第3章彩色电视信号的传输
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第3章 光学总线
图3-20
籍由光导纤维连接器连接的光纤
Байду номын сангаас
4.奔驰DDB系统的工作原理
（1）主控制单元COMAND的功能
DDB系统采用环形拓 扑结构，亦称环形网络。 DDB网络中主控制单元的 作用为：认证并存储网络 配置；为唤醒信号线提供 电源；发出唤醒信号；发 出DDB网络主令信号，以 启动或关闭DDB网络；检 测自身和DDB网络部件的 故障和存储故障代码；作 为CAN网络与DDB网络之 间的网关；可以从SDS故 障诊断仪中对其执行诊断 性的唤醒。
图3-4 光导发射器（FOT）
图3-5 波长650 nm 的可见红光
如图3-5所示，光学传输中使用的光波波长为650 nm， 是可见红光。
（5）光波收发器 （6）标准微控制器
（7）专用部件
2.光敏二极管 光敏二极管是利用 光电效应原理将光波转 换成电压信号的。如图 3-6所示，光敏二极管 内有一个P-N结，入射 光可以照射到这个P-N 结上。在P型层上有一 个正极触点（滑环）， N型层与金属底板（负 极）相连。
早期曾采用所谓的Smart Wire（聪明的导线，亦称灵巧 线）非屏蔽双绞线进行多媒体数据传输，后改为采用单根光导 纤维进行多媒体数据传输。
3.2.2 DDB总线的应用
DDB总线得到美洲虎（Jaguar）和梅赛德斯-奔驰公司的 支持，在奔驰S系、美洲虎X型、S型及XJ型汽车上均有应用。 1.奔驰DDB系统的组成
图3-21 DDB系统环状结构
（2）电信号唤醒 因为光导纤维收发器在工作时会消耗很大的电流.在DDB 网络不工作时，系统会进入休眠模式，以减少电能消耗。
DDB网络组件中的唤醒线电压总是来源于DDB网络的主 控制单元COMAND。COMAND会发送一个唤醒信号，唤醒 信号通过唤醒线传递给DDB网络的各个组件，以唤醒各组件。 奔驰车系的DDB网络唤醒线绝缘皮一般为蓝色。 DDB网络中的每一个组件都各自引出一条电线（唤醒 线），然后用接头或星形焊接的形式连接到一起。需要唤醒 DDB网络组件时，由DDB网络主控制单元COMAND发出电 子唤醒脉冲（电信号），以唤醒各组件。 在发出电子唤醒脉冲的同时，DDB网络主控制单元COMAND 还向各个组件发送一系列（最多4个）光波信号。DDB网络系 统即由休眠模式转为清醒模式（亦称系统被激活），转入正 常工作状态。
电视信号传输原理
电视信号传输原理
电视信号传输原理是指将图像和声音信息转变成电磁波信号，通过无线电波传播到接收设备，再经过解调和放大等步骤，最终将图像和声音还原成我们能够观看和听到的形式。
电视信号传输基于模拟信号和数字信号两种方式。
模拟信号传输是通过连续变化的电压或电流来表示图像和声音的细节。
在这种方式下，图像被分成若干个扫描线，每一行像素逐渐扫描并转化为电压信号，通过随后的调制和调频等技术将图像和声音混合在一起，形成具有一定频率的电磁波信号，然后通过天线进行传输。
数字信号传输采用了一种不同的方式，通过将图像和声音转化为二进制的数字编码，然后使用调制解调器将0和1的序列转换为电信号。
这种方式可以更加稳定和精确地传输信号，同时还能够进行不同清晰度和频道的选择。
电视信号传输中还涉及调制、调频和解调等关键步骤。
调制是将模拟或数字信号转换为合适的频率范围内的信号，调频是将调制后的信号转换为适合传输的频率信号。
解调是接收设备中的一个重要步骤，它将接收到的频率信号转换为原始信号，使其能够再现出图像和声音。
总的来说，电视信号传输原理是将图像和声音信息转换为电磁波信号，通过各种技术手段传输到接收设备，并经过解调和放大等处理步骤，实现图像和声音的还原。
这样，观众可以在电视屏幕上看到清晰的图像和听到高质量的声音。
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
数据与计算机通信答案(第3章)
上述两种方案由于每个原色强度过少，色彩单调，图象层次感差，对于数字电视无实 际应用价值。如果可以提高三倍数据率，以每三个连续的 5 比特组分别表示一个像素，三种 颜色各有 32 种强度值，共有 32768 种色彩，这对于计算机显示器而言，色彩并不算丰富，
