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1、電視機(jī)原理與維修教案教者:劉亞安第三章電視信號(hào)的形成和傳輸【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo): 掌握彩色電視信號(hào)的拍攝及處理形成過(guò)程和熟記參數(shù)、PAL及NTSC制式的特點(diǎn)。能力目標(biāo): 理解彩色電視信號(hào)的拍攝及處理形成過(guò)程?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】光電轉(zhuǎn)換原理、掃描制式、音視頻信號(hào)的調(diào)制及兩種制式彩色電視信號(hào)的形成?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】音視頻信號(hào)的調(diào)制及兩種制式彩色電視信號(hào)的形成?!窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時(shí)數(shù)】15學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】第一節(jié)光電轉(zhuǎn)換與電子掃描【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo):掌握一幅圖像的組成、光電轉(zhuǎn)換的原理及兩種掃描體制的參數(shù)和特點(diǎn)。能力目標(biāo):理解光電轉(zhuǎn)換原理及圖像在電視屏幕上的顯示原理?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】光電轉(zhuǎn)換的原理、兩種掃描體
2、制的參數(shù)和特點(diǎn)?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】光電轉(zhuǎn)換原理及圖像在電視屏幕上的顯示原理?!窘虒W(xué)方法】講述法、實(shí)驗(yàn)法【教學(xué)時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】新課導(dǎo)入:客觀世界的事物是怎樣形成電信號(hào)呢,電視屏幕上的圖像又是怎樣出現(xiàn)的呢,通過(guò)這一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們要理解其實(shí)質(zhì)。聽課問(wèn)題:1、電視信號(hào)的形成和發(fā)送經(jīng)過(guò)了那些過(guò)程?2、攝像機(jī)的光電轉(zhuǎn)換原理是怎樣的?3、圖像的分解于清晰度有什么關(guān)系?4、掃描體制有幾種,各有什么特點(diǎn)?一、電視信號(hào)的形成和傳送從圖中可以看出:圖像信號(hào):調(diào)幅調(diào)制。伴音信號(hào):調(diào)頻調(diào)制。二、攝像機(jī)的光電轉(zhuǎn)換1、攝像機(jī):是一種將我們眼前景物的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換電子設(shè)備。2、攝像機(jī)的光電轉(zhuǎn)換原理如下圖電子束
3、在光電靶上從左到右,自上而下的掃描。在攝像管前方玻璃內(nèi)壁上,鍍有一層透明的金屬膜,作為光的通路和信號(hào)的輸出電極。在金屬膜后面再敷有一層很薄的光電導(dǎo)層,它由靈敏度極高的光敏材料組成。光敏材料在光線強(qiáng)弱有微小變化時(shí),它的電阻即隨之變化。光強(qiáng)時(shí)電阻減小,光弱時(shí)電阻增大。當(dāng)電子束掃到強(qiáng)光點(diǎn)時(shí),由于電阻較小,整個(gè)回路的電流增大,在Rfz上的壓降增大,輸出電壓小。相反,當(dāng)電子束掃到暗點(diǎn)時(shí),回路電流減小,在Rfz上的電壓降小,輸出電壓較高。從而實(shí)現(xiàn)了電視信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換過(guò)程。三、圖像的分解與清晰度1、觀察電視圖像我們會(huì)發(fā)現(xiàn)屏幕上的圖像是由很小的點(diǎn)構(gòu)成的,這些點(diǎn)越小越多圖像就越清晰。2、構(gòu)成圖像上的每一個(gè)點(diǎn)我們
