模拟电视制式与系统
模拟电视与数字电视
TV模拟电视与数字电视第一部分：TV概念1.模拟电视ATV:概念：图象信号的产生、传输、处理到接收机的复原，整个过程几乎都是在模拟体制下完成的;传统的模拟电视存在易受干扰、色度畸变、亮色串扰、行串扰、行蠕动、大面积闪烁、清晰度低和临场感弱等缺点。
模拟电视图像标准制式：PAL、NTSC、SECAM三种制式，PAL制式代表的国家为中国、新加坡、英国、澳大利亚、西班牙、巴西、阿根廷等；NTSC制式代表的国家为美国、加拿大、墨西哥、韩国、日本等；SECAM制式代表的国家为伊朗、蒙古、乌克兰、伊拉克、智利、哥伦比亚等模拟电视发展前景：全球101个国家2015年计划关闭模拟电视，据透露了全球广电将向数字化进展。
许多工业化国家从上世纪九十年代中期便开始大力推进数字化，目前广播电视台内制播系统和卫星、有线、地面传输系统大部分都实现了数字化。
据悉，荷兰很早停播了地面模拟电视，成为世界上首个实现数字化的国家；美国、日本、韩国、澳大利亚等国家和地区也先后关闭模拟电视；欧洲、非洲和亚洲有101个国家计划在2015年关闭模拟电视。
2.数字电视:从信源开始，将图象画面的每一个像素、伴音的每一个音节都用二进制数编码成多位数码，再经过高效的信源压缩编码和前向纠错、交织与调制等信道编码后，以非常高的比特率进行数码流发射、传输和接收的系统工程;数字设备只输出1和0两个电平，恢复时不究大小，因而信号稳定，抗干扰强，非常适合远距离的数字传输。
世界三大地面数字电视ISDB:ISDB是日本的DIBEG(Digital Broadcasting Experts Group 数字广播专家组)制订的数字广播系统标准,它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号,同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去.ISDB具有柔软性,扩展性,共通性等特点,可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务.ISDB是日本基于自己的国情，在欧洲COFDM基础上的一种改进，特别是针对多媒体广播和移动接收的需求。
模拟电视技术 (1)
模拟电视技术原理讲解——以PAL制的声画信号的转换原理为例电视显示的主要原理就是如何把模拟的数字信号转化为图像。
以前我们看的是黑白电视，随着科技的发展，现在彩色电视已经走进了千家万户。
说道彩色电视的成像原理，我们就不得不提到彩色制式。
彩色电视制式就是实现彩色电视所采用的具体方法，也就是对色彩电视信号进行加工、处理和传输的特定方式。
一、彩色制式的基本内容为了把三基色电信号由发送端传输到接收端以实现彩色电视和之前的黑白电视之间的兼容，彩色电视制式必须具有如下特点：1.兼容制彩色电视信号中必须有亮度信号和色度信号两部分，而且两者是相互独立的。
2.彩色电视信号的频率特性应与黑白电视通道频率特性基本一致，应该有相同的频带的宽度，图像载频和伴音载频。
3.彩色电视和黑白电视应该有相同的扫描方式及扫描频率。
相同的辅助信号及参数。
4.应尽可能的减小亮度信号和色度信号之间的相互干扰。
而为了满足这些条件，实际操作中通常还会采取以下措施：1.通过矩阵电路图产生独立的电路信号和色差信号。
2.依据大面积的着色原理压缩色度信号频带宽度3.依据频谱交错原理实现亮度信号与色度信号共享6MHz带宽。
在模拟电视技术中，通常是采取这样的方式措施对亮度信号和色度信号进行处理的，但在具体处理的环节上又有不同的技术措施。
从而产生了不同的彩色制式。
常见的彩色制式有NTSC制、PAL制和SECAM制三种。
由于国内大多采取PAL制，今天就主要讲解PAL制的声画信号转换。
PAL制是1962年联邦德国研制出来的。
相对于其他两个制式，它具有如下特点：1.对相位失真不敏感2.多径接收对PAL制信号的影响小3.梳状滤波器可以减少亮度和噪波对色彩的干扰4.PAL制由于采用了1/4行频偏置和25Hz偏置来确定副载波，有效的实现了亮度信号和色度信号的频谱交错，保证了画质和兼容性。
二、PAL制编码过程PAL的编码是指将三基色信号彩色全电视信号的过程，PAL编码过程如图所示：首先把Vr，Vg，Vb（为简洁起见，将三信号标记为R,G,B）信号通过矩阵电路进行行线组合，形成亮度信号和经幅度压缩的两个色差信号Ur-y，Ub-y （记为R-Y,B-Y）。
模拟电视制式和数字电视标准
目前各国在信源编码-视频音频编码方案上已统一于MPEG-2标准。无论针对哪种传输媒介，从节目复用器和传送复用器中生成的都是标准的MPEG-2的TS码流。当进行数字广播时，根据传输媒介，选用相应的传输系统，通过纠错编码和调制，将TS码流变换成射频信号。
