电视原理 第2章

1、电视原理与现代电视系统电视原理与现代电视系统第第1章章 电视基础知识电视基础知识第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号 第第3章章 广播电视系统广播电视系统第第4章章 电视接收系统电路分析电视接收系统电路分析 第第5章章 有线电视系统有线电视系统第第6章章 数字电视与高清晰度电视数字电视与高清晰度电视 绪绪 论论第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号2.1 兼容制传送方式兼容制传送方式2.2 标准彩条信号标准彩条信号2.3 色度信号与色同步信号色度信号与色同步信号2.4 NTSC制色差信号及编、解码过程制色差信号及编、解码过程2.5 PAL制

2、及其编、解码过程制及其编、解码过程2.6 SECAM制及其编、解码过程制及其编、解码过程A 电视系统分解力电视系统分解力分分垂直分解力垂直分解力和和水平分解力水平分解力。 垂直分解力取决于垂直分解力取决于显示行数显示行数、图像的状况图像的状况以及以及图像与扫线相对位置等因素；图像与扫线相对位置等因素； 水平分解力取决于水平分解力取决于电子束横截面大电子束横截面大 小小, ,即与电子束直径相对于图像细节宽度大小有关。即与电子束直径相对于图像细节宽度大小有关。 Q1A 孔阑效应孔阑效应电子扫描时，电子扫描时，电子束有一定的截面积电子束有一定的截面积, 因因此水平扫描时使此水平扫描时使黑白像素界线黑

3、白像素界线的的图像信号电压不能突变图像信号电压不能突变, 存在一过渡期。导致恢复图像时存在一过渡期。导致恢复图像时黑白像素界线模糊黑白像素界线模糊,无法反无法反映黑白变化的细节。映黑白变化的细节。 影响：使高频分量的幅度下降影响：使高频分量的幅度下降 轮廓不清楚；轮廓不清楚； 原因：电子束截面积原因：电子束截面积 图像细节的尺寸；图像细节的尺寸； 方法：在接收端加方法：在接收端加轮廓校正电路轮廓校正电路-高频补偿。高频补偿。Q2A显像管的结构显像管的结构: : 电子枪、荧光屏和玻璃外壳三部分组成。电子枪、荧光屏和玻璃外壳三部分组成。 其中电子枪用来发射密度可调的电子流。其中电子枪用来发射密度可

4、调的电子流。 （1 1） 灯丝灯丝给阴极加热。给阴极加热。 （2 2） 阴极阴极受热后发射电子。受热后发射电子。 （3 3） 栅极栅极信号加在栅极与阴极间，用以控信号加在栅极与阴极间，用以控制电子束强弱。制电子束强弱。 （4 4） 加速极加速极A1A1对电子束加速。对电子束加速。 （5 5） 高压阳极高压阳极A2A2、A4A4使电子束高速打在屏幕使电子束高速打在屏幕上荧光粉发光。上荧光粉发光。 （6 6） 聚焦极聚焦极A3A3它与它与A2A2、A4A4电极一起组成电子电极一起组成电子透镜，使电子束在屏幕上聚焦成一点。透镜，使电子束在屏幕上聚焦成一点。 Q3A兼容兼容：彩色电视机彩色电视机能够能

5、够接收黑白接收黑白电视信号并能电视信号并能显示黑显示黑 白白图像图像逆向兼容逆向兼容； 黑白电视机黑白电视机能够能够接收彩色接收彩色电视信号并能电视信号并能显示黑显示黑 白白图像图像正向兼容正向兼容。兼容的必备条件：兼容的必备条件： （1）彩色电视信号包含彩色电视信号包含亮度信号亮度信号和和色度信号色度信号。 （2） 相同的频带宽度、图像载频和伴音载频相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。 （3） 相同扫描制式相同扫描制式（方式、扫描频率及参数）。（方式、扫描频率及参数）。 （4） 尽可能地尽可能地减小色度信号对亮度信号的干扰减小色度信号对亮度信号的干扰。Q4A1. 1. 兼容效果好，兼容效果好

