03四月2024彩色電視機(jī)原理與維修02四月2024彩色電視機(jī)原理與維修1第2章電視圖像信號知識要點(diǎn)：1.彩色全電視信號的組成、作用與特點(diǎn)。2.電視信號的發(fā)送與接收。3.彩色電視機(jī)的基本電路組成。第2章電視圖像信號知識要點(diǎn)：22.1電視制式2.1.1電視制式電視制式：是電視廣播與接收機(jī)之間約定的特定方式或技術(shù)規(guī)范。電視制式包括了黑白電視制式和彩色電視制式兩部分。1.黑白電視制式黑白電視制式包括了掃描的方式方法及參數(shù)，及圖像信號與伴音信號的帶寬、調(diào)制方式等主要參數(shù)。部分黑白電視制式參見表2.1。我國采用D/K制。第2章電視圖像信號2.1電視制式第2章電視圖像信號32.彩色電視制式彩色電視制式主要指彩色信號調(diào)制的方式方法。三種彩色電視的制式的標(biāo)準(zhǔn)見表2.2。我國采用PAL制。彩色電視機(jī)的制式應(yīng)包括黑白制式與彩色制式兩部分。我國彩色電視機(jī)的制式為。PAL-D/K制。2.彩色電視制式42.1.2兼容制兼容制是指彩色和黑白電視節(jié)目可以互看的電視制式。兼容制彩色電視制式要求：（1）彩色電視信號中要有一個亮度信號，被黑白電視機(jī)接收顯示黑白圖像，又能被彩色電視機(jī)顯示彩色圖像的亮度（2）彩色電視信號中應(yīng)有反映圖像彩色的色度信號，用來傳送圖像的彩色。（3）彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)采用相同的黑白制式。2.1.2兼容制52.1.3三種兼容制彩色電視制式1．NTSC制NTSC制一正交平衡調(diào)幅制。這種制式是用色差信號對彩色副載波進(jìn)行正交平衡調(diào)幅，所以也稱做正交平衡調(diào)幅制。該制式兼容性較好，具有圖像色彩清晰及電視接收機(jī)電路結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但它對信號相位失真十分敏感，容易產(chǎn)生色調(diào)失真。采用NTSC制的國家和地區(qū)主要有美國、日本、加拿大、墨西哥及中國臺灣等。2．PAL制PAL制一逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。在NTSC制的基礎(chǔ)上，將已調(diào)的紅色差信號進(jìn)行逐行倒相，克服了NTSC制的相位敏感性，使色調(diào)失真得到改善，但接收機(jī)電路較為較復(fù)雜。采用PAL制的國家主要有德國、芬蘭、奧地利、中國等。3．SECAM制。SECAM制—輪行調(diào)頻制。這種制式是亮度信號每行連續(xù)傳送，兩個色差信號逐行輪流傳送。兩個色差信號對兩個頻率不同的副載波調(diào)頻后，插入亮度信號一起傳送?？朔薔TSC制的相位敏感性，同樣也使接收機(jī)電路復(fù)雜化。而且，圖像比前兩種制式差。采用SECAM的國家主要有前蘇聯(lián)、法國、東歐各國及部分非洲國家。NTSC制、PAL制和SECAM制均可與黑白電視兼容，但因各種制式對色度信號傳輸處理的方式及解調(diào)電路存在差別，使得它們之間不能相互兼容。三種制式各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以它們能共存至今。2.1.3三種兼容制彩色電視制式62.2彩色全電視信號2.2.1亮度信號（Y或A）1．亮度信號的獲得亮度信號形成示意圖如圖2.1所示。在彩色電視系統(tǒng)中，先將反映景物的光通過物鏡成像，再經(jīng)分色鏡分解成紅、綠、藍(lán)三個基色光圖像，分別通過三攝像管把景物光像轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍(lán)三個基色電信號UR,UG,UB。UR,UG,UB信號用電阻矩陣電路轉(zhuǎn)換成為亮度信號UY。圖中電阻矩陣的電阻值可由亮度方程決定。2.2彩色全電視信號2.2.1亮度信號（Y或A）72.亮度信號的特點(diǎn)（1）亮度信號的幅度。亮度信號的幅度反映圖像的亮暗的程度。彩色電視信號一般采用正極性視頻信號。正極性視頻信號用相對幅度1（100%）來表示白圖像，用零（0%）表示黑圖像。也就是說信號幅度越大，圖像越亮；幅度越小，圖像越暗。（2）亮度信號的頻率。亮度信號的頻率反映圖像所占屏幕面積的大小，即圖像的繁簡程度。2.亮度信號的特點(diǎn)8例如，圖2.2中（a）亮度信號為每行一個信號周期，即亮度信號的頻率為行頻fH。圖2.2中（b）亮度號為每行四個信號周期，即亮度信號的頻率為4fH。顯而易見，圖像面積越小，或者說圖像越復(fù)雜，亮度信號的頻率越高。（3）亮度信號的頻帶。從第1章可知，PAL-D/K制亮度信號的B為5.5MHz，標(biāo)稱值為6MHz。f=fHf=4fH圖2.2圖像頻率計(jì)算示意圖1H1H圖像a1行信號波形圖像b例如，圖2.2中（a）亮度信號為每行一個信號周期，即亮度信號92.2.2色度信號（F或C）1.色度信號（1）基色信號：彩色圖像分解得到基色圖像，經(jīng)攝像可得到基色信號。傳送三基色信號可傳送彩色圖像，但在兼容制中已傳送了亮度信號，亮度信號與三基色的亮度是重復(fù)的，會造成信號發(fā)射資源浪費(fèi)。所以必須將基色信號中的亮度信號減掉。（2）色差信號：基色與亮度信號之差，即：UR-UY=UR-0.3UR-0.59UG-0.11UBUR-Y=0.7UR-0.59UG-0.11UB同理可得，UG-Y=-0.3UR+0.41UG-0.11UBUB-Y=-0.3UR+0.59UG+0.89UB

