詳細(xì)彩條資料

1、第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 第第3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.1 彩色電視信號(hào)的兼容問題彩色電視信號(hào)的兼容問題 3.2 NTSC制制 3.3 PAL制制 3.4 SECAM制制思考題和習(xí)題思考題和習(xí)題 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.1 彩色電視信號(hào)的兼容問題彩色電視信號(hào)的兼容問題 彩色電視是在黑白電視的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的， 彩色電視出現(xiàn)以前黑白電視已經(jīng)相當(dāng)普及， 到目前為止， 仍有不少的黑白電視機(jī)還在使用。 為了普及電視廣播、 減少國家和千千萬萬電視用戶不必要的損失， 彩色電視應(yīng)該與黑白電視兼容。 所謂兼容， 就是黑白電視

2、接收機(jī)既能接收彩色電視信號(hào)， 也能重現(xiàn)黑白電視信號(hào)； 彩色電視接收機(jī)既能接收黑白電視信號(hào)， 也能重現(xiàn)黑白電視信號(hào)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 要做到黑白、 彩色電視互相兼容， 必須滿足下列基本的要求： (1) 在彩色電視的圖像信號(hào)中， 要有代表圖像亮度的亮度信號(hào)和代表圖像色彩的色度信號(hào)。 黑白電視機(jī)接收彩色節(jié)目時(shí)， 只要將亮度信號(hào)取出， 就可顯示出黑白圖像。 彩色電視接收機(jī)應(yīng)具有亮度通道和色度通道， 當(dāng)接收彩色節(jié)目時(shí)， 亮度通道和色度通道都工作， 重現(xiàn)彩色圖像； 當(dāng)接收黑白節(jié)目時(shí)， 色度通道自動(dòng)關(guān)閉， 亮度通道相當(dāng)于黑白電視機(jī)， 可顯示出黑白圖像， 這樣就做到了兼容

3、。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 (2) 彩色電視只能占有與黑白電視相同的視頻帶寬和射頻帶寬， 這就要求彩色電視能將色度信號(hào)安插到6 MHz的視頻帶寬中去， 采用的方法是頻帶壓縮、 頻譜交錯(cuò)等方法。 (3) 彩色電視應(yīng)與黑白電視有相同的圖像載頻、 伴音載頻以及兩者之間的間距。 (4) 彩色電視與黑白電視的行、 場(chǎng)掃描頻率和行、 場(chǎng)同步信號(hào)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)等都應(yīng)相同。 目前世界上彩色電視制式有NTSC制、 PAL制和SECAM制三種， 它們都具有兼容性。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 一個(gè)電視頻道的頻譜一個(gè)電視頻道的頻譜 圖象載頻 伴音載頻 6.5MHz

4、 -0.75 -1.25 8MHz 0.25 f/MHz 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 電視頻道電視頻道 圖象載頻 伴音載頻 f/MHz第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.1.1 信號(hào)選取 要做到兼容， 必須對(duì)由CCD光電傳感器輸出的R、 G、 B三個(gè)基色信號(hào)進(jìn)行處理。 首先用一個(gè)編碼矩陣電路根據(jù)Y=0.30R+0.59G+0.11B的亮度公式編出一個(gè)亮度信號(hào)和R-Y、 B-Y兩個(gè)色差信號(hào)。 色差信號(hào)是基色信號(hào)R、 G、 B與亮度信號(hào)Y之差： 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 R-Y=R-(0.30R+0.59G+0.11B)=

5、0.70R-0.59G-0.11B G-Y=G-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R+0.41G-0.11B B-Y=B-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R-0.59G+0.89B (3-1) 三個(gè)色差信號(hào)中只有兩個(gè)是獨(dú)立的， 第三個(gè)可以由另外兩個(gè)得到， 只要選擇兩個(gè)色差信號(hào)就可以代表色度信號(hào)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 將Y=0.30R+0.59G+0.11B改寫為如下形式： 0.30Y+0.59Y+0.11Y=0.30R+0.59G+0.11B得到 0.30（R-Y）+0.59（G-Y）+0.11（B-Y）=0可以化為0.590

6、.11()()0.30.30.30.11()()0.590.590.30.11()()0.110.3RYGYBYGYRYBYBYRYGY (3-2) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 三大制式均選用R-Y和B-Y作為色差信號(hào)的原因是： (1) 三個(gè)色差信號(hào)中， G-Y信號(hào)數(shù)值最小， 作傳輸信號(hào)時(shí)信噪比最低。 (2) 由R-Y和B-Y求G-Y時(shí)， 系數(shù) 和 小于1， 可用電阻矩陣實(shí)現(xiàn)； 由B-Y、 G-Y求R-Y或用R-Y、 G-Y求B-Y， 系數(shù)都大于1， 不能用電阻分壓來實(shí)現(xiàn)， 一定要用放大器提供增益， 這樣會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和帶來不必要的失真。 0.30.590.110

7、.59第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 用色差信號(hào)傳送色度信號(hào)具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 可減少色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾, 當(dāng)傳送黑白圖像時(shí), R=G=B, 兩個(gè)色差信號(hào)R-Y和B-Y均為零， 不會(huì)對(duì)亮度信號(hào)產(chǎn)生干擾。 (2) 能夠?qū)崿F(xiàn)亮度恒定原理， 即重現(xiàn)圖像的亮度只由傳送亮度信息的亮度信號(hào)決定。 (3) 可節(jié)省色度信號(hào)的發(fā)射功率。 在彩色圖像中大部分像素接近于白色或灰色， 它們的色差信號(hào)為零， 小部分彩色像素才有色差信號(hào)， 因此發(fā)射色差信號(hào)比發(fā)射R、 G、 B信號(hào)需要的發(fā)射功率小。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.1.2 頻帶壓縮 人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的

8、分辨力比較差， 在傳送彩色圖像時(shí)只要傳送一幅粗線條大面積的彩色圖像配上亮度細(xì)節(jié)就可以了， 沒有必要傳送彩色細(xì)節(jié)， 這稱為大面積著色原理。 我國電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 亮度信號(hào)帶寬為06 MHz， 色度信號(hào)帶寬為01.3 MHz。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 在接收端為恢復(fù)重現(xiàn)圖像所需的三基色信號(hào)， 先按式（3-2）由R-Y和B-Y得到G-Y信號(hào)， 再將三個(gè)色差信號(hào)與亮度信號(hào)相加得到三個(gè)基色信號(hào)。 為了得到帶寬為06 MHz 的三個(gè)基色信號(hào)， 用亮度信號(hào)中的高頻分量來代替基色信號(hào)中未被傳送的高頻分量， 這就是所謂的高頻混合原理。 當(dāng)色差信號(hào)的帶寬為01.3 MHz， 亮度信號(hào)的

