现代电视技术作业

1 简述三基色原理与色彩重现 简述三基色原理与色彩重现 三基色是指红 绿 蓝三色 人眼对红 绿 蓝最为敏感 大多数的颜色可以通过红 绿 蓝 三色按照不同的比例合成产生 同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光 这是 色度学的最基本原理 即三基色原理 主要内容 自然界中的绝大部分彩色 都可以由三种基色按一定比例混合得到 反之 任意一种彩色均可被分解为三种基色 作为基色的三种彩色 要相互独立 即其中任何 一种基色都不能由另外两种基色混合来产生 由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于 参与混合的各基色的亮度之和 三基色的比例决定了混合色的色调和色饱和度 色彩重现 色彩是光源 物體 在此即顯示裝置 以及人 視覺系統互相結合下所形 成的 換言之 同樣的物體在 同的光源下 人 所感覺到的色彩是 得相同的 所以 處 色彩重現必須將這三者的效應 入計算 過去 國際照明協會 The International Commission on Illumination 簡稱 CIE 依據人 視覺系統對可 光的響應 訂定一系 色彩相關定義標準及表述空間 各具有各別特性 及應用性 如 CIE 1931 XYZ 色彩空間 其中 X Y Z 為三 激值 描述人 視覺系統 對入射光的響應 因為此空間為視覺系統的真實響應 視覺系對 同的環境及物體的入 射光有相同的響應 即相同的 X Y Z 值 則視為有相同的色彩 因此 將儀器相關的 輸入信號轉換到 似 XYZ 色彩空間這 與儀器特性無關的色彩空間 將有助於進 色彩重 現的計算 2 电视机原理框图及功能描述 电视机原理框图 图片 大致分以下几大部分 电源 高频头 中放 包括 AGC 预视放 视放 同步分离 行 场扫描 高压产生 显象管 伴音 电源供各级电压 高频头把高频信号转换为中频信号 中放把中频信号放大供预放使用 预放把中频信号分为1图象信号 供视放使用 2同步信号 共同分离使用 3音频信号 供伴音使用 4AGC 信号 供 AGC 使用 视放是把图象信号放大后推动显象管 同步分 离分离出行场同步信号 控制各自的行场震荡 行场扫描的作用是推动偏转线圈 高压包 用来产生高压 显象管用来显像 伴音电路来放大声音 3 解释全电视信号的构成及如何提取 全电视信号中有亮度信号 色度信号 行 场同步信号 色同步信号 行 场消隐信号 测试行信号等等 如何提取 全电视信号由3个部分组成 图像信号 复合同 MAX2205EBS 步信号和复合消隐 信号 全电视信号在电视机中是从检波级输出 这一信号按时间轴来讲各信号是串联 顺序 变化的 全电视信号的3个部分 信号电平大小是不同的 从图中可以看出 同步头电平为100 淌隐电平 黑电平 为75 白电平为12 5 同步头电平与白电平之间的是图像信号 关于饱和式峰值型 AGC 电路工作原理分析 要将全电视信号的大小分成下列几种情 况进行 1 无全电视信号情况下电路分析 没有全电视信号时 由于 VT1与前级电路直接耦合 所以电阻 Rl 将前级电路中的直流 电压加到 VT1基极 VT1发射极直流电压通过电阻 R4 R5和 R3对 V 分压后得到 由于 VT1基极电压远高于发射极电压 所以 VT1处于饱和导通状态 其集电极为低电位 使 VD1处于截止状态 VT2也截止 VT2发射极电压通过电阻 R7和 R6对 V 分压后获得 这一电压大小不变 直接作为 AGC 电压加到中放管基极 为中放管提供基极偏置电压 这时的 AGC 电压为最小 使中 放管的增益处于最大状态 2 全电视信号比较小情况下电路分析 当全电视信号比较小时 全电视信号使 VT1基极电压下降不多 VT1仍然处于饱和导 通状态 VD1截止 VT2也截止 此时 AGC 电压大小与无全电视信号时的一样 中放管仍 然处于最大增益状态 当全电视信号比较小时 AGC 电路不动作 对中频放大器的增益不作控制 3 全电视信号比较大情况下电路分析 由于加在 VT1基极的全电视倍号同步头朝下 当全电视信号比较大后 全电视信号中 的同步头使 VT1基极电压下降许多 由于 VT1发射极电压不变 而其基极电压下降了许多 使 VT1从饱和状态退回到放大状态 VT1集电极电压升高 集电极输出脉头朝上的同步头 只有同步头 其他信号因幅度较小而不能使 VT1退回到放大状态 仍在饱和状态而被切 除 4 视频信号采用负极性调制的优点 负极性调制有以下优点 1 外来干扰脉冲对于图像的干扰表现为黑点 使人眼感觉不明显 2 由于负极性调制同步头电平最高 且采用黑电平固定措施 因此易于实现自动增益控 制 可以简化接收机的自动增益控制电路 3 随着图像亮度的增大 发射机的输出功率就越小 5 梳流滤波器动能原理 梳状滤波器它是由许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带 