MPEG-2标准从1990年开始研究，1994发布DIS。它是一个直接与数字电视广播有关的高质量图像和声音编码标准。 MPEG-2可以说是MPEG-1的扩充，因为它们的基本编码算法都相同。但MPEG-2增加了许多MPEG-1所没有的功能，例如运动向量的精确度提高到半个像素；由于关键帧里存在特殊向量，扩展了错误冗余；离散余弦变换中可选择精度；超前预测模式；质量伸缩性（在同一视频流中可容忍不同质量的图象）；支持VBR，提供了位速率的可变性能(scalability)功能；增加了隔行扫描电视的编码。
在数字通信系统中，定性而论，传输效率越高，传输可靠性越差；效率越低，可靠性越高，即提高有效性与提高可靠性是一对矛盾，实际通信系统设计的任务就是在这两者之间作综合考虑。例如在卫星通信中，由于信号衰减很严重，传输信号常淹没在噪声中，可靠性问题变得十分尖锐，因此采用了QPSK调制技术。QPSK具有很强的抵抗幅度干扰的能力，但传输效率比较低，仅为2bit/s/Hz。而在数字微波通信中，由于干扰较小，信道环境较好，因此采用了256QAM这种高效调制技术，传输效率高达8bit/s/Hz，但256QAM抗干扰的
③ MPEG-2声音，写成MPEG-2 Audio，规定声音数据的编码和解码，是MPEG-1 Audio的扩充，支持多个声道，标准名是ISO/IEC 13818-3：1998 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 3：Audio。
电视基础知识(1)
数字电视频段划分：
频段分为：VL、VH和U段，在不同国家和地区频段是有差别的。美国6M,中国8M， 澳大利亚7M,欧洲大部分国家7/8M并存。 频率为VHF: 177.5~ 226.5 MHz, UHF: 474 ~ 858 MHz（英国474～850MHZ)
数字电视测试调节参数：
TS（Transport stearm)：信息流 PS（ProgramStream）：节目流 载波数：2K & 8K 卷积编码码率(内纠错码）：Code Rate：1/2，2/3，3/4，5/6，7/8（1/2具有最强 的纠错码能力，但是浪费带宽，7/8的保护码只占有用的八分之一，带宽利用率 高，但是纠错能力弱 ） 符号率Guard Int：1/2，1/8，1/16，1/32 通道带宽Channel bandwidth：7MHz/8MHz 附注： 一个电视信号，最终一般仅仅选择其中一个调制方式，其中，QPSK的信号 移动性能好，但是数据量小，64QAM的数据量大，但是几乎不支持移动，德国 的多数电视台在采用。16QAM居中
模拟电视基础---丽音（NICAM)
数字丽音(NICAM)由英国广播公司研发的数字伴音技术,其数据传输率为 728Kbps，故也称其为：Nicam-728 Nicam可以传送立体声节目，也可以传送双语节目，还可以传送数字信息。 具有传送的声音动态范围大、音质好、信噪比高、串音小等优点 地面电视广播一般应用：PAL-I (香港、澳门) 大陆：PAL-DK 香港、澳门、深圳、东莞、珠海、佛山：PAL-I 注：NTSC的双语伴音技术为NTSC M-MTS(多通道 伴音) NICAM(丽音）信号种类） 1. 单语言丽音：立体声、Nicam Mono 立体声、 立体声 2. 双语言丽音：声音 、声音 (两种声音类型对应两种语言 声音1、声音2 两种声音类型对应两种语言 两种声音类型对应两种语言) 声音 3. 普通单语单音：FM Mono 香港=== 丽音 PAL-I 大陆=== 单音 PAL-DK 香港 大陆
电视原理模拟彩色电视制式课件
是不失真传输所需要的压缩后的色差信号分别用U
和V表示,它们与压缩前的色差信号(R-Y)和(B-Y)的
关系是
•
U=0.493(B-Y)
•
V=0.877(R-Y)
电视原理模拟彩色电视制式课件
100%幅度彩条波形图 (a)Y+Fb+s信号; (b)色度信号F; (c)Y+F+Fb+s信号
电视原理模拟彩色电视制式课件
平衡调幅抑制了载波分量,使得调幅波中没有Uscosωst 一项,因而其表达式变为
u2Ucostcosst 1 2Ucos(s)t1 2Ucos(s)t
电视原理模拟彩色电视制式课件
• 平衡调幅波的特点是:
• (1)平衡调幅波的幅度与调制信号幅度的绝对值成 正比。
• (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,平衡调幅波与载波反相。
• 2：兼容性和非兼容性（使用的目的）； • 兼容性具备以下特点： • （1）兼容性（黑白电视收看彩色电视信
号）和逆兼容性（彩色电视能收看黑白 电视信号） • （2）相应的黑白电视制式 （扫描频率、 频宽、伴音载频和图象载频的频率及二 者之间的间距、行同步与场同步等）
电视原理模拟彩色电视制式课件
第三章彩色电视制式
由式联立求解,可得: x1=0.493 x2=0.877
电视原理模拟彩色电视制式课件
