第九章PAL制解码电路及系统_1

1、第九章第九章 PALPAL制解码电路及系统制解码电路及系统9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路9.2 色度通道色度通道9.3 彩色副载波恢复电路彩色副载波恢复电路 射频彩色电视信号经彩色电视机高放、混频、射频彩色电视信号经彩色电视机高放、混频、中放和检波后输出视频彩色全电视信号到解码电路，中放和检波后输出视频彩色全电视信号到解码电路，前面的处理过程与黑白电视机公共通道是类似的。前面的处理过程与黑白电视机公共通道是类似的。 彩色全电视信号是由亮度信号和色度信号以频彩色全电视信号是由亮度信号和色度信号以频谱交错的方式叠加，并加入复合同步信号、复合消谱交错的方式叠加，并加入复合同步信

2、号、复合消隐信号及色同步信号组成。隐信号及色同步信号组成。 解码电路的任务解码电路的任务就是从彩色全电视信号中解调就是从彩色全电视信号中解调出红、绿、蓝三基色信号，它主要由亮度通道、色出红、绿、蓝三基色信号，它主要由亮度通道、色度信号处理电路、色同步电路及矩阵电路等组成。度信号处理电路、色同步电路及矩阵电路等组成。9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路思考：亮度通道的任务是什么？思考：亮度通道的任务是什么？将亮度信号将亮度信号Y从彩色全电视信号中分离出来；从彩色全电视信号中分离出来；9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路经过放大和处理后，与色度通道解

3、出的色差信号经过放大和处理后，与色度通道解出的色差信号R-Y、B-Y一起送给解码矩阵电路，以求出基色信号一起送给解码矩阵电路，以求出基色信号R、G、B；分别激励彩色显像管的相应阴极，实现彩色的重现。分别激励彩色显像管的相应阴极，实现彩色的重现。9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路当用彩色电视机收看黑白电视信号时，亮度通道当用彩色电视机收看黑白电视信号时，亮度通道的功能与黑白电视机中的视频放大器基本相同。的功能与黑白电视机中的视频放大器基本相同。原因原因： 由于黑白电视信号中没有色度信号，解码矩阵中的由于黑白电视信号中没有色度信号，解码矩阵中的色度色度通道通道就就自动关闭

4、自动关闭而无色差信号输出；而无色差信号输出； 只有亮度通道只有亮度通道输出亮度信号输出亮度信号激励彩色显像管而显示出通激励彩色显像管而显示出通常质量的黑白图像。常质量的黑白图像。1. 在亮度通道中设置彩色副载波陷波电路。在亮度通道中设置彩色副载波陷波电路。作用作用：将彩色全电视信号中的色度信号和色同步信号滤除，将彩色全电视信号中的色度信号和色同步信号滤除，减小减小色度信号对亮度信号的干扰色度信号对亮度信号的干扰。亮度通道一般由多级视频放大器组成亮度通道一般由多级视频放大器组成9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路 由于亮度信号的质量直接关系到重现图像的清晰度，所由于亮度信

5、号的质量直接关系到重现图像的清晰度，所以以对亮度通道的要求对亮度通道的要求为：为：亮度通道只传送亮度信号亮度通道只传送亮度信号Y。9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路原因原因：亮度通道输入的彩色全电视信号峰峰值为：亮度通道输入的彩色全电视信号峰峰值为1V左右，输出左右，输出的三基色信号峰峰值约为的三基色信号峰峰值约为100V。2. 亮度通道对视频信号应有足够的增益及线性工作范围。亮度通道对视频信号应有足够的增益及线性工作范围。 为满足重现图像的清晰度，应有足够的带宽以保证为满足重现图像的清晰度，应有足够的带宽以保证06MHz视频信号不失真的通过。视频信号不失真的通过。

6、由于色度通道（约由于色度通道（约2.6MHz）带宽比亮度通道（约）带宽比亮度通道（约6MHz）窄，使得色度信号要比亮度信号产生更大的时延。窄，使得色度信号要比亮度信号产生更大的时延。3. 在亮度通道中设置延时电路。在亮度通道中设置延时电路。9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路到达解码矩阵的到达解码矩阵的时间就不相同时间就不相同重现的图像出现重现的图像出现彩色镶边现象彩色镶边现象视频全电视信号若失去直流分量视频全电视信号若失去直流分量：4. 凡不完全采用直流耦合电路的亮度通道，都需设置直流凡不完全采用直流耦合电路的亮度通道，都需设置直流电平箝位电路。电平箝位电路。黑白电视

