1、 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 第五節(jié)第五節(jié) 模擬彩色電視制式模擬彩色電視制式 目前世界彩電廣播制式有目前世界彩電廣播制式有NTSC、PAL、SECAM三大三大類(lèi)，它們都與原來(lái)的黑白電視相兼容，都是把圖像信號(hào)編碼類(lèi)，它們都與原來(lái)的黑白電視相兼容，都是把圖像信號(hào)編碼成一個(gè)亮度信號(hào)成一個(gè)亮度信號(hào)Y和兩個(gè)色差信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)BY、RY來(lái)傳送，其來(lái)傳送，其主要區(qū)別在于兩個(gè)色差信號(hào)對(duì)色副載波的調(diào)制方式不同。主要區(qū)別在于兩個(gè)色差信號(hào)對(duì)色副載波的調(diào)制方式不同。 1953年美國(guó)研制成功了世界上第一個(gè)彩色電視制式，就年美國(guó)研制成功了世界上第一個(gè)彩色電視制式，就是是NTSC制，稱(chēng)為正交平衡調(diào)幅制。制，稱(chēng)為正交平衡調(diào)

2、幅制。 我國(guó)目前使用的我國(guó)目前使用的PAL制就是在制就是在NTSC制的基礎(chǔ)上作了改制的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)形成的一種制式，法國(guó)、東歐使用的進(jìn)形成的一種制式，法國(guó)、東歐使用的SECAM制也是針對(duì)制也是針對(duì)NTSC制的不足而改進(jìn)的又一制式。制的不足而改進(jìn)的又一制式。 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 一、一、NTSC制制 NTSC制是制是 1953 年美國(guó)提出的，并于年美國(guó)提出的，并于 1954 年首次年首次試播彩色電視節(jié)目。目前主要有美國(guó)、日本、加拿大、試播彩色電視節(jié)目。目前主要有美國(guó)、日本、加拿大、墨西哥、菲律賓等國(guó)家使用。墨西哥、菲律賓等國(guó)家使用。NTSC制對(duì)色差信號(hào)的處制對(duì)色差信號(hào)的處理采用了正交平衡調(diào)

3、幅。理采用了正交平衡調(diào)幅。 1. NTSC 制編碼原理框圖制編碼原理框圖 NTSC 制根據(jù)色副載波頻率不同分為制根據(jù)色副載波頻率不同分為 NTSC4.43 和和NTSC3.58（即（即 NTSC-M，M 制是指黑白電視制式）兩制是指黑白電視制式）兩種。種。 NTSC4.43 是非標(biāo)準(zhǔn)是非標(biāo)準(zhǔn) NTSC 制，主要用于視頻信號(hào)制，主要用于視頻信號(hào)的相互交流，如錄像機(jī)、影碟機(jī)等視頻信號(hào)。它的編碼的相互交流，如錄像機(jī)、影碟機(jī)等視頻信號(hào)。它的編碼原理框圖如圖原理框圖如圖 1.32 所示。所示。 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 圖圖1.32 NTSC4.43制編碼原理框圖制編碼原理框圖 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理

4、 NTSC-M 制是標(biāo)準(zhǔn)的彩色電視制式，它的視頻帶寬為制是標(biāo)準(zhǔn)的彩色電視制式，它的視頻帶寬為 4.2 MHz，它的編碼原理框圖如圖，它的編碼原理框圖如圖1.33 所示。所示。 在在 NTSC-M 制中不是傳送制中不是傳送 U、V 色差信號(hào)，而是傳送色差信號(hào)，而是傳送 I、Q 色差信號(hào)，這樣做是為了進(jìn)一步壓縮視頻信號(hào)的帶寬（實(shí)際色差信號(hào)，這樣做是為了進(jìn)一步壓縮視頻信號(hào)的帶寬（實(shí)際 NTSC-M 制的帶寬為制的帶寬為 4.2 MHz） 。 圖圖1.33 NTSC-M制編碼原理框圖制編碼原理框圖 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 2. NTSC-M副載波的選擇副載波的選擇 色度信號(hào)頻帶寬度色度信號(hào)頻帶寬度f(wàn)

