模拟电视原理

模拟电视原理第一页，共四十二页，2022年，8月28日第一节兼容的条件(1)彩色电视信号中应有亮度信号和色度信号两部分。

(2)彩色电视信号应与黑白电视有相同的频带宽度的图像载频和伴音载频。图像和伴音的调制方式应与黑白电视系统相同，且频道间隔相同(8MHz)。

(3)应有相同的扫描方式及扫描频率，相同的复合同步信号。

(4)应尽可能减小色度信号与亮度信号之间的干扰。第二页，共四十二页，2022年，8月28日色度信号一、三基色信号：R、G、B二、色差信号：B-Y=B-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R-0.59G+0.89B“大面积着色原理”：B色=1.3MHZ

色度信号与亮度信号混合方式：色度信号调制后混入：fsc

Y=0.30R+0.59G+0.11B亮度方程：第三页，共四十二页，2022年，8月28日亮度Y信号频谱色度C信号频谱彩色视频信号频谱fsc=（2n-1)×1/2fH=(284-1/2)×15625(或15734)

=4.4296875Hz=4.43MHz三、彩色副载波：第四页，共四十二页，2022年，8月28日频谱交错将色度信号的谱线插入亮度信号的频谱空隙处，为不使色度信号和亮度信号互相干扰，将色度信号调制在频率较高的副载波上，使色度信号的频谱向高频端移动。使亮度信号和色度信号的频谱互相交错插入的方法称频谱交错或频谱间置原理。第五页，共四十二页，2022年，8月28日第二节彩色电视制式NTSC(NationalTelevisionSystemsCommittee)称为正交平衡调幅制。美国、加拿大等国家，以及日本、韩国、菲律宾等国和中国的台湾采用这种制式。

PAL(Phase-AlternativeLine)称为逐行倒相正交平衡调幅制。德国、英国等一些西欧国家，以及中国、朝鲜等国家采用这种制式。SECAM

称为顺序传送彩色与存储制。法国、前苏联及东欧国家采用这种制式。第六页，共四十二页，2022年，8月28日1.NTSC制的扫描特性525行/帧,30帧/秒(2)宽高比：电视画面的长宽比(电视为4:3)(3)隔行扫描，一帧分成2场，262.5线/场第七页，共四十二页，2022年，8月28日2.PAL制电视的扫描特性(1)625行(扫描线)/帧，25帧/秒(40ms/帧)(2)宽高比：4:3(3)隔行扫描，2场/帧，312.5行/场(4)颜色模型：YUV第八页，共四十二页，2022年，8月28日TV制式PALNTSC

SECAM行/帧625525625帧/秒(场/秒)25(50)30(60)25(50)行/秒156251573415625参考白光C白

D6500

D6500

声音载频(MHz)6.54.56.5

彩色副载频(Hz)443361835795454250000(+U)

4406500(-V)彩色调制QAMQAMFM

色度带宽(MHz)1.3(Ut)

1.3(Vt)1.3(I)0.6(Q)>1.0(Ut)

>1.0(Vt)彩色电视国际标准第九页，共四十二页，2022年，8月28日调幅波与调频波载波调制波调幅波调频波第十页，共四十二页，2022年，8月28日调制

信号载波

普通

调幅波扩张的

倒相点平衡

调幅波四、色度信号调制方式：平衡调幅第十一页，共四十二页，2022年，8月28日1、振幅与载波无关。2、信号倒相，平衡调幅波也倒相（反相1800）3、“正交”：两色差信号相位相差900五、正交平衡调幅波特点：平衡调幅波频谱相对幅度普通调幅波频谱相对幅度第十二页，共四十二页，2022年，8月28日六、正交平衡调幅方框图：Y=0.3R+0.59B+0.11BR-Y=(0.59/0.3)(G-Y)-(0.11/0.3)(B-Y)G-Y=-(0.3/0.59)(R-Y)-(0.11/0.59)(B-Y)B-Y=-(0.3/0.11)(R-Y)-(0.59/0.11)(G-Y)R一Y平衡调幅器B一Y平衡调幅器加法器900移相副载波发生器R一YB一YeC(t)=(R-Y)cost+(B-Y)sint=Cmsin(t+φ)Cm=(R-Y)2+(B-Y)21/2φ=tg-1(R-Y)/(B-Y)costC1(色度）C2sint第十三页，共四十二页，2022年，8月28日R-Y0B-YC七、彩色矢量信号：例：饱和度为1的绿信号：R=0、G=1、B=0，亮度Y的值为Y=0.30R+0.59G+0.11B=0.59