9、帶寬為06 MHz 時(shí)， 恢復(fù)的三個(gè)基色信號(hào)為:第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 R=(R-Y)01.3+Y06=R01.3+Y1.36 G=(G-Y) 01.3 + Y06 =G01.3+ Y1.36 B=(B-Y) 01.3 + Y06 =B01.3+ Y1.36 最后重現(xiàn)彩色的三個(gè)基色信號(hào)在01.3 MHz頻率范圍內(nèi)含有彩色分量， 在1.36 MHz 頻率范圍內(nèi)只有亮度信號(hào)分量。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.1.3 頻譜交錯(cuò) 彩色電視和黑白電視采用相同的帶寬， 用三基色信號(hào)形成亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)后， 都放在06 MHz的頻帶內(nèi)用一個(gè)通

10、道傳送。 在06 MHz頻帶內(nèi)先選擇一個(gè)頻率稱為彩色副載波， 用兩個(gè)色差信號(hào)對(duì)彩色副載波進(jìn)行調(diào)制， 調(diào)制后的信號(hào)稱為色度信號(hào)。 將得到的色度信號(hào)與亮度信號(hào)、 同步信號(hào)疊加為彩色全電視信號(hào)， 再去調(diào)制圖像載波， 稱為二次調(diào)制。 二次調(diào)制后的射頻信號(hào)經(jīng)功率放大后發(fā)射出去。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 彩色副載波放在6 MHz頻帶的高端以減少彩色干擾和亮度竄色， 因?yàn)楦蓴_花紋的顯眼程度與干擾信號(hào)的頻率有關(guān)， 如果色度信號(hào)放在低端， 干擾顯示為粗線條的花紋， 十分顯眼， 而色度信號(hào)放在高端， 干擾花紋極其細(xì)密， 不易被人察覺。 亮度信號(hào)在高頻端幅度很小， 色度信號(hào)放在高端可以

11、減少亮度信號(hào)對(duì)色度信號(hào)的干擾。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 因?yàn)橄噜徯袌D像信號(hào)相關(guān)性很強(qiáng)和采用周期性掃描， 所以黑白電視信號(hào)(亮度信號(hào))的頻譜結(jié)構(gòu)是線狀離散譜。 亮度信號(hào)雖然占據(jù)了06 MHz的頻帶寬度， 但并未占滿整個(gè)6 MHz 的帶寬。 亮度信號(hào)的能量只集中在行頻fH及其諧波nfH附近很窄的范圍內(nèi)， 隨諧波次數(shù)的升高， 能量逐漸下降。 在(n-1/2)fH附近沒有亮度信號(hào)能量， 留有較大的空隙， 如圖3-1（a）所示。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖3-1（b）是將nfH附近的一族譜線放大， 可以看出在行頻主譜線兩側(cè)有以幀頻、 場(chǎng)頻為間隔

12、的副譜線。 當(dāng)圖像活動(dòng)加快時(shí)， 各副譜線之間的空隙被填滿， 但在(n-1/2)fH附近仍有較大的空隙， 慢變化的圖像頻譜空隙達(dá)93%， 較快變化的圖像頻譜空隙仍有46%， 所以可以將色度信號(hào)的頻譜插在亮度信號(hào)的頻譜空隙中間， 用一個(gè)6 MHz帶寬的通道同時(shí)傳送亮度信號(hào)和色度信號(hào)， 這種方法稱為頻譜交錯(cuò)或頻譜間置。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-1 亮度信號(hào)頻譜圖 (a) 以行頻為間隔的譜線群； (b) 每一譜線群結(jié)構(gòu)fHf2fH3fH4fH(a)(b)nfH150fnfH100nfH502525nfHnfH50nfH100nfH150第第3 3章章 彩色電視信號(hào)

13、的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 色差信號(hào)有與亮度信號(hào)相同的頻譜結(jié)構(gòu)， 壓縮后占據(jù)較窄的頻帶， 如圖3-2（a）所示。 其表現(xiàn)也是以行頻為間隔的譜線群結(jié)構(gòu)。 根據(jù)副載波平衡調(diào)幅形成的色度信號(hào)也發(fā)生了頻譜遷移， 各譜線群出現(xiàn)在fSCnfH處， 如圖3-2（b）所示。 只要選用副載頻為半行頻的奇數(shù)倍， 即fSC=(n-1/2)fH， 就能將色度信號(hào)正好插在亮度信號(hào)頻譜的空隙間， 如圖3-2（c）所示。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-2 頻譜交錯(cuò) (a) 色差信號(hào)頻譜； (b) 色度信號(hào)頻譜； (c) 頻譜交錯(cuò)fSCffSC4fH3fH2fHfH(a)f(b)fSC3 fHf

14、SC fHfSC3 fHfSC fHffSC3 fHfSC fH(c)fSC3 fHfSC fH(a)(b)(c)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.2 NTSC 制制 彩色電視廣播發(fā)展最早的國家是美國， 從1954年1月1日就開始用NTSC(National Television Systems Committee)制播送彩色電視。 采用NTSC制的還有日本、 加拿大、 墨西哥等國家。 NTSC制色度信號(hào)采用了正交平衡調(diào)幅調(diào)制方式， 因此又稱為正交平衡調(diào)幅制。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.2.1 正交平衡調(diào)幅 平衡調(diào)幅又稱為抑制載波調(diào)幅。

15、抑制載波調(diào)幅可以抑制色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾并節(jié)省發(fā)射功率。 設(shè)用色差信號(hào)uR-Y=(R-Y) cost對(duì)載波 uSC=USC cosSCt進(jìn)行調(diào)幅， 則調(diào)幅后信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（3-3） 式中， m=(R-Y)USC。 u )(2)(2tCOSmtCOSmtCOSUuSCSCSCSCAM第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 式(3-3)表明調(diào)幅波包含了三個(gè)頻率： 載波頻率SC和兩個(gè)邊頻頻率SC。 因?yàn)檩d頻SC上不帶任何信息， 所以把載頻抑制掉可以節(jié)省發(fā)射功率。 載頻抑制后成為平衡調(diào)幅波， 平衡調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為cos()cos() 22coscos()coscoscosBM

