第六章PAL制彩色全電視信號(hào)與彩色電視機(jī)的基本原理-2

第六章PAL制彩色全電視信號(hào)和彩色電視機(jī)的基本原理§6.1彩色圖像信號(hào)分析§6.2彩色同步信號(hào)分析§6.3彩色全電視信號(hào)的波形和特點(diǎn)§6.4PAL制彩色電視機(jī)組成及其原理§6.3彩色全電視信號(hào)的波形與特點(diǎn)§6.3彩色全電視信號(hào)的波形與特點(diǎn)圖6.13100/0/75/0負(fù)極性彩條波形為了加深理解，我們還給出了電視臺(tái)常發(fā)送的另一種100/0/75/0負(fù)極性彩條信號(hào)。該信號(hào)是由表6-2給出的色差信號(hào)進(jìn)行幅度壓縮形成U、V色差信號(hào)后，由已調(diào)的紅、藍(lán)兩個(gè)色度分量疊加形成色度信號(hào)；與亮度、同步、消隱等其它信號(hào)混合而成。

無(wú)論是哪種規(guī)格的彩條信號(hào)所形成的彩色全電視信號(hào)：

這些信號(hào)混合后構(gòu)成彩色全電視信號(hào)，縮寫為FBAS?！?.3彩色全電視信號(hào)的波形與特點(diǎn)與黑白全電視信號(hào)相同，含有亮度信號(hào)、復(fù)合同步、復(fù)合消隱、均衡等輔助脈沖信號(hào)；含有彩色信息的色度信號(hào)與保證彩色穩(wěn)定的色同步信號(hào)?！?.3彩色全電視信號(hào)的波形與特點(diǎn)

這種由多種信號(hào)混合而成的FBAS有如下特點(diǎn)：(1)參于混合的各種信號(hào)均保持獨(dú)立性。例如:可以采用各種方法將這些信號(hào)一一分離。色度與亮度信號(hào)色度與色同步信號(hào)掃描用的同步與消隱信號(hào)同步與消隱信號(hào)與圖像信號(hào)在時(shí)域重疊，而在頻域交錯(cuò)；在頻域重疊，而在時(shí)域交錯(cuò)；在頻域、時(shí)域均重疊，但在所處電平高低上有區(qū)別；在時(shí)域交錯(cuò)，互不干擾?！?.3彩色全電視信號(hào)的波形與特點(diǎn)(2)FBAS是視頻單極性信號(hào)，既有直流成分，又含有交流成分，且是上下不對(duì)稱的信號(hào)，(3)對(duì)靜止的圖像而言，其電視信號(hào)以幀為周期重復(fù)，其場(chǎng)間、行間相關(guān)性也較大；(4)FBAS信號(hào)是黑白、彩色電視接收機(jī)都能使用的兼容性電視信號(hào)。對(duì)活動(dòng)圖像而言，則可說(shuō)是幀間、行間相關(guān)性較大的非周期信號(hào)，但其同步與消隱信號(hào)仍是周期性的。占有0~6MHz的頻帶寬度。§6.4PAL制彩色電視機(jī)組成及其原理§6.4PAL制彩色電視機(jī)組成及其原理

與分立元件電視機(jī)相比較，集成電路電視機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：集成電路電視機(jī)的性能指標(biāo)高、穩(wěn)定性好；由于整機(jī)零部件大為減少，焊點(diǎn)也相應(yīng)減少，提高了可靠性；有更多、更完善的功能；便于自動(dòng)化生產(chǎn)。集成電路電視機(jī)必然要取代分立元件電視機(jī)

