第二节 电视扫描原理 扫描——指电子束在摄像管或显像管的屏面上按一定规律作周期性的运动过程。

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1 第二节 电视扫描原理 扫描——指电子束在摄像管或显像管的屏面上按一定规律作周期性的运动过程。
电子束的扫描过程就是把图像分解成像素或把像素合成为图像的过程。扫描有逐行扫描和隔行扫描两种方式。 一、逐行扫描 行扫描——指电子束在行偏转线圈所产生的磁场作用下，沿着水平方向作有规则的运动，也叫水平扫描。 场扫描——指电子束在场偏转线圈所产生的磁场作用下，沿着垂直方向作有规则的运动，也叫垂直扫描。 行扫描和场扫描示意图如图所示。

2 行、场扫描示意图

3 逐行扫描———就是指电子束自上而下逐行依次进行扫描的方式，如图1.5（a）所示。
电子束在水平方向的扫描称为行扫描，其中电子束从左到右的扫描称行扫描正程，从右到左的扫描称为行扫描逆程，行扫描正程时间加逆程时间称为一个行周期。把电子束在垂直方向的扫描称为场扫描，其中电子束从 A 到 B 的扫描称为场扫描正程，从 B 到 A 的扫描称为场扫描逆程， 场扫描正程时间加逆程时间称为一个场周期。 由于场扫描逆程时间远远大于行周期，所以从 B 回 A 的扫描轨迹不是一条直线，而是进行了多次行扫描，如图 1.5（b）所示。 实际中，电视只在行、场扫描正程时间显示图像，而在逆程时间内不显示图像，所以要把逆程扫描线（回扫线）消去，因而光栅只有正程扫描线，如图 1.5（c）所示。

4 图1.5 逐行扫描示意图

5 逐行扫描示意图

6 逐行扫描方式存在的问题： 如果每秒传送25帧图像，人眼看上去还很不舒服，存在着闪烁的感觉（因为临界闪烁频率为45.8Hz）；如果每秒传送50帧图像，虽然可以克服闪烁感，却又会使电视信号所占用的频带太宽，其结果导致电视设备复杂，并使有限的电视波段范围内可容纳的电视台数量减少。因此，目前广播电视系统一般不采用这种逐行扫描方式。 怎样即能保证图像有足够的清晰度，又不占用太宽的频带，并且还不产生闪烁现象？目前世界各国都是采用隔行扫描方式来解决这个问题的。

7 二、 隔行扫描 1. 隔行扫描的原理 隔行扫描——就是指把一帧图像分成两场来扫描，第一场扫描1、3、5、7等奇数行，形成奇数场图像，然后再进行第二场扫描2、4、6、8等偶数行，形成偶数场图像的扫描方式。奇数场和偶数场快速地镶嵌在一起，利用人眼地视觉暂留特性，人们看到的仍是一幅完整的图像，如图1.6所示。 由于整体画面的重现频率为 50 Hz，从而在不增加图像信号带宽的情况下，既保证了足够的清晰度，又避免了产生闪烁感。 隔行扫描原理如图 1.6 所示。图 1.6（a）为扫描奇数场；图 1.6（b）为扫描偶数场；图1.6（c）为奇、偶数场合成图像。

8 图 隔行扫描示意图

9 两场光栅均匀交错是对隔行扫描的基本要求，否则垂直清晰度将大大下降。
2. 隔行扫描的实现要求 两场光栅均匀交错是对隔行扫描的基本要求，否则垂直清晰度将大大下降。 为了使偶数场光栅嵌在奇数场之间，每一场必须包括半行扫描，即要求每一帧的扫描行数为奇数行。我国采用 625 行的隔行扫描制，每一场的扫描行数为 行；而美国则采用 525 行，每场扫描行数为 行。

10 3. 电子扫描技术标准  我国广播电视采用隔行扫描方式，其主要扫描参数如下：  行周期TH=64 μs； 行频fH= Hz；  行正程TSH=52 μs； 行逆程TRH=12 μs；  场周期TV=20 ms； 场频fV=50 Hz；  场正程TSV=287TH+20(μs)= ms≈18.4 ms；  场逆程TRV=25TH+12(μs)=1.612 ms≈1.6 ms；  帧周期TZ=40 ms；每帧行数Z=625行（其中：正程575行）； 帧 频fZ=25 Hz；每场行数312.5行（其中： 正程287.5行）。 每帧图像像素为44万个 图像信号的带宽为 0～6 MHz。

11 三、电子扫描原理 在逐行扫描和隔行扫描中，电子束均要做从左到右、从上到下的运动，而要保证电子束运动，必须要使电子处于变化的磁场中。因此，产生均匀、变化的磁场是电子束实现扫描的前提。这种磁场是靠显像管外套偏转线圈来产生的。 1. 偏转线圈的结构 偏转线圈的结构如图 1.7 所示，它主要包括行偏转线圈、场偏转线圈、磁环。 行偏转线圈呈马鞍形，由上、下两个绕组构成，通过串 联或并联的方式连接。在通以锯齿波电流时，可以产生垂直 方向变化的磁场。 场偏转线圈呈环形，由上、下两个绕组构成，通过串联 或并联的方式连接。为了提高磁感应强度，通常将两绕组绕 在磁环上。在其线圈中通以锯齿波电流时，可以产生水平方 向变化的磁场。

12 图1.7 偏转线圈的结构示意图

13 2. 扫描原理 要使偏转线圈对电子束进行偏转，起到电子束扫描的作用，必须给行、场偏转线圈分别 通以行频和场频锯齿波电流。 （1）行扫描原理 1.8 行偏转原理

14 （2）场扫描原理 与行扫描原理相似，在场偏转线圈中加入场频锯齿波电流，如图 1.9（a）所示 图1.9 场偏转原理

15 （3）光栅的几何失真 电子扫描形成光栅，光栅会产生失真，其原因之一是行、场磁场不均匀，如图 1.10 所示。 若行、场偏转线圈产生的磁场是中间强、四周弱，则产生如图 1.10（a）所示的桶形失真； 若行、场偏转线圈产生的磁场是中间弱、四周强，则产生如图 1.10（b）所示的枕形失真； 若行、场磁场不垂直，则产生如图 1.10（c）所示的平行四边形失真。 图1.10 磁场不均匀造成的失真

16 行、场锯齿波电流正程的非线性变化会造成图像的非线性失真，如图 1.11 所示。
当接收黑白相间的棋盘格信号时，线性良好的扫描锯齿波电流及对应的图像如图 1.11（a）所示； 当行或场扫描电流出现非线性变化时，重现方格的宽度或高度就会不均匀而造成非线性失真，如图 1.11（b） 、 （c）所示。 图 扫描电流非线性造成的失真

17 当然，流过偏转线圈的锯齿波电流还应有足够的幅度，否则不能保证光栅布满全屏。如图 1
当然，流过偏转线圈的锯齿波电流还应有足够的幅度，否则不能保证光栅布满全屏。如图 1.12（a） 、 （b）分别表示行、场扫描电流幅度不足的情况。幅度不足同样会产生失真，本来应显示的是正圆，结果变成了椭圆。 图1.12 扫描电流幅度不足时产生的失真