電視原理第3章彩色電視信號(hào)的傳輸

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1、第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 3.1 兼 容 制 傳 送 方 式 3.2 正 交 平 衡 調(diào) 幅 3.3 色 度 信 號(hào) 及 NTSC制 編 、 解 碼 過(guò) 程 3.4 PAL制 及 其 編 、 解 碼 過(guò) 程 3.5 SECAM制 及 其 編 、 解 碼 過(guò) 程1 3.1 兼 容 制 傳 送 方 式 3.1.1兼 容 的 必 備 條 件 要 實(shí) 現(xiàn) 彩 色 與 黑 白 電 視 兼 容 ， 彩 色 電視 應(yīng) 滿 足 以 下 基 本 條 件 : (1)所 傳 送 的 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) 通

2、道 的 頻 率 特 性 應(yīng) 與黑 白 電 視 通 道 頻 率 特 性 基 本 一 致 ， 而 且 應(yīng)該 有 相 同 的 頻 帶 寬 度 、 圖 像 載 頻 和 伴 音 載頻 。 2 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 (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) 的 彩 色 干 擾 ， 以 及 彩 色 電視 中 色 度 信 號(hào) 對(duì) 亮 度 信 號(hào) 的 干 擾 。 3 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳

3、 輸 3.1.2 頻 帶 壓 縮 實(shí) 驗(yàn) 測(cè) 定 表 明 ， 如 果 離 開(kāi) 電 視 機(jī) 屏 幕 一 定距 離 處 ， 能 辨 別 出 白 色 襯 底 上 直 徑 為 1mm的 黑色 細(xì) 節(jié) ， 那 么 在 同 樣 條 件 下 ， 紅 色 時(shí) 底 上 的 綠色 細(xì) 節(jié) 部 分 曲 直 徑 約 為 2.5 mm時(shí) 才 能 開(kāi) 始 加 以辨 別 ， 在 藍(lán) 色 襯 底 上 的 綠 色 細(xì) 節(jié) 部 分 直 徑 為5mm時(shí) 才 能 開(kāi) 始 加 以 區(qū) 別 。 如 果 傳 送 的 彩 色 細(xì) 節(jié) 尺 寸 小 于 上 述 情 況 ，那 么 人 眼 看 到 的 各 個(gè) 細(xì) 節(jié) 部 分 只 能 是 在 亮 度

4、 方面 存 在 著 差 別 ， 而 無(wú) 顏 色 部 分 的 差 異 、 均 表 現(xiàn)為 灰 色 。 4 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 根 據(jù) 上 述 分 析 ， 在 彩 色 圖 像 傳 送 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 ， 而 顏 色 的 細(xì) 節(jié) 部 分 ，可 以 用 亮 度 信 號(hào) 來(lái) 取 代 。 換 言 之 ， 把 三 個(gè) 基 色 中 的 圖 像 信 號(hào) 的 高頻 分 量 (對(duì) 應(yīng) 著 圖 像 彩 色 細(xì) 節(jié) )， 可 以 用 一 個(gè) 只代 表 亮 度 的 信 號(hào) 來(lái) 傳 送 。

5、這 種 方 法 又 常 稱 為“ 混 合 高 頻 原 理 ” 5 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 人 眼 對(duì) 彩 色 細(xì) 節(jié) 的 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(méi)有 必 要 傳 送 彩 色 細(xì) 節(jié) ， 這 稱 為 大 面 積 著 色原 理 。 我 國(guó) 電 視 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ， 亮 度 信 號(hào) 帶 寬為 0 6 MHz， 色 度 信 號(hào) 帶 寬 為 0 1.3 MHz。 6 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 由 于 每 個(gè) 基

6、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（ 帶 寬 不 同 ） 。 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)， 可 從 中 選 取 兩 個(gè) 代

7、 表 色 度 的 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) 。7 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 R=(R-Y)01.3+Y0 6=R0 1.3+Y1.3 6 G=(G-Y) 0 1.3 + Y0 6 =G0 1.3+ Y1.3 6 B=(B-Y) 0 1.3 + Y0 6 =B0 1.3+ Y1.3 6 最 后 重 現(xiàn) 彩 色 的 三 個(gè) 基 色 信 號(hào) 在 0 1.3 MHz頻 率 范 圍 內(nèi) 含 有 彩 色 分 量 ， 在 1.3 6 MHz 頻 率 范 圍 內(nèi)

8、只 有 亮 度 信 號(hào) 分 量 。 8 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 當(dāng) 色 差 信 號(hào) 的 帶 寬 為 0 1.3 MHz， 亮 度信 號(hào) 的 帶 寬 為 0 6 MHz 時(shí) ， 恢 復(fù) 的 三 個(gè) 基色 信 號(hào) 為 : 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 0 6 MHz的 頻 帶 內(nèi) 用 一 個(gè) 通道 傳 送 。 在 0 6 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

