第二章 彩色電視制式與彩色電視信號(hào)

1、第一節(jié)：兼容制式傳送方式21 兼容制彩色電視系統(tǒng)的傳送方式       彩色電視是在黑白電視的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在彩色電視的發(fā)展過(guò)程中，必然會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，黑白電視與彩色電視同時(shí)并存的情況，所以必須研究彩色電視與黑白電視的“兼容”問(wèn)題。所謂的兼容，就是黑白電視機(jī)可以收看到彩色電視系統(tǒng)所發(fā)射彩色電視信號(hào)（當(dāng)然，所看到圖像仍然是黑白圖像。）；彩色電視機(jī)可以收看到黑白電視系統(tǒng)所發(fā)射黑白電視信號(hào)（當(dāng)然，所看到圖像也是黑白圖像。）2.1.1 兼容的必備條件      (1) 所

2、傳送的彩色電視信號(hào)中應(yīng)有亮度信號(hào)和色度信號(hào)兩部分。亮度信號(hào)包含了彩色圖像的亮度信息，它與黑白電視機(jī)的圖像信號(hào)一樣，能使黑白電視機(jī)接收并顯示出無(wú)彩色的黑白畫(huà)面；色度信號(hào)包含了彩色圖像的色調(diào)與飽和度等信息，被彩色電視機(jī)接收后，與亮度信號(hào)一起經(jīng)過(guò)處理后顯示出彩色畫(huà)面。另外，彩色電視機(jī)接收到黑白電視信號(hào)后，也能顯示出與黑白電視機(jī)基本相同的圖像。     (2) 彩色電視信號(hào)通道的頻率特性應(yīng)與黑白電視通道頻率特性基本一致。應(yīng)該有相同的頻帶寬度、圖像載頻和伴音載頻。圖像和伴音的調(diào)制方式應(yīng)黑白電視系統(tǒng)相同，且頻道間隔相同(8MHz)。  

3、  (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(hào)及參數(shù)。     (4) 應(yīng)盡可能地減小黑白電視機(jī)收看彩色節(jié)目時(shí)所受到（彩色信號(hào)的）干擾，以及彩色電視中色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾。     在以上各條中，要實(shí)現(xiàn)掃描方式和掃描頻率一致、具有相同的圖像及伴音載頻相對(duì)較容易。困難的是如何形成亮度與色度信號(hào)；如何保證彩色與黑白電視具有相同的頻帶寬度，并盡可能地在減少干擾的情況下傳送這些信號(hào)。2.1.2大面積著色原理    

4、0;人眼視覺(jué)特性的研究表明，人眼對(duì)黑白圖像的細(xì)節(jié)有較高的分辨力，而對(duì)彩色圖像的細(xì)節(jié)分辨力較低，這即所謂的“彩色細(xì)節(jié)失明”。     因而，當(dāng)重現(xiàn)彩色圖像時(shí)，對(duì)著色面積較大的各種顏色，全部顯示其色度可以豐富圖像內(nèi)容，而對(duì)彩色的細(xì)節(jié)部分，彩色電視可不必顯示出色度的區(qū)別，因?yàn)槿搜垡巡荒鼙嬲J(rèn)它們之間的色度的區(qū)別了，只能感覺(jué)到它們之間的亮度不同。這就是大面積著色原理的依據(jù)。      在彩色圖像傳送過(guò)程中，只有大面積部分需要在傳送其亮度信息的同時(shí)還必須傳送其色度成分。顏色的細(xì)節(jié)部分(對(duì)應(yīng)于信號(hào)的

5、高頻部分)，可以用亮度信號(hào)來(lái)取代。這種方法又常稱(chēng)為“高頻混合原理”。      電視圖像的水平清晰度是和信號(hào)的頻帶寬度成正比的。水平清晰度每增加80線(xiàn)，相當(dāng)于視頻帶寬增加 l MHz，因而可用6MHz帶寬傳送亮度信號(hào)，而用窄帶傳送色度信號(hào)。     經(jīng)過(guò)對(duì)許多正常視力的人統(tǒng)計(jì)，使用 l MHz帶寬傳送色度信號(hào)，所獲得的彩色圖像88的人會(huì)感到滿(mǎn)意，若用2MHz帶寬傳送色度信號(hào)，幾乎所有的人都會(huì)對(duì)所獲得的彩色效果滿(mǎn)意。我國(guó)電視制式規(guī)定: 色度信號(hào)的頻帶寬度為1.3MHz。2.1.2 頻譜交

6、錯(cuò)原理     根據(jù)大面積著色原理和高頻混合原理，色度信號(hào)的帶寬雖可以大大地壓縮，但是彩色電視信號(hào)中的亮度信號(hào)頻譜已占有6MHz帶寬，若把已壓縮的色度信號(hào)直接與亮度信號(hào)混合，由于亮度信號(hào)和色度信號(hào)在時(shí)域和頻域均有重疊，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的相互干擾。我們知道，亮度信號(hào)的頻譜具有間隙很大梳齒狀特征，因而只要設(shè)法將色度信號(hào)插到亮度信號(hào)頻譜的空隙中，實(shí)現(xiàn)“頻譜交錯(cuò)”，這樣即可使色度信號(hào)不占有額外的頻帶，又可避免亮度、色度信號(hào)間的干擾，使彩色電視信號(hào)仍然6MHz的頻帶范圍，從而滿(mǎn)足與黑白電視的兼容條件.     

7、要實(shí)現(xiàn)“頻譜交錯(cuò)” ，需將色度信號(hào)的頻譜移動(dòng)半行頻（fH/2）的奇數(shù)倍，使色度信號(hào)的頻譜與亮度信號(hào)的頻譜錯(cuò)開(kāi)（為了與黑白電視兼容，不能移動(dòng)亮度信號(hào)的頻譜）。實(shí)現(xiàn)的辦法是，選擇一個(gè)合適的載頻fSC （色度副載波） ，將色度信號(hào)調(diào)制在這個(gè)副載波上，即可將色度信號(hào)的頻譜搬移到合適位置上。第二節(jié)：亮度信號(hào)與色差信號(hào)22 亮度信號(hào)與色差信號(hào)    為了傳送彩色圖像，從兼容的角度出發(fā)，彩色電視系統(tǒng)中應(yīng)傳送一個(gè)只反映圖像亮度的亮度信號(hào)，以Y表示，其特性應(yīng)與黑白電視信號(hào)相同。同時(shí)還需傳送色度信息，常以 F 表示。根據(jù)三基色原理，必須傳送反映R、G、B三個(gè)基色的信息。亮度

8、方程Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B告訴我們?cè)赮、R、G、B這4個(gè)變量中，只有3個(gè)是獨(dú)立的。所以只要在傳送Y 的同時(shí)，再傳送三個(gè)基色中的任意兩個(gè)即可。注：（此處的亮度信號(hào)Y、基色信號(hào)R、G、B指的是已經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)。）    由于每個(gè)基色信息中都含有亮度信息，如果直接傳送基色信號(hào)，已傳送的亮度信號(hào)Y(為各基色亮度總和)與所選出的兩個(gè)基色所包含的亮度參量就重復(fù)了，因而使得基色與亮度之間的相互干擾也會(huì)十分嚴(yán)重。所以通常選擇不反映亮度信息的信號(hào)傳送色度信息，例如基色信號(hào)與亮度信號(hào)相減所得到的色差信號(hào)(R-Y)、(G-Y)和(B-Y)，

