数字电视原理.doc

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1彩色三要素

亮度是光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。

（光功率）

色调是指颜色的类别，是决定色彩本质的基本参量。

（光波长）

色饱和度是指彩色所呈现色彩的深浅程度（或浓度）。

色调与色饱和度合称为色度。

2三基色原理

三基色原理是指自然界中常见的大部分彩色都可由三种相互独立的基色按不同的比例混合得到。

相加混色

相加混色是各分色的光谱成分相加，混色所得彩色光的亮度等于三种基色的亮度之和。

彩色电视系统就是利用红、绿、蓝三种基色以适当比例混合产生各种不同的彩色。

3亮度公式

在色度学中，通常把由配色方程式配出的彩色光F的亮度用光通量来表示，即：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

配色方程式中的光通量用比色计来测量

定义：

0.299lm为红基色单位[R]，0.587lm为绿基色单位[G]，0.114lm为蓝基色单位[B]，则Y1C白=1[R]+1[G]+1[B]

4彩色电视全射频电视信号频域图;s说明其传送过程

彩色全电视信号（FBAS）是由黑白全电视信号与色度信号叠加而成的,仍采用残留边带发送,它与高频伴音信号合在一起称为彩色电视全射频电视信号,其频谱示意图如图4-2所示。

由图可见,其频带宽度和频道划分与黑白电视完全一样,仅在高频端色差信号对副载波是双边带调幅,由上可知,色度信号与亮度信号频谱交错,互不干扰,所以,黑白、彩色电视完全可以兼容。

图中,fS仍表示FM制伴音信号载频,它比图像载频fP仍高6.5MHz。

5液晶电视除了液晶显示器内部的主控制板和电源板外，还有多媒体电路板，多媒体电路板的组成框图（填空）

6.TFT-LCD的面板構造的工作原理

7等离子电视工作原理

等离子电视，又称PDP（Plasma Display Panel）电视。

 等离子体显示（PlasmaDisplayPanel，简称PDP）是利用气体放电原理实现的一种发光平板显示技术，故又称气体放电显示GasDischargeDischargeDisplay。

它属于冷阴极放电管，其利用加在阴极和阳极间一定的电压，使气体产生辉光放电。

单色PDP通常直接利用气体放电发出的可见光来实现单色显示，其放电气体一般选择Ne或Ne-Ar混合气体。

彩色PDP则通过气体放电发射的真空紫外线（VacuumUltraviolet,VUV）照射红、绿、蓝三基色荧光粉发光来实现彩色显示，其放电气体一般选择含有Xe的混合气体，如：

Ne-Xe,He-Xe,He-Ne-Xe

PDP是一种利用气体放电的显示技术，具体工作原理与日光灯极其相似。

PDP采用了等离子管作为发光元件，屏幕上的每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间，放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体。

两块玻璃基板作为工作媒质其内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。

当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，也称电浆效应。

气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。

当每一颜色单元实现 256 级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。

8LCD投影机的工作原理

　　三片式LCD（3LCD）之技术架构系采用体型极小的高穿透式高温多晶硅（High-TemperaturePolySilicon；HTPS）LCD显示面板，每一块HTPS都是由很多个像素组成，如分辨率为1024×768的HTPS就是由1024×768个像素组成以对应投射图像的像素点。

每一个像素又包含了信号线、控制线、TFT和开口区。

其中开口区包含了以特定方式排列的液晶分子，根据液晶分子在不同电压下排列方式的变化，改变透过像素光线的振动方向，并与偏振板相结合实现了从全黑到全白状态下不同灰阶的过渡。

　　每一个3LCD光路系统都是由3块HTPS构成。

将灯光源发出的光通过分色镜A分出红色光，再通过分色镜B分为绿色光和蓝色光，三种颜色的光分别投射到三块相对应的液晶板上，并经过中间的棱镜将三原色光进行混合后投射出不同颜色的图像。

3LCD技术的成像和色彩还原的特点是先将三原色同时进行充分的空间混合，再投射出不同色彩的图像，又称为同时空间混合还原。

9DLP投影机

DLP是“DigitalLightProcession”的缩写，即数字光处理，这种技术先把影像信号经数字处理后把光投影出来。

它是基于美国德州仪器TI公司开发的数字微镜元件DMD（DigitalMicromirrorDevice）来完成的。

它是基于德仪公司开发的数字微反射镜器件DMD，DMD是DLP技术系统中的核心：

光学引擎心脏采用的数字微镜晶片，它是在CMOS的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成的器件来完成显示数字可视信息。

