第2章+++彩色電視制式與.ppt

1 第2章彩色電視制式與彩色電視信號 2 1兼容制傳送方式2 2亮度信號與色差信號2 3色度信號與色同步信號2 4NTSC制色差信號及編 解碼過程2 5PAL制及其編 解碼過程2 6SECAM制及其編 解碼過程 2 彩色電視制式 對彩色電視信號的加工處理和傳輸?shù)奶囟ǚ绞?彩色電視實際上不是把三基色信號通過三個通道傳送到接收端 去控制R G B三個電子束 而是采用與黑白電視兼容技術(shù) 通過在發(fā)送端對彩色信號編碼 產(chǎn)生一個亮度信號和一個色差信號 在接端在通過解碼網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)出三基色信號 目前基本有三種兼容制式 即 NTSC NationalTelevisionSyetemsCommittee 是正交平衡調(diào)幅制 1954年開始使用 如美國 日本 加拿大 等 PAL PhaseAlternationLine 逐行倒相正交平衡調(diào)幅 1966年由德國開始 如 中國 德國 英國 瑞士等大多數(shù)國家 SECAM S quentialCouleur rM moire 順序傳送彩色與存儲制式 1967正式使用 法國 俄國 等30多個國家 3 2 1兼容制傳送方式 2 1 1兼容的必備條件要實現(xiàn)彩色與黑白電視兼容 彩色電視應(yīng)滿足以下基本條件 1 所傳送的電視信號中應(yīng)有亮度信號和色度信號兩部分 2 彩色電視信號通道的頻率特性應(yīng)與黑白電視通道頻率特性基本一致 而且應(yīng)該有相同的頻帶寬度 圖像載頻和伴音載頻 3 彩色電視與黑白電視應(yīng)有相同的掃描方式及掃描頻率 相同的輔助信號及參數(shù) 4 應(yīng)盡可能地減小黑白電視機收看彩色節(jié)目時的彩色干擾 以及彩色電視中色度信號對亮度信號的干擾 4 2 1 2大面積著色原理人的眼睛對彩色的細節(jié)部分分辨是有限的 而對黑白分辨比較高 因此 在重現(xiàn)彩色圖象時 只在比較大的面積上著色即可 而細節(jié)部分可用亮度信號來代替 即采用 混合高頻原理 電視圖像的水平清晰度是和信號的頻帶寬度成正比的 水平清晰度每增加80線 相當(dāng)于視頻帶寬增加1MHz 因而可用6MHz帶寬傳送亮度信號 而用窄帶傳送色度信號 我國標(biāo)準(zhǔn)是 色度信號的帶寬為1 3MHz 亮度信號帶寬為6MHz 5 2 1 3頻譜交錯原理由于亮度信號的頻譜是梳狀結(jié)構(gòu) 主要能量集中在行頻及其諧波的兩側(cè) 且每譜線群所占帶寬很窄 約為2KHz 因此可把色度信號插到亮度頻譜的空隙 這就叫頻譜交錯 如圖2 1 圖中的fsc稱為彩色副載波 圖2 1亮度與色度信號的頻譜交錯 6 2 2亮度信號與色差信號 由亮度方程Y 0 3R 0 59G 0 11B可以看出 只要傳送亮度信號和其中兩個基色信號就可以實現(xiàn)同時傳送亮度和色度信號 達到兼容的目的 但所傳送的基色信號中都含有亮度信息 這樣亮度信號將有重復(fù)內(nèi)容 產(chǎn)生相互干擾 因此選三個不含有亮度信息的色差信號 R Y G Y B Y 中的兩個色差信號來傳送色度信息 7 因此在已知 R Y 和 B Y 的情況下 可以容易地按照下述步驟求得 G Y 由 Y 0 3Y 0 59Y 0 11Y 2 3 Y 0 3R 0 59G 0 11B 2 4 用式 2 4 減去式 2 3 得 0 3 R Y 0 59 G Y 0 11 B Y 0 2 5 2 2 1亮度 色差與R G B的關(guān)系由亮度方程Y 0 3R 0 59G 0 11B 2 1 得 R Y 0 7R 0 59G 0 11B 2 2a B Y 0 3R 0 59G 0 89B 2 2b G Y 0 3R 0 41G 0 11B 2 2c 8 然后在接收端由矩陣電路把收到的 R Y 和 B Y 按式 2 5 恢復(fù)出 G Y 