9、可從中選取兩個(gè)代表色度信息。因此，在彩色電視系統(tǒng)中，為傳送彩色圖像，選用了一個(gè)亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)。221 亮度、色差與R、G、B的關(guān)系  由亮度方程： Y =0.30R + 0.59G + 0.11B （2 -1）   可得色差信號(hào)：    R-Y=R -（0.30R + 0.59G + 0.11B）=0.70R - 0.59G - 0.11B （2-2a）  G-Y=G -（0.30R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R + 0.41G - 0.11B （2-2b）  B-Y=B -（0.30

10、R + 0.59G + 0.11B）= - 0.30R - 0.59G + 0.89B （2-2c）      三個(gè)色差信號(hào)中只有二個(gè)是獨(dú)立的，常選用(R - Y)和(B - Y)兩個(gè)色差代表色度信號(hào)。這是因?yàn)閷?duì)大多數(shù)彩色來(lái)說(shuō)，(G-Y)比(R - Y)和(B - Y)數(shù)值要小，如選擇(G-Y)對(duì)改善信噪比不利。     在已知(R - Y)和(B - Y)的情況下，可以容易地求得(G-Y)。       令：Y =0.30Y + 0.

11、59Y + 0.11Y，并與亮度方程相減： 0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0 得： （2-3） 傳送Y、 R-Y、 B-Y (R-Y)+Y =R ，(G-Y)+Y =G ，(B-Y)+Y =B，即可恢復(fù)出基色信號(hào) 在接收端根據(jù)上式先用矩陣電路解出(G-Y)，再運(yùn)算： 設(shè)RGBEx，則利用亮度方程可求得： Y =0.30 Ex+0.59 Ex +0.11 Ex = Ex，R-Y= Ex - Ex =0，B-Y= Ex - Ex =0. 對(duì)于黑白電視信號(hào)，反映色度的信號(hào)為零，表明具有很好的兼容性      令：Y

12、=0.30Y + 0.59Y + 0.11Y，并與亮度方程相減： 0.30（R-Y）+ 0.59（G-Y）+ 0.11（B-Y）=0 得：（2-3） 傳送Y、 R-Y、 B-Y (R-Y)+Y =R ，(G-Y)+Y =G ，(B-Y)+Y =B，即可恢復(fù)出基色信號(hào) 在接收端根據(jù)上式先用矩陣電路解出(G-Y)，再運(yùn)算： 設(shè)RGBEx，則利用亮度方程可求得： Y =0.30 Ex+0.59 Ex +0.11 Ex = Ex，R-Y= Ex - Ex =0，B-Y= Ex - Ex =0. 對(duì)于黑白電視信號(hào)，反映色度的信號(hào)為零，表明具有很好的兼容性    &

13、#160; 在傳送黑白電視圖像時(shí)，R、G、B應(yīng)相等，因而色度信號(hào)為零。     在傳送彩色圖像時(shí)，三基色電壓R、G、B不相同，若三個(gè)值都不為零，則說(shuō)明該被傳送的彩色是非飽和色，因?yàn)槠渲斜厝话杏上嗟鹊娜@所組成的白色成分。若三個(gè)值中有一個(gè)或兩個(gè)為零，則所傳送的彩色為飽和色。     比如傳送飽和黃色，RG1、B0，其亮度信號(hào)和色差信號(hào)分別為： Y = 0.30 + 0.59 = 0.89， R - Y =1 - 0.89 = 0.11， B - Y = 0 - 0.89 = -0.89， 此時(shí)，(R

14、 - Y)和(B - Y)均不為零。    此外，在不計(jì)顯像管失真及傳輸系統(tǒng)非線(xiàn)性的情況下，還可以證明代表色度信息的色差信號(hào)受到干擾時(shí)，將不影響亮度信號(hào)，也不會(huì)反映到圖像的亮度上。因而重現(xiàn)圖像的亮度就只由所傳送的亮度信號(hào)所決定，常稱(chēng)其為恒定亮度原理。它正是選擇傳送色差信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)之一。證明：      以Y =0.30R0 + 0.59G0 + 0.11B0=Y0表示攝像端獲取的原景物亮度，用Yt、(R - Y) t和(B - Y) t分別表示傳輸后的亮度信號(hào)和色差信號(hào)，相對(duì)于發(fā)端信號(hào)而言，可能因混入了某種干擾而使幅

15、度有所變化。用于重現(xiàn)彩色圖像的三基色信號(hào)分別為：   Rd =（R-Y）t+Y t ；  Bd =（B-Y）t +Y t Gd =-0.51（R-Y）t -0.1-（B-Y）t +Y t 。    因?yàn)椴挥?jì)入顯像管失真，所以顯示的亮度Yd將為：     Yd = 0.30Rd +0.59 Gd +0.11Bd=Y t 。 可見(jiàn)重現(xiàn)的亮度Yd只與所傳送的到接收端的亮度信號(hào)Y t有關(guān)，即實(shí)觀了恒定亮度傳輸。 然而，當(dāng)考慮顯像管的非線(xiàn)性電 光轉(zhuǎn)換特性時(shí)(即1)，盡管在攝像

16、端對(duì)每一基色信號(hào)還進(jìn)行校正(開(kāi)次方)，恒定亮度原理將不再滿(mǎn)足，但影響不大。2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)彩條亮度與色差信號(hào)的波形與特點(diǎn)     標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是由彩條信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的一種測(cè)試信號(hào)。它是用電的方法產(chǎn)生的模擬彩色攝像機(jī)拍攝的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，常用以對(duì)彩色電視系統(tǒng)的傳輸特性進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整。     標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是由三個(gè)基色、三個(gè)補(bǔ)色、白色和黑色，依亮度遞減的順序排列的8條垂直彩帶。彩條電壓波形是在一周期內(nèi)用三個(gè)寬度倍增的理想方波構(gòu)成的三基色信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)有多種規(guī)范，如 “100幅度、100飽和度”彩條

17、，這種規(guī)范中白條電平為1，黑條電平為0，三基色信號(hào)的電平非1即0。     但此類(lèi)彩條色度信號(hào)幅度較大，與亮度信號(hào)疊加后會(huì)造成信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍過(guò)大而產(chǎn)生失真。故我國(guó)規(guī)定使用75%幅度、100飽和度信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試信號(hào)。表2-1 100%幅度、100%飽和度彩條三基色、亮度、色差電平值 表2-2 75%幅度、100%飽和度彩條三基色、亮度、色差電平值  標(biāo)推彩條信號(hào)還可以用另一種由四個(gè)數(shù)碼表示的命名法。     例如l00-0-100-0彩條信號(hào)、100-0-75-0彩條信號(hào)等。在

18、四位數(shù)碼中，各信號(hào)均指經(jīng)校正后的信號(hào)。每一數(shù)字表示相應(yīng)條的基色信號(hào)的百分比幅度，而基準(zhǔn)則是組成白條的任一基色信號(hào)的幅度。第一和第二個(gè)數(shù)字分別表示組成無(wú)色條(白、黑條)的R、G、B的最大值和最小值；第三和第四數(shù)字分別表示組成各彩條的R、G、B的最大值和最小值。例如，若組成白條的基色信號(hào)的幅度為1，則100-0-75-0彩條的各基色幅度為：白條信號(hào)為1；黑條信號(hào)為0；對(duì)應(yīng)的各彩條信號(hào)的最大值為0.75，最小值為0。    彩條信號(hào)由四個(gè)數(shù)碼命名時(shí)，其百分比幅度和飽和度可以這樣計(jì)算：     飽和度%=1-(E