7、机中仅改变重现图像背景亮度；黑白电视机中仅改变重现图像背景亮度；彩色电视机中，不但重现图像的亮度会变化，彩色的色彩色电视机中，不但重现图像的亮度会变化，彩色的色调和饱和度也会改变，引起明显失真。调和饱和度也会改变，引起明显失真。9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度通道及矩阵输出电路 在亮度通道中还设有各种附属电路，例如自动清晰度在亮度通道中还设有各种附属电路，例如自动清晰度控制控制(ARC)电路、自动亮度控制电路、自动亮度控制(ABL)电路、轮廓校正电电路、轮廓校正电路路(勾边电路勾边电路)、对比度和亮度调节电路等等。、对比度和亮度调节电路等等。9.1 9.1 亮度通道及矩阵输出电路亮度

8、通道及矩阵输出电路图9.1 亮度通道方框图FBAS4.43MHz吸收视 放亮度延时消隐脉冲去基色矩阵消色控制亮度对比度视 放9.1.1 9.1.1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路色度信号的处理：色度信号的处理：若不加抑制若不加抑制调制在调制在4.43MHz的副载波上；的副载波上；以频谱交错方式插入到亮度信号频带高频端。以频谱交错方式插入到亮度信号频带高频端。解决方法解决方法：在亮度通道中设置一个：在亮度通道中设置一个4.43MHz的彩色副载的彩色副载波吸收电路，以较少这种干扰。波吸收电路，以较少这种干扰。将被亮度通道放大将被亮度通道放大造成色度信号对亮度信号的干扰造成色度信号对亮度信号的

9、干扰 图图9.2为副载波吸收电路的幅频特性及彩色全电视信号为副载波吸收电路的幅频特性及彩色全电视信号输入、输出波形。输入、输出波形。图9.2 副载波吸收电路输入输出波形9.1.1 9.1.1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路 亮度信号的带宽是亮度信号的带宽是6MHz；色度信号调制在；色度信号调制在4.43MHz副副载波上，带宽为载波上，带宽为1.3MHz，与亮度信号谱线交错排列。，与亮度信号谱线交错排列。 分析电视信号的频谱可知，视频信号能量在频带内不分析电视信号的频谱可知，视频信号能量在频带内不是均匀分布的。是均匀分布的。9.1.1 9.1.1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路 若若

10、吸收电路的频带太宽吸收电路的频带太宽，虽能将色度信号滤除，但也，虽能将色度信号滤除，但也将带内亮度信号的高频分量滤掉太多，会造成重现图像的将带内亮度信号的高频分量滤掉太多，会造成重现图像的清晰度下降。清晰度下降。能量主要集中在频带的低端，随频率上升而减小。能量主要集中在频带的低端，随频率上升而减小。图9.3 色度信号频谱色度信号也一样，平衡调幅后能色度信号也一样，平衡调幅后能量主要集中在量主要集中在4.43MHz附近。附近。偏离偏离4.43MHz越远能量就越小。越远能量就越小。抑制电路一般就选用抑制电路一般就选用高高Q值窄带的陷波电路值窄带的陷波电路 滤除掉滤除掉4.43MHz附近的主要能量，

11、又不致使图像清晰度附近的主要能量，又不致使图像清晰度下降太多。下降太多。9.1.1 9.1.1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路对副载波陷波电路的要求为：对副载波陷波电路的要求为：吸收深度大于吸收深度大于15dB，吸收带宽为，吸收带宽为150250kHz；允许有少量的副载波残留分量以兼顾图像的清晰度。允许有少量的副载波残留分量以兼顾图像的清晰度。图9.4 两种常用副载波吸收电路(a)(b)(a) 为串联谐振为串联谐振吸收电路，形吸收电路，形式简单，吸收式简单，吸收深度一般能达深度一般能达到抑制副载波到抑制副载波的要求，但由的要求，但由于有损耗于有损耗rL的的存在，对谐振存在，对谐振频率的能

12、量不频率的能量不可能吸收干净。可能吸收干净。(b) 为桥为桥T型型吸 收 电 路 可吸 收 电 路 可对损耗对损耗rL进行进行补 偿 ， 所 以补 偿 ， 所 以很 容 易 达 到很 容 易 达 到吸收吸收20dB的的深度。深度。9.1.1 9.1.1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路彩 色 电 视 机彩 色 电 视 机中使用较多中使用较多 彩色副载波陷波电路会使彩色副载波陷波电路会使4.43MHz附近亮度信号的高频附近亮度信号的高频分量被吸收掉一部分而造成重现图像清晰度的下降。分量被吸收掉一部分而造成重现图像清晰度的下降。9.1.1 9.1.1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路彩色电

13、视机接收彩色电视机接收黑白电视节目黑白电视节目信号太弱已不能使信号太弱已不能使色度通道正常工作色度通道正常工作高频分量的损高频分量的损失毫无意义失毫无意义有许多彩色电视机采用了自动清晰度控制有许多彩色电视机采用了自动清晰度控制(ARC)电路。电路。9.1.1 9.1.1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路接收正常的电视信号时，副载波吸收电路工作。接收正常的电视信号时，副载波吸收电路工作。接收黑白电视节目或信号太弱时，自动使副载波吸收电接收黑白电视节目或信号太弱时，自动使副载波吸收电路不工作，进而使黑白图像的清晰度达到正常水平。路不工作，进而使黑白图像的清晰度达到正常水平。9.1.1 9.1.

