电视机信号接受和发射原理

【摘要】电视机是家庭必备的电器，尤其是过年时大家围在电视机前看春晚成为了很多人美好的回忆。而且随着技术的发展，电视机从原来的黑白电视、到彩色电视、到现在的数字电视，电视机变得越来越智能了。而电视机的更新换代，离不开电视机信号处理技术的进步。今天，本文就来探讨电视机信号的接受和发射原理。本文首先概述了什么是电视机和电视机信号，接着分析了电视机信号的接受原理，包括接收信号的基本作用、接受信号原理的分类和现展的趋势。最后分析了电视机信号的发射原理，包括发射信号的基本作用、发射信号原理的分类和现展的趋势。

【关键词】电视机；信号接受；信号发射

1引言

电视机在现在的生活中随处可见，可以说基本家家必备。但你知道吗？电视机进入中国的历史才60年，进入人类历史的舞台也不过才短短的100多年。在中国，电视机刚刚开始进入寻常百姓家的90年代，它还是奢侈品。如果谁家有一台黑白电视那就会成为居住地附近的焦点，每到晚上相熟的人都要聚集在那一家等待电视节目的播出。那时电视节目播出效果时好时坏，还需要不时调整室外的信号接收装置。后来彩色电视问世，人们观看电视的视觉享受得到了进一步提升。随着人均收入水平的提升及电视机相关技术的成熟，电视机开始进入千家万户。电视机的快速发展衍生出越来越多的形态，如网络电视、3D电视等，但要想掌握未来电视发展趋势，仍然需要从剖析电视机信号的接收和发射原理开始！

2电视机和电视机信

2.1电视机。电视机是“电视信号接收机”的简称，利用电的方式，通过电子技术及电视信号发射器、接收机等设备实现动态视觉图像及音频的传送，并利用视觉残留效应使观看人形成连贯的画面，被广泛应用于信息的广播及视频通讯工具，对于民生、医疗、军事等各领域均有重要意义。世界上第一台电视机雏形是由德国的电气工程师尼普柯夫于1883年发明的。之所以称作电视机雏形是因为人们通过这台机器的屏幕看到了屏幕后的一张静止图片，但显示的非常模糊。它的成像原理是通过机械转动将图像分成不同的圆形区域依次进行显示，利用视觉残留效应又将分散显示的区域合并在一起从而完成了整张图片的显示。英国发明家约翰•贝德尔在尼普柯夫的研究基础上继续探索，终于在1925年发明出了第一台真正意义上的、有成套的信号发射机和接收器的电视机，虽然这台电视机的外壳只是一个废旧的搪瓷盆，但是它将静止图片传送了4英里。这时候的电视机还是利用光的成像等相关原理，还算不上电器。1931年，俄裔美国科学家兹沃里金制造出了比较成熟的光电摄像管，由此电视机的投射原理才有了改变，图像的显示也有了质的飞跃，电视机才正式成为电子设备。2.2电视机信号。电视信号包括视频信号及同步信号。视频信号采集的动态画面及伴音。摄像端（发送端）通过对图像信号进行从点到行的扫描，通过电磁波进行传输后由显示端（接收端）进行再次扫描后复现出来。同步信号就指信号的摄像端和接收端对信号的扫描方式。想要获得稳定、优质的画面，要求信号的摄像端和显示端对信号的扫描方式要同步。由于各国交流电供电标准不统一，所以电视信号的扫描方式也存在差别。世界上主要使用的电视信号制式有PAL、NTSC、SECAM三种，中国使用的是PAL制式。这种制式的扫描模式采用逐行倒相正交平衡调幅的技术方法。PAL制式要求从左到右进行隔行扫描，奇行在前偶行在后，以减少画面的闪烁感，提供更舒适的观看体验，按照每秒25帧，每帧625行的速度进行扫描。并要求把电子束扫描完一行或一场后回到起点前的逆程回扫线进行消隐，消隐的同时传送之前扫描到的行、场信号，以确保发射端与接收端的扫描同步，使得画面得以较好地重现。

