【文章內(nèi)容簡介】 , 從而實現(xiàn)了在一行時間內(nèi) Y、 (RY)、 (BY)的同時存在。由于每傳送一行色差信號要利用兩次 , 所以這種制式的彩色垂直清晰度降低一半。 ? 三 、 PAL制及其特點 。 ? PAL NTSC感性于 1962年在原西德研制出來的一種兼容彩色電視制式 , 實際上它是 NTSC制的一種改進(jìn) 。 這種制式將在下節(jié)詳細(xì)敘述 。 其特點如下 :。 ? (1) 采用色差信號 (RY)和 (BY)作為色度信號的兩個分量 , 都用 0～ MHz的帶寬 , 雙邊帶方式傳送 。 ? (2) 傳送時 , 將兩個色差信號之一的 (RY)信號逐行倒相 180176。 , 接收后再將 (RY)信號相位復(fù)原 。由于將 (RY)信號逐行倒相 180176。 進(jìn)行傳送 , 則在相鄰行上的相位誤差可以相互補償 , 當(dāng)出現(xiàn)微分相位失真時 , 可以保持色調(diào)不變 。 ? (3) 亮度信號與色度信號頻譜交錯 , 相互干擾小 , 可以實現(xiàn)分離。 ? (4) 存在 “ 百葉窗 ” 效應(yīng) , 當(dāng)梳狀濾波器的直通信號與延時輸入信號間存在幅度誤差 , 或延時 τ存在誤差 , 或傳輸通道有相位誤差 , 或存在通道頻率失真 , 都會引起兩色差信號間互相串?dāng)_ , 也可以說 , 將導(dǎo)致兩分量分離不徹底 。 又因串?dāng)_也是逐行倒相的 , 造成相鄰兩行間色度信號的亮度差異較大 , 人眼對亮度差異較敏感而產(chǎn)生對圖像有明暗相間的水平條紋 , 這種明暗相間的水平線條因隔行掃描而向上蠕動 , 故稱 “ 爬行 ” , 該水平條紋類似于百葉窗 , 故又稱作 “ 百葉窗 ” 效應(yīng) 。 也可以說 PAL制電視將 NTSC制存在的色調(diào)失真轉(zhuǎn)換成 “ 爬行 ” 現(xiàn)象 , 當(dāng)然在實際中可以利用調(diào)整來使此現(xiàn)象消失或減至不明顯 。 ? ? 總之 , 上述三種制式都是行之有效的彩色電視制式 , 經(jīng)多年的使用 , 都積累了崐相當(dāng)豐富的經(jīng)驗 , 單從技術(shù)性能方面比較 , 決不能得出完全肯定或完全否定某一制式的結(jié)論。 實際上 , 各國在選定制式時往往受到各方面因素的制約 , 而決非都是出于技術(shù)考慮。 PAL制彩色電視編碼與解碼原理 ? 逐行倒相 。 ? 一 、 色度信號的壓縮 。 ? 為了實現(xiàn)兼容 , 在彩色電視制式中規(guī)定 , 負(fù)極性亮度信號仍以掃描同步電平最高 , 若以它為100%, 則黑色電平即消隱電平為 76%, 白色電平為20%。 由于彩色全電視信號是由色度信號與黑白全電視信號相加而成 , 如果不經(jīng)任何處理 , 則疊加后的結(jié)果使得色度信號的動態(tài)范圍超出了黑白電平的范圍 。 當(dāng)色度信號超過白電平時 , 將對發(fā)射機中的調(diào)制器產(chǎn)生過調(diào)失真 。 當(dāng)色度信號高于同步電平時 , 色度信號將會被切割出來破壞接收機的同步 。 ? 為此 , 我們規(guī)定 , 色度疊加在亮度電平的最高值 , 應(yīng)比同步電平低 %, 色度信號的最低電平應(yīng)在零以上 , 規(guī)定高于%, 即把色度信號壓縮到白黑電平范圍的 177。 33%。 ? 按上述條件 , 我們很容易計算出被壓縮了的藍(lán)色差信號和紅色差信號 , 分別用 U和 V表示為 ? U=(BY)= (418) ? V=(RY)= ( 4 19) YB?YR? ? 用壓縮后的 U、 V信號去調(diào)制兩個互相正交的副載波 , 便得到兩個已調(diào)色度分量 : FU色度分量與 FU色度分量 , 即 ? FU=U sinωSCt (420) ? FV=V cosωSCt (421) ? 