4、稱之為象素。四、掃描體制1、掃描體制指形成圖像的掃描制式。2、電視圖像的概念行:電子束自左向右掃描一次稱之為一行;水平方向的掃描稱為行掃描。場(chǎng):電子束一行一行掃描完一幅圖像稱之為一場(chǎng)。垂直方向稱為場(chǎng)掃描。一幀:指一幅完整的靜止畫面。電視機(jī)的行掃描和場(chǎng)掃描是同時(shí)進(jìn)行的,電子束的掃描稍向右下傾斜。3、在電視機(jī)上我們看到的是連續(xù)的畫面,其實(shí)是由一幅一幅的靜止畫面連續(xù)播放形成的,由于人眼的視覺(jué)惰性和屏幕熒光粉的余暉效應(yīng)才感覺(jué)到連續(xù)的電視畫面,4、電視技術(shù)中要求1秒鐘必須播放25幀圖像,即幀頻fv25Hz、幀周期Tv40ms;一幀圖像625行,則行頻fH15625Hz,行周期TH64µs。5、
5、常見的掃描體制有逐行掃描制和隔行掃描制。(1)逐行掃描電子束從左到右從上到下一行緊接一行掃描稱逐行掃描。電子束在顯象管屏幕上的掃描軌跡稱為光柵。電子束從左到右掃描的軌跡稱為行正程,從右回到左的軌跡稱為行逆程。消去行逆程,只有行正程光柵。(2)隔行掃描由于圖像1妙播放25幅圖像雖然解決了畫面的連續(xù)問(wèn)題,但在電視屏幕上播放出來(lái)任有閃爍現(xiàn)象,在隔行掃描中將一幀圖像分成兩場(chǎng),即奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng);這時(shí)1妙就有50場(chǎng),即場(chǎng)頻fz50Hz場(chǎng)周期Tz20ms,從而消除了畫面的閃爍現(xiàn)象。為了不使奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)的掃描重合,要求每場(chǎng)必須有個(gè)半行,所有總行數(shù)必須是奇數(shù),使兩場(chǎng)的圖像正好相補(bǔ),原理如下圖所示,我國(guó)電視制式
6、規(guī)定一幀行數(shù)為625行,幀正程575行、幀逆程50行;因?yàn)橐粠殖蓛蓤?chǎng),即每一場(chǎng)是312.5行,場(chǎng)正程287.5行,場(chǎng)逆程25行?!拘〗Y(jié)】回答課前問(wèn)題【作業(yè)布置】1、完成光電轉(zhuǎn)換的電子設(shè)備是 ,構(gòu)成圖像的每一個(gè)點(diǎn)稱為 ,在電視技術(shù)中一幅圖像指 ,場(chǎng)頻是 、行頻是 ,常見的兩種掃描制式是 和 ;為了消除圖像的閃爍感一幀圖像被分成 場(chǎng)和 場(chǎng)。2、攝像機(jī)是怎樣實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的?【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第二節(jié)視頻信號(hào)【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo):掌握全電視信號(hào)包括那些,各有什么作用,熟記它們的參數(shù)。能力目標(biāo):能熟練的畫出全電視信號(hào)的波形,并能進(jìn)行說(shuō)明。【教學(xué)重點(diǎn)】全電視信號(hào)包括那些,各有什么作用,它們的參
7、數(shù)。【教學(xué)難點(diǎn)】熟練的畫全電視信號(hào)的波形,并能進(jìn)行說(shuō)明?!窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】【復(fù)習(xí)】一幅圖像多少行,其中正程多少行,逆程多少行,在隔行掃描中,一場(chǎng)共掃描多少行,正程多少行,逆程多少行?新課導(dǎo)入: 我們從電視機(jī)屏幕上看到五彩繽紛的圖像,但我們知道它的信號(hào)是怎樣的嗎?通過(guò)這一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們就能清楚這個(gè)問(wèn)題。聽課問(wèn)題:1、視頻信號(hào)包括那些部分,它們各有什么作用?2、能畫出全電視信號(hào)的波形。3、全電視信號(hào)各部分的參數(shù)有那些?一、視頻信號(hào)的構(gòu)成及波形1、全電視信號(hào)的波形如下圖所示2、全電視信號(hào)包括圖像信號(hào)、消隱信號(hào)、同步信號(hào)和輔助信號(hào)。(1)圖像信號(hào):包含我們看到的電視機(jī)屏幕
8、上的所有內(nèi)容。(2)消隱信號(hào):使電子束在行場(chǎng)掃描逆程期間截止。(3)同步信號(hào):使電視機(jī)的播放與發(fā)射完全同步。(4)輔助信號(hào):保證掃描的準(zhǔn)確穩(wěn)定。3、從圖中可以看出全電視信號(hào)有以下特點(diǎn):(1)脈沖性:全電視信號(hào)含復(fù)合同步和復(fù)合消隱脈沖。(2)周期性:行場(chǎng)脈沖是周期重復(fù)的,而且兩行間,兩場(chǎng)間的信號(hào)有相似性。(3)單極性:正極性,白電平高,黑電平低。負(fù)極性,白電平低,黑電平高。二、圖像信號(hào)1、圖像信號(hào)(負(fù)極性)的位置及特點(diǎn)(負(fù)極性)從圖中可以看出(1)行周期64µs,其中正程52µs、逆程12µs。(2)圖像信號(hào)的幅度相對(duì)值只能在1075之間變化。2、圖像信號(hào)的頻率范圍
