電視信號的形成和傳輸

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.第三章電視信號的形成和傳輸【教學(xué)目的】知識目標(biāo)： 掌握彩色電視信號的拍攝及處理形成過程和熟記參數(shù)、PAL及NTSC制式的特點。能力目標(biāo)： 理解彩色電視信號的拍攝及處理形成過程?！窘虒W(xué)重點】光電轉(zhuǎn)換原理、掃描制式、音視頻信號的調(diào)制及兩種制式彩色電視信號的形成?！窘虒W(xué)難點】音視頻信號的調(diào)制及兩種制式彩色電視信號的形成。【教學(xué)方法】講述法【教學(xué)時數(shù)】15學(xué)時【教學(xué)過程】第一節(jié)光電轉(zhuǎn)換與電子掃描【教學(xué)目的】知識目標(biāo)：掌握一幅圖像的組成、光電轉(zhuǎn)換的原理及兩種掃描體制的參數(shù)和特點。能力目標(biāo)：理解光電轉(zhuǎn)換原理及圖像在電視屏幕上的顯示原理?！窘虒W(xué)重點】光電轉(zhuǎn)換的原理、兩種掃描體制的參數(shù)和特點?！窘虒W(xué)難點】光電轉(zhuǎn)換原理及圖像在電視屏幕上的顯示原理?！窘虒W(xué)方法】講述法、實驗法【教學(xué)時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)過程】新課導(dǎo)入:客觀世界的事物是怎樣形成電信號呢，電視屏幕上的圖像又是怎樣出現(xiàn)的呢，通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們要理解其實質(zhì)。聽課問題:1、電視信號的形成和發(fā)送經(jīng)過了那些過程？2、攝像機的光電轉(zhuǎn)換原理是怎樣的？3、圖像的分解于清晰度有什么關(guān)系？4、掃描體制有幾種，各有什么特點？一、電視信號的形成和傳送從圖中可以看出：圖像信號：調(diào)幅調(diào)制。伴音信號：調(diào)頻調(diào)制。二、攝像機的光電轉(zhuǎn)換1、攝像機：是一種將我們眼前景物的光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換電子設(shè)備。2、攝像機的光電轉(zhuǎn)換原理如下圖電子束在光電靶上從左到右，自上而下的掃描。在攝像管前方玻璃內(nèi)壁上，鍍有一層透明的金屬膜，作為光的通路和信號的輸出電極。在金屬膜后面再敷有一層很薄的光電導(dǎo)層，它由靈敏度極高的光敏材料組成。光敏材料在光線強弱有微小變化時，它的電阻即隨之變化。光強時電阻減小，光弱時電阻增大。當(dāng)電子束掃到強光點時，由于電阻較小，整個回路的電流增大，在Rfz上的壓降增大，輸出電壓小。相反，當(dāng)電子束掃到暗點時，回路電流減小，在Rfz上的電壓降小，輸出電壓較高。從而實現(xiàn)了電視信號的光電轉(zhuǎn)換過程。三、圖像的分解與清晰度1、觀察電視圖像我們會發(fā)現(xiàn)屏幕上的圖像是由很小的點構(gòu)成的，這些點越小越多圖像就越清晰。2、構(gòu)成圖像上的每一個點我們稱之為象素。四、掃描體制1、掃描體制指形成圖像的掃描制式。2、電視圖像的概念行：電子束自左向右掃描一次稱之為一行；水平方向的掃描稱為行掃描。場：電子束一行一行掃描完一幅圖像稱之為一場。垂直方向稱為場掃描。一幀：指一幅完整的靜止畫面。電視機的行掃描和場掃描是同時進(jìn)行的，電子束的掃描稍向右下傾斜。3、在電視機上我們看到的是連續(xù)的畫面，其實是由一幅一幅的靜止畫面連續(xù)播放形成的，由于人眼的視覺惰性和屏幕熒光粉的余暉效應(yīng)才感覺到連續(xù)的電視畫面，4、電視技術(shù)中要求1秒鐘必須播放25幀圖像，即幀頻fv25Hz、幀周期Tv40ms；一幀圖像625行，則行頻fH15625Hz，行周期TH64s。5、常見的掃描體制有逐行掃描制和隔行掃描制。（1）逐行掃描電子束從左到右從上到下一行緊接一行掃描稱逐行掃描。