DMD单元的内部结构

  DMD芯片上有数百万个微小的反射镜片，数字信号会激活镜片下面的微型电极，推动镜面迎向或避开光源，从而将光线从两个方向反射出去。

反光镜的倾斜角度可以调整

     实际的反射方向则视底层记忆晶胞的状态而定，当记忆晶胞处于“ON”状态时，反射镜会旋转至+10度，若记忆晶胞处于“OFF”状态，反射镜会旋转至-10度。

反射角度的改变导致了光的选择性，使得屏幕出现不同灰度的像素

  只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统，反射镜就会把入射光反射进入或是离开投影镜头的透光孔，使得“ON”状态的反射镜看起来非常明亮，“OFF”状态的反射镜看起来就很黑暗。

彩色DLP投影机的组成

     利用二位脉冲宽度调变可以得到灰阶效果，如果使用固定式或旋转式彩色滤镜，再搭配一颗或三颗DMD芯片，即可得到彩色显示效果

它的原理是：

投影机灯泡发出光线，经过透镜汇聚到DMD芯片上，再经过DMD芯片通过镜头投射到幕布上形成我们最终看到的图像。

　　其中DMD芯片上面有上万个微小的反射镜片，投影机内部的电脑能够单独控制每个镜片的运动，决定是否将该投射到该镜片的光反射出去。

　　但是这样投射出来的图像是黑白的，那么怎么才能看到我们现实世界中的彩色呢？

这就需要在灯泡发出的光线到达DMD芯片之前加上一个色轮，色轮是由红、黄、蓝三种颜色组成，它会以60HZ的频率进行旋转，当光线通过色轮的红色部分的时候，投影出来的图像是一幅全红色的灰度图像，蓝色、黄色同理，由于人眼有视觉残留的特性，我们观察到的是一幅由红黄蓝三原色叠加的全彩色图像。

DLP投影机简单工作原理

　　数码光处理投影机是美国德州仪器公司以数字微镜装置DMD芯片作为成像器件，通过调节反射光实现投射图像的一种投影技术。

它与液晶投影机有很大的不同，它的成像是通过成千上万个微小的镜片反射光线来实现的。

DLP芯片的核心技术一直控制在美国的德州仪器，DLP技术似乎在追逐着IntelInside的道路，因为它要求所有采用DLP技术的投影机产品都必须打上DLP的标志。

不管其是否会取得Intel在PC领域那样的成就，至少显示了其领导投影机底层技术的决心。

DLP的生产厂家主要为欧美厂商，如ASK、惠普、丽讯等。

　　DLP投影机分为：

单片DMD机（主要应用在便携式投影产品）、两片DMD机（应用于大型拼接显示墙）、三片DMD机（应用于超高亮度投影机）。

　　DLP投影机原理：

以1024×768分辨率为例，在一块DMD上共有1024×768个小反射镜，每个镜子代表一个像素，每一个小反射镜都具有独立控制光线的开关能力。

小反射镜反射光线的角度受视频信号控制，视频信号受数字光处理器DLP调制，把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间，在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像。

DMD投影机根据反射镜片的多少可以分为单片式，双片式和三片式。

以单片式为例，DLP能够产生色彩是由于放在光源路径上的色轮（由红、绿、蓝群组成），光源发出的光通过会聚透镜到彩色滤色片产生RGB三基色，包含成千上万微镜的DMD芯片，将光源发出的光通过快速转动的红、绿、蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列的微芯片DMD的表面，这些微镜面以每秒5000次的速度转动，反射入射光，经由整形透镜后通过镜头投射出画面。

10三个通信网基本结构的特点

1.电话网的基本组成

电话网主要用来实现语音通信,

基本特点是信号传输的适时性和交互性.