色差信號中已沒有亮度信號，所以稱色度信號。傳送色差信號即可傳送彩色，但不必要三個色差信號都傳送。因?yàn)椋?/p>

2.2.2色度信號（F或C）10UY=0.3UR+0.59UG+0.11UB此式可改寫為0.3UY+0.59UY+0.11UY=0.3UR+0.59UG+0.11UB將上式移項(xiàng)并合并同系數(shù)項(xiàng)，可得：0.59(UG-UY)=-0.3(UR-UY)-0.11(UB-UY)兩邊同除以0.59得：UG-Y=-0.51UR-Y-0.186UB-Y說明綠差信號可以在電視機(jī)中通過色差矩陣由紅差信號與綠差信號再生出來。兼容制彩色電視發(fā)送端只要傳送兩個色差信號和一個亮度信號即可傳送彩色圖像。電視機(jī)中首先由綠差矩陣得到綠差信號，再由三個色差信號與亮度信號得到三個基色信號，便可以得到彩色圖像。UY+UR-Y=UR，UY+UG-Y=UG，UY+UB-Y=UB基色、亮度和色差信號的波形見下圖。UY=0.3UR+0.59UG+0.11UB此式可改寫為11彩色電視機(jī)原理與維修122.色度信號的調(diào)制 色差信號的頻譜結(jié)構(gòu)與Y信號的頻譜結(jié)構(gòu)是相同的。將他們直接混合在一起發(fā)送，會相互干擾，在電視機(jī)中也很難將他們進(jìn)行分離。為了在原有的Y信號頻帶內(nèi)兼容色度信號，必須將色差信號移頻，使之與Y信號的頻譜結(jié)構(gòu)錯開，為此可采用頻譜交錯技術(shù)，將色度信號安插到亮度信號的頻譜空隙中去。調(diào)制是一種最好的移頻方法，不同的電視制式采用了不同的調(diào)制方式，NTSC制彩色電視采用平衡調(diào)幅制將色差信號移頻。為了方便調(diào)制須將色差信號先進(jìn)行頻帶和幅度壓縮。2.色度信號的調(diào)制 13（1）色差信號頻帶和幅度壓縮。利用人眼對彩色圖像細(xì)節(jié)分辨力不高的特點(diǎn)，可將色差信號的頻帶壓縮在0.5～1.5MHz以內(nèi)。PAL制將色差信號壓縮為1.3MHz。采用低通濾波器很容易將信號進(jìn)行頻帶壓縮。為了使調(diào)制后的色度信號幅度不致于過大，必須將色差信號的幅度進(jìn)行壓縮。將紅差信號與藍(lán)差信號分別乘以壓縮系數(shù)0.877與0.493進(jìn)行幅度壓縮。V=0.877xUR-YU=0.493xUB-Y壓縮后的紅差信號簡稱為V信號，壓縮后藍(lán)差信號簡稱為U信號。（1）色差信號頻帶和幅度壓縮。利用人眼對彩色圖像細(xì)節(jié)分辨力不14（2）色度信號的調(diào)制。NTSC采用正交平衡調(diào)幅制。平衡調(diào)幅制就是抑制載波的調(diào)幅。正交平衡調(diào)幅制就是將U、V信號調(diào)制在頻率相同，相位相差900的兩個副載波上。N制色度信號的矢量圖如圖2.4所示。通常，把U的平衡調(diào)幅波用Fu表示，把V信號的平衡調(diào)幅用Fv表示，副載波的角頻率為ωsct。Fv和Fu相混合的正交平衡調(diào)幅稱做已調(diào)色度信號，用F表示，圖2.4為N制F信號矢量圖F=FV+FU=UR-Ycos