電子束在顯象管屏幕上的掃描軌跡稱為光柵。電子束從左到右掃描的軌跡稱為行正程，從右回到左的軌跡稱為行逆程。消去行逆程，只有行正程光柵。（2）隔行掃描由于圖像1妙播放25幅圖像雖然解決了畫面的連續(xù)問題，但在電視屏幕上播放出來任有閃爍現(xiàn)象，在隔行掃描中將一幀圖像分成兩場，即奇數(shù)場和偶數(shù)場；這時1妙就有50場，即場頻fz50Hz場周期Tz20ms，從而消除了畫面的閃爍現(xiàn)象。為了不使奇數(shù)場和偶數(shù)場的掃描重合，要求每場必須有個半行，所有總行數(shù)必須是奇數(shù)，使兩場的圖像正好相補，原理如下圖所示，我國電視制式規(guī)定一幀行數(shù)為625行，幀正程575行、幀逆程50行；因為一幀分成兩場，即每一場是312.5行，場正程287.5行，場逆程25行?！拘〗Y(jié)】回答課前問題【作業(yè)布置】1、完成光電轉(zhuǎn)換的電子設(shè)備是 ，構(gòu)成圖像的每一個點稱為 ，在電視技術(shù)中一幅圖像指 ，場頻是 、行頻是 ，常見的兩種掃描制式是 和 ；為了消除圖像的閃爍感一幀圖像被分成 場和 場。2、攝像機是怎樣實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的？【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第二節(jié)視頻信號【教學(xué)目的】知識目標(biāo)：掌握全電視信號包括那些，各有什么作用，熟記它們的參數(shù)。能力目標(biāo)：能熟練的畫出全電視信號的波形，并能進(jìn)行說明?！窘虒W(xué)重點】全電視信號包括那些，各有什么作用，它們的參數(shù)?！窘虒W(xué)難點】熟練的畫全電視信號的波形，并能進(jìn)行說明?！窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)】一幅圖像多少行，其中正程多少行，逆程多少行，在隔行掃描中，一場共掃描多少行，正程多少行，逆程多少行？新課導(dǎo)入: 我們從電視機屏幕上看到五彩繽紛的圖像，但我們知道它的信號是怎樣的嗎？通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí)我們就能清楚這個問題。聽課問題:1、視頻信號包括那些部分，它們各有什么作用？2、能畫出全電視信號的波形。3、全電視信號各部分的參數(shù)有那些？一、視頻信號的構(gòu)成及波形1、全電視信號的波形如下圖所示2、全電視信號包括圖像信號、消隱信號、同步信號和輔助信號。（1）圖像信號：包含我們看到的電視機屏幕上的所有內(nèi)容。（2）消隱信號：使電子束在行場掃描逆程期間截止。（3）同步信號：使電視機的播放與發(fā)射完全同步。（4）輔助信號：保證掃描的準(zhǔn)確穩(wěn)定。3、從圖中可以看出全電視信號有以下特點：（1）脈沖性：全電視信號含復(fù)合同步和復(fù)合消隱脈沖。（2）周期性：行場脈沖是周期重復(fù)的，而且兩行間，兩場間的信號有相似性。（3）單極性：正極性，白電平高，黑電平低。負(fù)極性，白電平低，黑電平高。二、圖像信號1、圖像信號（負(fù)極性）的位置及特點（負(fù)極性）從圖中可以看出（1）行周期64s，其中正程52s、逆程12s。（2）圖像信號的幅度相對值只能在1075之間變化。2、圖像信號的頻率范圍（帶寬）：06MHz（1）最小頻率：圖像全黑或全白時，即一幅圖像內(nèi)無變化，則頻率為0。（2）最高頻率：圖像垂直方向有575各象素，電視機的寬高比為4：3，則水平方向的象素為766個；那么圖像信號的最高頻率為6MHz。3、在圖像信號中低頻代表輪廓，高頻代表細(xì)節(jié)。三、消隱信號（如右圖）1、行消隱信號：保證行消隱期間電子束截止，脈寬為12s，頻率是15625Hz。2、場消隱信號：保證行消隱期間電子束截止，脈寬為1.6ms，一般以25個行周期。四、同步信號（如下圖）1、行同步信號：保證電子掃描在水平方向與攝像是嚴(yán)格同步，其脈沖寬度為4.7s，必須在行掃描正程結(jié)束后的1.3s發(fā)出。