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. 第三章 電視信號的形成和傳輸 【教學目的】 ⒈知識目標： 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。 ⒉能力目標： 理解彩色電視信號的拍攝及處理形成過程。 【教學重點】光電轉換原理、掃描制式、音視頻信號的調制及兩種制式彩色電視信號的形成。 【教學難點】音視頻信號的調制及兩種制式彩色電視信號的形成。 【教學方法】講述法 【教學時數(shù)】15學時 【教學過程】 第一節(jié) 光電轉換與電子掃描 【教學目的】 ⒈知識目標：掌握一幅圖像的組成、光電轉換的原理及兩種掃描體制的參數(shù)和特點。 ⒉能力目標：理解光電轉換原理及圖像在電視屏幕上的顯示原理。 【教學重點】光電轉換的原理、兩種掃描體制的參數(shù)和特點。 【教學難點】光電轉換原理及圖像在電視屏幕上的顯示原理。 【教學方法】講述法、實驗法 【教學時數(shù)】2學時 【教學過程】 新課導入: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)課的學習我們要理解其實質。 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、攝像機的光電轉換原理是怎樣的？ 3、圖像的分解于清晰度有什么關系？ 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：調幅調制。 伴音信號：調頻調制。 二、攝像機的光電轉換 1、攝像機：是一種將我們眼前景物的光信號轉換成電信號的光電轉換電子設備。 2、攝像機的光電轉換原理如下圖 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成的，這些點越小越多圖像就越清晰。 2、構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才感覺到連續(xù)的電視畫面， 4、電視技術中要求1秒鐘必須播放25幀圖像，即幀頻fv＝25Hz、幀周期Tv＝40ms；一幀圖像625行，則行頻fH＝15625Hz，行周期TH＝64s。 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fz＝50Hz場周期Tz＝20ms，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。 【小結】回答課前問題 【作業(yè)布置】 1、完成光電轉換的電子設備是 ，構成圖像的每一個點稱為 ，在電視技術中一幅圖像指 ，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 【教學目的】 ⒈知識目標：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)。 ⒉能力目標：能熟練的畫出全電視信號的波形，并能進行說明。 【教學重點】全電視信號包括那些，各有什么作用，它們的參數(shù)。 【教學難點】熟練的畫全電視信號的波形，并能進行說明。 【教學方法】講述法 【教學時數(shù)】2學時 【教學過程】 【復習】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)課的學習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：全電視信號含復合同步和復合消隱脈沖。 （2）周期性：行場脈沖是周期重復的，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。負極性，白電平低，黑電平高。 二、圖像信號 1、圖像信號（負極性）的位置及特點（負極性） 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10％－75％之間變化。 2、圖像信號的頻率范圍（帶寬）：0——6MHz （1）最小頻率：圖像全黑或全白時，即一幅圖像內無變化，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格同步，其脈沖寬度為4.7s，必須在行掃描正程結束后的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】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 【教學目的】 ⒈知識目標：掌握視頻、音頻信號的調制原理及各種傳輸方式的特點。 ⒉能力目標：理解圖像信號的殘留邊帶發(fā)射和音頻的全頻帶發(fā)射。 【教學重點】視頻、音頻信號的調制原理及各種傳輸方式的特點。 【教學難點】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。 【教學方法】講述法 【教學時數(shù)】2學時 【教學過程】 【復習】全電視信號包括那些部分，它們各有什么作用？ 新課導入: 經(jīng)過攝像機光電轉換的信號和音頻電信號能直接進行發(fā)送嗎？那么還要進行怎樣的處理，學了這一節(jié)的內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、視頻信號的調制與殘留邊帶發(fā)射 1、視頻信號的調制采用調幅調制：可以節(jié)省頻帶。 調頻電視信號的形成（如下圖） 調幅：指載波信號的幅度隨調制信號幅度變化的調制方式，視頻信號的調制采用調幅調制。 我國圖像信號的調制采用負極性調制，負極性調制具有以下特點（1）平均功率小（一般圖像亮的部分多）；（2）脈沖干擾為暗點（不明顯）；（3）便于自動增益控制。 2、視頻調幅波的頻譜（如右圖） 0——6MHz的視頻信號對高頻載波fp調制后，調幅波的幅度隨調制信號的幅度變化。調制信號的頻率為0——6MHz,載波頻率為fp,調幅信號既含有載波，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、伴音信號的調制 1、音頻信號采用調頻，因為調頻方式具有較強的抗干擾能力,（調頻原理如右圖） 2、音頻調頻波的頻譜：調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B＝2（△f＋Fmax），△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頻波的帶寬為B＝130KHz。 