村镇银行管理办法

1 第三章 彩色电视制式 2 ™ NTSC制 ™ PAL制 ™ SECAM制 3 3.1彩色电视制式概述 黑白电视制式： 技术要求和参数 行数、场数、带宽、扫描方式（逐、隔行） 彩色电视制式： 同上 特定的色度信号处理方式 4 一、制式分类： 1。从时间关系来分： ™ 顺序制：三基色信号按一定的顺序轮 换传送（场、行、点）； 显像：空间混色，时间混色 ™ 同时制：亮度、色度信息同时传送； 显像：空间混色 ™ 顺序—同时制：上两种结合 显像：空间混色，时间混色（或相混） 2。按使用目的不同： ™ 兼容制： ™ 非兼容制：应用电视 5 顺序制: 优点：设备简单，彩色图象质量较好； 缺点：兼容性很差或者不能兼容。 同时制：优点是可以兼容，图象质量较好； 缺点：设备复杂，亮度与色度信号存在相互干扰。 顺序－同时制：优点是可以兼容，图象质量较好； 缺点：设备复杂，亮度与色度信号存在相互干扰。 具有兼容性的彩色广播电视只能采用同时制或顺序－同时制，而顺 序制一般用于彩色应用电视中。 目前世界上彩色广播电视制式最主要的有三种： (1)NTSC制，1953年由美国创立，日本、加拿大等国相继采用； (2)PAL制，1967年由西德创立，中国、英国、意大利、荷兰等西欧 国家以及北欧各国采用； (3)SECAM制，1967年由法国创立，苏联和东欧各国采用。 这三种制式皆属兼容制，其共同点都采用能与黑白电视兼容的亮度 信号和两个色差信号作为传输信号；其不同点是两个色差信号对副载波 采用不同的调制方式。NTSC制和PAL制都属于同时制，SECAM制都属于顺 序同时制。 6 3.2 NTSC制 NTSC制是1953年美国研制成功的一种 兼容性彩色电视制式，NTSC是National Television System Committee（国家电视 制式委员会）的缩写词。该制式对色差信 号采用了正交平衡调幅技术，因此又称为 正交平衡调幅制。 7 3.2.1 正交调制与正交检波 1.平衡调幅 ：（DSB） 指抑制载波的一种调制方式。它与普通调幅不同之处在 于不输出载波。 设：调制信号为 ， 载波信号为 ， 则调幅后形成的一般调幅波为： tUu Ω= ΩΩ cos tUu SSS ωcos= ( ) cos ( cos ) cos cos cos cos 1 1cos cos( ) cos( ) 2 2 AM S S a S S S S a S S S S a S S a S u V t t U K U t t U t U m t U t U m t U m t ω ω ω ω ω ω ω Ω= = + Ω = + Ω = + +Ω + −Ω 8 平衡调幅抑制了载波分量，因而其达式变为(K为调 制增益)： cos cos 1 1cos( ) cos( ) 2 2 DSB S S S S S S u KU U t KU U t KU U t ω ω ω Ω Ω Ω = Ω = +Ω + −Ω 平衡调幅波为调制信号与载波信号之积，平衡 调制器实质上是一个乘法器，其频谱仅含(ωS ±Ω)两个边频分量，不含载波ωS 成分。 9 调幅波波形和频谱 10 平衡调幅波的特点： (1) 平衡调幅波的幅度与调制信号幅度的绝对值成正比。当调 制信号的绝对值最大时(图中t3、t5时刻)，平衡调幅波幅度最大；当调制信号等于零时(图中t2、t4时刻)，平衡调幅波幅度也为零。 (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，平衡调幅被与载波反相。当调制信号电平过 零而改变其电压极性时，平衡调幅波相位随之变化180°。 为什么要采用平衡调幅来传送色差信号呢？这是因为 一般的调幅波信号包含着不含信号信息载波，而信息含在 上、下两个边带之中。但是载波占用了一般调幅波信号能 量的2/3。抑制掉载波，可使传送同样信息能量所需功率大 为减少；还能减少副载波对亮度信号的干扰。 21(1 ) 2av o a o SB P P M P P= + = + 11 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（频带宽度没有增加），这一调制方式称正交调幅。 如果两个调制信号分别对正交的两个载波进行平衡调 幅，其合成信号即为正交平衡调幅信号。 彩色电视系统中，为实现色度与亮度信号频谱交错， 应用了正交平衡调幅的方式，只用一个副载波便实现对两 个色差信号的传输，而且在解调端采用同步解调又很容易 分离出红色差与蓝色差分量。 