19、min / Emax)r×100%； （2-4）   幅度%=Emin / EW×100%。 （2-5）     式中，Emin和Emax分別對(duì)應(yīng)彩條信號(hào)R、G、B的最大值和最小值；EW為白條所對(duì)應(yīng)的R、G、B的信號(hào)幅度。23 色度信號(hào)與色同步信號(hào)    為了實(shí)現(xiàn)頻譜交錯(cuò)，須將色差信號(hào)調(diào)制到副載波上。而色差信號(hào)有兩個(gè)(R-Y和B-Y)，若分別調(diào)制到不同的副載波上，同時(shí)傳輸時(shí)會(huì)使帶寬增加，所以需要進(jìn)行編碼處理，處理方式的不同從而產(chǎn)生了不同的彩色電視制式。 &

20、#160;   就現(xiàn)有的三大兼容制彩色電視制式而言，NTSC制發(fā)展較早、PAL和SECAM是為克服NTSC制的相位敏感而發(fā)展起來(lái)的。NTSC制和PAL制色差信號(hào)都采用正交平衡調(diào)幅制(兩個(gè)色差信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)相同但相位不同（正交），因而避免相互干擾。)，只是后者將其中一個(gè)分量進(jìn)行了逐行倒相。所以我們首先分析正交平衡調(diào)幅的色度信號(hào)和色同步信號(hào)。231 色度信號(hào)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(lái)，將兩個(gè)色差信號(hào)分別對(duì)相位正交的兩個(gè)副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，由此而得到已調(diào)信號(hào)，稱(chēng)其為色度信號(hào)。

21、0;   1調(diào)幅（AM）Amplitude Modulation 調(diào)幅就是被調(diào)制信號(hào)的振幅隨調(diào)制信號(hào)而變化。    設(shè)調(diào)制信號(hào)為：（圖2-4（a）圖2-4 （a）調(diào)制信號(hào) （b）載波 (c) 調(diào)幅波（AM波）           并設(shè)被調(diào)制高頻信號(hào)如圖（圖2-4（b）圖2-4 （a）調(diào)制信號(hào) （b）載波 (c) 調(diào)幅波（AM波）所示：其表達(dá)式為:      

22、 一般w S遠(yuǎn)大于W。則調(diào)幅后形成的調(diào)幅波u1可表示為：      （2 - 6）     式中Ka是一比例常數(shù)。上式說(shuō)明了已調(diào)幅波的振幅隨時(shí)間作正弦變化，如圖（圖2-4（c）圖2-4 （a）調(diào)制信號(hào) （b）載波 (c) 調(diào)幅波（AM波）所示。圖中上下兩正弦曲線(xiàn)叫做調(diào)制包絡(luò)線(xiàn)。其變化范圍在最大振幅US + KaUW 最小振幅US - KaUW 之間。     在廣播或通信領(lǐng)域中，把被調(diào)制的高頻正弦波uS常稱(chēng)為載波。 為了詳細(xì)分

23、析調(diào)幅波特性，將式（2-6）用三角公式展開(kāi)：（2-7）     上式中 ma = KaUW / US ，稱(chēng)調(diào)幅系數(shù)。在實(shí)際中ma <= 1；若ma >1 ，這就是過(guò)調(diào)制，將引起原信號(hào)失真。    （2-7）式說(shuō)明，載波經(jīng)單一頻率W的信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅后所得的高頻波，其頻譜含有三個(gè)頻率分量。即載波頻率ws、上邊頻 ws + W 和下邊頻 ws + W，它們的振幅分別是US、1 / 2USma和1 / 2USma，上邊頻和下邊頻是關(guān)于載波對(duì)稱(chēng)的。 圖(2-5)圖2-5 （a） 調(diào)制信號(hào)頻譜 （b）載波頻

24、譜 （c）調(diào)幅波頻譜 表示了調(diào)幅波的頻譜。      一般情況下，調(diào)制信號(hào)是非正弦波，可近似為由許多頻率不同的正弦波所組成。假設(shè)調(diào)制信號(hào)的頻率范圍是從W1到W2，載波頻率為wS，則調(diào)幅波的頻譜如 圖(2-6) 所示。     載頻兩邊將形成一對(duì)鏡像的頻帶，稱(chēng)為身邊帶和下邊帶。由圖可見(jiàn)，已調(diào)信號(hào)的頻帶寬度等于調(diào)制信號(hào)最高頻率的二倍。例如，若調(diào)制信號(hào)的最高頻率為5kHz，則已調(diào)幅波的頻帶寬度等于10kHz。     2平衡調(diào)幅  

25、   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)幅不同之處在于不輸出載波， 使得調(diào)幅波中沒(méi)有UScoswSt項(xiàng)，因而其表達(dá)式變?yōu)椋海?-8）由（2-8）式可見(jiàn)，平衡調(diào)幅波為調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)之積，所以，平衡調(diào)制器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)乘法器，其頻譜僅含(S ±)兩個(gè)邊頻分量，不含載波S成分。它的頻譜及波形分別如 圖(2-6) 和 圖（2-7）      圖2-7 平衡調(diào)幅波形（a）調(diào)制信號(hào)（b）載波（c）平衡調(diào)幅波     平衡調(diào)幅波的特點(diǎn)：&#

26、160;    (1) 平衡調(diào)幅波的幅度與調(diào)制信號(hào)幅度的絕對(duì)值成正比。當(dāng)調(diào)制信號(hào)的絕對(duì)值最大時(shí)(圖中t3、t5時(shí)刻)，平衡調(diào)幅波幅度最大；當(dāng)調(diào)制信號(hào)等于零時(shí)(圖中t2、t4時(shí)刻)，平衡調(diào)幅波幅度也為零。     (2) 調(diào)幅信號(hào)為正值時(shí)，平衡調(diào)幅波與載波同相；調(diào)制信號(hào)電壓為負(fù)值時(shí)，平衡調(diào)幅被與載波反相。當(dāng)調(diào)制信號(hào)電平過(guò)零而改變其電壓極性時(shí)，平衡調(diào)幅波相位隨之變化180°。為什么要采用平衡調(diào)幅來(lái)傳送色差信號(hào)呢？     這是因?yàn)橐话愕恼{(diào)幅波信號(hào)包含

27、著不含信息內(nèi)容的載波，而信息包含在上、下兩個(gè)邊帶之中。但是載波占用了一般調(diào)幅波信號(hào)能量的2/3。抑制掉載波，可使傳送同樣信息能量所需功率大為減少；還能減少載波對(duì)亮度信號(hào)的干擾。在彩色電視系統(tǒng)中，把被色差信號(hào)調(diào)制的高頻載波叫色副載波。     3正交調(diào)幅     將兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)頻率相等、相位相差90°的兩個(gè)正交載波進(jìn)行調(diào)幅，然后再將這兩個(gè)調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行矢量相加（頻帶寬度沒(méi)有增加），這一調(diào)制方式稱(chēng)正交調(diào)幅。如果兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別對(duì)正交的兩個(gè)載波進(jìn)行平衡調(diào)幅，其合成信號(hào)即為正交平衡調(diào)幅信號(hào)