9、 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 。 9 第 三 章 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 為 干 擾 花 紋 的 顯 眼 程 度 與 干 擾 信 號(hào)的 頻 率 有 關(guān)

10、 ， 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(jué) 。 亮 度 信 號(hào) 在 高 頻 端 幅 度 很 小 ， 色 度 信號(hào) 放 在 高 端 可 以 減 少 亮 度 信 號(hào) 對(duì) 色 度 信 號(hào)的 干 擾 。 10 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 因 為 相 鄰 行 圖 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

11、 。 亮 度 信 號(hào) 雖 然 占 據(jù) 了 0 6 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(méi) 有亮 度 信 號(hào) 能 量 ， 留 有 較 大 的 空 隙 ， 如 圖 3-1（ a） 所 示 。 11 第 三 章 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

12、 譜 線 群 結(jié) 構(gòu)12 第 三 章 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 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

13、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 。 13 第 三 章 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fSC nfH處 ， 如

14、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 。14 第 三 章 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)15 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸頻 譜 間 置 圖 3.2.1 信 號(hào) 選 取 要 做 到 兼 容 ， 必 須 對(duì) 光 電 傳 感 器 輸 出的 R、 G、

15、 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 ： 3.2 亮 度 信 號(hào) 與 色 差 信 號(hào)16 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 亮 度 、 色 差 與 R、 G、 B的 關(guān) 系 由 亮 度 方 程 知 Y=0.3R+0.59G+0.11B (3-1) 那 么 ,R-Y=R-(0.3R+0.59G+0.11B)=0.7R

16、-0.59G- 0.11B (3-2a)B-Y=B-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R- 0.59G+0.89B (3-2b) G-Y=G-(0.3R+0.59G+0.11B)=-0.3R+0.41G-0.11B (3-2c) 17 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 在 已 知 (R-Y)和 (B-Y)的 情 況 下 ， 可 以容 易 地 按 照 下 述 步 驟 求 得 (G-Y)。 由 Y=0.3Y+0.59Y+0.11Y (3-3) Y=0.3R+0.59G+0.11B (3-4) 用 式 (3-4)減 去 式 (3-3), 0.3(R-Y)+0.59(G-Y)

17、+0.11(B-Y)=0 (3-5) 則 0.3 0.11( ) ( ) 0.51( ) 0.19( ) 0.59 0.59G Y R Y B Y R Y B Y 18 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 接 收 端 由 矩 陣 電 路 把 收 到 的 (R-Y)和 (B-Y),按式 (35)恢 復(fù) 出 (G-Y),然 后 再 以 矩 陣 電 路 使之 分 別 與 Y信 號(hào) 相 加 ,從 而 恢 復(fù) 出 三 基 色 。即 (R-Y)+Y=R (36a) (B-Y)+Y=B (36b) (G-Y)+Y=G (36c) 在 傳 送 黑 白 電 視 信 號(hào) 時(shí) ， 因 色 度 信 號(hào)為

18、零 ， R、 G、 B應(yīng) 相 等 。 設(shè) R=G=B=Ex,則 利 用 亮 度 方 程 可 求 得 :19 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 Y=0.3Ex+0.59Ex+0.11Ex=Ex (37a) R-Y=Ex-Ex=0 (37b) B-Y=Ex-Ex=0 (37c) 這 就 說(shuō) 明 ， 對(duì) 于 黑 白 電 視 信 號(hào) ， 反 映色 調(diào) 與 飽 和 度 (即 色 度 )的 色 差 信 號(hào) 為 零 ， 且亮 度 Y的 電 壓 值 與 三 個(gè) 基 色 電 壓 值 相 等 ,即 Y=R=G=B 20 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 比 如 傳 送 飽 和 黃 色

19、， 則 可 知 R=G=1，B=0， 其 亮 度 信 號(hào) 和 色 差 信 號(hào) 分 別 為 Y=0.3 1+0.59 1+0.11 0=0.89 R-Y=1-0.89=0.11 B-Y=0-0.89=-0.89 可 見(jiàn) 此 時(shí) (R-Y)和 (B-Y)不 再 為 零 。21 第 三 章 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)

20、 生 干 擾 。 (2) 能 夠 實(shí) 現(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 。 22 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 3.2.2 標(biāo) 準(zhǔn) 彩 條 亮 度 與 色 差 信