只让某些特定频率范围的 信号通过 梳状滤波器其特性曲线象梳子一样 故称为梳状滤波器 梳状滤波器在电视技术中的应用很多 梳状滤波器被用于分离色度信号的两个正交分量 U 色差信号与 V 色差信号 梳状滤波器一般由延时 加法器 减法器 带通滤波器组成 对 于静止图像 梳状滤波在帧间进行 即三维梳状滤波 对活动图像 梳状滤波在帧内进行 即二维梳状滤波 除特殊要求的场合外 大多数的数字电视设备或高质量的数字电视接收 机 采用行延迟的梳状滤波器与带通滤波器级联 构成 Y C 分离方案就可获得满意的图 像质量 使用梳状滤波器使得图像质量明显提高 解决了色串亮及亮串色造成的干扰光点 干扰花纹 消除了 U V 混迭造成的彩色边缘蠕动 消除了亮 色镶边 6 PAL 制式的优缺点 正交平衡调幅逐行倒相制 Phase Alternative Line 简称 PAL 制 中国 德国 英国和 其它一些西北欧国家采用这种制式 这种制式帧速率为25fps 每帧625行312线 标准分 辨率为720 576 PAL 制式 它是西德在1962年指定的彩色电视广播标准 它采用逐行倒相正交平衡调幅的 技术方法 克服了 NTSC 制相位敏感造成色彩失真的缺点 西德 英国等一些西欧国家 新加坡 中国大陆及香港 澳大利亚 新西兰等国家采用这种制式 PAL 制式中根据不同 的参数细节 又可以进一步划分为 G I D 等制式 其中 PAL D 制是我国大陆采用的制 式 1 对相位失真 包括微分相位失真 不敏感 PALD 容许整个系统色度信号最大相位失真比 NTSC 制大得多 达到 40 也不产生色调失真 因此 对传输设备和接收机的技术指 标要求 PAL 制比 NTSC 制低 2 比 NTSC 制抗多径接收性能好 3 PAL 制相对 NTSC 制而言 色度信号的正交失真不敏感 并且对色度信号部分抑制边带而引起的失真 也不敏感 4 PAL 接收机中采用梳状滤波器 可使亮度串色的幅度下降3dB 并且可 以提高彩色信噪比3dB 1 由于 PAL 制色信号逐行倒相 传输及解码中产生的误差 例 如微分相位等 将在图象上产生爬行及半帧频闪烁现象 2 PAL 信号不利于信号处理 包括数字信号处理 亮度信号的彻底分离等 这是因为它的色度信号逐行倒相 色副载 波相位8场一循环引起的 3 与 NTSC 制一样 彩色接收机图象的水平清晰度比黑白电视 机的低 4 垂直彩色清晰度 PAL 制比 NTSC 制低 5 由于要有高精度和高稳定度的延 时线及附属电路 PAL 制接收机比 NTSC 制接收机复杂 成本稍高 对于录像机也是如此 7 电视机采用隔行扫描的意义 隔行扫描就是每一帧被分割为两场 每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描 行 通常是先扫描奇数行得到第一场 然后扫描偶数行得到第二场 由于视觉暂留效应 人眼将会看到平滑的运动而不是闪动的半帧半帧的图像 但是这种方法造成了两幅图像显 示的时间间隔比较大 从而导致图像画面闪烁较大 因此该种扫描方式较为落后 通常用 在早期的显示产品中 隔行扫描的意义 1 我国电视制式规定 场扫描频率 fV 为50 Hz 每帧图像的扫描行数为625行 在电视系统中 要使传送的图像清晰 并具有活动 连续而又无闪烁感 则要求传送频率 大于临界闪烁频率47Hz 人眼的临界闪烁频率与图像的亮度 对比度等因素有关 即每 秒传送47场以上的图像 闪烁频率动画演示 2 隔行扫描解决带宽与闪烁感及清晰度的矛盾 若采用逐行扫描的话 帧频与场频相等 理论分析可以得出 电视图像信号的最高频率约 为11 12MMz 可见视频信号带宽将相当宽 要传送频谱这样宽的信号 不但会使设备复 杂化 而且使在规定的可供电视系统使用的频段内可容纳的电视频道数目减少 如若为了 减少带宽而降低场频 将会导致重现图像的闪烁 减少每场扫描行数 又会降低图像的清 晰度 可见逐行扫描是无法解决带宽与闪烁感及清晰度的矛盾 因而提出了既可克服闪烁 感 又不增加图像信号带宽的隔行扫描方式 3 在我国隔行扫描每秒传送50场 即场频 fV 为50Hz 因而将有效地降低闪烁感 帧频 却为25Hz 隔行扫描即减小了闪烁感 并使图像信号的带宽仅为逐行扫描的一半 大约为 5 5MHz 左右 所以我国规定视频信号带宽按照6MHz 分析计算 电视采用隔行扫描 interlaced scanner 的方法是为了减小带宽 隔行扫描的原理是 将一 帧画面分为两场扫描 也就是说将扫描线分为两组交叉进行扫描 电子束先扫描一帧的所 有奇数行 构成奇数行光栅 称为奇数场 odd field 然后再扫描那一帧的所有偶数行 构成偶数行光栅 称为偶数场 even field 两场光栅在重现图像上精确镶嵌 构成一帧画 面 这样图像带宽可以减小一半 由于整体画面的重现频率为50Hz 所以在一定距离上观 看整体画面没有闪烁感 隔行扫描优点是可以保证在图像分辨