5、sc1.3MHZ的上邊帶不應(yīng)超過(guò)的上邊帶不應(yīng)超過(guò)6MHZ。為了保證色度信號(hào)插到亮度信號(hào)的高端間隙處，為了保證色度信號(hào)插到亮度信號(hào)的高端間隙處，NTSC 色副載色副載波采用半行頻奇數(shù)倍，即波采用半行頻奇數(shù)倍，即Hscfnf21 對(duì)對(duì) NTSC4.43 制，視頻帶寬為制，視頻帶寬為 6 MHz，行頻為，行頻為 15 625 Hz，n 選取選取 284，其色副載波頻率為，其色副載波頻率為 MHzMHzfsc43. 44296875. 415625)21284( 對(duì)于對(duì)于 NTSC-M 制，幀頻制，幀頻f V =30 Hz ，每幀，每幀 525 行，行頻行，行頻 fH= 525fV=15 750 Hz

6、 ，n 選取選取228，其色副載波頻率為，其色副載波頻率為 MHzfsc58. 35 .227 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 3. NTSC-M 制主要特點(diǎn)制主要特點(diǎn) NTSC-M 制有如下特點(diǎn)。制有如下特點(diǎn)。 兼容性好。兼容性好。NTSC 制中，色副載波的頻率取制中，色副載波的頻率取 1/2 行頻間行頻間置，使亮度信號(hào)與色度信號(hào)頻譜以最大間距錯(cuò)開(kāi)，亮、色串?dāng)_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、色串?dāng)_小。小。 電路簡(jiǎn)單。電路簡(jiǎn)單。NTSC 制對(duì)色度信號(hào)的編、解碼方式簡(jiǎn)單，制對(duì)色度信號(hào)的編、解碼方式簡(jiǎn)單，使得電路簡(jiǎn)單，易于集成化。使得電路簡(jiǎn)單，易于集成化。 圖像質(zhì)量高。圖像質(zhì)量高。NTS

7、C 制每一行的色度信號(hào)都是以相同方制每一行的色度信號(hào)都是以相同方式傳送的，與其他制式相比，不存在影響圖像質(zhì)量的行順序效式傳送的，與其他制式相比，不存在影響圖像質(zhì)量的行順序效應(yīng)。應(yīng)。 對(duì)相位失真敏感。對(duì)相位失真敏感。NTSC 制色度信號(hào)是調(diào)幅制色度信號(hào)是調(diào)幅-調(diào)相波，調(diào)相波，其幅度失真會(huì)造成圖像色飽和度失真，相位失真會(huì)造成圖像色其幅度失真會(huì)造成圖像色飽和度失真，相位失真會(huì)造成圖像色調(diào)失真。由于人眼對(duì)色調(diào)失真比較敏感，因此調(diào)失真。由于人眼對(duì)色調(diào)失真比較敏感，因此 NTSC 制規(guī)定色制規(guī)定色度信號(hào)的相位失真限制在度信號(hào)的相位失真限制在12以?xún)?nèi)，這是其最大缺點(diǎn)。以?xún)?nèi)，這是其最大缺點(diǎn)。 第一章 彩色電視

8、基礎(chǔ)原理 二、二、PAL制制 PAL 制是制是 1962 年德國(guó)德律風(fēng)根（年德國(guó)德律風(fēng)根（Telefunken）公司）公司研制成功的兼容制彩色電視制式。該制式是為了克服研制成功的兼容制彩色電視制式。該制式是為了克服 NTSC 制相位色調(diào)失真的敏感性而產(chǎn)生的。目前使用制相位色調(diào)失真的敏感性而產(chǎn)生的。目前使用 PAL 制的國(guó)家有德國(guó)、中國(guó)、英國(guó)及西歐一些國(guó)家。制的國(guó)家有德國(guó)、中國(guó)、英國(guó)及西歐一些國(guó)家。 1. 逐行倒相正交調(diào)幅制逐行倒相正交調(diào)幅制 PAL 制又稱(chēng)逐行倒相正交平衡調(diào)幅制，它是在制又稱(chēng)逐行倒相正交平衡調(diào)幅制，它是在 NTSC 制正交平衡調(diào)幅的基礎(chǔ)上，將其中已調(diào)的紅色差分量進(jìn)行制正交平衡調(diào)