色差值：R-Y=R-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.59B-Y=B-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.59

正交平衡调幅波C的振幅Cm为：

Cm=(R-Y)2+(B-Y)21/2

=(-0.59)2+(-0.59)21/2=0.83

相角：=2250(第三像限)第十四页，共四十二页，2022年，8月28日八：饱和度、色调与振幅、相位关系：Cm0.830B-Y2250R-Y饱和绿色Cm0.830B-Y450R-Y饱和品色Cm0.420B-Y2250R-Y半饱和绿色第十五页，共四十二页，2022年，8月28日如发送黄色：色度幅度Cm=0.90亮度幅度Ym为：

Ym=0.3R+0.59G+0.11B=0.301+0.591+0.110=0.89信号幅度变化范围：+1.79和-0.01之间。九、未压缩100%饱和彩条信号幅度：红色：

CR=(R-Y)2+(B-Y)21/2=(0.70)2+(0.30)21/2

=0.76色度幅度CR=0.76亮度幅度YR=0.30信号幅度变化范围：-0.46～1.06。e=Y+C=Y+Cmsin(t+)=Y+(R-Y)2+(B-Y)21/2sin(t+)第十六页，共四十二页，2022年，8月28日彩条RGBYB-YR-YCY+CY-C白111100011黄1100.89-0.890.110.901.78-0.01青0110.700.30-0.700.761.46-0.06绿0100.59-0.59-0.590.831.42-0.24品1010.410.590.590.831.24-0.42红1000.30-0.300.700.761.06-0.46蓝0010.110.89-0.110.901.01-0.78黑000000000未压缩的彩条信号数据第十七页，共四十二页，2022年，8月28日标准彩条亮度与色差信号的波形与特点

70.3第十八页，共四十二页，2022年，8月28日十、压缩系数：1、压缩条件：彩色信号幅度范围在士0.33内：+1.33~-0.332、压缩方法：(R-Y)和(B-Y)分别乘上压缩系数n和me黄=Y黄+n(R-Y)2+m(B-Y)21/2

=0.89+n(0.11)2+m(-0.89)21/2=1.33e红=Y红-n(R-Y)2+m(B-Y)21/2

=0.30-n(0.70)2+m(0.3021/2=-0.33解联立方程组

0.89+(0.11n)2+(0.89m)21/2=1.33

0.30-(0.70n)2+(0.30m)21/2=-0.33得：

n=0.877

m=0.493第十九页，共四十二页，2022年，8月28日v=n(B-Y)=0.877(R-Y)u=m(B-Y)=0.493(B-Y)色度信号：CF=vcost+usint

=(v2+u2)1/2sin(t+)=CFmsin(t+)式中CFm=(v2+u2)1/2，=tg-1(v/u)彩电信号e’：e’=Y+CF=Y+CFmsin(t+)十一、压缩后色差信号的表示：第二十页，共四十二页，2022年，8月28日第二十一页，共四十二页，2022年，8月28日第二十二页，共四十二页，2022年，8月28日白黄青绿品红蓝黑-0.4-0.33-0.20

0.20.4

0.6

0.81.0

1.21.33黑电平白电平视频信号相对幅度十二、压缩后的饱和彩条全电视信号波形：第二十三页，共四十二页，2022年，8月28日正交平衡调幅制的缺点发送端抑制了副载波，接收端要自行产生副载波才能解调。为保证重现色调的准确性，要求收发两端副载波严格同步，相位不准，色调就畸变。第二十四页，共四十二页，2022年，8月28日

PAL制彩电色度信号g(t)+10-1TH2TH3TH1、PAL制：v分量逐行倒相(乘g(t)开关)2、g(t)函数：逐行取+1和-1g(t)=+l[2nTH＜t＜(2n+1)TH]g(t)=-1[(2n+1)TH＜t＜(2n+2)TH]n=0，1，2，3……3、色度信号表示式：