9、(帶寬):06MHz(1)最小頻率:圖像全黑或全白時(shí),即一幅圖像內(nèi)無(wú)變化,則頻率為0。(2)最高頻率:圖像垂直方向有575各象素,電視機(jī)的寬高比為4:3,則水平方向的象素為766個(gè);那么圖像信號(hào)的最高頻率為6MHz。3、在圖像信號(hào)中低頻代表輪廓,高頻代表細(xì)節(jié)。三、消隱信號(hào)(如右圖)1、行消隱信號(hào):保證行消隱期間電子束截止,脈寬為12µs,頻率是15625Hz。2、場(chǎng)消隱信號(hào):保證行消隱期間電子束截止,脈寬為1.6ms,一般以25個(gè)行周期。四、同步信號(hào)(如下圖)1、行同步信號(hào):保證電子掃描在水平方向與攝像是嚴(yán)格同步,其脈沖寬度為4.7µs,必須在行掃描正程結(jié)束后的1.3
10、81;s發(fā)出。2、場(chǎng)同步信號(hào):保證電子掃描在垂直方向與攝像是嚴(yán)格同步,其脈沖寬度為160µs,距前肩2.5個(gè)行周期,其前后肩均有5個(gè)均衡脈沖,用以保證隔行掃描的準(zhǔn)確性;且場(chǎng)同步頭上還開有5個(gè)槽,槽寬度為4.7µs,用以防止圖像頂部的扭曲現(xiàn)象?!拘〗Y(jié)】回答課前問(wèn)題【作業(yè)布置】1、全電視信號(hào)包括 信號(hào)、 信號(hào)、 信號(hào)和輔助信號(hào),其中圖像信號(hào)的幅度相對(duì)范圍是 ;行周期 ,正程 、逆程 ;場(chǎng)周期 ,正程 、逆程 ;行同步脈寬是 ,距前肩 ;場(chǎng)同步脈寬是 ,距前肩 。2、畫出全電視信號(hào)的波形,說(shuō)出均衡脈沖和場(chǎng)同步信號(hào)頭上所開5個(gè)槽有什么作用?【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第三節(jié)高頻電
11、視信號(hào)【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo):掌握視頻、音頻信號(hào)的調(diào)制原理及各種傳輸方式的特點(diǎn)。能力目標(biāo):理解圖像信號(hào)的殘留邊帶發(fā)射和音頻的全頻帶發(fā)射?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】視頻、音頻信號(hào)的調(diào)制原理及各種傳輸方式的特點(diǎn)?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】圖像信號(hào)的殘留邊帶發(fā)射及電視頻道帶寬的計(jì)算,頻道的劃分?!窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】【復(fù)習(xí)】全電視信號(hào)包括那些部分,它們各有什么作用?新課導(dǎo)入: 經(jīng)過(guò)攝像機(jī)光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)和音頻電信號(hào)能直接進(jìn)行發(fā)送嗎?那么還要進(jìn)行怎樣的處理,學(xué)了這一節(jié)的內(nèi)容我們就能掌握這個(gè)問(wèn)題。聽課問(wèn)題:1、全電視信號(hào)中的視頻信號(hào)是怎樣處理和發(fā)送的?2、全電視信號(hào)中的音頻信號(hào)是怎樣處理和發(fā)送的?3、電視信號(hào)
12、有幾種傳輸方式,各有什么特點(diǎn)?一、視頻信號(hào)的調(diào)制與殘留邊帶發(fā)射1、視頻信號(hào)的調(diào)制采用調(diào)幅調(diào)制:可以節(jié)省頻帶。調(diào)頻電視信號(hào)的形成(如下圖)調(diào)幅:指載波信號(hào)的幅度隨調(diào)制信號(hào)幅度變化的調(diào)制方式,視頻信號(hào)的調(diào)制采用調(diào)幅調(diào)制。我國(guó)圖像信號(hào)的調(diào)制采用負(fù)極性調(diào)制,負(fù)極性調(diào)制具有以下特點(diǎn)(1)平均功率?。ㄒ话銏D像亮的部分多);(2)脈沖干擾為暗點(diǎn)(不明顯);(3)便于自動(dòng)增益控制。2、視頻調(diào)幅波的頻譜(如右圖)06MHz的視頻信號(hào)對(duì)高頻載波fp調(diào)制后,調(diào)幅波的幅度隨調(diào)制信號(hào)的幅度變化。調(diào)制信號(hào)的頻率為06MHz,載波頻率為fp,調(diào)幅信號(hào)既含有載波,又含有上邊頻(fp + 6)和下邊頻(fp-6),稱為雙邊帶。
