扫描三种方式:机械扫描,电子扫描,固体扫描。
2.1 水平偏转与垂直偏转
显象管外套 有水平和垂直两组偏转线圈,在有电流通过时分别产生垂直与水平方向的磁场。当电子束通
过上述磁场时,将分别产生水平方向和垂直方向的扫描运动,图1.3-1(a)是电子束在水平偏转线圈作用下
的扫描示意图。水平偏转线圈为一双上下对
称、水平放 置的线圈,依右手螺旋定则,流经线圈的电流将产生垂直方向的磁场;据左手定则,电子束通过
垂直磁场应产生水平偏转,从而实现电子束的水平扫描。
电子束偏离 显象管中心轴线的夹角称为偏转角(ψ)。实验表明:当ψ较小时,电子束偏离屏幕中心的距离与
偏转电流的数值成正比。当偏转电流iH为图1.3-1(b)所示 锯齿波电流时,电子束将作匀速直线扫描运动。
在TH t期间,iH由正到负,电子束从右至左扫描,称为行扫描逆程。正程和逆程时间之和称为行
扫描周期,且为行扫描频率之倒数1/fH=TH0α=THr/TH称为行扫描逆程系数。若电子束只有水平扫描运动而无垂
直扫描运动,则在荧光屏上将呈现一条水平亮线,如 图1.3-1(c)所示。
二、垂直偏转
图1.3-2(a)是电子束在垂直偏转线圈作用下的扫描示意图。一对垂直偏转线圈
产生水平方 向的磁场,故电子束穿过该磁场时产生垂直方向的偏转,从而实现垂直扫描运动。同行扫描类似,当
垂直偏转电流如图1.3-2(b)所示的锯齿波时,电子束将作匀速直线运动。在TVT期间,电子束从上至下,称为
场扫描正程;在Tv r期间,从下至上,称为场扫描逆程。称为场扫描周期,且为场扫描频率之倒数
1/fv==Tv,β=Tvr/Tv称为场扫描逆程系数。若电子束只有垂直扫描而无水平扫描,则荧光屏上将出现一条垂直的
亮线,如图1.3-2(c)所示。
1.3.2 逐行扫描与隔行扫描
当 水平和垂直偏转线圈中同时加入锯齿波电流时,电子束既作水平扫描又作垂直扫描,而形成直线扫描光栅,
这称为直线扫描。它分为逐行扫描和隔行扫描两种方式。 逐行扫描是一行紧跟一行的扫描。隔行扫描是将一帧画面
分成两场扫描,一场扫奇数行,称为奇数场;另一场扫偶数行,称为偶数场。奇、偶两场光栅均匀相嵌,构 成一帧
完整的画面。由于隔行扫描优于逐行扫描,所以广播电视中都采用隔行扫描方式。
一、逐行扫描
当水平和垂直偏转线圈中分别流过如图1.3-3(d)、(e)所示水平和垂直扫描电流时,就能产生逐行扫描光
栅。图1.3-3(a)和(b) 分别是场正程和场逆程期间的扫描光栅,图中实线是行扫描的正程线,虚线是行扫描的
逆程线。其特点是:①行频是场频的整数倍,故相邻场的光栅重迭,形成逐行 扫描的光栅。②fH>>fV,故电子束的
水平运动速度 dx/dt 大于垂直运动速度dy/dt ,从而形成水平倾斜的光栅。反之,若fv>>fH,则形成垂直倾斜的光
栅。
在逐行扫描 中,若每场含有z行(z为整数),则。当z增加时,扫描光栅的水平倾
斜角减小而趋于平直;当z足够大时,人眼将分辨不出行扫描的光栅结 构,而只能看到一个均匀发光的平面。
二、隔行扫描
如果行频不等于场频的整数倍,则相邻场的光栅不能重迭,当时(n为整数),
相邻两场的光栅就能均匀相嵌,形成隔行扫描的光栅。
在隔行扫描 中,扫完一帧图象所需时间称为帧扫描周期Tv,其倒数1/TV=fF称为 帧频,并且存