下面介紹PALD制集成電路彩色電視機(jī)工作原理，分析各部分作用，掌握彩色全電視信號(hào)的傳送流程。

把天線接收下來(lái)的高頻彩色電視信號(hào)，通過(guò)一系列的放大、變換和解碼過(guò)程還原為三個(gè)基色圖像信號(hào)。從信號(hào)處理的角度出發(fā)，實(shí)際上，彩色電視的接收是對(duì)彩色電視信號(hào)進(jìn)行逐一分離的過(guò)程。（根據(jù)FBAS信號(hào)的特點(diǎn)）§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖彩色電視機(jī)的任務(wù)最后，在彩色顯像管的熒光屏上重現(xiàn)出原來(lái)的彩色圖像，在揚(yáng)聲器中還原出伴音。圖6.14高頻電視信號(hào)分離框圖伴音信號(hào)的分離方法及處理與黑白電視機(jī)相同§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖首先，利用頻率分離的方法，將視頻低端的亮度信號(hào)、復(fù)合同步信號(hào)與高端的色度信號(hào)、色同步信號(hào)分開；然后，用幅度分離的方法，將復(fù)合同步信號(hào)和亮度信號(hào)分開；用時(shí)間分離的方法，將色度信號(hào)和色同步信號(hào)分開；§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖最后，用頻率和相位雙重分離的方法，將色度信號(hào)中的兩個(gè)正交分量U、V信號(hào)分開。信號(hào)處理的過(guò)程要比黑白電視機(jī)復(fù)雜?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖圖6.15彩色電視機(jī)組成框圖§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖彩色電視機(jī)天線接收到的射頻電視信號(hào)的處理：首先，通過(guò)VHF/UHF調(diào)諧器的射頻放大；然后混頻，將它變換成中頻電視信號(hào)，其中圖像中頻為38MHz；§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖通過(guò)聲表面波濾波器帶通、中頻放大器進(jìn)一步篩選放大后，從頻譜結(jié)構(gòu)來(lái)看，它相當(dāng)于把輸入信號(hào)載頻往低搬遷了38MHz，并將圖像與伴音頻譜復(fù)原。進(jìn)入限幅、同步檢波器?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖檢波器輸出的信號(hào)包括：0~6MHz的亮度信號(hào)。載頻為4.43MHz的色度信號(hào)。載頻為6.5MHz的第二伴音中頻信號(hào)?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖伴音信號(hào)采用伴音信號(hào)與圖像信號(hào)在經(jīng)6.5MHz的帶通濾波器取出伴音信號(hào)；通過(guò)伴音中放、鑒頻及功放至揚(yáng)聲器，還原成聲音。調(diào)頻方式；頻域上是分開的；

為防止伴音干擾圖像，將伴音信號(hào)去除得到彩色全電視信號(hào)?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖檢波輸出信號(hào)通過(guò)6.5MHz陷波器產(chǎn)生彩色全電視信號(hào)。6.5MHz陷波器目的：§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖經(jīng)4.43MHz的吸收回路

第一路輸出至亮度通道。消除色度副載波的光點(diǎn)干擾；取出亮度信號(hào)。4.43MHz吸收回路輸出的亮度信號(hào)的高頻分量也有所損失§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖加入亮度放大勾邊電路會(huì)影響清晰度使亮度信號(hào)的高頻成分得以提升。目的：為使亮度信號(hào)與色度信號(hào)同時(shí)到達(dá)解碼矩陣電路?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖亮度放大勾邊電路輸出的亮度信號(hào)必須進(jìn)行延時(shí)0.6μs。延時(shí)后的信號(hào)，送至矩陣電路作為Y信號(hào)輸入?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖

第二路輸出送到色度通道。首先通過(guò)4.43MHz的帶通放大器去除亮度信號(hào)，取出色度信號(hào)及色同步信號(hào)；§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖然后經(jīng)過(guò)色同步分離器將它們分開。色同步分離器的門控開關(guān)是延時(shí)約4.4μs后的行同步脈沖此門脈沖的中心位置正好與色同步信號(hào)中心位置重合?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖門脈沖到來(lái)時(shí)，讓色同步取出而抑制色度信號(hào)。分離出的色同步信號(hào)：一方面去控制鑒相器，使本機(jī)副載波與它同步；另一方面去控制識(shí)別、消色檢波電路等?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖分離出的色度信號(hào)經(jīng)色度放大器放大；再送至延時(shí)解調(diào)器，把色度信號(hào)分解為FU、FV分量。經(jīng)過(guò)“電平均”消除相位誤差引起的色調(diào)畸變?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖然后，分別送至(R-Y)、(B-Y)同步檢波器，分別檢出紅色差信號(hào)和藍(lán)色差信號(hào)。將它們送至解碼矩陣?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖其中，同步檢波器所需逐行倒相的正交副載波是由副載波晶振經(jīng)PAL開關(guān)形成的。§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖解碼矩陣混合出紅、綠、藍(lán)三基色信號(hào)；經(jīng)視放輸出級(jí)分別送到彩色顯像管的三個(gè)陰極。調(diào)制三個(gè)電子束的電流大小，重現(xiàn)出彩色圖像。§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖

第三路輸出到掃描同步分離電路掃描同步分離電路作用：取出行、場(chǎng)復(fù)合同步信號(hào)。由微分電路取出行同步脈沖送到鑒相器。行同步脈沖鑒相器的比較信號(hào)是行輸出級(jí)反饋過(guò)來(lái)的。目的：迫使行振蕩器與它同步?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖經(jīng)積分器取出場(chǎng)同步信號(hào)。場(chǎng)同步信號(hào)去控制幀振蕩，使場(chǎng)頻與它一致。行、場(chǎng)同步信號(hào)的處理與黑白電視機(jī)完全相同。場(chǎng)同步脈沖§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖由于彩色顯像管的屏幕尺寸和偏轉(zhuǎn)角一般都較大不能采用黑白電視機(jī)中使用的方法來(lái)消除電子束線性掃描產(chǎn)生枕形失真的光柵，比黑白顯像管嚴(yán)重得多；而且由于會(huì)聚問(wèn)題的牽制。加有枕形矯正器解決方法：§6.4.1彩電系統(tǒng)框圖讓行、場(chǎng)輸出電流相互調(diào)制；行同步脈沖場(chǎng)同步脈沖再送入偏轉(zhuǎn)線圈來(lái)進(jìn)行枕形失真的矯正。目前，工廠生產(chǎn)的彩色電視機(jī)大都是采用自會(huì)聚彩色顯像管。一般是從行輸出級(jí)和場(chǎng)輸出級(jí)引出行場(chǎng)電流加在會(huì)聚線圈上達(dá)到會(huì)聚校正的目的?！?.4.1彩電系統(tǒng)框圖另外，彩色電視機(jī)中需要提供許多直流電壓源，如：開關(guān)式穩(wěn)壓電源具有體積小、重量輕、效率高、調(diào)整范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。彩色顯像管的陽(yáng)極高壓，中、低壓電源等。在實(shí)際電路中一般是：直流穩(wěn)壓源僅供給掃描電路其它直流電源均由行輸出變壓器提供不同幅度的逆程脈沖電壓，經(jīng)過(guò)二極管整流得到。彩色電視機(jī)中廣泛采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源§6.4.2常用自控電路原理介紹

為了改善兼容性，獲得較好的圖像質(zhì)量，框圖中除含有圖像、伴音和色度通道外，還含有一些輔助電路，或者說(shuō)，自動(dòng)調(diào)整電路。另外，由于彩色電視機(jī)的性能指標(biāo)要比黑白電視機(jī)高，所以，彩色電視機(jī)中還采用了自動(dòng)保護(hù)電路。下面對(duì)目前彩色電視機(jī)中最常用的自控電路進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹?！?.4.2常用自控電路原理介紹彩色電視機(jī)中，AFC電路的作用：自動(dòng)頻率控制(AFC)混頻調(diào)諧器中本振頻率外來(lái)圖像載頻準(zhǔn)確的圖像中頻38MHz自動(dòng)噪聲消除電路的作用是把類似于電火花、雷電等產(chǎn)生的強(qiáng)脈沖干擾從視頻信號(hào)中消除掉。自動(dòng)噪聲消除(ANC)§6.4.2常用自控電路原理介紹否則，這種大幅度脈沖干擾進(jìn)入同步分離電路將破壞掃描電路的同步造成圖像畫面不穩(wěn)定§6.4.2常用自控電路原理介紹影響電視天線接收到的信號(hào)電平值大小的主要因素有：自動(dòng)增益控制(AGC)

