模擬電視制式與系統(tǒng)

模擬電視制式與系統(tǒng)TVSYSTEM第1頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAgenda1.模擬電視制式概述2.NTSC3.PAL4.SECAM5.模擬電視的缺陷第2頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEM電視制式概述

1、電視制式（1）黑白電視制式每幀掃描行數(shù)、每秒掃描場數(shù)、信道頻帶寬度、隔行掃描方式等構成了黑白電視制式基本技術參數(shù)。（2）彩色電視制式除了黑白電視制式的基本技術參數(shù)以外，主要區(qū)分標志是3個信號（3個基色信號或由其組成的亮度、色差信號）的處理方式。第3頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEM彩色電視制式傳送信號的時間關系分使用目的不同分順序制同時制：NTSC制、PAL制順序－同時制：SECAM制兼容制：NTSC制、PAL制、SECAM制（用于工業(yè)電視,工業(yè)研究）非兼容制：用于廣播電視場順序制行順序制點順序制

2、彩色電視制式的分類：兼容性：彩色電視信號能夠為黑白電視機所接收,顯示為黑白圖像逆兼容性：彩色電視信號能夠接收黑白電視信號,顯示為黑白圖像第4頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEM1）順序制①3個基色信號按一定的順序輪換傳送②顯像方法：既要利用空間混色原理,又要利用時間混色原理優(yōu)點：設備簡單、彩色圖像質量好缺點：兼容性差、占用頻帶較寬

2）同時制①攜帶彩色圖像的亮度和色度信息的3個信號同時傳送②顯像方法：空間混色法優(yōu)點：兼容性較好，占用頻帶較窄（與黑白電視相同）,彩色圖像質量較好缺點：設備較復雜，存在亮串色和色串亮的干擾

3）順序－同時制①順序制、同時制兩種方法的結合②顯像方法：不一定采用順序、同時混合方式，可以采用同時方式優(yōu)缺點基本上與同時制相仿第5頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEM現(xiàn)行三大彩色電視制式：都是兼容制（一個亮度信號,兩個色差信號）,采用了與黑白電視兼容的亮度信號。區(qū)別在于色差信號對副載波的調制方式上

NTSC——同時制,正交平衡調幅制PAL——同時制,逐行倒相正交平衡調幅制SECAM——順序-同時制,順序傳送彩色與存儲制

第6頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEM第7頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSCNationalTelevisionSystemCommittee(美國國家電視委員會),是美國于1953年研制成功的一種兼容彩色電視制式

按色度信號的構成特點,又稱為正交平衡調幅制NTSC制采用平衡調幅方式和頻譜交錯原理每秒29.97幀（簡化為30幀）,電視掃描線為525線,偶場在前,奇場在后,標準的數(shù)字化NTSC電視標準分辨率為720*480像素,24比特的色彩位深,畫面的寬高比為4：3。NTSC電視標準用于美、日等國家和地區(qū)。參數(shù)：幀頻為每秒30幀，場頻為每秒60場，掃描線為525行，隔行掃描。亮度帶寬為4.2MHZ，彩色副載波為3.58MHZ，色度帶寬I分量為1.3MHZ,Q分量為0.6MHZ，聲音載波為4.5MHZ。第8頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC特殊規(guī)格的原因為什么采用525lines？Ans：主要是受基于真空管技術限制（thelimitationsofthevacuum-tube-basedtechnologies）加了彩色的NTSC的刷新頻率從60HZ降到了59.94HZ？Ans：主要為了去除彩色信號以及伴音信號所產生的圖像干擾：對于一個broadcast傳輸NTSC信號,用幅度調制,而傳輸audio的時候用頻率調制.如果廣播中非線性扭曲發(fā)生了,彩色載波可能就會串擾到聲音載波導致屏幕上出現(xiàn)dotpattern,因此設計者調整了場頻從60HZ降到了59.94HZ.正交平衡調幅？Ans：把兩個色差信號調制在副載波上，色度信號Q分量用雙邊帶方式傳送，而I分量用殘留邊帶傳送。這樣做，既可以使色度信號的帶寬得到壓縮，又能保證正常的彩色傳送，同時，色度與亮度之間干擾較小。第9頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC制編碼,解碼NTSC編碼NTSC解碼第10頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:Luminance&ChrominanceLuminanceChrominance第11頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:ColorBar第12頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:ColorModulationModulatedby3.58MHz75%colorbarvectordiagram色彩以3.58MHz副載波調制后不同色彩會有不同的相位關系第13頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:CompositeVideoCVBS=CompositeVideoBlankingSync復合視頻同步消隱75%colorbarwaveform第14頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEM

colorburstNTSC的色度用兩個正交（3.579545MHz）信號進行編碼，這兩個正交信號就是I（in-phase）andQ(quadrature),這兩個信號都是幅度調制，最后將其加在一起。TV從IQphase中恢復色調，一定要有個零相位參考，恢復飽和度也需要一個參考，所以NTSC信號中包含了這種參考信號的取樣。這個取樣就是colorburst.colorburst位于水平同步信號的結尾和blanking脈沖結尾之間。TV接收端有一個本地振蕩器用來同步colorburst。根據這個Colorburst，色彩譯碼器就能夠知道如何去譯碼色彩信息，譯碼器也能夠決定什么是藍色，洋紅等等，以及分辨出哪些是正確的顏色。第15頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:ColorInformationAmplitude~colorsaturationPhase~colortone(hue)75%colorbarwaveform第16頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC頻寬第17頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC信號分布I~1.3MHzQ~0.6MHz第18頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC信號組成第19頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC信號組成第20頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:CVBSSpectrumI~1.3MHzQ~0.6MHzUV~1.3MHz第21頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:InterleavePrinciple可以用梳型濾波器(combfilter)分開Y與IQ第22頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC:System第23頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC制的主要性能1.色度信號簡單色度信號的組成方式最為簡單，解碼電路也最簡單，易集成化。對電視信號進行各種處理有利2.不存在行順序效應NTSC色度信號每行都以同一方式傳送，不存在對圖像質量有損害的行順序效應.行順序效應：由于對傳輸?shù)纳刃盘栕髦鹦胁煌奶幚矶鸬模琍AL和SECAM制都有這種情況3.容易實現(xiàn)亮、色度信號的分離

亮度信號與色度信號頻譜以最大間距錯開，兼容性能好，亮度串色影響也較小.同時，容易實現(xiàn)亮度信號和色度信號的分離，為制造高質量接收機、制式轉換和電視信號數(shù)字化提供便利條件不足：相位容易失真、色彩不太穩(wěn)定第24頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPALPhaseAlternationLine(逐行倒相)Developedduring1953-1967inEurope625-line,50field-per-second,2:1interlacedOvercomethehighorderofphaseandamplitudeintegritytoavoidcolordistortionofNTSCPAL電視標準：每秒25幀，電視掃描線為625線，奇場在前，偶場在后，標準的數(shù)字化PAL電視標準分辨率為720*576,24比特的色彩位深，畫面的寬高比為4：3,PAL電視標準用于中國、歐洲等國家和地區(qū)，PAL制電視的供電頻率為50Hz，場頻為每秒50場，幀頻為每秒25幀，掃描線為625行，圖像信號帶寬分別為4.2MHz、5.5MHz、5.6MHz等。

