第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视机基本原理.ppt

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1、第六章 PAL制彩色全电视信号和彩 色电视机的基本原理 6.1 彩色图像信号分析 6.2 彩色同步信号分析 6.3 彩色全电视信号的波形和特点 6.4 PAL制彩色电视机组成及其原理 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.3 彩色全电视信号的波形与特点 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.3 彩色全电视信号的波形与特点 图6.13 100/0/75/0负极性彩条波形 为了加深理解，我们还给出了电视台常发送的另一种 100/0/75/0负极性彩条信号。 该信号是由表6-2给出 的色差信号进行幅度 压缩形成U、V色差信 号后，由已调的红、 蓝两个色度分量叠加

2、形成色度信号； 与亮度、同步、消隐 等其它信号混合而成 。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 无论是哪种规格的彩条信号所形成的彩色全电视信号： 这些信号混合后构成彩色全电视信号，缩写为FBAS。 6.3 彩色全电视信号的波形与特点 与黑白全电视信号相同，含有亮度信号、复合同步、复 合消隐、均衡等辅助脉冲信号； 含有彩色信息的色度信号与保证彩色稳定的色同步信号 。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.3 彩色全电视信号的波形与特点 这种由多种信号混合而成的FBAS有如下特点： (1) 参于混合的各种信号均保持独立性。 例如: 可以采用各种方法将这些信号一一分

3、离 。 色度与亮度信号 色度与色同步信号 扫描用的同步与消隐信号 同步与消隐信号与图像信号 在时域重叠，而在频域交错； 在频域重叠，而在时域交错； 在频域、时域均重叠，但在所 处电平高低上有区别； 在时域交错，互不干扰。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.3 彩色全电视信号的波形与特点 (2) FBAS是视频单极性信号，既有直流成分，又含有交流 成分，且是上下不对称的信号， (3) 对静止的图像而言，其电视信号以帧为周期重复，其场 间、行间相关性也较大； (4) FBAS信号是黑白、彩色电视接收机都能使用的兼容性 电视信号。 对活动图像而言，则可说是帧间、行间相关性较大的

4、非 周期信号，但其同步与消隐信号仍是周期性的。 占有06MHz的频带宽度 。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4 PAL制彩色电视机组成及其原理 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4 PAL制彩色电视机组成及其原理 与分立元件电视机相比较，集成电路电视机的优点有： 集成电路电视机的性能指标高、稳定性好； 由于整机零部件大为减少，焊点也相应减少，提高了可 靠性； 有更多、更完善的功能； 便于自动化生产。 集成电路电视机必然要取代分立元件电视机 下面介绍PALD制集成电路彩色电视机工作原理，分析 各部分作用，掌握彩色全电视信号的传送流程。 第六章PAL

5、制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 把天线接收下来的高频彩色电视信号，通过一系列的放 大、变换和解码过程还原为三个基色图像信号。 从信号处理的角度出发，实际上，彩色电视的接收是 对彩色电视信号进行逐一分离的过程。（根据FBAS信号 的特点） 6.4.1 彩电系统框图 彩色电视机的任务 最后，在彩色显像管的荧光屏上重现出原来的彩色图像 ，在扬声器中还原出伴音。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 图6.14 高频电视信号分离框图 伴音信号的分离方法及 处理与黑白电视机相同 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 首先，利用频率分离的方 法

6、，将视频低端的亮度信 号、复合同步信号与高端 的色度信号、色同步信号 分开； 然后，用幅度分离的方法 ，将复合同步信号和亮度 信号分开； 用时间分离的方法，将色 度信号和色同步信号分开 ； 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 最后，用频率和相 位双重分离的方法 ，将色度信号中的 两个正交分量U、 V信号分开。 信号处理的过程要 比黑白电视机复杂 。第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 图6.15 彩色电视机组成框图 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 彩色电视机天线接收到

7、的射频电视信号的处理 ： 首先，通过VHF/UHF调谐器的射频放大； 然后混频，将它变换成中频电视信号，其中图像中频 为 38MHz； 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 通过声表面波滤波器带通、中频放大器进一步筛选放大 后， 从频谱结构来看，它相当于把输入信号载频往低搬迁了 38MHz，并将图像与伴音频谱复原。 进入限幅、同步检波器。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 检波器输出的信号包括： 06MHz的亮度信号。 载频为4.43MHz的色度信号。 载频为6.5MHz的第二伴音中频信号。 第六章PAL制彩色