21、 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) 。 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) 有 多 種 規(guī) 范 ， 圖 3 2給 出 的 波 形稱 為 “ 100%幅 度 、 100%飽 和 度 ” 彩 條 信 號(hào) 。 對(duì) 于 這種 規(guī) 范 ， 白 條 對(duì) 應(yīng) 的 電 平 為 1(即 100%)， 黑 條 對(duì) 應(yīng) 的電 平 為 0， 三 基 色 信 號(hào) 的 電 平 非 1即 0， 由 其 顯 示 的 彩色 均 為 飽 和 色 。 23 第 三 章 彩 色 電

22、 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 3-2 100%幅 度 ,100%飽 和 度 彩 條 信 號(hào) (a)彩 條 圖 像 ; (b)三 基 色 電 壓 ; (c)亮 度 信 號(hào) ; (d)色 差 信 號(hào)24 表 31 100%幅 度 、 100%飽 和 度 彩 條 三 基 色 、 亮 度 、色 差 電 平 值25 由 式 (3-1)和 式 (3-2)可 求 得 100%幅 度 ， 100%飽和 度 彩 條 信 號(hào) 中 各 條 相 應(yīng) 的 亮 度 信 號(hào) 和 色 差 信 號(hào) 電平 ， 其 值 列 入 表 3-1。 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 色 別 白 黃 青 綠 品 紅 藍(lán) 黑 R

23、 G B 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 Y 1.00 0.89 0.70 0.59 0.41 0.30 0.11 0.00 R-Y 0.00 0.11 -0.70 -0.59 0.59 0.70 -0.11 0.00 B-Y 0.00 -0.89 0.30 -0.59 0.59 -0.30 0.89 0.00 表 3-2 75%幅 度 、 100%飽 和 度 標(biāo) 準(zhǔn) 彩 條 三 基 色 、 亮 度 、 色 差 電 平 值26 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 色 別 白 黃 青 綠 品 紅 藍(lán) 黑 R G B 1

24、1 1 0.75 0.75 0 0 0.75 0.75 0 0.75 0 0.75 0 0.75 0.75 0 0 0 0 0.75 0 0 0 Y 1.00 0.668 0.526 0.440 0.310 0.225 0.083 0.00 R-Y 0.00 0.083 -0.526 -0.440 0.440 0.526 -0.083 0.00 B-Y 0.00 -0.668 0.224 -0.440 0.440 -0.224 0.668 0.00 G-Y 0.00 0.083 0.224 0.310 -0.310 -0.224 -0.083 0.00 練 習(xí) 題 測(cè) 驗(yàn) ： 1、 全 電 視

25、 信 號(hào) 包 含 哪 幾 部 分 ？ 2、 行 、 場(chǎng) 同 步 脈 沖 寬 度 各 為 多 少 ？ 3、 行 、 場(chǎng) 消 隱 脈 沖 寬 度 各 位 多 少 ？ 4、 黑 白 彩 色 兼 容 必 須 滿 足 哪 些 基 本 要求 ？ 3.3 色 度 信 號(hào) 及 NTSC信 號(hào) 編 、 解 碼 過(guò) 程 根 據(jù) 前 面 分 析 ， 必 須 將 色 差 信 號(hào) 調(diào) 制 到 副 載波 才 能 實(shí) 現(xiàn) 頻 譜 交 錯(cuò) ， 但 是 如 何 進(jìn) 行 調(diào) 制 ， 可 選擇 的 方 法 不 同 就 產(chǎn) 生 了 不 同 的 彩 色 電 視 制 式 。3.3.1 色 度 信 號(hào) 的 形 成 在 NTSC制 中 ，

26、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) 正 交 的 兩 個(gè) 副 載波 進(jìn) 行 平 衡 調(diào) 幅 ， 由 此 得 到 已 調(diào) 信 號(hào) ， 稱 其 為 色度 信 號(hào) 。 29 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 1.平 衡 調(diào) 幅 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 ， 平 衡 調(diào) 幅 不 輸 出 載 波 ， 現(xiàn) 舉 例 加 以說(shuō) 明 。 設(shè) :調(diào) 制 信 號(hào) 為 u=Ucost ， 載波 信 號(hào) 為 us=Uscosst， 則 調(diào) 幅

27、 后 形 成的 一 般 調(diào) 幅 波 為 ：30 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 (3-11) 式 (3-11)說(shuō) 明 ， 普 通 調(diào) 幅 波 的 頻 譜 是 由 載 頻 s和 兩 個(gè) 邊 頻 (s+)、 (s-)三 個(gè) 分 量 組 成 的 ， 調(diào) 幅波 的 波 形 如 圖 3-4所 示 。31 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 3-4 調(diào) 幅 波波 形 (a)調(diào) 制 信 號(hào) ;(b)載 波 ;(c)AM波 ;(d)平 衡 調(diào) 幅 波32 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 33 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 平 衡 調(diào) 幅 抑 制