而对于数字彩色电视机，相当不错了。如果不提高数据率，还可以通过降低分辨率或刷新速 率，来换取色彩数的提高，但这也不实用的方法。
已知视频带宽 B=5MHz，所以有 5=P/105，则每行的像素数 P=5x105=525。 然而，通常 CCIR-M/NTSC 制式每行只约有 450 像素，带宽 B=P/105=450/105=4.3MHz (实 际技术指标 4.2Hz) 。 带宽由 4.2MHz 增加到 5MHz 时，水平分辨率约增加 75 像素，增幅 16.7%。 （2）计算垂直分辨率的增幅 由于信号最高频率 fH=5MHz，即最短的信号周期 1/fH=0.2υs。 又因为每个最短周期包含 2 个像素，则有 225 周期/行。那么，每行扫描时间为 0.2υs×225=45υs。加上水平回扫 11υs，每行往返扫描时间为 56υs ，即 56x10-6 s， 假定每屏 V 行，每秒扫描 30 场（帧、屏），则每秒扫描行数为 30V。 因此对于画面刷新，有 30V×56x10-6 = 1s，V = 595 行/屏。目前 NSTL 制式每行只有 525 行。垂直分辨率增加了 70 行，增幅 13.3%。
cos 2 t = cos t cos t = 1 (cos 2t + cos 0) = 1 (cos 2t + 1)
2
2
所以， f (t) = (10 cos t)2 = 100 cos 2 t = 50 + 50 cos 2t
而对于数字彩色电视机，相当不错了。如果不提高数据率，还可以通过降低分辨率或刷新速 率，来换取色彩数的提高，但这也不实用的方法。
已知视频带宽 B=5MHz，所以有 5=P/105，则每行的像素数 P=5x105=525。 然而，通常 CCIR-M/NTSC 制式每行只约有 450 像素，带宽 B=P/105=450/105=4.3MHz (实 际技术指标 4.2Hz) 。 带宽由 4.2MHz 增加到 5MHz 时，水平分辨率约增加 75 像素，增幅 16.7%。 （2）计算垂直分辨率的增幅 由于信号最高频率 fH=5MHz，即最短的信号周期 1/fH=0.2υs。 又因为每个最短周期包含 2 个像素，则有 225 周期/行。那么，每行扫描时间为 0.2υs×225=45υs。加上水平回扫 11υs，每行往返扫描时间为 56υs ，即 56x10-6 s， 假定每屏 V 行，每秒扫描 30 场（帧、屏），则每秒扫描行数为 30V。 因此对于画面刷新，有 30V×56x10-6 = 1s，V = 595 行/屏。目前 NSTL 制式每行只有 525 行。垂直分辨率增加了 70 行，增幅 13.3%。
cos 2 t = cos t cos t = 1 (cos 2t + cos 0) = 1 (cos 2t + 1)
2
2
所以， f (t) = (10 cos t)2 = 100 cos 2 t = 50 + 50 cos 2t
上课 第三章实验部分与后续补充部分
二、PAL彩色全电视信号编码方案
Y 0.299 0.587 0.114 R R Y 0.701 0.587 0.114 G B Y 0.299 0.587 0.866 B
例2：已知RGB和副载波sinωsct的波形如下图所示, 求(1)Y.R-Y.B-Y.V.U,色度信号分量FV.FU的波形;(2) 画出上述信号所对应的彩色及说明各色调的饱和度.
祝大家快乐！
电视原理
第三章 实验部分
PAL彩色电视接收原理方框图
彩色电视机电原理图
彩色电视机印刷板图
பைடு நூலகம்
电原理图与印刷板图
实验三:彩色电视机解码电路图
电视原理
后续补充章节部分
PAL彩色电视接收原理方框图
一、彩色电视信号的频带分配
(二)PAL制 (1)频道占用的带宽
(2)我国电视频道的划分
(3)fp残留边带发送的特点
三、PAL编码过程中部分信号波形
PALD编码器过程中部分信号的频带范围
PAL彩色电视接收原理方框图
例1：已知平衡调幅波与载波,求调制信号波形?
例1：调制信号幅度的绝对值与平衡调幅波的幅度成正比.当平衡调幅波 与载波同相时,调制信号为正极性,当两者反相时,调制信号为负极性.
例1：已知平衡调幅波与载波,求调制信号波形?
