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1、第第2章彩色电视制式章彩色电视制式与与1第1页，共86页，编辑于2022年，星期一彩色电视制式:对彩色电视信号的加工处理和传输的特定方式。彩色电视实际上不是把三基色信号通过三个通道传送到接收端，去控制R、G、B三个电子束。而是采用与黑白电视兼容技术，通过在发送端对彩色信号编码，产生一个亮度信号和一个色差信号。在接端在通过解码网络恢复出三基色信号。目前基本有三种兼容制式，即：NTSCNTSC(National Television Syetems Committee),是正交平衡调幅制，1954年开始使用，如美国、日本、加拿大、等。PALPAL(Phase Alternation Line),逐
2、行倒相正交平衡调幅，1966年由德国开始，如，中国，德国、英国、瑞士等大多数国家。SECAMSECAM(Squential Couleur r Mmoire)，顺序传送彩色与存储制式。1967正式使用，法国、俄国、等30多个国家。2第2页，共86页，编辑于2022年，星期一2.1 兼容制传送方式兼容制传送方式2.1.1兼容的必备条件要实现彩色与黑白电视兼容,彩色电视应满足以下基本条件:(1)所传送的电视信号中应有亮度信号和色度信号两部分。(2)彩色电视信号通道的频率特性应与黑白电视通道频率特性基本一致,而且应该有相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。(3)彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫
3、描频率,相同的辅助信号及参数。(4)应尽可能地减小黑白电视机收看彩色节目时的彩色干扰,以及彩色电视中色度信号对亮度信号的干扰。3第3页，共86页，编辑于2022年，星期一2.1.2大面积着色原理人的眼睛对彩色的细节部分分辨是有限的，而对黑白分辨比较高。因此，在重现彩色图象时，只在比较大的面积上着色即可，而细节部分可用亮度信号来代替。即采用“混合高频原理”电视图像的水平清晰度是和信号的频带宽度成正比的。水平清晰度每增加80线,相当于视频带宽增加1MHz。因而可用6MHz带宽传送亮度信号,而用窄带传送色度信号。我国标准是，色度信号的带宽为1.3MHz.亮度信号带宽为6MHz。4第4页，共86页，编
4、辑于2022年，星期一2.1.3频谱交错原理由于亮度信号的频谱是梳状结构，主要能量集中在行频及其谐波的两侧，且每谱线群所占带宽很窄，约为2KHz，因此可把色度信号插到亮度频谱的空隙，这就叫频谱交错。如图2-1。图中的fsc称为彩色副载波。图21亮度与色度信号的频谱交错15.625KHz5第5页，共86页，编辑于2022年，星期一 2.2 亮度信号与色差信号亮度信号与色差信号由亮度方程 Y=0.3R+0.59G+0.11B可以看出，只要传送亮度信号和其中两个基色信号就可以实现同时传送亮度和色度信号，达到兼容的目的。但所传送的基色信号中都含有亮度信息，这样亮度信号将有重复内容，产生相互干扰。因此选
5、三个不含有亮度信息的色差信号(R-Y),(G-Y),(B-Y)中的两个色差信号来传送色度信息。6第6页，共86页，编辑于2022年，星期一因此在已知(R-Y)和(B-Y)的情况下,可以容易地按照下述步骤求得(G-Y)。由：Y=0.3Y+0.59Y+0.11Y(23)Y=0.3R+0.59G+0.11B(24)用式(24)减去式(23),得：0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)=0(25)2.2.1亮度、色差与R、G、B的关系由亮度方程Y=0.3R+0.59G+0.11B(21)得：RY=0.7R0.59G0.11B(22a)BY=0.3R0.59G+0.89B(22b)GY