13、上、下邊頻都包含了原來(lái)被傳送信號(hào)的信息。視頻信號(hào)帶寬6MHz,雙邊帶寬為12MHz。3、由于雙邊帶中,上邊帶或下邊帶已包含了所有調(diào)制信號(hào)的信息,因此可以只傳送上邊帶或下邊帶,壓縮電視信號(hào)的帶寬。但是目前所做的濾波器很難把上、下邊帶分開,因此只傳送上邊帶,下邊帶只保留一部分,稱為殘留邊帶調(diào)幅。 至于高低頻頻率成分的不一致,利用電視接收機(jī)采用濾波電路解決。二、伴音信號(hào)的調(diào)制1、音頻信號(hào)采用調(diào)頻,因?yàn)檎{(diào)頻方式具有較強(qiáng)的抗干擾能力,(調(diào)頻原理如右圖)2、音頻調(diào)頻波的頻譜:調(diào)頻波的頻譜除了上下邊頻(fc+F )和(fc-F)以外,還有(fc+2F)和(fc-2F)、(fc+3F)和(fc-3F)等,一般
14、情況下按下式計(jì)算B2(fFmax),f為頻偏,我國(guó)規(guī)定最大為50KHz,F(xiàn)max為音頻最高頻率,電視伴音中可取15KHz,因此可計(jì)算出聲音調(diào)頻波的帶寬為B130KHz。3、高頻伴音信號(hào)(1)伴音載波比圖像載波高6.5MHz,高頻伴音載波的頻譜帶寬為每邊0.25MHz即250KHz,與130KHz相比留有充分的余量,使圖像信號(hào)和伴音信號(hào)互不干擾,可以很好的分開。(2)從圖中可以看出一個(gè)頻道的頻帶寬度為8MHz,如中央一臺(tái)的頻帶寬度也是8MHz。4、各頻道電視節(jié)目之間的關(guān)系如下圖三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式理解:各種傳輸方式就好比人乘坐不同的交通工具。1、無(wú)線電視廣播:一般電視臺(tái)采用無(wú)線廣播的
15、方式傳輸電視節(jié)目,即利用電視塔發(fā)射,一個(gè)電視塔只安裝幾幅發(fā)射天線,一幅天線只能發(fā)射一套電視節(jié)目;高頻圖像信號(hào)和高頻伴音信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大器后送到天線用電磁波的形式輻射出去,再利用電視接收天線接收。可供選擇的正規(guī)電視頻道有68個(gè),如22頁(yè)表21所示。2、有線電視廣播:有線電視臺(tái)采用有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸電視節(jié)目,每套節(jié)目的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)同時(shí)輸入一臺(tái)電視調(diào)制器,帶寬任為8MHz,一個(gè)電視臺(tái)可以同時(shí)傳輸許多套電視節(jié)目,其圖像載波不僅可以在表21中進(jìn)行選擇,而且可以在表22中進(jìn)行選擇。3、衛(wèi)星電視廣播:這種傳輸方式傳輸距離遠(yuǎn),覆蓋面大;主發(fā)射站將14GHz的上行信號(hào)發(fā)送給廣播電視衛(wèi)星,廣播電視衛(wèi)星接收后將
16、其變頻為12GHz的下行信號(hào)發(fā)回地面的服務(wù)區(qū),由衛(wèi)星接收器接收并解調(diào)后送到電視機(jī)上。【小結(jié)】回答課前問(wèn)題【作業(yè)布置】1、一個(gè)頻道的電視節(jié)目中視頻采用 發(fā)送發(fā)射,其帶寬是 ,我個(gè)采用 極性的調(diào)制;伴音采用 發(fā)送方式,其帶寬為 ,伴音載頻比圖像載頻高 ,一套電視節(jié)目的帶寬是 MHz。2、電視信號(hào)有幾種傳輸方式,各有什么特點(diǎn)?【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第四節(jié)彩色電視信號(hào)【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo):掌握兼容性和逆兼容性的意義,基色信號(hào)、色差信號(hào)的形成。能力目標(biāo):理解基色信號(hào)、色差信號(hào)的形成、彩條信號(hào)的意義?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】兼容性和逆兼容性、亮度方程及色差的計(jì)算?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】兼容性和逆兼容性、亮度方程及色差的