6、，可减少色度信号对亮度信号的干扰；可减少色度信号对亮度信号的干扰； 2. 2. 可节省色度信号的发射功率；可节省色度信号的发射功率； 3.3. 能够实现恒定亮度原理，能够实现恒定亮度原理，被摄景物的亮度与色差信号失真被摄景物的亮度与色差信号失真与否无关与否无关, , 只与亮度信号本身的大小有关。只与亮度信号本身的大小有关。4. 4. 有利于高频混合。根据大面积着色原理，有利于高频混合。根据大面积着色原理，传送色度信号传送色度信号则则利用较窄的频带利用较窄的频带1.3 MHz1.3 MHz大面积的色调大面积的色调, ,传送亮度信号传送亮度信号时时占有全部视频带宽占有全部视频带宽6 MHz6 MH

7、z图像的细节图像的细节。Q5度信号度信号。（2） 相同的频带宽度、图像载频和伴相同的频带宽度、图像载频和伴音载频音载频。（3） 相同扫描制式相同扫描制式（方式、扫描频率（方式、扫描频率及参数）。及参数）。（4） 尽可能地尽可能地减小色度信号对亮度信减小色度信号对亮度信号的干扰号的干扰。第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号同。同。如果三基色分量不相等如果三基色分量不相等, , 三基色三基色信号的信号的比例比例色调色调, ,三基色分量三基色分量亮度之亮度之和和亮度。亮度。ER、 EG、 EB、 EY四种信号只四种信号只有三种独立有三种独立, 已知已知任意三种任意三种,

8、, 就可通过加就可通过加减法矩阵电路来合成第四种。减法矩阵电路来合成第四种。 R-Y = 0.7R - 0.59G - 0.11B B-Y = -0.3R- 0.59G - 0.89B G-Y = -0.3R+ 0.41G- 0.11B、G G、B B信号需要的发射功率小。信号需要的发射功率小。0.4V故恢复亮度与故恢复亮度与Y= 0.30R+0.59G+0.11B = 0.5 V与与Y值相同。值相同。B= 0.2 + 0.5 = B= 0.2 + 0.5 = 0.7 V0.7 VY= 0.30R+ 0.59G+ 0.11B = 0.5 V显然色调有失真显然色调有失真, , 红色更加偏紫了红色

9、更加偏紫了, , 亮度信号亮度信号YY仍然为仍然为0.5V0.5V, , 色差信号的失真不色差信号的失真不会影响亮度会影响亮度, , 由于此由于此, , 使得兼容性得到改善。使得兼容性得到改善。: :-由亮度信号来补充由亮度信号来补充。有彩色有彩色，这就叫这就叫大面积着色原理大面积着色原理。亮度信号、色差信号形成电路亮度信号、色差信号形成电路EY= 0.30ER+ 0.59EG+ 0.11EB-01.30601.3+ Y1.36宽。宽。亮度信号的能量只集中在行频亮度信号的能量只集中在行频f fH H及其谐波及其谐波nfnfH H附近很窄的范围内附近很窄的范围内，随谐波，随谐波次数的升高，次数的

10、升高， 能量逐渐下降。能量逐渐下降。在在( (n n-1/2)-1/2)f fH H附近没有亮度信号能附近没有亮度信号能量，量，留有较大的空隙留有较大的空隙。亮度信号频谱图 色度信号色度信号同亮度信号同亮度信号一样一样, , 具有同样的具有同样的周期性周期性, , 因为因为它也是按同一帧频和行频扫描出来的它也是按同一帧频和行频扫描出来的, , 所以所以色度信号的谱色度信号的谱线也是一群一群的离散谱线也是一群一群的离散谱, , 群与群之间的群与群之间的间距也是行频间距也是行频。 = 可以在亮度信号的频谱间隙里可以在亮度信号的频谱间隙里穿插穿插色度信号的频色度信号的频谱，可以使它们谱，可以使它们相