2、場同步信號：保證電子掃描在垂直方向與攝像是嚴(yán)格同步，其脈沖寬度為160s，距前肩2.5個行周期，其前后肩均有5個均衡脈沖，用以保證隔行掃描的準(zhǔn)確性；且場同步頭上還開有5個槽，槽寬度為4.7s，用以防止圖像頂部的扭曲現(xiàn)象。【小結(jié)】回答課前問題【作業(yè)布置】1、全電視信號包括 信號、 信號、 信號和輔助信號，其中圖像信號的幅度相對范圍是 ；行周期 ，正程 、逆程 ；場周期 ，正程 、逆程 ；行同步脈寬是 ，距前肩 ；場同步脈寬是 ，距前肩 。2、畫出全電視信號的波形，說出均衡脈沖和場同步信號頭上所開5個槽有什么作用？【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第三節(jié)高頻電視信號【教學(xué)目的】知識目標(biāo)：掌握視頻、音頻信號的調(diào)制原理及各種傳輸方式的特點。能力目標(biāo)：理解圖像信號的殘留邊帶發(fā)射和音頻的全頻帶發(fā)射?！窘虒W(xué)重點】視頻、音頻信號的調(diào)制原理及各種傳輸方式的特點。【教學(xué)難點】圖像信號的殘留邊帶發(fā)射及電視頻道帶寬的計算，頻道的劃分。【教學(xué)方法】講述法【教學(xué)時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)】全電視信號包括那些部分，它們各有什么作用？新課導(dǎo)入: 經(jīng)過攝像機光電轉(zhuǎn)換的信號和音頻電信號能直接進(jìn)行發(fā)送嗎？那么還要進(jìn)行怎樣的處理，學(xué)了這一節(jié)的內(nèi)容我們就能掌握這個問題。聽課問題:1、全電視信號中的視頻信號是怎樣處理和發(fā)送的？2、全電視信號中的音頻信號是怎樣處理和發(fā)送的？3、電視信號有幾種傳輸方式，各有什么特點？一、視頻信號的調(diào)制與殘留邊帶發(fā)射1、視頻信號的調(diào)制采用調(diào)幅調(diào)制：可以節(jié)省頻帶。調(diào)頻電視信號的形成（如下圖）調(diào)幅：指載波信號的幅度隨調(diào)制信號幅度變化的調(diào)制方式，視頻信號的調(diào)制采用調(diào)幅調(diào)制。我國圖像信號的調(diào)制采用負(fù)極性調(diào)制，負(fù)極性調(diào)制具有以下特點（1）平均功率?。ㄒ话銏D像亮的部分多）；（2）脈沖干擾為暗點（不明顯）；（3）便于自動增益控制。2、視頻調(diào)幅波的頻譜（如右圖）06MHz的視頻信號對高頻載波fp調(diào)制后，調(diào)幅波的幅度隨調(diào)制信號的幅度變化。調(diào)制信號的頻率為06MHz,載波頻率為fp,調(diào)幅信號既含有載波，又含有上邊頻（fp + 6）和下邊頻(fp-6)，稱為雙邊帶。上、下邊頻都包含了原來被傳送信號的信息。視頻信號帶寬6MHz，雙邊帶寬為12MHz。3、由于雙邊帶中，上邊帶或下邊帶已包含了所有調(diào)制信號的信息，因此可以只傳送上邊帶或下邊帶，壓縮電視信號的帶寬。但是目前所做的濾波器很難把上、下邊帶分開，因此只傳送上邊帶，下邊帶只保留一部分，稱為殘留邊帶調(diào)幅。 至于高低頻頻率成分的不一致，利用電視接收機采用濾波電路解決。二、伴音信號的調(diào)制1、音頻信號采用調(diào)頻，因為調(diào)頻方式具有較強的抗干擾能力,（調(diào)頻原理如右圖）2、音頻調(diào)頻波的頻譜：調(diào)頻波的頻譜除了上下邊頻（fc+F ）和（fc-F）以外，還有（fc+2F）和（fc-2F）、(fc+3F)和(fc-3F)等，一般情況下按下式計算B2（fFmax），f為頻偏，我國規(guī)定最大為50KHz，F(xiàn)max為音頻最高頻率，電視伴音中可取15KHz，因此可計算出聲音調(diào)頻波的帶寬為B130KHz。