8、全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 伴音信号采用 伴音信号与图像信号在 经6.5MHz的带通滤波器取出伴音信号； 通过伴音中放、鉴频及功放至扬声器，还原成声音。 调频方式； 频域上是分开的； 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 为防止伴音干扰图像，将伴音信 号去除得到彩色全电视信号。 6.4.1 彩电系统框图 检波输出信 号通过6.5MHz陷 波器产生彩色全 电视信号。 6.5MHz陷波器目的 ： 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 经4.43MHz的吸收回路 第一路输出至亮度通道。 消除色度副载波的光点干扰；

9、取出亮度信号。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 4.43MHz吸收回路输出的亮度信号的高频分量也有所损失 6.4.1 彩电系统框图 加入亮度放大勾边电路 会影响清晰度 使亮度信号的高频成分得以提升 。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 目的：为使亮度信号与色度信号同时到达解码矩阵电路。 6.4.1 彩电系统框图 亮度放大勾边电路输出的亮度信号必须进行延时0.6s 。 延时后的信号，送至矩阵电路作为Y信号输入 。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 第二路输出送到色度通道。 首先通过4.43MHz的带通放大器 去除亮

10、度信号，取出色度信号及色同步信号； 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 然后经过色同步分离器将它们分开。 色同步分离器的门控开关是延时约4.4s后的行同步脉冲 此门脉冲的中心位置正好与色同步信号中心位置重合。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 门脉冲到来时，让色同步取出而抑制色度信号。 分离出的色同步信号： 一方面去控制鉴相器，使本机副载波与它同步； 另一方面去控制识别、消色检波电路等。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 分离出的色度信号经色度放大器放大； 再送至延

11、时解调器，把色度信号分解为FU、FV分量。 经过“电平均”消除相位误差引起的色调畸变。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 然后，分别送至(R-Y)、(B-Y)同步检波器，分别检出红 色差信号和蓝色差信号。将它们送至解码矩阵。第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 其中，同步检波器所需逐行倒相的正交副载波是由副载 波晶振经PAL开关形成的。第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 解码矩阵混合出红、绿、蓝三基色信号； 经视放输出级分别送到彩色显像管的三个阴极。 调制三个电子束的电

12、流大小，重现出彩色图像。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 第三路输出到扫描同步分离电路 扫描同步分离电路作用：取出行、场复合同步信号。 由微分电路取出行同步脉冲送到鉴相器。 行同步脉冲 鉴相器的比较信号是行输出级反馈过来的。 目的：迫使行振荡器与它同步。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 经积分器取出场同步信号。 场同步信号去控制帧振荡，使场频与它一致。 行、场同步信号的处理与黑白电视机完全相同。 场同步脉冲 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 由于彩色显像管 的

13、屏幕尺寸和偏 转角一般都较大 不能采用黑白电视机中使用的方法来消除 电子束线性扫描产生枕形失真的 光栅，比黑白显像管严重得多； 而且由于会聚问题的牵制。 加有枕形矫正器解决方法： 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 让行、场输出电流相互 调制； 行同步脉冲 场同步脉冲 再送入偏转线圈来进行 枕形失真的矫正。 目前，工厂生产的彩色电视机 大都是采用自会聚彩色显像管 。 一般是从行输出级和场输出级引出行场电 流加在会聚线圈上达到会聚校正的目的。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.1 彩电系统框图 另外，彩色电视机中需要提供许多直流

14、电压源，如： 开关式稳压电源具有体积小、重量轻、效率高、调整范围 宽等优点。 彩色显像管的阳极高压，中、低压电源等。 在实际电路中一般是： 直流稳压源仅供给扫描电路 其它直流电源均由行输出变压器提供不同幅度的逆程脉冲 电压，经过二极管整流得到。 彩色电视机中广泛采用开关式稳压电源 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 为了改善兼容性，获得较好的图像质量，框图中除含有 图像、伴音和色度通道外，还含有一些辅助电路，或者说， 自动调整电路。 另外，由于彩色电视机的性能指标要比黑白电视机高， 所以，彩色