11、互错开相互错开。 。频谱交错亮度与色度信号的频谱交错 , , 完全可以兼容。完全可以兼容。彩色电视信号频域示意图第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号2.1 兼容制传送方式兼容制传送方式2.2 标准彩条信号标准彩条信号2.3 色度信号与色同步信号色度信号与色同步信号2.4 NTSC制色差信号及编、解码过程制色差信号及编、解码过程2.5 PAL制及其编、解码过程制及其编、解码过程2.6 SECAM制及其编、解码过程制及其编、解码过程黑条电平黑条电平0三 基 色 高 电 平三 基 色 高 电 平 1 饱 和 色饱 和 色=100%三基色低电平三基色低电平0彩条信号 表21

12、 100%幅度、100%饱和度彩条三基色、亮度、色差电平值记住记住!表22 75%幅度、100%饱和度标准彩条三基色、亮度、色差电平值 2.2.2 彩条信号命名：彩条信号命名： 100-0-100-0彩条信号彩条信号： 100-0白条和黑条的电压最大值为白条和黑条的电压最大值为1（100%），）， 最小值为最小值为0； 100-0彩色条的基色电压最大值为彩色条的基色电压最大值为1 （100%），）， 最小值为最小值为0。 100-0100-0- -75-075-0彩条信号：彩条信号： 100-0白条和黑条的电压最大值为白条和黑条的电压最大值为1（100%），）， 最小值为最小值为0； 75-0

13、彩色条的基色电压最大值为彩色条的基色电压最大值为0.75（75%），）， 最小值为最小值为0。 我国电视标准采用。我国电视标准采用。A兼容兼容：彩色电视机能够接收黑白电视信号并能显示黑：彩色电视机能够接收黑白电视信号并能显示黑 白图像白图像逆向兼容逆向兼容； 黑白电视机能够接收彩色电视信号并能显示黑黑白电视机能够接收彩色电视信号并能显示黑 白图像白图像正向兼容正向兼容。兼容的必备条件：兼容的必备条件： （1）彩色电视信号包含彩色电视信号包含亮度信号亮度信号和和色度信号色度信号。 （2） 相同的频带宽度、图像载频和伴音载频相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。 （3） 相同扫描制式相同扫描制式（方

14、式、扫描频率及参数）。（方式、扫描频率及参数）。 （4） 尽可能地尽可能地减小色度信号对亮度信号的干扰减小色度信号对亮度信号的干扰。Q1A1. 1. 兼容效果好，兼容效果好，可减少色度信号对亮度信号的干扰。可减少色度信号对亮度信号的干扰。 2. 2. 可节省色度信号的发射功率；可节省色度信号的发射功率； 在彩色图像中大部分像素接近于白色或灰色，它们的色差在彩色图像中大部分像素接近于白色或灰色，它们的色差信号为零，小部分彩色像素才有色差信号，信号为零，小部分彩色像素才有色差信号， 因此发射色差因此发射色差信号比发射信号比发射R R G G B B信号需要的发射功率小。信号需要的发射功率小。3.3

15、. 能够实现恒定亮度原理，能够实现恒定亮度原理，被摄景物的亮度与色差信号失真被摄景物的亮度与色差信号失真与否无关与否无关, , 只与亮度信号本身的大小有关。只与亮度信号本身的大小有关。4. 4. 有利于高频混合。根据大面积着色原理，有利于高频混合。根据大面积着色原理，传送色度传送色度1.3 1.3 MHzMHz大面积的色调大面积的色调, ,传送亮度传送亮度占占6 MHz6 MHz图像的细节图像的细节。Q2A频谱间置：频谱间置：1.1.必要性必要性: :色差信号色差信号的频带虽经压缩的频带虽经压缩, , 但仍与频带但仍与频带 宽度为宽度为 6MHz6MHz的的亮度信号部分亮度信号部分重叠重叠,