3、高頻伴音信號（1）伴音載波比圖像載波高6.5MHz，高頻伴音載波的頻譜帶寬為每邊0.25MHz即250KHz，與130KHz相比留有充分的余量，使圖像信號和伴音信號互不干擾，可以很好的分開。（2）從圖中可以看出一個頻道的頻帶寬度為8MHz，如中央一臺的頻帶寬度也是8MHz。4、各頻道電視節(jié)目之間的關(guān)系如下圖三、電視頻道的劃分及多種傳輸方式理解：各種傳輸方式就好比人乘坐不同的交通工具。1、無線電視廣播：一般電視臺采用無線廣播的方式傳輸電視節(jié)目，即利用電視塔發(fā)射，一個電視塔只安裝幾幅發(fā)射天線，一幅天線只能發(fā)射一套電視節(jié)目；高頻圖像信號和高頻伴音信號經(jīng)過功率放大器后送到天線用電磁波的形式輻射出去，再利用電視接收天線接收。可供選擇的正規(guī)電視頻道有68個，如22頁表21所示。2、有線電視廣播：有線電視臺采用有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸電視節(jié)目，每套節(jié)目的視頻信號和音頻信號同時輸入一臺電視調(diào)制器，帶寬任為8MHz，一個電視臺可以同時傳輸許多套電視節(jié)目，其圖像載波不僅可以在表21中進(jìn)行選擇，而且可以在表22中進(jìn)行選擇。3、衛(wèi)星電視廣播：這種傳輸方式傳輸距離遠(yuǎn)，覆蓋面大；主發(fā)射站將14GHz的上行信號發(fā)送給廣播電視衛(wèi)星，廣播電視衛(wèi)星接收后將其變頻為12GHz的下行信號發(fā)回地面的服務(wù)區(qū)，由衛(wèi)星接收器接收并解調(diào)后送到電視機上。【小結(jié)】回答課前問題【作業(yè)布置】1、一個頻道的電視節(jié)目中視頻采用 發(fā)送發(fā)射，其帶寬是 ，我個采用 極性的調(diào)制；伴音采用 發(fā)送方式，其帶寬為 ，伴音載頻比圖像載頻高 ，一套電視節(jié)目的帶寬是 MHz。2、電視信號有幾種傳輸方式，各有什么特點？【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第四節(jié)彩色電視信號【教學(xué)目的】知識目標(biāo)：掌握兼容性和逆兼容性的意義，基色信號、色差信號的形成。能力目標(biāo)：理解基色信號、色差信號的形成、彩條信號的意義。【教學(xué)重點】兼容性和逆兼容性、亮度方程及色差的計算。【教學(xué)難點】兼容性和逆兼容性、亮度方程及色差的計算。【教學(xué)方法】講述法【教學(xué)時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)】電視信號中的視頻和音頻各采用什么調(diào)制方式，它們有什么關(guān)系；電視信號有幾種傳輸方式，各有什么特點？新課導(dǎo)入:前面我們學(xué)習(xí)過的只是黑白電視信號的轉(zhuǎn)換與處理，而我們現(xiàn)在見到的大部分是彩色電視機，那么彩色電視節(jié)目又是怎樣產(chǎn)生和傳輸?shù)哪兀@一節(jié)的內(nèi)容將解決這個問題。聽課問題:1、彩色電視的圖像信號是怎樣形成的？2、什么是兼容性和逆兼容性，為了實現(xiàn)兼容彩色電視信號應(yīng)具備那些要求？3、亮度信號和色差信號是怎樣形成和選取的？4、彩條信號有那些實際意義，兩種彩條信號各用在那些場合，為什么？一、彩色圖像的分解和三基色電信號的形成彩色景物（如彩條）的光通過透鏡聚焦，經(jīng)過分色鏡AB，反射的藍(lán)光通過反射鏡至B攝象管上；透過分色鏡AB的綠光在透過分色鏡BC到達(dá)G攝象管上；紅光透過分色鏡AB，在經(jīng)過分色鏡BC反射后，通過反射鏡加到R攝象管上。其光電轉(zhuǎn)換的原理與前面講過的是相同的，不同的是產(chǎn)生三個基色的電信號。二、兼容性和逆兼容性1、兼容性：指黑白電視機能夠接收彩色電視節(jié)目，呈現(xiàn)黑白圖像，即彩色電視制式對黑白電視機要有兼容性。2、逆兼容性：彩色電視機收看黑白電視節(jié)目時也呈現(xiàn)黑白圖像。