6、=0.3R+0.41G0.11B(22c)7第7页，共86页，编辑于2022年，星期一然后在接收端由矩阵电路把收到的(R-Y)和(B-Y),按式(25)恢复出(G-Y),然后再以矩阵电路使之分别与Y信号相加,从而恢复出三基色。即：(R-Y)+Y=R(26a)(B-Y)+Y=B(26b)(G-Y)+Y=G(26c)在传送黑白电视信号时,因色度信号为零,R、G、B应相等。设R=G=B=Ex,则利用亮度方程可求得:Y=0.3Ex+0.59Ex+0.11Ex=Ex(27a)R-Y=Ex-Ex=0(27b)B-Y=Ex-Ex=0(27c)8第8页，共86页，编辑于2022年，星期一这就说明,对于黑白电视
7、信号,反映色调与饱和度(即色度)的色差信号为零,且亮度Y的电压值与三个基色电压值相等,即：Y=R=G=B比如传送饱和黄色,则可知R=G=1,B=0,其亮度信号和色差信号分别为Y=0.31+0.591+0.110=0.89R-Y=1-0.89=0.11B-Y=0-0.89=-0.89可见此时(R-Y)和(B-Y)不再为零。9第9页，共86页，编辑于2022年，星期一根据式(26),设传输后用于重现彩色图像的三基色信号分别为:Rd=(R-Y)t+YtBd=(B-Y)t+YtGd=-0.51(R-Y)t-0.19(B-Y)t+Yt当忽略不计显像管失真和传输系统非线性影响时，所显示的亮度Yd将为：Yd
8、=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(28)这说明，无论色差信号如何变化或混入什么干扰，都不影响亮度信号，因此实现了恒定亮度传输。10第10页，共86页，编辑于2022年，星期一2.2.2 标准彩条亮度与色差信号的波形与特点标准彩条亮度与色差信号的波形与特点 标准彩条信号是由彩条信号发生器产生的一种测试信号。它由三个基色，三个补色、黑色和白色组成。依亮度递减的顺序排列。标准彩条信号有多种规范,图22给出了波形为“100%幅度、100%饱和度”的彩条信号。对于这
9、种规范,白条对应的电平为1(即100%),黑条对应的电平为0,三基色信号的电平非1即0,由其显示的彩色均为饱和色。彩条信号的特点是：含直流、单极性、亮度递减、非等级差、而色差信号的特点是：交流、奇对称、不含直流成分。由式(21)和式(22)可求得100%幅度,100%饱和度彩条信号中各条相应的亮度信号和色差信号电平,其值列入表21。11第11页，共86页，编辑于2022年，星期一图22100%幅度,100%饱和度彩条信号(a)彩条图像;(b)三基色电压;(c)亮度信号;(d)色差信号12第12页，共86页，编辑于2022年，星期一表21100%幅度、100%饱和度彩条三基色、亮度、色差电平值1
10、3第13页，共86页，编辑于2022年，星期一图2375%幅度、100%饱和度彩条信号波形通常实际景物很少能达到100%饱和度和100%幅度，而且形成的色度电信号幅度都很大，如果再与亮度信号叠加，可能会造成超过电路所允许的动态范围，使之幅度过载，在传输过程中产生失真。因此，国家规定：100%饱和度，75%幅度的信号作为标准测试信号。如图2-3。14第14页，共86页，编辑于2022年，星期一彩条信号常由四位数码命名,如100-0-75-0，100-0-100-0，四位数码中个信号均是经过校正后的信号。其意义如下：1000750饱和度%幅度%=(29)(210)式中,Emax和Emin分别对应彩
11、条R、G、B的最大值和最小值;EW为白条所对应的R、G、B的幅度。白条时基色信号的百分比幅度黑条时基色信号的百分比幅度彩条时基色信号的最大值彩条时基色信号的最小值此时的百分比幅度和饱和度可分别计算如下:15第15页，共86页，编辑于2022年，星期一 表22是75%幅度、100%饱和度标准彩条三基色、亮度、色差电平值16第16页，共86页，编辑于2022年，星期一2.3 2.3 色度信号与色同步信号色度信号与色同步信号 2.3.1色度信号的形成在NTSC制中,它是将正交调幅与平衡调幅结合起来,将两个色差信号分别对正交的两个副载波进行平衡调幅,由此得到已调信号,称其为色度信号。17第17页，共8