16、, 这样不仅互相这样不仅互相 干扰干扰, , 而且接收端也无法将它们区分开。而且接收端也无法将它们区分开。 2.2.可行性：可行性：电视图像信号电视图像信号周期性周期性=亮、色信亮、色信号号 线状离散谱线状离散谱集中在行频集中在行频f fH H及谐波及谐波nfnfH H附附近近 留有较大的空隙。留有较大的空隙。 = 可以在亮度信号的频谱间隙里可以在亮度信号的频谱间隙里穿插穿插色度信号色度信号 的频谱，可以使它们的频谱，可以使它们相互错开相互错开。 Q3压缩频带压缩频带：1. 1. 6MHz6MHz3=3=18MHz18MHz，总频带过宽，总频带过宽, , 资源浪费，技资源浪费，技 术上有困难；

17、术上有困难； 2 .2 .无法实现兼容无法实现兼容（黑白带宽为（黑白带宽为MHzMHz）。）。A 平衡调幅平衡调幅, ,是指抑制载波的调幅方式是指抑制载波的调幅方式。特点特点: (1) : (1) 不含载波分量不含载波分量。 (2) (2) 色差信号通过色差信号通过0 0值点时，值点时， 平衡调幅波极性平衡调幅波极性反相反相8080。 (3) (3) 振幅只与调制信号的振幅成正比，与载波振幅只与调制信号的振幅成正比，与载波振幅无关。可以振幅无关。可以节省发射功率，节省发射功率， 减少了色度信号减少了色度信号对亮度信号的干扰。对亮度信号的干扰。 (4)(4)只只能采用同步检波器能采用同步检波器解

18、调。解调。Q4Q5第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号2.1 兼容制传送方式兼容制传送方式2.2 标准彩条信号标准彩条信号2.3 色度信号与色同步信号色度信号与色同步信号2.4 NTSC制色差信号及编、解码过程制色差信号及编、解码过程2.5 PAL制及其编、解码过程制及其编、解码过程2.6 SECAM制及其编、解码过程制及其编、解码过程,不输出载波。不输出载波。第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号2.3 色度信号与色同步信号色度信号与色同步信号 (b)平衡调幅 (a)普通调幅 调幅波波形色度信号的平衡调幅平衡调幅波的特点平衡调幅波的特点:

19、 (1) 不含载波分量不含载波分量。 (2) 色差信号通过色差信号通过0值点时，平衡调幅波极性反相值点时，平衡调幅波极性反相180。 (3) 振幅只与调制信号的振幅成正比，与载波振幅无关。振幅只与调制信号的振幅成正比，与载波振幅无关。 传送图像的色差信号为零时，传送图像的色差信号为零时， 平衡调幅波的值也为零，平衡调幅波的值也为零， 这这样可以样可以节省发射功率，减少了色度信号对亮度信号的干扰。节省发射功率，减少了色度信号对亮度信号的干扰。 (4) 包络不是调制信号波形，包络不是调制信号波形， 不能用普通的包络检波方不能用普通的包络检波方法解调，只法解调，只能采用同步检波器能采用同步检波器在原

20、载波的正峰点上对平衡调在原载波的正峰点上对平衡调幅波取样幅波取样解调解调，才能得到原调制信号。，才能得到原调制信号。 正交平衡调幅正交平衡调幅：是指将两个色差信号分别对频率相是指将两个色差信号分别对频率相同而相位正交的两个副载波进行平衡调幅。同而相位正交的两个副载波进行平衡调幅。 意义：1.可使两个已调的色差信号只占据相同的频带，在接收端可利用同步 检波技术将这两个色差信号解调出来。 2.采用平衡调幅后，已调的色差信号中没有副载波分量，这样可以大 大减小色度信号对亮度的干扰。2. 正交调幅正交调幅 将两个调制信号分别对将两个调制信号分别对频率相等、相位相差频率相等、相位相差90的的两个正交载波

21、两个正交载波进行调幅进行调幅, 这一调制方式称这一调制方式称正交调幅正交调幅。 将正交调幅的两个调幅信号进行将正交调幅的两个调幅信号进行矢量相加矢量相加,从而得从而得到的调幅信号称为到的调幅信号称为正交调幅信号。正交调幅信号。色度信号色度信号的形成的形成= 先先色度信号压缩色度信号压缩 =再进行再进行正交平衡调幅正交平衡调幅色差信号色差信号 B-Y、R-Y压缩压缩后的分别用后的分别用U和和V表示表示,且且 U=0.493(B-Y)U=0.493(B-Y) V=0.877(R-Y) V=0.877(R-Y)22sincossin()sin()arctanUVSCSCSCmSCFFFUtVtUVF