將它們相加便獲得色度信號 , 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 : ? F=FU+FV ? = ? 其中 : ? φ =arctg ωSC為副載波頻率 。 ? 其矢量式為 ? F=U+V (423) )si n(22 ?? ?? tVU SC(422) U ? 二 、 逐行倒相 。 ? PAL制是在 NTSC制的基礎(chǔ)上加一個逐行倒相的改進(jìn)措施 , 所以稱為逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。所謂逐行倒相 , 是將色度信號中的一個分量 , 即第二分量 FV逐行倒相。具體地說 , 當(dāng)掃描順序為第 n行時 , FV等于 VcosωSCt, 即相當(dāng)于矢量 V的相位是 90176。當(dāng)掃描順序為第 n+1行時 , FV等于 Vcos(ωSCt+180176。 ), 相當(dāng)矢量 V倒相變?yōu)?270176。 。 當(dāng)掃描到第 n+2行時 , 矢量 V的相位又變回到 90176。如此反復(fù)進(jìn)行。而矢量 U的相位是不隨掃描行序改變的 , 因此 , 相加后色度信號的相位也是逐行改變的。 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ? F=U sinωSCt 177。 V cosωSCt ? = U sinωSCt +ΦK(t)Vcos ωSCt ? =|F|sin［ ωSCt +φ(t)］ (424) ? 其中 : ? φ(t)=ΦK(t) arctg ? Φk(t)稱為開關(guān)函數(shù) , 為半行頻方波 , 幅值為 177。 1, 反映了逐行倒相 , 當(dāng)取值為 +1時 , 即未倒相行 Fn, 稱為 NSTC行 。 當(dāng)取值為 1時 , 即倒相行 Fn+1稱為 PAL行 。 顯然 , 對于任一色度信號 , Fn與 F n+1矢量以水平軸 U鏡像對稱 。 其矢量圖和 ΦK(t)波形圖如圖 46所示 。 ? 22 VUF ??UV 圖 46 逐行倒相矢量圖與開關(guān)函數(shù)波形圖 ? 三 、 PAL制對相位失真的補償原理 。 ? 傳輸系統(tǒng)各單元的線性相位失真 , 在多山地區(qū)或高層建筑物附近信號傳播過程發(fā)生多經(jīng)相位干擾 , 接收機中副載波恢復(fù)電路的相位誤差等等 。 采用逐行倒相的結(jié)果都能使這些相位誤差互補抵消 , 現(xiàn)以微分相位失真的改善來說明逐行倒相克服相位失真原理 。 ? 所謂微分相位失真 , 是管子在大信號工作狀態(tài)下出現(xiàn)的非線性失真 。 它的特點與信號電平有關(guān) , 因為在大信號工作狀態(tài)下 , 容易進(jìn)入管子特性曲線的非線性部分 , 將使頻率相同的信號因電平不同產(chǎn)生不同的相移 , 這種取決于特性曲線的非線性的相位失真 , 就稱為微分相位失真 。 ? ? 色度信號是疊加在亮度信號上傳送的 , 亮度信號隨圖像內(nèi)容的變化忽大忽小 , 使色度信號在管子的特性曲線上來回移動 , 于是信號的相移隨亮度信號電平而變 , 因而產(chǎn)生了色調(diào)失真 。 這種微分相位失真 , 不能用簡單的相位校正網(wǎng)絡(luò)來校正 。 ? 微分相位失真只與亮度電平有關(guān) , 相鄰兩行上相鄰像素的亮度總是差不多的 , 它們的色度信號的微分相位失真也就基本相同 , 假設(shè)都滯后一個相角 Δφ, 如圖 47所示 。 對紫條的色度信號 , 其 NTSC行本來是Fn,但滯后相角 Δφ就成了 F′n, 而 PAL行本來是 Fn+1, 但滯后相角 Δφ就成了 F′n+1, 這個 F′n+1矢量的 FV分量在接收機中又被倒相 , 于是變成了 F″n+1, F′n和 F″n+1恰好對稱地位于 Fn的兩旁 , 經(jīng)平均后 , 色調(diào)將準(zhǔn)確地重現(xiàn)為原來的色調(diào) (紫色 ), 即使相位誤差 Δφ高達(dá) 40176。 , 圖 47 相位失真的互補 ? F′n幾乎是藍(lán)色 , F″n+1幾乎是紅色 , 平均起來還是紫色 , 換句話說 , 合成的色度矢量與原色度矢量相位相同 , 即與 Fn重合 。 ? 但是 , 合成色度矢量 F合的長度減小了cosΔφ倍 , 也即其飽和度下降了 , Δφ越大 , 其飽和度下降得越多 , 所以 , 校正相位失真 , 是以色飽和度下降為代價的 。 值得慶幸的是 , 人眼對色飽和度的變化不那么敏感 , 一般地 , 當(dāng) Δφ不太大時 , 色飽和度的變化就更不易覺察 。 ? 這里所說的平均 , 是用人眼的生理混色特性實現(xiàn)的 。 實際上在接收機中 , 這種平均是通過延時分離電路來完成的 。 不論采用何種平均方法 , 其原理是相同的 , 即 PAL行的相位失真效果與 NTSC行相反 , 使得色調(diào)畸變得到了校正 。 ? PAL 。 ? 同 NTSC制編碼器一樣 , PAL編碼器的任務(wù)也是將攝像機攝取的三個基色信號 R′、 G′、 B′編制成彩色全電視信號 。 ? PAL 4 8所示 , 與 NTSC制編碼器相比 , 只多了一個 PAL開關(guān) , 它把加于 V平衡調(diào)制器的副載波逐行倒相 , 其開關(guān)電壓由 Φk(t)脈沖來控制 , 編碼器的主要工作過程如下 :。 ? (1) 將 R′、 G′、 B′三個基色信號通過矩陣電路 , 變換成亮度信號 Y和色差信號 U、 V。 ? (2) U和 V信號通過低通濾波器 , 只保留 MHz以下的低頻信號 。 ? ? (3) 把帶寬限制后的 U、 V信號送入 U和 V平衡調(diào)制器 , 對零相位的副載波和177。 90176。相位的副載波進(jìn)行平衡調(diào)幅 , 分別輸出 FU和177。 FV色度分量。 ? (4) 為了使亮度信號對色度信號的干擾在電視上看不出來 , 所以 , 在亮度通道中設(shè)有一個中心頻率為色副載波頻率的陷波器 。 由于色差信號通過低通濾波器后 , 一定會引起附加延時 , 為了使亮度信號和色度信號在時間上一致 , 須將亮度信號加以適當(dāng)延時 , 延時量約為 μs 。 ? (5) 將 FU 、 177。 FV兩個色度分量與亮度信號 Y在線性相加器中疊加 , 其輸出便是彩色全電視信號。 圖 48 PAL制編碼調(diào)制原理框圖 ? 逐行倒相正交同步解調(diào)原理 。 ? 解碼是編碼的逆過程 , 它把彩色全電視信號還原成三基色信號 。 PAL解碼崐器有各種類型 , 我們以目前廣泛應(yīng)用的PALD又稱為延時線型 PAL解碼器為例 , 說明其工作原理 。 ? PALD解碼器原理框圖如圖 4 9所示 。 ? 圖 49 PALD解碼器原理框圖 ? 主要工作過程如下 : ? (1) 首先通過頻率分離 , 把彩色全電視信號分離為亮度信號和色度信號。 用一個陷波器 , 其陷波頻率為色副載頻 , 從彩色全電視信號中濾去色度信號 , 得到亮度信號。 用一個帶通濾波器 , 其通頻帶的中心頻率也為色副載波 , 并具有色度信號占有的帶寬 , 從彩色全電視信號中選出色度信號。 ? (2) 色度信號經(jīng)延時解調(diào)器 , 也稱梳狀濾波器分離出兩個色度分量 FU和 177。 FV, 其工作原理將在下節(jié)詳細(xì)介紹 。 ? ? (3) 為了從色度分量 FU和 177。 FV中解調(diào)出兩個色差信號 , 要各用一個同步解調(diào)器 , 同步解調(diào)原理前已敘述 , 不過 , 這里要注意的是紅色差信號同步解調(diào)器輸入信號是逐行倒相的 , 無論是 PAL行還是 NTSC行 , 解調(diào)器輸出均為正極性紅色差信號 (RY), 因此 , 該同步解調(diào)器的插入副載波的倒相次序應(yīng)與輸入的 177。