【电视系统工作原理】光电转换 & 电光转换
(2014-08-21 09:48:00)
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分类: 数字电视广播 |
1. 简介
电视把组成图像的各个像素亮度按一定顺序一个个地转换成相应的电信号,并依次传送出去。在接收端的荧光屏上再按同样的顺序,将各个电信号在对应的位置上转变成具有相应亮度的像素。这种将图像像素顺序传送的系统,叫做顺序传送电视系统。它只需要一条信道。
扫描:将组成一幅图像的像素,按顺序转换成电信号以及将电信号依次转换成图像的过程。(光电、电光转换)
电视的图像是由一个个像素组成的,像素越小,单位面积上的像素数目越多,图像就越清晰。按照规定,电视技术要求一幅图像约分成几十万个像素,如果将这些像素同时传送到接收端,则需要几十万条信道。从技术上看,这种同时传输系统既不经济,也难以实现。由于人眼具有惰性和光的余辉效应,只要传送像素的速度足够快,收端和发端同步工作(即收端和发端各个像素的几何位置一一对应),重现的图像即可给人以连续、活动而又没有跳动的感觉。因此,可采用一条信道,顺序传送的方式。
2. 摄像器件的光电转换
摄像器件有两类:
1)利用光电材料制成靶面的各种摄像管。如超正析像管、视像管、氧化铅管、硒靶管和硅靶管等。
2)固体摄像器件。如CCD。
光电转换的实质就是通过光照的强弱,最终影响电信号的大小。
光电摄像管的光电转换过程:
当被摄景物通过摄像机的光学系统在光电靶上成像的时候,由于图像的各点亮度不同,因而使靶面各单元受光照强度不同,导致靶面各单元电阻值不同,与较亮像素对应的靶面单元阻值较小,与较暗像素对应的靶面单元阻值较大。即一幅图像上各像素的不同亮度,转变为靶面上各单元的不同电阻值,于是“光像”变成了“电像”。
当电子束在偏转线圈产生的磁场作用下,按一定规律扫过靶面各单元时,便在负载上RL依次得到与景物各点亮度想对应的电信号,从而完成了把一幅图像分解成像素以及把各像素的亮度转变成相应电信号的过程。
固体摄像器件CCD的光电转换过程:
当硅晶体受到景物光像照射时,产生空穴——电子对,少数载流子在负电场的作用下,被吸引到较深的势阱(该势阱通常称为点荷包)中,而且势阱中截取的电荷数目的大小与该处照射光的强弱成正比,即光照越强,点荷包所截取的电荷数越多,反之则越少。
由阴极发射出的电子束,在电磁场的作用下,按一定规律高速轰击荧光屏。
在显像管的荧光屏上涂有一层荧光粉,它在电子束轰击下会发光,其发光的强度正比于电子束所携带的能量,轰击荧光屏的电子束携带的能量越大,发出的光越强,反之越弱。
根据人眼的视觉特性,只要保证重现图像的对比度(最大亮度与最小亮度之比)等于原景物的对比度,就能获得真实的感觉。因此,屏幕上重现的图像,其各像素的亮度都正比于被摄图像相应各像素的亮度。