Y=0.30R+0.59G+0.11B R-Y=0.70R-0.59G-0.11B B-Y=-0.30R-0.59G+0.89B V=0.877(R-Y) U=0.493(B-Y) 黄色 R=1，G=1，B=0 Y=0.89 R-Y=0.11 B-Y=-0.89 U=0.493（-0.89）=-0.44 V=0.877（0.11）=0.1
第3章 模拟彩色电视制式
亮度方程：
EY = 0.30ER + 0.59EG + 0.11EB
黑白图像
ER=EG=EB＝1V时，混合色为白色。 ER=EG=EB＝0V时，混合色为黑色。
0V ＜ER=EG=EB＜1V ，混合色为灰色。
彩色图像
ER、EG、EB不相等
ER ：EG ：EB反应色调 按亮度方程计算得到亮度
亮度方程：
一般调幅波与平衡调幅波频谱波形图（设u(t)=UmCOSΩt）
红色度分量 C：色度信号
正交平衡调幅框图
蓝色度分量
（R-Y）cosωsc t C
令： CV＝（R-Y）cosωsc t CU＝（B-Y）sinωsc t
（B-Y）Sinωsc t
彩色矢量图
C CV CU
(R Y )2 (B Y )2 sin sct
压缩方法
压缩色差信号有两种方法： ①（R-Y）、（B-Y）同比例压缩 ②不同比例压缩（仅压缩超出的部分）
同步头对应的视频信号幅度为 - 0.43V。则要求Y+C的信号 最大最小电平分别不超过白电平和黑电平的33%， 如图 即在在-0.33～1.33V范围内。 即： 黄色：Y+C不超过1.33
蓝色：Y-C不低过-0.33 按压缩系数k1、k2来压缩色差信号(B-Y)、(R-Y)，压缩后的 色差信号分别用U、V表示：
正兼容
彩色电视信号
逆兼容
黑白电视信号
黑白电视接收机 彩色电视接收机
兼容要解决的问题 亮度信号和色度信号 图像载频和伴音载频 频带宽度和频道划分 扫描制式 相同的辅助信号及参数
第3章 彩色电视制式
亮度信号与色差信号、NTSC制、PAL制
1.亮度方程
模拟彩色电视制式
图1.32 NTSC4.43制编码原理框图
NTSC-M 制是标准的彩色电视制式，它的视频带宽为 4.2 MHz，它的编码原 理框图如图1.33 所示。
在 NTSC-M 制中不是传送 U、V 色差信号，而是传送 I、Q 色差信号，这样 做是为了进一步压缩视频信号的带宽（实际 NTSC-M 制的带宽为 4.2 MHz） 。
FB
1 2
s
in
sc
t
135
图1.38 PAL制色同步信号形成框图
5. PAL 制编码器 PAL 制编码器是将三基色信号 E R 、 E G 、 E B 编制成彩色全电视信号，其 编码原理框图如图 1.39 所示。编码过程如下： ① 将三基色电信号 ER、EG、EB 通过矩阵电路变成一个亮度信号 EY 和两个 色差信号ER-Y、EB-Y。 ② 亮度信号 EY 通过 4.43 MHz 陷波器、放大、0.6 µs 延时后再与行场同步 信号、行场消隐信号 Es 相混合后，送往矩阵电路。 ③ 色差信号 ER-Y、EB-Y 经频带和幅度压缩后，得到 V、U 信号。
图1.34 逐行倒相原理
2. PAL 制相位失真的补偿原理 在接收端为了能按照色度信号的 本来相位正确地重现原来的色调，必 须把 PAL 行的色度信号分量 FV 再重 新倒回来，也就是将如图 1.36 所示的 Fn＋1 行色度信号在接收机中必须再 倒回到与之相应的 Fn 位置上，否则将 失去原来的色调。
第一行： Fn=Usinωsct+Vcos ωsct （ NTSC 行） 第二行： Fn+1=Usinωsct－Vcos ωsct （PAL 行） 第三行： Fn+2=Usinωsct+Vcos ωsct 如此类推，PAL 制色度信号的数学式表达为
TV 制式及视频接口介绍
PAL 制: .(Phase Alternation Line) 为了克服NTSC 制的相位敏感性, 1962 年在当时的西德, 研究出PAL 制.(Phase Alternation Line) – 相位逐行交变.PAL制克服了NTSC 制的相位敏 感性, 因而不采用不等带宽的Q, I 色差信号,而采用等带宽的U, V 色差信号.
中频信号频率标准:
主流如美国之影像中频45.75MHz及声音中频 41.25MHz (相差4.5MHz). 主流如欧洲之影像中频38.9MHz及声音中频33.4MHz (相差5.5MHz). 主流如中国之影像中频38MHZ及声音中频 31.5MHZ(相差6.5MHZ) 其它国家如日本澳洲苏俄等均有特定之中频频率: 影像中频澳洲36.875MHz,声音中频31.375MHZ 影像中频爱尔兰39.5MHz,声音中频33. 5MHZ 影像中频法国40.2MHz,声音中频33.7MHZ 影像中频日本58.75MHz,声音中频54.25MHZ 此时声音频率较影像低,与电视频道频率高低相反,系由 于选台器外差线路造成.
