haogangfu 发表于 2024-10-13 07:19:23

电视漫谈之13彩色电视的图像信号
彩色电视怎样传送图像信号,依据3基色原理,传送红绿蓝3种信号就可以达到彩色电视要求。而考虑黑白彩色兼容则还要传送亮度信号Y。
这样的结果就是图像要传送4种信号才能达到要求。根据理论研究,4种信号共存的情况下,只有3种信号是独立的,第4种信号是可以通过简单运算得到的。
那么3种信号传送体制如何对应4种信号呢?统筹平衡的结果是亮度信号Y占一个,并且带宽最宽达6兆赫兹。红减亮R-Y占一个, 蓝减亮即B-Y占一个。R-Y和B-Y叫色差信号,带宽1.2兆赫兹(1/5Y信号带宽)。
(R㇀-Y㇀)0.877=V
(B㇀-Y㇀)0.493=U
R㇀、B㇀、Y㇀ 表示经过γ校正的R、B、Y信号
如何解决一个通道传送3个信号而互不干扰呢?Y信号直接使用,U、V信号分别调制相位相差90度的2个副载波,即正交调制。正交调制传送解决了2个色差信号且能区分二者。2个色差信号用副载波调制传送解决了和Y的区分。
之所以用U、V而不用色差信号调制副载波,是因为防止出现,亮色信号叠加出现高于消隐电平的情况,干扰同步信号,误触发扫描电路。为了进一步减小2个色差信号和Y的干扰,采用抑制载波的副载波调幅方式发送的。调幅制还简单占用带宽窄,干扰小。基本上可以达到质量要求。

(相位正交的两路载波调制实际上是错开时间4/1周期的同频交流信号,对它两进行幅度调制实际上是分时传播信号的)
接收机在亮度通道内设置副载波抑制滤波器可进一步减小亮色干扰。
亮色用副载波区分,减小干扰是基于频谱交错原理,此处略去。
平衡调幅调制,就可以抑制载波。经U、V信号的调制的2个副载波合在一起叫色度信号F。即色度信号F由U调制后副载波和V调制后副载波,两部分组成。即F是FU和FV的矢量合成,或称FU和FV是F的两个分量。
平衡调幅还有当色差信号消失时,副载波就不存在了。这样可进一步减少色度信号F对亮度信号Y的干扰。

PAL技术体制里,V信号用的副载波还要逐行倒相。可以使色信号相位误差进一步减小,还原的图像更好些。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:19:47

电视漫谈之14彩色电视的色同步信号
由于色度信号的载波载波被抑制掉了,所以必须恢复载波信号,才能从色度信号中检波出色差信号。因此,在彩电接收机设有副载波振荡器的。(这和扫描电路有点类似)。而且这个副载波振荡器产生的副载波和信号副载波要同频同相才行。要严格的同相,是因为平衡调幅波的解调与相位有严格的关系。
为了达到相位要求,这就要在发送端(电台信号)的信号里,含有副载波同步信号。即色同步信号。在PAL彩色信号体制里,色同步信号的作用有2个:
第1:为接收机恢复副载波提供基准相位。即使本机产生的副载波与信号副载波同频同相。
第2:还要让接收机知道某一行是NTSC行,还是PAL行。这时PAL解码的关键。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:20:12

电视漫谈之15彩色全电视信号
在黑白全电视信号的基础上,行正程期间的图像传送段,加了色度信号。在行消隐信号后肩,传送10个周期的副载波同步信号。这个色同步信号在场同步信号的9行内不发送。这就是彩色全电视信号。FBAS