28、 了 載 波 分 量 ， 使 得 調(diào) 幅 波中 沒(méi) 有 Uscosst一 項(xiàng) ， 因 而 其 表 達(dá) 式 變 為 ： 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 3-5所 示 。 圖 3-5 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34 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 35 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 由 式 (3-12) 可 以 看 出 ， 平 衡 調(diào) 幅 波的 特 點(diǎn) 是 : (1)平 衡 調(diào) 幅 波

29、 的 幅 度 與 調(diào) 制 信 號(hào) 幅 度的 絕 對(duì) 值 成 正 比 。 (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 波 與 載 波 反 相 。 2. 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 ， 從而 得 到 的 調(diào) 幅 信 號(hào) 稱 為 正 交 調(diào) 幅 信 號(hào) ， 這一 調(diào) 制 方 式 稱 正 交 調(diào) 幅 。 36 第 三 章 彩

30、色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 3.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) 的 幅 度 壓 縮 ， 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) (R-Y)和 (B-Y)的 關(guān) 系 是 U=0.493(B-Y) (3-13) V=0.877(R-Y) (3-14)37 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 式 中 ， 0.493和 0.877稱 為 色 差 信 號(hào) 的 壓 縮 系數(shù) 。 壓 縮 后 的 色

31、 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=UsinSCt (3-15) FV=VcosSCt (3-16) 這 兩 個(gè) 平 衡 調(diào) 幅 信 號(hào) 頻 率 相 等 ， 相 差 90 ,保 持 著 正 交 關(guān) 系 ， 將 二 者 相 加 便 得 到 正 交 平 衡調(diào) 幅 的 色 度 信 號(hào) F=Usin SCt+VcosSCt (3-17)38 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 F常 被 稱 為 已 調(diào) 色 差 信 號(hào) 或 色 度 信號(hào) 。 F亦 可 用 矢 量 表 示

32、 ， 稱 彩 色 矢 量 ， 如圖 3-6所 示 。 由 圖 3-6可 見(jiàn) ,色 度 信 號(hào) 的 振 幅 和 相角 分 別 為 2 2arctanmF U VVU (318) (319) 39 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 36 彩 色 矢 量 圖 40 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 37 正 交 平 衡 調(diào) 幅 色 度 信 號(hào) 形 成 方 框 圖41 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 3.3.2 同 步 檢 波 原 理 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 。 對(duì) 于 U同 步

33、檢 波 ， 色 度 信 號(hào) F與sinSCt相 乘 : 2sin ( sin cos )sinsin cos sin1 1 cos2 sin22 2 2SC SC SC SCSC SC SCSC SCF t U t V t tU t V t tVU U t t (3-20) 42 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 式 中 U/2是 解 調(diào) 出 的 色 差 信 號(hào) 。 頻 帶 為01.3MHz， 其 余 項(xiàng) 是 副 載 波 的 諧 波 分 量 ，頻 率 為 8.68MHz， 很 容 易 用 濾 波 器 濾 出 ，從 而 得 到 色 差 信 號(hào) 。 同 步 檢 波 原 理 方 框 圖

34、 如 圖 3-8所 示 。43 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 38同 步 檢 波 原 理 方 框 圖 44 3.3.3色 同 步 信 號(hào) 由 于 檢 波 原 理 可 知 ， 要 實(shí) 現(xiàn) 同 步 解 調(diào) ， 關(guān) 鍵 是要 有 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 要 設(shè) 置 一 個(gè) 副 載 波產(chǎn) 生 電 路 。 為 保 證 所 產(chǎn) 生 的 副 載 波 與 發(fā) 端 的 副 載 波 同 頻同

35、 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 信 號(hào) ，即 色 同 步 信 號(hào) 。 共 電 視 接 收 機(jī) 作 為 參 考 。45 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 3-9 NTSC制 色 同 步 信 號(hào) 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 V 9 mV， 寬 度 為 2.2

36、5 s 230 ns， 由 9 1個(gè) 副 載 波 頻 率 的正 弦 波 組 成 ， 其 相 位 與 U軸 反 相 。第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸46 色 同 步 信 號(hào) 的 幅 度 與 同 步 脈 沖 幅 度相 等 ， 若 以 h表 示 同 步 脈 沖 幅 度 ， Fb表 示色 同 步 信 號(hào) ,則 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 全 電 視信 號(hào) 中 分 離 出 來(lái) ， 由 此 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 、

37、同 相 的 恢 復(fù) 副 載 波 。 sin( )2b SChF t (3-21) 47 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 3-9 同 步 檢波 器 波形 分 析 48 彩 色 全電 視 信 號(hào)的 形 成 過(guò)程 。 3.3.4 NTSC制 編 、 解 碼 過(guò) 程 NTSC制 得 名 于 美 國(guó) National Television System Committee(國(guó) 家 電 視 制 委 員 會(huì) )， 這 一制 式 是 在 正 交 平 衡 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) ，