16、SCSCSCSCSCSCmmUttmUttRYttt(3-4) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 上式表明用一個(gè)乘法器將色差信號(hào)與載波相乘就可以得到平衡調(diào)幅波， 如圖3-3所示。 平衡調(diào)幅波有如下特點(diǎn)： (1) 平衡調(diào)幅波不含載波分量。 (2) 平衡調(diào)幅波的極性由調(diào)制信號(hào)和載波的極性共同決定， 如兩者之一反相， 平衡調(diào)幅波的極性反相； 色差信號(hào)(調(diào)制信號(hào))通過0值點(diǎn)時(shí)， 平衡調(diào)幅波極性反相180。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 (3) 平衡調(diào)幅波的振幅只與調(diào)制信號(hào)的振幅成正比， 與載波振幅無關(guān)。 傳送圖像的色差信號(hào)為零時(shí)， 平衡調(diào)幅波的值也為零， 這

17、樣可以節(jié)省發(fā)射功率， 減少了色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾。 (4) 平衡調(diào)幅波的包絡(luò)不是調(diào)制信號(hào)波形， 不能用普通的包絡(luò)檢波方法解調(diào)， 只能采用同步檢波器在原載波的正峰點(diǎn)上對(duì)平衡調(diào)幅波取樣， 才能得到原調(diào)制信號(hào)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-3 平衡調(diào)幅波 (a) 色差信號(hào)(調(diào)制信號(hào))； (b) 副載波信號(hào)； (c) 平衡調(diào)幅波BYsinSCt0000.89180(a)0180018000.30.590.590.30.890.890.590.30.590.30.89BYsinSCt(b)(c)v第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 為了在同一頻帶內(nèi)

18、傳送兩個(gè)色差信號(hào)R-Y和B-Y， 要將兩個(gè)色差信號(hào)進(jìn)行正交平衡調(diào)幅， 這就是用兩個(gè)色差信號(hào)R-Y和B-Y分別對(duì)頻率相同、 相位相差90的兩個(gè)色副載波cosSCt和sinSCt進(jìn)行平衡調(diào)幅， 然后相加成色度信號(hào)。 圖3-4（a）是正交平衡調(diào)幅器方框圖， 由兩個(gè)平衡調(diào)幅器、 一個(gè)副載波90移相器和一個(gè)線性相加器組成。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-4 正交平衡調(diào)幅 (a) 正交平衡調(diào)幅器； (b) 色度信號(hào)矢量圖RYRY平衡調(diào)幅FRY(RY )cosSCtcosSCt90移相sinSCtBYBY平衡調(diào)幅(BY )sinSCt(a)(b)BYF第第3 3章章 彩色電視

19、信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 設(shè)副載波的幅值為1， 色差信號(hào)B-Y與副載波sinSCt在平衡調(diào)幅器中相乘后得到平衡調(diào)幅信號(hào)（B-Y） sinSCt。 副載波sinSCt經(jīng)90移相器后， 變成cosSCt， 與色差信號(hào)R-Y在平衡調(diào)幅器相乘后得到平衡調(diào)幅信號(hào)（R-Y） cosSCt， 然后在線性相加器中相加， 就得到色度信號(hào)： 22()sin()cos()() sin()sin()SCSCSCmSCFBYtBYtBYRYtFt (3-5) (3-6) (3-7) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 式中 22()()arctanmFBYRYRYBY(3-9)(3-8)第第3 3

20、章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 色度信號(hào)的振幅和相角之中包含了彩色圖像的全部色度信息, 振幅Fm取決于色差信號(hào)的幅值， 決定了所傳送彩色的飽和度； 而相角取決于色差信號(hào)的相對(duì)比值， 決定了彩色的色調(diào)。 也就是說， 色度信號(hào)是一個(gè)既調(diào)幅又調(diào)相的波形， 其幅值傳送了圖像的色飽和度， 其相位傳送了圖像的色調(diào)。 圖3-4(b)畫出了色度信號(hào)的矢量圖， 圖中對(duì)角線的長度代表色度信號(hào)的幅值， 而是F的相角。 將色度信號(hào)F和亮度信號(hào)Y以及同步、 消隱等信號(hào)混合， 就得到了彩色全電視信號(hào)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.2.2 彩條信號(hào)及色度信號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是一種彩色

21、電視中常用的測(cè)試信號(hào)， 由彩色電視信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生， 用來對(duì)彩色電視系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試與調(diào)整。 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)由三個(gè)基色、 三個(gè)補(bǔ)色加上黑與白共八種顏色的等寬豎條組成， 自左至右按亮度遞減排列， 依次為： 白、黃、青、綠、紫、紅、藍(lán)、黑。 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)常用4位數(shù)碼命名， 第1位和第2位數(shù)字分別表示組成白條和黑條的基色信號(hào)的最大值和最小值， 第3位和第4位數(shù)字分別表示各彩色條的相應(yīng)基色信號(hào)的最大值和最小值， 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 如100-0-100-0。 表3-1給出了100-0-100-0標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)的亮度信號(hào)、 色度信號(hào)和復(fù)合信號(hào)的數(shù)據(jù)。 圖3-5（a）是標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)

22、的基色信號(hào)和色差信號(hào)波形圖。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 表3-1 100-0-100-0彩條亮度信號(hào)、 色度信號(hào)和復(fù)合信號(hào)的數(shù)據(jù) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 未壓縮的彩條全電視信號(hào)未壓縮的彩條全電視信號(hào) 0.79 100% 0.43 75% 0 0.33 20% 1 1.33 1.79第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-5 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)波形 (a) 色差信號(hào)(調(diào)制信號(hào))； (b) 壓縮后的色度信號(hào) 白 黃青 綠 紫 紅藍(lán) 黑R1G1B1YRYBY10.890.70.590.410.30.11000.110.590.

