彩色电视的基本原理

彩色电视的基本原理§1色度学基础一、彩色三要素1、亮度：彩色的明暗程度2、色调：彩色的种类3、色饱和度：彩色的浓淡（被白光冲淡的程度）色度二、三基色原理待配色光观察方向绿光兰光红光配色实验例：R＝G＝B＝1（基色单位）时R＋G＝黄G＋B＝青R＋B＝紫R＋G＋B＝白几乎所有彩色光都可由不同比例的红、绿、兰三基色光混合得到彩色三角形红黄青紫兰绿白管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！三、亮度公式系数意义：彩色中各基色分量对亮度的贡献例1：100%饱和度100%幅度彩条图像各颜色的亮度某彩色亮度Y＝0.3R＋0.59G＋0.11B白黄青绿紫红兰黑亮暗R＋G＋BR＋GG＋BR＋BBRG10.890.70.590.410.30.110EY白色：Y＝0.3X1＋0.59X1＋0.11X1＝1黄色：Y＝0.3X1＋0.59X1＝0.89绿色：Y＝0.59X1＝0.59青色：Y＝0.59X1＋0.11X1＝0.7（NTSC）紫色：Y＝0.3X1＋0.11X1＝0.41红色Y＝0.3兰色Y＝0.11设R＝G＝B＝1彩条对应的黑白灰度等级图像彩条的亮度电信号（正极性）例2：某彩色R'＝G'＝B'＝0.8Y＝0.3X0,8＋0.59X0.8＋0.11X0.8＝0.880%幅度灰色例3：某彩色R＝1G'＝B'＝0.2可表示为0.8R＋0.2（R＋G＋B）Y＝0.3X0.8＋0.2＝0.44某彩色R'＝G'＝0.8B'＝0.2该彩色可表示为0.6（R＋G）＋0.2（R＋G＋B）计算得Y＝0.73黄色80%幅度饱和度为该色为红色100%幅度80%饱和度（粉红色）%75%1002.06.06.0管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！白黄青绿紫红兰黑ER1001EB00001111EG0110.890.70.590.410.30.110EY§2彩色图像的分解与重现＝白黄青绿紫红兰黑R＋G＋BR＋GG＋BR＋BBRG彩条图像＋＋兰基色图像绿基色图像红基色图像二、彩条图像中的三基色信号波形一、彩条图像的分解管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！信号传输和处理电路镜头景物图像R摄像管G摄像管B摄像管分色棱镜R管靶面光像G管靶面光像B管靶面光像重现的镶嵌混合图像R电子束轰击发红光的荧光粉G电子束轰击发绿光的荧光粉B电子束轰击发兰光的荧光粉三、彩色图像的分解与重现EREGEBE'RE'BE'G彩色显像管荧光粉管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！§3兼容制彩色电视制式1兼容性对彩色电视信号的要求1、图像信号由亮度和色度两种信号组成2、色度与亮度易于分离，色度对亮度干扰小3、频带宽度与黑白电视信号相同4、复合同步信号、复合消隐信号、扫描制式与黑白电视信号相同5、图像载频、伴音载频与黑白电视信号相同。2彩色广播电视系统为实现兼容采取的措施－、接收机中设置亮度和色度两个通道二、传送亮度信号Y和色差信号R－Y、B－Y由Y＝0.3R＋0.59G＋0,11BY＝0.3Y＋0.59Y＋0.11Y得G－Y＝－0.51（R－Y）－0.19（B－Y）∵黑白电视图像信号中R＝G＝B∴Y＝0.3R＋0.59G＋0.11B＝R＝G＝B∴R－Y＝B－Y＝0，对黑白信号无干扰混合混合混合－（R－Y）－（B－Y）－（G－Y）－Y－R－B－G往彩色显像管阴极G－Y矩阵接收黑白图像信号时接收彩色图像信号时绿差信号G－Y获得方法：Y、R－Y、B－Y的获得方法R2－Y－Y　　3.0414RRR混合R－Y混合B－YR1R4R摄像管G摄像管B摄像管RGB　　　11.0434RRR　　　59.0424RRRR3Y倒相0.59(G－Y)＝－0.3（R－Y）－0.11（B－Y）用电阻矩阵管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！