现代电视机原理(1)
现代电视机原理(1)
2020/11/23
现代电视机原理(1)
内容
• 模拟电视机原理和电路框图 • LCD成像原理 • LCD电视机电路模块 • 数字电视机原理与数字电视系统介绍 • 数字电视机与模拟电视机电路上的区别 • 电视机接口介绍 • 常见测试图像所测试的性能
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模拟电视机原理和电路框图
列隔行效应，如行蠕动、行间闪烁、运动图像垂 直边沿模糊等。 4）选用的行场扫描频率低，大屏幕行结构线粗糙
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消除现行模拟电视缺陷的方法
为了消除现行模拟电视由于低场频和隔行扫描方式造 成的图像缺陷，可采用以下主要措施： • 提高扫描频率，克服图像显示的闪烁感 场频由50Hz提高到60Hz、 75Hz、100Hz、120Hz等。行频 由15.625KHz/15.734KHz提高到3３·７５KHz（归一化）。 再依靠数字化处理电路的计算功能，对现行模拟图像信号 进行数字化、去隔行处理，计算生成新的内插象素信号。 然后按高扫描行频和帧频输出给显示器，克服图像的闪烁 缺陷。 • 采用逐行扫描方式，克服行间闪烁及爬行、并行、运动图 像的场差效应等缺陷。 将经过去隔行处理后的一帧完整图像信号，按逐行扫描 方式输出显示。
黑电平延伸：让灰暗电平图像信号向黑电平方向延伸扩展， 以改善图像对比度。
亮度和对比度控制：调整亮度信号的幅度来调整图像对比 度和平均亮度，补偿某些低劣视频信号源的不足。
色调和色饱和度控制：对NTSC制色度信号色调进行调整，
对NTSC制及PAL制色度信号进行饱和度调整，更好满足用
户喜好
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行频和场频
行、场的概念：
行就是屏幕上从左到右的水平扫描直线，行频就是一行扫描线所 用时间的倒数。也就是一秒掃描的行數。
场就是屏幕从上到下，扫描线从屏幕左上方起始到屏幕右下方结 束所用的时间的倒数就是场频。也就是一秒可以掃描多少場。
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50Hz CRT电视接收机的电路结构
(1)高频调谐器
从天线接收的电信号中选出所需频道的高频电视信号，经放大、混频， 获 得 中 频 电 视 信 号 （ 频 带 搬 移 ） （ 图 像 中 频 ： 38MHz 、 伴 音 第 一 中 频 31.5MHz—中国)。 (2)中放/视频解调电路
放大中频电视信号,并从中频信号中解调出视频电视信号(video)和第二 伴音中频(6.5MHz)信号（audio)。 (3) 色度解码/亮度处理/基色运算电路
变频电视接收机原理框图
音效 处理
伴音功放
AUDIO
帧存储 器
38M 中放/视
高频头
频解调/
伴音鉴频
VIDEO
视频 解码
隔行/逐 行处理， 显示格式
变换
预视 放& 行场 处理 NhomakorabeaMCU 开关电 各种直流 ~AC220V 源
行、场扫 描电路
回扫变压 器(FBT)
R GB 基 色 放 大
行扫 场扫
阳极高压
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消除现行模拟电视缺陷的方法
• 视频信号增强处理－改善画面质量
数字降噪：减少视频信号背景噪声，提高图像信号的信噪 比。
亮度信号峰化处理：形成一定的轮廓效应，改善亮度信号 频率特性。
数字亮度信号瞬态改善和色度信号瞬态改善：增大信号上 升沿和下降沿的陡峭程度，使图像边缘清晰、亮暗分明。
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逐行和隔行
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逐行扫描(progressive)
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隔行扫描(interlace) 黑色—奇数场 红色—偶数场
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彩色制式 PAL.NTSC.SECAM
SDRAM
YC/
YCrCb
调谐器
中放、视 频解调与 鉴频
YUV 隔 行 逐
色度 解码
YCrCb
行转换 ，帧频
CVBS
变换，
PC接口 (RGB)
ADC YUV RGB/Y UV
扫描格 式变换, 画质瞬
HDMI接口 （高清数字多 媒体接口）
HDMI 接收器
态改善 ，同步 I2C 驱动
CRT 驱动 电路
E2PROM
• R.G.B 三基色原理 • 视觉惰性原理 • 行频和场频 • 逐行和隔行 • 彩色制式 PAL.NTSC.SECAM • 清晰度 • 电视机电路框图
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R.G.B 三基色原理