Teletext (文字广播) :
Teletext 能将电视画面变成40x24 的文字模式，并显示文字讯息( 类似网络 上 BBS 的画面)，在欧洲被广泛的应用，目前Teletext 有A、B、C、D 四个 系统，这四个系统主要差别在于信号传输速率，目前 System B 最多国家使 用，约占全世界teletext service的8成。 Teletext 数据格式以 Packet 为单位，Packet可组成 Page，Page Group 称为Magazine，其架构如下： Page : 由 N 个packet组成，但只能有1个Page Header Packet Magazine : 由Page 组成，每个 magazine 最多有255 Page，Magazine 最 多 8 个。 Page Number : 通常 decoder会在画面中显示Page Number 其格式为 Mpp : M = Magazine Number ，pp = page number (16 进制) ex : 100 = Magazine 1 ,Page 00 decoder 处理Teletext数据时通常将接收的数据，先储存于 memory中再做处 理，所以decoder具备的memory大小决定了TV 能同时处理多少teletext 数据。 System B Teletext 有4种表现等级，分别为Level 1、Level 1.5 、Level 2.5、 Level 3.5比较如下： Level 1: 一般拉丁文字集、固定颜色调色盘、40x24字画面 Level 1.5 : 新增一组扩充字集 Level 2.5 : 新增调色盘，并可自订颜色、新增其它文字属性、自订字集、 Side Panel、Object Level 3.5 : 可自订的字集再扩充
ATV基础知识
电视系统介绍一．模拟电视制式差异介绍众所周知，模拟电视广播有NTSC、PLA、SECAM三种标准制式。
1. NTSC制：NTSC制标准是由美国的国家电视委员会（NTSC，National Television System Committee）在1953年12月所制定，称为NTSC 制，分为NTST-M、NTSC-N等，为北美和日本等国所采用。
NTSC制式的供电频率为60Hz，场频为60场/秒，帧频为30/秒，扫描线为525行，图像信号带宽为6.2MHz；24比特的色彩位深，画面的宽高比为4：3；使用的分辨率是760*486，画面解析度为720*480，约34万象素。
这种制式的色度信号调制特点为平衡正交调幅制（即平衡调制和正交调制两种），属于同时制，虽然解决了黑白与彩色电视广播的互相的兼容问题，但是存在相位容易失真、色彩不太稳定的缺点2. PAL制PAL（Phase Alternating Line，意为逐行倒相）制标准是由德国（前德）在综合NTSC制优势的基础之上制定出来的，时间在1962年，分为PAL-B、PAL-I、PAL-M、PAL-N、PAL-D（中国采用的）等，为欧洲和中国等国所采用。
PAL制式的供电频率为50Hz，场频为50场/秒，帧频为25/秒，扫描线为625行，图像信号带宽分别为4.2/5.5/5.6MHz；24比特的色彩位深，画面的宽高比为5：4；使用的分辨率是720*576，画面解析度为720*576，约40万象素。
该制式克服了NTSC制对相位失真的敏感性，它对同时传送的两个色差信号中的一个进行逐行倒相，而另一个进行正交调制。
这样一来，如果在信号的传输过程中发生了相位失真，则会由于相邻两行信号的相位相反起到互补作用，它属于同时制。
为此PAL制对相位失真不敏感，图像彩色误差较小，彩色与黑白兼容性较好；但与NTSC制相比，其编、解码器都较复杂，信号处理也较麻烦，接收机的成本也相对较高。
电视制式种类及详解
世界上主要使用的电视广播制式有PAL、NTSC、SECAM三种，中国大部分地区使用PAL 制式，日本、韩国及东南亚地区与美国等欧美国家使用NTSC制式，俄罗斯则使用SECAM 制式。
中国内市场上买到的正式进口的DV产品都是PAL制式。
简介电视信号的标准也称为电视的制式。
目前各国的电视制式不尽相同，制式的区分主要在于其帧频（场频）的不同、分解率的不同、信号带宽以及载频的不同、色彩空间的转换关系不同等等。
电视制式就是用来实现电视图像信号和伴音信号，或其它信号传输的方法，和电视图像的显示格式，以及这种方法和电视图像显示格式所采用的技术标准。
严格来说，电视制式有很多种，对于模拟电视，有黑白电视制式，彩色电视制式，以及伴音制式等；对于数字电视，有图像信号、音频信号压缩编码格式（信源编码），和TS流（Transport Stream）编码格式（信道编码），还有数字信号调制格式，以及图像显示格式等制式。
由于我国数字电视制式标准还没有公布，所以这里我们暂时对数字电视制式先不讨论。
电视可用不同的方式来实现。
实现电视的一种特定方式，称为电视的一种制式。
在黑白电视和彩色电视发展过程中，分别出现过许多种不同的制式。
彩色电视制式黑白电视制式黑白电视制式的主要内容为：图像和伴音的调制方式、图像信号的极性、图像和伴音的载频差、频带宽度、频道间隔、扫描行数等等。
目前世界各国所采用的黑白电视制式有：A、B、C、D、E、F、G、H、I、K、K1、L、M、N等，共计13种（其中A、C、E已不采用），我国为其中的D、K制。
黑白电视制式通常是按其扫描参数、视频信号带宽以及射频特性的不同而分类的。
目前世界上的黑白电视制式大致分为13种，我国黑白电视属于D/K制。
黑白电视制式使用时间最长，现在的彩色电视制式也是在黑白电视制式上发展起来的，并且向下兼容，因此黑白电视制式到现在还具有非常重要的意义。
下面的图1是全世界各国模拟电视制式的特性表（黑白电视与彩色电视兼用）。
电视系统制式工作原理
电视系统制式工作原理
副载波处理
在SECAM制中，由于每行只传送一个色差信号，因 而色度信号的传送不必采用正交平衡调幅的方式，而采 用一般的调频方式。这样，在传输中引入的微分相位失 真对大面积彩色的影响较小。