15、电视机中还采用了自动保护电路。 下面对目前彩色电视机中最常用的自控电路进行简要的 介绍。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 彩色电视机中，AFC电路的作用： 自动频率控制(AFC) 混频调谐器中本振频率 外来图像载频 准确的图像中频38MHz 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 自动噪声消除电路的作用是把类似于电火花、雷电等 产生的强脉冲干扰从视频信号中消除掉。 自动噪声消除(ANC) 6.4.2 常用自控电路原理介绍 否则，这种大幅度脉冲干扰进入同步分离电路 将破坏扫描电路的同步 造成图像画面不稳定 第六章PAL制彩色全电视

16、信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 影响电视天线接收到的信号电平值大小的主要因素有： 自动增益控制(AGC) 自动增益控制电路的作用是：接收信号电平值有较大的 变化时，能自动调整接收机中放和高放的增益。 电视台发射功率； 电波传播条件； 接收天线的位置及形状等。 目的： 减小因信号电平过强或过弱，超出放大器的动态范围， 而造成的同步不稳和彩色失真。 使送到显像管的图像信号电平基本保持稳定。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 自动亮度限制电路是使显像管电子束电流不超过预定值 的一种保护电路。 自动亮度限制(ABL) 当

17、显像管的亮度过亮时，会缩短显像管的寿命； 该电流超过预定值产生的问题： 当显像管束电流太大也会引起高压过载，有损坏行输出 管和高压整流元件的危险。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 为了准确重现彩色图像，色度信号和亮度信号原有的相 对幅值必须保持不变。 自动色度控制(ACC) AGC电路，是根据亮度信号幅度的大小进行自动控制 ， 接收电场强度的变化 思考：色度信号幅值是否会发生变化？ 天线与接收机之间的匹配情况不同 本振频率存在频率漂移等。 导致亮度信号和 色度信号的比例 不正确，引起彩 色饱和度的改变 。 而仅使亮度信号幅度恒定的。 第六章

18、PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 在色度带通放大器 中加入ACC电路 实际上，ACC电路就是色度带通放大器的自动增益 控制电路。 使色度信号幅度自动保持稳定 色度信号本身随图像内容不同有较大的差异。 误差调整电压取自色同步信号 原因：色同步信号的幅度与图像内容无关。第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 自动消色器的作用是用消色控制电压使色度通道工作在 开关状态。 自动消色器(ACK) 当彩色电视机接收黑白电视信号或弱彩色电视信号时， 消色控制电压能自动切断色度通道，仅使亮度通道畅通。 目的：以保证彩色

19、电视机能收到无色噪声干扰、画面清晰 的黑白图像。 消色控制电压也取自色同步信号。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.2 常用自控电路原理介绍 彩色显像管中的R、G、B三束电子流，在受到外界的磁 场干扰后，会偏离它们原来的荧光点或荧光条。 自动消磁电路(ADC) 为了减小这种影响，采取的方法： 导致屏幕彩色不纯又称色纯化不好 通常在显像管的锥体外面装有一个由0.5mm厚的冷轧钢 片制成的磁屏蔽罩。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 但仅有磁屏蔽罩往往还不够，存在问题： 6.4.2 常用自控电路原理介绍 因为电子束的定向运动，使荫罩、栅网等金属件磁化，

20、当电子束流为零时，仍有剩磁存在，并形成附加磁场； 地球磁场及各种杂散磁场也有影响。 解决方法： 采用自动消磁电路(ADC)消除这些剩磁的影响。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 目前世界各国采用的彩色电视制式都能与黑白电视相兼 容，因此，彩色电视机必须包含黑白电视机的基本组成部 分，即： 包含有公共通道，图像通道，伴音通道，行、场扫描偏 转系统及高压形成等。 但彩色电视机还必须含有： 处理色度信息的特有电路 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 彩色电视机与黑白电视机相比，主要的区别如下：