然后再以矩陣電路使之分別與Y信號相加 從而恢復(fù)出三基色 即 R Y Y R 2 6a B Y Y B 2 6b G Y Y G 2 6c 在傳送黑白電視信號時 因色度信號為零 R G B應(yīng)相等 設(shè)R G B Ex 則利用亮度方程可求得 Y 0 3Ex 0 59Ex 0 11Ex Ex 2 7a R Y Ex Ex 0 2 7b B Y Ex Ex 0 2 7c 9 這就說明 對于黑白電視信號 反映色調(diào)與飽和度 即色度 的色差信號為零 且亮度Y的電壓值與三個基色電壓值相等 即 Y R G B比如傳送飽和黃色 則可知R G 1 B 0 其亮度信號和色差信號分別為Y 0 3 1 0 59 1 0 11 0 0 89R Y 1 0 89 0 11B Y 0 0 89 0 89可見此時 R Y 和 B Y 不再為零 10 根據(jù)式 2 6 設(shè)傳輸后用于重現(xiàn)彩色圖像的三基色信號分別為 Rd R Y t YtBd B Y t YtGd 0 51 R Y t 0 19 B Y t Yt當(dāng)忽略不計顯像管 失真和傳輸系統(tǒng)非線性影響時 所顯示的亮度Yd將為 Yd 0 3Rd 0 59Gd 0 11Bd 0 3 R Y t 0 3Yt 0 3 R Y t 0 11 B Y t 0 59Yt 0 11 B Y t 0 11Yt Yt 2 8 這說明 無論色差信號如何變化或混入什么干擾 都不影響亮度信號 因此實現(xiàn)了恒定亮度傳輸 11 2 2 2標(biāo)準(zhǔn)彩條亮度與色差信號的波形與特點標(biāo)準(zhǔn)彩條信號是由彩條信號發(fā)生器產(chǎn)生的一種測試信號 它由三個基色 三個補色 黑色和白色組成 依亮度遞減的順序排列 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號有多種規(guī)范 圖2 2給出了波形為 100 幅度 100 飽和度 的彩條信號 對于這種規(guī)范 白條對應(yīng)的電平為1 即100 黑條對應(yīng)的電平為0 三基色信號的電平非1即0 由其顯示的彩色均為飽和色 彩條信號的特點是 含直流 單極性 亮度遞減 非等級差 而色差信號的特點是 交流 奇對稱 不含直流成分 由式 2 1 和式 2 2 可求得100 幅度 100 飽和度彩條信號中各條相應(yīng)的亮度信號和色差信號電平 其值列入表2 1 12 圖2 2100 幅度 100 飽和度彩條信號 a 彩條圖像 b 三基色電壓 c 亮度信號 d 色差信號 13 表2 1100 幅度 100 飽和度彩條三基色 亮度 色差電平值 14 圖2 375 幅度 100 飽和度彩條信號波形 通常實際景物很少能達到100 飽和度和100 幅度 而且形成的色度電信號幅度都很大 如果再與亮度信號疊加 可能會造成超過電路所允許的動態(tài)范圍 使之幅度過載 在傳輸過程中產(chǎn)生失真 因此 國家規(guī)定 100 飽和度 75 幅度的信號作為標(biāo)準(zhǔn)測試信號 如圖2 3 15 彩條信號常由四位數(shù)碼命名 如100 0 75 0 100 0 100 0 四位數(shù)碼中個信號均是經(jīng)過校正后的信號 其意義如下 100 0 75 0 飽和度 幅度 2 9 2 10 式中 Emax和Emin分別對應(yīng)彩條R G B的最大值和最小值 EW為白條所對應(yīng)的R G B的幅度 白條時基色信號的百分比幅度 黑條時基色信號的百分比幅度 彩條時基色信號的最大值 彩條時基色信號的最小值 此時的百分比幅度和飽和度可分別計算如下 16 表2 2是75 幅度 100 飽和度標(biāo)準(zhǔn)彩條三基色 亮度 色差電平值 17 2 3色度信號與色同步信號 2 3 1色度信號的形成在NTSC制中 它是將正交調(diào)幅與平衡調(diào)幅結(jié)合起來 將兩個色差信號分別對正交的兩個副載波進行平衡調(diào)幅 