彩电原理ABC

介绍彩色电视机的一些基本原理

电视基本知识ABC

一、 彩色电视机的图像信号和伴音信号是怎样传播和接收的?

答:彩色电视机的图像信号和伴音信号一般分为音视频信号(即AV信号)和载频信号(即经调制过的高频信号),音视频信号不能进行远距离传输,所以必须把它调制到一个较高频率的载波信号上才能通过远距离传输线或发射天线进行传输。

音视频信号不能进行远距离传输的原因可以这样解释:当传输距离很长时,传输线的长度与信号的波长已经可比拟,此时传输线上每一点的电压或电流值都不相同。当输入端的电压为最大值时,传输线最远端的电压并不一定就是最大值,还很可能是最小值或者负最大值。如:当输入端的电压为最大值时,在传输线正好等于半个波长处,其电压正好是负最大值。因为输入端最大值电压还没有传输到,需要等半个周期的时间才能到达,而目前检测到的电压正好是前半个周期时间输入的负最大值电压。并且这种情况正好是传输线已经处于稳定工作状态时,才会出现,即相当于传输线已经进入充放电状态。

当输入端的电压为最大值时,如果传输线还没有被充电,即传输线在这之前还没有输入过任何电压,则传输线上其它所有地方的电压均为零,信号需经过一段时间后才能传输到,传输线越长,等待信号到达的时间就越长。因此,传输线上连接的各种阻抗或负载也不能简单地看成是并联,因为每处的负载对于输入信号来说,都不是同一时间接入的。因此对传输线阻抗的计算非常复杂,并且只有在信号稳定的情况下才好计算。

当向传输线输入信号时,之前输入传输线的信号也会与当前输入的信号产生叠加,因为在传输线远处的信号也在做双向运动,电流也像流水一样,哪一端压力低就往哪一端跑,所以在传输线上某一点的电流,总是因为输入端电压极性的变化一会向前跑,一会又往后跑。因此,信号在传输线上传输,是按电容和电感充放电的原理进行的,我们可以把传输线看成是由很多电感相串联和很多电容相并联组成,这样才能把信号在传输线上传输所需要的时间和传输线上每一点的相位都不一样的过程表示出来。由此可见,长距离传输线上各点的电压相位与输入信号的相位是不一样的,并且只有当传输线上传输的信号是一组有规律的信号(如基波)的时候,传输线上各点的电压相位才能与输入信号相对保持一致(落后一个相位)地变化。

高频信号在有限长度的传输线上传输时会产生振荡,即新旧信号会产生迭加,并产生驻波,最特殊的情况就是四分之一波长短路线或开路线产生的驻波。四分之一波长短路线相当于开路,可等效成一个并联振荡电路;四分之一波长开路线相当于短路,可等效成一个串联振荡电路。高频信号只有在无限长的传输线上传输时或终端负载正好能把输入信号全部吸收时,传输线才不会产生振荡,即行波,这种情况就称为匹配。

所谓的驻波,可以比喻成手上抓住一根长绳子在作上下摆动,而绳子的一端被固定在墙上,结果从旁边看过去,可以看到很多个波峰和很多个波谷,并且他们的位置是固定不变的,这种现象称为驻波;如果把绳子的另一端解开,任由它自由活动,你看到的又是另一番景象,手摆动绳子的时候,绳子产生的波峰会像波浪一样移动,这个现象称为行波。

音视频信号在传输线中很难进行远距离传输,因为,音视频信号不是一组有规律的信号,在传输线中无波长可言,虽然音视频信号在传输线中也会产生幅度迭加,但不会产生迭加振荡,并且这种幅度迭加会产生严重的相位和幅度失真。

另外,音视频信号一般都不是高低电平对称分布在时间轴上,因此它的平均值就不一定为零,直流平均电平也不是一个固定值,这种信号在传输线中进行远距离传输时除了衰减以外,产生相位和幅度失真更严重,并且直流电平会对传输线产生电解作用(与空气),使接头接触不良。

所以,音视频信号必须通过高频调制,使之成为平均值等于零的高频交流信号后才能进行远距离传输。音视频信号经过高频调制以后,信号的相对带宽非常小,基本上还可以把调制后的载波看作单一频率信号,因此它在传输线中传输幅度和相位失真很小,传输线相当于只对它产生延时和衰减作用。另外,载波的频率选得越高,传输信号的频道数就越多。载波信号在传输线中传播的速度与传输线的分布参数有关,一般为20万公里左右,是光波的三分之二。

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