电视原理 第2章.

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1、电视原理与现代电视系统 1 1 3 3 2 2 4 4 第1章 电视基础知识 第2章 彩色电视制式与彩色电视信号 第3章 广播电视系统 第4章 电视接收系统电路分析 第5章 有线电视系统 第6章 数字电视与高清晰度电视 5 5 6 6 0 0 绪 论 第2章 彩色电视制式与彩色电视信号 1 1 3 3 2 2 4 4 2.1 兼容制传送方式 2.2 标准彩条信号 2.3 色度信号与色同步信号 2.4 NTSC制色差信号及编、解码过程 2.5 PAL制及其编、解码过程 2.6 SECAM制及其编、解码过程 5 5 6 6 思 考 题 电视系统分解力同哪些因 素有关？ A 电视系统分解力分垂直分解

2、力和水平分解力。 垂直分解力取决于显示行数、图像的状况以及 图像与扫线相对位置等因素； 水平分解力取决于电子束横截面大 小,即与电子束直径相对于图像细节宽度大小有关。 Q1 思 考 题 什么是孔阑效应？有何影响？ 有何措施？ A 孔阑效应电子扫描时，电子束有一定的截面积, 因 此水平扫描时使黑白像素界线的图像信号电压不能突变, 存在一过渡期。导致恢复图像时黑白像素界线模糊,无法反 映黑白变化的细节。 影响：使高频分量的幅度下降 轮廓不清楚； 原因：电子束截面积图像细节的尺寸； 方法：在接收端加轮廓校正电路-高频补偿。 Q2 思 考 题 简述黑白显像管的结构及电 子枪作用。 A 显像管的结构:

3、电子枪、荧光屏和玻璃外壳三部分组成。 其中电子枪用来发射密度可调的电子流。 （1） 灯丝给阴极加热。 （2） 阴极受热后发射电子。 （3） 栅极信号加在栅极与阴极间，用以控 制电子束强弱。 （4） 加速极A1对电子束加速。 （5） 高压阳极A2、A4使电子束高速打在屏幕 上荧光粉发光。 （6） 聚焦极A3它与A2、A4电极一起组成电子 透镜，使电子束在屏幕上聚焦成一点。 Q3 思 考 题 什么是兼容？兼容的条 件有哪些？ A 兼容：彩色电视机能够接收黑白电视信号并能显示黑 白图像逆向兼容； 黑白电视机能够接收彩色电视信号并能显示黑 白图像正向兼容。 兼容的必备条件： （1）彩色电视信号包含亮度

4、信号和色度信号。 （2） 相同的频带宽度、图像载频和伴音载频。 （3） 相同扫描制式（方式、扫描频率及参数）。 （4） 尽可能地减小色度信号对亮度信号的干扰。 Q4 思 考 题 为什么要用色差信号来传送色度 信号？ A 1. 兼容效果好，可减少色度信号对亮度信号的干扰； 2. 可节省色度信号的发射功率； 3. 能够实现恒定亮度原理，被摄景物的亮度与色差信号失真 与否无关, 只与亮度信号本身的大小有关。 4. 有利于高频混合。根据大面积着色原理，传送色度信号则 利用较窄的频带1.3 MHz大面积的色调,传送亮度信号时 占有全部视频带宽6 MHz图像的细节。 Q5 2.1 兼容制传送方式 兼容：彩

5、色电视机接收和显示黑白图像 逆向兼容； 黑白电视机接收彩色显示黑白 图像正向兼容。 2.1.1 兼容的必备条件 （1）彩色电视信号包含亮度信号和色 度信号。 （2） 相同的频带宽度、图像载频和 伴音载频。 （3） 相同扫描制式（方式、扫描频 率及参数）。 （4） 尽可能地减小色度信号对亮度 信号的干扰。 第2章 彩色电视制式与彩色电视信号 2.1.2 亮度与三基色信号的关系： 对彩色景物摄取分别得到三基色 电信号ER、EG、EB,其重现的亮度是符合 亮度方程： EY= 0.30ER+ 0.59EG+ 0.11EB 不论明亮程度如何, 对于黑白图 像, 三基色信号值相等且与亮度信号相 同。 如果