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:21:02

电视漫谈之16彩色全电视信号的产生
要传送的彩色图像,经过光学成像,被分成4个光像,亮度,红,绿,蓝3基色光像。用4个视像管摄取这4个光像,形成4个原始图像信号。亮度信号除了直接利用外,还被送到彩色编码器。这4个信号本身没有任何标记,只是被牢牢地限定在指定通道传送才能有属性特征。才能指哪打哪,不乱点鸳鸯谱。3基色信号和亮度信号经过编码电路产生V和U。这时,图像信号有3部分组成,一个亮度信号,2个色差信号。
还有3管制摄像编码系统,此处从略。
2个色差信号去调制两路副载波信号。
PAL体制里,对应V那1路调制器的副载波还要逐行倒相。
色度信号与Y㇀信号合在一起去调制图像载波变成频道信号发射出去供接收。

电视漫谈之17其它技术体制及特点。
实现彩色电视大体上有3中技术体制,SECAM,NTSC,PLA.

SECAM制,( 1959年法国研制成功)是副载波调频,行轮换制,上一行传送R-Y下,一行传送B-Y。顺序传送彩色与存储原理。(延迟线存储)。SECAM制可以称为顺序传送与存储复用调频制。详细叙述略。

NTSC制, (1953年美国研制成功)是副载波正交调幅,I和Q同时传送,正交区别I和Q信号。详细叙述略。
PAL制,由NTSC直接发展而来。(1962年西德研究成功)而且R-Y调制用的副载波还要逐行倒相。所以PAL制电视的全称是:正交平衡逐行倒相制。简称逐行倒相制。
在PAL制电视技术中,把R-Y副载波倒相的行称为PLA行,相应的没倒相的行称为NTSC行,这样会简化叙述和方便,更好说明问题本质。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:21:35

电视漫谈之18彩色电视机和黑白电视机
彩色电视机和黑白电视机比较,调谐器,中放,检波,光栅同步扫描,伴音中放低放,基本同。显像管外围电路增加了三个电子枪电路外,本质也是一样的。只是这些电路性能提高了一些,这些提高主要是针对彩色部分。
彩色电视机和黑白电视机不同的主要在增加了彩色信号的解码部分,和显像管由单色黑白管变成了彩管。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:22:01

电视漫谈之19彩色电视机及色信号还原
中放检波得到的彩色全电视信号FBAS,接入色同步信号电路,经色同步信号选通、色同步信号放大、鉴相器、本机副载波基准振荡器。产生解调所需的4.43兆赫兹基准副载波。
同时此电路给7.8千赫兹信号放大器,产生消色信号和PAL识别信号。PAL识别信号就是: 90度逐行倒相的副载波信号。
中放检波得到的彩色全电视信号FBAS也同时接入色度通道。经消色器、色同步信信号消隐、在行正程期间进行色度信号解调。接下来色度信号被放大。色度信号电路(含解调电路)的带宽为2兆赫兹,中心频率是副载波频率。
色度信号经一行(64微妙)延迟,延迟的色
度信号与直通色度信号一同送到加法和减法器。分离出色度信号F中的FU和FV2个分量信号。
由于延迟线和加、减法器组成的电路具有梳齿状的幅频特性,因而被称作梳状滤波器。PALD中的D就是制含有带有延迟线,延迟线用DL表示。

加法器出来的信号送入一个同步解调器,经加入0度的副载波检波得到U信号。减法器出来的信号送入另一个同步解调器,加入90度逐行倒相的副载波检波得到V信号。

Y㇀信号,U信号,V信号一起送入矩阵电路。解出B㇀-Y㇀、R㇀-Y㇀、G㇀-Y㇀3个信号,并经箝位恢复直流电平。B㇀-Y㇀、R㇀-Y㇀、G㇀-Y㇀3个信号送到彩管的调制栅。
亮度信号同时送到3个阴极,在阴栅之间与色差信号完成运算。3个枪的电子束就和信号正确对应。打到荧光屏上就还原出正确的彩色了。
这样的信号是色差信号驱动方式。当然还有基色驱动,两种方式最终效果不分伯仲。有时还更方便。基色驱动时RGB信号只送到彩管对应电子枪阴极即可。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:22:26

