第三讲 彩色视频信号

彩色全电视信号-色副载波与平 衡正交调制
彩色全电视信号-色同步信号
要实现同步解调，需要一个与色差信号调制时的副载 波同频、同相的信号（恢复副载波）。所以在彩色电视接 收机中需要设置一个副载波产生电路（副载波恢复电路）。 为保证所恢复副载波与发端的副载波同频、同相，需 要发送端在发送彩色全电视信号的同时发出一个能反映发 端副载波频率与相位信息的”色同步信号“，以使电视接 收机中的副载波恢复电路所产生的恢复副载波与发端的副 载波同步。
伴音信号的调 频调制
电视伴音采用调频方式。 所谓调 频是用调制信号 (伴音信号) 去改变载 频信号的频率，使其随着调制信号幅 度的变化而变化。
其特点：
调频波的幅度不变， 其频率随调制信号
的幅度变化而变化；
B 调频信号所占的频带宽度为 2( Fmax f m )
f m 为最大频偏， 我国调频广播规定其值为
彩色全电视信号的分离-亮色分
离
亮色信号分离
4.43MHz 彩色全电视 信号
陷波器Leabharlann Baidu
亮度信号 色度信号
带通滤波器
中心频率4.43MHz，带宽2.6MHz
彩色全电视信号的分离-亮色分离
这种频带分离法简单、成本低。但亮色信号分离不干净，图像质量易受影响。 大屏幕彩色电视机改用梳妆滤波器实现亮色信号的分离。
彩色全电视信号-色同步信号
色同步信号是由8-12个周期 副载波组成的一小串副载波群构 成。
色同步信号的周期与行周期相同，位 于行消隐的后肩上，前沿滞后行同步脉 冲前沿5.6us。 色同步信号的幅度与行同步脉冲幅 度相等。
h Fb (sin sc t ) 2
彩色全电视信号波形-偶数场波 形
则以行频为间距进行排列，且频率越高，能量越低， 相邻两频带的空隙也越大。
彩色全电视信号-频谱交错原理
利用频谱交错原理，选择一个色副载波，以适当的方式被 两个色差信号(R-Y)、（B-Y）所调制，然后与亮度信号相混 合，只要色副载波的频率选择合适，就可以使已调波所形成的 边带频率的谱线正好落在亮度信号的各谱线空隙间。
有线电视的工作方式与其类似，只是它通过电缆传输而不是通过空中传播 的高频电视信号。
相邻电视电视频道频谱的排列
(1) 每个电视频道占有的频带宽度为 8 MHz， 相邻两频道之间尚有不足 200 kHz 的空隙。 (2) 每一频道的伴音信号均与高一频道的图像信号相邻， 而其图像信号则与低一频道的 伴音信号相邻。 因此， 若电视接收机的选择性不好， 则高一频道的图像信号和低一频 道的伴音信号都将会窜入本频道， 对正常电视节目的接收产生干扰。 (3) 当电视接收机的选频特性曲线太陡、 通频带过窄时， 则被接收的电视信号的伴音 及图像信号的低频分量会受损失， 结果会使伴音失真、 声音变小、 图像大面积亮度 失真。
彩色全电视信号的分离-色同步 分离
用时间分离法分开色同步信号和色度信号。
行同步脉冲前沿延迟5.6us产生宽度为2.26us的门控脉冲，在时间上正好对齐色 同步信号； 用两个门电路在门控脉冲控制下交替导通来实现时间分离。
彩色全电视信号的分离-UV分 离
在接收端欲从色度信号中分离出两个色差信号，其方法是将色度信号与 和副载波同频、同相的本振载波信号相乘。分别用coss t和 sin s t去乘 eC (t ) 。 经低通滤波器后，则分别可得到 U 和 V 。
为什么可以这样做？ 亮度信号的频谱特点
周期性的亮度信号为0-6MHz变化的随机信号，但它是按行
频、场频频率重复变化，具有很大的相关性和周期性。 其频谱是按行频、场频规律变化的梳状频谱。 各群谱线间存 在着很大的空隙。
彩色全电视信号- 亮度信号的 频谱
能量主要集中在若干主谱线的左右，而个主谱线
C sin(s t )
返回
单边带调幅
返回
残留边带调幅
G-Y信号
返回
正交调幅是将两个 色差信号R-Y和B-Y分别 调制在频率相同、相位 差90度的两个副载波上。 即 U sin s t 和 V cos s t 若将两者的输出线性 相加，则得到色度信号， 即
eC (t ) ( B Y ) sin s t ( R Y ) cos s t
( R Y ) cos s t
0-6 MHz 带宽的视频信号 ， 若采 用抑制载波的双边带调幅， 则调幅后 信号所占的带宽要达 12 MHz; 若采用单边带调幅， 已调信号的带 宽虽能压缩一半， 但接收机的检波电路 要复杂得多， 所以，选用残留边带调幅方式— 传送调幅后信号的全部上边带及部分 下边带。 视频信号经残留边带调幅后，所得 的已调信号的频带宽度为7.25MHz， 它要比标准调幅波12MHz带宽缩减了 4.75MHz。
ec (t ) cos s t V cos2 s t U sin s t cos s t
1 1 1 V V cos2s t sin 2s t 2 2 2
经低通滤波器滤去二倍频载波信号，可得到同相分量的幅度V,而抑制了 正交分量U。同理，用 sin s t 去乘 eC (t ) ，经低通滤波后，可得到U。
彩色全电视信号-色差信号的调 制
1)目前的彩色电视是将两个色差 信号分别对某一载波（彩色副载波） 进行正交调幅.