ttUUttUUu ssss ωω sin)cos(cos)cos( 2211 Ω++Ω+= ΩΩ tUtUtUtUu ssss ωω sincoscoscos 2211 ⋅Ω+⋅Ω= ΩΩ 12 3．色度信号的形成 两个色差信号R－Y 和B－Y 分别调制在频率相同、相位差90°的 两个副载波上，再将两个输出加在一起。在接收机中，则根据相位的 不同，从合成的副载波已调信号中可分别取出两个色差信号。 )sin( )sin()()( cos)(sin)( 22 ϕω ϕω ωω += +−+−= −+−= tF tYRYB tYRtYBF SCm SC SCSC YB YR YRYBFm − −= −+−= arctan )()( 22 ϕ 其中： [( )sin ( )cos ] sin ( )sc sc scB Y t R Y t t LPF B Yω ω ω− + − −� uuuuuuuuuur [( )sin ( )cos ] cos ( )sc sc scB Y t R Y t t LPF R Yω ω ω− + − −� uuuuuuuuuur 13 正交平衡调幅器方框图　 (a) 正交平衡调幅器； (b) 色度信号矢量图 R－Y平衡调幅 B－Y平衡调幅 R－Y R－Y F B－Y φ90°移相 sinωsct B－Y (a) ＋ (R－Y)cosωsct (B－Y)cosωsct F cosωsct (b) 色差信号正交平衡调幅 方框图: 共有两个平衡调幅器，一 个是R－Y 调制器，副载波为cosωst；另一个是B－Y 调制器， 副载波为sinωst。 将两者的输出线性相加，则得到色度信号： 14 色度信号的振幅和相角之中包含彩色图像的全部色度信息, 振幅Fm取决于色差信号的幅值，决定了所传送彩色的饱和度； 而相角φ取决于色差信号的相对比值，决定了彩色的色调。也 就是说，色度信号是一个既调幅又调相的波形，其幅值主要体 现了图像的色饱和度，其相位主要体现了图像的色调。 R－Y F B－Y φ )sin( )sin()()( cos)(sin)( 22 ϕω ϕω ωω += +−+−= −+−= tF tYRYB tYRtYBF SCm SC SCSC YB YR YRYBFm − −= −+−= arctan )()( 22 ϕ 15 因为色度信号采用了抑制副载波的平衡调幅，所以接收机解调色度信号 时要用同步检波器恢复被抑制掉的副载波。为了保证恢复的副载波与发送端 被抑制掉的副载波同频、同相位， 需由发射台发送色同步信号作为接收机恢 复副载波的频率和相位基准。色同步信号是9个周期左右的、 振幅和相位都 恒定不变的副载频群，放在行消隐后肩上， 距行同步前沿5.6 μs， 幅度为 0.30 V±9 mV，宽度为2.25 μs±230 ns， 由9±1 个副载波频率的正弦波组 成，其相位与U轴反相。 ))(sin( 0180+= ttKe scb ω 4. 色同步信号 4.7 μs 5.6 μs 2.25 μs 12 μs (a) 1.5 μs V FT U (b) U 已调B-Y V 已调R-Y 16 )sin( )sin()()( cos)(sin)( 22 ϕω ϕω ωω += +−+−= −+−= tF tYRYB tYRtYBF SCm SC SCSC sin ( )mF R Yϕ −� uuuuur cos ( )mF B Yϕ −� uuuuur R－Y F B－Y φ V FT U U 已调B-Y V 已调R-Y 17 色度信号F +亮度信号Y +(色、复合)同步+复合消隐信号=彩色全电视信号。 色同步信号 场消隐期不传送 18 3.2.2 压缩系数 1、色度信号压缩的原因： 亮度信号Y、将色度信号F 、色同步信号 eb 、复步S 和复合消隐信号BL 相混合就得到彩色全电视信号为： 彩色图象信号： BLSeFYCVBS b ++++= FYC += 19 因为100-0-100-0彩条信号的电平范围大大超过了黑白 电视所规定的范围，所以要将两个色差信号分别乘上一个系数 进行压缩后再传送。 