3、為了實現(xiàn)兼容，要求彩色電視信號具有以下特點：（1）彩色全電視信號由亮度信號和色差信號兩部分構(gòu)成，并且易于分開。（2）彩色電視信號在參數(shù)上應(yīng)該與黑白電視信號一致。（3）傳輸時彩色電視節(jié)目應(yīng)該與黑白電視節(jié)目的帶寬相同。三、亮度信號和色差信號1、亮度信號亮度方程：Y0.30R0.59G0.11B，它表明三基色與合成亮度之間的關(guān)系。亮度電壓方程：VY0.30VR0.59VG0.11VB，它為亮度電信號的產(chǎn)生提供依據(jù)。亮度電信號的形成如右圖所示，只要使0.30、0.59、0.11成立，就可以產(chǎn)生亮度電信號。2、色差信號在彩色電視機中，除了傳輸亮度信號外，還要傳輸色度信號，根據(jù)兼容的要求，色度信號中只包含色度信息，不再包含亮度信息，把這種信息稱為色差信號。根據(jù)亮度方程Y0.30R0.59G0.11B可以推導(dǎo)出0.30（VRVY）0.59 VGVY）+0.11 VBVY）可以看出一種色差信號可以由另外兩種色差信號求得，由于綠基色信號的系數(shù)較小，相對應(yīng)信號幅度也較小，易受干擾，所以只傳送紅色差信號和藍(lán)色差信號。四、彩條信號1、彩條信號是一種常用的標(biāo)準(zhǔn)彩色測試信號，用來測試、調(diào)整電視機的顯示效果，還可以堅定彩色電視機的性能。2、100彩條信號及電壓對應(yīng)波形如右圖。3、從圖中可以看出：三種色差信號中綠色差信號EGY幅度最小，容易受到外界的干擾，因而不易傳輸，實際采用紅色差信號ERY和藍(lán)色差信號EGY。4、100的彩條信號用在測試設(shè)備中，由于和實際的差距，100的彩條信號對電視機進(jìn)行調(diào)節(jié)后，收看效果并不好，因而產(chǎn)生75的彩條信號用在實際的電視信號的傳輸中?！拘〗Y(jié)】回答課前問題【作業(yè)布置】1、兼容性指 、逆兼容性指 ：在三種色差信號的傳輸中 信號和 信號。2、為了實現(xiàn)兼容，要求彩色電視信號具有那些特點？3、彩條信號有幾種，在實際的廣播電視信號的傳輸中為什么不采用100的彩條信號？【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第五節(jié)色差信號的頻帶壓縮與頻譜交錯【教學(xué)目的】知識目標(biāo)：掌握大面積著色的根據(jù)、亮度信號的頻譜特點及色副載波的頻率。能力目標(biāo)：理解大面積著色原理和頻譜間置原理?！窘虒W(xué)重點】大面積著色原理和頻譜間置原理。【教學(xué)難點】色差信號頻帶的壓縮、色副載波頻率的選擇。【教學(xué)方法】講述法【教學(xué)時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)】亮度信號和色差信號是怎樣形成和選取的？新課導(dǎo)入:前一節(jié)課中我們說明了彩色電視信號中所要傳輸?shù)娜N信號及其形成的過程，但這三種信號怎樣才能6MHz的帶寬中一起發(fā)射又不致相互干擾呢？聽了這一節(jié)課后，我們就會清楚這個問題。聽課問題:1、什么是大面積著色原理，它有什么實際意義？2、為什么要對色差信號進(jìn)行頻帶壓縮？3、亮度信號的頻譜有什么特點？4、什么是頻譜間置原理？5、色副載波頻率的選擇有什么依據(jù)一、大面積著色原理與色差信號的頻帶壓縮1、電視信號中，高頻代表細(xì)節(jié)，低頻代表輪廓。2、大面積著色原理的內(nèi)容：在人眼的視覺特性上，對彩色的細(xì)節(jié)不敏感，可以只對彩色圖像的輪廓進(jìn)行著色，即大面積著色，但不致引起視覺上的失真，這種原理我們稱為大面積著色原理。3、色差信號的頻帶壓縮即大面積著色原理的意義：可以將帶寬06MHz的色差信號壓縮至01.3MHz，使色差信號的帶寬大大壓縮，從而可以穿插在亮度信號中。二、亮度信號的頻譜從亮度信號的頻譜圖上可以看出有以下特點：1、fH稱為行譜線，行譜線兩邊排列這場譜線，它們呈三角形譜線族。