14、1 彩色副载波抑制电路彩色副载波抑制电路(a) 典型的ARC电路(b) 亮度通道的幅频特性（虚线）图9.5 自动清晰度控制电路 亮度通道中插入副载波吸收电路使亮度信号的高频成分亮度通道中插入副载波吸收电路使亮度信号的高频成分损失了一些，导致：损失了一些，导致：9.1.2 9.1.2 轮廓校正电路轮廓校正电路解决方法解决方法：在亮度通道中加入：在亮度通道中加入轮廓校正电路轮廓校正电路 这样，图像的轮廓突出，提高了视感清晰度。补偿性这样，图像的轮廓突出，提高了视感清晰度。补偿性能比一般高频补偿电路为佳。能比一般高频补偿电路为佳。图像的清晰度下降；图像的清晰度下降；图像的轮廓变得模糊。图像的轮廓变得

15、模糊。 使图像在过度的边缘处出现黑的更黑和白的更白的分界线，使图像在过度的边缘处出现黑的更黑和白的更白的分界线，好像在图像的边缘上勾了一条边。好像在图像的边缘上勾了一条边。图9.6 轮廓校正电路9.1.2 9.1.2 轮廓校正电路轮廓校正电路 依据网络理论，信号通过传输系统的延迟时间与系统依据网络理论，信号通过传输系统的延迟时间与系统的带宽成反比。的带宽成反比。9.1.3 9.1.3 延时均衡网络延时均衡网络 通道带宽越窄，信号的时延越长。通道带宽越窄，信号的时延越长。亮度通道的带宽约亮度通道的带宽约为为6MHz，而色度通，而色度通道带宽仅为道带宽仅为2.6MHz 延时差会导致图像的延时差会导

16、致图像的亮度和色彩在屏幕上产生水平距亮度和色彩在屏幕上产生水平距离误差离误差。同一时刻全电视信号中的同一时刻全电视信号中的亮度分量亮度分量通过亮度通道产通过亮度通道产生生的延时比色度分量的延时比色度分量通过通过色度通道产生色度通道产生的延时小的延时小。两者延时差约为两者延时差约为0.51s 0.7s的延时差在的延时差在46cm（18英寸）时屏幕上的水平距离差约英寸）时屏幕上的水平距离差约有有5mm。9.1.3 9.1.3 延时均衡网络延时均衡网络图9.7 延时差产生亮度失配 为使两个分量能同时到达解码矩阵，必须在亮度通道为使两个分量能同时到达解码矩阵，必须在亮度通道插入插入延时均衡网络延时均衡

17、网络以补偿两者的延时差。以补偿两者的延时差。在彩色电视机中在彩色电视机中一般采用两种形式的亮度延时线一般采用两种形式的亮度延时线：9.1.3 9.1.3 延时均衡网络延时均衡网络圆筒形分布参数延时线，其体积较大；圆筒形分布参数延时线，其体积较大；集总参数延时线。集总参数延时线。图9.8 亮度延时线的电路符号 延时均衡网络一般做成一个集中原件，称为延时均衡网络一般做成一个集中原件，称为延时线延时线，延时量约延时量约0.6s。 我们知道，视频图像信号是单极性的脉冲信号。我们知道，视频图像信号是单极性的脉冲信号。9.1.4 9.1.4 直流分量恢复电路直流分量恢复电路 因此，从电视信号的传输到重现过

18、程中，固定黑色电平就非因此，从电视信号的传输到重现过程中，固定黑色电平就非常重要。常重要。图像的亮暗标准是以黑色电平（消隐电平）作基准来衡量的。图像的亮暗标准是以黑色电平（消隐电平）作基准来衡量的。亮度信号若通过亮度信号若通过交流耦合电路交流耦合电路会丢失直流分量而产生会丢失直流分量而产生灰度失真和彩色失真。灰度失真和彩色失真。9.1.4 9.1.4 直流分量恢复电路直流分量恢复电路 在视频通道采用直流耦合，即从视频检波到显像管阴极均在视频通道采用直流耦合，即从视频检波到显像管阴极均采用直流放大器。采用直流放大器。 传送直流分量的方法有两种：传送直流分量的方法有两种： 此法虽可直接传送直流分量