压缩后的色差信号R-Y用V表示，B-Y用U表示： V=0.877（R-Y） U=0.493（B-Y） (A-18) (A-19) 用U、V信号去调制副载波，这样，彩色电视色度信号的表示式为 )sin()sin( cossin 22 ϕωϕω ωω +=++= +=+= tFtVU tVtUFFF SCmSC SCSCVU U Varctan=ϕ (A-20) (A-21) 20附表A-2 压缩后的100-0-100-0彩条信号值 21 3.2.3 波形图与矢量图 ™波形图 DSB 正极性 22 平衡调幅波　 (a) 色差信号(调制信号)； (b) 副载波信号； (c) 平衡调幅波 B－Y sinωSCt 0 0 0 0.89 180° (a) 0° 180° 0° 180° 0° 0.3 0.59 0.59 0.3 0.89 －0.89 －0.59 0.3 0.59 －0.3 0.89 B－YsinωSCt (b) (c) v 23 彩条矢量图： 1. 它以矢量方位表示色调； 2. 以矢量大小表示饱和度 B-Y R-Y （1）不同的色调具有不同的 相角，不同的饱和度具有 不同的幅度。 一般可以认为色调主 要由色度信号的相角来体 现，而饱和度主要由色度 信号的幅度来体现。 （2）基色矢量和补色矢量的 相角互补。 例如红色矢量的相角 为103°，而青色矢量的 相角为283°等。 NTSC制的色度信号重要性质： 24 从彩条矢量图可以看出NTSC制的色度信号具有下列重要性质： （3）白色和各种灰色的色度信号等于 零，它们可以认为是饱和度等于 零的色。 B－Y 或U 称为蓝色差信号， R－Y 或V 称为红色差信号。图中 的横轴和纵轴分别称为蓝色差轴 和红色差轴，一切彩色矢量的相 角都是以横轴（U ）轴为基准来 衡量的 。 红色矢量和蓝色矢量并不分 别与红色差矢量和蓝色差矢量相 重合，它们分别代表四种不同的 色调。 V 紫 0.59 61° 蓝 U 0.44 347° 青 0.63 283° 绿0.59 241° 黄0.44 167° 红0.63 103° 0 25 3.2.4 Q、I色差信号 （NTSC的变形，美、日采用） ™ NTSC制是世界上第一个用于彩色电视广播、并在商 业上取得成功的彩色电视制式。这一制式是在正交平 衡调制之前，将被压缩的色差信号U、V又进行了一定 的变换，从而产生了I、Q信号，这样做，可对色差信 号的频带进行进一步的压缩。 ™ 色差信号（B－Y）和（R－Y）的理论频带为1.5MHz， 故用双边带传送色度信号则占3MHz的频带宽度。对于 每帧扫描525行、视频带宽为4.2MHz的制式来说，亮 度和色度信号的频带重迭过宽，相互干扰严重。因此， 有必要进一步压缩色度信号的带宽。 26 oo oo 33cos)33sin( 33sin33cos VUI VUQ +−= += 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 （紫）之间颜色的分辨力最弱。在色度图中以I轴表示人眼最为敏感的色轴，而 以与之垂直的Q轴表示最不敏感的色轴。这样，倘若采用坐标变换，将U、V倍 号变换为Q、I信号，就可对I 所对应的色度信号采用较宽的带宽(不对称边带： +0.5MHz ～ -1.5MHz)，而对Q信号对应的色度信号则只需采用很窄的带宽 (±0.5MHz)来进行传输，这就是进行这一变换的目的。定量地说，Q、I正交抽 与U、V 正交轴有33°夹角的关系： 27 I、Q频带分配 ™ I、Q 制就是用色差信号I、Q 分别代替色差信号V和U，并且 色差信号I分量用上边带0.5MHz、下边带1.5MHz的残留边带 方式传送，Q分量用双边带（±0.5MHz）传送，它们仅与亮 度信号重迭2MHz，如图所示。从而减轻了亮、色之间的干扰。 同时也减轻了色度信号I和Q之间的干扰。 525行NTSC制频带分配 28 Q、I与三基色的关系： ™色同步信号： BGRI BGRQ 32.028.060.0 31.052.021.0 −−= +−= ))(sin( 0180+= ttKe scb ω 29 3.2.5 副载频的选择 ™亮、色在同一频道传送，产生串扰。 ™减少串扰： 平衡调幅 高副载频 精确选定副载频 30 频谱交错原理 将色度信号通过对副载波的调制，使谱线搬移，并交 错地安插在黑白信号的频谱中去。 31 32 33 34 对NTSC副载频fsc 选择原则 ™ 为使亮度和色度信号的频谱间距最大，有利于频谱交错， 副载频采用半行频偏置，即： 式中n为整数，在这些频率点上亮度信号的能量趋近于零。 ™ 为了减轻副载波对亮度的干扰，应尽量使副载频选在视频 信号的高端。副载频越高，其干扰亮度的光点越细，愈不 易被人眼察觉；另外，还能使色度和亮度信号的主要能量 分别位于视频的高、低两端，从而减轻两者的相互干扰。 35 ™ 色度信号上边带（约1.5MHz）的边界值不能超过视频信 号的带宽（6MHz），故副载频应低于4.5Mhz。 ™ 考虑到可能出现伴音载波和副载波的差拍干扰，所以还 要求两者的差频也等于半行频的奇数倍；另外，副载波 应和行频保持最简单的分频关系，从而有利于同步机电 路的实现。通常要求（2n－1）是若干较小质数之乘积。 例如通常取n=228，284等。若n=284，则： 36 对于625行、50场／s的NTSC制, fH =15 625 Hz, 副载波频 率选择为 )MHz(5687429.4 2 567 2 1284 HHSC = ×=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= fff (A-22) 对于525行、60场／s的NTSC制, fH =15 734.264 Hz, 副载波 频率选择为 )MHz58.3(MHz06545579.3 2 1228 HSC = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= ff NTSC制采用半行频间置，色度信号的频谱正好插在亮度 信号频谱的中间，如附图A-21所示，可将色度信号对亮度信号 的干扰降到很小。 37 NTSC制的半行频间置 已调U、V的主谱线与亮度信号的主谱线以半行频率 间隔相互错开，频谱交错。而U、V主谱线重合。 Y fH 2fH Y UV Y UV Y fSC Y UV Y UV Y f282fH 283fH 284fH 285fH0 A 38 3.2.6 NTSC制编码、解码方框图 39 NTSC制主要参数 NTSC制标准主要分为两大类： 第一类：扫描行数为625行（行频为15625Hz），场频为 50Hz ，视频带宽为6MHz，伴音载频与图像载频之差为6.5MHz， 副载波的频率选为4.43MHz。采用这类标准的NTSC制，在编、解 码过程中使用U、V 信号（二者均占有1.3MHz的带宽）和Y信号 作为传输信号，用双边带方式传输。 第二类：扫描行数为525行（行频为15750Hz），场频为 60Hz，视频带宽为4.2MHz，伴音载频与图像载频之差为4.5MHz， 副载波的频率选为3.58MHz。采用这类标准的NTSC制，在编码过 程中使用I、Q 色差信号（Q 信号占有0.5MHz的带宽，I 信号占 有1.5MHz的带宽）和Y 信号作为传输信号，以不对称边带方式 传输，解调时需要加入不同的延时器以保证相位的准确性。 3.2.7 NTSC 制的主要性能 40 NTSC制色度信号的组成方式最简单，解码电路也最简单， 容易集成化，容易降低成本，便于接收机生产。NTSC制的亮度 信号与色度信号频谱以最大间距错开，兼容性能好，亮度串色 少，容易实现亮度信号和色度信号的分离，为制造高质量的接 收机和电视信号数字化提供方便。 　 NTSC制与其他两种兼容制彩色电视制式相比，NTSC制具有 兼容性好、电路简单、图像质量高等优点，但对相位失真较敏 感。容易产生色调畸变。 41 3.3 PAL制 PAL: Phase Alternation Line 逐行倒相正交平衡调幅制 PAL制是在对色度信号采用正交平衡 调幅的基础上，将其中一 个色度分量(FV分量) 进行逐行倒相，在发端周期性地(半行 频)改变FV分量的相序（ U分量保持不变）， 在收端采用平均，以减轻传输相位误 差带来的影响。 42 3.3.1 彩色相序交变原理 ™ 在矢量位置图中：品在第一象限 按逆时针旋转：品—红—黄—绿—青—蓝—品 ™ 如果将V倒相，各矢量将转移到以横轴为对称轴的镜像位置 上：品在第四象限 按逆时针旋转：品—蓝—青—绿—黄—红—品 ™ 表明：两种情况下，彩色相序相反 43 ™ 彩色相序交变原理： 色度矢量在同一方向的误差，在相反的彩色相序下， 将产生方向相反的色度偏差。在发端周期性地改变彩色相序 而在收端采用平均措施，就可减少传输误差带来的影响。 ™ 彩色相序的倒换： 帧频、场频、行频、点 ™ 混合平均：人眼的视觉惰性；电法 ™ PAL制：逐行倒相和副载频延迟线平均法，同时利用视觉惰 性的辅助平均作用。 44 2. 逐行倒相　 PAL制又称逐行倒相制。所谓逐行倒相，是指将色度信号 中FV分量进行逐行倒相。PAL制色度信号的数学表达式为　 U V tF tVU tVtUFFF SCm SC SCSCVU arctan )sin( )sin( cossin 22 = ±= ±+= ±=±= ϕ ϕω ϕω ωω ±号表示：第n行(因为这一行与NTSC制一样，又称NTSC行)取正号， 通常用矢量Fn表示；第n+1行(又称PAL行)取负号，通常用矢量Fn+1表示。 