12、6页，编辑于2022年，星期一1.平衡调幅所谓平衡调幅,是指抑制载波的一种调制方式。它与普通调幅不同之处在于,平衡调幅不输出载波,现举例加以说明。设:调制信号为u=Ucost,载波信号为us=Uscosst,则调幅后形成的一般调幅波为：(211)18第18页，共86页，编辑于2022年，星期一式(211)说明,普通调幅波的频谱是由载频s和两个边频(s+)、(s-)三个分量组成的,如图24(a)所示,其波形如图25(c)所示。图24调幅波频谱(a)普通调幅;(b)平衡调幅19第19页，共86页，编辑于2022年，星期一图25调幅波波形(a)调制信号;(b)载波;(c)AM波;(d)平衡调幅波20
13、第20页，共86页，编辑于2022年，星期一平衡调幅抑制了载波分量,使得调幅波中没有Uscosst一项,因而其表达式变为：(212)平衡调幅的频谱和波形示于图2-4(b)和图2-5(d).由式(212)及图25(d)可以看出,平衡调幅波的特点是:(1)平衡调幅波的幅度与调制信号幅度的绝对值成正比。(2)调幅信号为正值时,平衡调幅波与载波同相;调制信号电压为负值时,平衡调幅波与载波反相。即在调制信号过零时，信号倒相180度。21第21页，共86页，编辑于2022年，星期一2.正交调幅将两个调制信号分别对频率相等、相位相差90的两个正交载波进行调幅,然后再将这两个调幅信号进行矢量相加,从而得到的调
14、幅信号称为正交调幅信号,这一调制方式称正交调幅。在彩色电视中，当采用正交平衡调幅后，便可用一个频率相同但相位相差90o的载波传送（R-Y）和（B-Y）两个色差信号了。22第22页，共86页，编辑于2022年，星期一 3.色度信号的形成 在将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行平衡调幅之前,先对其进行适当的幅度压缩,这是不失真传输所需要的(见本章2.4节)。压缩后的色差信号分别用U和V表示,它们与压缩前的色差信号(R-Y)和(B-Y)的关系是 式中,0.493和0.877称为色差信号的压缩系数。压缩后的色差信号分别对两个正交副载波sinSCt和cosSCt进行平衡调幅,从而得到两个平衡调幅信号
15、2-132-142-152-1623第23页，共86页，编辑于2022年，星期一这两个平衡调幅信号频率相等,相差90,保持着正交关系,将二者相加便得到正交平衡调幅的色度信号 F=UsinSCt+VcosSCt(217)F常被称为已调色差信号或色度信号。F亦可用矢量表示,称彩色矢量,如图26所示。可见,色度信号的振幅和相角分别为：(218)(219)显然，Fm决定着饱和度，而相位决定着色调。实现正交平衡调幅的方框图如图2.7.图2.6彩色矢量图24第24页，共86页，编辑于2022年，星期一图27 正交平衡调幅色度信号形成方框图25第25页，共86页，编辑于2022年，星期一2.3.2同步检波原
16、理同步检波可解调出色差信号,还可由数学分析加以证明。对于U同步检波,色度信号F与sinSCt相乘:(220a)(220b)26第26页，共86页，编辑于2022年，星期一图28同步检波原理(a)方框图;(b)开关控制示意图(a)(b)27第27页，共86页，编辑于2022年，星期一图29 同步检波器波形分析 28第28页，共86页，编辑于2022年，星期一2.3.3色同步信号色同步信号一个能反映彩色副载波频率和相位的同步信号色同步信号与彩色电视信号一起传送到接收端,彩色电视机将其从彩色全电视信号中分离出来,由此去控制接收机的副载波发生器,使之产生与发送端副载波同频、同相的恢复副载波。规定：色同
