第二章第二章                    电视原理与电视监视器电视原理与电视监视器

(3)(3) 孙祯祥孙祯祥 浙江师范大学 教育学院浙江师范大学 教育学院

  22 ．． 3  3   电视信号的基本成分电视信号的基本成分

一、黑白电视信号的组成一、黑白电视信号的组成11 、、图象信号图象信号 经过摄像机的光—电转换，将平面图象亮度信号转换成电经过摄像机的光—电转换，将平面图象亮度信号转换成电

平随时间变化的电信号平随时间变化的电信号 ,, 称其为图象信号称其为图象信号 ..22 、消隐信号、消隐信号 在行、场扫描逆程期间传送一个矩形脉冲，当接收机接收在行、场扫描逆程期间传送一个矩形脉冲，当接收机接收

到此脉冲后，用它去控制显象管的阴极，使其在行、场扫到此脉冲后，用它去控制显象管的阴极，使其在行、场扫描逆程期间处于截止状态，从而消除行、场扫描逆程期间描逆程期间处于截止状态，从而消除行、场扫描逆程期间的回扫线。把行扫描逆程期间传送的脉冲称为的回扫线。把行扫描逆程期间传送的脉冲称为行消隐脉冲行消隐脉冲，，把场扫描逆程期间的脉冲称为把场扫描逆程期间的脉冲称为场消隐脉冲。场消隐脉冲。。。

33 、同步信号、同步信号

• 在传送图象信号的同时再传送一个携带摄像机在传送图象信号的同时再传送一个携带摄像机中偏转电流频率与相位信息的控制信号，此信号中偏转电流频率与相位信息的控制信号，此信号称为称为同步信号同步信号．其中控制行扫描同步的称为行同．其中控制行扫描同步的称为行同步信号，控制场扫描同步的称为场同步信号。步信号，控制场扫描同步的称为场同步信号。

• 接收机接收到同步信号后，可用它控制其扫描接收机接收到同步信号后，可用它控制其扫描器偏转电流频率与相位，从而使之与发送端摄像器偏转电流频率与相位，从而使之与发送端摄像机的偏转电流频率和相位严格相同。 机的偏转电流频率和相位严格相同。

• 行频：行频： 625×25=15625625×25=15625HzHz ；；场频：场频： 5050Hz Hz

44 、黑白电视信号的波形（全电视信号）、黑白电视信号的波形（全电视信号）

全电视信号由图象信号、消隐信号以及同步信全电视信号由图象信号、消隐信号以及同步信号共同组成。号共同组成。

二、彩色电视的亮度信号与色差信号二、彩色电视的亮度信号与色差信号

亮度信号亮度信号 YY 由三基色信号由三基色信号 RR 、、 GG 、、 BB 组成，组成，即即

Y Y ＝ ＝ 0.30R+0.30R+0.590.59G+G+0.110.11BB 色差信号色差信号 ((R-Y)R-Y) 、、 (G-Y)(G-Y) 、、 (B-Y)(B-Y) 是基色信号是基色信号

与亮度信号之差与亮度信号之差 , , 即即 (R-Y)(R-Y) ＝＝ R - YR - Y ＝＝ 0.70R-0.59G-0.70R-0.59G-0.110.11BB (B-Y)(B-Y) ＝＝ B - YB - Y ＝＝ --0.300.30R-0.59G+R-0.59G+0.890.89BB (G-Y)(G-Y) ＝＝ G - YG - Y ＝＝ --0.300.30R+R+0. 410. 41G-G-0.110.11BB

传送白光时，传送白光时， RR ＝＝ GG ＝＝ BB ，，色差信号为零，色差信号为零，传送低饱和度彩色时，色差信号也很小。不难看传送低饱和度彩色时，色差信号也很小。不难看出，三个色差信号具有下列关系：出，三个色差信号具有下列关系：

0.30(0.30(R-Y)+R-Y)+0.59(0.59(G-Y)+G-Y)+0.11(0.11(B-Y)B-Y) ＝＝ 00 上式说明．三个色差系数中只有两个是独立的，上式说明．三个色差系数中只有两个是独立的，

另一个不独立，例如另一个不独立，例如 :: （（ G-Y)=[-0.30(R-Y)-0.11(B-Y)]/0.59G-Y)=[-0.30(R-Y)-0.11(B-Y)]/0.59 当三基色信号为当三基色信号为 0~0~ll 时，时， ((R-Y)R-Y) 为为 -0.-0.70~070~0.70.70 ，，

((B-Y)B-Y) 为为 -0.-0.89~089~0.89.89 ，， ((G-Y)G-Y) 为为 -0.-0.41~041~0.41.41 。 由。 由于于 ((G-Y)G-Y) 幅值较小，作为传输信号抗干扰能力低，幅值较小，作为传输信号抗干扰能力低，所以选用所以选用 ((R-Y)R-Y) 、、 (B-Y)(B-Y) 作为传输信号，到终端作为传输信号，到终端再恢复再恢复 ((G-Y)G-Y) 。。