第25頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMNTSC制中，色度信號的相位失真會帶來明顯的色調失真。NTSC---相位敏感性高PAL(PhaseAlternationLine)逐行倒相正交平衡調幅制，即色度信號U、V分量中的V分量逐行倒相。原理：PAL并非改變整個色度信號倒相，也不是掃描方向的改變，而是將色度信號V分量的副載波相位逐行改變180度。每行掃描線的彩色信號，會跟上一行倒相，作用是自動改正在傳播中可能出現(xiàn)的錯相。對同時傳送的兩個色差信號中U分量進行正交調制方式，這樣如果如果在信號傳輸過程中出現(xiàn)相位失真，則會由于相鄰兩行信號的相位相反起到互相補償作用，從而有效的克服因相位失真引起的色彩變化，因此，PAL制對相位失真不敏感，圖像彩色誤差較小，與黑白電視的兼容性好。彩色相序交變原理：發(fā)端——周期性改變彩色的相序收端——采用平均措施，以減輕傳輸相位誤差帶來的影響，抵消相位誤差第26頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:Luminance&ChrominanceLuminanceChrominance第27頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:ColorModulationModulatedbycolorsubcarrier第28頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:VectorDiagramPALswitch=0;75%colorbar第29頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:VectorDiagramPALswitch=1;75%colorbar第30頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:CompositeVideo75%colorbarwaveform第31頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:ColorInformationAmplitude~colorsaturationPhase~colortone(hue)75%colorbarwaveform第32頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:CVBSSpectrum第33頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:ColorCarrierFrequencyThechoiceoffrequencies第34頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL:System第35頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMsub-systemVIF(MHz)SIF(MHz)CountryB/G38.933.4

B36.87531.375AustrliaD/K3831.5ChinaD38.932.4OIRTI38.932.9

I39.533.5U.K.M/N45.7541.25

第36頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL制克服NTSC制相位敏感性的基本原理可概括為：采用逐行倒相正交平衡調幅的色度信號在解調時先經梳狀濾波器分離，然后再同步檢波利用視覺平均作用補償小幅度串色所引起的彩色偏差第37頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMPAL制的主要性能①克服了NTSC制相位敏感的缺點，圖像彩色誤差較小，與黑白電視的兼容好②PAL制采用1/4行頻間置再加25Hz確定副載波，有效地實現(xiàn)了亮度信號與色度信號的頻譜交錯，因而有較好的兼容性。③梳狀濾波器在分離色度信號的同時，使亮度串色的幅度也下降了3dB，使彩色信噪比提高了3dB。④由于NTSC制是1/2行頻間置，PAL制為l/4行頻間置。二者相比實現(xiàn)PAL信號的亮色分離要比NTSC制困難，且分離質量也較差。PAL制的編碼器和解碼器都比NTSC制的復雜，信號處理也較麻煩，接收機的造價也高。——由數(shù)字濾波解決⑤存在行順序效應，當存在顯像管非線性電——光轉換特性時，逐行交變的串色使亮度逐行強弱變化，由于隔行掃描產生向上緩慢移動的明暗相間的行結構，稱為行蠕動現(xiàn)象或行順序效應。第38頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMSECAMSequentielCouleurAvecMemoire（按順序傳送彩色與存儲）Broadcastingsince1967inFrance625-line,50field-per-second,2:1interlacedUsing2colorpieces(Db,Dr)onalternatelines,avoidingthepossibilityofcrosstalkWhatisSECAM?SequentialColorwithMemory,SECAMtransmitsDbinformationduringonelineandDrinformationduringthenextline.Y=0.334R′+0.585G′+0.081B′Dr=–1.902(R′–Y)Db=1.505(B′–Y)SECAMusesFMmodulationtotransmittheDbandDrcolordifferenceinformation,witheachcomponenthavingitsownsub-carrier.FOB=272FH=4.250000MHz(±2kHz)FOR=282FH=4.406250MHz(±2kHz)三種形式：

1.法國SECAM(SECAM-L),用在法國和它的以前的群體上

2.SECAM-B/G,用在中東,先前的東德和希臘

3.SECAMD/K用在俄羅斯和西歐第39頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEM原理:

SECAM制的主要特點是逐行順序傳送色差信號R－Y和B－Y。由于在同一時間內傳輸通道中只傳送一個色差信號，因而從根本上避免了兩個色差發(fā)量的相互串擾。亮度信號Y仍是每行都必須傳送的，所以SECAM制是一種順序一同時制。

因為在接收機中必須同時存在Y、R－Y和B－Y三個信號才能解調出三基色信號成R、G、B，所以在SECAM帛中也采用了超聲延時線。它將上一行的色差信息貯存一行的時間，然后與這一行傳送的色差信息使用一次；這一行傳送的信息又被貯存下來，再與下一行傳送的信息使用一次。這樣，每行所傳送的色差信息均使用兩次，就把兩個順序傳送的色差信號變成同時出現(xiàn)的色差信號。將兩個色差信號和Y信號送入矩陣電路，就解出了R、G、B信號。

SECAM制式在信號傳輸過程中，亮度信號每行傳送，而兩個色差信號則逐行依次傳送，即用行錯開傳輸時間的辦法來避免同時傳輸時所產生的串色以及由其造成的彩色失真。特點：不怕干擾，彩色效果好，但兼容性差。

第40頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMSECAM:System第41頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAnalogTV-SystemSECAMFMColorModulation第42頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAnalogTV-SystemSECAMVariations(Sub-system)主要性能:SECAM制的最大優(yōu)點是基本克服了NTSC制和PAL制缺陷，微分增益容限為65%，微分相位容限為±40°。第43頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAnalogTV-System比較NTSC,PALandSECAMScanline: NTSC—525LINES PAL/SECAM—625LINESFramerate: NTSC—60Hz PAL/SECAM—50HzColorSystem: NTSC—IQSystem PAL/SECAM—UVSystem第44頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAnalogTV-System比較

NTSC,PALandSECAMColorSubcarrierFrequency:

NTSC:FH=(4.5×106/286)Hz=15,734.27HzFV=FH/(525/2)=59.94HzFSC=((13×7×5)/2)×FH=(455/2)×FH=3.579545MHzPAL:FSC=((1135/4)+(1/625))FHfor(B,D,G,H,I,N)PAL =4.43361875MHZFSC=(909/4)FHfor(M)PAL =3.57561149MHZFSC=((917/4)+(1/625))FHfor(NC)PAL =3.58205625MHZSECAM:

FOB=272FH=4.250000MHz(±2kHz)

FOR=282FH=4.406250MHz(±2kHz)第45頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAnalogTV-System比較NTSC,PALandSECAM-Advantage:PALcorrectsphaseerrorautomatically,because“PhaseAlternatingLine”(“NeverTwicetheSameColorNTSC”).PAL/SECAMhasabetteroverallpicturethanNTSCbecauseofincreasedamountofscanline.-Disadvantage:PALwilloccuraslightflickerinimage,becausetherearefewerframes(25frames/Sec,NTSCis30frames/Sec).NTSCneedscontrolthetintorhuebymanual.SECAMisatelevisionbroadcasttransmissionformat,itisnotaDVDplaybacksystem.TheverticalcolorresolutionishalvedrelativetoPALandNTSC.

就NTSC,PAL,SECAM制而言,都采用了與黑白電視兼容的亮度信號,其之間的差別主要體現(xiàn)在兩個色差信號對副載波的調制方式上.第46頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAnalogTV-System比較PAL,NTSCandSECAM第47頁，課件共52頁，創(chuàng)作于2023年2月TVSYSTEMAnalogModelsbyRegionPALNTSCEUAPChinaNAJapanKoreaTWSATunerPALSECAMPALNTSCPAL(CHNIF)NTSCNTSC-JNTSCNTSCNTSC*PAL/M,/NcStereoNICAMA2NICAMA2NICAMMTSEIA-JA2-MMTSMTSI/OS/CVBSYPbPrHDMISCARTS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSHDMIEIA-JDS/CVBSYPbPrHDMIS/CVBSYPbPrHDMIS/C