2、頻譜是分立譜或稱線狀譜，譜線之間有很大的間隔。3、頻率越高，幅度越小，譜線越低，譜線之間的空隙也越大。4、電視圖像的譜線族之間的間隔也在60以上。三、頻譜間置與色副載波頻率的選擇1、從上面的圖中可以看出色差信號的頻譜結(jié)構(gòu)與亮度信號的頻譜結(jié)構(gòu)類似。2、頻譜間置原理：亮度信號和色差信號頻偏圖的譜線族間都存在著大量的空隙，它們的結(jié)構(gòu)又類似，利用調(diào)幅調(diào)制移動色差信號的頻譜，然后將其穿插在亮度信號譜線的空隙里，保證亮度信號和色差信號互不干擾。3、在調(diào)幅過程中，選擇的載波即色副載波，其頻率必須遵循以下原則：（1）應(yīng)為半行頻的奇數(shù)倍。只有選擇半行頻的奇數(shù)倍，才能使色差信號插入亮度信號的空隙里。（2）應(yīng)選在亮度信號頻帶的高端。因為亮度信號頻帶高端的能量小，空隙大，穿插后，其亮色干擾小。（3）頻率不能高于6MHz，否則達(dá)不到兼容的目的。（4）綜合以上原則，色副載波的頻率確定為4.43MHz?！拘〗Y(jié)】回答課前問題【作業(yè)布置】1、根據(jù)大面積著色原理可以將色差信號的帶寬從 壓縮到 ，從亮度信號的頻譜圖可以知道電視圖像的譜線族之間的間隔也在 以上；經(jīng)過確定色副載波的頻率為 。2、什么是大面積著色原理，它有什么實際意義？3、什么是頻譜間置原理，色副載波頻率的選擇有什么依據(jù)？【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第六節(jié)正交平衡調(diào)幅制（NTSC制）【教學(xué)目的】知識目標(biāo)：掌握平衡調(diào)幅及正交平衡調(diào)幅的特點，色差信號的壓縮特點及NTSC 制的主要性能。能力目標(biāo)：理解U、V信號的形成過程和彩色矢量圖?！窘虒W(xué)重點】平衡調(diào)幅及正交平衡調(diào)幅的特點，色差信號的壓縮特點及NTSC制的主要性能?！窘虒W(xué)難點】U、V信號的形成過程和彩色矢量圖?！窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時數(shù)】3學(xué)時【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)】什么是大面積著色原理和頻譜間置原理，其有什么實際意義？新課導(dǎo)入:我們前面說過，色差信號傳輸紅色差和藍(lán)色差，但副載波只有一個，而色差信號有兩個，解決方案有幾個，這一節(jié)課我們來看其中的一種，正交平衡調(diào)幅制，即NTSC制。聽課問題:1、平衡調(diào)幅波具有那些特點，有那些優(yōu)點？2、兩個色差信號是怎樣形成色度信號的；在色度矢量圖中，矢量的幅度表示什么，相位角表示什么？3、為什么要對色度信號進(jìn)行壓縮，其壓縮系數(shù)是多少？4、彩色矢量圖表示了什么？5、NTSC制有那些優(yōu)點，有什么缺點，缺點如何來改善？一、平衡調(diào)幅1、平衡調(diào)幅是調(diào)幅的一種，又叫抑制載波調(diào)幅，簡稱抑制調(diào)幅，波形圖如右圖所示。2、平衡調(diào)幅波具有以下特點：（1）不含載波分量。（2）其幅值正比于調(diào)制信號振幅的絕對值（3）其極性由載波和調(diào)制信號共同決定，如 二者反相，平衡調(diào)幅波的極性就翻轉(zhuǎn)。（4）其包絡(luò)不再是原調(diào)制信號。（5）在載波的正峰點對平衡調(diào)幅波取樣就可得到原調(diào)制信號。3、平衡調(diào)幅的優(yōu)點：抑制掉載頻分量后，有用的邊帶信號就可以有更大的輸出幅度，有利于提高信噪比；從另一個角度說，載波分量多少會對亮度信號有一定的干擾，因此必須抑制。二、正交平衡調(diào)幅1、正交平衡調(diào)幅制（即NTSC制）：將兩個色差信號分別調(diào)制在頻率相同，相位相差90的兩個色副載波上，在將兩個調(diào)幅信號相加輸出。