这样既压缩了色度信号 的带宽，又不会造成串色。
电视系统制式工作原理
NTSC制编码方框图
电视系统制式工作原理
NTSC制解码方框图
电视系统制式工作原理
NTSC制的主要性能
1.在现在用的3种兼容制中，NTSC制色度信号的 组成方式最为简单，因而解码电路也最简单，容易集 成化。
2.NTSC制色度信号每行都以同一方式传送，因 而不存在对图像质量有损害的行顺度效应。
SECAM制是用错开传输时间的办法，即时分 原则来避免串色及由其造成的彩色失真。
电视系统制式工作原理
SECAM制式解析
由于在同一时间内传输通道中只传送一个色差 信号，而接收机中必须同时存在Y、R－Y和B－Y 三个信号才能解调出三基色信号成R、G、B，所以 在SECAM帛中也采用了超声延时线。它将上一行 的色差信息贮存一行的时间，然后与这一行传送的 色差信息使用一次；这一行传送的信息又被贮存下 来，再与下一行传送的信息使用一次。这样，每行 所传送的色差信息均使用两次，就把两个顺序传送 的色差信号变成同时出现的色差信号。将两个色差 信号和Y信号送入矩阵电路，就解出了R、G、B信 号。
PAL是相位逐行交变（Phase Alternation Line） 的缩写。
按色度信号的特点，PAL制又称逐行倒相正交 平衡调幅制。
电视系统制式工作原理
彩色相序交变原理
色度矢量在同一方向的相位误差，在相反的彩 色相序下将产生方向相反的色度偏差，就能趋向于 抵消偏差而恢复正确的彩色。
5.1.1 模拟电视制式
第五章电视摄像系统电视摄像系统基本模块：摄像机、发送和接收系统、显示器附加模块：视频记录、视频处理摄像机电视发射机电视接收机视频编码机视频解码机显示器物镜发送天线接收天线有线电视/光缆开路电视闭路电视开路和闭路电视系统开路电视系统•借助发射端与接收端的天线传送全电视信号高频电磁波。
•用于广播电视、军用微光电视系统。
闭路电视系统•用电缆或光缆作为通道传送视频信号。
•设备简单，经济可靠，调整使用方便，装备部队的微光电视系统多属此类。
图像的解析（摄像）信号处理图像的合成（复原）电视图像的分解合成按照一定规则，即电视体制（制式）1958年，北京理工大学完成我国第一套电视发射系统，注册中国电视第一频道，图为矗立在主楼上的电视发射天线。
5.1电视体制与图像传送5.1.1 模拟电视制式模拟电视制式图像的传送图像信号传输•发送端：将传送的图像分解成许多像素，将其同时转变成电信号；•图像信号按时间顺序传送，即把被传送的图像各像素的亮度按一定顺序转变成电信号，依次传送；•接收端：到达的电信号按解析的顺序转换为光信号。
视频：连续的动态图像，利用人眼的视觉暂留效应动作连贯性的要求：帧频 15FPS图像的解析与合成——扫描电视系统的视频信号传递过程借助扫描实现。
扫描：把图像像素的光信号转变为顺序传送的电信号的过程以及将顺序传递的电信号重现为光学图像的过程，即扫描就是图像分解和复合的过程。
逐行扫描隔行扫描压缩图像信号的频带宽度；不降低分辨力和产生图像闪烁假定图像由若干条从白逐渐变黑，宽度相等的垂直条纹组成，则摄像机某一扫描行的输出电视图像信号电压波形如图。
电视图像信号电压波形正程：扫描点由点A 扫到B 时，对应于t A到t B 的阶梯形电压波形。
白色图像信号为低电平，黑色图像信号为高电平。
逆程：点B 到点C 为行扫描，在此期间摄像机不应有图像信号输出，以免干扰图像画面。
电视图像信号电压波形以同步信号电平作为100%，黑色信号电平占75%，白色信号电平占12.5%。
模拟电视信号介绍
NTSC 59.94 Hz
行扫描线 行频 亮度信号带宽
525条 15,734.264 Hz 4.2 MHz
声音载波
4.5 MHz (System-M)
色度信号
I、Q
色信号载频 (455/2)fH = 3.579545MHz
色信号调频方 式 色差信号带宽
彩色同步频率
相位及振幅正交调变
I=1.3 MHz Q=0.6 MHz 3.58 MHz
行同步信号：保持发送端与接收端行信号一致，在行逆程发出，叠加在行消隐之上。宽度：4.7μs，脉冲前沿滞后行消隐信号前沿 1.3μs，电平幅度25%，周期：64μs。
场同步信号：保持发送端与接收端场信号一致，在场逆程发出，叠加在场消隐之上。宽度：160μs，前肩160μs，电平幅度：25%。
复合同步信号：将行场同步信号复合在一起，称为复合同步信号。
残留边带图像频带：B1=1.25+6.25=7.5MHz伴音频带：B2=0.5MHz 每个频道分配：8MHz，图像载频与伴音载频相差6.5MHz
4 电视彩色制式
1．NTSC制式 NTSC(National Television Systems Committee)彩色电视制是1952年美国国家电视标准委员会定义的彩色电
复合消隐和复合同步信号叠加如下图
2.4 行场扫描参数
PAL扫描参数
NTSC扫描参数 在模拟电视技术中，由于黑白与彩色电视的兼容性，扫描设定是一致的。
2.5 视频信号的频带
图像信号的频带宽度，对电视频道的设置很重要。一般图像信号的频宽决定了视频信号的宽度。图像信号频带宽度是最高频率与最 低频率之差，即B= fmax—fmin 。 当图像信号背景不变时：fmin=0 当图像像素黑白相间变化，如图：设n为每行分解的像素（黑白相间的条纹数），取n=583，行扫描正程时间T正= 52µs，在显示 一行图像扫描中，黑白间隙每秒的变化次数最大为n/2，则最高频率fmax 为：
模拟数字电视中央信号系统