38、 這 樣 做 可 以 對(duì) 信 號(hào) 進(jìn) 一 步 壓 縮 。一 、 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 的 分 辨 力 最 強(qiáng) ， 而 對(duì) 藍(lán) 、 品 之 間 顏 色 的 分 辨 力最 弱 。 49 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 50通 過(guò) 幾 何 關(guān) 系 不 難 推 得 它 們 之 間 有 如 下 關(guān) 系 : Q=Ucos33 +Vsin33 I=U(-sin33 )+Vcos33 (3-25)第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸圖 3-10 Q、 I軸 和 U、 v軸 的 關(guān) 系 利 用 亮 度 方

39、程 及 式 U=0.493(B-Y) 和 式 V=0.877(R-Y) 結(jié) 合 式 Q=Ucos33 +Vsin33 I=U(-sin33 )+Vcos33 關(guān) 系 可 求 出 Q、 I與 三 基 色 R、 G、 B的 關(guān) 系 為 : Y=0.30R+0.59G+0.11B (3-26) Q=0.21R-0.52G+0.31B (3-27) I=0.60R-0.28G-0.32B (3-28)51 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 二 、 NTSC制 編 、 解 碼 方 框 圖 NTSC制 編 、 解 碼 方 框 圖 分 別 如 圖 3-15和 圖 3-16所 示 。 編 碼 器

40、 中 ， 矩 陣 電 路 按 式 (3-26)式(3-28)對(duì) R、 G、 B信 號(hào) 進(jìn) 行 線 性 組 合 ， 從而 產(chǎn) 生 I、 Q和 Y信 號(hào) 。 載 波 形 成 電 路 分 別 輸 出 相 位 為 33 、123 、 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 。 52 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 53 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸3-11 NTSC制 編 碼 方 框 圖 54 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸圖 3-12 NTSC制 解 碼 方 框 圖 三 、 N

41、TSC制 的 主 要 參 數(shù) 及 性 能 1.主 要 參 數(shù) 對(duì) 于 NTSCM(美 國(guó) 制 式 )，場(chǎng) 頻 fV=59.94Hz(60Hz);行 頻 fH=525 fV/2=15.734kHz;每 幀 525行 ;圖 像 信 號(hào) 標(biāo) 稱 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。 彩 色 全 電 視 信 號(hào)頻 譜 如 圖 313所 示 。 55 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 313 NTSC制 彩 色 全 電 視 信 號(hào) 頻 譜56 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的

42、傳 輸 2. 主 要 性 能 (1)現(xiàn) 有 的 三 種 兼 容 制 彩 色 電 視 制 式中 ， NTSC制 色 度 信 號(hào) 組 成 方 式 最 為 簡(jiǎn) 單 ,因 而 解 碼 電 路 也 最 為 簡(jiǎn) 單 ， 易 于 集 成 化 ,特別 是 ， 在 許 多 場(chǎng) 合 需 要 對(duì) 電 視 信 號(hào) 進(jìn) 行 各種 處 理 ， 因 而 NTSC制 在 實(shí) 現(xiàn) 各 種 處 理 也就 簡(jiǎn) 單 。 (2)NTSC制 中 采 用 1/2行 間 置 ， 使 亮度 信 號(hào) 與 色 度 信 號(hào) 頻 譜 以 最 大 間 距 錯(cuò) 開(kāi) ，亮 度 串 色 影 響 因 之 減 小 ， 故 兼 容 性 好 。 57 第 三 章 彩

43、 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 (3)NTSC制 色 度 信 號(hào) 每 行 都 以 同 一 方式 傳 送 ， 與 PAL制 和 SECAM制 相 比 ， 不存 在 影 響 圖 像 質(zhì) 量 的 行 順 序 效 應(yīng) 。 (4)采 用 NTSC制 一 個(gè) 最 嚴(yán) 重 的 問(wèn) 題 ，就 是 存 在 著 相 位 敏 感 性 ， 即 存 在 著 色 度信 號(hào) 的 相 位 失 真 對(duì) 重 現(xiàn) 彩 色 圖 像 的 色 調(diào)的 影 響 。58 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 3.4 PAL制 及 其 編 、 解 碼 過(guò) 程 NTSC制 根 據(jù) 人 眼 的 視 覺(jué) 特 性 ， 采 取 了 一些 措