22、VU22arctanmFUVVU彩色矢量图 Fm色度信号的幅值色度信号的幅值同同彩色的饱和度正比彩色的饱和度正比。色差信号的相对比值色差信号的相对比值彩色的色调彩色的色调。 色度信号既是一个调幅波, 又是一个调相波, 色饱和度是利用已调副载波的幅值来传送的, 而色调是利用已调副载波的相位来传送的。 白黄青绿紫红蓝黑R1G1B1YRYBY10 .8 90 .70 .5 90 .4 10 .30 .1 1000 .1 1 0 .5 9 0 .70 .5 90 .7 0 .1 100 0 .8 90 .30 .5 9 0 .5 9 0 .30 .8 9( a)0 0.215白黄青绿紫红蓝黑FU00.

23、440.150.290.150.440FV00.100.620.520.620.100F0.450.630.590.630.45Y10.890.70.590.410.30.110 0.43Y F 0.430.21511.331.1810.930.5600.440.07 0.180 0.33( b ) 标准彩条信号波形 (a) 基色与色差信号 (b) 色度信号 (已调制信号)色度信号的形成过程：色度信号的形成过程： R G B R-Y G-Y B-Y V U FV FUF蓝色、红色蓝色、红色 色度信号色度信号色差信号色差信号 压缩后压缩后色差信号色差信号色度信号色度信号三基色三基色压缩压缩正交平

24、衡正交平衡 调调 幅幅矢量矢量相加相加正交平衡调制的原理正交平衡调制的原理 F=UsinSCt + VcosSCt平衡调幅器 =乘法器同步检波同步检波（正交解调）正交解调）原理原理对于对于U同步检波同步检波:低通滤除低通滤除 蓝色差解调输出蓝色差解调输出 = U同样同样 ：红色差解调输出红色差解调输出=Vsin()2bSChFt 色同步信号色同步信号在行消隐信号的后肩传送，由在行消隐信号的后肩传送，由 9-119-11个一小串副载波组成，持续个一小串副载波组成，持续时间为时间为2.252.250.230.23S S，其振幅与行同步脉冲的振幅相同，相位为，其振幅与行同步脉冲的振幅相同，相位为18

25、0180度。度。色同步信号的波形色同步信号的波形压缩后的彩条信号波形不同彩色不同彩色U、V信号不同信号不同相位和幅度不同相位和幅度不同相位相位(t) =色调色调模模 |Fm|=同色饱和同色饱和 度有关度有关彩条色度信号矢量图：彩条色度信号矢量图：A正交平衡调幅正交平衡调幅：是指将两个色差信号分别对频率相同是指将两个色差信号分别对频率相同而相位正交的两个副载波进行平衡调幅。而相位正交的两个副载波进行平衡调幅。Q1 平衡调幅波平衡调幅波不再含有载波分量；不再含有载波分量； 不能采用普通检波方法，必须采用同步检波；不能采用普通检波方法，必须采用同步检波； 调制信号过零电调制信号过零电处处平转换极性，

26、功率大大减少平转换极性，功率大大减少；正交平衡调幅的特点：正交平衡调幅的特点：A 标准彩条信号的电平范围大大超过了黑白电视所规定的标准彩条信号的电平范围大大超过了黑白电视所规定的范围。若不压缩幅度，则可能超过白电平，产生范围。若不压缩幅度，则可能超过白电平，产生过调失真，过调失真，引起伴音中断引起伴音中断；同时色度信号可能；同时色度信号可能 超过同步电平，分离同超过同步电平，分离同步时步时 色度信号被切割出，误作同步信号，引起色度信号被切割出，误作同步信号，引起图像不稳图像不稳。Q2A 因为色度信号采用正交平衡调幅。而平衡调幅波的包因为色度信号采用正交平衡调幅。而平衡调幅波的包络不再是原来调制

