模擬電視原理

模擬電視原理第1頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)兼容的條件(1)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。

(2)彩色電視信號(hào)應(yīng)與黑白電視有相同的頻帶寬度的圖像載頻和伴音載頻。圖像和伴音的調(diào)制方式應(yīng)與黑白電視系統(tǒng)相同，且頻道間隔相同(8MHz)。

(3)應(yīng)有相同的掃描方式及掃描頻率，相同的復(fù)合同步信號(hào)。

(4)應(yīng)盡可能減小色度信號(hào)與亮度信號(hào)之間的干擾。第2頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月色度信號(hào)一、三基色信號(hào)：R、G、B二、色差信號(hào)：R-Y=R-(0.3R+0.59G+0.11B)=0.7R-0.59G-0.11BG-Y=G-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R+0.41G-0.11BB-Y=B-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R-0.59G+0.89B“大面積著色原理”：B色=1.3MHZ

色度信號(hào)與亮度信號(hào)混合方式：色度信號(hào)調(diào)制后混入：fsc

Y=0.30R+0.59G+0.11B亮度方程：第3頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月亮度Y信號(hào)頻譜色度C信號(hào)頻譜彩色視頻信號(hào)頻譜fsc=（2n-1)×1/2fH=(284-1/2)×15625(或15734)

=4.4296875Hz=4.43MHz三、彩色副載波：第4頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月頻譜交錯(cuò)將色度信號(hào)的譜線插入亮度信號(hào)的頻譜空隙處，為不使色度信號(hào)和亮度信號(hào)互相干擾，將色度信號(hào)調(diào)制在頻率較高的副載波上，使色度信號(hào)的頻譜向高頻端移動(dòng)。使亮度信號(hào)和色度信號(hào)的頻譜互相交錯(cuò)插入的方法稱頻譜交錯(cuò)或頻譜間置原理。第5頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)彩色電視制式NTSC(NationalTelevisionSystemsCommittee)稱為正交平衡調(diào)幅制。美國(guó)、加拿大等國(guó)家，以及日本、韓國(guó)、菲律賓等國(guó)和中國(guó)的臺(tái)灣采用這種制式。

PAL(Phase-AlternativeLine)稱為逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。德國(guó)、英國(guó)等一些西歐國(guó)家，以及中國(guó)、朝鮮等國(guó)家采用這種制式。SECAM

稱為順序傳送彩色與存儲(chǔ)制。法國(guó)、前蘇聯(lián)及東歐國(guó)家采用這種制式。第6頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.NTSC制的掃描特性525行/幀,30幀/秒(2)寬高比：電視畫面的長(zhǎng)寬比(電視為4:3)(3)隔行掃描，一幀分成2場(chǎng)，262.5線/場(chǎng)第7頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.PAL制電視的掃描特性(1)625行(掃描線)/幀，25幀/秒(40ms/幀)(2)寬高比：4:3(3)隔行掃描，2場(chǎng)/幀，312.5行/場(chǎng)(4)顏色模型：YUV第8頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月TV制式PALNTSC

SECAM行/幀625525625幀/秒(場(chǎng)/秒)25(50)30(60)25(50)行/秒156251573415625參考白光C白

D6500

D6500

聲音載頻(MHz)6.54.56.5

彩色副載頻(Hz)443361835795454250000(+U)

4406500(-V)彩色調(diào)制QAMQAMFM

色度帶寬(MHz)1.3(Ut)

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

>1.0(Vt)彩色電視國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)第9頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)幅波與調(diào)頻波載波調(diào)制波調(diào)幅波調(diào)頻波第10頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)制

信號(hào)載波

普通

調(diào)幅波擴(kuò)張的

倒相點(diǎn)平衡

調(diào)幅波四、色度信號(hào)調(diào)制方式：平衡調(diào)幅第11頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、振幅與載波無關(guān)。2、信號(hào)倒相，平衡調(diào)幅波也倒相（反相1800）3、“正交”：兩色差信號(hào)相位相差900五、正交平衡調(diào)幅波特點(diǎn)：平衡調(diào)幅波頻譜相對(duì)幅度普通調(diào)幅波頻譜相對(duì)幅度第12頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、正交平衡調(diào)幅方框圖：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平衡調(diào)幅器B一Y平衡調(diào)幅器加法器900移相副載波發(fā)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13頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月R-Y0B-YC七、彩色矢量信號(hào)：例：飽和度為1的綠信號(hào)：R=0、G=1、B=0，亮度Y的值為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

正交平衡調(diào)幅波C的振幅Cm為：

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14頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月八：飽和度、色調(diào)與振幅、相位關(guān)系：Cm0.830B-Y2250R-Y飽和綠色Cm0.830B-Y450R-Y飽和品色Cm0.420B-Y2250R-Y半飽和綠色第15頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如發(fā)送黃色：色度幅度Cm=0.90亮度幅度Ym為：

Ym=0.3R+0.59G+0.11B=0.301+0.591+0.110=0.89信號(hào)幅度變化范圍：+1.79和-0.01之間。九、未壓縮100%飽和彩條信號(hào)幅度：紅色：

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信號(hào)幅度變化范圍：-0.46～1.06。e=Y+C=Y+Cmsin(t+)=Y+(R-Y)2+(B-Y)21/2sin(t+)第16頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月彩條RGBYB-YR-YCY+CY-C白111100011黃1100.89-0.890.110.901.78-0.01青0110.700.30-0.700.761.46-0.06綠0100.59-0.59-0.590.831.42-0.24品1010.410.590.590.831.24-0.42紅1000.30-0.300.700.761.06-0.46藍(lán)0010.110.89-0.110.901.01-0.78黑000000000未壓縮的彩條信號(hào)數(shù)據(jù)第17頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)彩條亮度與色差信號(hào)的波形與特點(diǎn)