传输媒介

电

话

机

电

话

机

带宽窄,速度慢

2.计算机网络的基本组成

计算机网络的定义是:

在网络协议的控制下利用各种通信手段把分散各地的计算机有机的结合起来.基本特点是信号输的交互性.带宽较宽,速度较快.图

3.有线电视（CATV）网的基本组成

有线电视网的作用是传播电视节目,传播的基本特点是信号的单向传输性.带宽很宽,速度快.交

换

机

交

换

机

图

三.有线电视网的改造

将信号单向传输的广播式,改造成双向传输的交互式.图

四.实现有线电视网双向传输的技术

采用频分复用技术,使一根电缆可以同时传输多路电视信号及网络和电话信号.带宽为750MHz系统的频率分布情况是:

图

五.如何实现三网合一

1.电信网的光纤遍布全国2.计算机网有自己的网络协议和应用软件3.有线电视网的宽带到家庭

综合三个网络的特点,实现三网合一,将为广大的网络用户提供价廉物美的信息服务

11数字电视系统信号传输过程

数字电视系统的关键技术

数字电视的信源编解码

信源编码是对原始图像或声音信息的编码表示进行比特率压缩的过程。

数字电视的传送复用

从发送端信息的流向，复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个打包器打包（实际是数据分组），然后再复用合成单路串行的传输比特流，送给信道编码器及调制器。

接收端与此过程相反

信道编解码及调制解调

信道编码就是将数字信号转换成与信道匹配的编码过程。

实际中，信道编码与调制紧密地连续在一起。

调制要求适应信道性质，并尽可能地提高信道传输效率，而信道编码则需视信道条件，在信号中增加纠错码，相当于增加信号冗余度。

12MPEG标准图像压缩过程1．

I帧：

又称帧内编码帧，是作为预测基准的独立帧。

该帧采用类似JPEG算法的帧内DCT编码，只利用了本帧图像内的空间相关性，而没有利用时间相关性，所以I帧图像的压缩比相对较低。

设置I帧的主要理由是：

（1）当某帧找不到匹配的参考帧时，就只好进行帧内编码，场景切换或图像中的“遮挡”和“暴露”部分就是这种情况的例子；

（2）解码I帧不需要参考帧，因而可以在I帧进行码流的切换和编辑等操作，提供随机存取的插入点；

（3）长时间连续地进行预测编码，预测误差会不断累积，使压缩效率逐渐降低，图像质量不断下降。

为防止解码图像损伤的逐渐加剧，需定时进行帧刷新，即周期性地插入I帧，以便重新开始一个新的预测编码过程。

2．P帧：

又称前向预测编码帧。

它用前面最近的I帧或P帧作为参考进行前向预测，采用带运动补偿的帧间预测编码方式。

由于同时利用了空间和时间上的相关性，所以P帧比I帧的压缩效率高。

P帧也可作为参考帧。

3．B帧：

又称双向预测编码帧。

它既用源视频序列中位于前面且已编码的I帧或P帧作为参考帧，进行前向运动补偿预测，又用位于后面且已编码的I帧或P帧作为参考帧，进行后向运动补偿预测。

即B帧可采用帧内编码、前向预测编码、后向预测编码、或双向预测编码4种技术，其压缩比最高。

但B帧不能用作对其他帧进行运动补偿预测的参考帧。

视频码流的分层结构

视频数据经过压缩编码后形成视频基本码流（ES）。

MPEG为了更好地表示编码比特流，用句法规定了6层结构，从高到低依次是视频序列、图像组（GOP）、图像、宏块条（Slice）、宏块层及像块层。

2.数字电视机顶盒（考工作原理）

机顶盒STB（SetTopBox）是指电视机顶端或内部的一种终端装置。

在当前模拟电视与数字电视共存的阶段，千家万户已经拥有的模拟电视机不能直接用来接收数字电视节目，机顶盒就是用来充当数字电视与模拟电视机之间桥梁的一种接收转换装置。

数字卫星机顶盒也称为综合接收解码器IRD（IntegratedReceiverDecoder）。

它接收从卫星发送的数字电视信号，经过信道解码和信源解码，将接收的数字码流转化为压缩前的分量数字视频信号，再经D／A转换和视频编码转换为模拟全电视信号，送到普通的模拟电视接收机。

而根据使用场合的不同，IRD又可分为家用（Consumer）和商用（Commercial）两大类。

前者适用于家庭，有遥控、屏幕菜单显示等功能；后者常用于有线电视前端的集体接收，要求有更高的质量、可靠性和更多的接口