R（ed红色）、G（reen绿色）、B（lue蓝色）可以组成自然界 中绝大部分颜色。画家的7种（赤、绿、黄、橙、蓝、靛、紫）颜色 的调色板就是根据几种基本的颜色来调出他们所需要的颜色效果。白 色和黑色从光谱学上来讲，白色是所有颜色的混合，黑色是吸收了所 有的光线。电视广播接收系统由于成像、传输和还原的需要，只选用 R、G、B三种颜色。大大简化了彩色图像的信号结构和设备结构。 用三元色混配重现彩色的方法称为相加混色法。相加混色法有如下几 种：
MCU
RS-232 接口
PC机 调试
按键控制
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变频扫描模式
• 100Hz隔行（倍场频）模式
消除了画面闪烁，但 行扫描线、行抖动仍 存在。625/100i
• 1250 数字增密模式 • 75Hz隔行
消除了行扫描线、行 抖动，但画面闪烁仍 存在。1250/50i
消除了画面闪烁，但行扫描 线、行抖动仍存在。625 （或833）/75i
节距
绿
黄
红
青 品红
篮绿 红 篮
空间相加混色
蓝 直接相加混色
红、绿、蓝－三基色； 青、紫、黄现代－电视三机原补理(色1)
相加混色法
• 实际混色：将红、绿、蓝三基色光同时投射到白 色屏幕上，屏幕反射光的视觉已是三基色真正混 合在一起。如CRT背投电视机的混色。
• 空间混色: 红、绿、蓝三个发光点，当它们靠得 很近，人眼不能分辩时，这三个发光点便在人眼 中产生混色效应。如CRT、LCD、PDP的混色。
清晰度
• 清晰度最直接的表現形式就是屏幕的掃描線數。 NTSC彩色制式的掃描線數是525/60i，PAL制是 625/50i.普通DVD的線數是480線。隨著逐行電視 機的出現，電視機的清晰度是越來越高，SDTV 和HDTV標志著電視機可以實現多種清晰度，使 畫面的質量有很大的提高。
• 點距（LCD、PDP）
制式－规定电视信号的处理方式
电视制式包括传送图像的帧频、每帧扫描行数、每秒扫
描场数、扫描方式、信道频带宽度、亮度信号与色度信号
的频谱结构、伴音信号的处理方式等。
传统模拟电视广播制式主要有以下三种：
①
NTSC(National Television system Committee)
制
称为“正交平衡调幅制”，美、日、加等国采用。
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电视机电路框图
•
音效 处理
伴音功放
接
收
变频（中
AUDIO 音频信号
天 线
频信号）
中放/视 视频信号
高频头 38M 频解调/ VIDEO 视频解码
伴音鉴频
RGB基色 放大
MCU 开关电 各种直流 ~AC220V 源
行、场扫 描电路
回扫变压 器(FBT)
行扫 场扫
阳极高压
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消除现行模拟电视缺陷的方法
• 去隔行处理
利用“插补技术”补上摄像时“丢失”的象素才能做到倍行与 倍场频扫描显示。
当图像是运动画面时，在去隔行的处理过程中，需进行“运动 补偿”。根据物体在画面上的运动情况，依据电视信号行场的相关性， 计算出当前插入行（及插入场）的象素数据，补上原摄像机隔行扫描 所丢失的象素，形成逐行扫描的象素信号。
② PAL(phase Alternation Line)制
称为“逐行倒相正交平衡调幅制”。中、德、英等国采用。
③
SECAM(sequential colour and memory system)
制
称为“顺序传送彩色与存储制”，又称为“行轮换调频制”。
法、俄等国采用。
三种制式主要区别是色度信号的调制方式不同。 现代电视机原理(1)
象素
由红、绿、 蓝三个子像 素组成一个 像素
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视觉惰性原理
由于人眼对光线的反应有一定的时间过程，人眼的主观亮度感 觉不能瞬间建立瞬间消失，而会滞后一段时间，称为视觉惰性。光对 人眼的刺激大于45.8Hz时，人眼不再有闪烁感（100 cd/m2 ），日光 灯发光频率是100HZ，我们感觉到它发出的光是连续的。如果一秒钟 变换16张动作连贯的画面，那么我们就会认为画面是运动的，我们以 前拍电影，就是在一秒钟的时间内拍摄24张图画。这是因为人眼对黑 白细节分辨能力强，对彩色细节分辨能力低。对静止画面分辨能力强， 对运动画面分辨能力低。
• 时间混色：将红、绿、蓝三基色光按一定比例轮 流投射到同一屏幕上，只要交替的速度足够快， 由于人眼的视觉暂留特性，产生的视觉与三基色 直接混合时相同。
• 由此，彩色电视系统把传送成千上万、瞬息万变 彩色这一任务，简化为传送三个信息。
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列 行
平板显示器的象素结构
像素矩阵 (行×列）
• 60Hz逐行
高档逐行（行频32K）消除了行扫 描线、行抖动，同时也消除了画面 闪烁。520/60p
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LCD成像原理
LCD :Liquid Crystal Display • 液晶是这样一种有机化合物，常温状态下，它具