第3章广播电视系统
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快刀不磨会生锈，安全不抓出纰漏。2 020年1 2月21 日星期 一7时1 分22秒 Monday , December 21, 2020
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运动从你我做起，让我们更有自信。2 0.12.21 2020年 12月21 日星期 一7时1 分22秒 20.12.2 1
编码器
（导演控制）
视
频
信
号
线路
图像
换
放大
发射机
换
设
双工
备
（技术监测） 器
城市间节目交换 现场转播
伴音信 号放大
伴音 发射机
同步 设备
黑白 接收机
彩色 接收机
3.2 电视信号的产生
在电视台演播室里，产生视频信号源主 要有：
1 摄像机、幻灯机、电视电影机磁带录 像机、光盘播放机、测试信号发生器等。
2 电视实况转播车、转播卫星、微波中 继线路等。
3.2.1 彩色电视摄像机
摄像器件通常有：光电导摄像管、CCD摄 像器件。
CCD电偶合器件
CCD是一种能够将入射光变 为电荷包，将对电荷包加以 储存和转移的器件
CCD工作原理包括： 光电转换、信号电荷 积累、电荷转移三个 过程。
CCD阵面结构
CCD摄像管特点
• 寿命长：一般为20年左右 • 成本低：没有机械装配及附属装置 • 机械性能好：耐震、耐撞 • 体积小：没有玻璃真空管及电子强等 • 重合精度高：CCD与镜头固定牢靠、匹
电视台在进行节目联播时，由于本台同步与 外来电视信号同步不一致，将会造成图像翻 滚，甚至丢失图像。因此需要将本台信号与 外来信号进行同步。
帧同步法： 这是一种基于数字处理的开 环锁相法。
台从锁相 台主锁相
第3章3.3(YC分离)
N=910 (一行点数)
HY
(e j
)
cos
N
2
|HY(e j)|
HC (e j )
sin
N
2
0
|HC(e j)|
2π N
2 2f
N NfH f fH
2f 2f
fS Nf H
0
2π N
0 fH
f
8
二 NTSC梳状滤波器
2. 2行余弦梳状
Z-N
Z-N
0.5
fS=4fsc=910fH 0.5 Y N=910 (一行点数)
- Z -2 +
- Z -2 +
Z -4
Z -4
Z -8
-1/32
H (z) 1 1 z2 2 1 z4 2 1 z8 32
1 z10 z z1 2 z2 z2 2 z4 z4 32
H (e j ) 1 e j10 2 j sin 2 2 cos22 2cos4
3
3.3.1 NTSC数字电视信号的亮色分离
扫描
垂直：525/59.94/2:1 (VB=40H)
水平：fH = (525/2) ×59.94 = 15734.264 Hz
TH = 63.5 S
(HB=10.9 S)
色度信号 C(t) = Q(t) sin(sct+33o ) + I(t) cos(sct+33o )
16
3.3.2 PAL数字电视信号的亮色分离
扫描
垂直：625/50/2:1 水平：fH = (625/2) ×50 = 15625 Hz
色度信号
C(t) = U(t) sin(sct) + k(t) V(t)cos(sct) 副载波频率： fsc = 283.75 fH + 0.5 fV = 283.7516 fH
彩色电视信号的传送
彩色图像的传送一、三基色原理二、彩色图像摄取通过彩色图像摄像机先将彩色图像分解红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色图像，通过三个光电转换器件分别将分解后的红（R）、绿（G）、蓝（B）光信号转换为电信号。
三、彩色电视信号编码三基色电信号并不是各自独立传送的。
此外，为了与黑白电视机兼容，还要考虑传送亮度信号(即黑白电视信号中的图像信号)。
亮度信号E Y可以由三基色电信号（分别用E R、E G、E B表示）得到：E Y=0.299E R+0.587E G+0.114E B三基色信号减去亮度分量后得到三个色差信号：E R-Y=E R -E YE G-Y= E G -E YE B-Y =E B- E Y在彩色电视系统中，实际传送的是亮度信号E Y和红色色差信号E R-Y=E R -E Y与蓝色色差信号E B-Y =E B- E Y。
上述信号组合过程称为编码，通过相应的矩阵电路实现。
四、亮度信号E Y、红色色差信号E R-Y=E R-E Y与蓝色色差信号E B-Y =E B- E Y的传送亮度信号处于0-6MHz的频率范围，能量分布是从0Hz开始随着频率的升高逐渐衰减的，能量主要集中在低中频率范围。
色差信号通过低通滤波器后频带压缩至0-1.3 MHz的频率范围，是与亮度信号的部分频谱重叠的。
在原有0-6MHz的频率范围传输亮度信号（为与黑白电视兼容）又要传送色差信号，为不使相互影响和便于以后在接收端分离，将色差信号进行频谱搬迁，通过正交平衡调幅，将其搬至频带的高端。
为减弱亮度信号与色差信号的相互影响，选择正交调幅的副载波频率（4429687.5Hz,相当于283/2个行频），正交调幅后形成的谱线与亮度信号的谱线是交错（间置）的，即亮度信号的频谱出现在行频的整数倍处，色差上下边带的频谱处于半行频的奇数倍处。