由此得到已調(diào)信號 稱其為色度信號 18 1 平衡調(diào)幅所謂平衡調(diào)幅 是指抑制載波的一種調(diào)制方式 它與普通調(diào)幅不同之處在于 平衡調(diào)幅不輸出載波 現(xiàn)舉例加以說明 設(shè) 調(diào)制信號為u U cos t 載波信號為us Uscos st 則調(diào)幅后形成的一般調(diào)幅波為 2 11 19 式 2 11 說明 普通調(diào)幅波的頻譜是由載頻 s和兩個邊頻 s s 三個分量組成的 如圖2 4 a 所示 其波形如圖2 5 c 所示 圖2 4調(diào)幅波頻譜 a 普通調(diào)幅 b 平衡調(diào)幅 20 圖2 5調(diào)幅波波形 a 調(diào)制信號 b 載波 c AM波 d 平衡調(diào)幅波 21 平衡調(diào)幅抑制了載波分量 使得調(diào)幅波中沒有Uscos st一項 因而其表達式變?yōu)?2 12 平衡調(diào)幅的頻譜和波形示于圖2 4 b 和圖2 5 d 由式 2 12 及圖2 5 d 可以看出 平衡調(diào)幅波的特點是 1 平衡調(diào)幅波的幅度與調(diào)制信號幅度的絕對值成正比 2 調(diào)幅信號為正值時 平衡調(diào)幅波與載波同相 調(diào)制信號電壓為負值時 平衡調(diào)幅波與載波反相 即在調(diào)制信號過零時 信號倒相180度 22 2 正交調(diào)幅將兩個調(diào)制信號分別對頻率相等 相位相差90 的兩個正交載波進行調(diào)幅 然后再將這兩個調(diào)幅信號進行矢量相加 從而得到的調(diào)幅信號稱為正交調(diào)幅信號 這一調(diào)制方式稱正交調(diào)幅 在彩色電視中 當(dāng)采用正交平衡調(diào)幅后 便可用一個頻率相同但相位相差90o的載波傳送 R Y 和 B Y 兩個色差信號了 23 3 色度信號的形成在將兩個色差信號分別對兩個正交的副載波進行平衡調(diào)幅之前 先對其進行適當(dāng)?shù)姆葔嚎s 這是不失真?zhèn)鬏斔枰?見本章2 4節(jié) 壓縮后的色差信號分別用U和V表示 它們與壓縮前的色差信號 R Y 和 B Y 的關(guān)系是 式中 0 493和0 877稱為色差信號的壓縮系數(shù) 壓縮后的色差信號分別對兩個正交副載波sin SCt和cos SCt進行平衡調(diào)幅 從而得到兩個平衡調(diào)幅信號 2 13 2 14 2 15 2 16 24 這兩個平衡調(diào)幅信號頻率相等 相差90 保持著正交關(guān)系 將二者相加便得到正交平衡調(diào)幅的色度信號F Usin SCt Vcos SCt 2 17 F常被稱為已調(diào)色差信號或色度信號 F亦可用矢量表示 稱彩色矢量 如圖2 6所示 可見 色度信號的振幅和相角分別為 2 18 2 19 顯然 Fm決定著飽和度 而相位 決定著色調(diào) 實現(xiàn)正交平衡調(diào)幅的方框圖如圖2 7 圖2 6彩色矢量圖 25 圖2 7正交平衡調(diào)幅色度信號形成方框圖 26 2 3 2同步檢波原理同步檢波可解調(diào)出色差信號 還可由數(shù)學(xué)分析加以證明 對于U同步檢波 色度信號F與sin SCt相乘 2 20a 2 20b 27 圖2 8同步檢波原理 a 方框圖 b 開關(guān)控制示意圖 a b 28 圖2 9同步檢波器波形分析 29 2 3 3色同步信號色同步信號一個能反映彩色副載波頻率和相位的同步信號色同步信號與彩色電視信號一起傳送到接收端 彩色電視機將其從彩色全電視信號中分離出來 由此去控制接收機的副載波發(fā)生器 使之產(chǎn)生與發(fā)送端副載波同頻 同相的恢復(fù)副載波 規(guī)定 色同步信號的幅度與同步脈沖幅度相等 若以h表示同步脈沖幅度 Fb表示色同步信號 則 2 21 而且 