21、(1) 彩色电视机中采用同步检波器，而黑白电视机多采用包 络检波器。 中频彩色电视信号中含有三个中频载频： 图像中频载频38MHz； 中频色副载频33.57MHz； 伴音中频载频31.5MHz。 彩色电视比黑白电视多了一个色副载频。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 差拍出伴音通道所需要的6.5MHz第二伴音中频信号； 彩色电视中，若采用包络检波器会如何？ 该干扰信号恰好落在 图像信号视频范围内 ，视频放大无法消除 它。 也会得到由中频色副载频与伴音中频载频差频后所产生 的2.07MHz干扰信号。 使重现图像出现严重 的条状网纹干扰； 彩色

22、也将随着伴音的 强弱而变化。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 为了消除这些干扰，需要做如下操作： (2) 彩色电视机比黑白电视机多设了一个色度通道。 一方面，在视频检波之前，将伴音中频载波电平衰减到 图像载波电平的50dB以下； 另一方面，则采用同步检波器。 彩色电视机不仅要把发射机送来的彩色信息解码后变成三基 色信号，送至彩色显像管以重现彩色图像； 要保持彩色同步，三色图像重合，还要进行色纯、会聚校正 ，同时要求无彩色失真等一系列特殊问题需要解决。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同

23、(3) 在彩色电视机中，亮度信号、色差信号送往显像管之前 都必须恢复直流分量。而黑白电视机则可不要。 原因： 若失去直流分量，引起的亮度失真表现为： 图像背景该黑时不够黑，该亮时不够亮，这样的亮度畸变并 不易觉察。 而人们对某些彩色背景的颜色非常熟悉。 如果彩色电视信号失去了直流分量，蓝天会变成绿色，绿色 草地会变成黄色，鲜红的旗帜会变成粉红色。 彩色电视机中一定要有直流恢复电路。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 (4) 彩色电视机有许多技术指标要比黑白电视机更严格。 通常，彩色电视机对本振频率稳定度要求较高。 本振频率较高 本振频率偏低

24、 因此，一般都设有AFC电路来保证本振频率的稳定。 使图像低频部分处在中放通带 之外，会造成图像彩色饱和度 过强，有明显的彩色杂波； 会造成图像清晰度降低，色饱 和度减退，甚至彩色不稳定， 以至完全消色成为黑白图像。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 彩色电视机要求供给较高的阳极电压和较大的电子束电 流，而且高压要有较好的稳定性。 一般彩色电视机的高压为2027kV，电子束电流为1mA 左右。 图像亮度和对比度的变化 如果高压电源的负载特性不好，将会引起高压波动，导致 ： 直接影响显像管电子束电流 使光栅幅度变化； 会影响聚焦和会聚特性，最

25、终造成图像彩色失真。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 所以，在彩色电视机中，行扫描必须采用一体化一次升 压的行逆程变压器。 行逆程变压器可以降低分布电容和漏感，使谐波次数提高， 做到9次或更高次调谐。 原因： 同时为了保证高压的稳定性，彩色电视机中设有ABL电 路。 当负载电流变化时，引起高压输出值的变化较小。 当亮度过大时，自动迫使电子束电流降低 。 保证高压的稳定性。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 (5) 彩色电视机细节清晰度不如黑白电视机。 这是因为色度信号的频谱交织在亮度信

26、号频带的高端，为消 除4.43MHz副载波对亮度信号造成的光点干扰，必须在亮度通 道中设有带阻陷波器，以吸收4.43MHz副载波及色度边频分量 。 虽然彩色电视机可采用勾边电路来提高亮度信号的高频分量 来弥补，但总不如原先的清晰度高。 在此频率范围内，必然会造成亮度信号的损失。 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理 当高压由于某种原因超过额 定的安全值时，保护电路启动，促使行振荡器停振，立即终止 高压输出，直到故障排除才恢复正常的工作。 6.4.3 彩电与黑白电视主要异同 (6) 彩色电视的偏转功率，较相同屏幕尺寸的黑白电视为大 。 (7) 彩色电视机都设有X射线保护电路，而黑白电视机没有 。 原因：彩色显像管所需高压较高，而偏转功率指数与显像管所 用的高压值成正比。 原因：彩色显像管工作时需要有2527kV左右的高压，易于产 生过量的X射线辐射。 X射线保护电路的作用原理是： 第六章PAL制彩色全电视信号和彩色电视 机基本原理