17、步信号的幅度与同步脉冲幅度相等,若以h表示同步脉冲幅度,Fb表示色同步信号,则 (221)而且，色同步信号放置在行消隐信号的后肩上。29第29页，共86页，编辑于2022年，星期一图210色同步信号行消隐色同步信号30第30页，共86页，编辑于2022年，星期一2.3.4 彩条对应的信号波形及矢量图 根据表21所列100-0-100-0彩条信号参数,利用公式 可分别求得白、黄、青、绿、品、红、蓝、黑所对应的亮度信号、色差信号、色度信号,及亮度与色度的合成信号数据如表23所示。据此绘出的各信号波形如图211所示。表23 未压缩彩条信号有关数据31第31页，共86页，编辑于2022年，星期一图图2
18、11 100%幅度彩条波形图幅度彩条波形图(a)Y+Fb+s信号信号;(b)色度信号色度信号F;(c)Y+F+Fb+s信号信号32第32页，共86页，编辑于2022年，星期一可见，在已调的彩色全电视信号中，红、蓝色条信号的幅度超过的同步信号的顶端，会破坏同步，使图象不稳。黄、青色条信号低于白色电平，并低于0，将使之产生过调制，图像严重失真，而且还会有可能造成伴音中断。在保证图像清晰度不变的情况下，可将色度信号进行适当的压缩，而亮度信号保持不变。33第33页，共86页，编辑于2022年，星期一设(B-Y)和(R-Y)压缩系数分别为x1和x2,则压缩后黄、青视频信号幅度应满足下式关系:将黄彩条数据
19、代入式(222)得:将青彩条数据代入式(222)得(2-22)(2-23)(2-24)34第34页，共86页，编辑于2022年，星期一表24压缩后的彩条数据35第35页，共86页，编辑于2022年，星期一图212压缩后的彩条信号波形36第36页，共86页，编辑于2022年，星期一图213彩条色度信号矢量图37第37页，共86页，编辑于2022年，星期一（1）振幅代表饱和度，相位代表色调。（2）不同色调的信号的相同饱合度时振幅是不一样的，或说振幅相同时，色调不同时，所对应的饱和度不同。（3）色调不变，而饱和度改变时，相位不变。例如：设在某饱和度时红色条的三基色信号为R和G=B=x。38第38页，
20、共86页，编辑于2022年，星期一2.4 NTSC制色差信号及编、解码过程制色差信号及编、解码过程2.4.1I、Q色差信号对视觉特性研究表明,人眼对红、黄之间颜色的分辨力最强;而对蓝、品之间颜色的分辨力最弱。故将色度信号进行变换，I轴对应最敏感色轴，用+0.5MHz,-1.5MHz带 宽，而Q对应不敏感色轴，用0.5MHz.如图2-14。39第39页，共86页，编辑于2022年，星期一利用亮度方程及式(213)和式(214),结合式(225)关系可求出Q、I与三基色R、G、B的关系为:Y=0.30R+0.59G+0.11B(226)Q=0.21R-0.52G+0.31B(227)I=0.60R
21、-0.28G-0.32B(228)Q=Ucos33+Vsin33I=U(-sin33)+Vcos33通过几何关系不难推得它们之间有如下关系:(225)40第40页，共86页，编辑于2022年，星期一2.4.2NTSC制编、解码方框图NTSC制编、解码方框图分别如图215和图216所示。编码器中,矩阵电路按式(226)式(228)对R、G、B信号进行线性组合,从而产生I、Q和Y信号。载波形成电路分别输出相位为33、123、180的三个副载波,供Q调制器、I调制器和色同步平衡调制器之用。41第41页，共86页，编辑于2022年，星期一矩阵电路对R、G、B信号进行线性组合,从而产生I、Q和Y信号。为
22、了实现时间上的一致性。输出相位为33、123、180的三个副载波,供正交平衡调制器和色同步平衡调制。复合消隐信号复合同步信号色同步信号调制信号42第42页，共86页，编辑于2022年，星期一选出色同步信号消除附载波对亮度的影响分离出色度信号得出色差信号43第43页，共86页，编辑于2022年，星期一2.4.3NTSC制的主要参数及性能1.主要参数对 于NTSCM(美 国 制 式),场 频 fV=59.94Hz(60Hz);行 频fH=525fV/2=15.734kHz;每帧525行;图像信号标称带宽为4.2MHz;伴音载频为4.5MHz;彩色副载波频率fSC=3.57954506MHz（对应2