CF=usint士vcost第二十五页，共四十二页，2022年，8月28日uYvuYvuYvuYvf4、PAL的相位补偿作用：C1C1’C2C2’C2”C

vV1-V2u5、PAL制彩色付载波：(四分之一行频间置)FS=(284-1/4)fH+25=4.43361875(MHz)6、PAL制彩色信号频谱：第二十六页，共四十二页，2022年，8月28日PAL色度信号PAL制色度信号Fv分量逐行倒相，其规律是：如果第n行的色度信号为：第n+1行色度信号为：所以PAL制色度信号的表达式为：tVtUFFFscscVUwwcossin±=±=tVtUFFFscscVUwwcossin-=-=tVtUFFFscscVUwwcossin+=+=第二十七页，共四十二页，2022年，8月28日色同步信号传送副载波的基准频率和相位信息，保证接收端恢复的副载波与发端副载波同频同相。提供收、发端逐行倒相的同步信息,以保证接收机能识别信号中的PAL行和NTSC行。色同步的产生，是利用一个行频色同步门脉冲（K脉冲）实现的。第二十八页，共四十二页，2022年，8月28日PAL制色同步信号矢量方框图U平衡调幅器V平衡调幅器+－K+KSinωsct+cosωsct－90°+90°180°180°－135°＋135°Sin(ωsct±135°）Fb第二十九页，共四十二页，2022年，8月28日7、彩色同步信号：Cb(n)Cbv(n)Cb(n+1)Cbv(n+1)Cbu1350

u8、PAL制式编码：消隐混入延时均衡低通滤波低通滤波矩阵电路-K脉冲+K脉冲副载波fSc开关信号g(t)同步信号RGBU平衡调制V平衡调制士900延时彩色全电视信号Y信号++++-1350第三十页，共四十二页，2022年，8月28日PAL制编、解码过程第三十一页，共四十二页，2022年，8月28日（1）将R、G、B三基色电信号通过矩阵电路，变换成亮度信号Y和色差信号（R-Y）和（B-Y）。（2）为抑制色度信号副载波对亮度信号的干扰，在Y通道中接入一个副载波陷波器。陷波后的Y信号经过放大后与行、场同步及消隐信号相混合。（3）色差信号（R-Y）和（B-Y）经幅度和频带压缩后，得到V、U。V信号与+K脉冲混合后与±coswSCt副载波同时进入平衡调幅器，经平衡调幅电路输出红色度分量±FV和色同步信号±FbV分量；色差信号U与-K脉冲混合后，对sinwSCt平衡条调幅，得到FU和色同步信号FbU分量。以上二色度分量与色同步信号分量混合后，最后得到色度信号F和色同步信号Fb。（4）色度信号F、色同步信号Fb、亮度信号Y与消隐信号A、同步信号S经混合电路后输出彩色全电视信号FBAS。第三十二页，共四十二页，2022年，8月28日基色矩阵高压高频头公共中放伴音检波鉴频低放图像检波AGC电路同步分离色同步通道带通放大色度通道色差矩阵场扫描电路行扫描及高压电路喇叭亮度通道显象管偏转线圈天线电源PAL制彩色电视机方框图第三十三页，共四十二页，2022年，8月28日解码器中，全电视信号处理（1）亮度与色度信号的分离（频域分离）（2）色度信号与色同步信号的分离（时间分离）（3）蓝色度信号和红色度信号的分离（频率、相位双重分离）（4）同步检波：色度信号被解调成色差信号（5）亮度信号Y和色差信号U、V经矩阵电路变换成三个基色信号R、G和B。第三十四页，共四十二页，2022年，8月28日亮、色信号分离第三十五页，共四十二页，2022年，8月28日梳状滤波器为了使梳状滤波器能有效地分离两个色度信号，延迟线的延迟时间要有准确的数值，即延迟后色度信号的副载波相位要与延迟前相同或相反，以实现相邻两行色度信号相减或相加时能分别输出两色度分量。而延迟时间d应选择非常接近于行周期64s。63.943s延迟线+—Ffvfu第三十六页，共四十二页，2022年，8月28日根据：fsc=(284-1/4)fH+25Hz得：TH=283.75Tsc+25Tsc/15625=283.751Tsc所以可选择d为副载波半周期Tsc/2的567或568