28、。     彩色電視系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)色度與亮度信號(hào)頻譜交錯(cuò)，應(yīng)用了正交平衡調(diào)幅的方式，只用一個(gè)副載波便實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)色差信號(hào)的傳輸，而且在解調(diào)端采用同步解調(diào)又很容易分離出紅色差與藍(lán)色差分量。     4色度信號(hào)的形成     在將兩個(gè)色差信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)正交的副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅之前，先對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆葔嚎s，這是不失真?zhèn)鬏斔枰?。壓縮后的色差信號(hào)分別用U和V表示，它們與壓縮前的色差信號(hào)的關(guān)系是：     

29、;U = 0.493(B-Y) （2-9）   V = 0.877(R-Y) （2-10）     式中0.493和0.873稱(chēng)為色差信號(hào)的壓縮系數(shù)。壓縮后的色差信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)正交副載波sinSCt和cosSCt進(jìn)行平衡調(diào)幅，從而得到兩個(gè)平衡調(diào)幅信號(hào)FU和FV：     FU = UsinSCt （2-11）     FV = VcosSCt （2-12）    這兩個(gè)平衡調(diào)幅

30、信號(hào)FU 、FV（又稱(chēng)藍(lán)色度分量和紅色度分量）頻率相等，相位相差90°，保持著正交關(guān)系，將兩者相加便得到正交平衡調(diào)幅的色度信號(hào)F：     F = FU + FV = U sinSCt + V cosSCt（2-13）    F亦可用矢量表示，稱(chēng)彩色矢量，如 圖(2-8) 所示：由圖2-8可見(jiàn)，色度信號(hào)的振幅Fm和相角j （2-14)、（2-15）     由（2-14）和（2-15）兩式可見(jiàn)，色度信號(hào)F的振幅Fm取決于U、V值的大小；色度信號(hào)F

31、的相角 取決于V與U的比值，它決定著彩色的色調(diào)。這說(shuō)明色度信號(hào)F包含著色調(diào)和色飽和度信息，是一個(gè)既調(diào)幅又調(diào)相的信號(hào)。當(dāng)色度信號(hào)的相位發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起色調(diào)變化；當(dāng)色度信號(hào)的振幅發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起飽和度變化。       實(shí)現(xiàn)正交平衡調(diào)幅的方框圖如 圖(2-9) 所示。      由副載波發(fā)生器產(chǎn)生的副載波sinwsct經(jīng)放大后直接加至U平衡調(diào)幅器，由色差信號(hào)U進(jìn)行平衡調(diào)幅，產(chǎn)生平衡調(diào)幅波FU分量；同時(shí)sinwsct經(jīng)過(guò)90°移相后，得到到正交副載波cosSCt，然后送V平衡調(diào)

32、制器由色差信號(hào)V進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生平衡調(diào)幅波FV分量，F(xiàn)V與FU在合成器中相加得到色度信號(hào)F。2.3.2 同步檢波原理     要從彩色全電視信號(hào)中獲得兩個(gè)色差信號(hào)，首先必須把色度信號(hào)從全電視信號(hào)中分離出來(lái)，然后送同步檢波電路，利用兩個(gè)色度分量FV、FU的相位差來(lái)解調(diào)出色差信號(hào)的。其解調(diào)原理如圖2-10（a）所示。    同步檢波器可看成兩個(gè)受副載波控制的開(kāi)關(guān)，如圖2-10（b）所示。開(kāi)關(guān)工作特點(diǎn)是，當(dāng)副載波為正的最大值時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合，其余時(shí)間開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。將色度信號(hào)F = U sinSCt + V cosSCt

33、送入這兩個(gè)同步檢波開(kāi)關(guān)。在FU = U sinSCt分量出現(xiàn)最大值時(shí)，U同步解調(diào)開(kāi)關(guān)閉合，這時(shí)FV分量恰好為零，從而把U分量解調(diào)出來(lái)。同理亦可解調(diào)出V分量。由于控制同步檢波的副載波必須與被檢波的色度信號(hào)相位相同，所以稱(chēng)同步檢波。其對(duì)應(yīng)波形如 圖2-11所示。    同步檢波可解調(diào)出色差信號(hào)，還可由數(shù)學(xué)分析加以證明。（2-16）    式中U / 2 是解調(diào)輸出的色差信號(hào)，頻帶為0 1.3 MHz；其余兩項(xiàng)為副載波的諧波成分，頻率為副載波的二倍，很容易用低通濾波器將其濾除，從而得到色差信號(hào)。 同理，用cosSCt與F

34、相乘，經(jīng)低通濾波器提取出V / 2色差信號(hào)分量。2.3.3 色同步信號(hào)     要實(shí)現(xiàn)同步解調(diào)，需要一個(gè)與色差信號(hào)調(diào)制時(shí)的副載波同頻、同相的恢復(fù)副載波。由于色度信號(hào)中副載波已被平衡調(diào)制器所抑制，所以在彩色電視接收機(jī)中需要設(shè)置一個(gè)副載波產(chǎn)生電路（副載波恢復(fù)電路）。為保證所恢復(fù)副載波與發(fā)端的副載波同頻、同相，需要發(fā)端在發(fā)送彩色全電視信號(hào)的同時(shí)發(fā)出一個(gè)能 反映發(fā)端副載波頻率與相位信息的“色同步信號(hào)”，以使電視接收機(jī)中的副載波恢復(fù)電路所產(chǎn)生的恢復(fù)副載波與發(fā)端的副載波同步。色同步信號(hào)是由812個(gè)周期副載波組成的一小串副載波群構(gòu)成（正弦填充脈沖），這個(gè)正弦

35、填充脈沖的周期與行周期相同，位于行消隱的后肩上，前沿滯后行同步脈沖前沿5.6s，如 圖2-12所示。      色同步信號(hào)的幅度與行步脈沖幅度相等。若以h表示同步脈沖幅度，F(xiàn)b表示色同步信號(hào)，則      （2-17）     色同步信號(hào)與彩色電視信號(hào)一起傳送到接收端，彩色電視機(jī)將其從彩色電視信號(hào)中分離出來(lái)，去控制接收機(jī)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。再將此恢復(fù)副載波加于同步檢波電路，從而解調(diào)出色

36、差信號(hào)。2.3.4 彩條圖像對(duì)應(yīng)的信號(hào)波形及矢量       1.壓縮系數(shù)   根據(jù)表2-1所列彩條信號(hào)參數(shù)，利用公式可分別求得白、黃、綠、品、紅、藍(lán)、黑所對(duì)應(yīng)的亮度信號(hào)、色差信號(hào)、色度信號(hào)、亮度與色度的合成信號(hào)等數(shù)據(jù)，如表2-3所示。       據(jù)此繪出各信號(hào)波形如 圖2-15所示（負(fù)極性電視信號(hào)）。圖 2-15 負(fù)極性100%幅度彩條波形圖（a）Y+Fb+S信號(hào) （b）色度信號(hào)F （c）Y+F+Fb+S信號(hào)   