45 假设第n行和第n+1行彩色相同，如彩条信号，因为Fn和Fn+1 的FU分量是同相的，仅FV分量倒了相，所以Fn+1应是Fn以U轴为 基准的一个镜像。 V FV －FV Fn＋1 Fn FU (a) U (a) 紫色信号； (b) 彩条信号 其中实线表示NTSC行，虚线表示PAL行。 (b) V 青n＋1 紫0.59 61° 蓝n＋1 U 蓝 0.44 347° 紫n＋1 青 0.63 283° 红n＋1 0.59 绿 241° 黄 n＋1 黄0.44 167° 绿n＋1 红 0.63 103° 46 3、色度信号的解调 ™ 由于PAL制采用了逐行倒相的方法，使相邻两行的色度信 号产生了相反的相位失真。因此，将两行的色度信号进 行平均后，就可以使两种相反的失真相互补偿。 ™ 平均的办法有两种： 1、光学平均：光学平均：利用人眼的视觉特性进行；称为简单 PAL制解码方式，简记为PALs ； 2、电学平均：是利用延时线进行；称为标准PAL制解 调方式，简记为PALD 。 47 光学平均：光学平均： ™ 利用人眼分辨力有限和视觉暂留特性，使屏幕上相邻两行的相位失真相互 补偿，得到一种中间的无色调畸变的颜色。 PAL解码器方框图如图所示。其原理 与NTSC解码器大致相同，不同之处 是副载波形成电路要给V同步检波提 供一个逐行倒相的副载波。这种解码 方式简单，相位失真小时，相邻两行 的色调失真可以靠人眼视觉特性进行 平均。但是当相位失真较大时，屏幕 上会出现亮的水平滚动条纹，通常称 为爬行效应或百叶窗效应。爬行效应或百叶窗效应。传输出系 统的相位失真越大，相邻两行的色调 差别就越大。由于显象管的非线使恒 定亮度原理失效，所以色调失真对亮 度的影响就越大，爬行现象越严重。 为使人眼看不出明显的爬行现象，要 求传输系统的相位失真不能超过 ±3°，这比NTSC制的要求还严格。 48 电学平均 ™ 下图为PALD解码器方框图，它与PALS解码器唯一的不同之处是增加了一个 梳状滤波器。 ™ 梳状滤波器又称为延时解调器，它由超声延时线DL、加法电路和减法电 路组成。它有两个作用：其一是将色度信号延迟大约一行时间，使相邻 两行的色度信号进行平均，以消除由于相位失真所产生的色调畸变；其 二是通过延迟的色度信号和不延迟的色度信号相加或相减，将色度信号 中的两个色度分量U、V 进行第一次分离（实质是频率分离），以克服两 个色度之间的相互干扰。 49 梳状滤波器的幅频特性 具有梳齿状的 幅频特性 Hf H2f H3f 2 Hf 2 3 Hf 2 5 Hf )(ω+k )(ω−k f f 50 延时线DL的两个条件 1. 包络无失真地延迟一个行周期TH ； 2. 副载波相位相反（或相同）。 则可保证梳状滤波器某个输出端只输出一个色分量，完 善分离两个色度信号。 注意： PALD与我国电视制式PAL-D( PAL-D /K)含义不同， 后者指我国彩色电视制式为PAL制、系统（扫描）方式 （或称黑白电视制式）为D(D/K)。PALD与PALS相比， 行顺序效应大为减轻。 51 PAL制克服NTSC制相位敏感性的基本 原理可概括为： 采用逐行倒相正交平衡调幅的色度信号； 在解调时先经梳状滤波器分离，然后再同步 检波； 最后又利用视觉平均作用补偿小幅度串色所 引起的彩色偏差。 52 用矢量图分析PAL制采用逐行倒相克服相 位失真的原理 PAL制中将色度信号的FV分量逐行倒 相，可以使相邻两行的相位失真互补，减 少色调畸变。假设第n行和第n+1行彩色 相同，如彩条信号，某位置是紫色，其矢 量为F，设第n行(NTSC行)传送的是Fn矢 量，它在第一象限，相角φ=61°；第 n+1行(PAL行)由于FV分量倒了相，因此 所传送的Fn+1矢量便到了第四象限，相角 φ=-61°；再下一行传送的色度矢量又回 到第一象限Fn的位置，就这样色度矢量在 第一、 四象限来回变动。 V U nF ′ 1+′′nF Fn Fn＋1 1+′nF 53 PAL制克服因相位 失真引起色调畸变的 实质是用逐行倒相的 方法使相邻两行色度 信号的相位失真方向 相反，解调中再将它 们合成，从而得到相 位不失真的色度矢量， 消除了相位失真带来 的色调失真。相位失 真仅引起了饱和度下 降，但色调末变----- 退饱和度效应。退饱和度效应。 V U nF ′ 1+′′nF Fn Fn＋1 1+′nF F 54 ™ 由于人眼对饱和度不是敏感，所以退饱和度的影响是 不大的。 ™ PAL制：把相位引起的人眼很敏感的色调失真，转化为 不易被人眼觉察的退饱和度效应，从而提高了色调传 输的稳定性。 ™ PAL制的失真容限：±400 。 NTSC ±120 55 4. 副载波频率的选择　 色度信号的频谱结构由于FV分量逐行倒相而发生了变化。 色度信号的FU 分量没有倒相，它的谱线群以行频fH 为间距，对称地排 列在副载波fSC 两旁，为简单起见，用主谱线代表谱线群。FU 分量的主谱线 位置在fSC±nfH 处， 其中n是不为零的整数。FV 分量如果不逐行倒相，主 谱线也应占有这些位置，逐行倒相后，主谱线位置发生了变化。 U V V U fSC V U V U V f fH/2 fH 0 A 56 因为主谱线U和V相互错开 fH／2，所以为了减小干扰，在 实行频谱交错时，亮度信号的谱线最好是插在U、V谱线的正中 间， 即副载频应采用四分之一行频间置， 即 HSC 4 1 fnf −= 为了使所选择的PAL制副载波频率容易变换成NTSC制， 取n=284， 这样有 fSC =283.75fH TH =283.75TSC Y Y fH 2fH U Y V U Y V fH/4 fsc Y V fH/4 U Y V U V Y f0 A 57 此时，已调副载波FU、FV的频谱线都要向高端移动 fH／4， 即FU谱线比亮度信号低 fH／4，而FV 的谱线比亮度信号谱线高 fH／4 ，使得亮度信号、 FU、FV 的谱线都相互错开了为了消除副 载波光点干扰，将副载波频率再加一个帧频(25 Hz)，叫做25Hz 偏置。所以PAL制最后精确选定的副载波频率为 fSC =283.75fH+25Hz＝4.433 618 75MHz Y Y fH 2fH U Y V U Y V fH/4 fsc Y V fH/4 U Y V U V Y f0 A 58 5. 色同步信号　 PAL制的色同步信号有两个功能：一是给接收机恢复副载 波提供一个基准频率和相位； 二是给接收机提供一个极性切换 信息，识别哪一行是+FV(NTSC行)，哪一行是-FV(PAL行)。 　 PAL制色同步信号和NTSC制色同步信号的波形相同，它们 插入到视频信号中的位置也相同。它们之间的最大区别在于： PAL制色同步信号中副载波是逐行倒相的，即NTSC行为+135°， PAL行为-135°（225°）；而NTSC制色同步信号中副载波相 位为-180°。 59 PAL制色同步信号形成原理框图 60 PAL编码器方框图 陷波、视放 ＋ 0.6 μs延迟 1.3 MHz低通 ＋ V平衡调幅 1.3 MHz低通 矩 阵 电 路 Y V U R G B ＋ 全电视 信号 ＋ ＋ U平衡调幅 PAL开关180° 同 步 IC 复合同步、消隐 K 脉冲 90° fSC P脉冲 FV FU F 6. PAL编码器　 PAL编码器在摄像机中将三个基色信号编码成彩色全电视信号。它所需 的副载波信号fSC、P脉冲、K脉冲、复合同步和复合消隐信号由同步芯片提 供，常用同步芯片有HD44007和SAA1101等。 61 62 光电传感器送来的三基色信号R、G、B，通过矩阵电路产 生亮度信号Y和压缩了的色差信号U和V。为了压缩色差信号带 宽，让U、V信号通过低通滤波器，滤除1.3 MHz以上的高频信 号，然后分别混入不同极性的K脉冲（脉冲前沿滞后于行同步 前沿5.6±0.1 μs，脉冲的宽度为2.26±0.23 μs），以便在彩色 全电视信号中产生色同步信号。 　 带有K脉冲的带宽为1.3 MHz的U、V信号送入U和V平衡调 幅器，对零相位的副载波和±90°的副载波进行平衡调幅， 输 出的FU和±FV分量在线性相加器叠加得到有色同步信号的色度 信号F。 63 为了减少色度信号对亮度信号的干扰，将Y信号通过一个 中心频率为fSC、带宽为400 kHz 的-6 dB陷波器。 然后， 在亮 度信号中混入复合同步和复合消隐信号。 　 亮度通道的带宽为6 MHz，色度通道的带宽为1.3 MHz， 由于通道延迟时间与带宽成反比，亮度信号延迟小于色差信号 延迟， 色度信号落后于亮度信号0.6 μs，造成彩色镶边，因此 将亮度信号延时0.6 μs使亮度信号和色度信号在时间上一致。 色度信号F与亮度信号Y在线性相加器叠加输出彩色全电视信号。 64 6. PAL解码器　 PAL解码器的方框图 0.6 μs延迟 V同步检波 U同步检波 矩 阵 电 路 4.43 MHz陷波 ＋ － DL色同步消隐带通 色同步选通 PAL开关 鉴相 4.43 MHz晶振 全电视信号 F 梳状滤波器 FV ±cosωSCt FU Y R V G U B 90° sinωSCt FT 副载波恢复电路 65 图 3-12 逐行倒相正交同步解调原理 66 (1) 亮度信号和色度信号的分离。　 