将一幅活动图像和声音远距离的传送到人的眼前,这就是电视技术。整个过程包括电视摄像及电视信号的形成(光—电、声—电转换)、电视信号传输(无线、有线、卫星信道)、电视信号接收和还原(电—光、电—声转换)等。
一、光—电转换
光—电转换:摄像管或摄像头将景物画面的光信号变成视频电信号的过程。这个视频电信号就叫图像信号。
二、模拟摄像机的光电转换的原理
图1-12是摄像机的实物图,摄像机分为模拟摄像机和数字摄像机。以模拟摄像机为例,图1-13(a)是光电管结构图,它主要由光电靶和电子枪两部分组成,外套有偏转、聚焦、校正线圈。被摄景物通过摄像机的光学系统在光电靶上成像。光电靶是由光敏半导体材料制成的,这种光敏材料在光照强时电阻值小,流过的电流大;光照弱时电阻值大,流过的电流小,光电靶将景物变换成随亮暗变化的电信号。图1-13(b)是光电靶光电转换的原理图。摄像管阴极发出的电子束在偏转线圈的作用下按照从左到右、自上而下的顺序依次扫描光电靶面的每一个单元,将靶面图像分解成一个个像素,通过这种电子束扫描的方式将空间光信号转换时序的电信号。像素亮度不同流过回路的电流不同,C点输出的电信号就反应了图像的亮暗。图像亮时电平低,图像暗时电平高,即输出的视频信号电压高低与图像的亮暗成反比的叫负极性图像信号,电视技术广泛采用的是负极性图像信号。反之,叫正极性图像信号。
图1-12 摄像机(www.xing528.com)
图1-13 摄像管的光—电转换图
三、数字摄像机的光—电转换原理
数字摄像机的感光元件分为CCD和CMOS两大类。CCD(Charge Coupled Device)即电荷耦合器件图像传感器,它是由一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号。CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)即互补性氧化金属半导体和CCD一样同为在数码摄像机中可记录光线变化的半导体。采用矩阵扫描,如图1-14中的x3和y3的交界处是感光器件就是摄像机,如果交界处是发光或者透光器件则是显示器。行线X和列线Y构成一个矩阵,通过CPU控制,可以将一幅画面的每个像素转换成时序电信号,再经过数模转换(DA转换)输出数字电视信号。
图1-14 矩阵扫描
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