44、施 ， 較 好 地 解 決 了 彩 色 電 視 與 黑 白 電 視 的兼 容 問(wèn) 題 ， 電 視 接 收 電 路 簡(jiǎn) 單 ， 圖 像 質(zhì) 量 較 高等 優(yōu) 點(diǎn) 。 但 是 NTSC制 一 個(gè) 最 嚴(yán) 重 的 問(wèn) 題 ， 就 是 存在 著 相 位 敏 感 性 ， 即 存 在 著 色 度 信 號(hào) 的 相 位 失真 對(duì) 重 現(xiàn) 彩 色 圖 像 的 色 調(diào) 的 影 響 。 59 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 PAL是 Phase Alternation Line(逐 行 倒 相 )的 縮寫(xiě) 。 它 是 對(duì) 色 度 信 號(hào) 采 用 正 交 平 衡 調(diào) 幅 的 基 礎(chǔ) 上 ，使 其 中

45、一 個(gè) 色 度 分 量 (FV分 量 )逐 行 倒 相 。 PAL的 基 本 出 發(fā) 點(diǎn) 是 ， 在 發(fā) 端 周 期 性的 改 變 彩 色 相 序 ， 而 在 收 端 采 取 平 均 措 施 ，這 樣 可 以 減 輕 相 位 誤 差 帶 來(lái) 的 影 響 ， 目 前這 種 制 式 是 世 界 上 使 用 的 國(guó) 家 和 地 區(qū) 是 最多 的 。3.4.1 相 位 失 真 的 概 念 及 影 響 彩 色 電 視 機(jī) 不 可 能 完 全 正 確 地 重 現(xiàn) 原景 物 的 亮 度 、 飽 和 度 和 色 調(diào) ， 因 而 存 在 著失 真 。 彩 色 圖 像 的 失 真 有 亮 度 失 真 、 飽 和度

46、 失 真 和 色 調(diào) 失 真 。 60 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 其 中 ， 亮 度 失 真 主 要 影 響 景 物 的 層 次 ，飽 和 度 失 真 則 改 變 視 色 的 深 淺 程 度 ， 而 色 調(diào)失 真 會(huì) 造 成 景 物 的 顏 色 改 變 ， 在 以 上 三 種 失真 中 ， 人 眼 對(duì) 色 調(diào) 的 失 真 最 為 敏 感 。 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 5o， 也 就 是 說(shuō) ， 在 矢 量 圖上 ， 各 種 彩 色 偏 離 正 確 的 位 置 的 角 度 不 能 大于 5o,如 果 超

47、 出 這 個(gè) 范 圍 ， 人 眼 就 可 覺(jué) 察 到 色調(diào) 失 真 ， 因 此 ， NTSC制 彩 色 電 視 系 統(tǒng) 對(duì) 整個(gè) 傳 輸 通 道 的 非 線 性 提 出 了 十 分 嚴(yán) 格 的 要 求 ，彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 送 是 通 過(guò) 光 纜 、 微 波 接 力 、衛(wèi) 星 轉(zhuǎn) 播 等 進(jìn) 行 傳 輸 。61 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 在 NTSC制 式 系 統(tǒng) 中 ， 總 的 相 位 失 真 要求 必 須 限 制 在 50范 圍 內(nèi) ， 這 一 點(diǎn) 十 分 困 難 。 解 決 辦 法 ： 一 、 提 高 傳 輸 技 術(shù) ， 以 減 小 相 位 失 真 ，目

48、 前 因 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 傳 輸 技 術(shù) 得 以 提 高 ， 色調(diào) 失 真 減 小 了 。 二 、 改 進(jìn) 制 式 ， 由 此 產(chǎn) 生 了 PAL制 ， 它就 是 為 解 決 相 位 敏 感 性 而 發(fā) 展 起 來(lái) 的 。62 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 3.4.2 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 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) 的 間 隙 之 中 ， 這 些 與 NTS

49、C制 大體 相 同 。 PAL制 色 度 信 號(hào) 的 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 為 : F=FU FV=UsinSCt VcosSCt =Fmsin(SCt+) (329)63 2 2arctanmF U VVU 64 注 意 ： 逐 行 到 相 并 非 將 整 個(gè) 色 度 信 號(hào) 倒相 ， 也 不 是 指 行 掃 描 的 方 向 逐 行 改 變 ， 而 是將 產(chǎn) 生 其 中 的 一 個(gè) 色 度 分 量 的 副 載 波 相 位 逐行 改 變 1800 式 (3-29) 中 的 號(hào) 表 示 ： 第 n行 (因 為 這一 行 與 NTSC制 一 樣 ， 又 稱 NTSC行 )取 正號(hào) ， 通 常 用 矢

50、 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 。 如圖 3-14所 示 。 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 Fm決 定 所 傳 彩 色 的 飽 和 度 ， 角 度 決 定 了 彩色 的 色 調(diào) 。 圖 314 隔 行 掃 描 逐 行 倒 相 的 正 負(fù) 號(hào) 改 變 規(guī) 律 (a)奇 數(shù) 幀 ; (b)偶 數(shù) 幀65 第 三 章 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 ， 例 如彩 條 信 號(hào) ， 因 為 Fn和 Fn+1的 FU分 量 是 同 相 的 ， 僅 FV分 量

