員會(National Television System Committee)的縮寫。這種制式根據人眼分辨藍、品紅之間顏色細節的能力最弱,而分辨紅、黃色之間顏色細節的能力最強的視覺特性,採用藍、品紅之間的色差訊號Q和紅、黃之間的色差訊號 I來代替藍、紅色差訊號U和V。用Q、I色差訊號分別對初相角為 33°和123°的兩個同頻色副載波進行正交平衡調幅,以便於解碼分離和抑制副載波,調製後的兩個色差訊號經混合組成色度訊號。為在接收端對色度訊號進行同步檢波,須在傳送端利用行消隱期間送出色同步訊號。這種制式的特點是解碼線路簡單,成本低。
PAL制
1963年聯邦德國為降低NTSC制的相位敏感性而發展的一種制式,於1967年正式廣播,也用於英國和中國等國。PAL是相位逐行交變(Phase AlternationLine)的縮寫。這種制式用U、V色差訊號分別對初相位為0°和90°的兩個同頻色副載波進行正交平衡調幅,並把V分量的色差訊號逐行倒相。這樣,色度訊號的相位偏差在相鄰行之間經平均而得到抵消。這種制式特點是對相位偏差不甚敏感,並在傳輸中受多徑接收而出現重影彩色的影響較小。
SECAM制
1967年在法國正式廣播,也是為改善NTSC制的相位敏感性而發展的一種相容彩色電視制式,還用於蘇聯和一些東歐國家。SECAM 是順序傳送彩色和儲存(Séquential Couleurà Mémoire)的縮寫,是在同時傳送亮度、色度訊號的情況下,傳送端對紅、藍色差訊號分別逐行依次傳送。但在接收端解碼時,需要同時有亮度和紅、藍色差訊號才能還原出紅、綠、藍三基色訊號,因此在接受解碼器中利用延遲線將收到的其中一個色差訊號儲存一行的時間,再與下一行收到的亮度(已在發端延遲一行)和另一個色差訊號一起組成三個用作解碼的訊號。色度訊號由紅、藍兩個色差訊號分別對有一定頻率間隔的兩個色副載波調頻而成。這種制式的特點是受傳輸中的多徑接收的影響較小。
全電視訊號
電視視訊基帶內傳輸影象的複合訊號。黑白電視的全電視訊號包括:掃描逆程期間的行(水平)、場(垂直)掃描同步和消隱訊號、掃描正程時間的黑白亮度訊號。其中同步訊號使收發的掃描同步,以保證接收影象的穩定重現;消隱訊號用來消除回掃亮線干擾;黑白亮度訊號供黑白或彩色電視機接收黑白電檢視像。彩色電視的全電視訊號(圖2)除有同於黑白電視的內容外,還有色同步訊號和色度訊號。其中色同步訊號在掃描逆程期間傳送,在NTSC制和PAL制中,它提供接收解碼器所需色副載波的頻率和相位基準,在 SECAM制中,它作為行順序識別訊號。色度訊號在掃描正程期間和黑白亮度訊號同時傳送,它佔用視訊基帶的高頻端少部分。經解調得到兩個色差訊號,黑白亮度訊號佔用視訊基帶自低頻以上的大部分,除供黑白電視機接收黑白影象,還和兩個色差訊號一起進入矩陣網路,還原成紅、綠、藍三基色訊號,放大後送到彩色映象管顯示彩色影象。
70年代以來,由於固體電路和數字技術的進展,音訊視訊訊號的數字編碼和處理以及衛星技術的應用,開闢了電視技術的新方式。在數字控制方面有:連續廣播過程的自動控制、磁帶編輯系統、演播室燈光程式系統、攝像機自動調整、自動重演的切換-特技系統、電視藝術作畫、計算機動畫系統等。數碼化視訊裝置方面有:制式標準轉換器、電子靜止影象庫、幀同步機、時基校正器、視訊降噪器等。輕小型化、多功能化的裝置系統推動了電子新聞採訪和電子現場節目製作的發展。另外,衛星傳輸技術、電纜分配系統、家用電視系統、採用電荷耦合器件的全固體化攝像機、文字廣播、電視資料、接收機採用數字技術、大螢幕(投影)電視、高清晰度電視、立體電視等新技術的進展,更擴大了電視的應用範圍。
電視網
一個國家或地區內分佈設定的電視發射、節目製作和節目傳輸交換設施的總的組合體系。其中,電視發射臺廣播發射電視訊號,其設定根據政治、經濟、文化要求和人口、地形等條件進行合理分佈;電視中心(包括電視錄影車、轉播車等)製作節目;電信局的電視控制中心通過微波通訊網路進行城市間的節目傳輸交換。不少國家利用通訊衛星傳送電視節目,增大了城市間與州際節目傳輸交換的靈活性。小功率轉發臺或電纜電視則是用作區域性電波覆蓋或廣播業務的補充形式。部分國家將於80年代中期發射直播衛星,並生產家用的接收裝置,用於實現衛星電視廣播的個體接收,即由各家各戶直接接收廣播衛星的電視訊號,形成全國範圍的衛星直播覆蓋。
在中國,電視網由中央、省、市、縣四級(包括電視發射和節目製作交換)構成,四級混合覆蓋,以形成全國統一的電視網。電視網的基本單位是電視臺,它包括:電視發射臺、電視中心和管理機構。用以佈網的電視發射臺有大功率(1~30千瓦)、中功率(100瓦、300瓦)和小功率(≤50瓦)的三種,以中、小功率的為主。在具有大、中功率電視發射臺的各電視臺間,一般通過微波通訊網進行節目傳輸交換。小功率發射臺主要是接收大、中功率發射臺的訊號進行轉發。中國的衛星電視廣播主要是利用地面電視網點接收直播衛星的電視訊號進行轉發或分配的直播衛星集體接收系統。
參考書目
天津大學電視研究室編著:《電視原理》,國防工業出版社,北京,1981。
G.W.Bartleft,NAB Engineering Handbook,McGraw-Hill,New York,1975.