23、70.590.70.11000.890.30.590.590.30.89(a)00.215白黃 青 綠 紫紅 藍(lán) 黑FU00.440.150.290.150.440FV00.100.620.520.620.100F0.450.630.590.630.45Y10.890.70.590.410.30.1100.43Y F0.430.21511.331.1810.930.5600.440.070.1800.33(b)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.2.3 色度信號(hào)幅度壓縮 從表3-1中可看出， 標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)的電平范圍大大超過了黑白電視所規(guī)定的范圍。 對(duì)正極性標(biāo)準(zhǔn)黑白電視信號(hào)

24、黑電平為0、 白電平為1。 而在表3-1中， 黃、 青、 綠、紫、 紅、 藍(lán)都超過了黑白電平， 其中黃色電平最高為1.79， 超過了79%， 而紅、 藍(lán)條的最小數(shù)值又分別比黑電平低46%和79%。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 當(dāng)彩條色度信號(hào)超過白電平時(shí)， 將產(chǎn)生過調(diào)失真， 造成伴音中斷。 當(dāng)彩條色度信號(hào)低于同步電平， 接收機(jī)中分離同步信號(hào)時(shí)， 色度信號(hào)將會(huì)被切割出來， 破壞接收機(jī)的同步， 引起圖像不穩(wěn)。 實(shí)踐證明， 在100-0-100-0彩條信號(hào)的最大電平和最小電平不超過黑白電平的33%時(shí)， 信號(hào)電平比較合適。 色度信號(hào)壓縮應(yīng)在調(diào)制前進(jìn)行， 只要在兩個(gè)色差信號(hào)前面分

25、別乘上一個(gè)小于1的壓縮系數(shù)a和b即可。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 設(shè)R-Y信號(hào)壓縮系數(shù)為a， B-Y壓縮系數(shù)為b。 用超量最多的黃色和青色來確定a和b。 當(dāng)傳送黃色時(shí)，2222220.89()()0.89(0.89 )(0.11 )1.33YmYYFbBYaRYba (3-10) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 當(dāng)傳送青色時(shí)， 2222220.70()()0.70(0.3 )(0.7 )1.33CmCYFbBYaRYba聯(lián)立解式(3-10)、 (3-11)， 求得a=0.877， b=0.493。 (3-11) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳

26、輸彩色電視信號(hào)的傳輸 壓縮后的色差信號(hào)R-Y用V表示， 壓縮后的色差信號(hào)B-Y用U表示： 0.877()0.493()VRYUBY(3-12) (3-13)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 用U、 V信號(hào)去調(diào)制副載波， 這樣彩色電視色度信號(hào)表示式為： 22sincossin()sin()arctanUVSCSCSCmSCFFFUtVtUVFVU (3-14) (3-15) (3-16) (3-17)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 壓縮后的標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)各色調(diào)的色差信號(hào)U、 V和色度信號(hào)的振幅Fm、 相角列于表3-2。 由此可畫出壓縮后彩條的色度信號(hào)波形和

27、全電視信號(hào)波形， 如圖3-5（b）所示。第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 表3-2 壓縮后的100-0-100-0彩條信號(hào)值 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 在彩色電視標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定， 負(fù)極性亮度信號(hào)以同步電平最高， 為100%， 黑色電平(即消隱電平)為76%， 白色電平最低， 為20%。 根據(jù)表3-2的數(shù)據(jù)可以畫出標(biāo)準(zhǔn)彩條的色度矢量圖， 如圖3-6所示。 圖中給出了基色及其補(bǔ)色的色度矢量的位置， 矢量長度表示該彩色的飽和度， 相角表示該彩色的色調(diào)。 彩色矢量圖的橫軸稱為副載波的相位基軸， 它的正方向=0， 有關(guān)副載波或色度信號(hào)的相位都是相對(duì)于相位基軸而

28、言的。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-6 彩條色度矢量圖 VU黃青綠紫紅藍(lán)0.59610.592410.631030.443470.441670.63283第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.2.4 副載波的半行頻間置 亮度信號(hào)和色度信號(hào)在同一個(gè)頻帶內(nèi)傳送容易產(chǎn)生相互竄擾。 精確地選擇副載波頻率可以減少相互竄擾。 如3.1.3節(jié)所述， 亮度信號(hào)在(n-1/2)fH附近有較大的空隙， 因此NTSC制副載波頻率選擇為半行頻的倍數(shù)， 通常稱為半行頻間置。 選擇副載波頻率還應(yīng)考慮以下原則： 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 (1

29、) 副載波頻率應(yīng)盡量選擇在視頻頻帶高端， 因?yàn)榱炼刃盘?hào)高頻能量少， 且其諧波落在視頻帶寬之外。 (2) 色度信號(hào)頻帶寬度為fSC1.3 MHz， 它的上邊帶不應(yīng)超過視頻信號(hào)6 MHz的帶寬范圍。 對(duì)于625行、 50場(chǎng)s的NTSC制, fH=15 625 Hz, 副載波頻率選擇為 1(284)5674.4296875()22HSCHfffMHz第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 對(duì)于525行、 60場(chǎng)s的NTSC制, fH=15 734.264 Hz, 副載波頻率選擇為1(228)3.57954506(3.58)2SCHffMHz (3-19) NTSC制采用半行頻間置， 色

30、度信號(hào)的頻譜正好插在亮度信號(hào)頻譜的中間， 如圖3-7所示， 這樣可將色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾降到最小。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-7 NTSC制的半行頻間置 UVfHfSCYYYYYUVUVUVf285 fH2fHYY284 fH283 fH282 fH第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 由于采用半行頻間置， 副載波的亮、 暗光點(diǎn)干擾可以利用人眼的視覺暫留特性相互抵消。由于 fSC=283.5fH (3-20) TH=283.5TSC (3-21) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 一個(gè)行周期中有283.5個(gè)副載波周期。

31、 副載波產(chǎn)生的亮暗光點(diǎn)如圖3-8所示。 副載波的正半周在屏幕上顯示較亮的光點(diǎn)， 副載波的負(fù)半周則顯示較暗的光點(diǎn)。 在行掃描過程中， 亮點(diǎn)與暗點(diǎn)交替出現(xiàn), 如圖3-8(a)所示， 第1行開始的一個(gè)點(diǎn)是亮點(diǎn)， 最后一個(gè)點(diǎn)也是亮點(diǎn)， 第2行開始的一個(gè)點(diǎn)是暗點(diǎn)， 最后一個(gè)點(diǎn)也是暗點(diǎn)； 奇數(shù)行開始的一個(gè)點(diǎn)是亮點(diǎn)， 最后一個(gè)點(diǎn)也是亮點(diǎn)， 偶數(shù)行開始的一個(gè)點(diǎn)是暗點(diǎn)， 最后一個(gè)點(diǎn)也是暗點(diǎn)。第二場(chǎng)中的第一個(gè)整行是314行， 是偶數(shù)行， 其光點(diǎn)與第1行的光點(diǎn)亮暗情況相反， 而與第2行的光點(diǎn)亮暗情況相同。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 同理， 第315行的光點(diǎn)亮暗與第3行相同， 而與第2行相