电视漫谈之20彩色电视机的其它色电路
本地行扫描电路给出信号,控制色度通道的选通和色同步通道的选通。使色度通道仅在色度信号作用期间让前方信号通过,而在色度同步信号作用期间不让前方信号通过,以消除干扰。色同步选通电路也与之类似,使色同步电路仅在色同步信号作用期间让前方信号通过,而在色度信号作用期间不让前方信号通过,以消除干扰。
在色同步信号不存在的时候,本机副载波信号的相位应该一直保持正确,误差不能超出要求。
色度信号经过的色度电路与亮度信号电路相比是通过了窄带电路,因此上延迟大于亮度信号通过宽带电路。所以在亮度通道插入亮度延迟线。以使亮色信号时间上对齐,这样荧屏上亮色光点就不会出现亮在左色在右的错位。

亮度延迟线一般是电磁原理,延迟量0.63微秒左右。延迟量因电路构成有别。
色度延迟线,延迟量64微秒,带宽2兆赫兹。原理是玻璃压电换能超声波传输线。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:22:56

电视漫谈之21彩色显像管
彩色显像器件有CRT,液晶LCD,等离子,LED,等类型。
CRT式彩色显像管最早。CRT是阴极射线管的意思。CRT是电子管,电子管工作要在真空环境下才能进行。所以也叫真空管。
CRT原理构成的显像管,大致是这样的构造和组成。
电子枪,它负责发射电子束,即灯丝加热阴极,使阴极发射电子,调制极负责电子束的强弱。聚焦极负责把电子束聚焦,使打到荧光屏上的电子束聚焦到图像清晰度需要的尺寸。加速极负责把电子束加速到足够快的速度。即电子束在行进过程中在电子枪各电极形成的电场作用下,被调制强弱,加速,聚焦,最后达到荧光屏上,使荧光屏发光。
荧光屏是构成图像的几何平面,里边涂有荧光粉。电子打到荧光粉上,荧光粉就会发光。光亮与打上来电子多少对应。
偏转线圈:电子束在行进途中,经过偏转线圈产生的磁场区域时,受到磁场对它的作用力(洛伦兹力)会改变运动方向。在行偏转线圈产生的磁场下电子束水平改变方向。在场偏转线圈产生的磁场下电子束竖直(垂直)改变方向。在这两个磁场共同作用下实现,电子束对荧光屏的扫描。加上电子束可以有强有弱,就可以使荧光屏形成一幅由光点组成的光场。如果扫描和亮度被收到的全电视信号控制,就可以实现图像显示。
CRT原理构成的显像管,电子枪是电场原理工作的所以它需要长度和空间。电子束偏转也长度和空间。屏幕需要面积。电子束偏转区域后,也需要一定长度放大偏转量才能布满屏幕。所以先天决定了它的纵向尺寸不能很小。
黑白图像显示,一种荧光粉就可以完成。所以黑白显像管也只有一个电子枪。
彩色图像显示,需要3中荧光粉。所以需要3个电子枪去对应。彩色显像管的3个电子枪和3中荧光粉按要求排列,一一对应构成1个像素点。在彩色全电视信号的控制下完成彩色图像显示。
3中荧光粉和3个电子枪,有品字形排列。也有一字形排列。
更详细的显像管技术叙述此处略去。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:23:26