23、27.5fH)。彩色全电视信号频谱如图217所示。图217NTSC制彩色全电视信号频谱伴音载频不对称边带44第44页，共86页，编辑于2022年，星期一2.主要性能(1)现有的三种兼容制彩色电视制式中,NTSC制色度信号组成方式最为简单,因而解码电路也最为简单,易于集成化,特别是,在许多场合需要对电视信号进行各种处理,因而NTSC制在实现各种处理也就简单。(2)NTSC制中采用1/2行间置,使亮度信号与色度信号频谱以最大间距错开,亮度串色影响因之减小,故兼容性好。（3）NTSC制色度信号每行都以同一方式传送,与PAL制和SECAM制相比,不存在影响图像质量的行顺序效应。（4）采用NTSC制一个
24、最严重的问题,就是存在着相位敏感性,即存在着色度信号的相位失真对重现彩色图像的色调的影响。相位失真规定为12%（但5%时人就会明显感觉）45第45页，共86页，编辑于2022年，星期一2.5 PAL制及其编、解码过程制及其编、解码过程PAL是PhaseAlternationLine(逐行倒相)的缩写。它是对色度信号采用正交平衡调幅的基础上,使其中一个色度分量(FV分量)逐行倒相。2.5.1相位失真的概念及影响彩色电视机不可能完全正确地重现原景物的亮度、饱和度和色调,因而存在着失真。彩色图像的失真有亮度失真、饱和度失真和色调失真。亮度失真主要影响清晰度色调失真造成景物颜色的改变46第46页，共8
25、6页，编辑于2022年，星期一引起相位失真的主要原因是：（1）调谐不准确（2）多径效应（3）传输系统的非线性引起的微分相位失真，色度信号所产生的相移与亮度电平有关。因为色度信号是叠加在亮度信号之上，而同一颜色可能在不同的亮度电平上叠加，因此会导致色调畸变。不能用简单的相位校正网络来校正。47第47页，共86页，编辑于2022年，星期一2.5.2PAL色度信号PAL制获得色度信号的方法,也是先将三基色信号R、G、B变换为一个亮度信号和两个色差信号,然后再用正交平衡调制的方法把色度信号安插到亮度信号的间隙之中,这些与NTSC制大体相同。PAL色度信号的数学表达式为：:F=FUFV=UsinSCtV
26、cosSCt=Fmsin(SCt)(229)因此，与NTSC制不同的是，将色度信号的FV分量逐行倒相。规律是第n行取“+”，而第n+1行取“”。48第48页，共86页，编辑于2022年，星期一图218 隔行扫描逐行倒相的正负号改变规律 (a)奇数帧;(b)偶数帧奇数帧中奇数行取“+”，偶数行取“”偶数帧中奇数行取“”，偶数行取“+”取“+”的行叫NESC行，取“”的行叫PAL行49第49页，共86页，编辑于2022年，星期一图219逐行倒相色度信号矢量图(a)任一色调的色度信号;(b)彩条矢量逐行倒相情况NTSC行PAL行NTSC行PAL行50第50页，共86页，编辑于2022年，星期一 图2
27、20 逐行倒相实现框图 cosFU分量FV分量0.5fH彩色副载波51第51页，共86页，编辑于2022年，星期一 图221 逐行倒相波形关系(a)半行频方波;(b)90移相后的副载波 (c)逐行倒相输出副载波 52第52页，共86页，编辑于2022年，星期一图222PAL色度信号频谱(a)FU分量频谱;(b)FV分量频谱;(c)色度信号F的频谱53第53页，共86页，编辑于2022年，星期一根据傅里叶级数分析,由于K(t)是对原点对称的开关函数,可分解为一系列正弦函数之和,即(230)(231)式中,m为正整数,且m只取奇数;1=2fH/2为基波角频率。由此可求得逐行倒相副载波的各频率分量为
