电视广播制式分类

Posted 2020-09-30 Kavinxue

写在前面的话

　　电视在19世纪初出现，到现在走过近百年时间，电视系统也从早期黑白电视的纯硬件开发到近代的嵌入式开发，以及现代的安卓系统开发，电视系统界面越来越丰富，功能选项也变得更多。特别是在安卓时代，电视引入了安卓系统，使得电视也从一个显示器变成了一个大屏幕手机，能实现手机大部分的功能。

　　为什么说黑白电视时代系统是属于纯硬件开发呢？因为在早期电视只做为一个接收设备，没有太多的交互功能。工作原理是将天线上接收到的信号通过高频头解调，通过电路分离成图像信号和声音信号，处理过程中不需要通过软件处理，这阶段的电视上面一般都是几个按键来搭配一起调节声音及颜色，基本无UI显示之类，也没办法使用遥控器来操作。

　　中期电视系统是嵌入式系统，专门围绕电视硬件设计了一套系统软件，此时电视硬件增加处理器、 EPROM芯片等硬件，软件开始介入到电视的基本功能中。这阶段的电视可以使用遥控器来操作，且在操作过程中显示对应的UI界面，电视接口变得丰富，从开始的只存在AV接口和RF接口，增加了HDMI、USB等端口。数字电视中增加了EPG信息，可以观看到EPG信息等。嵌入式操作系统优点：稳定、定制化、开机速度快等，缺点：一套系统用终身，没有客制化定制，不能安装软件等。

　　安卓电视系统，也就是现在的互联网智能电视，它最大的特色是可以连接互联网，也可以安装apk，设计对应的apk，和其他设备进行互联，控制其他的设备等。典型的电视代表为小米、乐视、微鲸和PPTV，这些电视已经弱化了电视信号的功能，更主要的聚中在在线视频的播放，软件系统可以在连接上网络后通过在线系统更新解决一些软体缺陷，也可以通过后台来更改一些用户的数据，了解用户的习惯来推荐一些内容。这阶段的电视存在着CPU、memory,出现问题时也就更难定位是硬件出现问题还是软件出现问题。

　　不管电视系统如何变化，国家都规定了电视都必须存在高频头，即可接收广播电视信号。所以对电视信号存在的制式都必须要了解。电视信号发展这么多年，总体划分为模拟信号（analog signal）和数字信号(digital signal)。

　　模拟电视信号指信号经过采集，通过射频（RF）发送接收，射频频率范围一般在300KHz~300GHz之间，电视频率范围一般在45MHz~900Mhz之间，频段归属于国家管制和分配。电视图像和声音在传输过程中调制在某一个频段通过发射台发送出去，电视在一定的范围内收到信号后通过高频头解调出图像和声音，处理分离之后显示在电视上。

　　数字电视信号指信号采集、传输过程到用户端均采用数字方式处理，都是通过由0、1数字串所构成的二进制数字流进行传输接收。国内DTMB频率发射范围在110Mhz~862Mhz.实际我在测试中看到的是50MHZ~954MHZ之间，后面再去祥查下资料。

模拟信号

　　模拟信号在世界范围内划分为30多种制式，但总的可以区分为三种制式：PAL、NTSC、SECAM，国内使用PAL制式，台湾、日本、韩国及欧美大部分国家和地区使用的是NTSC制式，俄罗斯使用的是SECAM制式，PAL和NTSC这两种制式不兼容，例如在NTSC制式下播放PAL影像，画面变成黑白，反之一样。

　　PAL制式（Phase-Alternative Line）

　　中文名称为正交平衡调幅逐行倒相制，这种制式帧速率为25fps,每帧625行325线，标准分率率：720*576。

　　这种制式每秒扫描50场，即1秒播放25幅画面，电视扫描线为625线，PAL制式的供电频率为50HZ，画面宽高比为4：3。

　　细分下来，PAL制式后面可以带许多种伴音制式，例如：D/K、B/G、I、M、N，后面带的就是伴音制式，例如国内使用的为PAL/DK，这种制式指亮度带宽为5.5MHZ，伴音带　宽为6.5MHZ，B/G伴音制式带宽为：5.5MHZ，I制式带宽为：6.0MHZ。

