电视(卷名：电子学与计算机)
television
用电的方法即时传送活动的视觉图像。同电影相似，电视利用人眼的视觉残留效应显现一帧帧渐变的静止图像，形成视觉上的活动图像。电视系统的发送端把景物的各个微细部分按亮度和色度转换为电信号后，顺序传送。在接收端按相应的几何位置显现各微细部分的亮度和色度来重现整幅原始图像。电视首先在广播上得到应用，后又逐步推广于工业、军事、通信、医疗和科研等方面（见应用电视）。人们通过电视可以看到远距离处、不可到达的深海或核反应堆内部的即时景像。在没有光照或光照极微的地方，微光电视或红外电视能把人眼觉察不出的景像显示出可见的电视图像。
简史 1884年，德国科学家P.G.尼普科夫发明螺盘旋转扫描器，用光电池把图像的序列光点转变为电脉冲，实现了最原始的电视传输和显示。1925年美国C.F.詹金斯和1926年英国J.L.贝尔德相继实现影像粗糙的机械扫描电视系统。到1932年，人们改进了美国V.K.兹沃雷金1923年发明的光电摄像管。P.J.范思沃恩于1930年发明的电子扫描系统和RCA公司电子束显像管的改进，使电视进入了现代阶段。1937年在英国，1939年在美国开始了黑白电视广播。到50年代初期，黑白电视广播开始在各国普及。中国在1958年开始黑白电视广播。后来，人们根据红、绿、蓝三种基色光相加可得到不同彩色感觉的原理，开始彩色电视的研究。美国最先试播一种与黑白电视不兼容的顺序制彩色电视，到1953年采用了NTSC兼容制彩色电视制式，1954年正式广播。联邦德国、法国相继于1963年、1966年确定了兼容的PAL与SECAM彩色电视制式，与美国的NTSC制式并列为世界三种彩色电视制式，分别在世界各国和各地区得到采用。大多数国家从60年代后期转向彩色电视广播，中国从70年代初开始发展彩色电视广播，采用PAL-D，K制式。
工作原理 电视信号从点到面的顺序取样、传送和复现是靠扫描来完成的。各国的电视扫描制式不尽相同，在中国是每秒25帧，每帧625行。每行从左到右扫描，每帧按隔行从上到下分奇数行、偶数行两场扫完，用以减少闪烁感觉。扫描正程中传送图像信息。当扫描电子束从上一行正程结束返回到下一行起始点前的行逆程回扫线，以及每场从上到下扫完，回到上面的场逆程回扫线均应予以消隐。在行场消隐期间传送行场同步信号，使收、发的扫描同步，以准确地重现原始图像。
电视摄像 是将景物的光像聚焦于摄像管的光敏(或光导)靶面上，靶面各点的光电子的激发或光电导的变化情况随光像各点的亮度而异。当用电子束对靶面扫描时，即产生一个幅度正比于各点景物光像亮度的电信号。传送到电视接收机中使显像管屏幕的扫描电子束随输入信号的强弱而变。当与发送端同步扫描时，显像管的屏幕上即显现发送的原始图像。
电视信号传输分配的过程，以转播其他城市中的实况为例，一般从摄像机、电视中心或转播车，再经微波中继线路、发射台，最后到用户电视接收机。此外，电视广播卫星和电缆电视也分别是全国性和城市区域性电视传输分配的有效手段。
电视频段 各国的电视信号扫描制式与频道带宽不完全相同，按照国际无线电咨询委员会（CCIR）的建议用拉丁字母来区别。如M代表每秒30帧、每帧525行，视频带宽 4.2兆赫、加上调频伴音和调幅视频的残留下边带的总高频带宽是6兆赫；D，K代表每秒25帧、每帧625行，视频带宽6兆赫，高频带宽8兆赫。将视频基带的全电视信号连同伴音信号分别调制到甚高频 (VHF)或超高频(UHF)频段上进行广播发射。