17、計(jì)算?!窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】【復(fù)習(xí)】電視信號(hào)中的視頻和音頻各采用什么調(diào)制方式,它們有什么關(guān)系;電視信號(hào)有幾種傳輸方式,各有什么特點(diǎn)?新課導(dǎo)入:前面我們學(xué)習(xí)過(guò)的只是黑白電視信號(hào)的轉(zhuǎn)換與處理,而我們現(xiàn)在見到的大部分是彩色電視機(jī),那么彩色電視節(jié)目又是怎樣產(chǎn)生和傳輸?shù)哪?,這一節(jié)的內(nèi)容將解決這個(gè)問(wèn)題。聽課問(wèn)題:1、彩色電視的圖像信號(hào)是怎樣形成的?2、什么是兼容性和逆兼容性,為了實(shí)現(xiàn)兼容彩色電視信號(hào)應(yīng)具備那些要求?3、亮度信號(hào)和色差信號(hào)是怎樣形成和選取的?4、彩條信號(hào)有那些實(shí)際意義,兩種彩條信號(hào)各用在那些場(chǎng)合,為什么?一、彩色圖像的分解和三基色電信號(hào)的形成彩色景物(如彩條)的光通
18、過(guò)透鏡聚焦,經(jīng)過(guò)分色鏡AB,反射的藍(lán)光通過(guò)反射鏡至B攝象管上;透過(guò)分色鏡AB的綠光在透過(guò)分色鏡BC到達(dá)G攝象管上;紅光透過(guò)分色鏡AB,在經(jīng)過(guò)分色鏡BC反射后,通過(guò)反射鏡加到R攝象管上。其光電轉(zhuǎn)換的原理與前面講過(guò)的是相同的,不同的是產(chǎn)生三個(gè)基色的電信號(hào)。二、兼容性和逆兼容性1、兼容性:指黑白電視機(jī)能夠接收彩色電視節(jié)目,呈現(xiàn)黑白圖像,即彩色電視制式對(duì)黑白電視機(jī)要有兼容性。2、逆兼容性:彩色電視機(jī)收看黑白電視節(jié)目時(shí)也呈現(xiàn)黑白圖像。3、為了實(shí)現(xiàn)兼容,要求彩色電視信號(hào)具有以下特點(diǎn):(1)彩色全電視信號(hào)由亮度信號(hào)和色差信號(hào)兩部分構(gòu)成,并且易于分開。(2)彩色電視信號(hào)在參數(shù)上應(yīng)該與黑白電視信號(hào)一致。(3)傳
19、輸時(shí)彩色電視節(jié)目應(yīng)該與黑白電視節(jié)目的帶寬相同。三、亮度信號(hào)和色差信號(hào)1、亮度信號(hào)亮度方程:Y0.30R0.59G0.11B,它表明三基色與合成亮度之間的關(guān)系。亮度電壓方程:VY0.30VR0.59VG0.11VB,它為亮度電信號(hào)的產(chǎn)生提供依據(jù)。亮度電信號(hào)的形成如右圖所示,只要使0.30、0.59、0.11成立,就可以產(chǎn)生亮度電信號(hào)。2、色差信號(hào)在彩色電視機(jī)中,除了傳輸亮度信號(hào)外,還要傳輸色度信號(hào),根據(jù)兼容的要求,色度信號(hào)中只包含色度信息,不再包含亮度信息,把這種信息稱為色差信號(hào)。根據(jù)亮度方程Y0.30R0.59G0.11B可以推導(dǎo)出0.30(VRVY)0.59 VGVY)+0.11 VBVY)
20、可以看出一種色差信號(hào)可以由另外兩種色差信號(hào)求得,由于綠基色信號(hào)的系數(shù)較小,相對(duì)應(yīng)信號(hào)幅度也較小,易受干擾,所以只傳送紅色差信號(hào)和藍(lán)色差信號(hào)。四、彩條信號(hào)1、彩條信號(hào)是一種常用的標(biāo)準(zhǔn)彩色測(cè)試信號(hào),用來(lái)測(cè)試、調(diào)整電視機(jī)的顯示效果,還可以堅(jiān)定彩色電視機(jī)的性能。2、100彩條信號(hào)及電壓對(duì)應(yīng)波形如右圖。3、從圖中可以看出:三種色差信號(hào)中綠色差信號(hào)EGY幅度最小,容易受到外界的干擾,因而不易傳輸,實(shí)際采用紅色差信號(hào)ERY和藍(lán)色差信號(hào)EGY。4、100的彩條信號(hào)用在測(cè)試設(shè)備中,由于和實(shí)際的差距,100的彩條信號(hào)對(duì)電視機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)后,收看效果并不好,因而產(chǎn)生75的彩條信號(hào)用在實(shí)際的電視信號(hào)的傳輸中。【小結(jié)】回答