模拟数字电视中央信号系统设备的功能介绍1、视频信号发生器PI6682、视频信号发生器PI6793、模拟电视调制器PI6624、PI3200多制式数字信号源5、高频衰减器SA－6696、VX26信号放大器7、7116C音频扫频信号发生器8、PI6700 16路混频器第一PI668全制式视频信号源Pi668支持世界主要电视制式,具有各种输出接口的信号源,能产生各类优良而全面的检测信号,用于生产和科研过程中校正调试产品.是电视机和视频产品生产线,高校图象处理实验室必不可少的设备,配套<Pi662A>变频电视调制器可构成一套高性能,全频道,多制式的电视信号源.电视制式：支持PAL/NTSC/SECAM/PAL-M多种输出接口：YCrCb,Y/C,CVBS等彩条信号：75/0/100/0标准彩条,EIA彩条(半场彩条)单色场信号：红场,绿场,蓝场会聚,几何失真测试：中心十字,格子,棋盘,点格等白平衡测试信号：窗口,水平/垂直黑白阶跃等,高低电平可调且以数字显示灰度测试信号：八级阶梯波(可选购10,12,15,20级阶梯)复合视频(CVBS)：正级性,输出幅度1Vp-p(75 Ω)伴音输出：400Hz,1KHz二路正弦波,输出幅度200mV(600 Ω)重量和外型尺寸：4KG 440x44x242 标准19英寸机箱第二：PI679全制式视频信号源Pi679型信号源支持世界主要电视制式，具有多种输出接口，能产生各类优良的电视图象检测信号．是视频产品生产线，图象处理实验室必不可少的设备．Pi678D/Pi679D 产生的各种测试信号可评价，测试电视设备的彩色浓度，饱和度，灰度级，图象处理通道的频率响应，脉冲响应特性，非线性失真，白平衡，图象中心，图象重现率，几何失真，会聚失真，色度解码失真等．APi679产生的彩色测试卡(飞卡)是彩电生产必不可少的测试信号，可综合评价彩色图象的质量．Pi679输出的数字清晰度卡(狮子头卡)图象是我国彩电行业普遍采用的垂直，水平图象清晰度的检测标准，具有直观方便的优点．电视制式：支持PAL/NTSC/SECAM/PAL-M多种输出接口： YCrCb,Y/C,CVBS,SCART欧洲标准接口等测试卡1：(仅Pi678D) 彩色测试卡(飞卡)测试卡2：(仅Pi679D) 数字清晰度卡(狮子头卡)测试卡2 ：五圆复合测试卡(综合了数字清晰度卡和飞卡内容)彩条信号： 75/0/100/0标准彩条,EIA彩条(半场彩条)单色场信号：红场,绿场,蓝场会聚,几何失真测试：中心十字,格子,棋盘,点格等白平衡测试信号：窗口,白场,黑场灰度测试信号：灰阶波(可选8,10,12,15级阶梯)其他综合测试信号：多波群,彩条和灰阶叠加圆复合视频(CVBS)：正级性,共二路输出,幅度1Vp-p(75 Ω)伴音输出： 400Hz,1KHz二路正弦波,输出幅度200mV(600 Ω)重量和外型尺寸： 4KG 440x44x242 标准19英寸机箱第三：模拟电视调制器PI662主要特点：全捷变邻频调制器PI662A/V信号调制到45-862MHz 输出频率范围：45-862MHz范围内的任何一个电视频道可多制式工作输出电平：74-84dBμV残留侧边带调制器,频率可调阻抗：75Ohm/F型250KHz每步中频处理：内置SAW滤波器4个按钮的控制面板邻频抑制：＞60dB液晶显示频率允差：±3KHz装有两条白色测试条的图像互调比：≥60dB发生器和1KHz音频反射损耗(-1.5dB/Oct)：≥18dB图象载波频率偏移：±30KHz残留载波稳定性：±5%视频输入电平：0.6-1.4Vp-p视频带宽：0.02-5.0MHz视频输入反射损耗：＞26dB微分相位(典型)：3deg微分增益(典型)：3%色/亮度时延差(典型)：20nsS/N(CCIR405-1)：60dB视频带宽内波纹：≤2dB视频钳位能力：＞26dB邻频抑制比：＜-45dB音频输入电平：0dBm音频输入阻抗(Cinch插座)：600/10KOhm可切换音频输出频率范围：0.04至15KHzS/N(1KHz正弦波)：48dB频响：±1dB失真：0.5%A/V比：10-17dB可调屏蔽：80dB工作温度：-15℃至+60℃电视制式：B/G,D/K,I,M,N,L/Secam频率间隔Pc-Sc1：D/K 6.5MHz±5KHzB/G 5.5MHz±5KHz第四：PI3200系例多制式数字信号发生器pi3200dtv调制器能够非常便利的发射各种数字电视系统信号，广泛适用于数字电视研发、品质的测试以及生产的调试。
电视技术考试重点
电视技术考试重点集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）电视技术考试重点（自己整理）1946年6月成功发明了彩色电视机我国第一台黑白电视机诞生于1958年3月电视图像是一种光信号由光学理论可知，光是以电磁波形式存在的物质。
波长在380--780nm范围内的电磁波能够引起人眼的视觉反映，称为可见光广播电视只利用可见光谱，其波长范围为380-780nm每一种色带都有一个大致的波长范围，可见光谱对色感呈单一的对应关系。
这种一定波长的光谱呈现的颜色称为光谱色。
色感对光谱的对应关系不是唯一的人眼是不能分辨单色黄光和由红、绿两光混合所得复合黄光的差别的，这种由不同光谱混合出相同色光的现象称为同色异谱。
电视台都以色温为9300K制作节目但在欧美因为平时的色温和我国有差异，以一年四季平均色温约6000K为制作节目的参考值人眼的分辨力线数m=3438×H/(Lθ) =458线上式说明，当458线时，即可达到两个视敏细胞之间夹角θ=1.5'的要求，在电视技术中就是根据此值来决定扫描行数的，即水平清晰度因屏幕的宽高比是4：3，同理可推出为610线。
人眼对扫描线区分大于458线，高清平板电视采用1080线。
国际上规定红基色的波长为700nm三基色原理是彩色信息传送和彩色电视广播实现的基础空间混色法是同时制彩色电视的基础时间混色法是顺序制彩色电视的基础。
亮度公式 Y＝0.30R＋0.59G＋0.11B行扫描正程时间大于行扫描逆程时间)只在显像管的行偏转线圈中通入行扫描电流，将在屏幕中间出现一条水平亮线，如图所示。
若只有场扫描过程，则荧光屏上就只出现一条垂直亮线我国电视标准规定，每秒传送25帧，每帧图像为625行，每场扫描312.5行，每秒扫描50场。
场频为50Hz，不会有闪烁现象；一帧由两场复合而成，每帧画面仍为625行，图像清晰度没有降低，而频带却压缩一半。
第3章模拟彩色电视制式
的幅度相应变化而相角不变。 ➢ 对于其他彩色，当γ=1时，色度矢量的相角不随饱