這種技術(shù)由美國國家電視制式委員會研制成功。2、色差信號的正交平衡調(diào)幅處理過程如下圖。3、BY色差信號由Sint的副載波調(diào)制，形成VB-YSint；RY信號由Cost的副載波調(diào)制，形成VR-YCost；這兩個信號在線性加法器中合成色度信號：FVR-YCostVB-YSint4、色度矢量圖如最右圖所示，說明色度信號既是調(diào)幅波又是調(diào)相波，其幅度值反映色飽和度:F其相位角反映色調(diào):arctan在傳輸彩色圖像時，色度信號的幅度和相位隨畫面上各象素彩色色飽和度和色調(diào)的變化而變化的。三、色差信號的壓縮Y、U信號1、在亮度信號Y與色度信號F疊加所形成的復(fù)合視頻信號出現(xiàn)了幅度問題。由右圖可見，色度信號的最大、最小幅度超出黑白電平太多，會使發(fā)射機產(chǎn)生過調(diào)幅失真，因此色度信號要進(jìn)行壓縮。2、把彩條的色度信號最大、最小電平由1.79壓縮到1.33可得到壓縮后的色差信號，如右圖所示。壓縮后的色差信號分別為：V0.877VRYU0.493VBYU、V合成壓縮的色度信號為：F VCostUSintFVFU幅度為F相位角arctan四、彩條信號的彩色矢量圖不同彩色時U、V信號不同，可根據(jù) 計算得出正交平衡調(diào)幅彩條色度信號的相位和幅度，由此可畫出彩條色度信號矢量圖。由圖可見：1、色度信號矢量圖的橫軸為相位基準(zhǔn)軸，正方向=0。2、縱軸是V信號軸，也就是90副載波軸。3、各矢量的相位 代表色調(diào), 而各矢量的模|Fm|代表色飽和度。4、互補色矢量長度相等，相位相差180，矢量和為零。5、彩條信號的矢量圖可用矢量示波器顯示，用來測試色度信號通過被測設(shè)備的失真情況。五、NTSC制的主要性能1、NTSC制的色副載波頻率為：4.4296875MHz4.43MHz。2、優(yōu)點：（1）NTSC制色度信號的處理過程最簡單，便于集成化。 （2）亮色信號的頻譜以最大的間距錯開，兼容性好，亮色串?dāng)_小。3、缺點：正交平衡調(diào)幅的相位敏感性，即色差信號的相位失真對重現(xiàn)彩色的色調(diào)有明顯影響，這是由微分相位失真引起的。4、解決色調(diào)失真的方法：（1）提高傳輸技術(shù)。 （2）改進(jìn)彩色電視制式?！拘〗Y(jié)】回答課前問題【作業(yè)布置】1、壓縮后的色差信號分別為VVRY，UVBY；色度矢量圖說明色度信號既是波又是波，矢量圖中各矢量的相位 代表, 而各矢量的模|Fm|代表。2、NTSC制有那些優(yōu)點，有什么缺點，缺點如何來改善？【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】第七節(jié)逐行倒相制（PAL制）【教學(xué)目的】知識目標(biāo)：掌握PAL制的特點、色副載波頻率及色同步信號的作用及相位關(guān)系。能力目標(biāo)：理解PAL制的相位失真補償原理及FBAS的形成過程?！窘虒W(xué)重點】PAL制的特點、色副載波頻率及色同步信號的作用及相位關(guān)系?！窘虒W(xué)難點】PAL制的相位失真補償原理及FBAS的形成過程?！窘虒W(xué)方法】講述法【教學(xué)時數(shù)】2學(xué)時【教學(xué)過程】【復(fù)習(xí)】NTSC制有什么缺點？新課導(dǎo)入:既然NTSC制存在微分相位失真引起的色調(diào)失真，這一節(jié)課我們就來說一下能夠克服微分相位失真的PAL制，通過這一節(jié)的內(nèi)容，我們應(yīng)該理解PAL制克服NTSC制色調(diào)失真的原理。聽課問題:1、PAL制有什么特點？2、PAL制是怎樣克服NTSC制的色調(diào)失真的？3、色副載波頻率是多少，色同步信號有什么作用、有那些參數(shù)？4、FBAS指什么，彩色全電視信號是怎樣的？一、PAL制的特點1、PAL制是NTSC制的改進(jìn)制式，它是將色度信號中的Fv分量逐行倒相，PAL制色度信號的表達(dá)式為F VCostUSintSin（t）相位角arctan2、PAL制有下列優(yōu)點：(1)對相位失真不敏感。