32、反。 經(jīng)過一幀之后， 第二幀的第1行(相當(dāng)于626行)開始的副載波相位與第一幀第1行相位也是相反的， 見圖3-8(b), 所以第一幀亮點(diǎn)的地方， 第二幀就變成了暗點(diǎn)。 結(jié)果， 相鄰兩幀的亮暗光點(diǎn)由于人眼的視覺平均而相互抵消了。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-8 副載波產(chǎn)生的亮暗光點(diǎn) (a) 第1 幀亮暗光點(diǎn)； (b) 第2幀亮暗光點(diǎn)第1行第314行第2行第315行第3行第316行(a)(b)第626行第939行第940行第627行第628行第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.2.5 色同步信號(hào) 色度信號(hào)采用了抑制副載波的平衡調(diào)幅， 接收機(jī)解

33、調(diào)色度信號(hào)不能用普通的幅度檢波器來檢波， 而要用同步檢波器。 接收機(jī)必須恢復(fù)被抑制掉的副載波, 為了保證恢復(fù)的副載波與發(fā)送端被抑制掉的副載波同頻、 同相位， 由發(fā)射臺(tái)發(fā)送色同步信號(hào)作為接收機(jī)恢復(fù)副載波的頻率和相位基準(zhǔn)。 色同步信號(hào)是9個(gè)周期左右的、 振幅和相位都恒定不變的副載頻群， 放在行消隱后肩。 如圖3-9所示， 距行同步前沿5.6 s， 幅度為0.30 V9 mV， 寬度為2.25 s230 ns， 由91個(gè)副載波頻率的正弦波組成， 其相位與U軸反相。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-9 NTSC制色同步信號(hào)及其矢量 (a) 色同步信號(hào)； (b) 矢量1.5

34、 sUVFT4.7 s5.6 s12 s2.25 s(a)(b)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.2.6 I、 Q信號(hào) 對(duì)人眼視覺特性的研究表明， 人眼分辨紅、 黃之間顏色變化的能力最強(qiáng)， 而分辨藍(lán)、 紫之間顏色變化的能力最弱。 實(shí)踐證明， I軸(與V軸夾角為33)是人眼最敏感的色軸， 可用01.3 MHz較寬的頻帶傳送； 與I軸正交的Q軸(與U軸夾角為33)是人眼最不敏感的色軸， 可用00.5 MHz較窄的頻帶傳送。 定量地說， Q、 I正交軸與U、 V正交軸有33夾角的關(guān)系， 如圖3-10所示。 這樣， 任意一個(gè)色度信號(hào)可用U、 V表示， 也可用Q、 I表示。 第第

35、3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-10UVQI33P33第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 通過幾何關(guān)系可導(dǎo)出兩者的關(guān)系表達(dá)式： cos33sin33sin33cos33QUIV (3-22) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-11 彩條信號(hào)波形 白 黃 青 綠紫 紅 藍(lán) 黑Q00.520.210.3100.21I00.280.5900.590.320.280.320.310.52第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 利用亮度公式和式（3-12）、 （3-13）， 可由式(3-22)求出Q、 I與R、 G、

36、B的關(guān)系， 由此可寫出線性方程組： 0.2990.5870.1140.2110.5230.3120.5960.2750.322YRQGIB (3-23) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 100-0-100-0彩條信號(hào)形成的Q和I信號(hào)的波形如圖3-11所示。 由U和V的不同線性組合可以構(gòu)成各種不同的色差信號(hào)組， Q、 I只是其中具有特殊性質(zhì)的一組。 根據(jù)人眼視覺特性， Q信號(hào)的帶寬用0.5 MHz, I信號(hào)的帶寬用1.5 MHz來傳送， 就可滿足人眼視覺特性的要求了。而且I信號(hào)還可以用不對(duì)稱邊帶方式傳送， 如圖3-12 所示。這樣既壓縮了色度信號(hào)的帶寬， 又不會(huì)造成竄色，

37、因?yàn)檫厧Р粚?duì)稱部分只有一個(gè)分量。 圖3-13是NTSC制編碼器和解碼器的方框圖。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-12 525行NTSC制的頻帶分配 f / MHz2341伴音載頻圖像載頻fSCQI1.2514.5第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-13 NTSC制的編碼和解碼 (a) 編碼器； (b) 解碼器全電視信號(hào)矩陣電路延遲RGBYIQ12333180K脈沖S脈沖低通低通延遲平衡調(diào)制副載波形成平衡調(diào)制平衡調(diào)制(a)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-13 NTSC制的編碼和解碼 (a) 編碼器； (b)

38、解碼器12333矩陣電路YIQRGB全電視信號(hào)延遲帶通色同步選通延遲同步檢波同步檢波陷波副載波恢復(fù)(b)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 編碼器中， 矩陣電路按式(3-23)進(jìn)行信號(hào)R、 G、 B的線性組合， 直接形成Y、 I和Q信號(hào)。 由于Y、 I、 Q三個(gè)通道的帶寬不同， 延遲的時(shí)間也就不同， 為了最后合成彩色全電視信號(hào)時(shí)， 三者在時(shí)間上達(dá)到一致， 因此在Y和I通道中要接入不同的延遲線。 副載波形成電路分別送出33、 123和180相位的三個(gè)副載波， 供Q平衡調(diào)幅、 I平衡調(diào)幅和色同步平衡調(diào)幅使用。 前兩個(gè)平衡調(diào)幅器的輸出相加得到色度信號(hào)F， 第三個(gè)平衡調(diào)幅器得到色同步