和度变化。否则不成立。 ➢ 色度矢量的幅度同时决定于彩色信号的幅度和饱和
度。 ➢ 饱和度相同的彩色信号色度矢量的幅度不一定相同，
色度矢量幅度相同的彩色信号饱和度不一定相同。
对蓝品之间颜色的分辨力最弱 • 在色度图中：
以I轴表示人眼最敏感的色轴 Q轴表示最不敏感的色轴
第3章模拟彩色电视制式
Q、I与U、V关系
Q、I正交轴与U、V正交轴有33°夹角的关系， 任一色度既可由U、V表示，也可由Q、I表示。 Q、I正交轴与U、V正交轴关系：
Q
cos33° sin33° U
=
I
V
I －sin33° cos33° V
33° Q
U cos33° －sin33° Q
= V sin33° cos33° I
33°
U
第3章模拟彩色电视制式
Y、Q、I与R、G、B关系
由亮度方程：
Y=0.299R+0.587G+0.114B 以及U、V信号与Q、I信号的关系，可以得到： Q = 0.211R－0.523G + 0.312B I = 0.596R－0.275G－0.322B
第3章模拟彩色电视制式
3.2.4 Q、I色差信号
• 兼容制彩色电视系统———亮度、色差信号在同一频带传输。 • 如色度信号以双边带传送，对于带宽为4.2MHz的制式来说，
采用频谱交错，亮度、色差信号频带将重叠过宽，相互干扰 将很严重。如色度信号以不对称边带传送，将在检波解调时 引起串色。 • 解决——不传U、V信号，传送Q、I信号 • 人眼视觉特性———对红黄之间颜色的分辨力最强
第3章 模拟彩色电视制式
黑 0.000
0
0
0
／
0.00 0.00
未压缩色度信号波形图
对于100-0-100-0彩条信号，黑白电平的变化范围在0到1之 间。黄条和青条的最大值分别超过白色电平78％和46％； 红条和蓝条的最小值又分别低于黑条电平40％和78％。
影响：（对于负极性信号）
➢蓝条和红条：超过了同步头电平（同步头对应的幅度为 - 0.43V） ——破坏同步，使重现图像不稳
• 同步检波
解调平衡调幅波采用同步检波技术。 方法：用与副载波同频同相的本振载波乘色度信号信号。
色度信号： CF (t) =（R-Y）cosωsct +（B-Y）sinωsct 用2cosωSCt相乘，解出(R-Y)分量:
CF (t)2 cossct 2(R Y ) cos2 sct 2(B Y )sin sct cossct
绿 0.587 -0.59 -0.59 0.83 225° 1.42 -0.24
品 0.413 0.59 0.59 0.83 45° 1.24 -0.42
红 0.299 0.70 -0.30 0.76 113° 1.06 -0.46
蓝 0.114 -0.11 0.89 0.90 353° 1.01 -0.78
黄色：Y+C不超过1.33 青色：Y+C不超过1.33
黄色： 青色：
0.89
(-0.89k1)2 (0.11k2 )2 1.33
0.70 (0.30k1)2 ( 0.70k2 )2 1.33
得： k1=0.493, k2=0.877
压缩后的色差信号（B-Y） 、 （R-Y）称为U 、 V信号：
• 副载频选择原则
1、频谱交错原理：
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模拟电视制式与系统
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模拟电视制式与系统
NTSC
• National Television System Committee(美国国家电视委 员会),是美国于1953年研制成功的一种兼容彩色电视制 式
• 按色度信号的构成特点,又称为正交平衡调幅制 • NTSC制采用平衡调幅方式和频谱交错原理
color burst位于水平同步信号的结尾和blanking脉冲结尾之间。TV 接收端有一个本地振荡器用来同步color burst。根据这个Color burst， 色彩译码器就能够知道如何去译码色彩信息，译码器也能够决定什么 是蓝色，洋红等等，以及分辨出哪些是正确的颜色。
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色彩以3.58MHz副载波调制后 不同色彩会有不同的相位关系
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75% color bar vector diagram
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NTSC: Composite Video
• CVBS = Composite Video Blanking Sync 复合视频同步消隐
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NTSC解码
NTSC: Luminance & Chrominance
• Luminance
• Chrominance
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NTSC: Color Bar
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NTSC: Color Modulation
• Modulated by 3.58 MHz
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75% color bar waveform
color burst
NTSC的色度用两个正交（3.579545 MHz）信号进行编码，这两 个正交信号就是I（in-phase）and Q(quadrature),这两个信号都是幅 度调制，最后将其加在一起。TV从IQ phase中恢复色调，一定要有个 零相位参考，恢复饱和度也需要一个参考，所以NTSC信号中包含了 这种参考信号的取样。这个取样就是color burst.