37、;  未經(jīng)壓縮的彩條信號(hào) Y+Fm 所得彩色視頻信號(hào)的電平變化范圍已大大地超過(guò)了黑白視頻信號(hào)的電平變化范圍。由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，黃條和青條的最大值分別超過(guò)白色電平79和46；而紅條和藍(lán)條的最小值又分別低于黑條電平46和79。   電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在100-0-100-0彩條信號(hào)情況下，取峰值白色電平與黑色電平差為1，圖象信號(hào)最大擺動(dòng)范圍不得超過(guò)峰值白色電平與黑色電平以外0.33.也就是說(shuō)復(fù)合信號(hào)的最大擺動(dòng)范圍在-0.33和1.33的界限之內(nèi).為此，分別按系數(shù)為x1和x2（均小于1）來(lái)壓縮(B-Y)和(R-Y)的幅度。壓縮系數(shù)后的信號(hào)分別用U和V表示，

38、即      U = x1（B-Y）       V = x2（R-Y）     則壓縮后黃、青視頻信號(hào)幅度應(yīng)滿(mǎn)足下式關(guān)系：       帶入黃條數(shù)據(jù)：         帶入青條數(shù)據(jù)：       &

39、#160;聯(lián)立求解得：x1 = 0.493、x2 = 0.877。  2壓縮后彩條信號(hào)數(shù)據(jù)如表2-4         彩條波形如 圖2-14        圖2-14注釋?zhuān)?FV、FU波形分別是壓縮后的色差信號(hào)V、U對(duì)色副載波平衡調(diào)幅波，副載波的振幅受V、U信號(hào)的調(diào)制。由于色副載波頻率較高，所以用密黑豎條表示，實(shí)際上是如圖2-7一樣的振幅變化的正弦波。F的波形是FV與FU相加后形成的。視頻信號(hào)的波形是Y+F后產(chǎn)生的。 所示。&

40、#160;      圖2-14注釋?zhuān)?FV、FU波形分別是壓縮后的色差信號(hào)V、U對(duì)色副載波平衡調(diào)幅波，副載波的振幅受V、U信號(hào)的調(diào)制。由于色副載波頻率較高，所以用密黑豎條表示，實(shí)際上是如圖2-7一樣的振幅變化的正弦波。F的波形是FV與FU相加后形成的。視頻信號(hào)的波形是Y+F后產(chǎn)生的。     3彩條對(duì)應(yīng)的矢量圖     根據(jù)表2-4所給出的三基色及三補(bǔ)色的振幅Fm和相角j，在U、V平面上繪制出各彩條信號(hào)的矢量圖，如 圖2-13 所示。彩條矢量的方位（色度角）表示色調(diào)，彩條矢

41、量模（色度信號(hào)的振幅）反映色飽和度。24 NTSC制色差信號(hào)及編、解碼過(guò)程     NTSC制【NTSC制得名與美國(guó)National Television System Committee（國(guó)家電視制式委員會(huì)），它是世界上第一個(gè)用于彩色電視廣播，并在商業(yè)上取得成功的彩色電視制式】      NTSC制得名與美國(guó)National Television System Committee（國(guó)家電視制式委員會(huì)），它是世界上第一個(gè)用于彩色電視廣播，并在商業(yè)上取得成功的彩色電視制式。 是在正交平衡

42、調(diào)制之前，將被壓縮的色差信號(hào)U、V又進(jìn)行了一定的變換，從而產(chǎn)生了I、Q信號(hào)，這樣做，可對(duì)色差信號(hào)的頻帶進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮。241 I、Q色差信號(hào)    對(duì)視覺(jué)特性研究表明，人眼對(duì)紅、黃之間顏色約分辨力最強(qiáng)；而對(duì)藍(lán)、品（紫）之間顏色的分辨力最弱。在色度圖中以I軸表示人眼最為敏感的色軸，而以與之垂直的Q軸表示最不敏感的色軸。這樣，倘若采用坐標(biāo)變換，將U、V信號(hào)變換為Q、I信號(hào)，就可對(duì)I 所對(duì)應(yīng)的色度信號(hào)采用較寬的帶寬(不對(duì)稱(chēng)邊帶：+0.5MHz -1.5MHz)，而對(duì)Q信號(hào)對(duì)應(yīng)的色度信號(hào)則只需采用很窄的帶寬(±0.5MHz)來(lái)進(jìn)行傳輸，這就是進(jìn)行這一

43、變換的目的。     定量地說(shuō)，Q、I正交軸與U、V 正交軸有33°夾角的關(guān)系，如 圖2-14所示。     這樣，任一色度信號(hào)，即可由U、V表示，也可由I、Q表示。它們 之間有如下關(guān)系：     利用亮度方程及U、V與R、G、B的關(guān)系可求出Q、I與三基色的關(guān)系為：    （2-18）、（2-19）242 NTSC制編、解碼方框圖      NTSC編碼方框

44、圖如 圖2-15所示。      在編碼器中，矩陣電路按亮度方程和式（2-18）、（2-19）對(duì)R、G、B進(jìn)行線(xiàn)形組合產(chǎn)生I、Q和Y信號(hào)。由于Y、I、Q三個(gè)通道的頻率特性不同，因而在Y和I通道中分別加入不同時(shí)延的延遲線(xiàn)，以便在最后合成彩色全電視信號(hào)時(shí)，三者在時(shí)間關(guān)系上匹配。      副載波形成電路分別輸出相位為33°、128°、180°的三個(gè)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。色同步平衡調(diào)制器的調(diào)制信號(hào)為K脈沖，已調(diào)波為色同步信號(hào)

45、Fb。I路和Q路平衡調(diào)制器輸出相加得色度信號(hào)F。最后將Y、F、Fb及復(fù)合同步信號(hào)S脈沖和復(fù)合消隱信號(hào)A脈沖相加，組成彩色全電視信號(hào)輸出。      在NTSC制彩色電視接收機(jī)中，經(jīng)圖像檢波恢復(fù)全電視信號(hào)，然后送解碼器中解調(diào)得R、G、B三基色信號(hào)。       解碼器方框圖如 圖2-16所示。     在解碼器中同樣加有不同時(shí)延的延遲線(xiàn)，其目的與編碼器中相同。為了抑制色度副載波對(duì)亮度信號(hào)的干擾，在Y通道中還接入了一個(gè)副載波陷波器

46、。     由帶通濾波器從全電視信號(hào)中選出色度信號(hào)，并分別加有解調(diào)副載波33°和123°的兩個(gè)同步檢波器。由于同步檢波器只對(duì)與解調(diào)副載波同相的色度信號(hào)分量檢波，因而實(shí)現(xiàn)了解調(diào)分離，其輸出為I、Q信號(hào)。     門(mén)電路從彩色全電視信號(hào)中選出色同步信號(hào)Fb用以恢復(fù)副載波。243 NTSC制的主要參數(shù)及特點(diǎn)      1主要參數(shù) NTSC-M(美國(guó)制式)      

47、0;場(chǎng)頻fV59.94 Hz(60Hz)；       行頻fH525×fV/215.734kHz；       每幀525行；       圖像信號(hào)標(biāo)稱(chēng)帶寬為4.2MHz；       伴音與圖像載頻之差為4.5MHz；       彩色副載波頻率fSC=3.57954506MHz。 &