　　NTSC制式（National Television System Committee 美国电视系统委员会）

　　中文名称：正交调制式，帧速率为30fps，每帧525行262线，标准分辨率：720*480

　　NTSC制式采用隔行扫描，每秒扫描60场，每秒播放30幅画面。电源频率：60HZ,电视扫描线525线，画面宽高比为16：9或4：3，主要应用地区在台湾、日本、美国等地。

　　NTSC制式图像带宽为6.2MHZ，相对于PAL制式，NTSC分辨率不占优势，约为34万像素。NTSC主要的伴音制式是NTSC-M

　　SECAM制式（Sequential Coleur Avec Memoire）

　　SECAM是法文的缩写，意为顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号制，中文名为：行轮换调频制，是法国在1956年提出，主要应用在法国、东欧、中东一带。

　　SECAM的电视扫描线也是采用625线，供电频率：50HZ，图像带宽6MHZ，画面比例4：3，标准分辨率720*576

　　三种制式大致区别图：SECAM制式的分辨率是720*576，下图画错了。

 数字电视信号

　　数字电视以高清晰度，存储更多的电视节目，更多的用户交互功能，带有EPG信息等优点被当做为未来主要的电视主流发展方式。数字信号还有个最大的功能，可以控制暴力等级的片源，防止儿童观看超过年龄段的影视。和模拟信号制式一样，它也存在着多种数字信号制式。例如美国使用的ATSC、日本使用的ISDB-T、欧州使用的DVB-T、国内使用的DTMB和ADTB-T制式。

　　DTMB数字信号（Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting）

　　国内使用的两种数字信号模式分别为DTMB（清华大学制定多载波调制）和ADTB-T（上海交通大学制定单载波调制）两种标准，两种制式都需要支持，2006年国家标准化管理委员会规定数字广播标准，采用DMB-T/H

　　中国数字电视信源编码标准采用AVS进行编码，同时支持MPEG-2编码。

　　所谓单载波调制，就是将需要传输的数据流调制到单个载波上进行传送，如：4-QAM（QPSK）、8-QAM、16-QAM、32-QAM、64-QAM、128-QAM、256-QAM或8-VSB、16-VSB等都是单载波调制，上海交大采用的是16-QAM调制。清华大学DTMB采用的是多载波调制。两种方法说不上优缺，就看最后国家选中哪一种。

　　QAM调制也叫正交幅度调制，简称正交调幅；因为正交调幅有很多种调制模式，如上面列出的就有7种，一般记为n-QAM，n表示各种调制映射到星座图上的模数。模数越低，调制和解调电路就越简单，但传输的码率也相应降低，例如：4-QAM的码率为2bit/S，而16-QAM的码率为4bit/S。一般，信号传输条件越差，选择的模式就越低，例如：卫星通信只能选择QPSK，而有线电视可选64-QAM和128-QAM，甚至256-QAM；对于地面电视广播，信号发送一般选8-QAM、16-QAM、32-QAM，最高只能选到64-QAM。

　　ATSC（Advanced Television Systems Committee）

　　ATSC是美国使用的一种数字信号，ATSC制信源编码采用MPEG-2视频压缩和AC－3音频压缩；信道编码采用VSB调制，提供了两种模式：地面广播模式（8VSB）和高数据率模式（16VSB）出口美国或者欧州相关国家，对于电视的分级系统都非常重视。在测试中必须对每一个分级进行功能验证。

　　DVB-T(Digital Video Broadcasting- Terrestrial)

　　欧州国家采用的一种数字电视信号制式，系统可采用QPSK、16QAM、64QAM三种调制方式，现在最新的电视为升级版本的DVB-T2。大致功能相差不大。

　　ISDB-T（Integrate Services Digital Broadcasting-Terrstrial)

　　日本和巴西采用的一种数字电视制式，在电视中存在一个特殊端口，需要插B-CAS卡消费才能看电视节目。

总结

　　上述电视写的比较简单，只是说一些概念，没有太扩展开来讲。虽然未来只会存在数字信号，但现阶段还处于过渡其，所以出现模拟和数字信号共存的问题，例如在国内，同一台电视就需要做到既可以收到模拟PAL/DL信号，也要收到数字DTMB信号。现在硬件技术比较先进，一般的电视接头均可以接收到三种模拟信号制式，可以在菜单中进行调节。