27、信号的波形络不再是原来调制信号的波形, , 因此因此, , 不能用包络检波的方不能用包络检波的方法检出调制信号，故必须用法检出调制信号，故必须用正交解调器，正交解调器，也称也称同步检波器同步检波器。 原理原理：要求：要求产生彩色副载波产生彩色副载波的的频率和相位要严格地和正频率和相位要严格地和正交平衡调制器中的彩色副载波一致交平衡调制器中的彩色副载波一致，并同样地，并同样地, , 然后将副载然后将副载波分成两个波分成两个互相垂直的分量互相垂直的分量分别和已调色度信号分别和已调色度信号相乘相乘, , 再经再经低通滤波器低通滤波器取出取出色差信号色差信号。Q3AQ4正交平衡调幅制正交平衡调幅制逐行

28、倒相正交平衡调幅制逐行倒相正交平衡调幅制顺序传送色彩与存储制顺序传送色彩与存储制三大彩电制式：SECAM制PAL制NTSC制AQ5AQ6 =0.877(R-Y) =0.493(B-Y) =VcosSCt =UsinSCt = FV+ FU=VcosSCt +UsinSCt第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号2.1 兼容制传送方式兼容制传送方式2.2 标准彩条信号标准彩条信号2.3 色度信号与色同步信号色度信号与色同步信号2.4 NTSC制色差信号及编、解码过程制色差信号及编、解码过程2.5 PAL制及其编、解码过程制及其编、解码过程2.6 SECAM制及其编、解码过

29、程制及其编、解码过程制方式不同制方式不同NTSC制SECAM制 PAL制正交平衡调幅制正交平衡调幅制逐行倒相正交平衡调幅制逐行倒相正交平衡调幅制顺序传送色彩与存储制顺序传送色彩与存储制三大彩电制式：三大彩电制式：信号信号(R-Y)和和(B-Y)的一种线性组合。的一种线性组合。记住记住!非非U、V。第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号 因人眼对相位为因人眼对相位为 90+ 33的的I轴信号最敏感，因此轴信号最敏感，因此它用两个色差信号它用两个色差信号I、Q对副载频正交平衡调幅，得到：对副载频正交平衡调幅，得到：FN(t) = QSin (sct + 33)+ ICOS

30、（sct + 33） =|FN(t)|Sin sct +(t) 其中：其中：幅度幅度 |FN(t)| 反映反映色饱和度色饱和度，相位相位(t)反映反映色调色调。 当相位有误差时，会产生彩色失真，即有当相位有误差时，会产生彩色失真，即有相位敏感性相位敏感性。压缩了压缩了色度信号的色度信号的带宽带宽， 又不会造成窜色又不会造成窜色， 因为边带不因为边带不对称部分只有一个分量。对称部分只有一个分量。 NTSC制的频带分配（Q信号0.5 MHz, I信号1.5 MHz）Y、 I、 Q 带宽不同带宽不同 延迟延迟不同不同 Y和和I通道不同延迟线通道不同延迟线合合成彩色时成彩色时时间一致时间一致。参见：参

31、见： Q=U cos33+ Vsin33 I=U(-sin33) + Vcos33NTSC制的编码FFTYNTSC制的解码 、 、B信号。信号。行频的倍数行频的倍数。f fH H= 1 5 6 2 5 H z , = 1 5 6 2 5 H z , 283.5283.5f fH H ：1(284)5674.4296875()22HSCHfffMHz1(228)3.57954506(3.58)2SCHffMHz NTSCNTSC制采用制采用半行频间置半行频间置，色度信号的频谱正好插在亮度信号频色度信号的频谱正好插在亮度信号频谱的中间谱的中间，这样可将色度信号对亮度信号的干扰降到最小。，这样可将色