9、幅的基礎(chǔ)上，將其中已調(diào)的紅色差分量進(jìn)行逐行倒相，即相鄰兩行的相位相差逐行倒相，即相鄰兩行的相位相差 180，這樣可以利用，這樣可以利用相鄰兩行色彩的互補(bǔ)來(lái)消除由相位失真引起的色調(diào)失真。相鄰兩行色彩的互補(bǔ)來(lái)消除由相位失真引起的色調(diào)失真。傳送方式如下所示。傳送方式如下所示。 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 第一行：第一行： Fn=Usinsct+Vcos sct （ NTSC 行）行） 第二行：第二行： Fn+1=UsinsctVcos sct （PAL 行）行） 第三行：第三行： Fn+2=Usinsct+Vcos sct 如此類(lèi)推，如此類(lèi)推，PAL 制色度信號(hào)的數(shù)學(xué)式表達(dá)為制色度信號(hào)的數(shù)學(xué)式表達(dá)為

10、F= Usinsct Vcos sct 逐行倒相原理框圖如圖逐行倒相原理框圖如圖 1.34 所示。所示。圖圖1.34 逐行倒相原理逐行倒相原理 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 2. PAL 制相位失真的補(bǔ)制相位失真的補(bǔ)償原理償原理 在接收端為了能按照色在接收端為了能按照色度信號(hào)的本來(lái)相位正確地重度信號(hào)的本來(lái)相位正確地重現(xiàn)原來(lái)的色調(diào)，必須把現(xiàn)原來(lái)的色調(diào)，必須把 PAL 行的色度信號(hào)分量行的色度信號(hào)分量 FV 再重再重新倒回來(lái)，也就是將如圖新倒回來(lái)，也就是將如圖 1.36 所示的所示的 Fn1 行色度信行色度信號(hào)在接收機(jī)中必須再倒回到號(hào)在接收機(jī)中必須再倒回到與之相應(yīng)的與之相應(yīng)的 Fn 位置上，否位置上，

11、否則將失去原來(lái)的色調(diào)。則將失去原來(lái)的色調(diào)。圖圖1.36 相位失真的補(bǔ)償原理相位失真的補(bǔ)償原理 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 3. PAL 制色副載波的選擇制色副載波的選擇 為了使為了使 Y、FU、FV 三個(gè)信號(hào)頻譜錯(cuò)開(kāi)，三個(gè)信號(hào)頻譜錯(cuò)開(kāi)，PAL 制采用了制采用了1/4 行頻間置，為了減小行頻間置，為了減小 色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)干擾的可見(jiàn)度，色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)干擾的可見(jiàn)度，PAL 制色副載波又增加了制色副載波又增加了 25 Hz，稱(chēng)半場(chǎng)頻偏置，即，稱(chēng)半場(chǎng)頻偏置，即 fsc=（n-1/4）fH+1/2fV，n=284， fsc = 283.75fH +25Hz=4.43361875MHz4.43 MHz

