《广播电视技术概论》

第一章概述小结

一、广播的定义 ：一种“ 定点发送、群点接收 ”的通信方式。

• “广播”的两层含义：

• 1 、泛指 ：通过无线电波或有线系统向广大听众或观众传送节目的过程。

• 2 、特指 ：声音广播。

• 二、广播电视的特点 ：

• 1 、形象化 ：以声音和图像的形式来传递信息。

• 2 、及时性 ：以电波传播的速度来传送信息。

• 3 、广泛性 ：覆盖范围最广泛的一种传播媒介。

• 三、广播电视的发展沿革

• 1 、三代广播： （第一代） AM- 调幅声音广播，（第二代） FM- 调频声音广播，（第三代）

• DAB- 数字声音广播。

  • 2 、三代电视： （第一代）黑白电视广播，（第二代）彩色电视广播，（第三代）数字电视

• 和高清晰度电视广播。

四、广播电视系统的基本组成和作用

• 1 、节目制作与播出 ：利用必要的广播电视设备及技术手段制作出符合标准的广播电视

节目信号，并按一定的时间顺序（节目表）将其播出到发送传输端。

• 2 、发送与传输 ：将广播电视节目信号进行一定的技术处理（如编码、调制等）后，经

过某种传输方式（如地面射频传输、卫星广播、有线传输等）传送到接收端。

• 3 、接收与重现 ：接收广播电视节目信号，并对其进行必要的处理和变换，最终还原成

图像及声音。

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• 4 、监测网 ：对广播电视链路中的各个环节进行信号的监测，及时了解播出安全的播出

的质量情况。

五、广播电视的基本传输方式

• 1 、地面无线电开路传输 ：主要业务有调幅中、短波广播、调频广播、 VHF/UHF 频段

电视广播等。

• （ 1 ） 调幅广播 ：中波 MW 调幅广播的频率范围是 526.5 ～ 1605.5 kHz ，每个频道的带

宽为 9 kHz ，共划分为 120 频道；主要是地波传播。短波广播 SW 的频率范围是 2.3 ～ 26.1 M

Hz ，每个频道带宽是 10 k Hz ，；主要是天波传播。

• （ 2 ） 调频广播 ：频率范围为 87 ～ 108 M Hz ，每套调频节目所占带宽为 200 k Hz 空间波

• 直线传播（视距）。

  • （ 3 ） VHF/UHF 地面电视广播 ：每个频道带宽是 8 M Hz ，共安排了 68 个标准频道，

从 DS-1 到 DS-68 ，其中，甚高频（米波） VHF 的标准频道从 DS-1 到 DS-12 ；特高频（分

米波）的标准频道从 DS-13 到 DS-68 ，空间波直线传播（视距）。

• 2 、有线网络传输 ：利用同轴电缆、光缆等媒介进行传输，通过一定的分配网络，为用

户提供多套广播电视节目的网络系统。

• （ 1 ） CATV 增补频道划分 ： 111-167MHz 有 Z-1 ～ Z-7 的 8 个频道， 223-463MHz 有

Z-8 ～ Z-37 的 30 个频道， 566-606MHz 有 Z-38 ～ Z-42 的 5 个频道，合计 42 个增补频道。

（ 2 ）双向 HFC 网波段划分表

波段	频率范围		业务内容
			上行窄带数据业务、网络管理
	Ra：5.0-20.2MHz
R		上行业务	（上行）
	Rb：20.2-58.6MHz		上行宽带数据业务

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上行窄带数据业务、网络管理
Rc ： 58.6-65.0MHz
（上行）
X 65-87 MHz 过渡带
FM 87-108MHz 广播业务
模拟电视及数字电视广播
下行业务
A 110-1000MHz 网络管理控制（下行）
下行宽带数据业务

（ 3 ）现有 CATV 系统下行参数表

上限频率	标准频道	增补频道	可传模拟电视套数
300MHz	DS-6～DS-12	Z-1～Z-16	23
450MHz	DS-6～DS-12	Z-1～Z-35	42
550MHz	DS-6～DS-22	Z-1～Z-37	54
750MHz	DS-6～DS-42	Z-1～Z-42	79
860MHz	DS-6～DS-56	Z-1～Z-42	93