19、，但要采取复杂的措施来克服此法虽可直接传送直流分量，但要采取复杂的措施来克服电路的直流电平匹配和零点漂移问题，所以电路的直流电平匹配和零点漂移问题，所以基本上不被采用基本上不被采用。 视频通道仍采用交流耦合，在显像管之前对亮度信号用箝视频通道仍采用交流耦合，在显像管之前对亮度信号用箝位的方法来恢复直流分量，称为位的方法来恢复直流分量，称为间接传送直流分量的方法间接传送直流分量的方法。彩色电视机中，一般都采用对消隐电平彩色电视机中，一般都采用对消隐电平（黑色电平）箝位来实现直流分量的恢复。（黑色电平）箝位来实现直流分量的恢复。9.1.4 9.1.4 直流分量恢复电路直流分量恢复电路原因原因：图像

20、信号是随不同景物而变的随机信号，不能作为箝位基准；图像信号是随不同景物而变的随机信号，不能作为箝位基准；不能采用同步电平。不能采用同步电平。原因原因：虽有电路简单的优点，但由于在视频信号传送过程中，：虽有电路简单的优点，但由于在视频信号传送过程中，同步头是峰值电压，有时会因信号幅度过大而在通道中出现被同步头是峰值电压，有时会因信号幅度过大而在通道中出现被压缩现象，容易造成恢复的直流分量不准确而产生画面的明暗压缩现象，容易造成恢复的直流分量不准确而产生画面的明暗变化。变化。9.1.4 9.1.4 直流分量恢复电路直流分量恢复电路图9.9 消隐电平箝位电路当图像背景亮度太大时，显像管会因电子束电流

21、过大而太亮。当图像背景亮度太大时，显像管会因电子束电流过大而太亮。9.1.5 9.1.5 自动亮度限制自动亮度限制(ABL)(ABL)电路电路 不仅使显像管寿命缩短；不仅使显像管寿命缩短； 可能引起高压产生电路过载，使高压产生电路的元器件损坏。可能引起高压产生电路过载，使高压产生电路的元器件损坏。自动亮度限制自动亮度限制(ABL)电路就是为防止这种情况采取的保护措施。电路就是为防止这种情况采取的保护措施。 ABL电路常利用高压电流的取样电路常利用高压电流的取样来控制显像管栅阴之间的电压。来控制显像管栅阴之间的电压。栅控型栅控型ABL电路电路阴控型阴控型ABL电路电路9.1.5 9.1.5 自动

22、亮度限制自动亮度限制(ABL)(ABL)电路电路 ABL电路可分为两大类：电路可分为两大类： 调整显像管栅极电位来限制高压电流，大屏幕黑白电视机调整显像管栅极电位来限制高压电流，大屏幕黑白电视机常用此类；常用此类； 控制显像管阴极电位来限制高压电流，这种类型多用于彩控制显像管阴极电位来限制高压电流，这种类型多用于彩色电视机。色电视机。9.1.5 9.1.5 自动亮度限制自动亮度限制(ABL)(ABL)电路电路图9.10 ABL电路实例9.1.6 9.1.6 解码矩阵电路解码矩阵电路 在电视接收机中有在电视接收机中有两种激励彩色显像管的方式两种激励彩色显像管的方式：一种是采用基色信号激励，需要获

23、得一种是采用基色信号激励，需要获得R、G、B三个基三个基色信号；色信号；另一种是采用色差信号激励，就需要得到三个色差信另一种是采用色差信号激励，就需要得到三个色差信号号R-Y、G-Y、B-Y和一个亮度信号和一个亮度信号Y。 色差信号激励方式缺点较多，目前已不被采用。色差信号激励方式缺点较多，目前已不被采用。 亮度信号亮度信号Y由亮度通道处理，两个色差信号由亮度通道处理，两个色差信号R-Y和和B-Y由色度通由色度通道解调还原。道解调还原。9.1.6 9.1.6 解码矩阵电路解码矩阵电路0.51()0.186()GYRYBY RYYRGYYGBYYB 得到得到R、G、B三个基色信号三个基色信号 解码矩阵电路的任务解码矩阵电路的任务是先由：是先由：电阻矩阵电路的缺点：电阻矩阵电路的缺点：9.1.6 9.1.6 解码矩阵电路解码矩阵电路图9.11 电阻G-Y矩阵电路3313230.51,0.186RRRRRR 当解调得到当解调得到R-Y和和B-Y后，可由上后，可由上述电路求得述电路求得G-Y 。电阻取值应满足：。电阻取值应满足： 输入端两个色差信号支路会相互影响。输入端两个色差信号支路会相互影响。电阻矩阵一般不在电