48、#160;     NTSC制全彩色電視信號(hào)頻譜如 圖2-17所示。      2主要特點(diǎn)       (1) 色度信號(hào)編、解碼方式最簡(jiǎn)單。       (2) 容易實(shí)現(xiàn)亮、色度信號(hào)的分離。       (3) 無(wú)影響圖像質(zhì)量的行順序效應(yīng)。      

49、0;(4) 色度信號(hào)的相位失真對(duì)重現(xiàn)圖像的色調(diào)影響大，相位敏感性。2.5 PAL制及其編、解碼過(guò)程     PAL是Phase Alternation Line（逐行倒相）的縮寫(xiě)。PAL制是在對(duì)色度信號(hào)采用正交平衡調(diào)幅的基礎(chǔ)上，將其中一 個(gè)色度分量(FV分量) 進(jìn)行逐行倒相，在發(fā)端周期性地(行頻)改變FV分量的相序，在收端采用平均措施，以減輕傳輸相位誤差帶來(lái)的影響。251 相位失真的慨念及影響    彩色電視機(jī)的圖像失真有亮度失真、飽和度失真和色調(diào)失真 (幾何失真不討論) 。其中，亮度失真主要影響景物的層

50、次，色飽和度失真則改變顏色的深淺程度，而色調(diào)失真會(huì)造成景物的顏色改變。這三種失真中，人眼對(duì)色調(diào)的失真最為敏感，NTSC制中，色度信號(hào)的相位失真會(huì)帶來(lái)明顯的色調(diào)失真。    彩電調(diào)諧不準(zhǔn)確，多徑效應(yīng)及傳輸系統(tǒng)的非線(xiàn)性等都可能引起相位失真，實(shí)踐證明，要使人眼感覺(jué)不到色調(diào)畸變，相位失真應(yīng)小于 ±5°。PAL制彩色電視系統(tǒng)，就是為解決相位敏感性而發(fā)展起來(lái)的。252 PAL色度信號(hào)      PAL制獲得色度信號(hào)的方法，也是先將三基色信號(hào)R、G、B變換為一個(gè)亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)，然后

51、再用正交平衡調(diào)制的方法把色度信號(hào)安插到亮度信號(hào)頻譜的間隙之間，這些與NTSC制大體相同。不同的是，將色度信號(hào)中的FV分量進(jìn)行逐行倒相，色軸不旋轉(zhuǎn)。逐行倒相規(guī)律是：      第n行色度： F n= U sinSCt + V cosSCt， 第n+1行色度： F n+1= U sinSCt - V cosSCt， PAL色度信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：     對(duì)于隔行掃描來(lái)說(shuō)，奇數(shù)幀(第1，3，5，幀)的奇數(shù)行取正號(hào)，偶數(shù)行取負(fù)號(hào)；偶數(shù)幀(第2，4，6、幀)的奇數(shù)行取負(fù)號(hào)，偶數(shù)行取正號(hào)。取正號(hào)的行叫NT

52、SC行(簡(jiǎn)稱(chēng)N行)，取負(fù)號(hào)的行叫PAL行(簡(jiǎn)稱(chēng)P行) ，如 圖2-20所示應(yīng)該指出，逐行倒相并非將整個(gè)色度信號(hào)倒相，也不是掃描方向的改變，而是將色度V分量（FV分量）的副載波相位逐行改變180°.      對(duì)于任意色調(diào)的色度信號(hào)，若N行用Fn表示，P行用Fn+1表示，則P行的矢量Fn+1應(yīng)該與N行矢量Fn以U軸為對(duì)稱(chēng)，圖2-21（a）。因?yàn)檫@兩行色度信號(hào)的FU分量相同，而FV分量的絕對(duì)值相等、符號(hào)相反。 圖2-21(b)是三基色和三補(bǔ)色彩條矢量圖逐行倒相的情況。此圖中，實(shí)線(xiàn)表示NTSC行，虛線(xiàn)表示PAL行。  &

53、#160;  1、逐行倒相的實(shí)現(xiàn)       實(shí)現(xiàn)逐行倒相的兩種方法方法：       （1）逐行改變色差信號(hào)V的相位       （2）逐行改變副載波的相位     改變后者較為簡(jiǎn)單。它與正交平衡調(diào)幅的區(qū)別在于增加了一個(gè)PAL開(kāi)關(guān)、一個(gè)90°移相器和一個(gè)倒相路。PAL開(kāi)關(guān)是一個(gè)由半行頻對(duì)稱(chēng)方被控制的電子開(kāi)天電路，它能逐行改變開(kāi)關(guān)的接通點(diǎn)，其原理如

54、 圖2-22所示。       2、PAL制色度信號(hào)的頻譜      色度信號(hào)FV分量逐行倒相后，色度信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。其中，F(xiàn)U分量與倒相無(wú)關(guān)，它的主譜線(xiàn)位置未變，仍以行頻fH為間距，對(duì)稱(chēng)的分布在副載波fSC的兩旁，如圖2-22（a）所示。FU分量的主譜線(xiàn)位置為fSC±nfH（n=1，2，3，）。而色度信號(hào)±FV分量的主譜線(xiàn)由于逐行倒相，位置發(fā)生了變化，如圖2-22（b）中實(shí)線(xiàn)的所示。譜線(xiàn)間隔仍為行頻fH，且仍對(duì)稱(chēng)的分布在副載波fSC的兩旁，但是

55、，最低邊頻距離副載頻為fH/2。所以，F(xiàn)V與FU的譜線(xiàn)剛好錯(cuò)開(kāi)fH/2。圖2-22（c）是逐行倒相正交平衡調(diào)幅后的色度信號(hào)F頻譜圖。圖中U、V分別表示FU、FV的主譜線(xiàn)?？梢钥闯鯢V與FU的譜線(xiàn)剛好錯(cuò)開(kāi)fH/2。±FV頻譜的數(shù)學(xué)分析：      因?yàn)橹鹦械瓜嗟倪^(guò)程實(shí)質(zhì)上是半行頻方波控制平衡調(diào)幅的過(guò)程，因此可以將逐行倒相的副載波看成是半行頻方波jK（t）對(duì)cosSCt 進(jìn)行平衡調(diào)幅。根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)分析，由于jK（t）是對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的開(kāi)關(guān)函數(shù)，可分解為一系列正弦函數(shù)之和，即 式中：m = 0，1，2，3，；12fH / 2 =H / 2為開(kāi)

56、關(guān)函數(shù)基波的角頻率（H為行掃描角頻率）。由此可求得逐行倒相副載波的各頻率分量為： 由上式可見(jiàn)，m = 0所對(duì)應(yīng)的譜線(xiàn)（最低邊頻），距離副載頻為fH/2。 逐行到相副載波jK（t）cosSCt 實(shí)際上是包含一系列頻率分量的副載波群。于是當(dāng)具有從零頻率開(kāi)始，以fH為間隔的頻譜結(jié)構(gòu)的V信號(hào)對(duì)其平衡調(diào)幅，所得已調(diào)信號(hào)的振幅頻譜主譜線(xiàn)，同樣具有圖2-22（b）的形式。 253 PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理       PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理，可用彩色予以說(shuō)明。 矢量圖2-23圖中Fn表示第n行的色度矢量，F(xiàn)n+1表示n