3电视机信号的接收原理

3.1基本作用及原理。从卫星、电缆、地面传来的视频信号以电磁波的形式被电视信号接收机接收到后，首先由高频头进行放大变频，再经过调谐器进行二次放大和二次变频形成中频信号以提高灵敏度，由解复用器分解出伴音信号和图像信号，然后由解码器对伴音信号和图像信号进行解压和解码，并将其还原成完整的伴音信号和图像信号，再经视频编码器，音频D/A变换，输出电视机所需要的模拟音及图像信号，最终通过屏幕显示出来。3.2接收原理分类。随着电子产业的发展，电视信号的接收方式也在不断更新和变迁，根据接收方式的不同，大致可以分为无线电视和有线电视两种类型：3.2.1无线电视。无线电视通过在用户端装置专用的接收设备来接收承载信号的电磁波，所以我们通常又将无线电视称为开路电视。由于信号传输不受载体限制，所以无线电视的覆盖范围比较广，适合应用在偏远地区或用户相对较分散的地区。但是也由于无线电视是开路发射的信号，该信号会直接暴露在空气中，那么在传输过程中必将受到空间电波的干扰，也会受到雷电风雨、房屋建筑或山坡丘陵的反射、折射、消弱、阻挡等，进而造成信号质量较差。接收到这样的信号再进行转换后可能会出现重影、模糊、扭曲等情况，影响观看效果。并且无线信号的承载量有限，最多能接收到40个频道。3.2.2有线电视。有线电视是为了优化无线电视的缺点应运而生的，但是对信号的处理原理是相同的，不同的是将信号的传输途径进行了优化。有线电视信号不再通过空中辐射电磁波进行传输，载体变为电缆或光缆，所以又叫闭路电视。通过这种方式传输的信号不轻易受到自然环境中的风雨雷电、房屋建筑或上坡丘陵的影响，传输的质量得以提升，接收到的信号还原度显著提高，用户看到的画面更加清晰、稳定。同时因为不用担心信号间的干扰，所以可传输的信号增多，用户可选择的频道也相应增加。而且不需要投入大量的财力建设发射电台，使得建设费用大幅度减少，更加利于发展。若根据信号处理的不同方式进行分类，我们可以将电视分为模拟电视、数字电视和网络电视。3.2.3模拟电视。模拟电视的信号传输和接收过程是这样的，发射端将视频信息分割为无数个点，并按照位置顺序将分割后的点模拟出对应的亮度和颜色，然后转化成强弱程度不同的电信号传播出去。电视接收机接收到电信号后，将强弱不同的电信号再次转化为光信号后进行处理显示。模拟信号在传输的过程中易受干扰、色度较易产生畸变、色度也容易受到干扰，可能出现大面积闪烁、清晰度较低的情况。3.2.4数字电视。数字电视的信号传输和接收过程是发射端将视频信息中每一个像素通过二进制数进行编码，形成字符串。通过高效的信源压缩、调制等处理进行信道编码，再以高比特率进行数码流发射。数字机顶盒收到这些数字信号后再转化为模拟信号，提交电视接收机进行光信号处理，最后由屏幕重现画面。数字信息传输不讲究信号大小，所以损耗少、还原度高、传输距离远，呈现给用户的视觉体验更好。3.2.5网络电视相比传统的模拟电视和数字电视，网络电视带给人们的用户体验更上一层楼。网络电视的传输通道是宽带网络，终端接收机可以是电视机、计算机甚至手机，能够集多媒体、互联网、通讯等多种技术为一体，交互性、实时性更佳，清晰度、稳定性、灵活性更好，用户除了能体验清晰画面的同时，还可以进行节目预约、快进快退等。3.3现展趋势。数字电视通过卫星传输，具有广播、成本低、质量高。家里刚刚换上机顶盒的时候，第一感觉数字电视的画面不存在颜色失真、画面闪烁的问题，真的是太清晰。重要的是，可选择的频道一下就增加到几百个，选择范围更广、更丰富了。现在的年轻人，生活节奏快，不愿意按照电视的节目安排观看电视。网络电视便解决了这个问题。网络电视通过互联网或宽带网传输信号，只要有网络，便可以自主选择电视节目，提前预约、回看等操作，使得我们不再需要被动等待。网络电视交互性、实时性、个性化的特点为用户提供了更灵活的视听享受。数字电视和网络电视不但可以在功能上互补，还能在覆盖区域上互补。从长远来看，两种形式都能够为用户提供更加丰富的视听体验，两种形式互惠互利、实现共赢是最好的发展方向。