32、度信号对亮度信号的干扰降到最小。 UVfHfSCYYYYYUVUVUVf285 fH2fHYY284 fH283 fH282 fH第1行第314行第2行第315行第3行第316行(a)(b)第626行第939行第940行第627行第628行副载波产生的亮暗光点2.4.3 NTSC制的主要参数及性能制的主要参数及性能记住记住!色调的影响色调的影响。 一般相位失真超过5， 人眼就会觉察出色调的失真。 NTSC制规定相位失真容限为12， 这时色调失真己相当严重。 第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号2.1 兼容制传送方式兼容制传送方式2.2 标准彩条信号标准彩条信号2.3

33、 色度信号与色同步信号色度信号与色同步信号2.4 NTSC制色差信号及编、解码过程制色差信号及编、解码过程2.5 PAL制及其编、解码过程制及其编、解码过程2.6 SECAM制及其编、解码过程制及其编、解码过程逐行倒相逐行倒相目的目的：克服相位敏感克服相位敏感第第2章章 彩色电视制式与彩色电视信号彩色电视制式与彩色电视信号22sincossin()sin()arctanUVSCSCSCmSCFFFUtVtUVtFtVUPAL色度信号：色度信号： 形成过程：形成过程：R、G、B亮度信号亮度信号+两个色差信号两个色差信号正交平衡调制正交平衡调制色、亮度频谱间置色、亮度频谱间置PAL色度信号色度信号

34、式中号：取 + 号时称NTSC行Fn； 取号时称PAL行Fn+1。 PAL制色度矢量(a) 紫色信号； (b) 彩条信号 隔行扫描逐行倒相的正负号改变规律 (a)奇数帧; (b)偶数帧 假设失真为：正常倒相正常倒相：Fn倒相行倒相行Fn+1相位失真相位失真：Fn倒相行倒相行Fn+1解码倒相解码倒相： Fn+1倒相倒相Fn+1”视觉平均视觉平均： Fn+1”+ Fn= Fn注：相邻两行微分相位失真基本相等。 2.5.3 PAL制克服相位敏感的原理制克服相位敏感的原理色饱和度的变化就不色饱和度的变化就不易觉察。易觉察。结论：结论：PAL制中将色度信号的制中将色度信号的FV分量逐行倒相，分量逐行倒相

35、，可以使相邻两行的相位失真互补（可以使相邻两行的相位失真互补（因相位相因相位相反反），以减少色调畸变。，以减少色调畸变。 UVfHfSCYYYYYUVUVUVf285 fH2fHYY284 fH283 fH282 fH NTSC制半行频间置 逐行倒相频谱分布U行频行频。283.75SCHff 此时已调副载波此时已调副载波FU、FV的频谱线都要向高端移动的频谱线都要向高端移动f fH H4 4， 使得亮度、使得亮度、 FUFU、FVFV的谱线都相互错开。的谱线都相互错开。UVfHfSCYYYYYUVUVUVf285 fH2fHYY284 fH283 fH282 fHf fSCSC= 283.75

36、= 283.75f fH H + 25 Hz+ 25 Hz4.433 4.433 618 75 MHz618 75 MHzNTSC的频谱的频谱V信号频谱信号频谱K(t)coswt =coswtPAL的频谱的频谱+FV(N行)/-FV(P行)。 逐行倒相波形关系(a)半行频方波; (b)90移相后的副载波 (c)逐行倒相输出副载波 PAL制色同步信号 PAL制色同步信号形成 色同步信号可由色同步门脉冲K对副载波调制产生。 色同步信号产生 (a) 色同步信号产生方框图； (b) 色同步信号矢量图AQ1选择副载波频率原则：选择副载波频率原则： (1) (1) 副载波频率应尽量选择在视频副载波频率应尽

37、量选择在视频频带高端频带高端，因为，因为亮度信号高亮度信号高频能量少频能量少，且其谐波落在视频带宽之外。，且其谐波落在视频带宽之外。 （2 2）色度信号频带宽度为）色度信号频带宽度为f fSCSC1.3 MHz1.3 MHz，它的上边带不应超过视，它的上边带不应超过视频信号频信号6MHz6MHz的带宽范围。的带宽范围。 NTSCNTSC制采用制采用半行频间置半行频间置，色度信号的频谱正好插在亮度信号，色度信号的频谱正好插在亮度信号频谱的中间，这样可将频谱的中间，这样可将色度信号对亮度信号的干扰降到最小色度信号对亮度信号的干扰降到最小。1(228)3.57954506(3.58)2SCHffMH