• 3 、卫星传输 ：利用地球同步卫星上的转发器进行信号的传输。

广播电视卫星传输主要使用频段：

• （ 1 ） C 频段（ 3.7 ～ 4.2 GHz ）：有 24 个频道。

• （ 2 ） Ku 频段（ 11.7 ～ 12.75 GHz ）：有 24 个频道。

• 4 、增加两种新的传输方式 ：

• （ 1 ）因特网广播

• （ 2 ）移动多媒体广播

六、广播电视制播设备和技术

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• 1 、声音信号 ：录音室（或播音室）、传声器、拾音技术、调音台、录音设备、声音节目

的编辑加工设备、高质量的监听系统等。

• 2 、图像信号 ：演播室、摄像机、录像机、编辑制作设备、视频切换台等。

• 七、接收与重现

• 1 、 接收设备 ：在接收端接收所传送的信号，并经过一定的处理及变换后送往显示器或

扬声器进行音像重现的设备。

• 2 、 三种基本接收方式 ：有线接收、地面无线接收、卫星接收。

• 3 、 终端设备 ：（ 1 ）扬声器：将音频信号转换成声音信号的电－声转换设备。（ 2 ）显示

• 器：将视频信号转换成光图像的电－光转换设备。

  • 八、广播、电视监测

  • 1 、监测方式 ：固定监测、流动监测、遥控监测。

  • 2 、传输方式 ：无线传输、有线传输、卫星传输。

  • 3 、工作频段 ：中波广播、短波广播、 调频广播、地面电视 、有线电视 、卫星电视。

  • 4 、监测数据 ：开路监测（服务区内某接收点动态监测）、闭路监测（通路有限范围内

信号传输的监测）。

• 5 、四个监测网 ：卫星数字电视监测网、有线广播电视监测网、无线广播电视监测网、

海外广播电视监测网。

第二章声音广播基础知识小结

• 一、声音 ：物体振动产生的声波通过介质对人耳产生的感觉。

• （一）声音产生和传播

• 1 、声音的产生 ：粒子波动运动的结果，由物体机械振动或气流扰动引起弹性媒质发生

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波动产生。

• 2 、声音的传播 ：必须通过空气或其它的媒质形成声波进行传播。

• 3 、声音的传播特性 ：（ 1 ）声源的方向性，（ 2 ）声波的反射和折射，（ 3 ）声波的衍射与

散射。

• （二）描述声波的基本参量

• 1 、频率 ：空气密度和压力每秒钟变化的次数，常用符号 f 表示，单位是赫兹（ Hz ）。

• 2 、周期 ：一个声波完成一次振动所需要的时间，用符号 T 表示，单位为秒（ s ）。

• 3 、波长 ：声波在一个周期的时间内传播的距离，用符号λ表示，单位通常为米（ m ）。

• 4 、传播速度 ：声波每秒内传播的距离，用符号υ 表示，单位为米 / 秒（ m/s ）。

• （三）表征声音强弱的参量

• 1 、声压 ： 声波引起的交变压强 ，单位是帕（ Pa =1N/m² ） 基准声压 =2 × 10^-5 Pa 。

• 2 、声功率 ： 声源在单位时间内向外辐射的总声能，声源辐射功率。 单位是瓦（ W ）。

• 3 、声强 ： 声波能流密度，穿过垂直于声波传播方向上单位面积内的声功率， 用符号 I

表示，单位是 W/ m² 。 基准声强 （参考声强） = 10^-12 W/ m² 。声强与声压的平方成正比关系。

• （四）声音的三要素

• 1 、响度（声音的大小） ：人耳对声音强弱的主观感觉。可用声压级表示。与声波的幅度

密切相关。

• 2 、音调（声音频率的高低） ：人耳对声音高低的感觉。与声波的基波频率密切相关。

人能听到声音的范围是 20Hz~20kHz 。

• 3 、音色（声音的特色） ：人耳对各种频率、各种强度的声波的综合反应。与声波的频

• 谱（波形）密切相关。

（五）电平和分贝的概念

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• 1 、电平的定义 ：某点功率 P1 与选定基准功率 P0 之比的对数关系，用分贝表示。

  • P1(dB) = 10lg(P1/P0) [dB]