4电视机信号的发射原理

4.1基本作用及原理。摄像机拍摄下来画面转化为图像信号，话筒采集声音转化为伴音信号，两种信号共同组成视频信号。图像信号和伴音信号都包含丰富的低频信号，不能通过天线直接有效地发射或接收，必须通过图像放大器和音频放大器放大后，通过将对应的载波进行调制才可以有效传输。通常的处理方式是如果传输的是图像信号，那么就由图像发射机对载波进行调幅处理；如果是伴音信号，那么就由音频发射机对载波进行调频处理。再将已经调制的载波通过电视发射天线有效发射，以电磁波的形式进行传输。4.2发射原理分类。电视技术的迅速发展，使得电视信号的发射方式也多有不同，根据不同需求，电视的显示方式也有区别，目前世面上的电视的主要显像形式包括显像管、液晶、等离子、投影等。4.2.1显像管。显像管电视接收到信号后，内置的电子枪根据电信号的强弱不同来发射不同角度的电子，打击到荧光粉层上的磷光物质使其发光，就会在屏幕上形成光暗不同的光点，进而形成各种图案和文字实现显像。4.2.2液晶液晶电视的主要显像部分是液晶，液晶是一种介于固体和液体之间的有机化合物，在不同电场下其分子排列方向会发生改变，从而改变透光效果，使得光线发生扭转，并通过配置的红、绿、蓝滤光片产生明暗不同、色彩不同的亮点，最终实现显像。4.2.3等离子。等离子电视的主要显像部分是众多的等离子管。一个像素对应一个等离子管，每个等离子管设置红、绿、蓝三个不同单元，每单元冲有氖氙气体。当电信号在对应单元产生变化后，内置气体转化为等离子形态发出紫外光，点亮对应红、绿或蓝色，形成明暗和颜色变化的组合。4.2.4投影。投影电视包括正投和背投两种形式。正投指投影机将光线直接投射到屏幕正面显像，要求投影机和屏幕面对面放置。背投则是将投影机安装在机身内底部，光信号经过反射后投射到半透明的屏幕背面显像。4.3现展趋势。无论是哪种成像方式，体现的都是人们对电视的用户体验的极致追求。最初的黑白电视丰富了人们的业余生活，但画面颜色单调、画质不稳定、节目数量少。随后出现了模拟电视，虽丰富了颜色，但可颜色经常发生畸变、画质也经常闪烁不稳定。为了解决这个问题，数字电视应运而生。接着，向往个性化、交互性的需求越来越强烈，就出现了网络电视。近些年来，观赏视频时的参与感越来越被人们重视，3D电影逐渐普及，使得人们观赏视频时更加身临其境。不难发现，现在越来越多的电视机开始主打3D的观赏效果，几乎每台新型电视都会配备3D眼镜。3D效果的探索正在进行的同时，信号单向发射模式已无法满足用户多样的需求，点播、网页浏览等互动模式才是发展重点。

5结语

随着科技的进步，人们对视觉享受的要求越来越高，电视技术无论是从电视信号的发射机制、传输机制、接收机制还是显像机制都在不断推陈出新，从现在用户体验角度来看，坐在家里就已经可以享受视听盛宴。但根据时代的不同追求，未来电视的发展趋势依然是需要从更多新颖的角度提高用户体验度，相信不管是从交互性、实时性、个性化、丰富性还是覆盖范围上，都将有更多的进步和突破。

参考文献

[1]曹玉.浅析电视机发展史[J].内蒙古教育，2013（8）：46.

[2]罗彬，王宏远.高清晰度电视接收机OSD功能的软件设计[J].电视技术，2002（5）：73~75.

[3]徐晓健.从模拟电视到数字电视的跨越[J].中国有线电视，2002（20）：6~8.

[4]管佩森.模拟电视、数字电视和网络电视[J].数字技术与应用，2012（8）：208~209.

[5]蔡良科.谈谈电视发射机原理及维修[J].中国科技信息，2006（12）：187.

[6]陈晓英.显像管、液晶、等离子、投影电视之比较[J].大众科技，2005（11）：149~150.

作者:魏子昂 单位:山西省实验中学