28、(m=1,3,5.)54第54页，共86页，编辑于2022年，星期一2.5.3PAL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,可用彩色矢量图予以说明。图223PAL克服相位敏感原理(a)相位无失真情况;(b)相位失真情况 解调后的合成色度矢量与没相位失真一样，但长度将减小。造成饱和度下降合成方法（1）PALS（2）PALD延迟解码55第55页，共86页，编辑于2022年，星期一2.5.4PAL制副载波的选择在彩色广播电视系统中,亮度信号和色度信号必须共同用与黑白电视信号相同的信号带宽。遵循原则：（1）使亮度信号与色度信号的主谱线错开，避免互相干扰（2）要在保证已调色度信号的的
29、上边带不超过6MHz的上限时，尽可能的选择比较高的彩色副载波，以便减少高次谐波带来的亮度与色度间的串扰。56第56页，共86页，编辑于2022年，星期一图224PAL副载波选择分解图(a)PAL色度信号频谱图;(b)1/2行间置时的频谱结构;(c)1/4行间置时的频谱结构 FV分量与亮度信号主谱线重叠使亮度主谱线nfH落在fscfsc+fH/2中间57第57页，共86页，编辑于2022年，星期一使亮度信号Y与两个色度信号分量的频谱相互错开,那么nfH应满足下述关系:从而求出:对于行频为15625Hz,场频为50Hz,标称视频带宽为6MHz的系统,根据选择fSC尽量高的原则,可取式(232)中n
30、=284,这样可以求得副载波频率为283.75fH。实际的PAL制彩电副载波为:（232）58第58页，共86页，编辑于2022年，星期一图225PAL亮、色副谱线的相互关系(a)fSC=283.75fH时的谱线关系;(b)增加25Hz后的改善情况在副谱线群中，色度信号的两个分量与亮度分量差1/8fv在副谱线群中，色度信号的两个分量与亮度分量差3/8fv+25Hz的目的是进一步拉大在以场频为间隔的副谱线群中，色度信号的两个分量与亮度信号分量的距离，减小亮、色间的干扰。59第59页，共86页，编辑于2022年，星期一2.5.5PAL制色同步信号PAL制彩色电视接收机在解调色度信号时,需要对PAL
31、行送cosSCt副载波,对NTSC行送+cosSCt副载波。要做到这一点,需要有一个识别PAL行与NTSC行的识别信号,即需要在发送端提供一个附加信号。即PAL色同步信号。NTSC行色同步信号相位是+135o，PAL行色同步信号相位是135o。图226PAL制色同步信号812个Tsc60第60页，共86页，编辑于2022年，星期一图227PAL制色同步信号形成方框图K色同步选通脉冲61第61页，共86页，编辑于2022年，星期一图228PAL色同步信号矢量图62第62页，共86页，编辑于2022年，星期一2.5.6PAL制编、解码过程1.PAL制编码器及编码过程所谓编码,就是把三基色电信号R、
32、G、B编制成彩色全电视信号FBAS的过程,编码器就是用来编码的电路。PAL制编码器的方框图如图229所示。图中给出了方框图上各点的波形。具体编码过程如下:(1)将经过校正的R、G、B三基色电信号通过矩阵电路,变换成亮度信号Y和色差信号(R-Y)和(B-Y)。(2)为了减小亮度信号对色度信号的干扰,让Y信号通过一个中心频率为副载波频率fSC的陷波器并经过放大后与行、场同步及消隐信号相混合。63第63页，共86页，编辑于2022年，星期一(3)色差信号(R-Y)和(B-Y)经幅度加权和频带压缩后,得到已压缩信号U和V。然后和色同步选通信号混合后，一起进行逐行倒相正交平衡调制。得到色度信号和色同步信
33、号。(4)色度信号F、色同步信号Fb、亮度信号Y与消隐信号A、同步信号S经混合电路后输出彩色全电视信号FBAS。目前流行的单片集成编码电路很多，如日立的HA11883MP,索尼的CX20055，Motorola的MC1377，Philips的TDA8501等。64第64页，共86页，编辑于2022年，星期一图229PAL制编码器方框图R-YB-YY65第65页，共86页，编辑于2022年，星期一2.1.PAL制解码器及解码过程把彩色全电视信号还原成三基色电信号的过程称为解码，完成解码的电路叫解码器。PAL解码器类型有：PALs（简单解码）PALN（锁相解码）PALD（延迟解码，应用最广）PAL