电视漫谈之22其它彩色图像显像器件
LED,是最容易理解的显示器件。它的每个光点(像素)由发红绿蓝的发光二极管组成,
这样的组合按水平和竖直方向排列布满屏幕。在信号的控制下,光点被依次点亮,就实现了图像的再现。
液晶LCD,液晶在电场的控制下,可以对经过它的光线振动方向改变。如果把液晶的一端加上偏振片,光线从光源的各向振动变成单一方向振动,即偏振光。再在液晶的另一端加上偏振片,并且偏振垂直。那么偏振光就传不出后面这个偏振片。因为液晶没有改变光的偏振方向。如果在液晶上加上电极板,液晶在电场的作用下,就会对光振动方向予以改变。该变量与电场强度对应。改变了振动方向的光,就会在出口偏振片的偏振方向上产生分量。这个分量就是看到的光。光的强弱就决定于液晶扭转量。0度不亮,90度最亮,其它角度是中间亮度。
把入射来的光加上滤色片。出来的光就是有颜色的光。
如果把3个这样的液晶单元组成1个像素,各加红绿蓝滤色片。这样的像素在布满屏幕。在信号的控制下,就可以实现图像的再现。
LED、LCD的发光原理需要的纵向长度很小和扫描原理也几乎不需要多少尺度。所以这2种显示器件可以做的很薄,重量,尤其是LCD液晶也很小。它们是很轻便化的。这时目前口袋显示类电子用具的前提。
需要明确,CRT、LED是本身发光的。LCD本身不发光,只起光阀作用。
除此之外还有PDP等离子显示器件。此处略。

haogangfu 发表于 2024-10-13 07:24:41

电视漫谈之23色度信号的分量分离
色度信号F由两个分量之和组成,即FU和FV相加而来。FU和FV是经过U和V调制副载波得到的,F自然也是已调制的副载波。为了在一个通道内传送两个信号,又互不干扰,能区分开来。被U和V调制副载频率是相同的,但相位相差90度,即1/4周期。也就是FU和FV的峰值错开90度的,当FU=max时必然FV=0,反之当FU=0max时必然FV=max。
也就是说只要时间上错开,即F信号时间上间隔90度,即1/4周期,接通FU和FV输出方向,就可以分离出FU和FV。
事实上,可以用检波器办到这个事情。即用与调制时相同的相位,控制检波器的输出就可以办到。也就是同步检波器。而平衡调制信号非得在恢复载波的情况下才能正确检波出调幅波原来的样子。
即色度信号的分量分离是时间选择关系
电视漫谈之24PAL解调器
简单的PALs解调器和延时型PALD解调器
1简单的PALs解调器
简单的PALs解调器可以通过给V检波器通道加入与U通道副载波相差90度,并且把副载波逐行倒相。即可检出V信号。
也可以把信号倒相,副载波不倒相。

而U检波器通道副载波0度,就可以检出U信号。

2延时型PALD解调器
延时型PALD解调器是将F信号延迟,再与没有延迟的直通F信号进行加减法运算,得到FU和FV两个分量,再对FU和FV分别进行同步检波,得到U和V信号。
从它的得到FU和FV两个分量的机制看,FU和FV两个分量并不是真正的哪一行的FU和FV信号,而是相邻两行的平均值。这一点要明确。
假如在NTSC行,F=FU+FV
那么在PAL行,F=FU-FV
如果这两行,作延时相减运算,将得到如下结果:
FN+FP= FU+FV+ FU-FV=2 FU

FN-FP= FU+FV-FU+FV=2 FV
这个运算结果输出,就得到PAL行的FU+FV结果
通样我们可以证明下一个行,也就NTSC同样可以得到FU+FV
这个论证就说明了得到FU+FV的原理。
这个输出加到检波器,并使检波器得到正确相位的副载波,就可以使检波器输出正确的U和V信号。
不难看出PALs简单,少了一个延时和运算器
信号就是本行的。
PALD复杂信号是相邻两行的平均结果。这样的好处是对补偿相位误差好。出现相位误差时PALs是色调发生变化,PALD只是饱和度下降。解释此处略去。

杨不烦 发表于 2024-10-13 08:28:35

为作者楼主先生点赞,同时表达深深的敬佩和感谢!

新人很难啊 发表于 2024-10-18 10:31:49

当年真的是高大上的知识啊,

电子迷80 发表于 2025-3-8 16:08:39

谢谢科普知识,有一个现象,当天线信号不好时,图像有很多雪花点,但声音基本清楚,这是什么原理?
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