电视原理简介
樊伟齐
第一部分、与电视有关的人类视觉特性
彩色
光的本质是电磁波。人眼的可见光范围大约
在波长380~780nm。不同的波长会引起不
同的彩色视觉。
单色光
只含有单一波长的光称为单色光
由于不同波长的光线具有不同的折射率，可
以用三棱镜将一束射入的白光分解为连续的
单色光，也叫谱光。
谱光按波长的排列为红橙黄绿青蓝紫
如何描述彩色视觉
描述彩色视觉用亮度、色调、饱和度
亮度：是人眼感觉到的明暗程度
色调：色光的类别。如红色、绿色等
饱和度：颜色的深浅
人眼的亮度感觉—视度曲线
对于不同波长的光，
人眼不仅产生不同
的彩色感觉，而且
也产生不同的亮度
感觉。描述人眼亮
度感觉的就是视度
曲线。由图可见，
在波长555nm处人
眼有最大的亮度感
觉。
特别提示：在所有与光亮有关的度
量中都不言而喻的加入了视度曲
线（加权）
视觉惰性
当眼前的实际景物消失后，人感觉到的影像却不会立
即消失而会滞后一段时间，称为视觉惰性或叫做视
觉暂留
实验证明要获得连续活动的感觉每秒钟的画面不能
低于16帧
电影采用每秒钟24帧，可以表现较高速的运动
闪烁和临界闪烁频率
当亮暗重复频率不够高时，人眼会有闪烁
的感觉。
人眼的临界闪烁频率平均为47Hz。
画面越亮则临界闪烁频率也越高
图像清晰度和人眼分辨力
图像清晰度是指图像细节的表现
人眼对黑白细节分辨能力强，对彩色细节分辨能力差
人眼对黑白细节的分辨力平均为θ＝’
大面积着色原理
人眼对彩色细节的分辨力远远低于对黑白细节的分辨力 如果以眼睛对
黑白细节的分辨力为100%的话，对绿红、红蓝、绿蓝的分辨力则分
别只有40%、23%和19%
这说明：彩色电视系统在传送彩色图形时，细节部分可以只传送黑白
图像而不送彩色信息。这就是大面积着色原理。
国画
大面积着
色一例
标准光源和色温
大部分景物不发光，因为反射光而被我们所感知。所以照亮这些景物
的光源就尤其重要。
在与图像有关的工业中，需要规定统一的光与标准。例如电影业和电
视工业
A光源：色温为2856K 。 玻壳钨丝灯
B光源：色温为28564874K 。由A光源经特殊的滤光器组合而成，相当
于中午日光
C光源：相关色温为6774K。由A光源经特殊的滤光器组合而成，近似
平均白昼光
D65：相关色温为6504K的平均白昼光。
色温：如果一种光源的光谱分布和黑体在某一温度下的辐射光谱分布
相同或相近，那么黑体的温度（K）就称为该光源的色温。
三基色原理
1.任何色光都可以分解为红绿兰三种基色
2.任何颜色都可由红绿蓝三基色以适当的比例混合调配仿制出来，
混配出的彩色与原彩色对人眼将引起相同的彩色视觉
3.人眼不能分辨单色和混合色
4.合成彩色的亮度等于各基色亮度之和
相加混色法
品红青
黄 红绿
蓝
直接相加混色
篮 绿 红 篮
节距
红、绿、蓝－三基色； 青、紫、黄－三补色
空间相加混色
时间混色法
光源
透镜 色轮
第二部分、电视信号的产生与加工
摄像机中的扫描——光电变换和空时变换
摄像机中的扫描——光电变换和空时变换
光电变换：被摄景物通过光学系统透射的
平面光图像，在摄像机成像靶面上产生光
电变换，形成电位起伏(CCD)或阻抗起伏
(光电导）的电图像
时空转换：经由电子扫描，将二维的平面
图像转化为仅随时间变化的图像信号
摄像机中的扫描——光电变换和空时变换
光电变换：被摄景物通过光学系统透射的平面光图
像，在摄像机成像靶面上产生光电变换，形成电
位起伏(CCD)或阻抗起伏(光电导）的电图像
时空转换：经由电子扫描，将二维的平面图像转化
为仅随时间变化的图像信号
逐行扫描和隔行扫描
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
逐 行 扫 描
(progressive)
隔行扫描(interlace)
黑色—奇数场 红色—偶数场
通过图像扫描而形成电视信号
电视信号是一个复合信号。包括
亮度信号、
复合同步信号、
复合消隐信号、
色度信号
图像宽高比和扫描行数
人眼的清晰视场水平方向为20度，垂直方向为15度。
因此图像宽高比确定为4：3
人眼的最小视角θ＝’可以计算出满足人眼清晰
度要求则需要约600行
现在全世界主要有625/50和525/60两种系统。这
两种系统都是采用隔行扫描以降低带宽。
复杂的同步信号
场同步信号
如何获得色度信号？
“合成彩色的亮度等于各基色亮度之和”可以表示为Y=R+G+B
1.黑白电视只传送Y信号
2.彩色信号只需传送上式中的三个量
3.一般选择传送Y、R、B（不选择绿色是因为自然景物中绿色
出现几率最多）
4. 选择R-Y、B-Y代替R、B减小色度信号能量
广播系统的兼容要求：将色度信号和亮度信
号一起传送--频谱间置
1.亮度信号频谱呈准周期性（因为采用周期性扫描的
结果）
2.色度信号频谱与亮度信号类似（比如三摄像管系统）
3.色度信号可以窄带传送。约（大面积着色）
4.将色度信号做半行频移动，实现频谱间置
5.采用平衡正交调制方式（NTSC)将色度信号调制到