2、色差信号的波形白黄青绿紫红兰黑10.890.70.590.410.30.110EREGEBEY10000000111111ER-Y000.11-0.110.590.7-0.59-0.7-0.89EB-Y000.3-0.590.59-0.30.89EG-Y000.11-0.110.30.41-0.41-0.31、传送Y、R－Y、B－R的优点⑴兼容性好⑵G－Y易于恢复⑶能实现恒定亮度原理淡紫偏红色例：R＝0.7，G＝0.4、B＝0.5计算得Y＝0.5R－Y＝0.2B－Y＝0可表示为0.3R＋0.1B＋0.4（R＋G＋B）设传输通道失真：Y不变，但R－Y＝0.3B－Y＝0.2接收端R＝0.8、G＝0.309、B＝0.7有彩色失真Y＝0.3X08＋0.59X0309+0.11X0.7=0.5不变管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！三、频带压缩与频谱间置约4'人眼对彩色细节的分辨力（一）色差信号带宽1.3MHz窄带图像色调和色饱和度亮度信号带宽6MHz宽带图像明暗和清晰度（二）频谱间置（色度信号安插在亮度信号频谱空隙处）fHfHfH2fH3fH频谱空隙283fH284fH384fH285fH283fH284fH25Hz25Hz频谱高端空隙率大于90%f6MHz亮度信号频谱0以行频为间隔的主谱线两侧排列着以帧频为间隔的谱线群1、亮度信号和色差信号的频谱fHfH83fH1.3MHz02fHf色差信号频谱频谱结构与亮度信号类似管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！调制波uΩ=UΩmsinΩt载波uSC=UmsinωSCt平衡调幅波uDSB=UΩmUmsinΩtsinωSCt=1/2UΩmUmcos(ωSC−Ω)t−1/2UΩmUmcos(ωSC+Ω)t平衡调幅波表达式2、色差信号信号的调制（频谱搬迁）uDSBtuSCtuΩt平衡调幅波波形fscfsc-fΩfsc+fΩ上边频下边频ffscfΩf平衡调幅波的频谱⑴平衡调幅和平衡调幅波的特点①不含载波分量②调制信号过零点，平衡调幅波反相180°。调制信号为零时平衡调幅波也为零③需用载波信号对平衡调幅波峰值取样解调出原调制信号（同步检波）④取样载波相位与平衡调幅波相位相差90°时，解调输出为零。原调制信号平衡调幅波载波正（或负）峰点时，K通K同步检波示意图⑵正交平衡调幅(NTSC方式)V＝0.877（R－Y）对COSωSCｔ平衡调幅，得FV＝VCOSωSCｔ色度信号FV分量U＝0.493（B－Y）对SINωSCｔ平衡调幅，得FU＝USINωSCｔ色度信号FU分量色度信号F＝FU＋FV＝USINωSCｔ＋VCOSωSCｔ管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！fsc-1.3MHzfH2fHfHfsc+1.3MHz2fHNTSC方式F与Y频谱间置图Y6MHzYYYYYYYYYYYYYYYYYfSCFFFFfsc+1.3MHzfsc-1.3MHzFFFFFFFHscff21283设fSCfF频谱FfY＋F频谱Y+FYf6MHzY频谱fH2fH283fH284fH285fH384fHf1.3MHzfHfHU、VU、V频谱V＝0.877（R－Y）U＝0.493（B－Y）F＝FU＋FV＝USINωSCｔ＋VCOSωSCｔ管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！V同步检波U同步检波副载波恢复电路F＝FU＋FV＝UsinωSCｔ＋VcosωSCｔ90°移相COSωSCｔSINωSCｔV＝0.877（R－Y）U＝0.493（B－Y）NTSC方式同步检波⑶逐行倒相正交平衡调幅（PAL制）第N行对cosωSCｔ平衡调幅,得FV＝VcosωSCｔU＝0.493（B－Y）对sinωSCｔ平衡调幅，得FU＝UsinωSCｔ色度信号FU分量色度信号F＝FU±FV＝UsinωSCｔ±VcosωSCｔ第N＋1行对－cosωSCｔ平衡调幅，得－FV＝VcosωSCｔV＝0.877（R－Y）色度信号±FV分量管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！