经正交平衡调幅后形成的红色与蓝色两个色差的上下边带信号频谱相同，但成正交关系（相位差900）：在发射端，亮度信号与经过频谱搬迁后的色差上下边带信号复合（称为复合彩色电视信号）在一起，像传送黑白图像时一样（还要加上同步信号）对射频主载波进行残留边带调幅。
电视原理之彩色电视信号的传输
色别 白
黄
青
绿
品
红
蓝
黑
R
1
1
0
0
1
1
0
0
G
1
1
1
1
0
0
0
0
B
1
0
1
0
1
0
1
0
Y 1.00 0.89 0.70 0.59 0.41 0.30 0.11 0.00 R-Y 0.00 0.11 -0.70 -0.59 0.59 0.70 -0.11 0.00
B-Y 0.00 -0.89 0.30 -0.59 0.59 -0.30 0.89 0.00
第三章 彩色电视信号的传输
比方传送饱和黄色，则可知R=G=1， B=0，其亮度信号和色差信号分别为
Y=0.3×1+0.59×1+0.11×0=0.89 R-Y=1-0.89=0.11 B-Y=0-0.89=-0.89 可见此时〔R-Y〕和〔B-Y〕不再为零。
21
第三章 彩色电视信号的传输
用色差信号传送色度信号具有以下优点：
因为干扰花纹的显眼程度与干扰信号 的频率有关， 如果色度信号放在低端， 干 扰显示为粗线条的花纹， 十分显眼， 而色 度信号放在高端， 干扰花纹极其细密， 不 易被人觉察。
亮度信号在高频端幅度很小， 色度信 号放在高端可以减少亮度信号对色度信号 的干扰。
10
第三章 彩色电视信号的传输
因为相邻行图像信号相关性很强和采 用周期性扫描， 所以黑白电视信号〔亮度 信号〕的频谱结构是线状离散谱。
〔3-2b〕
G-Y=G-〔0.3R+0.59G+0.11B〕=-0.3R+0.41G-0.11B
电视机原理2
1、取出亮度信号： ①滤除色度信号—4.43MHZ陷波器。 ②保留色度信号，经延迟放大后加于 矩阵电路。 2、取出色度信号： 用中心频率为4.43MHZ，带宽为2.6MHZ 的带通滤波器取出色度信号。 3、分离色度信号中的正交分量FU与 ±FV—梳状滤波器。
4、同步解调取出两个色差信号经矩阵 电路得到三基色信号。
所以要压缩视频信号幅度，只能 压缩色度信号，而使亮度信号幅度 保持不变，接收机中将色度信号按 比例放大，不会影响彩色效果。 3、压缩系数： 国标规定彩视频信号电平1.33～ 0.33据此，经推导，求出 R-Y的压缩系数=0.877 B-Y的压缩系数=0.493
二、NTSC制全电视信号 1、组成： 亮度信号、已调色度信号、行同步 行消隐信号、场同步、场消隐信号 色同步信号。 2、波形图：如图3—15所示。
3、特点：
①优点：兼容性好，电路简单，图像 质量高。 ②缺点：相位（色差信号里的色调信 息）敏感性高。 采用75%幅度，100%饱和度信号。 黄、青视频幅与白一样。 整体同黑白一样。
3-5
PAL制及其编、解码过程。
一、彩色画面的失真： 1、亮度失真—改变景物的层次。 由Y决定。 2、色饱和度失真—改变彩色的深浅。 由F=√U2+V2决定。 3、色调失真—改变彩色的颜色。 由Q=arc tan V/U决定 影响最大的是颜色失真，即相位失真。
2、逐行倒相的色度信号矢量图：
V
F=Usinwsct±Vcoswsct
U
或F=Fmsin(wsct±Q) Fm=√U2+V2 Q=arc tan V/U 彩条矢量逐行倒相信号的矢量图 如图3—17（b)所示。
3、原理框图：
F +
U U平衡调幅器
第三章 模拟彩色电视制式 PPT课件
1 2
(R
Y
)
1 2
(R
Y ) cos
2sct
1 2
(B
Y ) sin
2 sc t
色同步的作用: 传送发端调制副载波各频率和相位信息 发端色同步信号的产生:
K(t) 平衡调幅
e b(t)
fsc(1800) 发送端产生框图：
色同步信号的数学表达式:
eb (t) K (t) cos(t 180)
平衡调幅波的特点：
1.平衡调幅波不再含载波 分量。
2.平衡调幅波的幅度仅由 调制信号决定。
3.平衡调幅波的极性由调 制信号和载波极性共同决 定，如两者之一反向，平 衡调幅波的极性反向。
4.平衡调幅波的包络不再 是原来的调制信号，因此 不能用普通的幅度检波来 解调，须用同步检波。
色差信号平衡调幅波的数学表达式：
第三章 模拟彩色电视制式
3.1 模拟彩色电视制式概述
电视制式: (规范、标准 、特点) 1 黑白电视:行频、场频、扫描方式、通道带宽等 2 彩色电视:行频、场频、扫描方式、通道带宽等 外 ,如何传送彩色的
国际上三大彩色电视制式
NTSC制 PAL制 SECAM制
几种黑白电视制式的主要技术指标
制式
M
I
U (t) sin sct V (t) cossct
Y
Y ec (t ) B S
100-0-100-0色度 信号矢量图:
说明：1三基色和三补色，其色调不变，相角不变， 其幅度随饱和度的变化变化。
2对其它任意色，其幅度不仅取决于饱和度还与色 调有关，其相角不仅取决于色调还与饱和度有关。
(R Y ) cos t m 1
电视原理之彩色电视信号的传输
电视原理之彩色电视信号的传输彩色电视信号传输是彩色电视的一项重要技术，它使得我们能够在电视上观看到丰富多彩的图像。
而彩色电视信号的传输是通过对原始黑白信号进行改进而实现的。