• 2 、电平的性质 ：描述功率的物理量。

• 3 、绝对电平： 由于可采用不同的基准电平 P0 ，所以形成不同的分贝制。

当 P 0=1[W ] 时，则称 P1(dB) 的值为以分贝瓦 [dBW] 为单位的绝对功率电平。

当 P 0 =1[mW ] 时，则称 P1(dB) 的值为以分贝毫瓦 [dBm] 为单位的绝对功率电平。

在射频和视频系统中，若阻抗同为 z =75Ω 时，则电平 P1(dB) = 10lg(P1/P0) =10lg[(U22/z2) / (U12/z1) ] = 20lg (U2/U1)+ 10lg(z1 / z2) = 20 lg (U1/U0)[dB] 。

当 P 0 =(1mV)² /75Ω=0.0133μW 时，则称 P1(dB) 的值为以分贝毫伏 [dBmV] 为单位的绝对

电压电平。当 P 0 =(1μV)² /75Ω=0.0133pW 时，则称 P1(dB) 的值为以分贝微伏 [dBμV] 为单位 的绝对电压电平。

d B
0 [d B W ]
3 0 [d B ]
0 [d B m ]
4 8 .7 5 [d B ]
0 [d B m V ]
6 0 [d B ]
0 [d B μ V ]

在音频系统中，若阻抗同为 z =600Ω 时，当 P 0 =(0.775V)² /600Ω=1 [mW ] ，则称 P1(dB)

的值为以分贝音频单位 [dBu] 为单位的绝对电压电平。

• 4 、相对电平 ：用分贝表示两个电平的相对大小。设测量点 2 和测量点 1 处的功率分别

• 为 P2 和 P1 ，电压分别为 U2 和 U1 ，阻抗分别为 z2 和 z1 ，则 P2 相对于 P1 的相对电平可表示

• 为 A[dB]= 10lg(P2/P1) = 10lgP2- 10lgP1 = P2 [dB] - P1 [dB]

• =10lg[(U22/z2) / (U12/z1) ] = 20lg (U2/U1)+ 10lg(z1 / z2)

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当 z2 = z1 时， A[dB]= 20 lg (U2/U1)[dB]

A[dB]>0 ，放大器； A[dB] <0 ，衰减器； A[dB]=0 ，保持器。

• 5 、常用分贝制之间的转换 ：

  • 0 [dBW]=30 [dBmW] ， 0 [dBmW] =48.75 [dBmV] ， 0 [dBmV] =60 [dBμV]

• 6 、电信号分贝值的几种表示方法：

  • （ 1 ）功率放大倍数 = 10lgPo/Pi (dB)

  • （ 2 ）功率信噪比 =10lgS/N (dB)

  • （ 3 ）电压放大倍数 =20lgUo/Ui (dB)

  • （ 4 ）功率电平级 =10lgP/Pr (dB)

  • （ 5 ）电压电平级 =20lgU/Ur （ dB ）

• 7 、分贝速算简表

真数x	10lg x[dB]	20lg x[dB]
1	0	0
2	3	6
3	4.75	9.5
4	6	12
5	7	14
6	7.75	15.5
7	8.5	17
8	9	18
9	9.5	19
10	10	20

二、传声器和扬声器

（一）传声器

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• 1 、作用 ：将声音振动转变为相应的电流变化的换能器件。 声能机械能电能