6、三基色分量不相等, 三基色 信号的比例色调,三基色分量亮度之 和亮度。 ER、 EG、 EB、 EY四种信号只 有三种独立, 已知任意三种, 就可通过 加减法矩阵电路来合成第四种。 2.1.3 色度信号的编码传输 一、 色度信号的编码 彩色电视信号 = 亮度信号 + 两种基色 信号 =兼容 。 缺点：即亮度信号 Y 和两个基色分别包 含有亮度信息, 多余, 且在传输过程中易干扰Y信 号。 措施 =对基色信号进行编码, 即从基 色信号中减去亮度信号, 编码后的信号 称为色差信号。 R-Y = 0.7R - 0.59G - 0.11B B-Y = -0.3R- 0.59G - 0.89B G-Y

7、= -0.3R+ 0.41G- 0.11B 三个色差信号中只有两个是独 立的， 第三个可以由另外两个得到，只 要选择两个色差信号就可以代表色度信 号。 由于G-Y信号数值较小, 对改善信 杂比不利, 同时可由简单的电阻矩阵实 现R-Y, B-Y和G-Y的变换, 所以, 通常传 送 Y, R-Y和B-Y, 其中Y代表亮度信息, R-Y, B-Y代表色度信息。 二、 传送色差信号的优点; 1.兼容效果好; 可减少色度信号对亮度信号的干扰, 当 传送黑白图像时, R=G=B, 两个色差信号（R-Y ）和（B-Y）均为零，不会对亮度信号产生干 扰。因此, 黑白电视机只接收彩色电视台中的 Y信号, 其效

8、果与收看黑白电视台一样, 不受 色差信号的干扰, 能正常重现原图像的亮度, 所以, 其兼容效果好。 2. 可节省色度信号的发射功率； 在彩色图像中大部分像素接近于白色 或灰色，它们的色差信号为零，小部分彩色像 素才有色差信号， 因此发射色差信号比发射R 、G、B信号需要的发射功率小。 3. 能够实现恒定亮度原理; 恒定亮度原理: 被摄景物的亮度, 在传输系统是 线性的前提条件下均应保持恒定, 与色 差信号失真与否无关, 只与亮度信号本 身的大小有关。 验证: 假设某紫红色, 其 R = 0.7V, G = 0.4V, B = 0.5V, 则可求得Y=0.5V, 那么 R-Y=0.7-0.5=0

9、.2V B-Y=0.5-0.5=0V 传送至接收端， 合成绿色差信号: 正常时 G-Y = 0.51(R-Y) 0.19( B-Y ）= 0.102v G = （G-Y）+Y= -0.1+0.5 = 0.4V 故恢复亮度与Y= 0.30R+0.59G+0.11B = 0.5 V与Y值相同 。 受干扰时 （正常时R=0.7V,G=0.4V,B=0.5V） 假设受干扰，使得： Y信号为 0.5V （未变） 红色差变为 0.3V 蓝色差变为 0.2V 则：合成的绿色差变为-0.191V 那么 ，恢复后 R= 0.3 + 0.5 = 0.8V G= -0.191 + 0.5 = 0.309V B= 0

10、.2 + 0.5 = 0.7 V Y= 0.30R+ 0.59G+ 0.11B = 0.5 V 显然色调有失真, 红色更加偏紫了, 亮度信号Y仍然为0.5V, 色差信号的失真不 会影响亮度, 由于此, 使得兼容性得到改善。 4. 有利于高频混合; 人眼对彩色细节的分辨力比较差 ， 在传送彩色图像时只要传送一幅粗线条 大面积的彩色图像配上亮度细节就可以了 ，没有必要传送彩色细节，这称为大面积 着色原理。 传送亮度信号-带宽6MHz; 传送色度信号-频带1.3MHz； 那么： 恢复三基色信号:只含低频率成分 - -大面积的色调（轮廓）； 图像的细节:即高频成分-则 由亮度信号来补充。 大面积着色原