21、課前問(wèn)題【作業(yè)布置】1、兼容性指 、逆兼容性指 :在三種色差信號(hào)的傳輸中 信號(hào)和 信號(hào)。2、為了實(shí)現(xiàn)兼容,要求彩色電視信號(hào)具有那些特點(diǎn)?3、彩條信號(hào)有幾種,在實(shí)際的廣播電視信號(hào)的傳輸中為什么不采用100的彩條信號(hào)?【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第五節(jié)色差信號(hào)的頻帶壓縮與頻譜交錯(cuò)【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo):掌握大面積著色的根據(jù)、亮度信號(hào)的頻譜特點(diǎn)及色副載波的頻率。能力目標(biāo):理解大面積著色原理和頻譜間置原理?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】大面積著色原理和頻譜間置原理?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】色差信號(hào)頻帶的壓縮、色副載波頻率的選擇?!窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】【復(fù)習(xí)】亮度信號(hào)和色差信號(hào)是怎樣形成和選取的?新課導(dǎo)入:
22、前一節(jié)課中我們說(shuō)明了彩色電視信號(hào)中所要傳輸?shù)娜N信號(hào)及其形成的過(guò)程,但這三種信號(hào)怎樣才能6MHz的帶寬中一起發(fā)射又不致相互干擾呢?聽了這一節(jié)課后,我們就會(huì)清楚這個(gè)問(wèn)題。聽課問(wèn)題:1、什么是大面積著色原理,它有什么實(shí)際意義?2、為什么要對(duì)色差信號(hào)進(jìn)行頻帶壓縮?3、亮度信號(hào)的頻譜有什么特點(diǎn)?4、什么是頻譜間置原理?5、色副載波頻率的選擇有什么依據(jù)一、大面積著色原理與色差信號(hào)的頻帶壓縮1、電視信號(hào)中,高頻代表細(xì)節(jié),低頻代表輪廓。2、大面積著色原理的內(nèi)容:在人眼的視覺(jué)特性上,對(duì)彩色的細(xì)節(jié)不敏感,可以只對(duì)彩色圖像的輪廓進(jìn)行著色,即大面積著色,但不致引起視覺(jué)上的失真,這種原理我們稱為大面積著色原理。3、色
23、差信號(hào)的頻帶壓縮即大面積著色原理的意義:可以將帶寬06MHz的色差信號(hào)壓縮至01.3MHz,使色差信號(hào)的帶寬大大壓縮,從而可以穿插在亮度信號(hào)中。二、亮度信號(hào)的頻譜從亮度信號(hào)的頻譜圖上可以看出有以下特點(diǎn):1、fH稱為行譜線,行譜線兩邊排列這場(chǎng)譜線,它們呈三角形譜線族。2、頻譜是分立譜或稱線狀譜,譜線之間有很大的間隔。3、頻率越高,幅度越小,譜線越低,譜線之間的空隙也越大。4、電視圖像的譜線族之間的間隔也在60以上。三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇1、從上面的圖中可以看出色差信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與亮度信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)類似。2、頻譜間置原理:亮度信號(hào)和色差信號(hào)頻偏圖的譜線族間都存在著大量的空隙,它們的結(jié)構(gòu)又
24、類似,利用調(diào)幅調(diào)制移動(dòng)色差信號(hào)的頻譜,然后將其穿插在亮度信號(hào)譜線的空隙里,保證亮度信號(hào)和色差信號(hào)互不干擾。3、在調(diào)幅過(guò)程中,選擇的載波即色副載波,其頻率必須遵循以下原則:(1)應(yīng)為半行頻的奇數(shù)倍。只有選擇半行頻的奇數(shù)倍,才能使色差信號(hào)插入亮度信號(hào)的空隙里。(2)應(yīng)選在亮度信號(hào)頻帶的高端。因?yàn)榱炼刃盘?hào)頻帶高端的能量小,空隙大,穿插后,其亮色干擾小。(3)頻率不能高于6MHz,否則達(dá)不到兼容的目的。(4)綜合以上原則,色副載波的頻率確定為4.43MHz?!拘〗Y(jié)】回答課前問(wèn)題【作業(yè)布置】1、根據(jù)大面積著色原理可以將色差信號(hào)的帶寬從 壓縮到 ,從亮度信號(hào)的頻譜圖可以知道電視圖像的譜線族之間的間隔也在