39、信號(hào)FT。 最后， 再將Y、 F、 FT以及復(fù)合同步信號(hào)S脈沖混合， 組成彩色全電視信號(hào)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 在接收機(jī)中， 經(jīng)圖像檢波恢復(fù)的彩色全電視信號(hào)， 送入解碼器中解調(diào)。 解碼器中， Y和I通道中也有不同延時(shí)的延遲線， 也是為了使它們與Q信號(hào)在時(shí)間上一致。 為了抑制色度信號(hào)副載波對(duì)亮度信號(hào)的干擾， 在Y通道中接入了副載波陷波器。 彩色全電視信號(hào)通過色同步選通電路得到色同步信號(hào)， 用來恢復(fù)副載波。全電視信號(hào)經(jīng)帶通濾波得到色度信號(hào)， 色度信號(hào)同時(shí)送入副載波相位分別為33和123的兩個(gè)同步檢波器，檢出I和Q信號(hào)。 最后， 再由矩陣電路把Y、 I、 Q變換成R

40、、 G、 B信號(hào)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 NTSC制色度信號(hào)的組成方式最簡單， 解碼電路也最簡單， 容易集成化， 容易降低成本， 便于接收機(jī)生產(chǎn)。 NTSC制亮度信號(hào)與色度信號(hào)頻譜以最大間距錯(cuò)開， 兼容性能好， 亮度竄色少， 容易實(shí)現(xiàn)亮度信號(hào)和色度信號(hào)的分離， 為制造高質(zhì)量接收機(jī)和電視信號(hào)數(shù)字化提供了方便。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 NTSC制有對(duì)相位失真比較敏感的缺點(diǎn)， 容易產(chǎn)生色調(diào)畸變。 電視系統(tǒng)會(huì)有各種各樣的相位失真， 其中最主要的是傳輸系統(tǒng)非線性引起的微分相位失真， 即色度信號(hào)產(chǎn)生的相移與所疊加的亮度電平有關(guān)， 這種微分相位失

41、真不能用簡單的相位校正網(wǎng)絡(luò)來校正。 色度信號(hào)是疊加在亮度信號(hào)之上傳送的， 同一種顏色可能在不同的亮度電平上傳遞， 若傳輸通道中存在非線性變化， 則會(huì)導(dǎo)致色調(diào)畸變。 一般相位失真超過5， 人眼就會(huì)覺察出色調(diào)的失真。 NTSC制規(guī)定相位失真容限為12， 這時(shí)色調(diào)失真己相當(dāng)嚴(yán)重。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.3 PAL 制制 3.3.1 逐行倒相 PAL制又稱逐行倒相制。 所謂逐行倒相， 是將色度信號(hào)中的一個(gè)分量， 即FV進(jìn)行逐行倒相(不是色度信號(hào)的倒相)。 PAL制色度信號(hào)數(shù)學(xué)表達(dá)式為 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 22sincossin()s

42、in()arctanUVSCSCSCmSCFFFUtVtUVtFtVU (3-24) (3-25) (3-26) (3-27) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 式(3-24)、 (3-25)和(3-26)中的號(hào)表示： 第n行(因?yàn)檫@一行與NTSC制一樣， 又稱NTSC行)取正號(hào)， 通常用矢量Fn表示； 第n+1行(又稱PAL行)取負(fù)號(hào)， 通常用矢量Fn+1表示。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-14 PAL制色度矢量 (a) 紫色信號(hào)； (b) 彩條信號(hào)VU黃青紫紅0.590.592410.631030.63283藍(lán)0.440.4416761

43、347綠 n1黃 n1UVFV(a)(b)FVFnFUFn+1綠紅 n1紫 n1藍(lán) n1青 n1第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 假設(shè)第n行和第n+1行彩色相同， 如彩條信號(hào)， 因?yàn)镕n和Fn+1的FU分量是同相的， 僅FV分量倒了相， 所以Fn+1應(yīng)是Fn以U軸為基準(zhǔn)的一個(gè)鏡像， 圖3-14(a)以紫色為例畫出了這種情況。 圖3-14(b)則是整個(gè)彩條矢量圖逐行倒相的情況， 其中實(shí)線表示NTSC行， 虛線表示PAL行。 接收機(jī)為了按色度信號(hào)原來的相位正確重現(xiàn)色調(diào)， 必須將倒相的PAL行色度信號(hào)Fn+1再重新倒回到Fn的位置上來。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視

44、信號(hào)的傳輸 3.3.2 相位失真的互補(bǔ) PAL制中將色度信號(hào)的FV分量逐行倒相， 可以使相鄰兩行的相位失真互補(bǔ)， 以減少色調(diào)畸變。 假設(shè)第n行和第n+1行彩色相同， 如彩條信號(hào)， 某位置是紫色， 其矢量為F， 如圖3-15所示。設(shè)第n行(NTSC行)傳送的是Fn矢量， 它在第一象限， 相角=61； 第n+1行(PAL行)由于FV分量倒了相， 因此所傳送的Fn+1矢量便到了第四象限， 相角=-61； 再下一行傳送的色度矢量又回到第一象限Fn的位置。 就這樣色度矢量在第一、 四象限來回變動(dòng)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-15 相鄰兩行相位失真互補(bǔ)UVFn+11nF

45、nFnF1 nF第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 在接收機(jī)中， PAL開關(guān)要將倒了相的Fn+1重新倒回到Fn的位置， 當(dāng)傳輸通道中不產(chǎn)生相位失真時(shí)， Fn和Fn+1矢量的位置不變， 所以在接收機(jī)的熒光屏上最終顯示出原紫色； 當(dāng)傳輸通道中存在微分相位失真時(shí)， 第n行的矢量Fn產(chǎn)生了一個(gè)正的相移， 即變成了Fn矢量， 則Fn不再是紫色， 而是紫偏紅。第n+1行為倒相行， 由于n+1行和n行的色度信號(hào)是在同一通道中傳送的， 具有相同的相移， 因此Fn+1矢量也產(chǎn)生一個(gè)正的相移, 變成了Fn+1矢量。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 Fn+1矢量經(jīng)接收機(jī)中PA