ct+UB-Ysin

ct

上式也可用矢量形式表示，合成的F信號矢量如圖2.4所示。矢量F等于兩個互為正交平衡的調(diào)幅分量FV和FU的合矢量，所以F又可以表示為F=FV+FU=FMsin(

ct+

)FM=

=arctan(UR-Y/UB-Y)正交平衡調(diào)幅的已調(diào)色度信號既是調(diào)幅波，又是調(diào)相波。F的振幅FM與兩色差信號的幅度有關(guān)，反映了彩色的色飽和度；相角

與兩色差信號的比值有關(guān)，反映了彩色的色調(diào)。（2）色度信號的調(diào)制。15為了解決NTSC的相位敏感缺點(diǎn)，PAL采用逐行倒相的正交平衡調(diào)幅制。即在N制的基礎(chǔ)上，U信號的的相位不變，將V信號進(jìn)行逐行倒相后再對副載波進(jìn)行調(diào)制。由于調(diào)制為相乘關(guān)系，也可以將V信號的副載波逐行倒相。設(shè)fu、fv為調(diào)制后的U、V信號，則： 第n－1行傳送：fu＋fv（簡稱NTSC行或N行）第n行傳送：fu－fv（簡稱PAL行或P行）第n＋l行傳送：fu＋fv（簡稱NTSC行或N行）第n＋2行傳送：fu－fv（簡稱PAL行或P行）。以次類推。將fv信號逐行倒相是為了減少色調(diào)失真，由于信號相位代表色調(diào)，所以在接收端還必須將其相位再倒回來，否則會使色調(diào)改變。PAL利用倒相行與不倒相行在傳輸過程中產(chǎn)生相反的相位失真，即相鄰行彩色產(chǎn)生相反的色調(diào)失真，可以減少色調(diào)失真。為了解決NTSC的相位敏感缺點(diǎn)，PAL采用逐行倒相的正交平衡16（3）色副載波的頻率與頻帶。為了使已調(diào)色度信號F的頻譜與Y信號的頻譜錯開，使F信號與Y信號能共存于同一頻帶內(nèi)，PAL制的副載波選擇為4.43361875MHz，常用近似值4.43MHz表示。色度信號的頻帶為1.3MHz，調(diào)制后已色度信號的頻帶為2.6MHz。壓縮后的彩條信號的波形如圖2.5所示。圖中從上至下分別為V、U信號，調(diào)制后的FV、FU信號，亮度信號UY，以及已調(diào)彩條色度信號和UY信號疊加后的F+UY信號的波形圖。（3）色副載波的頻率與頻帶。為了使已調(diào)色度信號F的頻譜與Y信17彩條圖像彩條圖像18

192.2.3.色同步信號（B）正交平衡調(diào)幅波抑制掉了彩色副載波分量。在接收端，要將彩色信號還原成原有的色度信號，則必須首先恢復(fù)發(fā)送端抑制掉的副載波，并且保證與發(fā)送端副載波?sc同頻同相。因此，在傳輸彩色電視信號時(shí)，還必須發(fā)送一個色同步信號（B）。PAL制B信號在行消隱信號的后肩上附帶傳送一小串副載波信號（約10個周期），用它來反映原副載波的頻率與相位。色同步信號波形如圖2.6所示。并且是逐行翻轉(zhuǎn)的。色同步信號是一串有9～11個副載波周期的正弦波。PAL制B信號的相位與U信號相差135°，即n行的B信號相位為十135°，p行為225°（－135°）。如圖2.7（a、b）所示。相對幅度為0.215（白電平為1）。其維持時(shí)間為2.25