色同步信號放置在行消隱信號的后肩上 30 圖2 10色同步信號 行消隱 色同步信號 31 2 3 4彩條對應(yīng)的信號波形及矢量圖根據(jù)表2 1所列100 0 100 0彩條信號參數(shù) 利用公式 可分別求得白 黃 青 綠 品 紅 藍 黑所對應(yīng)的亮度信號 色差信號 色度信號 及亮度與色度的合成信號數(shù)據(jù)如表2 3所示 據(jù)此繪出的各信號波形如圖2 11所示 表2 3未壓縮彩條信號有關(guān)數(shù)據(jù) 32 圖2 11100 幅度彩條波形圖 a Y Fb s信號 b 色度信號F c Y F Fb s信號 33 可見 在已調(diào)的彩色全電視信號中 紅 藍色條信號的幅度超過的同步信號的頂端 會破壞同步 使圖象不穩(wěn) 黃 青色條信號低于白色電平 并低于0 將使之產(chǎn)生過調(diào)制 圖像嚴(yán)重失真 而且還會有可能造成伴音中斷 在保證圖像清晰度不變的情況下 可將色度信號進行適當(dāng)?shù)膲嚎s 而亮度信號保持不變 34 設(shè) B Y 和 R Y 壓縮系數(shù)分別為x1和x2 則壓縮后黃 青視頻信號幅度應(yīng)滿足下式關(guān)系 將黃彩條數(shù)據(jù)代入式 2 22 得 將青彩條數(shù)據(jù)代入式 2 22 得 2 22 2 23 2 24 35 表2 4壓縮后的彩條數(shù)據(jù) 36 圖2 12壓縮后的彩條信號波形 37 圖2 13彩條色度信號矢量圖 38 1 振幅代表飽和度 相位代表色調(diào) 2 不同色調(diào)的信號的相同飽合度時振幅是不一樣的 或說振幅相同時 色調(diào)不同時 所對應(yīng)的飽和度不同 3 色調(diào)不變 而飽和度改變時 相位不變 例如 設(shè)在某飽和度時紅色條的三基色信號為R和G B x 39 2 4NTSC制色差信號及編 解碼過程 2 4 1I Q色差信號對視覺特性研究表明 人眼對紅 黃之間顏色的分辨力最強 而對藍 品之間顏色的分辨力最弱 故將色度信號進行變換 I軸對應(yīng)最敏感色軸 用 0 5MHz 1 5MHz帶寬 而Q對應(yīng)不敏感色軸 用 0 5MHz 如圖2 14 40 利用亮度方程及式 2 13 和式 2 14 結(jié)合式 2 25 關(guān)系可求出Q I與三基色R G B的關(guān)系為 Y 0 30R 0 59G 0 11B 2 26 Q 0 21R 0 52G 0 31B 2 27 I 0 60R 0 28G 0 32B 2 28 Q Ucos33 Vsin33 I U sin33 Vcos33 通過幾何關(guān)系不難推得它們之間有如下關(guān)系 2 25 41 2 4 2NTSC制編 解碼方框圖NTSC制編 解碼方框圖分別如圖2 15和圖2 16所示 編碼器中 矩陣電路按式 2 26 式 2 28 對R G B信號進行線性組合 從而產(chǎn)生I Q和Y信號 載波形成電路分別輸出相位為33 123 180 的三個副載波 供Q調(diào)制器 I調(diào)制器和色同步平衡調(diào)制器之用 42 矩陣電路對R G B信號進行線性組合 從而產(chǎn)生I Q和Y信號 為了實現(xiàn)時間上的一致性 輸出相位為33 123 180 的三個副載波 供正交平衡調(diào)制器和色同步平衡調(diào)制 復(fù)合消隱信號 復(fù)合同步信號 色同步信號調(diào)制信號 43 選出色同步信號 消除附載波對亮度的影響 分離出色度信號 得出色差信號 44 2 4 3NTSC制的主要參數(shù)及性能1 主要參數(shù)對于NTSC M 美國制式 場頻fV 59 94Hz 60Hz 行頻fH 525 fV 2 15 734kHz 每幀525行 圖像信號標(biāo)稱帶寬為4 2MHz 伴音載頻為4 5MHz 彩色副載波頻率fSC 3 57954506MHz 對應(yīng)227 5fH 