12、 圖圖1.37 PAL制亮度信號(hào)與色度信號(hào)的頻譜關(guān)系制亮度信號(hào)與色度信號(hào)的頻譜關(guān)系 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 4. PAL 制色同步信號(hào)制色同步信號(hào) PAL 制色同步信號(hào)作用是為接收機(jī)副載波振蕩器提供一制色同步信號(hào)作用是為接收機(jī)副載波振蕩器提供一個(gè)頻率和相位基準(zhǔn)，而且還攜帶著色度信號(hào)中個(gè)頻率和相位基準(zhǔn)，而且還攜帶著色度信號(hào)中N 行和行和 P 行的識(shí)行的識(shí)別信息。別信息。 產(chǎn)生產(chǎn)生 PAL 制色同步信號(hào)的方法是在發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)色同制色同步信號(hào)的方法是在發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)色同步選通脈沖，稱(chēng)為步選通脈沖，稱(chēng)為 K 脈沖。將脈沖。將 K脈沖以一定的極性分別加到兩脈沖以一定的極性分別加到兩個(gè)色差信號(hào)中，與色

13、差信號(hào)一起送入平衡調(diào)幅器。正極性的個(gè)色差信號(hào)中，與色差信號(hào)一起送入平衡調(diào)幅器。正極性的 K脈沖加入脈沖加入 V 平衡調(diào)幅器可以產(chǎn)生色同步信號(hào)的平衡調(diào)幅器可以產(chǎn)生色同步信號(hào)的 V 分量（分量（NTSC 行為行為90，PAL 行為行為90） ，負(fù)極性，負(fù)極性 K 脈沖加入脈沖加入 U 平衡平衡調(diào)幅器則可產(chǎn)生色同步信號(hào)的調(diào)幅器則可產(chǎn)生色同步信號(hào)的 U 分量（分量（180） ，兩個(gè)分量相，兩個(gè)分量相混合便形成了逐行交替變化（混合便形成了逐行交替變化（135和和135）的色同步信）的色同步信號(hào)，如圖號(hào)，如圖 1.38 所示。所示。PAL 制色同步信號(hào)可表示為制色同步信號(hào)可表示為 135sin21tFsc

14、B 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 圖圖1.38 PAL制色同步信號(hào)形成框圖制色同步信號(hào)形成框圖 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 5. PAL 制編碼器制編碼器 PAL 制編碼器是將三基色信號(hào)制編碼器是將三基色信號(hào) E R 、 E G 、 E B 編制成編制成彩色全電視信號(hào)，其編碼原理框圖如圖彩色全電視信號(hào)，其編碼原理框圖如圖 1.39 所示。編碼過(guò)程所示。編碼過(guò)程如下：如下： 將三基色電信號(hào)將三基色電信號(hào) ER、EG、EB 通過(guò)矩陣電路變成一個(gè)通過(guò)矩陣電路變成一個(gè)亮度信號(hào)亮度信號(hào) EY 和兩個(gè)色差信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)ER-Y、EB-Y。 亮度信號(hào)亮度信號(hào) EY 通過(guò)通過(guò) 4.43 MHz 陷波器、放大、陷

15、波器、放大、0.6 s 延延時(shí)后再與行場(chǎng)同步信號(hào)、行場(chǎng)消隱信號(hào)時(shí)后再與行場(chǎng)同步信號(hào)、行場(chǎng)消隱信號(hào) Es 相混合后，送往矩相混合后，送往矩陣電路。陣電路。 色差信號(hào)色差信號(hào) ER-Y、EB-Y 經(jīng)頻帶和幅度壓縮后，得到經(jīng)頻帶和幅度壓縮后，得到 V、U 信號(hào)。信號(hào)。 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 V 信號(hào)與信號(hào)與K 脈沖混合，脈沖混合， 對(duì)副載波對(duì)副載波 Vcossct 進(jìn)進(jìn)行平衡調(diào)幅，行平衡調(diào)幅， 得到已調(diào)色度信號(hào)得到已調(diào)色度信號(hào) F V和和V 路色同步信號(hào)分路色同步信號(hào)分量量 F BV ；U 信號(hào)與信號(hào)與 K 脈沖混合后，對(duì)副載波脈沖混合后，對(duì)副載波 sinsct 進(jìn)行進(jìn)行平衡調(diào)幅，得到已調(diào)色度信