Analog TV System
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OVERVIEW
1.模拟电视制式概述 2.NTSC 3.PAL 4.SECAM 5.模拟电视的缺陷
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模拟电视制式与系统
电视制式概述
1、电视制式
（1）黑白电视制式 每帧扫描行数、每秒扫描场数、信道频带宽度、隔行扫描方式 等构成了黑白电视制式基本技术参数。 （2）彩色电视制式 除了黑白电视制式的基本技术参数以外，主要区分标志是3个 信号（3个基色信号或由其组成的亮度、色差信号）的处理方式。
NTSC: Color Information
• Amplitude ~ color saturation
• Phase ~ color tone (hue)
75% color bar waveform
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2、彩色电视制式的分类：
顺序制
场顺序制 行顺序制
点顺序制
传送信号的
同时制：NTSC制、PAL制
彩
时间关系分
色
电
顺序－同时制：SECAM制
视
制 式
使用目的 不同分
兼容制： NTSC制、PAL制、SECAM制 （用于工业电视,工业研究）
非兼容制：用于广播电视
兼容性：彩色电视信号能够为黑白电视机所接收,显示为黑白图像 逆兼容性：彩色电视信号能够接收黑白电视信号,显示为黑白图像
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➢现行三大彩色电视制式： 都是兼容制（一个亮度信号,两个色差信号）,采用了与黑白电视兼容的亮度
信号。区别在于色差信号对副载波的调制方式上 NTSC ——同时制,正交平衡调幅制 PAL ——同时制,逐行倒相正交平衡调幅制 SECAM——顺序-同时制,顺序传送彩色与存储制
每秒29.97帧（简化为30帧）,电视扫描线为525线,偶场在前,奇场 在后,标准的数字化NTSC电视标准分辨率为720*480像素,24比特的 色彩位深,画面的宽高比为4：3。NTSC电视标准用于美、日等国家 和地区。 参数：
帧频为每秒30帧，场频为每秒60场，扫描线为525行，隔行扫描。 亮度带宽为4.2MHZ，彩色副载波为3.58MHZ，色度带宽I分量为 1.3MHZ,Q分量为0.6MHZ，声音载波为4.5MHZ。
• 正交平衡调幅？
Ans：把两个色差信号调制在副载波上，色度信号Q分量用双边带方式 传送，而I分量用残留边带传送。这样做，既可以使色度信号的带宽得 到压缩，又能保证正常的彩色传送，同时，色度与亮度之间干扰较小。
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NTSC制编码,解码
NTSC编码
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1）顺序制 ①3个基色信号按一定的顺序轮换传送 ②显像方法：既要利用空间混色原理,又要利用时间混色原理 优点：设备简单、彩色图像质量好 缺点：兼容性差、占用频带较宽 2）同时制 ①携带彩色图像的亮度和色度信息的3个信号同时传送 ②显像方法：空间混色法 优点：兼容性较好，占用频带较窄（与黑白电视相同）,彩色图像质量较好 缺点：设备较复杂，存在亮串色和色串亮的干扰 3）顺序－同时制 ①顺序制、同时制两种方法的结合 ②显像方法：不一定采用顺序、同时混合方式，可以采用同时方式 优缺点基本上与同时制相仿
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NTSC特殊规格的原因
• 为什么采用525lines？
Ans：主要是受基于真空管技术限制（the limitations of the vacuum-tubebased technologies）
• 加了彩色的NTSC的刷新频率从60HZ降到了59.94HZ？
Ans：主要为了去除彩色信号以及伴音信号所产生的图像干扰：对于一 个broadcast传输NTSC信号,用幅度调制,而传输audio的时候用频率调制. 如果广播中非线性扭曲发生了,彩色载波可能就会串扰到声音载波导致 屏幕上出现dot pattern,因此设计者调整了场频从60HZ降到了59.94HZ.