中、小屏幕彩色电视机用频带分离法把彩色全电视信号分 离为亮度信号和色度信号。彩色全电视信号经4.43 MHz陷波器 滤去色度信号，得到亮度信号；彩色全电视信号用一个中心频 率为4.43 MHz、带宽为2.6 MHz的带通滤波器选出色度信号。 频带分离法简单、成本低，但亮度和色度信号分离不干净， 图 像质量受影响。大屏幕彩色电视机改用频谱分离法，用梳状滤 波器实现亮、 色分离。 67 (2) 色同步信号和色度信号的分离。　 可以用时间分离法分开色同步信号和色度信号。将行同步 脉冲前沿延迟5.6 μs后产生宽度为2.26 μs的门控脉冲， 在时 间上正好对齐色同步信号； 用两个门电路在门控脉冲控制下 交替导通来实现时间分离。门控脉冲无效时，色同步消隐门导 通， 得到色度信号； 门控脉冲有效时，色同步消隐门关断， 阻止色同步信号串入色度信号， 色同步选通门导通， 选出色 同步信号。 68 (3) 色度信号的两个分量FU、FV的分离。色度信号的两个分量FU、FV是 用频谱分离法分离的。由于FV是逐行倒相的，因而主谱线和FU 的主谱线正 好错开半个行频，可以用梳状滤波器进行频率分离。梳状滤波器由一行延迟 线、加法器和减法器组成，如附图A-30所示。当色度信号加到梳状滤波器的 输入端后，信号分成两路：一路直接送到加法器和减法器， 称为直通信号； 另一路通过延时线延迟63.943 μs后送到加法器和减法器，称为延时信号， 延时信号比直通信号延迟283.5个副载波周期， 相位滞后180°。当直通信号 为NTSC行时，是FU+ FV ，延时信号为PAL行，是-（FU-FV），负号是因相 位滞后180°而加的，加法器输出为2 FV ，减法器输出为2FU。当直通信号为 PAL行时，是FU-FV ，延时信号为NTSC行，是-（ FU+FV ），加法器输出 为-2 FV ，减法器输出为2FU 。所以色度信号一行一行地送到梳状滤波器的 输入端，从加法器输出逐行倒相的FV分量，从减法器输出FU分量。 69 (4) 同步检波将FU、FV分量解调为U、V信号。　　 由于发送端已将副载波抑制，因而接收机中要利用色同步 信号恢复副载波。同步检波通常用模拟乘法器和低通滤波器实 现。将FU和sinωSCt送入模拟乘法器，输出信号为高频成分： FU sinωSCt=U sinωSCt×sinωSCt =U（1-cos2ωSCt ） 经低通滤波器滤除高频成分cos2ωSCt后得到U信号。 　 将±FV和±cosωSCt送入模拟乘法器， 输出信号为 ±FV×(±cosωSCt) =±V cosωSCt×(±cosωSCt)　 =V（1+cos2 ωSCt ） 经低通滤波器滤除高频成分cos2ωSCt后得到V信号。 70 (5) 解码矩阵将Y、U、V信号还原为三基色信号。　 解码矩阵首先将U和V信号去压缩，恢复为原色差信号R-Y 和B-Y，然后将R-Y和B-Y组合得到G-Y，最后将三个色差信号 R-Y、B-Y、G-Y和亮度信号Y还原为三基色信号R、G、B。 　 71 与其他两种制式相比，PAL制具有如下特点： （1）色度信号的V分量逐行倒相，使得对色度信号因相位畸变 引起的失真有明显改善作用，微分相位失真的容限扩大到40°。 （2） 副载波采用场间交错（25Hz偏置）1/4行频间置，可进一 步减小色、亮信号间的干扰。 （3） 色同步信号逐行跳变（135°），以提供副载波的基准相 位和逐行倒相识别信号。 （4） 标准PAL制（PALD/K）解码的方法是采用延时解调器（梳 状滤波器）分离两个色度分量FV 、FU，这样既可减少V、U信号 间的串扰，同时又可减少亮度信号和干扰杂波对彩色的干扰。 （5） 传输系统或解码电路中有各种误差时，会有行顺序效应， 出现“爬行现象”。 （6） 电路、设备较NTSC制复杂，接收机价格较高。 72 3.4 SECAM制 SECAM是法语Sequential Couleur a memoire（顺序传送 彩色与存贮）的缩写。它是为了克服NTSC制的相位敏感性而研 制的另一彩色电视制式。是法国工程师亨利·弗朗斯于1956年 提出的。SECAM制根据时分原则，采用逐行顺序传送两个色差 信号的办法，在传输通道中无论什么时间只传送一个色差信号， 彻底地解决了两个色度分量相互串扰的问题。 　 SECAM制的亮度信号每行都传送，两个色差信号逐行顺序 传送，每一行是亮度信号与一个色差信号同时传送，是一种同 时-顺序制。 