25、以上;經(jīng)過(guò)確定色副載波的頻率為 。2、什么是大面積著色原理,它有什么實(shí)際意義?3、什么是頻譜間置原理,色副載波頻率的選擇有什么依據(jù)?【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第六節(jié)正交平衡調(diào)幅制(NTSC制)【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo):掌握平衡調(diào)幅及正交平衡調(diào)幅的特點(diǎn),色差信號(hào)的壓縮特點(diǎn)及NTSC 制的主要性能。能力目標(biāo):理解U、V信號(hào)的形成過(guò)程和彩色矢量圖?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】平衡調(diào)幅及正交平衡調(diào)幅的特點(diǎn),色差信號(hào)的壓縮特點(diǎn)及NTSC制的主要性能。【教學(xué)難點(diǎn)】U、V信號(hào)的形成過(guò)程和彩色矢量圖?!窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時(shí)數(shù)】3學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】【復(fù)習(xí)】什么是大面積著色原理和頻譜間置原理,其有什么實(shí)際意義?新課導(dǎo)入:我們前
26、面說(shuō)過(guò),色差信號(hào)傳輸紅色差和藍(lán)色差,但副載波只有一個(gè),而色差信號(hào)有兩個(gè),解決方案有幾個(gè),這一節(jié)課我們來(lái)看其中的一種,正交平衡調(diào)幅制,即NTSC制。聽課問(wèn)題:1、平衡調(diào)幅波具有那些特點(diǎn),有那些優(yōu)點(diǎn)?2、兩個(gè)色差信號(hào)是怎樣形成色度信號(hào)的;在色度矢量圖中,矢量的幅度表示什么,相位角表示什么?3、為什么要對(duì)色度信號(hào)進(jìn)行壓縮,其壓縮系數(shù)是多少?4、彩色矢量圖表示了什么?5、NTSC制有那些優(yōu)點(diǎn),有什么缺點(diǎn),缺點(diǎn)如何來(lái)改善?一、平衡調(diào)幅1、平衡調(diào)幅是調(diào)幅的一種,又叫抑制載波調(diào)幅,簡(jiǎn)稱抑制調(diào)幅,波形圖如右圖所示。2、平衡調(diào)幅波具有以下特點(diǎn):(1)不含載波分量。(2)其幅值正比于調(diào)制信號(hào)振幅的絕對(duì)值(3)其極
27、性由載波和調(diào)制信號(hào)共同決定,如 二者反相,平衡調(diào)幅波的極性就翻轉(zhuǎn)。(4)其包絡(luò)不再是原調(diào)制信號(hào)。(5)在載波的正峰點(diǎn)對(duì)平衡調(diào)幅波取樣就可得到原調(diào)制信號(hào)。3、平衡調(diào)幅的優(yōu)點(diǎn):抑制掉載頻分量后,有用的邊帶信號(hào)就可以有更大的輸出幅度,有利于提高信噪比;從另一個(gè)角度說(shuō),載波分量多少會(huì)對(duì)亮度信號(hào)有一定的干擾,因此必須抑制。二、正交平衡調(diào)幅1、正交平衡調(diào)幅制(即NTSC制):將兩個(gè)色差信號(hào)分別調(diào)制在頻率相同,相位相差90的兩個(gè)色副載波上,在將兩個(gè)調(diào)幅信號(hào)相加輸出。這種技術(shù)由美國(guó)國(guó)家電視制式委員會(huì)研制成功。2、色差信號(hào)的正交平衡調(diào)幅處理過(guò)程如下圖。3、BY色差信號(hào)由Sint的副載波調(diào)制,形成VB-YSint
28、;RY信號(hào)由Cost的副載波調(diào)制,形成VR-YCost;這兩個(gè)信號(hào)在線性加法器中合成色度信號(hào):FVR-YCostVB-YSint4、色度矢量圖如最右圖所示,說(shuō)明色度信號(hào)既是調(diào)幅波又是調(diào)相波,其幅度值反映色飽和度:F其相位角反映色調(diào):arctan在傳輸彩色圖像時(shí),色度信號(hào)的幅度和相位隨畫面上各象素彩色色飽和度和色調(diào)的變化而變化的。三、色差信號(hào)的壓縮Y、U信號(hào)1、在亮度信號(hào)Y與色度信號(hào)F疊加所形成的復(fù)合視頻信號(hào)出現(xiàn)了幅度問(wèn)題。由右圖可見,色度信號(hào)的最大、最小幅度超出黑白電平太多,會(huì)使發(fā)射機(jī)產(chǎn)生過(guò)調(diào)幅失真,因此色度信號(hào)要進(jìn)行壓縮。2、把彩條的色度信號(hào)最大、最小電平由±1.79壓縮到
29、7;1.33可得到壓縮后的色差信號(hào),如右圖所示。壓縮后的色差信號(hào)分別為:V0.877VRYU0.493VBYU、V合成壓縮的色度信號(hào)為:F VCostUSintFVFU幅度為F相位角arctan四、彩條信號(hào)的彩色矢量圖不同彩色時(shí)U、V信號(hào)不同,可根據(jù) 計(jì)算得出正交平衡調(diào)幅彩條色度信號(hào)的相位和幅度,由此可畫出彩條色度信號(hào)矢量圖。由圖可見:1、色度信號(hào)矢量圖的橫軸為相位基準(zhǔn)軸,正方向=0。2、縱軸是V信號(hào)軸,也就是90副載波軸。3、各矢量的相位 代表色調(diào), 而各矢量的模|Fm|代表色飽和度。4、互補(bǔ)色矢量長(zhǎng)度相等,相位相差180,矢量和為零。5、彩條信號(hào)的矢量圖可用矢量示波器顯示,用來(lái)測(cè)試色度信號(hào)