57、+1行的色度矢量。由于行相關(guān)，可以認(rèn)為它們的顏色相同。則矢量Fn和Fn+1的U分量相等，V分量絕對(duì)值相等、相位相反，即以U軸對(duì)稱(chēng)。       如果傳輸過(guò)程中無(wú)相位失真，在接收端解調(diào)時(shí)，第n+1行用-coswSCt加入V同步解調(diào)器，等效于使Fn+1行的相位由-a變?yōu)閍，回到Fn位置，可正確地恢復(fù)出色差信號(hào)，即不產(chǎn)生色調(diào)失真如圖2-23（a）所示。        如若Fn發(fā)生相位失真，使Fn向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)Dj相位，移到Fn處，由于相兩行相位失真可認(rèn)為基本一樣，所以Fn+1

58、也逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)Dj相位，移到Fn+1處，見(jiàn)圖2-23（b）。接收機(jī)本應(yīng)收到Fn和Fn+1，因失真實(shí)際收到的是Fn和Fn+1，接收機(jī)解調(diào)電路將倒相行的Fn+1返回到第一象限，相當(dāng)于Fn+1的位置，而Fn在解調(diào)中其矢量位置不變。由圖2-23（b）。可見(jiàn)，F(xiàn)n與Fn+1合成的色度信號(hào)矢量F的相位與不失真的F矢量相位一致，只是矢量長(zhǎng)度較原來(lái)有所變化（變短）。這說(shuō)明由于相位失真僅引起飽和度下降，但色調(diào)不變。如何將相鄰兩行相位失真方向相反的色度信號(hào)合成呢？     在接收端采用延遲解調(diào)方法合成。這就是用延遲線(xiàn)把前一行色度信號(hào)延遲大約一行的時(shí)間(約64

59、s)，然后在合成電路中與本行色度信號(hào)合成，從而得到合成的色度信號(hào)。這種解碼用到延遲線(xiàn)，故稱(chēng)延遲解碼，以PALD表示。后面講到PAL解碼在仔細(xì)分析。254 PAL制副載波頻率的選擇選擇原則：       (1)使亮度信號(hào)與色度信號(hào)頻譜的主譜線(xiàn)彼此錯(cuò)開(kāi)； (2)減小副載波的諧波干擾；（fSC盡量高） (3)不能使已調(diào)色差信號(hào)的上邊帶超出規(guī)定的6MHz范圍。（fSC不能太高）       PAL制中已調(diào)色差信號(hào)FU與±FV頻譜的主譜線(xiàn)不是占有相同的位置

60、，而是彼此錯(cuò)開(kāi)(間距)半個(gè)行頻fH/2，如圖2-24（a）所示 。如果與NTSC制一樣，將副載波頻率fSC選為半行頻的奇數(shù)倍，必然導(dǎo)致±FV的主譜線(xiàn)與亮度信號(hào)的主譜線(xiàn)重合，如圖2-24（b）所示。如果選擇fSC既不等于行頻的整數(shù)倍，也不等于半行頻的奇數(shù)倍，而是作如圖2-24(c)那樣的選擇，即令n fH位于fSC和(fSC+ fH /2)之間（即將副載波頻率fSC選為行頻的整數(shù)倍加上或減去 fH /4），這樣就可使亮度信號(hào)Y與兩個(gè)色度信號(hào)分量的頻譜相互錯(cuò)開(kāi)，那么 n fH應(yīng)滿(mǎn)足 下述關(guān)系：         

61、0;    從而求出：              式中， N為正整數(shù)。由于fSC與整數(shù)倍的行頻fH有fH /4的頻差，故稱(chēng)1/4行頻間置。       對(duì)于行頻為15625Hz，場(chǎng)頻為50Hz，標(biāo)稱(chēng)視頻帶寬為6MHz的系統(tǒng)，根據(jù)選擇fSC盡量高原則，可取n284。實(shí)際的PAL制色副載波為：         &

62、#160;    俗稱(chēng)4.43MHz。增加25Hz的目的在于減輕副載波光點(diǎn)干擾的可見(jiàn)度。255 PAL制色同步信號(hào)      1色同步信號(hào)       PAL制彩色電視接收機(jī)在解調(diào)色度信號(hào)時(shí)，需要在PAL行使用-cosSCt、NTSC行使用+cosSCt副載波。要做到這一點(diǎn)，需要有一個(gè)識(shí)別PAL行與NTSC行的識(shí)別信號(hào)，即需要在發(fā)送端提供一個(gè)附加信息。這個(gè)附加信息并沒(méi)有直接加在色度信號(hào)中，而是寄存在每一行的色同步信號(hào)中。表現(xiàn)為相鄰兩行的

63、色同步信號(hào)相位不同。PAL行的色同步信號(hào)相位是-135°；NTSC行的色同步信號(hào)相位為+135°，平均相位180°。因此，PAL制的色同步信號(hào)除了為接收機(jī)提供恢復(fù)副載波所需的頻率、相位信息外，還能提供一個(gè)PAL行與NTSC行的識(shí)別信息，即倒相識(shí)別信息，從而保證了收、發(fā)雙方逐行倒相的同步進(jìn)行。       PAL制色同步信號(hào)所含副載波周期數(shù)、幅度、出現(xiàn)位置等都與NTSC制相同。按我國(guó)廣播電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，色同步信號(hào)由812個(gè)周期的副載波組成，位于行消隱后肩上，起始點(diǎn)距行同步脈沖前沿5.6±0.1s，峰

64、 峰值等于行同步脈沖幅度，相對(duì)于消隱電平上、下對(duì)稱(chēng)，如 圖2-26所示。     2PAL制色同步信號(hào)的產(chǎn)生方法：     發(fā)送端先產(chǎn)生一個(gè)色同步選通脈沖K，重復(fù)頻率為行頻、寬度為2.25±0.23s(約等于 10個(gè)副載波周期)，位置在行消隱的后肩上，起始點(diǎn)距行同步脈沖前沿5.6±0.1s 。將K脈沖以?xún)煞N不同的極性分別加到兩個(gè)色差信號(hào)中，與色差信號(hào)一起送入平衡調(diào)幅器， V色差信號(hào)中加入正極性K脈沖(以+K表示)，就可產(chǎn)生色同步信號(hào)的V分量(N行為90°，P行為-9

65、0°)，U色差信號(hào)中加入負(fù)極性K脈沖(以-K表示)，則可產(chǎn)生色同步信號(hào)的U分量(180°)，兩個(gè)分量進(jìn)行矢量合成便形成逐行改變相位的N行為+135°、P行為-135°的色同步信號(hào)。圖2-27給出了K脈沖通過(guò)兩個(gè)平衡調(diào)制器形成色同步信號(hào)的方框圖。              圖2-28給出了色同步信號(hào)的矢量圖。圖中Fb（n）是NTSC行色同步信號(hào)矢量；Fb（n+1）是PAL行色同步信號(hào)矢量。它們分別是由各自行的U和V路色同步矢量合成的。 &

66、#160;     256 PAL制編、解碼過(guò)程      1PAL制編碼器及編碼過(guò)程       所謂編碼，就是把三基色電信號(hào)R、G、B編制成彩色全電視信號(hào)的過(guò)程，編碼器就是用來(lái)編碼的電路，方框圖如 圖2-29所示。圖中給出了方框圖上各點(diǎn)的波形。具體編碼過(guò)程如下：      （1） 將經(jīng)過(guò)校正的R、G、B三基色電信號(hào)通矩陣電路，變換成亮度信號(hào)Y和色差信號(hào)（R-Y）和（B-Y）