11、 理 人眼对亮度细节的分辨力远高于对 彩色的分辨力，因此，当观察图像细节时 ，人眼只感觉到亮度的差别，而不能感觉 到色度有差别。所以亮度信号需要用宽带 传送，以保证图像有足够高的清晰度，而 色度信号可以采用窄带信号传送，这样， 在重现图像中，细节是黑白的，大面积上 才有彩色，这就叫大面积着色原理。 亮度信号、色差信号形成电路 EY= 0.30ER+ 0.59EG+ 0.11EB 2.1.4 频带压缩与频谱间置 为什么要压缩频带？ 原因一：若不压缩，6MHz3=18MHz ，总频带过宽, 资源浪费，技术上有困难； 原因二：无法实现兼容（黑白电视信号 带宽为6MHz） = 必须压缩频带宽度 =色度

12、信 号带宽为01.3 MHz。 当色差信号的带宽为01.3 MHz， 亮度信号的带宽为06 MHz 时， 恢复的三个 基色信号为: R = (R-Y) 01.3+ Y06 = R0 1.3+Y1.36 G = (G-Y) 01.3 + Y06 = G0 1.3+ Y1.36 B = (B-Y) 01.3 + Y06 = B0 1.3+ Y1.36 色差信号的频带虽经压缩, 但仍 与频带宽度为6MHz的亮度信号部分重 叠, 这样不仅互相干扰, 而且接收端也无 法将它们区分开。 = 频谱间置 频谱间置可行性： 电视图像信号周期性=亮度信 号的频谱结构是线状离散谱。 亮度信号虽然占据了06 MHz的

13、 频带宽度， 但并未占满整个6 MHz 的带 宽。 亮度信号的能量只集中在行频fH 及其谐波nfH附近很窄的范围内，随谐波 次数的升高， 能量逐渐下降。 在(n-1/2)fH附近没有亮度信号能 量，留有较大的空隙。 亮度信号频谱图 色度信号同亮度信号一样, 具有同样的周期性, 因为它 也是按同一帧频和行频扫描出来的, 所以色度信号的谱线也 是一群一群的离散谱, 群与群之间的间距也是行频。 = 可以在亮度信号的频谱间隙里穿插色度信号的频 谱，可以使它们相互错开。 实现方法： 将色差信号进行一次调制, 只要适当选 择其调制载频便可使已调色差信号的频谱与 亮度信号频谱交错。 色差信号调制所用载波信号

14、称为副载 波。 选择：fSC = 4.433 618 75 MHz =283.5 fH。 因此, 可将色差信号频谱搬到亮度频谱 间隔的中央, 便于分离, 合理使用了6MHz的频 带, 有利于兼容。 色度信号放在亮度信号高端可以减少 亮度信号对色度信号的干扰（因高端能量较 低）。 频谱搬移频谱搬移 频谱交错 亮度与色度信号的频谱交错 2.1.5 彩色电视信号频域图 彩色全电视信号： FBAS = 黑白全电视信号 + 色 度信号 彩色电视全射频电视信号 = FBAS + 高频伴音信号 满足兼容性： 频带宽度和频道划分与黑白电 视完全一样, 仅在高频端色差信号对副 载波是双边带调幅, 色度信号与亮度信 号频谱交错, 互不干扰。所以, 黑白、彩 色电视完全可以兼容。 彩色电视信号频域示意图 第2章 彩色电视制式与彩色电视信号 1 1 3 3 2 2 4 4 2.1 兼容制传送方式 2.2 标准彩