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第二章光電轉換與電視信號(參考版)

2025-02-21 00:11本頁面
  

【正文】 2023/1/22 11:24:0811:24:0822 January 2023? 1一個人即使已登上頂峰,也仍要自強不息。 22 一月 202311:24:08 上午 11:24:08一月 21? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。勝人者有力,自勝者強。 一月 2111:24:0811:24Jan2122Jan21? 1越是無能的人,越喜歡挑剔別人的錯兒。 一月 21一月 21Friday, January 22, 2023? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 2023/1/22 11:24:0811:24:0822 January 2023? 1空山新雨后,天氣晚來秋。 。 一月 21一月 2111:24:0711:24:07January 22, 2023? 1意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 一月 2111:24:0711:24Jan2122Jan21? 1世間成事,不求其絕對圓滿,留一份不足,可得無限完美。 一月 21一月 21Friday, January 22, 2023? 很多事情努力了未必有結果,但是不努力卻什么改變也沒有。 2023/1/22 11:24:0711:24:0722 January 2023? 1做前,能夠環(huán)視四周;做時,你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。 。 一月 21一月 2111:24:0711:24:07January 22, 2023? 1他鄉(xiāng)生白發(fā),舊國見青山。 一月 2111:24:0711:24Jan2122Jan21? 1故人江海別,幾度隔山川。 一月 21一月 21Friday, January 22, 2023? 雨中黃葉樹,燈下白頭人。書中表 25給出了分量編碼抽樣標準。 復合信號編碼: Rb= fs n 分量編碼: Rb= fsy nY+ fs(RY) n (RY) + fs(BY) n (BY) Ⅳ .取樣點數(shù)625行: 525行: 色差信號樣點數(shù)分別減半: 43 429無論是 625行還是 525行,規(guī)定數(shù)字有效行的亮度信號樣點數(shù)都是720,色差信號樣點數(shù)都是 360。 綜合考慮量化噪聲、數(shù)碼率和經濟指標,達到廣播質量時, n=8即可。(3).PCM編碼參數(shù)Ⅰ .取樣頻率 fs ,則 fs2fm. : fs=(3?4) fsc ,目的是減少取樣頻率和副載頻間的差拍干擾 對 Y信號 fs = 對 RY、 BY: fs = 這里 fs是行頻的整數(shù)倍,取樣點的位置沿著垂直方向,按行、場、幀呈周期性排列,稱為 正交結構 的取樣點圖案。對分量信號進行 PCM編碼,消除了制式間區(qū)別,有利于電視節(jié)目交換和標準的統(tǒng)一。 。 優(yōu)點:只要一個 A/D,設備簡單,易于和模擬系統(tǒng)連接和轉換。二、彩色電視圖像信號的 PCM編碼方式編碼方式: 復合信號編碼: 對彩色全電視信號直接進行 PCM編碼 分量信號編碼: 對亮度信號及兩個色差信號分別編碼,再經多路轉換器形成時分復用的數(shù)據流。例如碼率為每秒鐘傳送的 bit數(shù),串行傳送時等于 n與 fs的乘積,當信道帶寬一定時, n是不能任意增大的,實驗表明,當 S/Nq 為 50?60dB時,量化雜波已不宜察覺。分析表明,均勻分層量化時,單極性電視信號的量化信噪比為: (S/Nq )dB=20lg[圖象信號峰峰值 Vpp/量化噪聲功率均方根值 ] =20lg[Vpp /(VK/12)]= 20lg[Vpp /(Vpp/2n 12)] ≈(+6 n )dB Nq=V2K/12為量化噪聲功率。 顯然對于均勻量化,量化間隔 q= 2nA,量化范圍 0≤f(t) ≤Aq/2,量化誤差為 177。 抽樣可理解成用模擬信號對等幅抽樣脈沖序列調幅的結果 ( PAM) 量化: 把幅度連續(xù)變化的模擬量變成用有限位二進制數(shù)表示的數(shù)字量的過程;量化也稱為分層。; b. 原始模擬信號; c. 抽樣后的離散陽電序列;; e. 離散信號頻譜; f. 量化后抽樣值;g. 復原信號; h. 后置低通濾波頻率特性一、脈沖編碼調制( PCM) 抽樣: 使時間上連續(xù)的模擬電視信號變成時間上離散的信號。 