70.3第18頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月十、壓縮系數(shù)：1、壓縮條件：彩色信號(hào)幅度范圍在士0.33內(nèi)：+1.33~-0.332、壓縮方法：(R-Y)和(B-Y)分別乘上壓縮系數(shù)n和me黃=Y黃+n(R-Y)2+m(B-Y)21/2

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

=0.30-n(0.70)2+m(0.3021/2=-0.33解聯(lián)立方程組

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19頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月v=n(B-Y)=0.877(R-Y)u=m(B-Y)=0.493(B-Y)色度信號(hào)：CF=vcost+usint

=(v2+u2)1/2sin(t+)=CFmsin(t+)式中CFm=(v2+u2)1/2，=tg-1(v/u)彩電信號(hào)e’：e’=Y+CF=Y+CFmsin(t+)十一、壓縮后色差信號(hào)的表示：第20頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第21頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月白黃青綠品紅藍(lán)黑-0.4-0.33-0.20

0.20.4

0.6

0.81.0

1.21.33黑電平白電平視頻信號(hào)相對(duì)幅度十二、壓縮后的飽和彩條全電視信號(hào)波形：第23頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正交平衡調(diào)幅制的缺點(diǎn)發(fā)送端抑制了副載波，接收端要自行產(chǎn)生副載波才能解調(diào)。為保證重現(xiàn)色調(diào)的準(zhǔn)確性，要求收發(fā)兩端副載波嚴(yán)格同步，相位不準(zhǔn)，色調(diào)就畸變。第24頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

PAL制彩電色度信號(hào)g(t)+10-1TH2TH3TH1、PAL制：v分量逐行倒相(乘g(t)開關(guān))2、g(t)函數(shù)：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、色度信號(hào)表示式：

CF=usint士vcost第25頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月uYvuYvuYvuYvf4、PAL的相位補(bǔ)償作用：C1C1’C2C2’C2”C

vV1-V2u5、PAL制彩色付載波：(四分之一行頻間置)FS=(284-1/4)fH+25=4.43361875(MHz)6、PAL制彩色信號(hào)頻譜：第26頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PAL色度信號(hào)PAL制色度信號(hào)Fv分量逐行倒相，其規(guī)律是：如果第n行的色度信號(hào)為：第n+1行色度信號(hào)為：所以PAL制色度信號(hào)的表達(dá)式為：tVtUFFFscscVUwwcossin±=±=tVtUFFFscscVUwwcossin-=-=tVtUFFFscscVUwwcossin+=+=第27頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月色同步信號(hào)傳送副載波的基準(zhǔn)頻率和相位信息，保證接收端恢復(fù)的副載波與發(fā)端副載波同頻同相。提供收、發(fā)端逐行倒相的同步信息,以保證接收機(jī)能識(shí)別信號(hào)中的PAL行和NTSC行。色同步的產(chǎn)生，是利用一個(gè)行頻色同步門脈沖（K脈沖）實(shí)現(xiàn)的。第28頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PAL制色同步信號(hào)矢量方框圖U平衡調(diào)幅器V平衡調(diào)幅器+－K+KSinωsct+cosωsct－90°+90°180°180°－135°＋135°Sin(ωsct±135°）Fb第29頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7、彩色同步信號(hào)：Cb(n)Cbv(n)Cb(n+1)Cbv(n+1)Cbu1350

u8、PAL制式編碼：消隱混入延時(shí)均衡低通濾波低通濾波矩陣電路-K脈沖+K脈沖副載波fSc開關(guān)信號(hào)g(t)同步信號(hào)RGBU平衡調(diào)制V平衡調(diào)制士900延時(shí)彩色全電視信號(hào)Y信號(hào)++++-1350第30頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PAL制編、解碼過程第31頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）將R、G、B三基色電信號(hào)通過矩陣電路，變換成亮度信號(hào)Y和色差信號(hào)（R-Y）和（B-Y）。（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。（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。第32頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基色矩陣高壓高頻頭公共中放伴音檢波鑒頻低放圖像檢波AGC電路同步分離色同步通道帶通放大色度通道色差矩陣場(chǎng)掃描電路行掃描及高壓電路喇叭亮度通道顯象管偏轉(zhuǎn)線圈天線電源PAL制彩色電視機(jī)方框圖第33頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解碼器中，全電視信號(hào)處理（1）亮度與色度信號(hào)的分離（頻域分離）（2）色度信號(hào)與色同步信號(hào)的分離（時(shí)間分離）（3）藍(lán)色度信號(hào)和紅色度信號(hào)的分離（頻率、相位雙重分離）（4）同步檢波：色度信號(hào)被解調(diào)成色差信號(hào)（5）亮度信號(hào)Y和色差信號(hào)U、V經(jīng)矩陣電路變換成三個(gè)基色信號(hào)R、G和B。第34頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月亮、色信號(hào)分離第35頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月梳狀濾波器為了使梳狀濾波器能有效地分離兩個(gè)色度信號(hào)，延遲線的延遲時(shí)間要有準(zhǔn)確的數(shù)值，即延遲后色度信號(hào)的副載波相位要與延遲前相同或相反，以實(shí)現(xiàn)相鄰兩行色度信號(hào)相減或相加時(shí)能分別輸出兩色度分量。而延遲時(shí)間d應(yīng)選擇非常接近于行周期64s。63.943s延遲線+—Ffvfu第36頁(yè)，課件共42頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)：fsc=(284-1/4)fH+25Hz得：TH=283.75Tsc+25Tsc/15625=283.751Tsc所以可選擇d為副載波半周期Tsc/2