由由 ((R—Y)R—Y) 、、 (B—Y)(B—Y) 恢复恢复 ((G—Y)G—Y) 后，将三个后，将三个色差信号分别与亮度信号相加，就可以恢复三个色差信号分别与亮度信号相加，就可以恢复三个基色信号．即基色信号．即

RR ＝＝ (R(R 一一 Y)Y) 十十 YY GG ＝＝ (G—Y)(G—Y) 十十 YY BB ＝＝ (B(B 一一 Y)Y) 十十 YY 由由 RR 、、 GG 、、 BB 形成形成 YY 、、 (R-Y)(R-Y) 、、 (B-Y)(B-Y) 的电路的电路

称为编码矩阵电路。称为编码矩阵电路。 由由 ((R-Y)R-Y) 、、 (B-Y)(B-Y) 形成形成 ((G-Y)G-Y) 的电路称为的电路称为 G-YG-Y

矩阵电路；由矩阵电路；由 YY 和和 ((R-Y)R-Y) 、、 (G-Y)(G-Y) 、、 (B-Y)(B-Y) 形成形成RR 、、 GG 、、 BB 的电路称为基色矩阵电路．二者合称的电路称为基色矩阵电路．二者合称为解码矩阵电路。为解码矩阵电路。

三、信号组成的原理三、信号组成的原理

11 、大面积着色原理 、大面积着色原理 亮度信号采用宽频带，传送全部亮度信息；亮度信号采用宽频带，传送全部亮度信息；

而色差信号采用窄频带，只传送低频信息，不包而色差信号采用窄频带，只传送低频信息，不包含彩色细节，以压缩色差信号的带宽。含彩色细节，以压缩色差信号的带宽。

22 、高频混合原理、高频混合原理 设发送端的三基色信号频带为设发送端的三基色信号频带为 0 ~ 60 ~ 6MHzMHz ，，传传

送的亮度信号频带为送的亮度信号频带为 0 ~ 60 ~ 6MHzMHz ，，传送色差信号的传送色差信号的频带为频带为 0 ~ 10 ~ 1MHzMHz ，，则接收端恢复的三基色信号为：则接收端恢复的三基色信号为：

高频混合原理公式：高频混合原理公式：

恢 复 的 三 基 色 信 号 包 括 ： 低 频 部 分 为恢 复 的 三 基 色 信 号 包 括 ： 低 频 部 分 为RR0~10~1 、、 GG0~10~1 、、 BB0~10~1 ，，这是原发端三基色信号的低频这是原发端三基色信号的低频部分；而高频部分是部分；而高频部分是 RR11~~66 ＝＝ GG11~~66 ＝＝ BB11~6~6 ＝＝ YY1~61~6 ，，用亮度信号代替基色信号，因此重现黑白细节图用亮度信号代替基色信号，因此重现黑白细节图象，而不是原发端的彩色细节图像。 象，而不是原发端的彩色细节图像。

RR ＝＝ (R—Y)(R—Y)0~10~1 十十 YY0~6 0~6 ＝ ＝ RR0~1 0~1 + Y+ Y

1~61~6

G = (G—Y)G = (G—Y)0~10~1 + Y + Y

0~6 0~6 ＝ ＝ GG0~10~1 十十 YY1~61~6

BB ＝＝ (B(B 一一 Y)Y)0~10~1 十十 YY0~60~6 = B = B

0~10~1 十十 YY1~61~6

33 、恒定亮度原理、恒定亮度原理

人眼具有对亮度细节分辨力高、对色度细节分人眼具有对亮度细节分辨力高、对色度细节分辨力低的特点，在观察图像杂波时，反映为对亮辨力低的特点，在观察图像杂波时，反映为对亮度杂波敏感而对色度杂波不敏感。因此，用亮度度杂波敏感而对色度杂波不敏感。因此，用亮度信号传送亮度信息时，希望它不受传送色度信息信号传送亮度信息时，希望它不受传送色度信息的其它信号的影响。这样，重现图像的亮度就只的其它信号的影响。这样，重现图像的亮度就只由亮度信号自己决定，这一原理称为恒定亮度原由亮度信号自己决定，这一原理称为恒定亮度原理。理。

44 、频谱间置、频谱间置 ((交错交错 )) 原理原理

将色差信号的谱线放在亮度信号谱线的间隙将色差信号的谱线放在亮度信号谱线的间隙中，同时色差信号与亮度信号的频谱互相又不重中，同时色差信号与亮度信号的频谱互相又不重叠，在接收端，可用特殊滤波器将它们分开．从叠，在接收端，可用特殊滤波器将它们分开．从而使彩色电视信号兼容传输得以实现。而使彩色电视信号兼容传输得以实现。

副载波频率副载波频率选取的原则：一方面要考虑使它落选取的原则：一方面要考虑使它落在行频谐波之间，以便利用频谱空隙；另一方面在行频谐波之间，以便利用频谱空隙；另一方面还必须使调制 后 的 色 差 信 号 频谱全 部 处 在还必须使调制 后 的 色 差 信 号 频谱全 部 处 在0~60~6MHzMHz 范围内。范围内。 彩色副载波频率应选在彩色副载波频率应选在 0~60~6MHzMHz 范围的高频端，范围的高频端，以减小亮度信号与色差信号的相互干扰。 以减小亮度信号与色差信号的相互干扰。