34、D解码器主要由亮度通道、色度通道、基准副载波恢复、基色输出矩阵组成。如图2-30。66第66页，共86页，编辑于2022年，星期一图230PALD解码器及各点波形亮度通道色度通道基准副载波恢复矩阵电路67第67页，共86页，编辑于2022年，星期一（1）亮度信号与色度信号的分离中小屏幕彩电采用频带分离办法，用一个4.43MHz的陷波器从FBAS中分离出亮度信号，包括亮度、行场同步和消隐信号。把亮度信号Y延迟放大后送到矩阵电路。用一个4.43MHz，带宽为2.6MHz的带通滤波器，分离出色度信号，包括色度信号和色同步信号。68第68页，共86页，编辑于2022年，星期一图231Y与F的分离原理、
35、波形及频谱陷波器特性滤波器特性，带宽2.6MHz69第69页，共86页，编辑于2022年，星期一（2）色度信号的两个分量FU和FV的分离由于色度信号的FV和FU分量的主谱线正好错开半个行频，因此可用梳状滤波器进行分离。这种滤波器由一个延迟电路、一个加法器和一个减法器组成。见图2-30。要保证可靠的分离，对延迟时间应有一定的要求。延迟前后的副载波必须在相位上相差0o或180o.以便实现两路信号的加或减。延迟时间必须非常接近一个行周期的时间,以保证是相邻行的相加减。因此，延迟时间必须是副载波半周期的的整倍数。根据fSC=283.75fH+25Hz的关系,可以得到行周期TH与副载波周期TSC之间的关
36、系为：(233)70第70页，共86页，编辑于2022年，星期一因此,d可选择为副载波半周期TSC/2的567倍或568倍。通常选择d为:即延时线输出的副载波信号与输入副载波信号相位相反。将fSC=4.43361875MHz代入式(234)求得:(234)设输入到梳状滤波器的第n行色度信号为Fn=UsinSCt+VcosSCt=FU+FV(235)则第n-1行色度信号必然为Fn-1=UsinSCt-VcosSCt=FU-FV(236)71第71页，共86页，编辑于2022年，星期一根据d的选择知,延时前与延时后的副载波相位相反,若以Fn-1、Fn分别表示经延时后的相应行的色度信号,则:Fn-1
37、=-Fn-1=-(UsinSCt-VcosSCt)=-FU+FV(237)Fn=-Fn=-(UsinSCt+VcosSCt)=-FU-FV(238)由此可以求得,第n行输入时,相加输出为:Fn+Fn-1=(FU+FV)+(-FU+FV)=2FV(239)相减输出为:Fn-Fn-1=(FU+FV)-(-FU+FV)=2FU(240)同理,在第n+1行输入时,相加电路和相减电路分别输出为:相加输出为:Fn+1+Fn=-2FV(241)相减输出为:Fn+1-Fn=2FU(242)72第72页，共86页，编辑于2022年，星期一图232梳状滤波器方框图及分离色度信号原理(a)梳状滤波器方框图及分离的波
38、形、频谱;(b)梳状滤波器频率特性依次类推。由式(239)式(242)明显地看出,梳状滤波器有效地分离了两个色度分量FU与FV。图232(b)和(a)分别说明了梳状滤波器的频率特性及分离前后的波形及频谱。减法器频率特性加法器频率特性73第73页，共86页，编辑于2022年，星期一图233 同步解调器输入、输出波形(3)同步检波 梳状滤波器输出的FV信号经V同步解调器,输出V信号;梳状滤波器输出的FU信号经U同步解调器输出U信号。解调器输入、输出波形如图233所示。再经(R-Y)、(B-Y)放大器 和矩阵电路得到三个色差信号。74第74页，共86页，编辑于2022年，星期一(4)还原三基色信号
39、亮度通道输出的Y信号和色度通道输出的U、V信号同时输入基色矩阵电路,经基色矩阵电路对U、V信号去压缩，恢复(R-Y)、(B-Y)色差信号，并组合得到(G-Y)色差信号；然后再和亮度信号Y一起,恢复出R、G、B三基色信号。其输入、输出波形如图235所示。图235基色矩阵电路的输入、输出波形75第75页，共86页，编辑于2022年，星期一图234色同步与色度的分离原理及波形(5)色度信号与色同步信号的分离频率相同但时域错开的色度与色同步信号,经色同步选通电路,将色同步信号与色度信号分开。对应行正程对应行逆程76第76页，共86页，编辑于2022年，星期一(6)恢复副载波色同步信号与副载波压控振荡器