38、zAQ2NTSC制的主要参数制的主要参数 fV=59.94Hz (60Hz); fH=525fV/2=15.734kHz; 扫描行数：扫描行数： 525行行/帧帧; 图像带宽：图像带宽：4.2MHz; 伴音与图像载频差：伴音与图像载频差：4.5MHz; fSC=3.57954506MHz。（。（3.58MHz）AQ3 PALPAL制制采用采用逐行倒相制逐行倒相制，是对是对色度信号采用色度信号采用正交平衡调幅正交平衡调幅的基础上将色度信号中的基础上将色度信号中FUFU分量保分量保持不变，而持不变，而FVFV分量进行逐行倒相分量进行逐行倒相。这样。这样可以使可以使相邻两行的相位失真互补（相邻两行的

39、相位失真互补（因相位相反因相位相反），以，以减少色调畸变。减少色调畸变。陷 波 、 视 放同步IC矩阵电路YRGBFFVFU复 合 同 步 、 消 隐K脉 冲P脉 冲fSC全 电 视信 号VU1.3 MHz低 通1.3 MHz低 通0.6 s延 迟 180V平 衡 调 幅U平 衡 调 幅PAL开 关 90 4. K脉冲脉冲 + U、V信号（信号（+正交载正交载波）波）U和和V平衡调幅器平衡调幅器FU和和FV分量分量色色同步同步 + 色度信号色度信号FUVYRGB矩阵电路梳 状 滤 波 器带 通鉴 相色 同 步 选 通副 载 波 恢 复 电 路cosSCtFVFUFT全 电 视信 号色 同 步

40、消 隐4.43 MHz陷 波0.6 s延 迟4.43 MHz晶 振PAL开 关90DLU同 步 检 波V同 步 检 波sinSCtF特点：特点：频带分离法简单、成本低，但亮度频带分离法简单、成本低，但亮度和色度分离不干净，图像质量易受影响；和色度分离不干净，图像质量易受影响；大屏幕彩电改用大屏幕彩电改用频谱分离法频谱分离法，用梳，用梳状滤波器实现亮度状滤波器实现亮度和色度分离。和色度分离。3.解码过程中的解码过程中的信号分离信号分离彩 色 全 电 视 信 号色 度 信 号 和 色 同 步 信 号ffHfSCfH亮 度 信 号 和 同 步 信 号ffSCf亮度信号与色度信号的分离说明：说明：色度

41、信号色度信号梳状滤波梳状滤波器器分成两路：分成两路：一路直接送到加法器和减法器（直通信一路直接送到加法器和减法器（直通信号）；号）；另一路另一路延迟延迟63.94363.943s s后送到加法器和减法后送到加法器和减法器（器（延时信号）延时信号），相位滞后相位滞后180180。梳状滤波器工作原理出出2FU。故：色度信号输入到故：色度信号输入到梳状滤波器梳状滤波器端，端，从从加法器加法器输出输出逐行倒相的逐行倒相的FV分量分量，从，从减法器减法器输出输出FU分量分量。梳状滤波器工作原理：梳状滤波器工作原理：相位滞后相位滞后180梳状滤波器幅频特性梳状滤波器幅频特性FU与 FV 的分离超声玻璃延时线超声玻璃延时线的结构与符号 这种这种超声波超声波在玻璃中的传播速度约为在玻璃中的传播速度约为2 700 m/s, 所所以以, 为获得为获得63.943s的延时量的延时量, 约需约需17cm的传播路经。的传播路经。 为使其延时误差尽可能减小为使其延时误差尽可能减小, 通常可用反射面的厚薄精通常可用反射面的厚薄精度来控制延时时间度来控制延时时间, 常用的延时线其误差不大于常用的延时线其误差不大于5ns。副载