電視信號的數(shù)字化與復原電視信號的 A/D轉換一般采用脈沖編碼調制 (PCM: Pulse code modulation),包括抽樣、量化和編碼,合起來稱為編碼器(Encoder)。 . 為了不讓彩色電視信號太多的超過黑白電視規(guī)定的電平范圍 ,同時滿足兼容性的要求 ,幅度壓縮的原則是 : ① .保持亮度信號幅度不變 . ② .只對色度信號進行壓縮 ,并且讓彩色電視信號中的最高與最低電平不超過白色與黑色電平的 33%. 即 : Y+│F│≤ or 按上述原則壓縮后的兩個色差信號分別稱為 V信號和 U信號 ,經計算可得 : V=(RY) U=(BY) 壓縮后的色度信號為 : (色度信號矢量表示 )由前述 ,任一彩色可用一矢量表示為 :F = Fmsin(ωst+?) 因此可用矢量圖表示 ,如圖為彩條矢量圖 .總結 :① .三基色及其補色 ,共六點;② .矢量長度表示飽和度 ,相角表示色調;③ .已知一個彩色 ,利用 F= Fmsin(ωst+?)確定其 │F│與 ? ,在矢量圖中找到其位置 ,從而可確定色調;④ .已知一彩色在矢量圖中的位置 ,就可立即確定其色調;⑤ .白、灰、黑 ,因飽和度為零 ,對應坐標原點;⑥ .矢量圖中任意兩個矢量相加 ,可得到第二個彩色矢量;⑦ .可以通過矢量示波器測試傳輸系統(tǒng)的傳輸特性。而彩條全電視信號中黃電平最大值為 ,蘭電平最小值為,比同步頭還低。② .互補兩色的波形是對稱的 ,即黃與蘭、青與紅、紫與綠的色差電平數(shù)值相等 ,符號相反。彩條用 4位數(shù)碼命名時 ,其飽和度和幅度計算見 p83。75%幅度的彩條比較接近實際情況 (各彩條基色幅度為白電平的 75%),因此我國電視制式規(guī)定使用 100%飽和度、 75% 幅度的彩條 ,其波形如下圖 . 彩條還可以用 4個數(shù)碼表示,如 10001000彩條, 1000750彩條, 100010025彩條等。 彩條由八種彩色組成 ,自左至右依次為白黃青綠紫紅蘭黑 ,它是三個基色、三個補色及黑白。因此色度信號 F是既調幅又調相的雙重調制信號 ,并可在矢量坐標系中表示。F=(RY) cos ?st+(BY) sin ?st F稱為已調色度信號 ,上式可變形為 : 由上述知 ,F是兩個相差 90186。的 sin?st上 ,把 (RY)信號調制在 (sin ?st + 90186。的副載波上。(2).正交平衡調幅 . 要在一個副載波上同時傳送兩個色差信號 ,又要使兩個色差信號之間互不干擾 ,就需要采用正交調幅。此時有 : uBM = (USM/2)cos(?s +?m)t + (USM/2)cos(?s ?m)t = Um cos?m t cos?s t 由此可知 ,平衡調幅波是調制信號與載頻信號的乘積 ,因此平衡調幅器實質是一個乘法器 ,波形如下 :平衡調幅波波形 :特點 :① .uBM不再含有載頻分量;② .uBM的極性由調制信號和載頻信號的乘積決定;③ .uBM的幅度與調制信號的幅度成正比 ,其包絡不再代表調制信號 ,只有與 原載頻信號的正峰點相對應的樣點 才代表原調制信號的波形 ,因此不能用一般的檢波器檢出原來的調制信號 ,只能用同步檢波器;④ . 調制信號過零時 ,平衡調幅波包絡里載波 倒相 180186。(1).平衡調幅波 設有調制信號為 u=Um cos ?m t ,載波為 us=Us cos?s t 則調幅波可寫成 : uAM=US(1+ M cos ?m t ) cos?s t式中 M=Um/Us 為調幅系數(shù) ,M≤1. 將上式展開 : uAM=US cos?s t +(USM/2)cos(?s +?m)t + (USM/2)cos(?s ?m)t 式中第一項幅度最大 ,后兩項的幅度皆小于前者一半。 ② .色度信號的已調波中無用信號成份小 ,彩色信雜比高。 為了將色差信號有效的安插到亮度信號的空隙中去 ,可用調幅的方法來搬移色差信號的頻譜 ,以使色差信號的頻譜放到亮度信號的頻譜高端進行交錯 . 采取調幅時 ,適當選取一個頻率 fs作為副載波 ,色差信號作為調制信號對 fs進行調幅 ,值得注意的是 fs和發(fā)射載波不一樣 , fs只是為了搬移色差信號的頻譜而設置 ,色差信號對副載波調幅后仍為視頻信號 ,它和亮度信號交錯在一起 ,還要再調幅一次 (殘留邊帶制 )才能從發(fā)射天線發(fā)射出去 . 特點:宏觀重疊 ,微觀交錯。 ③ .信號能量隨行頻諧波次數(shù)的提高而減少。它具有以下特點 : ① .亮度信號頻譜是離散頻譜 ,它的能量絕大部分集中在行頻及其諧波附近 ,成束分布。在隔行掃描的情況下 ,若考慮到兩場信號有所差異
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