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2－1所示。 2、有線電視廣播：有線電視臺采用有線電視網(wǎng)絡傳輸電視節(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2－1中進行選擇，而且可以在表2－2中進行選擇。 3、衛(wèi)星電視廣播：這種傳輸方式傳輸距離遠，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)回地面的服務區(qū)，由衛(wèi)星接收器接收并解調后送到電視機上。 【小結】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 【教學目的】 ⒈知識目標：掌握兼容性和逆兼容性的意義，基色信號、色差信號的形成。 ⒉能力目標：理解基色信號、色差信號的形成、彩條信號的意義。 【教學重點】兼容性和逆兼容性、亮度方程及色差的計算。 【教學難點】兼容性和逆兼容性、亮度方程及色差的計算。 【教學方法】講述法 【教學時數(shù)】2學時 【教學過程】 【復習】電視信號中的視頻和音頻各采用什么調制方式，它們有什么關系；電視信號有幾種傳輸方式，各有什么特點？ 新課導入:前面我們學習過的只是黑白電視信號的轉換與處理，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?，這一節(jié)的內容將解決這個問題。 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成，并且易于分開。 （2）彩色電視信號在參數(shù)上應該與黑白電視信號一致。 （3）傳輸時彩色電視節(jié)目應該與黑白電視節(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：Y＝0.30R＋0.59G＋0.11B，它表明三基色與合成亮度之間的關系。 亮度電壓方程：VY＝0.30VR＋0.59VG＋0.11VB，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Y＝0.30R＋0.59G＋0.11B可以推導出 0.30（VR－VY）＋0.59 VG－VY）+0.11 VB－VY） 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，相對應信號幅度也較小，易受干擾，所以只傳送紅色差信號和藍色差信號。 四、彩條信號 1、彩條信號是一種常用的標準彩色測試信號，用來測試、調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EG－Y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ER－Y和藍色差信號EG－Y。 4、100％的彩條信號用在測試設備中，由于和實際的差距，100％的彩條信號對電視機進行調節(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。 【小結】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 【教學目的】 ⒈知識目標：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。 ⒉能力目標：理解大面積著色原理和頻譜間置原理。 【教學重點】大面積著色原理和頻譜間置原理。 【教學難點】色差信號頻帶的壓縮、色副載波頻率的選擇。 【教學方法】講述法 【教學時數(shù)】2學時 【教學過程】 【復習】亮度信號和色差信號是怎樣形成和選取的？ 新課導入: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，高頻代表細節(jié)，低頻代表輪廓。 2、大面積著色原理的內容：在人眼的視覺特性上，對彩色的細節(jié)不敏感，可以只對彩色圖像的輪廓進行著色，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0－6MHz的色差信號壓縮至0－1.3MHz，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構與亮度信號的頻譜結構類似。 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，它們的結構又類似，利用調幅調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。 【小結】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) 正交平衡調幅制（NTSC制） 【教學目的】 ⒈知識目標：掌握平衡調幅及正交平衡調幅的特點，色差信號的壓縮特點及NTSC 制的主要性能。 ⒉能力目標：理解U、V信號的形成過程和彩色矢量圖。 【教學重點】平衡調幅及正交平衡調幅的特點，色差信號的壓縮特點及NTSC制的主 要性能。 【教學難點】U、V信號的形成過程和彩色矢量圖。 【教學方法】講述法 【教學時數(shù)】3學時 【教學過程】 【復習】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？ 新課導入:我們前面說過，色差信號傳輸紅色差和藍色差，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，正交平衡調幅制，即NTSC制。 聽課問題: 1、平衡調幅波具有那些特點，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、平衡調幅 1、平衡調幅是調幅的一種，又叫抑制載波調幅，簡稱抑制調幅，波形圖如右圖所示。 2、平衡調幅波具有以下特點： （1）不含載波分量。 （2）其幅值正比于調制信號振幅的絕對值 （3）其極性由載波和調制信號共同決定，如 二者反相，平衡調幅波的極性就翻轉。 （4）其包絡不再是原調制信號。 （5）在載波的正峰點對平衡調幅波取樣就可 得到原調制信號。 3、平衡調幅的優(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、正交平衡調幅 1、正交平衡調幅制（即NTSC制）：將兩個色差信號分別調制在頻率相同，相位相差90〇的兩個色副載波上，在將兩個調幅信號相加輸出。這種技術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幅處理過程如下圖。 3、B－Y色差信號由Sinωt的副載波調制，形成VB-YSinωt；R－Y信號由Cosωt的副載波調制，形成VR-YCosωt；這兩個信號在線性加法器中合成色度信號： F＝VR-YCosωt＋VB-YSinωt 4、色度矢量圖如最右圖所示，說明色度信號既是調幅波又是調相波，其幅度值反映色飽和度: ┃F┃＝ 其相位角Φ反映色調: Φ＝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)生過調幅失真，因此色度信號要進行壓縮。 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：V＝0.877VR－Y U＝0.493VB－Y U、V合成壓縮的色度信號為： F’＝ VCosωt＋USinωt＝FV＋FU 幅度為┃F’┃＝ 相位角Φ’＝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軸，正方向φ=0。 2、縱軸是V信號軸，也就是90〇副載波軸。 3、各矢量的相位φ 代表色調, 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180〇，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：4.4296875MHz≈4.43MHz。 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，亮色串擾小。 3、缺點：正交平衡調幅的相位敏感性，即色差信號的相位失真對重現(xiàn)彩色的色調 有明顯影響，這是由微分相位失真引起的。 4、解決色調失真的方法：（1）提高傳輸技術。 （2）改進彩色電視制式。 【小結】回答課前問題 【作業(yè)布置】 1、壓縮后的色差信號分別為V＝ VR－Y，U＝ VB－Y；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φ 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） 【教學目的】 ⒈知識目標：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系。 ⒉能力目標：理解PAL制的相位失真補償原理及FBAS的形成過程。 【教學重點】PAL制的特點、色副載波頻率及色同步信號的作用及相位關系。 【教學難點】PAL制的相位失真補償原理及FBAS的形成過程。 【教學方法】講述法 【教學時數(shù)】2學時 【教學過程】 【復習】NTSC制有什么缺點？ 新課導入:既然NTSC制存在微分相位失真引起的色調失真，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)的內容，我們應該理解PAL制克服NTSC制色調失真的原理。 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制色度信號的表達式為F＝ VCosωtUSinωt＝Sin（ωtΦ） 相位角Φ＝arctan 2、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：當傳送第n行紫色信號Fn時，由于微分相位失真移相△Φ為Fn’，n行紫偏藍；當收到n＋1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)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,使其頻譜結構與NTSC制有所差異。 2、PAL制的頻譜特點：在副載波兩側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確值為：4.43361875MHz≈4.43MHz 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電路頻率和相位基準。（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＋135〇，PAL行的相位為－135〇，相鄰兩行色同步的平均相位為180〇。 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； FBAS——F（色度信號）B（亮度信號）A（復合消隱信號）S（復合同步信號） 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)放大并加入復合消隱信號和復合同步信號再經(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平衡調幅器進行平衡調幅。U調幅器送入0副載波，V調幅器送入90副載波。90副載波的產(chǎn)生，是先將0副載波進行90移相，然后再經(jīng)PAL開關逐行倒相形成90副載波。PAL開關的控制是半行頻脈沖。U、V平衡調幅器輸出的是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，再和包含復合消隱信號和復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】回答課前問題 【作業(yè)布置】 1、PAL制是NTSC制的改進制式，它是將色度信號中的 逐行倒相，PAL制色度信號的表達式為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制的色調失真的？ 【本節(jié)反思與作業(yè)批閱情況記載】 .