s，位于行消隱期間，行同步信號之后，疊加在黑電平上，與行同步脈沖后沿相距0.9

s，其位置如圖2.7所示。2.2.3.色同步信號（B）20彩色電視機(jī)原理與維修212.2.4消隱信號與掃描同步信號（S）（1）消隱信號。作用是消除行場回掃線。行消隱信號的作用是消除行回掃線，行消隱信號是一個脈沖信號。每行有一個行消隱信號，即它的頻率和行頻脈一樣，為15625Hz脈沖寬度為12μs，幅度與黑圖像信號一樣，在正極性視頻信號中相對幅度為零。場消隱信號的作用是消除場回掃線，場消隱信號也是一個脈沖信號。每場一個場消隱信號，即它的頻率和場頻脈一樣，為50NHz，脈沖寬度為160μs，幅度與黑圖像信號一樣，在正極性視頻信號中相對幅度為零。2.2.4消隱信號與掃描同步信號（S）22（2）同步信號。同步信號的作用是控制電視機(jī)的掃描與電視信號的掃描嚴(yán)格同步。行同步信號的作用是控制電視機(jī)的行掃描頻率，使之與電視信號的掃描同步。每行一個行同步信號，即其頻率為行頻fH（D/K制為15625Hz）。同步信號的脈沖寬度為4.7μs，在行消隱信號出現(xiàn)1.3μs后開始。相對幅度為-40%，即比黑圖像電平低40%。場同步信號的作用是控制電視機(jī)的場掃描頻率，使之與電視信號的場掃描同步。每場一個場同步信號，即其頻率為場頻fV（D/K制為50Hz）。同步信號的脈沖寬度為160μs，在場消隱信號出現(xiàn)160μs后開始。相對幅度為-40%，即比黑圖像電平低40%。為了防止場掃描出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，在場同步信號前后各有5個均衡脈沖。為了保怔在場同步信號期間行掃描也能同步，所以在場同步信號中加了5個開槽脈沖，作為場同步信號期間的行同步信號。（2）同步信號。同步信號的作用是控制電視機(jī)的掃描與電視信號的23圖2.8為同步信號波形示意圖，圖中省略了均衡脈沖和開槽脈沖。場消隱信號（25H）場同步信號（2.5H）行同步信號（4.7μs）圖2.8同步信號波形示意圖行消隱信號（12μs）

（1.3μs）注：lH=64μs（a）行同步信號（b）場同步信號相對幅度0-40行同步信號圖2.8為同步信號波形示意圖，圖中省略了均衡脈沖和開槽脈沖。24彩色全電視信號由己調(diào)色度信號F，色同步信號B，亮度信號A和輔助信號S構(gòu)成。的標(biāo)淮波形圖如圖2.9所示。彩色全電視信號由己調(diào)色度信號F，色同步信號B，亮度信號A和輔252.2.5PAL制編碼過程2.2.5PAL制編碼過程26上圖是PAL制彩色全電視信號的編碼框圖。編碼就是由三基色信號經(jīng)變換與組合得到彩色全電視信號FBAS的過程。要說明的是：（1）K脈沖形成B信號的過程：K脈沖為寬度為2.25μs（即B信號的維持時(shí)間），相對幅度為40%（即即B信號的幅度）的脈沖信號，出現(xiàn)在行同步信號后0.9μs。K脈沖經(jīng)V平衡調(diào)幅后，可得到+cosωsct，和–cosωsct，即相位為900和2700的載波信號。K脈沖經(jīng)反相為-K脈沖，經(jīng)U平衡調(diào)幅后，得到-sinωsct，即相位為1800的載波信號。在+法器中，相位為900+1800=+1350，相位為2700+1800=-1350。