(2).比NTSC制抗多徑接收性能好。(3).色度信號的正交失真不敏感，且對色度信號部分抑制邊帶而引起的失真也不敏感。(4).PAL采用梳狀濾波器，可以提高彩色信噪比3dB。3、PAL制有下列缺點: (1)解碼中產(chǎn)生的誤差在圖象上將產(chǎn)生爬行及半幀頻閃爍現(xiàn)象。(2)PAL信號不利于信號處理。(3)水平清晰度比黑白電視機的低。(4)垂直彩色清晰度PAL制比NTSC制低。(5) PAL制接收機比NTSC制接收機復(fù)雜，成本稍高。二、相位失真的補償原理1、相位失真補償原理圖如右圖所示：2、原理：當(dāng)傳送第n行紫色信號Fn時，由于微分相位失真移相為Fn，n行紫偏藍(lán)；當(dāng)收到n1行信號Fn+1時移相為Fn+1,而將n+1行倒相后形成Fn+1”紫偏紅,根據(jù)矢量的平行四邊形法則, Fn(紫偏藍(lán))與Fn+1”(紫偏紅)形成F合,從圖中可以知道,只是其色飽和度變了,而其色調(diào)沒變。三、PAL制色副載波頻率的選擇1、在PAL制中,由于V分量的逐行倒相,使其頻譜結(jié)構(gòu)與NTSC制有所差異。2、PAL制的頻譜特點：在副載波兩側(cè)對稱地分布著以半行頻為間隔的Fv信號及其高次諧波，如果色副載波仍然與NTSC制相同的話將會使V信號與Y信號疊加形成形成相互干擾。3、為了使Y、Fv、Fu信號錯開，PAL制色副載波采用1/4行頻間置，并增加半場頻（25Hz）分量自動實現(xiàn)每場倒相一次。4、PAL制色副載波頻率的準(zhǔn)確值為：4.43361875MHz4.43MHz四、色同步信號1、PAL制色同步信號的作用：（1）作為接收機副載波恢復(fù)電路頻率和相位基準(zhǔn)。（2）作為NTSC行和PAL行識別信號。2、PAL制色同步信號與行同步信號及行消隱信號的時間關(guān)系如上圖，其幅度為0.3V0.9mV。3、PAL制色同步信號的矢量圖如右圖所示，NTSC行的相位為135，PAL行的相位為135，相鄰兩行色同步的平均相位為180。五、PAL制編碼原理簡介1、彩色全電視信號FBAS的形成過程稱為編碼，完成編碼的電路稱為編碼器；FBASF（色度信號）B（亮度信號）A（復(fù)合消隱信號）S（復(fù)合同步信號）2、彩色全電視信號FBAS的形成過程如上圖所示：3、彩色全電視信號FBAS的形成過程：由攝像機送來的三基色信號UR、UG、UB經(jīng)矩陣電路變換成亮度信號UY和色差信號UR-Y、UB-Y；亮度信號經(jīng)放大并加入復(fù)合消隱信號和復(fù)合同步信號再經(jīng)延時均衡之后送入加法器。U、V色差信號根據(jù)大面積著色原理經(jīng)低通濾波器限制頻帶后，分別加入+K和-K色同步選通脈沖，然后送到U、V平衡調(diào)幅器進(jìn)行平衡調(diào)幅。U調(diào)幅器送入0副載波，V調(diào)幅器送入90副載波。90副載波的產(chǎn)生，是先將0副載波進(jìn)行90移相，然后再經(jīng)PAL開關(guān)逐行倒相形成90副載波。PAL開關(guān)的控制是半行頻脈沖。U、V平衡調(diào)幅器輸出的是FU和FV。將這兩信號相加，就形成了包含色同步信號的色度信號，再和包含復(fù)合消隱信號和復(fù)合同步信號的亮度信號混合，就形成了彩色全電視信號,縮寫為FBAS。五、彩色全電視信號的波形【小結(jié)】回答課前問題【作業(yè)布置】1、PAL制是NTSC制的改進(jìn)制式，它是將色度信號中的逐行倒相，PAL制色度信號的表達(dá)式為F，PAL制色副載波頻率為，在PAL制色同步信號的矢量圖中，NTSC行的相位為，PAL行的相位為 ，相鄰兩行色同步的平均相位為。2、PAL制中色同步信號有什么作用？3、PAL制是怎樣克服NTSC制的色調(diào)失真的？【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】.