46、L開關(guān)倒回到第一象限為Fn+1矢量， Fn+1矢量比Fn矢量的相角滯后, 它的顏色為紫偏藍(lán)， 接收機(jī)最終獲得的色度信號(hào)是第n行為Fn矢量(紫偏紅)， 第n+1行為Fn+1矢量(紫偏藍(lán))。 接收機(jī)中再采用一行延時(shí)線把前一行的色度信號(hào)延遲后與本行的色度信號(hào)相加， 即將矢量Fn和Fn+1合成、 平均， 就能使相鄰兩行有相反方向色調(diào)畸變的色度信號(hào)相互補(bǔ)償， 得到的將是無色調(diào)畸變的紫色。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 從圖3-15可以看出， 矢量Fn和Fn+1正好對(duì)稱地位于Fn矢量的兩側(cè)， 所以合成矢量仍在矢量Fn的方向上， 色調(diào)將準(zhǔn)確地重現(xiàn)原色調(diào)， 只是合成矢量的長度比Fn矢量

47、的長度略短， 表現(xiàn)為色飽和度略有下降， 稱為“退飽和度”效應(yīng)。 相位失真越大， 退飽和度效應(yīng)就越大。 但由于人眼對(duì)飽和度的變化不敏感， 因此覺察不到退飽和度效應(yīng)。 PAL制沒有減小相位失真， 只是采用逐行倒相的方法使相鄰兩行相位失真產(chǎn)生了兩種方向相反的色調(diào)畸變， 它們經(jīng)相加互相補(bǔ)償、 抵消。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.3.3 副載波頻率的選擇 色度信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)由于FV分量逐行倒相而發(fā)生了變化。 色度信號(hào)的FU分量沒有倒相， 它的譜線群以行頻fH為間距, 對(duì)稱地排列在副載波fSC兩旁， 如圖3-16實(shí)線所示。 為簡單起見， 用主譜線代表譜線群， FU分量主譜線位

48、置是fSCnfH， 其中n是不為零的整數(shù)。 FV分量如果不逐行倒相， 主譜線也應(yīng)占有這些位置， 逐行倒相后， 主譜線位置發(fā)生了變化。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 逐行倒相是用半行頻方波對(duì)FV分量進(jìn)行平衡調(diào)幅， 平衡調(diào)幅器叫做PAL開關(guān)。 半行頻方波是開關(guān)信號(hào)， 因?yàn)榘胄蓄l方波電壓的極性是一行為正， 一行為負(fù)， 每兩行重復(fù)， 而平衡調(diào)幅又是一個(gè)相乘器， 所以調(diào)幅結(jié)果是相鄰兩行的相位逐行倒轉(zhuǎn)而不改變?cè)瓉淼牟ㄐ危?這就達(dá)到了逐行倒相的目的。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 半行頻方波是以原點(diǎn)對(duì)稱的， 它的頻譜是由半行頻的奇數(shù)倍頻率組成的， 即fH/2、

49、 3fH/2、 5fH/2、 、 (2n-1)fH/2。 半行頻方波對(duì)FV平衡調(diào)幅后， FV的主譜線分布在fSC(2n-1)fH/2。 所以FV的主譜線剛好與FU的主譜線錯(cuò)開了半個(gè)行頻， 如圖3-16中虛線所示。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-16 PAL色度信號(hào)頻譜 fSCfUUUUVVVVfHV2Hf第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 既然主譜線U和V相互錯(cuò)開了fH2， 為了減小干擾， 在實(shí)行頻譜交錯(cuò)時(shí)， 亮度信號(hào)的譜線最好是插在U、 V譜線的正中間， 即副載頻應(yīng)采用四分之一行頻間置， 14SCHnff(3-28) 為了使所選擇的PAL制副

50、載波頻率容易變換成NTSC制， 取n=284， 這樣， 283.75SCHff (3-29) 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 此時(shí)已調(diào)副載波FU、 FV的頻譜線都要向高端移動(dòng)fH4， 即FU譜線比亮度信號(hào)低fH4， 而FV的譜線比亮度信號(hào)譜線高fH4， 使得亮度、 FU、 FV的譜線都相互錯(cuò)開了， 如圖3-17 所示。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-17 四分之一行頻間置后信號(hào)頻譜 fSCfUUUVVVVVfHYYYYYYY2fHfH/4fH/4第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 由式(3-29)得 TH=283.75TS

51、C (3-30) 在一行周期內(nèi)有283.75個(gè)副載波周期。 圖像一行內(nèi)有284個(gè)干擾亮點(diǎn)。 下一行開始是0.25個(gè)副載波周期， 副載波干擾亮點(diǎn)向右移了14周期距離。 同樣， 干擾亮點(diǎn)逐行向右移了14周期。 人眼能覺察到干擾光點(diǎn)以緩慢速度有規(guī)則地作對(duì)角線移動(dòng)。 為了消除這種干擾， 將副載波頻率在式(3-29)的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)幀頻(25 Hz)， 叫做25 Hz偏置。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 這樣， 光點(diǎn)干擾移動(dòng)速度提高到了原來的3倍， 不易被人眼察覺， 所以PAL制最后精確選定的副載波頻率為 fSC=283.75fH+25 Hz4.433 618 75 MHz (

52、3-31)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.3.4 色同步信號(hào) PAL制的色同步信號(hào)有兩個(gè)功能： 一是給接收機(jī)恢復(fù)副載波提供一個(gè)基準(zhǔn)頻率和相位； 二是給接收機(jī)提供一個(gè)極性切換信息， 來識(shí)別哪一行是+FV(NTSC行)， 哪一行是-FV(PAL行)。 PAL制色同步信號(hào)和NTSC制色同步信號(hào)的波形以及它們插入到視頻信號(hào)中的位置完全相同。 它們之間的最大區(qū)別在于： PAL制色同步信號(hào)中副載波是逐行倒相的， 即NTSC行為+135， PAL行為-135（225）。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 為了不影響場(chǎng)同步脈沖的分離， 在場(chǎng)同步脈沖(包括均衡脈沖)

53、期間的9行內(nèi)， 要加一個(gè)色同步消隱門脈沖， 把色同步信號(hào)消隱掉。 同時(shí)， 為了保證接收機(jī)副載波鎖相環(huán)路的穩(wěn)定， 應(yīng)使消隱門脈沖前后兩個(gè)色同步信號(hào)相位相同。 這樣， 色同步消隱門脈沖每場(chǎng)應(yīng)前移TH/2， 每四場(chǎng)一個(gè)循環(huán)， 如圖3-18所示。 圖中的色同步消隱門脈沖常稱為迂回門。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-18 9行色同步消隱門脈沖 3456231676252345624167第4場(chǎng)第4場(chǎng)9行色同步消隱表示色同步信號(hào)相位為135第3場(chǎng)9行色同步消隱第2場(chǎng)9行色同步消隱第1場(chǎng)9行色同步消隱表示色同步信號(hào)相位為1353193183173163153153133123