彩色全電視信號頻譜如圖2 17所示 圖2 17NTSC制彩色全電視信號頻譜 伴音載頻 不對稱邊帶 45 2 主要性能 1 現(xiàn)有的三種兼容制彩色電視制式中 NTSC制色度信號組成方式最為簡單 因而解碼電路也最為簡單 易于集成化 特別是 在許多場合需要對電視信號進行各種處理 因而NTSC制在實現(xiàn)各種處理也就簡單 2 NTSC制中采用1 2行間置 使亮度信號與色度信號頻譜以最大間距錯開 亮度串色影響因之減小 故兼容性好 3 NTSC制色度信號每行都以同一方式傳送 與PAL制和SECAM制相比 不存在影響圖像質(zhì)量的行順序效應(yīng) 4 采用NTSC制一個最嚴(yán)重的問題 就是存在著相位敏感性 即存在著色度信號的相位失真對重現(xiàn)彩色圖像的色調(diào)的影響 相位失真規(guī)定為12 但 5 時人就會明顯感覺 46 2 5PAL制及其編 解碼過程 PAL是PhaseAlternationLine 逐行倒相 的縮寫 它是對色度信號采用正交平衡調(diào)幅的基礎(chǔ)上 使其中一個色度分量 FV分量 逐行倒相 2 5 1相位失真的概念及影響彩色電視機不可能完全正確地重現(xiàn)原景物的亮度 飽和度和色調(diào) 因而存在著失真 彩色圖像的失真有亮度失真 飽和度失真和色調(diào)失真 亮度失真主要影響清晰度色調(diào)失真造成景物顏色的改變 47 引起相位失真的主要原因是 1 調(diào)諧不準(zhǔn)確 2 多徑效應(yīng) 3 傳輸系統(tǒng)的非線性引起的微分相位失真 色度信號所產(chǎn)生的相移與亮度電平有關(guān) 因為色度信號是疊加在亮度信號之上 而同一顏色可能在不同的亮度電平上疊加 因此會導(dǎo)致色調(diào)畸變 不能用簡單的相位校正網(wǎng)絡(luò)來校正 48 2 5 2PAL色度信號PAL制獲得色度信號的方法 也是先將三基色信號R G B變換為一個亮度信號和兩個色差信號 然后再用正交平衡調(diào)制的方法把色度信號安插到亮度信號的間隙之中 這些與NTSC制大體相同 PAL色度信號的數(shù)學(xué)表達式為 F FU FV Usin SCt Vcos SCt Fmsin SCt 2 29 因此 與NTSC制不同的是 將色度信號的FV分量逐行倒相 規(guī)律是第n行取 而第n 1行取 49 圖2 18隔行掃描逐行倒相的正負號改變規(guī)律 a 奇數(shù)幀 b 偶數(shù)幀 奇數(shù)幀中奇數(shù)行取 偶數(shù)行取 偶數(shù)幀中奇數(shù)行取 偶數(shù)行取 取 的行叫NESC行 取 的行叫PAL行 50 圖2 19逐行倒相色度信號矢量圖 a 任一色調(diào)的色度信號 b 彩條矢量逐行倒相情況 NTSC行 PAL行 NTSC行 PAL行 51 圖2 20逐行倒相實現(xiàn)框圖 cos FU分量 FV分量 0 5fH 彩色副載波 52 圖2 21逐行倒相波形關(guān)系 a 半行頻方波 b 90 移相后的副載波 c 逐行倒相輸出副載波 53 圖2 22PAL色度信號頻譜 a FU分量頻譜 b FV分量頻譜 c 色度信號F的頻譜 54 根據(jù)傅里葉級數(shù)分析 由于 K t 是對原點對稱的開關(guān)函數(shù) 可分解為一系列正弦函數(shù)之和 即 2 30 2 31 式中 m為正整數(shù) 且m只取奇數(shù) 1 2 fH 2為基波角頻率 由此可求得逐行倒相副載波的各頻率分量為 m 1 3 5 55 2 5 3PAL制克服相位敏感的原理PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理 可用彩色矢量圖予以說明 圖2 23PAL克服相位敏感原理 a 相位無失真情況 b 相位失真情況 解調(diào)后的合成色度矢量與沒相位失真一樣 但長度將減小 造成飽和度下降 合成方法 1 PALS 2 PALD延遲解碼 56 2 5 