若已知隔行 扫描的行、场扫描电流波形,则可先找出行(场)的起点和终点位置,从而画出其
扫描光栅。图1.3-4是隔行扫描的一个简例,设每帧有11行,,则每场有5.5行,
即
第二步,根 据在均匀磁场作用下,当偏转角较小时,扫描点在平面屏幕上的偏转距离与偏转电流近似
成正比的原理(见参考文献〔2〕,P.68);画出每行 (场)起点和终点在屏幕上的位置,从而画出隔
行扫描的光栅图。
1.3.4 扫描同步原理
一、同步的必要性
同 步是指收发两端在同一时刻,必须扫描在几何位置上相对应的象素点。为此,必须要求收、发两端行、
场扫描都同步。行同步的条件是行扫描同频率及每行起始和终 止时刻相同;场同步的条件是场扫描同频率且每
场起始和终止时刻相同。简言之,只有行、场扫描同频同相,收发才能同步;否则,就会失步。下面举例说明。
1. 若收发场同步,但收端行扫描频率比发端偏高。就会出现向右下方倾斜的黑白相间带状图象,如图
1.3-8(a)所示。其原因解释如下:假定收发都从第一行起点开始扫描,因收端行频偏高,发端第一行的
内容未播完 时,收端已经开始第二行的扫描了,故它把第一行消隐信号部分或全部移到第二行的正程,使
第二行左边开始位置出现黑道。当发端第二行未播完时,收端第三行扫 描更早地开始,于是把第二行的消
隐信号,甚至某些图象内容又移到第三行,使第三行出现黑道。与第二行的黑道相比,向右推移了一段距离,
……这样不断地向下 向右推移下去,就出现向右下方倾科的黑白相同的带状图象。
反之,当收端行频偏低时,会出现向左正文倾斜的黑白相间的带状图象,如图1.3-8(b)所示。
2. 若收发场同步,行扫描同频但不同相,假设相差半行时间。此时图象虽然可以稳定,但是出现图象左右割
裂的现象,如图1.3-9(b)所示。
3. 若收发行同步,但收端场扫描频率比发端高,就会出现向下滚 动的图象,如图1.3-10(a)所示。其原因是:
因收端场频偏高,发端第一场未播完,收端已开始第二场扫描,这样发端第一场下部的内容和场消隐信号移到收
端第二场的上方,而将发端第二场的内容顺序向荧光屏下方推 移。依次类推,出现整幅图象和一水平黑条(场消
隐信号形成)向下滚动的现象;并且接收机场频越高,图象向下滚动越快。反之,收端的场频低于发端时,图象
将 向上滚动,如图1.3-10(b)所示。
4. 若收发行同步,场扫描同频,但不同相,假设相差半场时间, 此时图象虽然可以稳定,但是出现图象上下
割裂现象,如图1.3-9(c)所 示。
综上所述,扫描的同步在电视中是极其重要的,否则收端根本无法正确重现原景物的图象。
在实际的电 视系统中,收发两端相对应的象素并非在同一时刻扫描,收端总有一些延时,只要所有象素
延时时间相等,图象还是同步的,不会产生失真。
严格地讲, 为了确保精确的同步,除了要求收发行场扫描同频同相外,还需要行、场扫描正程线性良好
和具有相同的幅型比,这样才能真正保证扫描象素在几何位置上一一对 应,图象才不会出现失真。
在电视中为 了保证扫描的同步,通常在发送端有一同步机产生行、场同步信号。它们同时控制摄象管和
显象管的行、场扫描,使两者保持同频同相。因此,摄象管和显象管的电 子束就能在同一时刻扫描相对应的象
素点。此外,同步机还产生行、场消隐信号,将行、场扫描回扫线消掉。