自動(dòng)增益控制電路的作用是：接收信號(hào)電平值有較大的變化時(shí)，能自動(dòng)調(diào)整接收機(jī)中放和高放的增益。電視臺(tái)發(fā)射功率；電波傳播條件；接收天線的位置及形狀等。目的：減小因信號(hào)電平過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱，超出放大器的動(dòng)態(tài)范圍，而造成的同步不穩(wěn)和彩色失真。使送到顯像管的圖像信號(hào)電平基本保持穩(wěn)定。§6.4.2常用自控電路原理介紹自動(dòng)亮度限制電路是使顯像管電子束電流不超過(guò)預(yù)定值的一種保護(hù)電路。自動(dòng)亮度限制(ABL)當(dāng)顯像管的亮度過(guò)亮?xí)r，會(huì)縮短顯像管的壽命；該電流超過(guò)預(yù)定值產(chǎn)生的問(wèn)題：當(dāng)顯像管束電流太大也會(huì)引起高壓過(guò)載，有損壞行輸出管和高壓整流元件的危險(xiǎn)?！?.4.2常用自控電路原理介紹為了準(zhǔn)確重現(xiàn)彩色圖像，色度信號(hào)和亮度信號(hào)原有的相對(duì)幅值必須保持不變。自動(dòng)色度控制(ACC)

AGC電路，是根據(jù)亮度信號(hào)幅度的大小進(jìn)行自動(dòng)控制，接收電場(chǎng)強(qiáng)度的變化思考：色度信號(hào)幅值是否會(huì)發(fā)生變化？天線與接收機(jī)之間的匹配情況不同本振頻率存在頻率漂移等。導(dǎo)致亮度信號(hào)和色度信號(hào)的比例不正確，引起彩色飽和度的改變。而僅使亮度信號(hào)幅度恒定的?！?.4.2常用自控電路原理介紹在色度帶通放大器中加入ACC電路實(shí)際上，ACC電路就是色度帶通放大器的自動(dòng)增益控制電路。使色度信號(hào)幅度自動(dòng)保持穩(wěn)定色度信號(hào)本身隨圖像內(nèi)容不同有較大的差異。誤差調(diào)整電壓取自色同步信號(hào)原因：色同步信號(hào)的幅度與圖像內(nèi)容無(wú)關(guān)?！?.4.2常用自控電路原理介紹自動(dòng)消色器的作用是用消色控制電壓使色度通道工作在開關(guān)狀態(tài)。自動(dòng)消色器(ACK)當(dāng)彩色電視機(jī)接收黑白電視信號(hào)或弱彩色電視信號(hào)時(shí)，消色控制電壓能自動(dòng)切斷色度通道，僅使亮度通道暢通。目的：以保證彩色電視機(jī)能收到無(wú)色噪聲干擾、畫面清晰的黑白圖像。消色控制電壓也取自色同步信號(hào)。§6.4.2常用自控電路原理介紹彩色顯像管中的R、G、B三束電子流，在受到外界的磁場(chǎng)干擾后，會(huì)偏離它們?cè)瓉?lái)的熒光點(diǎn)或熒光條。自動(dòng)消磁電路(ADC)為了減小這種影響，采取的方法：導(dǎo)致屏幕彩色不純又稱色純化不好通常在顯像管的錐體外面裝有一個(gè)由0.5mm厚的冷軋鋼片制成的磁屏蔽罩。但僅有磁屏蔽罩往往還不夠，存在問(wèn)題：§6.4.2常用自控電路原理介紹因?yàn)殡娮邮亩ㄏ蜻\(yùn)動(dòng)，使蔭罩、柵網(wǎng)等金屬件磁化，當(dāng)電子束流為零時(shí)，仍有剩磁存在，并形成附加磁場(chǎng)；地球磁場(chǎng)及各種雜散磁場(chǎng)也有影響。解決方法：

