彩色电视机原理

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1、.幻灯片1彩色电视机原理主讲：张锷2013、4幻灯片2第四章彩色电视制式彩色电视的制式就是对彩色电视信号进行加工、处理和传输的特定方式。幻灯片3然而，这种传输方式不仅会占用较大的带宽，也无法实现与黑白电视的“兼容”，因而没有采用。实用中的广播电视都采用黑白与彩色电视可以相互“兼容”的。目前，有三种兼容制彩色电视制式：NTSC制PAL制SECAM制幻灯片4第一节：NTSC制彩色电视一、平衡调幅前面曾提出过，目前世界上广播电视制式有NTSC,PAL和SECAM三大类。NTSC制是1953年由美国研制成功的世界上第一个兼容性彩

2、色电视制式，我国目前使用的PAL制就是在NTSC制的基础上作了某些改进形成的一种制式。兼容制彩色电视中，亮度信号和色度信号在同一个通道和频带内传送。为了减小色度信号对亮度信号的干扰，对色度信号采用了平衡调幅。平衡调幅是调幅中的一种，又称抑制载波的调幅。抑制载波的调幅目的在于抑制色度信号对亮度信号的干扰并节省发射功率。NTSC制又称正交平衡调幅制式。幻灯片5设用色差信号对载波进行调幅，则调幅后信号的数学表达式为（1）式(1)表明调幅波包含了3个频率：载波频率wsc和边频频率wsc±W。其中载频上不带任何信息，而wsc±W上

3、下边频带了（R-Y）信息。一般功率与幅度平方成正比。式中m=(R-Y）／Vsc。幻灯片6把载频用滤波电路抑制掉，式(1)的数学表达式为:..（2）抑制载频后的平衡调幅波[即式(2)的表达式]用一个乘法器就可以得到，其波形如下图所示。幻灯片7..(4)平衡调幅波的包络不再是原来的调幅信号【从图(c)、(d)可看出】，因此不能用幅度检波器来解调，应采用同步检波器。....从上式和图中可看出平衡调幅波有如下特点：(2)平衡调幅波的极性由已调信号和载波的极性共同决定，如两者之一反相（色差信号通过0值点时）平衡调幅波极性也反相18

4、00。........(3)传送一幅黑白图像或一幅彩色图像大部分面积为黑白图像，其色差信号为零时，则平衡调幅波的值也为零。这有利于节省发射功率和兼容（即减少了色度信号对亮度信号的干扰）。(1)平衡调幅波不再含有载波分量。就是说，将色差信号与载波相乘即得到平衡调幅波vBM，如图vsc..vWvAM..vBM幻灯片8二：正交平衡调幅图中有2个乘法器：一个是R－Y的、一个是B－Y的。若设副载波振幅为1的sinwsct信号，经900移相后加到R－Y调制器上就为coswsct,则2个调幅器输出为Fv＝（R一Y)coswsctFu＝

5、（B一Y)sinwsct利用平衡调幅较好地解决了在一个通道内（即同一个频带内）传送色度信号、亮度信号以及节省发射功率等问题。但是色度信号含有2个色度分量，如何使这2个色度分量在同一个频带内传送，而且接收机解码电路又能顺利地把它们分开？为解决这个问题，就采用了正交平衡调幅。正交平衡调幅就是把2个色差信号R-Y、B-Y分别调制到相位相差900的同一个副载频上（注：为了区别于频道载频，把色度信号调制的载频称为副载频）。下图为正交平衡调幅的方框图。它们经加法器合成：F＝Fv十Fu＝(R一Y)coswsct十(B一Y)sinwsc

6、t将上式稍加变换后，得到：幻灯片9..上式表明：色度信号F是一个既调幅、又调相的波形。正交平衡调幅的幅度反映了图像饱和度变化，而相位j与2个色差信号幅度的比值有关。对不同的色调来说，这个比值是不同的，故j角反映了图像色调变化。所以，NTSC制的色度信号既是调幅波，又是调相波。幻灯片10三、色度信号幅度压缩系数和彩色矢量图1、压缩系数Y＝0.30R＋0.59G＋0.11B＝0.30×1＋0.59×1＋0＝0.89R－Y=70R－0.59G－0.11B=0.70－0．59－0=0.11B－Y=－0.30R－0.59G＋0.8

7、9B＝－0.30－0.59＋0=－0.89现以标准彩条信号为例来分析彩色全电视信号动态变化的幅度范围。黄条由红和绿两个基色混合得到：由式得到：幻灯片11EM=UY＋F=0.89＋=0.89＋0.90sin(wsct＋j)..上式中F在0.90和－0.90范围内变动，于是EM的动态范围是以0.89为中心，值在1.79和－0.01之间变化。依此方法，得到其他彩条信号EM的动态范围变化如表下所示。幻灯片12在表中，黄、青、绿、紫、红、蓝都超过了黑白电平，其中黄色电平最高为1.79,超过了79%，从表中可看出，标准彩条视频信号的

8、电平范围大大超过了黑白电视所规定的范围。否则会产生过调制，严重影响图像质量，因此，需设法压缩彩条视频信号电平。依黑白电视标准电平变化范围在0～1之间，若照正极性来说，黑电平为0、白电平为1。为了达到兼容目的，彩色视频信号不应过分超过黑白电视信号动态范围，幻灯片13实践证明，在彩条信号的最大电平和最小电平不超过黑白电平