色副载波上
制和SECAM制是对NTSC制的改进。我国为
PAL制
色度信号的压缩—压缩带宽
如前所述人眼对彩色细节分辨力很低，可以将色度
信号以比较低的频带传送。NTSC标准中，色差信
号I、Q的带宽分别为和就已经可以
获得比较满意的彩色图像了。在PAL制标准中亮色
差信号U、V均为带宽。
电视信号发送端原理框图
视频信
号放大
视频信
号编码
信号调制
功率放大
音频信
号放大
音频信号
调频
扫描电
路
音频信号
功率放大
音视信
号混合
同步信号
发生器
摄像头
话筒
发
送
天
线
第三部分、彩色电视机的基本电路结构
高频放
大 混频
本振
中放
视 频 解
调
自动增益控
制
亮色分
离
亮 度 处
理
色 度 解
调
鉴频 伴音功放
基
色
还
原
扫描电路
回扫变压器
R
G
B
行扫
场扫
超高压
电视接收机的组成
同步
Y
CV
S
AGC AGC
IF CRT
高频调谐器
从天线接收的电视信号中选出所需频道电视信号，经高频
放大，变频，获得38MHz图像中频信号和伴音
中频；
超外差接收方式：将高频信号变频到固定的中频进行放大
处理的接收方式
声表面滤波器
中频信号杂波滤除一般用声表面波滤波器，其原理是把电
信号通过换能器变成声波，声波在一种类似音叉结构的
介质中传播会产生共振，产生共振信号的幅度会迭加，
非共振信号的幅度会相减，产生共振的声波最后又用换
能器把它转换成电信号，实际上，换能器就是我们很熟
识的压电陶瓷片。
对高邻频道的图像载频和低邻频道的声载频作有效的抑制，
并保证本频道的图像信号有6MHz带宽，伴音信号有250
～300KHz带宽 。
前置中放（预中放)，补偿插入损耗。
中频特性曲线
自动频率调谐（AFT）电路
AFT电路完成将输入信号偏离标准中频38MHz的频偏大小鉴别
出来，并线性地转换成慢变化的直流误差电压，返回至调谐本
振回路的AFT变容二极管两端，以微调本振频率，从而保证中频
准确、稳定
自动增益控制（AGC）电路
伴音通道的组成
中频
放大
电路
检波
及输
出级
38MHｚ
图像中
频
ｚ
伴音中频
0~6MHｚ
图像信号
滤波
选通
第二伴音中
频限幅放大
第二伴
音中频
ｍV
鉴频
音频前
置放大
音频
功率
放大
伴音通道
1V
几十ｍV
ｆ
u0 Δfm
Δfm
鉴频曲线
第四部分、液晶显示器的基本原理
TFT-LCD 断面剖析
PCB Drive IC
Lamps灯
Diffuser扩散体
Optical Sheets
Polarizer偏光器
Polarizer 偏光器
Color Filter
RGB彩色滤波器
TFT薄膜晶体管
Liquid Crystal
液晶体
Sealant密封剂
TFT薄膜晶体管
(Thin Film Transistor)
TFT-LCD结构
液晶的特性
液晶分子是在形状、介电常数、折射
率及电导率上具有各向异性特性的物
质，如果对这样的物质施加电场(电流
)，随着液晶分子取向结构发生变化，
它的光学特性也随之变化，这就是通
常说的液晶的电光效应。
棒状液晶分子的排列受外加电场的控制
液晶分子的沿面排列
1.液晶显示器都以下列原理为基础：在外加电场的作
用下，使液晶分子从初始的特定排列状态转变为其
他排列状态。液晶的光学特性发生变化。
2.液晶分子的初始排列状态，取决于基板与液晶所构
成的界面状态的取向效果
3.细长棒状液晶分子由于分子间的作用力，使液晶分
子集合在一起时，分子长轴总是趋于互相平行
液晶分子的排列取向—图例
液晶被包在两个槽状表面中，
两表面互相垂直
液晶分子在两个相互垂直的
槽状表面之间产生90度的旋
转排列。称为扭曲向列型液晶
槽状表面是在玻璃表面涂一层
有机高分子薄膜，在用绒布材
料高速摩擦形成。
偏振光和
偏振片
将偏振片和液晶组合后的光学特性
将偏振片和液晶组合后的光学特性
两个相互正交的偏光片组成LCD光开关
V =0，亮场
电压值在亮暗之间可以控制透过光
的数量而形成不同灰度
V>域值，暗场
液晶的电--光控制特性
液晶像素的驱动
液晶像素的驱动—TFT做像素的寻址开关
单个像素的等效电路
单个像素的等效电路
R G B
1 Dot
Pixel
Data Line
BM
(Black Matrix)
RGB Stripe
CF=Color Filter
Gate Line
背光灯—CCFL光源
LED背光源
实际结构分解
平板显示器的一般电路构成
接
收
天
线
高频头
中放/视
频解调/
伴音鉴
频
视频
解码
伴音功放音效
处理
隔行/逐
行处理，
显示格
式变换
MCU
开关电
源~AC220V
各种直流
38M
VIDEO
AUDIO
帧存储
器
平板显示器件
LCD、PDP、DLP
R
G
B
谢谢！
谢 谢
六月-
2218:53:3318:531
8:53六月-22六月-
2218:53
18:5318:53:
33六月-22六
月-
2218:53:33
2022/6/24 18:53:33