2)相加形成一个已调色度信号。
色差信号的副载波位于亮度信号频谱 的高频端。 将已调色度信号 Ｃ 与亮 度信号进一步复合， 形成彩色电视的 基带信号， 又称复合视频信号或全电 视信号。
彩色全电视信号-亮度信号的频 谱
彩色全电视信号-亮度信号
不同波长的光，人眼的视觉感知强度是不同的。所以在匹 配兼容制彩色电视的亮度信号时，必须按照适合于人眼的特性 进行混合。实验得出，用色光混合一幅自然的黑白图像，其R、 G、B的相对成分比为
R : G : B 0.299 : 0.5870 : 0.1143
所以，亮度信号公式可以近似的表示为
50 kHz；电视广播中，伴音信号的最高频率 Fmax 15kHz
所以，可求得电视广播中伴音调频信号的带宽，为130KHz
射频信号的 频谱
电视广播中的伴音调频 信号与视频残留边带调幅 信号是两个相对独立的已 调高频信号。
在每一电视频道中，这两 个信号的载频有严格的定量 关系。在我国电视制式中，规定伴音信号的载频要比图像信号的载频高 6.5MHz。
彩色全电视信号的分离-UV分离
彩色全电视信号的分离-RGB信 号
解码矩阵首先将U、V信号去压缩，恢复为两个色差信号 R-Y和B-Y；
然后将R-Y和B-Y组合得到G-Y； 最后将三个色差信号R-Y,B-Y,G-Y和亮度信号还原为三个 基色信号R,G,B。
彩色全电视信号的分离RGB信号
作业：
1、仔细阅读PAL电视制式的各项参数。
恒定亮度公式
Y 0.30 R 0.59G 0.11B 即把摄像机的三个基色电压输出按照红光通道的0.3，绿光 通道的0.59，蓝光通道的0.11进行调整其叠加合成后就可得到亮 度信号电压。
彩色全电视信号-色差信号
除了亮度信号外， 还必须选择另两个信号来代表彩色的 色度信息。 这两个信号与色调和饱和度之间应存在确定的相 互变换关系。 在彩色电视中， 常用两个色差信号(B-Y)和(R-Y)来代 表色度信息， 它们与彩色摄像机输出的红、绿、蓝三基色信 号存在下列关系:
彩色全电视信号波形-一行波形
PAL 制彩色全电视信号的频谱
高频电视信号
为了能够在空中传播电视信号，必须把全电 视信号和音频信号一起调制成高频电视信号，即 射频信号。
在现行的广播电视系统中，对电视广播的视频信号 均采用残留边带调幅方法，对伴音采用调频方法进行信 号处理。
视频信号的残 留边带调幅
2、PAL制中色副载频的载波频率如何确定的？
彩色全电视信号-平衡正交调幅
正交调幅
彩色全电视信号-平衡正交调幅
如果将两个1.3MHz 的色差信号R-Y和B-Y， 分别调制在两个载频上， 其色度信号带宽为 2.6*2=5.2MHz，它与亮 度信号重叠过宽，亮度 与色度信号间的干扰将 相当严重。
返回
彩色全电视信号-平衡正交调幅
第三讲 彩色视频信号
彩色全电视信号的形成
亮度信号与色差信号的形成 频谱交错原理 色副载波和平衡正交调制 色同步信号
高频电视信号与频道分配
彩色全电视信号的分离
彩色全电视信号
彩色电视为了与黑白电视兼容， 必须传送一个亮度信 号， 以便黑白电视机接收。
根据彩色具有亮度、色调和饱和度 ３ 个要素的理论， 传送彩色图像必须选用３个独立的信号。因此，除了亮度信 号外， 还必须选择另两个信号来代表彩色的色度信息。
为留有余地， 每个电视频道的带宽给定 8 MHz。
高频电视信号的频道分配
我国电视信号频带占用48.8-960MHz的信道范围约容 纳69个左右的电视频道。其中，细分为3段： 48.8-88.8MHz（VHF低频段安排5个频道） 160-223MHz（VHF低频段，安排7个频道） 443-960MHz（UHF高频段安排56个频道）