4PAL制副載波的選擇在彩色廣播電視系統(tǒng)中 亮度信號和色度信號必須共同用與黑白電視信號相同的信號帶寬 遵循原則 1 使亮度信號與色度信號的主譜線錯開 避免互相干擾 2 要在保證已調(diào)色度信號的的上邊帶不超過6MHz的上限時 盡可能的選擇比較高的彩色副載波 以便減少高次諧波帶來的亮度與色度間的串?dāng)_ 57 圖2 24PAL副載波選擇分解圖 a PAL色度信號頻譜圖 b 1 2行間置時的頻譜結(jié)構(gòu) c 1 4行間置時的頻譜結(jié)構(gòu) FV分量與亮度信號主譜線重疊 使亮度主譜線nfH落在fsc fsc fH 2中間 58 使亮度信號Y與兩個色度信號分量的頻譜相互錯開 那么nfH應(yīng)滿足下述關(guān)系 從而求出 對于行頻為15625Hz 場頻為50Hz 標(biāo)稱視頻帶寬為6MHz的系統(tǒng) 根據(jù)選擇fSC盡量高的原則 可取式 2 32 中n 284 這樣可以求得副載波頻率為283 75fH 實際的PAL制彩電副載波為 2 32 59 圖2 25PAL亮 色副譜線的相互關(guān)系 a fSC 283 75fH時的譜線關(guān)系 b 增加25Hz后的改善情況 在副譜線群中 色度信號的兩個分量與亮度分量差1 8fv 在副譜線群中 色度信號的兩個分量與亮度分量差3 8fv 25Hz的目的是進一步拉大在以場頻為間隔的副譜線群中 色度信號的兩個分量與亮度信號分量的距離 減小亮 色間的干擾 60 2 5 5PAL制色同步信號PAL制彩色電視接收機在解調(diào)色度信號時 需要對PAL行送 cos SCt副載波 對NTSC行送 cos SCt副載波 要做到這一點 需要有一個識別PAL行與NTSC行的識別信號 即需要在發(fā)送端提供一個附加信號 即PAL色同步信號 NTSC行色同步信號相位是 135o PAL行色同步信號相位是 135o 圖2 26PAL制色同步信號 8 12個Tsc 61 圖2 27PAL制色同步信號形成方框圖 K色同步選通脈沖 62 圖2 28PAL色同步信號矢量圖 63 2 5 6PAL制編 解碼過程1 PAL制編碼器及編碼過程所謂編碼 就是把三基色電信號R G B編制成彩色全電視信號FBAS的過程 編碼器就是用來編碼的電路 PAL制編碼器的方框圖如圖2 29所示 圖中給出了方框圖上各點的波形 具體編碼過程如下 1 將經(jīng)過 校正的R G B三基色電信號通過矩陣電路 變換成亮度信號Y和色差信號 R Y 和 B Y 2 為了減小亮度信號對色度信號的干擾 讓Y信號通過一個中心頻率為副載波頻率fSC的陷波器并經(jīng)過放大后與行 場同步及消隱信號相混合 64 3 色差信號 R Y 和 B Y 經(jīng)幅度加權(quán)和頻帶壓縮后 得到已壓縮信號U和V 然后和色同步選通信號混合后 一起進行逐行倒相正交平衡調(diào)制 得到色度信號和色同步信號 4 色度信號F 色同步信號Fb 亮度信號Y與消隱信號A 同步信號S經(jīng)混合電路后輸出彩色全電視信號FBAS 目前流行的單片集成編碼電路很多 如日立的HA11883MP 索尼的CX20055 Motorola的MC1377 Philips的TDA8501等 65 圖2 29PAL制編碼器方框圖 R Y B Y Y 66 2 1 PAL制解碼器及解碼過程把彩色全電視信號還原成三基色電信號的過程稱為解碼 完成解碼的電路叫解碼器 PAL解碼器類型有 PALs 簡單解碼 PALN 鎖相解碼 PALD 延遲解碼 應(yīng)用最廣 PALD解碼器主要由亮度通道 色度通道 基準(zhǔn)副載波恢復(fù) 基色輸出矩陣組成 如圖2 30 67 圖2 30PALD解碼器及各點波形 亮度通道 色度通道 基準(zhǔn)副載波恢復(fù) 矩陣電路 68 1 亮度信號與色度信號的分離中小屏幕彩電采用頻帶分離辦法 用一個4 43MHz的陷波器從FBAS中分離出亮度信號 包括亮度 行場同步和消隱信號 把亮度信號Y延遲放大后送到矩陣電路 