67、。       （2） 為抑制色度信號(hào)副載波對(duì)亮度信號(hào)的干擾，在Y通道中接入一個(gè)副載波陷波器。陷波后的Y信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后與行、場(chǎng)同步及消隱信號(hào)相混合。       （3） 色差信號(hào)（R-Y）和（B-Y）經(jīng)幅度和頻帶壓縮后，得到V、U。V信號(hào)與+K脈沖混合后與±coswSCt副載波同時(shí)進(jìn)入平衡調(diào)幅器，經(jīng)平衡調(diào)幅電路輸出紅色度分量±FV和色同步信號(hào)±FbV分量；色差信號(hào)U與-K脈沖混合后，對(duì)sinwSCt平衡條調(diào)幅，得到FU和色同步信號(hào)FbU分量。以上

68、二色度分量與色同步信號(hào)分量混合后，最后得到色度信號(hào)F和色同步信號(hào)Fb。 為了得到逐行倒相的正交副載波±coswSCt，需要設(shè)置90°移相、180°倒相和PAL開(kāi)關(guān)電路、逐行倒相的半行頻（7.8kHz）開(kāi)關(guān)控制信號(hào)jK（t）。        （4）色度信號(hào)F、色同步信號(hào)Fb、亮度信號(hào)Y與消隱信號(hào)A、同步信號(hào)S經(jīng)混合電路后輸出彩色全電視信號(hào)FBAS。      2PAL制解碼器及解碼過(guò)程     &#

69、160;把彩色全電視信號(hào)還原成三基色電信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為解碼，解碼是編碼的逆過(guò)程。 PAL制解碼器有許多種，如PALS(簡(jiǎn)單解碼)、PALN (鎖相解碼)、 PALD(延遲解碼)等。其中 PALD應(yīng)用較廣，這種解碼器中用超聲延遲線(xiàn)構(gòu)成梳狀濾波器，它將色度信號(hào)分離為FU和±FV 兩個(gè)色度分離。PALD解碼器主要包括亮度通道、色度通道、基準(zhǔn)副載波恢復(fù)及基色矩陣電路四大部分。 圖2-30中分別將它們以點(diǎn)劃線(xiàn)框出。圖中還給出了各點(diǎn)波形。     具體解碼過(guò)程分析如下：        從預(yù)

70、視放輸出的彩色全電視信號(hào)FBAS，經(jīng)過(guò)4.43MHz陷波器和色度帶通濾波器進(jìn)行頻率分離，將FBAS分離成亮度信號(hào)色度信號(hào)兩部分。       在亮度通道中，經(jīng)4.43MHz的陷波器，將彩色全電視信號(hào)中的色度信號(hào)濾除，保留亮度信號(hào)，見(jiàn)圖2-31上部。濾除了色度信號(hào)后的亮度信號(hào)Y，經(jīng)0.6秒的延遲電路延時(shí)后再送入Y信號(hào)放大器進(jìn)行亮度放大，后送基色矩陣電路。       在色度通道前，設(shè)置有一中心頻率為4.43MHz,帶寬約2.6MHz的帶通濾波器,它從全電視信號(hào)中分離出色度信號(hào)。

71、其分離原理及波形、頻譜表示于圖2-31中。      梳狀濾波器分離色度信號(hào)原理       梳狀濾波器的任務(wù)是將色度信號(hào)中的兩個(gè)分量FU與±FV分離。       設(shè)第n行色度信號(hào)為；              則第n+1行色度信號(hào)為      &

72、#160;       當(dāng)?shù)趎行色度信號(hào)經(jīng)延遲線(xiàn)延遲一個(gè)行周期（實(shí)際延遲時(shí)間為 d=63.943s）并倒相成為Fn(Fn = - Fn )，              在加法器中與直通第n+1行色度信號(hào)Fn+1相加可得到              在減法器中與直通第n+1行色度信號(hào)Fn+1相減可得到

73、         由此可以有效地分離開(kāi)兩個(gè)色差分量FU和±FV 見(jiàn) 圖2-32（1）               延時(shí)線(xiàn)延遲時(shí)間d的選擇        按上述分離要求，延時(shí)線(xiàn)延遲時(shí)間d應(yīng)選擇得既非常接近行周期(64s)，以便相加、減時(shí)是相鄰行對(duì)應(yīng)像素間的加或減；而又必須為副載波半周期的整數(shù)倍，以保證延時(shí)前、后色度信號(hào)副載波相位相

74、同(0°)或相反(180°)。       由fSC=283.75fH +25Hz的關(guān)系，則行周期TH與副載波TSC之間的關(guān)系為              d可選為副載波半周期TSC/2的567倍或568倍。通常為567倍, d略小于行周期,若為568倍則略大于行周期。             梳狀

75、濾波器的頻率特性       由圖2-32（b）可見(jiàn)梳狀濾波器的頻率 (幅頻)特性具有梳齒狀的頻率特性，因而稱(chēng)為梳狀濾波器，每隔一個(gè)行頻有一個(gè)最大傳輸點(diǎn)；每?jī)蓚€(gè)最大傳輸點(diǎn)的中心是吸收點(diǎn)，兩個(gè)吸收點(diǎn)的間距也是一個(gè)行頻。這樣的兩個(gè)輸出對(duì)應(yīng)的最大傳輸點(diǎn)與吸收點(diǎn)互相交錯(cuò)。在d為63.943s情況下，減法器的最大傳輸點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)FU主譜線(xiàn)時(shí)，其吸收點(diǎn)也正好對(duì)準(zhǔn)FV的主譜線(xiàn)；加法器的最大傳輸點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)FV主譜線(xiàn)時(shí)，其吸收點(diǎn)也正好對(duì)準(zhǔn)FU的主譜線(xiàn)。通過(guò)梳狀濾波器FU與FV獲得較好的分離。同時(shí)亮度信號(hào)Y的主譜線(xiàn)位于最大傳輸點(diǎn)-3dB的位置上，則通過(guò)梳狀濾波器后

76、色度信號(hào)中的亮度信號(hào)相對(duì)衰減了-3dB，減弱了對(duì)色度的干擾。       色差信號(hào)的同步解調(diào)        梳狀濾波器輸出的±FV信號(hào)經(jīng)V同步解調(diào)器，輸出V信號(hào)；梳狀濾波器輸出的FU信號(hào)經(jīng)U同步解調(diào)器，輸出U信號(hào)。解調(diào)器輸入、輸出波形如 圖2-33 所示。        色同步信號(hào)的分離        頻率相同但時(shí)域錯(cuò)開(kāi)的色度及色同步信號(hào)，經(jīng)色同步選通電路，將色同步信號(hào)與色度信號(hào)分開(kāi)。由于色度信號(hào)在行掃描正程色同步信號(hào)在行掃描逆程出現(xiàn)，故只要用兩個(gè)門(mén)電路，就可將二者按時(shí)間分離法進(jìn)行分離。這兩個(gè)門(mén)電路在控制脈沖控制下交替導(dǎo)通即可實(shí)現(xiàn)兩種信號(hào)的分離。