四、色同步信号的作用四、色同步信号的作用

彩色全电视信号是由亮度信号、色差信号、复彩色全电视信号是由亮度信号、色差信号、复合同步信号、复合消隐信号及色同步信号共五种合同步信号、复合消隐信号及色同步信号共五种信号所组成。信号所组成。 在接收端，为了重新分离出两个色差信号在接收端，为了重新分离出两个色差信号 R—R—YY 和和 B—YB—Y ，，要用同步检波的方法。在进行同步要用同步检波的方法。在进行同步检波时，必须首先恢复与发送端完全同频同相的检波时，必须首先恢复与发送端完全同频同相的彩色副载波，否则将会产生彩色的失真。因此：彩色副载波，否则将会产生彩色的失真。因此：必须在传送电视信号的同时再传送一个附加的信必须在传送电视信号的同时再传送一个附加的信息作为基准信号，这信号即为色同步信号。息作为基准信号，这信号即为色同步信号。

色同步信号是由一小串彩色副载波群组成，大约色同步信号是由一小串彩色副载波群组成，大约为为 1010 个周期。色同步信号的频率即为彩色副载频个周期。色同步信号的频率即为彩色副载频ƒsƒs ；；而它的相位，则根据彩色电视的制式不同而而它的相位，则根据彩色电视的制式不同而不同。色同步信号在发送端被叠加在行消隐脉冲不同。色同步信号在发送端被叠加在行消隐脉冲中，作为彩色全电视信号的一部分传送。中，作为彩色全电视信号的一部分传送。

在接收端，用电路的方法从中分离出色同步信在接收端，用电路的方法从中分离出色同步信号，并作为接收机恢复彩色副载波的频率和相位号，并作为接收机恢复彩色副载波的频率和相位的基准信号。的基准信号。

   五、彩色电视的制式五、彩色电视的制式

彩色电视可分为兼容制和非兼容制。彩色电视可分为兼容制和非兼容制。 还 还可分为顺序制、可分为顺序制、同时制和顺序一同时制。同时制和顺序一同时制。

11 ．． NTSCNTSC 制 制 是将两个色差信号以正交平衡调幅方式调制在副载波上，是将两个色差信号以正交平衡调幅方式调制在副载波上，

形成色度信号，与亮度信号同时传送，属于同时制，主要形成色度信号，与亮度信号同时传送，属于同时制，主要用于北美、日本及东南亚各国。用于北美、日本及东南亚各国。

22 ．． PALPAL 制制 是在是在 NTSCNTSC 制基础的改进，也是将二个色差信号以正交制基础的改进，也是将二个色差信号以正交

平衡调幅方式调制在副载波上．但其中受平衡调幅方式调制在副载波上．但其中受 ((RR 一一 Y)Y) 调制的调制的副载波是逐行倒相的。这样形成色度信号与亮度信号同时副载波是逐行倒相的。这样形成色度信号与亮度信号同时传送，也属于同时制，主要用于我国及西欧各国。传送，也属于同时制，主要用于我国及西欧各国。

33 ．． SECAMSECAM 制制

是将两个色差信号以调频方式分别调制在频率不同的是将两个色差信号以调频方式分别调制在频率不同的副载波上，形成两个色度信号，逐行轮换与亮度信号同副载波上，形成两个色度信号，逐行轮换与亮度信号同时传送。显示时是三个基色同时显示。它属于顺序一同时传送。显示时是三个基色同时显示。它属于顺序一同时制。主要用于法国及原苏联各国。时制。主要用于法国及原苏联各国。

完整的彩色电视制式特点应包括色度信号特点和原黑完整的彩色电视制式特点应包括色度信号特点和原黑白电视制式特点。因此实际电视制式中经常把这两个特白电视制式特点。因此实际电视制式中经常把这两个特点同时表示出来。例如美国、日本电视制式为点同时表示出来。例如美国、日本电视制式为 NTSCNTSC ／／MM 制，：我国电视制式为制，：我国电视制式为 PALPAL ／／ DD 制，原苏联诸国为制，原苏联诸国为SECAMSECAM ／／ DD 制等。 制等。

习题：习题：• 11 、行、场同步脉冲和消隐脉冲是在什么期间传、行、场同步脉冲和消隐脉冲是在什么期间传

送的？它们对图象信号有没有影响？为什么？送的？它们对图象信号有没有影响？为什么？• 22 、为实现彩色电视与黑白电视的兼容与逆兼容，、为实现彩色电视与黑白电视的兼容与逆兼容，被传送的彩色电视信号必须满足哪些要求被传送的彩色电视信号必须满足哪些要求 ??

• 33 、彩色电视为什么采用大面积着色和高频混合、彩色电视为什么采用大面积着色和高频混合原理原理 ?? 收端恢复的三基色信号与发端编码前的三收端恢复的三基色信号与发端编码前的三基色信号有何异同基色信号有何异同 ??

• 44 、世界上有哪几种电视制式？它们主要应用于、世界上有哪几种电视制式？它们主要应用于哪些国家？哪些国家？

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