采用自動(dòng)消磁電路(ADC)消除這些剩磁的影響?！?.4.3彩電與黑白電視主要異同目前世界各國(guó)采用的彩色電視制式都能與黑白電視相兼容，因此，彩色電視機(jī)必須包含黑白電視機(jī)的基本組成部分，即：包含有公共通道，圖像通道，伴音通道，行、場(chǎng)掃描偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)及高壓形成等。但彩色電視機(jī)還必須含有：處理色度信息的特有電路§6.4.3彩電與黑白電視主要異同彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)相比，主要的區(qū)別如下：(1)彩色電視機(jī)中采用同步檢波器，而黑白電視機(jī)多采用包絡(luò)檢波器。中頻彩色電視信號(hào)中含有三個(gè)中頻載頻：圖像中頻載頻38MHz；中頻色副載頻33.57MHz；伴音中頻載頻31.5MHz。彩色電視比黑白電視多了一個(gè)色副載頻?！?.4.3彩電與黑白電視主要異同差拍出伴音通道所需要的6.5MHz第二伴音中頻信號(hào)；彩色電視中，若采用包絡(luò)檢波器會(huì)如何？該干擾信號(hào)恰好落在圖像信號(hào)視頻范圍內(nèi)，視頻放大無(wú)法消除它。也會(huì)得到由中頻色副載頻與伴音中頻載頻差頻后所產(chǎn)生的2.07MHz干擾信號(hào)。使重現(xiàn)圖像出現(xiàn)嚴(yán)重的條狀網(wǎng)紋干擾；彩色也將隨著伴音的強(qiáng)弱而變化?！?.4.3彩電與黑白電視主要異同為了消除這些干擾，需要做如下操作：(2)彩色電視機(jī)比黑白電視機(jī)多設(shè)了一個(gè)色度通道。一方面，在視頻檢波之前，將伴音中頻載波電平衰減到圖像載波電平的50dB以下；另一方面，則采用同步檢波器。

彩色電視機(jī)不僅要把發(fā)射機(jī)送來(lái)的彩色信息解碼后變成三基色信號(hào)，送至彩色顯像管以重現(xiàn)彩色圖像；要保持彩色同步，三色圖像重合，還要進(jìn)行色純、會(huì)聚校正，同時(shí)要求無(wú)彩色失真等一系列特殊問(wèn)題需要解決?！?.4.3彩電與黑白電視主要異同(3)在彩色電視機(jī)中，亮度信號(hào)、色差信號(hào)送往顯像管之前都必須恢復(fù)直流分量。而黑白電視機(jī)則可不要。原因：若失去直流分量，引起的亮度失真表現(xiàn)為：圖像背景該黑時(shí)不夠黑，該亮?xí)r不夠亮，這樣的亮度畸變并不易覺(jué)察。而人們對(duì)某些彩色背景的顏色非常熟悉。如果彩色電視信號(hào)失去了直流分量，藍(lán)天會(huì)變成綠色，綠色草地會(huì)變成黃色，鮮紅的旗幟會(huì)變成粉紅色。彩色電視機(jī)中一定要有直流恢復(fù)電路。§6.4.3彩電與黑白電視主要異同(4)彩色電視機(jī)有許多技術(shù)指標(biāo)要比黑白電視機(jī)更嚴(yán)格。通常，彩色電視機(jī)對(duì)本振頻率穩(wěn)定度要求較高。本振頻率較高本振頻率偏低因此，一般都設(shè)有AFC電路來(lái)保證本振頻率的穩(wěn)定。使圖像低頻部分處在中放通帶之外，會(huì)造成圖像彩色飽和度過(guò)強(qiáng)，有明顯的彩色雜波；會(huì)造成圖像清晰度降低，色飽和度減退，甚至彩色不穩(wěn)定，以至完全消色成為黑白圖像?！?.4.3彩電與黑白電視主要異同

彩色電視機(jī)要求供給較高的陽(yáng)極電壓和較大的電子束電流，而且高壓要有較好的穩(wěn)定性。一般彩色電視機(jī)的高壓為20~27kV，電子束電流為1mA左右。圖像亮度和對(duì)比度的變化如果高壓電源的負(fù)載特性不好，將會(huì)引起高壓波動(dòng)，導(dǎo)致：直接影響顯像管電子束電流使光柵幅度變化；會(huì)影響聚焦和會(huì)聚特性，最終造成圖像彩色失真?！?.4.3彩電與黑白電視主要異同所以，在彩色電視機(jī)中，行掃描必須采用一體化一次升壓的行逆程變壓器。行逆程變壓器可以降低分布電容和漏感，使諧波次數(shù)提高，做到9次或更高次調(diào)諧。原因：同時(shí)為了保證高壓的穩(wěn)定性，彩色電視機(jī)中設(shè)有ABL電路。當(dāng)負(fù)載電流變化時(shí)，引起高壓輸出值的變化較小。當(dāng)亮度過(guò)大時(shí)，自動(dòng)迫使電子束電流降低。保證高壓的穩(wěn)定性?！?.4.3彩電與黑白電視主要異同(5)彩色電視機(jī)細(xì)節(jié)清晰度不如黑白電視機(jī)。這是因?yàn)樯刃盘?hào)的頻