• 2 、常用 ：动圈传声器和电容传声器。

• 3 、原理 ：（ 1 ）声波接收器：感应外界的声波并将其转换成相应的机械振动（ 声能—机

械能 ），（ 2 ）力 / 电换能器：将机械振动转换成相应的电信号（ 机械能—电能转换 ）。

• （二）扬声器

• 1 、作用 ：将按声音变化的电信号转换为声音信号的换能器件。 电能机械能声能

• 2 、种类 ：电动式、压电式、舌簧式等。

• 3 、原理 ：（ 1 ）通过交变电流的音圈在电磁力作用下产生振动， 电能—机械能转换 ，（ 2 ）

• 振膜随着音圈振动，产生声音， 机械能—声能转换 。

三、立体声原理

• （一）双耳听觉特性

• 1 、立体声： 具有层次分明、具有立体感（方位感和深度感）的声音效果。

• 2 、人耳辨别声源方向的两个物理因素 ：（ 1 ）声音到达左右耳的 时间差 （或 相位差 ）；（ 2 ）

• 声音到达左右耳的 声级差 （或 强度差 ）。

  • 3 、立体声广播中实际立体声效果实现方式 ：使用声级差方式实现，便于和单声道系统

兼容。

• （二）立体声的拾音方式： （ 1 ） A-B 方式，（ 2 ） X-Y 方式，（ 3 ） M-S 方式，（ 4 ）仿真

• 头方式，（ 5 ）多声道拾音方式。

  • （三）立体声的听声

  • 1 、最佳听声位置 ：左右扬声器连线为底边的等腰三角形的顶点。

  • 2 、双声道听声系统 ：利用两个扬声器的声级差产生的声像分布实现立体声效果。利用

声级差的方法有利于立体声和单声道之间兼容。

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（四）多声道环绕声

• 1 、 5.1 声道

• （ 1 ）聆听者前面 3 个声道： L= 左， C= 中， R= 右。

• （ 2 ）聆听者后面 2 个声道： LS= 左环绕， RS= 右环绕。

• （ 3 ）聆听者前面增加 .1 声道（大约 150Hz 以下超低音）： LFE= 低音炮。

• 2 、 6.1 或 7.1 声道 ：在 5.1 声道基础上增加 1 或 2 个环绕声，放置在左环绕和右环绕之

• 间。

四、数字音频技术基础

• （一）数字音频基本概念

• 1 、 模拟信号和数字信号

• （ 1 ） 模拟信号 ：在时间和幅度上都连续变化的信号。

• （ 2 ） 数字信号 ：在时间和幅度上都离散的信号。

• 2 、 模拟信号和数字信号两者之间的区别

信号	信号基本特征	信息表示方法
模拟	无限连续性：函数的取值为无限多个，	准确比例性：待传递的信息可准确表示且
信号 数字 信号	信号的定义域和值域都是连续的。 有限离散性：函数的取值为有限多个， 信号的定义域和值域都是离散的。	包含在信号的波形之中（比例关系）。 近似对应性：待传递的信息只能近似表示， 且包含在码元的不同组合之中（对应关 系）。

（二） 声音信号数字化

• 1 、取样 ：将时间轴上连续的信号成为时间上离散的脉冲序列，即将信号在时间域离散

化。

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• （ 1 ） 奈奎斯特取样定理 ： 要想取样后能够不失真地恢复出原信号，则取样频率必须大

于信号最高频率的二倍。 fs 2 fm

①取样后的频谱中，各个周期之间相互不重叠。

②采用一个截至频率为 fs/2 的低通滤波器可将原始信号的频谱恢复。

• （ 2 ） 数字音频取样频率 ：①数字卫星广播： 32kHz ，② CD ： 44.1kHz ，③演播室： 48kHz 。

• 2 、量化 ：在幅度轴上将连续变化的幅度值用有限位的数字表示，即将信号幅度离散化。

• （ 1 ） 量化比特数（ n ）与十进制的量化等级数（ M ）之间的关系： n = log2M

• 量化比特数 = log2 量化等级数

• （ 2 ） 数码率 = 取样频率（ fs ）×量化比特数（ n ）（ bps, 比特 / 秒）

• （ 3 ） 存储量 = （采样频率×量化比特数×声道数 ） /8 （ Byte, 字节）

• （ 4 ） 量化信噪比：

• ① 单极性的信号（如亮度信号）： SNR[dB]=10.76+6n [dB]

• ② 双极性的信号（如声音信号）： SNR[dB]=1.76+6n [dB]

• 3 、编码 ：将已量化的信号幅值用二进制或多进制数码表示。

• （ 1 ） 信源编码 （ Source Encoding ）：解决模拟信号的数字化、降低冗余度和提高数字信

号的有效性所进行的编码。主要任务：① A/D 变换，②压缩编码。

• （ 2 ） 信道编码 （ Channel Encoding ）：提高数字传输可靠性、降低误码率、按一定规则

加入冗余码元所进行的编码。主要任务：①码型变换，②（ 2 ）差错控制。

• （三）数字信号处理系统组成

• 1 、前置低通滤波器 ：将输入信号中高于某一频率（即取样频率的一半）的频谱分量滤

• 除，以保证取样后不发生频谱重叠。

  • 2 、模 / 数（ A/D ）转换器 ：对滤波之后的模拟信号进行取样、量化和编码，将模拟信号

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