30、通過(guò)被測(cè)設(shè)備的失真情況。五、NTSC制的主要性能1、NTSC制的色副載波頻率為:4.4296875MHz4.43MHz。2、優(yōu)點(diǎn):(1)NTSC制色度信號(hào)的處理過(guò)程最簡(jiǎn)單,便于集成化。 (2)亮色信號(hào)的頻譜以最大的間距錯(cuò)開,兼容性好,亮色串?dāng)_小。3、缺點(diǎn):正交平衡調(diào)幅的相位敏感性,即色差信號(hào)的相位失真對(duì)重現(xiàn)彩色的色調(diào)有明顯影響,這是由微分相位失真引起的。4、解決色調(diào)失真的方法:(1)提高傳輸技術(shù)。 (2)改進(jìn)彩色電視制式。【小結(jié)】回答課前問(wèn)題【作業(yè)布置】1、壓縮后的色差信號(hào)分別為VVRY,UVBY;色度矢量圖說(shuō)明色度信號(hào)既是波又是波,矢量圖中各矢量的相位 代表, 而各矢量的模|Fm|代表。2、
31、NTSC制有那些優(yōu)點(diǎn),有什么缺點(diǎn),缺點(diǎn)如何來(lái)改善?【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第七節(jié)逐行倒相制(PAL制)【教學(xué)目的】知識(shí)目標(biāo):掌握PAL制的特點(diǎn)、色副載波頻率及色同步信號(hào)的作用及相位關(guān)系。能力目標(biāo):理解PAL制的相位失真補(bǔ)償原理及FBAS的形成過(guò)程?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】PAL制的特點(diǎn)、色副載波頻率及色同步信號(hào)的作用及相位關(guān)系?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】PAL制的相位失真補(bǔ)償原理及FBAS的形成過(guò)程?!窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時(shí)數(shù)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)過(guò)程】【復(fù)習(xí)】NTSC制有什么缺點(diǎn)?新課導(dǎo)入:既然NTSC制存在微分相位失真引起的色調(diào)失真,這一節(jié)課我們就來(lái)說(shuō)一下能夠克服微分相位失真的PAL制,通過(guò)這一節(jié)的內(nèi)容,我們應(yīng)該理
32、解PAL制克服NTSC制色調(diào)失真的原理。聽課問(wèn)題:1、PAL制有什么特點(diǎn)?2、PAL制是怎樣克服NTSC制的色調(diào)失真的?3、色副載波頻率是多少,色同步信號(hào)有什么作用、有那些參數(shù)?4、FBAS指什么,彩色全電視信號(hào)是怎樣的?一、PAL制的特點(diǎn)1、PAL制是NTSC制的改進(jìn)制式,它是將色度信號(hào)中的Fv分量逐行倒相,PAL制色度信號(hào)的表達(dá)式為F VCost±USintSin(t±)相位角arctan2、PAL制有下列優(yōu)點(diǎn):(1)對(duì)相位失真不敏感。(2).比NTSC制抗多徑接收性能好。(3).色度信號(hào)的正交失真不敏感,且對(duì)色度信號(hào)部分抑制邊帶而引起的失真也不敏感。(4).PAL采用
33、梳狀濾波器,可以提高彩色信噪比3dB。3、PAL制有下列缺點(diǎn): (1)解碼中產(chǎn)生的誤差在圖象上將產(chǎn)生爬行及半幀頻閃爍現(xiàn)象。(2)PAL信號(hào)不利于信號(hào)處理。(3)水平清晰度比黑白電視機(jī)的低。(4)垂直彩色清晰度PAL制比NTSC制低。(5) PAL制接收機(jī)比NTSC制接收機(jī)復(fù)雜,成本稍高。二、相位失真的補(bǔ)償原理1、相位失真補(bǔ)償原理圖如右圖所示:2、原理:當(dāng)傳送第n行紫色信號(hào)Fn時(shí),由于微分相位失真移相為Fn,n行紫偏藍(lán);當(dāng)收到n1行信號(hào)Fn+1時(shí)移相為Fn+1,而將n+1行倒相后形成Fn+1”紫偏紅,根據(jù)矢量的平行四邊形法則, Fn(紫偏藍(lán))與Fn+1”(紫偏紅)形成F合,從圖中可以知道,只是其色飽和度變了,而其色調(diào)沒(méi)變。三、PAL制色副載波頻率的選擇
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