PAL方式F与Y频谱间置图±FV频谱则±FV＝K(t)VCOSωSCt令±V=K(t)VV频谱Vf1.3MHzfH2fH0K（ｔ）V频谱fH2fH1.3MHzK（ｔ）Vf0Hf21Hf23Hf25Hscff43283设　Yf2875fHY＋F频谱fHfsc+1.3MHzfsc-1.3MHzffH2fH2fHFU频谱FUfSCf±FV6MHzfH2fH283fH284fH384fHK（ｔ）频谱Hf21Hf23fK（ｔ）Hf25Hf27fsc+1.3MHzfHHf21fsc-1.3MHzfHHf21ｔTHTH1-1K（ｔ）K（ｔ）波形V的每一频率分量作为载频被K(t)平衡调幅PAL色度信号＝USINωSCｔ±VCOSωSCｔ中F＝FU±FVK（ｔ）V频谱0.25fH(1/4行频间置)管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！PAL制色度信号F＝FU±FV＝USINωSCｔ±VCOSωSCｔ4、色度信号的矢量表示NTSC行F＝FU＋FVPAL行矢量幅度色饱和度矢量相角色调例：红色R＝1B＝0G＝0Y＝0.3V＝0.877（R－Y）＝0.877X0.7≈0.6139U＝0.493（B－Y）＝0。493X（－0.3）≈－0.193得Fｍ＝0.63彩色矢量图VU绿0.59∠241°0.63红∠103°FｍFｍ黄0.44∠167°青0.63∠283°兰0.44∠347°紫0.59∠61°F＝FU－FV－接收端解调色度时，将PAL行的－V还原为＋V。重现彩色为NTSC行彩色和还原后的PAL行彩色的平均效果。　的矢量　　　＝，相角　＋＝可表示为幅度　ｍUVtg122VUFFU＋FV　的矢量　　　＝，相角　＋＝可表示为幅度　ｍUVtg122VUFFU－FV以NTSC行的矢量代表色度信号的矢量3、PAL色副载波的频率2875fH+25Hz=4433618.75Hz≈4.43MHz103193.06139.011tgUVtg彩色电视信号频谱简单表示4.43±1.3f60MHz矢量表示法UV0NTSC行PAL行管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！5、PAL制对彩色相位失真的校正彩色矢量图VU∠61°绿0.59∠241°黄0.44∠167°0.63红0.63∠103°青∠283°兰0.44∠347°紫0.59UV0FFN发送端色度信号矢量图传输通道产生相位失真FPF'N失真彩色矢量F'NNTSC行失真彩色矢量F‘pPAL行失真彩色矢量FN正常彩色矢量校正后的彩色矢量PAL制允许的色度相位误差＜40°UV0UV0NTSC制允许的色度相位误差＜12°还原后的失真PAL行色度矢量＋V'PU'P－V'P管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！四、彩色电视信号中携带色同步信号1、PAL制色同步信号的作用⑴接收机副载波恢复电路频率和相位基准⑵NTSC行和PAL行识别信号2、色同步信号的波形、位置、频率和相位5.6μS9~11个副载波信号4.7μS4.38μS64μSUV－135°－135°135°~~行消隐后肩12μS180°CbVU色同步与行同步信号的相对位置关系PAL制色同步信号的相位NTSC制色同步信号相位135°NTSC行CbNPAL行CbPCbVNCbVPCbUFU中色同步相位180°FV中色同步相位＋90°NTSC行PAL行FU中色同步相位180°FV中色同步相位－90°平均相位135°－135°平均相位2.25±0.23μS管理资源吧（），提供海量管理资料免费下载！PAL制同步检波电路V同步检波电路U同步检波电路副载波恢复电路PAL识别信号形成色同步CB梳状滤波器（FUFV分离）FU±FV逐行倒相±FVSINωSCｔV＝0.877（R－Y）U＝0.493（B－Y）±COSωSCｔFU