用一個4 43MHz 帶寬為2 6MHz的帶通濾波器 分離出色度信號 包括色度信號和色同步信號 69 圖2 31Y與F的分離原理 波形及頻譜 陷波器特性 濾波器特性 帶寬2 6MHz 70 2 色度信號的兩個分量FU和FV的分離由于色度信號的FV和FU分量的主譜線正好錯開半個行頻 因此可用梳狀濾波器進行分離 這種濾波器由一個延遲電路 一個加法器和一個減法器組成 見圖2 30 要保證可靠的分離 對延遲時間應(yīng)有一定的要求 延遲前后的副載波必須在相位上相差0o或180o 以便實現(xiàn)兩路信號的加或減 延遲時間必須非常接近一個行周期的時間 以保證是相鄰行的相加減 因此 延遲時間必須是副載波半周期的的整倍數(shù) 根據(jù)fSC 283 75fH 25Hz的關(guān)系 可以得到行周期TH與副載波周期TSC之間的關(guān)系為 2 33 71 因此 d可選擇為副載波半周期TSC 2的567倍或568倍 通常選擇 d為 即延時線輸出的副載波信號與輸入副載波信號相位相反 將fSC 4 43361875MHz代入式 2 34 求得 2 34 設(shè)輸入到梳狀濾波器的第n行色度信號為Fn Usin SCt Vcos SCt FU FV 2 35 則第n 1行色度信號必然為Fn 1 Usin SCt Vcos SCt FU FV 2 36 72 根據(jù) d的選擇知 延時前與延時后的副載波相位相反 若以F n 1 F n分別表示經(jīng)延時后的相應(yīng)行的色度信號 則 F n 1 Fn 1 Usin SCt Vcos SCt FU FV 2 37 F n Fn Usin SCt Vcos SCt FU FV 2 38 由此可以求得 第n行輸入時 相加輸出為 Fn F n 1 FU FV FU FV 2FV 2 39 相減輸出為 Fn F n 1 FU FV FU FV 2FU 2 40 同理 在第n 1行輸入時 相加電路和相減電路分別輸出為 相加輸出為 Fn 1 F n 2FV 2 41 相減輸出為 Fn 1 F n 2FU 2 42 73 圖2 32梳狀濾波器方框圖及分離色度信號原理 a 梳狀濾波器方框圖及分離的波形 頻譜 b 梳狀濾波器頻率特性 依次類推 由式 2 39 式 2 42 明顯地看出 梳狀濾波器有效地分離了兩個色度分量FU與 FV 圖2 32 b 和 a 分別說明了梳狀濾波器的頻率特性及分離前后的波形及頻譜 減法器頻率特性 加法器頻率特性 74 圖2 33同步解調(diào)器輸入 輸出波形 3 同步檢波梳狀濾波器輸出的 FV信號經(jīng)V同步解調(diào)器 輸出V信號 梳狀濾波器輸出的FU信號經(jīng)U同步解調(diào)器輸出U信號 解調(diào)器輸入 輸出波形如圖2 33所示 再經(jīng) R Y B Y 放大器和矩陣電路得到三個色差信號 75 4 還原三基色信號亮度通道輸出的Y信號和色度通道輸出的U V信號同時輸入基色矩陣電路 經(jīng)基色矩陣電路對U V信號去壓縮 恢復(fù) R Y B Y 色差信號 并組合得到 G Y 色差信號 然后再和亮度信號Y一起 恢復(fù)出R G B三基色信號 其輸入 輸出波形如圖2 35所示 圖2 35基色矩陣電路的輸入 輸出波形 76 圖2 34色同步與色度的分離原理及波形 5 色度信號與色同步信號的分離頻率相同但時域錯開的色度與色同步信號 經(jīng)色同步選通電路 將色同步信號與色度信號分開 對應(yīng)行正程 對應(yīng)行逆程 77 6 恢復(fù)副載波色同步信號與副載波壓控振蕩器輸出的信號同時送鑒相電路 二者進行相位比較后 輸出一個與之相差成正比的直流控制電壓 由它再去控制壓控振蕩器 使其輸出副載波頻率和相位與發(fā)射端相同 輸出副載波一路送U解調(diào) 另一路經(jīng)PAL開關(guān)控制 相移90o去解調(diào)V信號 另外 色同步信號還要去送ACC 自動飽和控制 ARC 自動清晰度控制 和ACK 自動消色