梳状滤波器工作原理

梳状滤波器工作原理

梳状滤波器对于画面质量是非常重要的一个技术。一开始,接收视频的Video端子是Composite端子(比如RF射频接口和AV接口),它所能接收的信号叫Composite VideoSignal,即混合视频信号(也称复合信号)。因为这个Composite(混合)信号包括了亮度(Luminance,用字母Y表示)和色度/彩度(Chrominace)两方面的信号,视频电路要做的工作就是Y/C进行分离处理,目前的梳状滤波器是在保证图像细节的情况下解决视频信号亮色互窜的唯一方法,其内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带,只让某些特定频率范围的信号通过,因为其特性曲线象梳子一样,故人们称之为梳状滤波器。

图2-6-1 梳状滤波器框图

梳状滤波器主要由延迟线和相加电路、相减电路构成的，用以分离FU 和±FV。一个实际的梳状滤波器电路如图2-6-1所示。其中V1为延时激励放大器，DL为延迟线，T1为裂相变压器、L1为调谐电感，C2为耦合电容。

色度信号F经电容C1耦合加于V1基极，经放大后由集极输出，再经延迟线由A点加至裂相变压器T1上端，取自Rw的直通信号经C2耦合加至T1中点，这样可在输出端分别得到相加和相减输出。将直通信号和延迟信号分别以un和un-1表示，其输出电压的合成原理图如图4-32等效电路所示。调节Rw可保证两信号幅度严格相等，输出分离更彻底。

延迟线DL多为超声延迟线，它由输入、输出压电换能器和延迟介质组成。压电换能器由多晶压电陶瓷薄片制成，当信号加到输入压电换能器两端面的电极上时，输入信号在延迟介质中激起机械振动，形成超声波。延

迟介质多为熔融石英或玻璃，超声波在玻璃中传播速度较低，再将其制作

成如图4-33形式，经多次反射超声波方到达输出换能器还原为电信号，这

样使可大大地缩小延迟线体积。为使超声波按规定的路径传播，减少不规

则反射引起的干扰杂波，在延迟线表面涂有若干吸声点，吸声点所涂吸声

材料为橡胶、环氧树脂和钨粉配制而成。最后用塑料外壳封装，以减小外

界的影响。

2.6.2 PAL 解码器的梳状滤波器

PAL 的特殊电路是梳状滤波器.为使它

能够有效的分离两个色度分量,延时线的

延时时间要有准确的数值. 延时线延迟时

间τd 应选择得既非常接近行周期(64μ

s)，以便相加、减时是相邻行相应像素间

的加或减；而又必须为副载波半周期的整

数倍，以保证延时前、后色度信号副载波相位相同(0°)或相反(180°)。由

fSC=283.75fH+25Hz 的关系，则行周期TH 与副载波TSC 之间的关系为：

τd 可选为副载波半周期TSC/2的567倍或568倍。通常为567, τd

略小于行周期,若为568则略大于行周期

梳状滤波器：作用是将色度信号分离出两个色差分量FU 、FV ，组成包

括一行延时线、加法器和减法器。

传统的色度延时电路采用64μs 超声波玻璃延时线，其原理是利用输

入、输出换能器实现电—超声波—电信号间的转换。

在梳状滤波器中，延时线的精确延时时间为63.943μs ，延时后的信号

与直通信号在加法器和减法器中运算，完成色度分量的分离任务。

设输入到梳状滤波器的第n 行色度信号为

F(n)=Usin ωSCt+Vcos ωSCt=FU+FV (2―35) 则第n+1行色度信号必然为 SC SC SC T T T T 751.283156252575.283H =+=s T T SC SC d μτ943.6310

43361875.45.2835.28325676≈⨯==⨯=

F n+1=UsinωSCt-VcosωSCt=FU-FV (2―36)

根据τd的选择知,延时前与延时后的副载波相位相反,若以F′n-1、F′n分别表示经延时后的相应行的色度信号,则

F′n-1=-F n-1=-(UsinωSCt-VcosωSCt)=-FU+FV (2―37) F′n=-Fn=-(UsinωSCt+VcosωSCt)=-FU-FV （2―38) 由此可以求得,第n行输入时,相加电路输出为

Fn+F′n-1=(FU+FV)+(-FU+FV)=2FV (2―39) 相减电路的输出为

Fn-F′n-1=(FU+FV)-(-FU+FV)=2FU (2―40) 同理,在第n+1行输入时,相加电路和相减电路分别输出为:

Fn+1+F′n=-2FV (2―41)

F n+1-F′n=2FU (2―42)

依次类推。由式(2―39)~式(2―42)明显地看出,梳状滤波器有效地分离了两个色度分量FU与±FV。