彩色电视信号传输的基本原理是将原始的黑白信号分为亮度信号和色度信号两部分，然后将它们分别传输到电视机中进行合成。
亮度信号是黑白电视信号的基础，它反映了图像的明暗程度。
色度信号则包含了图像的色彩信息，通过它可以实现彩色电视的图像效果。
在彩色电视信号传输中，亮度信号和色度信号是分开传输的。
亮度信号采用频带较宽的低频频道进行传输，而色度信号则采用较窄的高频频道进行传输。
这是因为人眼对亮度的感知要远远强于对色彩的感知，所以亮度信号的传输质量对图像的观感影响较大。
在彩色电视信号传输中，色度信号的传输需要特别注意色差传输的问题。
因为彩色信号是通过两个色度信号（即色度差分信号）来表示的，这两个信号分别是红色和蓝色与亮度信号之间的差值。
为了保证色差传输的准确性，需要对电视信号进行编码和解码。
编码的过程是将原始的红色和蓝色信号进行压缩和转换，然后传输到电视机中进行解码恢复为原始的色度信号。
彩色电视信号的传输不仅需要保证亮度和色度信号的准确传输，还需要考虑到传输的稳定性和抗干扰性。
因为电视信号是通过电磁波进行传输的，所以可能会受到外界环境的影响而产生干扰。
为了解决这个问题，彩色电视信号采用了调制解调的技术，即将信号调制到一个特定的频率上进行传输，然后在接收端进行解调恢复出原始信号。
总的来说，彩色电视信号的传输是将原始的黑白信号分为亮度信号和色度信号两部分进行传输的。
通过对色度信号进行编码和解码，能够实现彩色电视的图像效果。
同时，为了保证信号传输的准确性和稳定性，彩色电视信号采用了调制解调的技术来抵御外界干扰。
这些技术的应用使得彩色电视信号传输更加稳定和高质量，使我们能够享受到生动的彩色电视图像。
彩色电视信号的传输是彩色电视的重要组成部分，它是实现彩色图像的关键环节。
第3章——取样、量化与编码
➢代表原信号的有限个幅值称为取样值，简称样 值。
.
电视信号数字化——取样
抽样频率记为fs 信号的最高频率为fm 奈奎斯特抽样定理：从取样信号中完全回复原信号，则需满 足fs≥ 2fm
.
电视信号数字化——量化
➢量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅 度值，把模拟信号的离散化。 ➢量化步长：相邻两个量化等级电平的差值ΔA。 ➢量化步长：量化等级电平值的个数M。
采样频率
经常使用的采样频率有 11.025kHz、22.05kHz、 32kHz、44.lkHz和48kHz等。 采样频率越高，声音失真越小、 音频数据量越大。 人耳听觉的频率上限在20kHz 左右，为了保证声音不失真，采 样频率应大于40kHz。
量化比特数
经常采用的量化比特数有8bit、 12bit和16bit。量化比特数越多， 音质越好，数据量也越大。
人耳的听觉能感觉极微小的声 音失真而且又能接受极大的动态 范围。由于这个特点，所以对音 频信号进行数字化所用的量化比 特数比起视频信号来要多。
.
.
➢数字信号的数码率=取样频率*量化比特数
.
全信号和分量信号编码
彩色图像信号
彩色全电视信号：
亮度信号Y，
PCM
三个色差信号R,G,B（脉冲编码调制）
全电视信号编码
分量信号： 亮度信号Y，
PCM （脉冲编码调制）
分量信号编码
两个色差信号R-Y,B-Y
.音频信号数字化源自频率在20Hz~20kHz之间的声波是人耳可以听到 的 声音，称之为音频(audio)信号
.
电视信号数字化——量化
.
电视信号数字化——编码
➢编码是按照一定的规律，把量化后的值用数字表 示，然后用n个比特(bit)的二进制代码来表示已经 量化了的取样值。
.
电视信号数字化——取样
抽样频率记为fs 信号的最高频率为fm 奈奎斯特抽样定理：从取样信号中完全回复原信号，则需满 足fs≥ 2fm
.
电视信号数字化——量化
➢量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅 度值，把模拟信号的离散化。 ➢量化步长：相邻两个量化等级电平的差值ΔA。 ➢量化步长：量化等级电平值的个数M。
采样频率
经常使用的采样频率有 11.025kHz、22.05kHz、 32kHz、44.lkHz和48kHz等。 采样频率越高，声音失真越小、 音频数据量越大。 人耳听觉的频率上限在20kHz 左右，为了保证声音不失真，采 样频率应大于40kHz。
量化比特数
经常采用的量化比特数有8bit、 12bit和16bit。量化比特数越多， 音质越好，数据量也越大。
人耳的听觉能感觉极微小的声 音失真而且又能接受极大的动态 范围。由于这个特点，所以对音 频信号进行数字化所用的量化比 特数比起视频信号来要多。
.
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➢数字信号的数码率=取样频率*量化比特数
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全信号和分量信号编码
彩色图像信号
彩色全电视信号：
亮度信号Y，
PCM
三个色差信号R,G,B（脉冲编码调制）
全电视信号编码
分量信号： 亮度信号Y，
PCM （脉冲编码调制）
分量信号编码
两个色差信号R-Y,B-Y
.音频信号数字化源自频率在20Hz~20kHz之间的声波是人耳可以听到 的 声音，称之为音频(audio)信号
.