73 SECAM色度信号特点 74 在SECAM制中，红、蓝色差信号在调制副载波之前．分别 乘以不同的加权系数．加权后的色差信号分别用DR和DB从表示， 即 选用不同的系数1.9和1.5，是为了在100-0-75-0彩条信号 下使DR和DB的变化范围均在+1和-1之间。 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． 75 SECAM制编码对色度信号有两次预加重处理：第一次对 视频色差信号进行视频预加重，第二次对已调制的副载波进 行高频预加重。 视频预加重使幅度较小的高频分量得到较多的提升，能 提高高频分量的信噪比。 高频预加重使传送多数浅色图像时副载波幅度较小，从 而降低干扰光点的可见度； 传送特别亮的彩色时使色度信号 幅度大， 从而有较好的抗亮度串扰性能。 在接收机中则进行 两次去加重。 76 视频预加重曲线 视频预加重后的色差信号 77 在SECAM制中，色度信号的传送采用调频方式，两个色 差信号分别对两个不同频率的副载波进行频率调制，传输中引 入的微分相位失真的影响较小。在接收机中，调频信号在鉴频 前先进行限幅，所以幅度失真的影响也很小。由于对色差信号 可以直接进行鉴频，不像PAL制需要恢复色副载波， 因此 SECAM制的色同步信号是一个行顺序识别信号， 在场消隐期 间后均衡脉冲之后9行内传送。 78 色差信号采用调频调制， 选用两个副载波频率 -500KHz~350KHz -350KHz~500KHz ESR ESB 79 当通过调制器形成调频色度信号之后，再进行第二次预加重处理——高频预加重 采用高频预加重，一方面可使传送多数彩色浅淡的图像时副载波有较小的幅 度，因而降低了干扰光点的可见度，改善了兼容性。另一方面，当传送图像中特别 明亮的彩色部分时，色度信号幅度校大，可有较好的抗亮度串扰的性能，以避免遮 蔽现象的发生。 总之，两种预加重相结合，既改善了兼容．又提高了色度信号的抗噪波和抗 干扰性能。 80 在接收端需要将Y、R-Y、B-Y三个信号同时加到解码矩阵, 解出R、G、B三个基色信号。SECAM制采取存储复用的办法， 将上一行的色差信号用延时线存储一行时间，与这一行的亮度 信号和色差信号一起进行解码；而这一行的色差信号也被存储 一行时间，与下一行的亮度信号和色差信号一起进行解码。每 一行的色差信号通过存储均被使用了两次， 所以称为存储复用。 按照色度信号处理的特点， SECAM制又被称为顺序传送与存 储复用调频制。 　 SECAM制接收机比NTSC制的复杂，比PAL制的简单；兼 容性比NTSC制和PAL制的都差(因为色差信号为零时仍有副载 波，对亮度信号产生干扰 )；在正确传送彩色信号方面， SECAM制比NTSC制和PAL制都好。 81 SECAM制编码方框图 82 83 SECAM制特点 （1）色差信号采用顺序传送和存储复用技术。 （2）对色差信号采用调频调制，选用两个副载波频率，解调时 采用鉴频技术。其中，用于调制（R-Y）和（B-Y）的副载波频 率分别为fSR=282fH=4406.25kHz 和 fSB=272fH=4250.00kHz 其中，fH=15625kHz。 （3）存在行顺序效应，设备也较为复杂。 84 * 了解： 超声玻璃延时线的典型参数如下： 　　延时时间： 63.943 μs±3 ns； 　 　　工作频率： 4.43 MHz±1 MHz； 　 　　插入损耗： -8±3 dB； 　 　　工作温度： -10～50℃； 　 　　输入输出阻抗： 390 Ω； 　 最大输入电压： 6 V。 五次反射片状超声延时线的结构与符号　 (a) 结构； (b) 符号 第三章 ��彩色电视制式 一、制式分类： 3.2 NTSC制 3.2.1 正交调制与正交检波 平衡调幅抑制了载波分量，因而其表达式变为(K为调制增益)： 调幅波波形和频谱 平衡调幅波的特点： 2．正交调幅 3．色度信号的形成 色度信号F +亮度信号Y +(色、复合)同步+复合消隐信号=彩色全电视信号。 3.2.2 压缩系数 3.2.3 波形图与矢量图 从彩条矢量图可以看出NTSC制的色度信号具有下列重要性质： I、Q频带分配 Q、I与三基色的关系： 3.2.5 副载频的选择 频谱交错原理 对NTSC副载频fsc 选择原则 3.2.6 NTSC制编码、解码方框图 3.3 PAL制 3.3.1 彩色相序交变原理 3、色度信号的解调 光学平均： 电学平均 梳状滤波器的幅频特性 延时线DL的两个条件 PAL制克服NTSC制相位敏感性的基本原理可概括为： SECAM色度信号特点