51、 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 3-15(a)以 紫 色 為 例 畫(huà) 出了 這 種 情 況 。 圖 3-15(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(lái) 的 相 位 正 確重 現(xiàn) 色 調(diào) ， 必 須 將 倒 相 的 PAL行 色 度 信 號(hào)F n+1再 重 新 倒 回 到 Fn的 位 置 上 來(lái) 。 66 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 315 逐 行 倒 相 色 度 信

52、 號(hào) 矢 量 圖(a)任 一 色 調(diào) 的 色 度 信 號(hào) ; (b)彩 條 矢 量 逐 行 倒 相 情 況 67 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 316 逐 行 倒 相 實(shí) 現(xiàn) 框 圖 68 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 317 逐 行 倒 相 波 形 關(guān) 系(a)半 行 頻 方 波 ; (b)90 移 相 后 的 副 載 波 (c)逐 行 倒 相 輸 出 副 載 波 69 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 色 度 信 號(hào) 的 頻 譜 色 度 信 號(hào) FV分 量 逐 行 倒 相 后 ， 使 色 度 信 號(hào) 的 頻譜 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 生 了 變

53、 化 ， 其 中 FU分 量 與 倒 相 無(wú) 關(guān) ， 它 的主 譜 線 位 置 未 變 ， 仍 以 行 頻 fH為 間 距 ， 對(duì) 稱 分 布 在副 載 波 fsc的 兩 旁 ， 如 圖 3-18（ a） 所 示 ， FU分 量 的主 譜 線 位 置 為 fsc nfH（ n=1、 2、 3） 。 色 度 信 號(hào) FV的 主 譜 線 由 于 逐 行 倒 相 ， 位 置 發(fā)生 了 變 化 。 的 主 譜 線 分 布 在 70 2/)12( Hsc fnf ， 所 以 FV的 主 譜 線 ， 剛 好 和 FU差 半 個(gè) 行 頻 。 如 圖 3-18（ b） 所 示 。 第 三 章 彩 色 電 視

54、信 號(hào) 的 傳 輸 圖 318 PAL色 度 信 號(hào) 頻 譜(a)FU分 量 頻 譜 ; (b) FV分 量 頻 譜 ; (c)色 度 信 號(hào) F的 頻 譜71 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 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 。 由 于 第 n行 與 第 n+1行 在 屏 幕 上 是 上 下 緊 挨 著 的 ，所 以 假 設(shè) 第 n行 和 第 n+1行 彩 色 相 同 ， 因 此 色 度 信 號(hào)Fn和 Fn+1以 u軸 對(duì) 稱 。 如 彩 條 信 號(hào) ，

55、某 位 置 是 紫 色 ， 設(shè) 第 n行 (NTSC行 )傳 送 的 是 Fn矢 量 ， 它 在 第 一 象 限 ， 相 角 =61 ， 如圖 3-19所 示 ， 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 ；72 3.4.3 PAL制 克 服 相 位 敏 感 性 的 原 理第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 3-19 相 鄰 兩 行 相 位 失 真 互 補(bǔ)73 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 在 接 收 機(jī) 中 ， 為 了 能 正 確 地 重 現(xiàn) 原 來(lái)

56、的 色 調(diào) ， 解 調(diào) 時(shí) 必 須 采 取 相 應(yīng) 的 措 施 ， 把PAL行 色 度 信 號(hào) 分 量 重 新 倒 過(guò) 來(lái) 。 即 PAL開(kāi) 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 來(lái) 的 紫色 ； 74 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 當(dāng) 傳 輸 通 道 中 存 在 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

57、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 。 75 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 Fn+1矢 量 經(jīng) 接 收 機(jī) 中 PAL開(kāi) 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

58、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(wú) 色 調(diào) 畸 變 的 紫 色 。 76 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸PAL制 對(duì) 相 位 補(bǔ) 償 的 過(guò) 程 演 示 3.4.4 PAL制 副 載 波 的 選

59、擇 在 彩 色 廣 播 電 視 系 統(tǒng) 中 ， 亮 度 信 號(hào) 和色 度 信 號(hào) 必 須 共 同 占 用 與 黑 白 電 視 信 號(hào) 相同 的 信 號(hào) 帶 寬 。 由 此 確 定 副 載 波 的 頻 率 選 擇 的 原 則 ：應(yīng) 使 亮 度 信 號(hào) 與 色 度 信 號(hào) 頻 譜 的 主 譜 線 彼此 錯(cuò) 開(kāi) ； 此 外 ， 應(yīng) 盡 量 選 擇 頻 率 較 高 的 副 載 波 ，以 減 小 副 載 波 的 諧 波 干 擾 。 但 又 不 能 使 調(diào)制 后 的 已 調(diào) 色 差 信 號(hào) 的 上 邊 帶 超 出 6MHz的 范 圍 。77 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 副 載 波 的