电视信号数字化——量化
.
电视信号数字化——编码
➢编码是按照一定的规律，把量化后的值用数字表 示，然后用n个比特(bit)的二进制代码来表示已经 量化了的取样值。
2-3正交平衡调幅制
度信号能减少色度信号对亮度信号的干扰
. 可使传送同样信息能量所需的功率大大
减少。
（3）平衡调幅波的特点
1）平衡调幅波的幅度与调制信号的
绝对值成正比，而与载
波的幅
度无关。
2）每逢调制信号为过零时，平衡调 幅波包络里波形倒相180度。
3）平衡调幅波的相位由调制信号和 载波共同决定。
4）平衡调幅波的包络不再是原来的 的调制信号。
色差信号的振幅F反映了色 彩的饱和度
arctanVRY
VB Y
色度信号的相位角ω反 映了色彩的色调
可见：正交平衡调制是一个既调幅又调相的双重调制波
11
二、NTSC制彩色全电视信号
彩色全电视信号由亮度信号（Y）、色度信 号（F）、色同步信号（B）和复合同步信号、 消隐信号(S)等组成。 英文缩写是FBYS 1、NTSC制编码器
高频电视信号(RF信号)
色度信号 亮度信号
副载波(4.43MHz)
同步信号 消隐信号
主载波(频道载波、高频载波)
色同步信号
JIXIE GONGYE CHUBANSHE
0.493、0.877分别为压缩系数
（4）色同步信号（Fb)
使接收机产生基准副载波与发送端的副 载波同频同相，色同步信号反应发送端的 频率和相位
1）组成：一小串副载波群（8-12周期） 2）位置：行消隐后肩上 3）相位: 180度
(5)彩条的彩色全电视信号
彩色全电视信号由亮度信号、色度信号、 色同步信号和复合同步衡波的产生
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：
用一个乘法器将色差信号与载波相 乘就可以得到平衡调幅波， 如图3-
. 可使传送同样信息能量所需的功率大大
减少。
（3）平衡调幅波的特点
1）平衡调幅波的幅度与调制信号的
绝对值成正比，而与载
波的幅
度无关。
2）每逢调制信号为过零时，平衡调 幅波包络里波形倒相180度。
3）平衡调幅波的相位由调制信号和 载波共同决定。
4）平衡调幅波的包络不再是原来的 的调制信号。
色差信号的振幅F反映了色 彩的饱和度
arctanVRY
VB Y
色度信号的相位角ω反 映了色彩的色调
可见：正交平衡调制是一个既调幅又调相的双重调制波
11
二、NTSC制彩色全电视信号
彩色全电视信号由亮度信号（Y）、色度信 号（F）、色同步信号（B）和复合同步信号、 消隐信号(S)等组成。 英文缩写是FBYS 1、NTSC制编码器
高频电视信号(RF信号)
色度信号 亮度信号
副载波(4.43MHz)
同步信号 消隐信号
主载波(频道载波、高频载波)
色同步信号
JIXIE GONGYE CHUBANSHE
0.493、0.877分别为压缩系数
（4）色同步信号（Fb)
使接收机产生基准副载波与发送端的副 载波同频同相，色同步信号反应发送端的 频率和相位
1）组成：一小串副载波群（8-12周期） 2）位置：行消隐后肩上 3）相位: 180度
(5)彩条的彩色全电视信号
彩色全电视信号由亮度信号、色度信号、 色同步信号和复合同步衡波的产生
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：
用一个乘法器将色差信号与载波相 乘就可以得到平衡调幅波， 如图3-
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在接收端为恢复重现图像所需的三基色信号， 先 按式（3-2）由R-Y和B-Y得到G-Y信号， 再将三个色差 信号与亮度信号相加得到三个基色信号。 为了得到带 宽为0～6 MHz 的三个基色信号， 用亮度信号中的高 频分量来代替基色信号中未被传送的高频分量， 这就 是所谓的高频混合原理。 当色差信号的带宽为0～1.3 MHz， 亮度信号的带宽为0～6 MHz 时， 恢复的三个 基色信号为:
第3章 彩色电视信号的传输
3.1.3 频谱交错 彩色电视和黑白电视采用相同的带宽， 用三基色
信号形成亮度信号和两个色差信号后， 都放在0～6 MHz的频带内用一个通道传送。 在0～6 MHz频带内先 选择一个频率称为彩色副载波， 用两个色差信号对彩 色副载波进行调制， 调制后的信号称为色度信号。 将 得到的色度信号与亮度信号、 同步信号叠加为彩色全 电视信号， 再去调制图像载波， 称为二次调制。 二次 调制后的射频信号经功率放大后发射出去。
第3章 彩色电视信号的传输
要做到黑白、 彩色电视互相兼容， 必须满足下列 基本的要求：
(1) 在彩色电视的图像信号中， 要有代表图像亮度 的亮度信号和代表图像色彩的色度信号。 黑白电视机 接收彩色节目时， 只要将亮度信号取出， 就可显示出 黑白图像。 彩色电视接收机应具有亮度通道和色度通 道， 当接收彩色节目时， 亮度通道和色度通道都工作， 重现彩色图像； 当接收黑白节目时， 色度通道自动关 闭， 亮度通道相当于黑白电视机， 可显示出黑白图像， 这样就做到了兼容。