54、11310623622第4場(chǎng)319318317316314313312311310第12場(chǎng)第1場(chǎng)6226246252第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 攝像機(jī)同步集成電路產(chǎn)生一個(gè)行頻K脈沖, 脈沖前沿滯后于行同步前沿5.60.1 s， 脈沖的寬度為2.260.23 s。 K脈沖控制一個(gè)門電路， 放過10個(gè)副載波， 為實(shí)現(xiàn)色同步信號(hào)有135的相位擺動(dòng)，將正K脈沖加入V信號(hào)，將負(fù)K脈沖加入U(xiǎn)信號(hào)，如圖3-19（a）所示。 這樣， 逆程期的K脈沖和正程期的色差信號(hào)將一起對(duì)副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅。由于送入U(xiǎn)平衡調(diào)幅器的副載波是零相位副載波， 負(fù)K脈沖和零相位副載波平衡調(diào)幅后， 在已調(diào)U信

55、號(hào)FU中K脈沖對(duì)應(yīng)的位置上就留下了10個(gè)相位為180的副載波； 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 而送入V平衡調(diào)幅器的載波是逐行倒相的（90）的副載波， V信號(hào)中的K脈沖對(duì)相位90副載波平衡調(diào)幅后， 在已調(diào)V信號(hào)FV中K脈沖對(duì)應(yīng)的位置上就留下了相位90副載波。 FU、 FV分量混合后， 兩色同步信號(hào)也隨之而混合， 產(chǎn)生了我們所需要的色同步信號(hào)， 其表達(dá)式為 FT = -K sinSCtK cosSCt (3-32) 式中第2項(xiàng)NTSC行時(shí)取正號(hào)， PAL行時(shí)取負(fù)號(hào)。 圖3-19（b）所示是色同步信號(hào)矢量圖。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-19

56、 色同步信號(hào)產(chǎn)生 (a) 色同步信號(hào)產(chǎn)生方框圖； (b) 色同步信號(hào)矢量圖VV平衡調(diào)幅sinSCtFVUKPUfSCV KFT135PAL開關(guān) 180 90U平衡調(diào)幅K(U K)sinSCtcosSCt(V K)cosSCt135 KsinSCtFT KcosSCtKcosSCt(a)(b)第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.3.5 PAL編碼器 PAL編碼器在攝像機(jī)中將三個(gè)基色信號(hào)編碼成彩色全電視信號(hào)。 圖3-20是PAL編碼器的方框圖， 它所需的副載波信號(hào)fSC、 P脈沖、 K脈沖、 復(fù)合同步和復(fù)合消隱信號(hào)由同步芯片提供， 常用的同步芯片有HD44007等。 第第3

57、3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-20 PAL編碼器方框圖 陷波、視放同步IC矩陣電路YRGBFFVFU復(fù)合同步、消隱K脈沖P脈沖fSC全電視信 號(hào)VU1.3 MHz低通1.3 MHz低通0.6 s延遲 180V平衡調(diào)幅U平衡調(diào)幅PAL開關(guān) 90第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 光電傳感器送來的三基色信號(hào)R、 G、 B通過矩陣電路產(chǎn)生亮度信號(hào)Y和壓縮了的色差信號(hào)U和V。 為了壓縮色差信號(hào)帶寬， 讓U、 V信號(hào)通過低通濾波器， 濾除1.3 MHz以上的高頻信號(hào)， 然后分別混入不同極性的K脈沖， 以便在彩色全電視信號(hào)中產(chǎn)生色同步信號(hào)。 帶有K脈沖的帶寬為1.

58、3 MHz的U、 V信號(hào)送入U(xiǎn)和V平衡調(diào)幅器， 對(duì)零相位的副載波和90的副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅， 輸出的FU和FV分量在線性相加器疊加得到有色同步信號(hào)的色度信號(hào)F。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 為了減少色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾， 將Y信號(hào)通過一個(gè)中心頻率為fSC、 帶寬為400 kHz的-6 dB陷波器。 然后， 在亮度信號(hào)中混入復(fù)合同步和復(fù)合消隱信號(hào)。 亮度通道的帶寬為6 MHz， 色度通道的帶寬為1.3 MHz， 由于通道延遲時(shí)間與帶寬成反比， 亮度信號(hào)延遲小于色差信號(hào)延遲， 色度信號(hào)落后于亮度信號(hào)0.6 s， 造成彩色鑲邊， 因此將亮度信號(hào)延遲0.6 s使亮度信號(hào)和

59、色度信號(hào)在時(shí)間上一致。 色度信號(hào)F與亮度信號(hào)Y在線性相加器疊加輸出彩色全電視信號(hào)。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 目前單片編碼器集成電路有很多型號(hào)， 如日立公司的HA11883MP、 Sony公司的CX20055等廣播級(jí)編碼器， Motorola公司的MC1377、 Philips公司的TDA8501等消費(fèi)類編碼器。 這些編碼器只要附加少量器件就能組成PAL編碼器。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 3.3.6 PAL解碼器 解碼是編碼的逆過程， 在彩色電視機(jī)的解碼器中彩色全電視信號(hào)經(jīng)過五步信號(hào)處理還原成三基色信號(hào)， 圖3-21是PAL解碼器的方框圖

60、。 第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 圖 3-21 PAL解碼器方框圖 UVYRGB矩陣電路梳狀濾波器帶通鑒相色同步選通副載波恢復(fù)電路cosSCtFVFUFT全電視信 號(hào)色同步消隱4.43 MHz陷波0.6 s延遲4.43 MHz晶振PAL開關(guān)90DLU同步檢波V同步檢波sinSCtF第第3 3章章 彩色電視信號(hào)的傳輸彩色電視信號(hào)的傳輸 1. 亮度信號(hào)和色度信號(hào)的分離 中、 小屏幕彩色電視機(jī)用頻帶分離法把彩色全電視信號(hào)分離為亮度信號(hào)和色度信號(hào)。 彩色全電視信號(hào)經(jīng)4.43 MHz陷波器濾去色度信號(hào)， 得到亮度信號(hào)； 彩色全電視信號(hào)用一個(gè)中心頻率為4.43 MHz, 帶寬為2.