60、譜 線 具 體 選 擇 ： 由 前 面 分 析 我 們 知 道 ， PAL制 中 已 調(diào) 色調(diào) 差 信 號(hào) FU與 FV頻 譜 的 主 譜 線 不 是 占 有 相同 的 位 置 ， 而 是 彼 此 錯(cuò) 開(kāi) 半 個(gè) 行 頻 ， 即 它 們的 間 距 是 fH/2， 如 圖 3-20（ a） 所 示 。 如 果 將 副 載 波 頻 率 選 擇 為 與 整 數(shù) 倍 行 頻差 半 行 ， 即 采 用 1/2行 間 置 ， 必 然 導(dǎo) 致 FV的主 譜 線 與 亮 度 信 號(hào) 的 主 譜 線 重 合 ， 如 圖 3-20（ b） 所 示 這 樣 會(huì) 造 成 亮 度 信 號(hào) 與 色 度 信 號(hào) 嚴(yán)重 串

61、擾 。78 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 320 PAL副 載 波 選 擇 分 解 圖(a)PAL色 度 信 號(hào) 頻 譜 圖 ;(b)1/2行 間 置 時(shí) 的 頻 譜 結(jié) 構(gòu) ;(c)1/4行 間 置 時(shí) 的 頻 譜 結(jié) 構(gòu)79 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 如 果 選 擇 fsc既 不 等 于 行 頻 的 整 數(shù) 倍 ，也 不 選 擇 1/2行 間 置 ， 而 是 做 如 圖 3-20（ c）那 樣 的 選 擇 ， 即 令 nfH位 于 (fsc+fH/2)之 間 ，這 樣 就 可 以 使 亮 度 信 號(hào) 與 色 度 信 號(hào) 分 量 的頻 譜 相 互

62、錯(cuò) 開(kāi) ， 那 么 nfH應(yīng) 滿 足 下 述 關(guān) 系 。1 ( )2 21( ) 4 HH SC SCSC H fnf f ff n f （ 3-32）80 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 從 而 求 出 : 對(duì) 于 行 頻 為 15625Hz， 場(chǎng) 頻 為 50Hz，標(biāo) 稱 視 頻 帶 寬 為 6MHz的 系 統(tǒng) ， 根 據(jù) 選 擇fSC盡 量 高 的 原 則 ， 可 取 式 (332)中 n=284，這 樣 可 以 求 得 副 載 波 頻 率 為 283.75fH。81 1 1( ) 25 (284 ) 25 4.43361875 4 4SC H Hf n f Hz f H

63、z MHz實(shí) 際 的 PAL制 彩 電 副 載 波 為 : 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸行 頻 間 置 頻 譜 分 布 圖 增 加 25Hz的 目 的 在 于 使 色 度 信 號(hào) 與 亮度 信 號(hào) 的 副 頻 譜 線 之 間 的 間 距 增 大 到 3倍 ，減 輕 副 載 波 的 光 點(diǎn) 干 擾 的 可 見(jiàn) 度 ， 同 時(shí) 對(duì)改 善 色 度 信 號(hào) 與 亮 度 信 號(hào) 的 以 場(chǎng) 頻 為 間 隔的 副 頻 譜 線 之 間 的 交 錯(cuò) 情 況 有 重 要 的 作 用 ，也 就 是 說(shuō) ， 它 是 進(jìn) 一 步 減 小 亮 度 、 色 調(diào) 干擾 的 有 效 措 施 。82 第 三

64、章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 3.4.5 PAL制 編 、 解 碼 過(guò) 程 1. PAL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) FBAS的 過(guò)程 ， 編 碼 器 就 是 用 來(lái) 編 碼 的 電 路 。 PAL制編 碼 器 的 方 框 圖 如 圖 321所 示 。83 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 圖 321 PAL制 編 碼 器 方 框 圖 84 第 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 85 光 電 傳 感 器 送 來(lái) 的 三 基 色 信 號(hào) R、 G、

65、B通 過(guò) 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(guò) 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 1.3 MHz的 U、 V信 號(hào) 送 入 U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

66、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 三 章 彩 色 電 視 信 號(hào) 的 傳 輸 86 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(guò) 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， 亮 度 信 號(hào) 如果 不 延 時(shí) 則 造 成 彩 色 鑲 邊 現(xiàn) 象 。 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