16、號(hào)平衡調(diào)幅，得到已調(diào)色度信號(hào) FU 和和 U 路色步信號(hào)分量路色步信號(hào)分量 FBU。這兩路信號(hào)疊加后得到色度信號(hào)這兩路信號(hào)疊加后得到色度信號(hào) F 和色同步信號(hào)和色同步信號(hào)FB（或用（或用 B 表示）表示） 。 由發(fā)射端產(chǎn)生基準(zhǔn)色副載波由發(fā)射端產(chǎn)生基準(zhǔn)色副載波 sinsct ，并得到，并得到 V cos sc t。 色度信號(hào)（色度信號(hào)（F） 、色同步信號(hào)（、色同步信號(hào)（B） 、亮度信號(hào)、亮度信號(hào)（Y） 、輔助信號(hào)（、輔助信號(hào)（S）混合后形成彩色全電視信號(hào)）混合后形成彩色全電視信號(hào) FBAS。 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 圖圖1.39 PAL制編碼器原理圖制編碼器原理圖 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 6

17、. PAL制解碼器制解碼器 逐行倒相正交同步解調(diào)原理逐行倒相正交同步解調(diào)原理 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 三、三、SECAM制制 SECAM 是是 1966 年由法國(guó)首先使用，年由法國(guó)首先使用， 它也是為了克服它也是為了克服 NTSC 制對(duì)相位失真敏感而設(shè)計(jì)的。制對(duì)相位失真敏感而設(shè)計(jì)的。SECAM 意為順序傳送與記意為順序傳送與記憶彩色信號(hào)。目前主要有法國(guó)及東歐一些國(guó)家使用。憶彩色信號(hào)。目前主要有法國(guó)及東歐一些國(guó)家使用。SECAM 制編碼原理框圖如圖制編碼原理框圖如圖 1.40 所示。所示。圖圖1.40 SECAM制編碼原理圖制編碼原理圖 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 SECAM 制的特點(diǎn)如下：制的

18、特點(diǎn)如下： 它也是傳送它也是傳送 EY、ER-Y、EB-Y 三種信號(hào)。每一行都傳三種信號(hào)。每一行都傳送亮度信號(hào)，而兩色差信號(hào)逐行順序按行輪換傳送。送亮度信號(hào)，而兩色差信號(hào)逐行順序按行輪換傳送。 由于每行只傳送一個(gè)色差信號(hào)，色度信號(hào)的間置不必由于每行只傳送一個(gè)色差信號(hào)，色度信號(hào)的間置不必要采用正交平衡調(diào)幅的方法，而采用調(diào)頻方式，分別用兩個(gè)要采用正交平衡調(diào)幅的方法，而采用調(diào)頻方式，分別用兩個(gè)不同頻率的副載波傳送兩個(gè)色差信號(hào)。不同頻率的副載波傳送兩個(gè)色差信號(hào)。 傳送傳送 ER-Y 的副載波頻率為的副載波頻率為 fSR= 282fH=28215 625 Hz=4.40 625 MHz 傳送傳送 EB-Y 的副載波頻率為的副載波頻率為 fSR= 272fH=27215 625 Hz=4.25 MHz 第一章 彩色電視基礎(chǔ)原理 SECAM 制不發(fā)送色同步信號(hào)，只傳送識(shí)別信號(hào)，而制不發(fā)送色同步信號(hào)，只傳送識(shí)別信號(hào)，而且識(shí)別信號(hào)不是每行都傳送，僅在每場(chǎng)期間給出且識(shí)別信號(hào)不是每行都傳送，僅在每場(chǎng)期間給出 9 行的行識(shí)行的行識(shí)別信號(hào)。因?yàn)閯e信號(hào)。因?yàn)?SECAM 制的色度信號(hào)采用調(diào)頻制，在彩色電制的色度信號(hào)采用調(diào)頻制，在彩色電視機(jī)解調(diào)時(shí)與視機(jī)解調(diào)