40、输出的信号同时送鉴相电路,二者进行相位比较后,输出一个与之相差成正比的直流控制电压,由它再去控制压控振荡器,使其输出副载波频率和相位与发射端相同。输出副载波一路送U解调，另一路经PAL开关控制，相移90o去解调V信号。另外，色同步信号还要去送ACC（自动饱和控制）、ARC（自动清晰度控制）、和ACK（自动消色）77第77页，共86页，编辑于2022年，星期一2.5.7PAL制的主要性能特点根据以上分析,可以对PAL制的性能作如下小结。1.优点（1）克服了NTSC制相位敏感的缺点。(2)PAL制采用1/4行间置再加25Hz确定副载波,有效地实现了亮度信号与色度信号的频谱交错,因而有较好的兼容性。
41、(3)梳状滤波器在分离色度信号的同时,使亮度串色的幅度也下降了3dB,从而使彩色信杂比提高了3dB。78第78页，共86页，编辑于2022年，星期一2.缺点（1）由于NTSC制是1/2行间置,PAL制为1/4行间置。因此PAL制的亮色分离要比NTSC困难些，分离质量较差。（2）存在百叶窗效应。因为色度信号逐行倒相，因此，梳状滤波器的相位延迟误差极易产生大面积行的蠕动现象。传输通道的相位误差、通带不对称、梳状滤波器的群延迟误差也会造成边缘行的蠕动现象。（3）相对NTSC来说，电路要复杂。79第79页，共86页，编辑于2022年，星期一2.6 SECAM制及其编、解码过程制及其编、解码过程 2.6
42、.1 SECAM制的主要特点SECAMSECAM(Squential Couleur r Mmoire)，顺序传送彩色与存储制式。1967正式使用，法国、俄国、等30多个国家。(1)在NTSC和PAL制中,两个色度信号是同时传送的。而SECAM是根据时分原则，无论什么时间，只传输一个色差信号。但亮度仍然是每行传送。因此也叫同时-顺序制。(2)SECAM制中,发送端对(R-Y)和(B-Y)两个色差信号采用了行轮换调频的方式。可减少传输中引入的微分相位失真。接受端，先将调频信号限幅，减小幅度失真的影响；然后直接对已调频色差信号鉴频，不需要恢复副载波。而且采用存储复用技术，可对某行的色差信号经延迟后
43、再使用一次。80第80页，共86页，编辑于2022年，星期一(3)为了传送两个色度分量,就必须采用两个副载波频率。因此无法实现亮度与色度信号的频谱交错，使彩色副载波对画面产生严重的光点干扰。在SECAM制中采用了逐场倒相和三行倒相技术，达到对彩色副载波强迫定相，可以改善上面的问题。(4)SECAM制逐行轮换传送色差信号,使彩色垂直清晰度下降。对有垂直快速运动的画面,其影响将有所反映。总之：SECAM制接收机比NTSC制的复杂，但比PAL制的简单；兼容性比PAL制和NTSC制差；在正确传送彩色方面比PAL制和NTSC制好。81第81页，共86页，编辑于2022年，星期一2.6.2SECAM制编、
44、解码器的方框图SECAM制编码器如图236所示。由图可见,经校正的三基色信号R、G、B送入矩阵电路进行线性组合和幅度加权,形成亮度信号Y和两个加权色差信号DR和DB。其中,DR=-1.9(R-Y)、DB=1.5(B-Y)。DR式中的负号,表示在对副载波调频时,正的(R-Y)将引起负的频偏。82第82页，共86页，编辑于2022年，星期一图236SECAM制编码器方框图83第83页，共86页，编辑于2022年，星期一图237SECAM制解码电路方框图84第84页，共86页，编辑于2022年，星期一本章作业本章作业1，3，4，6，7，8，11，12，14，1685第85页，共86页，编辑于2022年，星期一同学们再见！祝大家愉快！86第86页，共86页，编辑于2022年，星期一