第3章 彩色电视信号的传输
3.1.2 频带压缩 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。 我国电视标准规定， 亮度信号带宽为 0～6 MHz， 色度信号带宽为0～1.3 MHz。
第3章 彩色电视信号的传输
可以化为
R Y 0.59 (G Y ) 0.11 (B Y )
0.3
0.3
G Y 0.3 (R Y ) 0.11 (B Y )
0.59
0.59
B Y 0.3 (R Y ) 0.11 (G Y )
0.11
0.3
(3-2)
第3章 彩色电视信号的传输
三大制式均选用R-Y和B-Y作为色差信号的原因是：
第3章 彩色电视信号的传输
R=(R-Y)0～1.3+Y0～6=R0～1.3+Y1.3～6 G=(G-Y) 0～1.3 + Y0～6 =G0～1.3+ Y1.3～6 B=(B-Y) 0～1.3 + Y0～6 =B0～1.3+ Y1.3～6
最后重现彩色的三个基色信号在0～1.3 MHz频率 范围内含有彩色分量， 在1.3～6 MHz 频率范围内只 有亮度信号分量。
第3章 彩色电视信号的传输
R-Y=R-(0.30R+0.59G+0.11B)=0.70R-0.59G-0.11B G-Y=G-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R+0.41G-0.11B B-Y=B-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R-0.59G+0.89B (3-1)
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。
第3章 彩色电视信号的传输
将Y=0.30R+0.59G+0.11B改写为如下形式：
0.30Y+0.59Y+0.11Y=0.30R+0.59G+0.11B 得到
0.30（R-Y）+0.59（G-Y）+0.11（B-Y）=0
第3章 彩色电视信号的传输
第3章彩色电视信号 的传输
第3章 彩色电视信号的传输
3.1 彩色电视信号的兼容问题
彩色电视是在黑白电视的基础上发展起来的， 彩 色电视出现以前黑白电视已经相当普及， 到目前为止， 仍有不少的黑白电视机还在使用。 为了普及电视广播、 减少国家和千千万万电视用户不必要的损失， 彩色电 视应该与黑白电视兼容。 所谓兼容， 就是黑白电视接 收机既能接收彩色电视信号， 也能重现黑白电视信号； 彩色电视接收机既能接收黑白电视信号， 也能重现黑 白电视信号。
第3章 彩色电视信号的传输
(2) 彩色电视只能占有与黑白电视相同的视频带宽 和射频带宽， 这就要求彩色电视能将色度信号安插到6 MHz的视频带宽中去， 采用的方法是频带压缩、 频谱 交错等方法。
(3) 彩色电视应与黑白电视有相同的图像载频、 伴 音载频以及两者之间的间距。
(4) 彩色电视与黑白电视的行、 场扫描频率和行、 场同步信号的各项标准等都应相同。
目前世界上彩色电视制式有NTSC制、 PAL制和 SECAM制三种， 它们都具有兼容性。
第3章 彩色电视信号的传输
3.1.1 信号选取 要做到兼容， 必须对由CCD光电传感器输出的R、
G、 B三个基色信号进行处理。 首先用一个编码矩阵 电路根据Y=0.30R+0.59G+0.11B的亮度公式编出一个亮 度信号和R-Y、 B-Y两个色差信号。 色差信号是基色信 号R、 G、 B与亮度信号Y之差：
(1) 三个色差信号中， G-Y信号数值最小， 作传输
信号时信噪比最低。
(2)
由R-Y和B-Y求G-Y时，
系数
0.3 0.59
和
0.11 0.59
小于1，
可用电阻矩阵实现； 由B-Y、 G-Y求R-Y或用R-Y、 G-Y
求B-Y， 系数都大于1， 不能用电阻分压来实现， 一定
要用放大器提供增益， 这样会增加系统的复杂性和带
来不必要的失真。
第3章 彩色电视信号的传输
用色差信号传送色度信号具有以下优点： (1) 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。 (2) 能够实现亮度恒定原理， 即重现图像的亮度只 由传送亮度信息的亮度信号决定。 (3) 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ຫໍສະໝຸດ R、 G、 B信号需要的发射功率小。
第3章 彩色电视信号的传输
3.1.3 频谱交错 彩色电视和黑白电视采用相同的带宽， 用三基色
信号形成亮度信号和两个色差信号后， 都放在0～6 MHz的频带内用一个通道传送。 在0～6 MHz频带内先 选择一个频率称为彩色副载波， 用两个色差信号对彩 色副载波进行调制， 调制后的信号称为色度信号。 将 得到的色度信号与亮度信号、 同步信号叠加为彩色全 电视信号， 再去调制图像载波， 称为二次调制。 二次 调制后的射频信号经功率放大后发射出去。