国际上划分给电视广播用的频段在甚高频有Ⅰ、Ⅲ频段，在超高频有Ⅳ、Ⅴ频段。电视频道则是某一路电视广播的频率占有的标称频道位置。各国采用的电视标准不同，频道划分也不同。在中国，Ⅰ频段48.5～92兆赫，分为第1～5频道；Ⅲ频段167～233兆赫，分为第6～12频道(表1)。Ⅳ频段470～566兆赫，分为第13～24频道;Ⅴ频段 606～958兆赫、分为25～68频道。每个频道占有的频率间隔是固定的。中国的625行25帧D，K制式的标准见图1，其中图像信号对图像载频fp进行调幅，为保持低频的相位特性而采用残留边带形式。部分抑制下边带后的图像信号频带相对于fp 是-0.75～+6兆赫，伴音信号对伴音载频fs进行调频，伴音载频比图像载频固定高6.5MHz，调制后的伴音信号频率范围相对于fs为±0.25兆赫。这样每个电视频道共占用8兆赫的频率范围（表1<）。其他的制式标准见表2。
彩色电视制式 除包括相同于黑白电视的扫描、信道等以拉丁字母来区别的制式内容外(表2)，还根据发、收端对三基色信号的不同编码、解码方式构成不同的彩色电视制式。广播彩色电视制式要求和黑白电视兼容，也就是黑白电视机能收彩色电视广播，彩色电视机也能收黑白电视广播，但收到的都是黑白图像和伴音。为此，彩色电视根据相加混色法中一定比例的三基色光能混合成包括白光在内的各种色光的原理，同时为了兼容和压缩传输频带，一般将红(R)、绿(G)、蓝(B)三个基色信号组成亮度信号(Y)和蓝、红两个色差信号 (B-Y)、(R-Y)，其中亮度信号可用来传送黑白图像，色差信号和亮度信号相组合可还原出红、绿、蓝三个基色信号。因此，兼容制彩色电视除传送相同于黑白电视的亮度信号和伴音信号外，还在同一视频频带内同时传送色度信号。色度信号是由两个色差信号对视频频带高频端的色副载波进行调制而成的。为防止色差信号的调制过载，将蓝、红色差信号(B-Y)、(R-Y)进行压缩，经压缩后的蓝、红色差信号用U、V表示。
NTSC制 1954年美国正式广播的一种兼容彩色电视制式，也用于加拿大、日本等国。NTSC是美国国家电视制式委员会(National Television System Committee)的缩写。这种制式根据人眼分辨蓝、品红之间颜色细节的能力最弱，而分辨红、黄色之间颜色细节的能力最强的视觉特性，采用蓝、品红之间的色差信号Q和红、黄之间的色差信号 I来代替蓝、红色差信号U和V。用Q、I色差信号分别对初相角为 33°和123°的两个同频色副载波进行正交平衡调幅，以便于解码分离和抑制副载波，调制后的两个色差信号经混合组成色度信号。为在接收端对色度信号进行同步检波，须在发送端利用行消隐期间送出色同步信号。这种制式的特点是解码线路简单，成本低。
PAL制 1963年联邦德国为降低NTSC制的相位敏感性而发展的一种制式，于1967年正式广播，也用于英国和中国等国。PAL是相位逐行交变（Phase AlternationLine）的缩写。这种制式用U、V色差信号分别对初相位为0°和90°的两个同频色副载波进行正交平衡调幅，并把V分量的色差信号逐行倒相。这样，色度信号的相位偏差在相邻行之间经平均而得到抵消。这种制式特点是对相位偏差不甚敏感，并在传输中受多径接收而出现重影彩色的影响较小。
SECAM制 1967年在法国正式广播，也是为改善NTSC制的相位敏感性而发展的一种兼容彩色电视制式，还用于苏联和一些东欧国家。SECAM 是顺序传送彩色和存储(Séquential Couleurà Mémoire)的缩写，是在同时传送亮度、色度信号的情况下，发送端对红、蓝色差信号分别逐行依次传送。但在接收端解码时，需要同时有亮度和红、蓝色差信号才能还原出红、绿、蓝三基色信号，因此在接受解码器中利用延迟线将收到的其中一个色差信号储存一行的时间，再与下一行收到的亮度（已在发端延迟一行）和另一个色差信号一起组成三个用作解码的信号。色度信号由红、蓝两个色差信号分别对有一定频率间隔的两个色副载波调频而成。这种制式的特点是受传输中的多径接收的影响较小。