所以+法器輸出的B信號Fb為±1350。（2）g（t）為頻率為7.8KHz，即行頻的1/2，周期為2個行周期2X64μs，脈沖寬度為64μs的脈沖信號。它可以保證PAL開關(guān)逐行翻轉(zhuǎn)，得到逐行倒相的副載波±cosωsct。（3）彩色電視機(jī)中由FBAS得到三個基色信號，它是編碼的逆過程稱之為解碼。上圖是PAL制彩色全電視信號的編碼框圖。272.3高頻電視信號2.3.1高頻電視信號1.調(diào)幅制：彩色全電視信號采用調(diào)幅制。2.殘留邊帶邊帶發(fā)送制。即發(fā)送下邊帶的一部分（0.75M）和上邊帶的全部（6MHz）。目的：壓縮頻帶，簡化設(shè)備。相同的頻率范圍內(nèi)可設(shè)置更多的電臺；寬頻帶的放大器等電路的要求比窄頻帶的高。2.3高頻電視信號2.3.1高頻電視信號283.負(fù)極性調(diào)制負(fù)極性調(diào)制是用負(fù)極性視頻信號（亮度暗電壓高，亮則低）對高頻載波進(jìn)行調(diào)制。主要優(yōu)點(diǎn)是：發(fā)射機(jī)輸出效率高；干擾脈沖影響小。負(fù)極性調(diào)制的缺點(diǎn)是同步信號的幅度最大，如果信號傳輸過程中出現(xiàn)限幅現(xiàn)象，同步信號被壓縮，會產(chǎn)出掃描不同步現(xiàn)象，為此電視機(jī)中須加AGC電路，防止信號限幅。負(fù)極性調(diào)制的波形圖如下：3.負(fù)極性調(diào)制29彩色電視機(jī)原理與維修302.3.2伴音信號的調(diào)制1.伴音信號頻率范圍取20Hz～15kHz，它與圖像信號的頻率范圍0～6MHz是重疊的，將它與圖像信號混在一起對高頻信號調(diào)制，會相互干擾，電視機(jī)中也不易將其分離，為此必須將伴音信號先調(diào)制到一個載波上。使伴音信號的頻率與圖像信號的頻率錯開。2.伴音信號采用調(diào)頻制，D/K制伴音的載頻取6.5MHz。這個頻率稱第2伴音中頻。采用調(diào)頻方式的主要優(yōu)點(diǎn)是已調(diào)頻信號頻帶寬，所以音頻信號的頻帶也寬，伴音音質(zhì)好。3.預(yù)加重。即人為地預(yù)先提升伴音信號中高頻分量的幅度，這稱做預(yù)加重。為的是增加高頻伴音信號的抗干擾能力。預(yù)加重電路的時(shí)間常數(shù)為50

s。第2伴音中頻信號與FBAS混合后再對高頻載波進(jìn)行調(diào)幅，由于第2伴音中頻信號是調(diào)頻信號，所以高頻伴音信號仍為調(diào)頻波。2.3.2伴音信號的調(diào)制1.伴音信號頻率范圍取20Hz312.3.3高頻電視信號發(fā)射系統(tǒng)高頻電視信號發(fā)射系統(tǒng)圖放大混合放大調(diào)頻調(diào)幅6.5MHz振蕩高頻振蕩髙通濾波器髙頻功放攝像機(jī)話筒

FBASFBASFBAS＋SIFRFRFRFAUDIOAUDIOSIF6.5MHz圖像載頻發(fā)射天線2.3.3高頻電視信號發(fā)射系統(tǒng)高頻電視信號發(fā)射系統(tǒng)圖放大322.3.4一個頻道的信號頻譜一個頻道信號的頻譜圖一個頻道信號的帶寬為8MHz；伴音載頻比圖像載頻高6.5MHz。2.3.4一個頻道的信號頻譜一個頻道信號的頻譜圖332.3.5高頻電視信號的波段劃分我國無線電視頻道（D）分VHF和UHF兩個波段：VHF頻段共有12個頻道，D1～5頻道稱做低頻段（48.5～92MHz），簡稱VL段；D6～12頻道稱做高頻段（167～223MHz），簡稱VH段。UHF波段共有56個頻道（470～958MHz），簡稱U段。VHF和UHF波段電視頻道的工作頻率范圍劃分見表2.5。增補(bǔ)頻道（Z），也稱有線電視頻道。它與無線電視廣播的標(biāo)準(zhǔn)頻道完全相同。增補(bǔ)頻道Z1~Z8安插在無線電視5～6頻道(111-167MHz)，Z8～Z38插在與12～13頻道(167～470MHz)之間。2.3.5高頻電視信號的波段劃分我國無線電視頻道（D）分342.4電視接收機(jī)2.4.1電視接收機(jī)的電路組成形式（1）超外差式。天線接收來的高頻電視信號經(jīng)混頻器差頻，轉(zhuǎn)換成一個固定的中頻，進(jìn)行主要放大的電路形式。中頻放大電路的增益比高頻放大電路的增益高，又是固定頻率不用調(diào)整，因此超外差電視機(jī)具有接收靈敏度高，選擇性好、便于頻道轉(zhuǎn)，以及工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。（2）通道程式。雙通道式接收機(jī)是中頻圖像信號和電視伴音信號在檢波之前就分開，分別進(jìn)入各自的信號通道，用兩個中頻放大器進(jìn)行放大。它的特點(diǎn)是兩個放大器都可以工作在最佳狀態(tài)，增益大且靈敏度高，兩個信號也不會產(chǎn)生相互干擾。雙通道式電路復(fù)雜，調(diào)試也麻煩，極少被采用。單通道式接收機(jī)中，圖像中頻信號和伴音中頻信號同時(shí)通過圖像中頻通道，由圖像中頻放大器對兩種信號進(jìn)行不同的放大后，經(jīng)視頻檢波后才分