第3章 彩色电视信号的传输
要做到黑白、 彩色电视互相兼容， 必须满足下列 基本的要求：
(1) 在彩色电视的图像信号中， 要有代表图像亮度 的亮度信号和代表图像色彩的色度信号。 黑白电视机 接收彩色节目时， 只要将亮度信号取出， 就可显示出 黑白图像。 彩色电视接收机应具有亮度通道和色度通 道， 当接收彩色节目时， 亮度通道和色度通道都工作， 重现彩色图像； 当接收黑白节目时， 色度通道自动关 闭， 亮度通道相当于黑白电视机， 可显示出黑白图像， 这样就做到了兼容。
第3章 彩色电视信号的传输
3.1.2 频带压缩 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。 我国电视标准规定， 亮度信号带宽为 0～6 MHz， 色度信号带宽为0～1.3 MHz。
第3章 彩色电视信号的传输
可以化为
R Y 0.59 (G Y ) 0.11 (B Y )
0.3
0.3
G Y 0.3 (R Y ) 0.11 (B Y )
0.59
0.59
B Y 0.3 (R Y ) 0.11 (G Y )
0.11
0.3
(3-2)
第3章 彩色电视信号的传输
三大制式均选用R-Y和B-Y作为色差信号的原因是：
第3章 彩色电视信号的传输
R=(R-Y)0～1.3+Y0～6=R0～1.3+Y1.3～6 G=(G-Y) 0～1.3 + Y0～6 =G0～1.3+ Y1.3～6 B=(B-Y) 0～1.3 + Y0～6 =B0～1.3+ Y1.3～6
最后重现彩色的三个基色信号在0～1.3 MHz频率 范围内含有彩色分量， 在1.3～6 MHz 频率范围内只 有亮度信号分量。
第3章 彩色电视信号的传输
R-Y=R-(0.30R+0.59G+0.11B)=0.70R-0.59G-0.11B G-Y=G-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R+0.41G-0.11B B-Y=B-(0.30R+0.59G+0.11B)=-0.30R-0.59G+0.89B (3-1)
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。
第3章 彩色电视信号的传输
将Y=0.30R+0.59G+0.11B改写为如下形式：
0.30Y+0.59Y+0.11Y=0.30R+0.59G+0.11B 得到
0.30（R-Y）+0.59（G-Y）+0.11（B-Y）=0
第3章 彩色电视信号的传输
第3章彩色电视信号 的传输
第3章 彩色电视信号的传输
3.1 彩色电视信号的兼容问题
彩色电视是在黑白电视的基础上发展起来的， 彩 色电视出现以前黑白电视已经相当普及， 到目前为止， 仍有不少的黑白电视机还在使用。 为了普及电视广播、 减少国家和千千万万电视用户不必要的损失， 彩色电 视应该与黑白电视兼容。 所谓兼容， 就是黑白电视接 收机既能接收彩色电视信号， 也能重现黑白电视信号； 彩色电视接收机既能接收黑白电视信号， 也能重现黑 白电视信号。
第3章 彩色电视信号的传输
(2) 彩色电视只能占有与黑白电视相同的视频带宽 和射频带宽， 这就要求彩色电视能将色度信号安插到6 MHz的视频带宽中去， 采用的方法是频带压缩、 频谱 交错等方法。
(3) 彩色电视应与黑白电视有相同的图像载频、 伴 音载频以及两者之间的间距。
(4) 彩色电视与黑白电视的行、 场扫描频率和行、 场同步信号的各项标准等都应相同。
目前世界上彩色电视制式有NTSC制、 PAL制和 SECAM制三种， 它们都具有兼容性。
第3章 彩色电视信号的传输
3.1.1 信号选取 要做到兼容， 必须对由CCD光电传感器输出的R、
G、 B三个基色信号进行处理。 首先用一个编码矩阵 电路根据Y=0.30R+0.59G+0.11B的亮度公式编出一个亮 度信号和R-Y、 B-Y两个色差信号。 色差信号是基色信 号R、 G、 B与亮度信号Y之差：
(1) 三个色差信号中， G-Y信号数值最小， 作传输
信号时信噪比最低。
(2)
由R-Y和B-Y求G-Y时，
系数
0.3 0.59
和
0.11 0.59
小于1，
可用电阻矩阵实现； 由B-Y、 G-Y求R-Y或用R-Y、 G-Y
求B-Y， 系数都大于1， 不能用电阻分压来实现， 一定
要用放大器提供增益， 这样会增加系统的复杂性和带
来不必要的失真。
第3章 彩色电视信号的传输
用色差信号传送色度信号具有以下优点： (1) 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。 (2) 能够实现亮度恒定原理， 即重现图像的亮度只 由传送亮度信息的亮度信号决定。 (3) 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ຫໍສະໝຸດ R、 G、 B信号需要的发射功率小。