全电视信号 电视视频基带内传输图像的复合信号。黑白电视的全电视信号包括：扫描逆程期间的行(水平)、场(垂直)扫描同步和消隐信号、扫描正程时间的黑白亮度信号。其中同步信号使收发的扫描同步，以保证接收图像的稳定重现；消隐信号用来消除回扫亮线干扰；黑白亮度信号供黑白或彩色电视机接收黑白电视图像。彩色电视的全电视信号（图2）除有同于黑白电视的内容外，还有色同步信号和色度信号。其中色同步信号在扫描逆程期间传送，在NTSC制和PAL制中，它提供接收解码器所需色副载波的频率和相位基准，在 SECAM制中，它作为行顺序识别信号。色度信号在扫描正程期间和黑白亮度信号同时传送，它占用视频基带的高频端少部分。经解调得到两个色差信号，黑白亮度信号占用视频基带自低频以上的大部分，除供黑白电视机接收黑白图像，还和两个色差信号一起进入矩阵网络，还原成红、绿、蓝三基色信号，放大后送到彩色显像管显示彩色图像。
70年代以来，由于固体电路和数字技术的进展，音频视频信号的数字编码和处理以及卫星技术的应用，开辟了电视技术的新方式。在数字控制方面有：连续广播过程的自动控制、磁带编辑系统、演播室灯光程序系统、摄像机自动调整、自动重演的切换－特技系统、电视艺术作画、计算机动画系统等。数码化视频设备方面有：制式标准转换器、电子静止图像库、帧同步机、时基校正器、视频降噪器等。轻小型化、多功能化的设备系统推动了电子新闻采访和电子现场节目制作的发展。另外，卫星传输技术、电缆分配系统、家用电视系统、采用电荷耦合器件的全固体化摄像机、文字广播、电视数据、接收机采用数字技术、大屏幕（投影）电视、高清晰度电视、立体电视等新技术的进展，更扩大了电视的应用范围。
电视网 一个国家或地区内分布设置的电视发射、节目制作和节目传输交换设施的总的组合体系。其中，电视发射台广播发射电视信号，其设置根据政治、经济、文化要求和人口、地形等条件进行合理分布；电视中心(包括电视录像车、转播车等)制作节目；电信局的电视控制中心通过微波通信网络进行城市间的节目传输交换。不少国家利用通信卫星传送电视节目，增大了城市间与州际节目传输交换的灵活性。小功率转发台或电缆电视则是用作区域性电波覆盖或广播业务的补充形式。部分国家将于80年代中期发射直播卫星，并生产家用的接收装置，用于实现卫星电视广播的个体接收，即由各家各户直接接收广播卫星的电视信号，形成全国范围的卫星直播覆盖。
在中国，电视网由中央、省、市、县四级（包括电视发射和节目制作交换）构成，四级混合覆盖，以形成全国统一的电视网。电视网的基本单位是电视台，它包括：电视发射台、电视中心和管理机构。用以布网的电视发射台有大功率(1～30千瓦)、中功率(100瓦、300瓦)和小功率（≤50瓦）的三种，以中、小功率的为主。在具有大、中功率电视发射台的各电视台间，一般通过微波通信网进行节目传输交换。小功率发射台主要是接收大、中功率发射台的信号进行转发。中国的卫星电视广播主要是利用地面电视网点接收直播卫星的电视信号进行转发或分配的直播卫星集体接收系统。
参考书目
天津大学电视研究室编著：《电视原理》，国防工业出版社，北京，1981。
G.W.Bartleft，NAB Engineering Handbook，McGraw-Hill，New York，1975.