《电视原理与数字电视》-习题及答案 习题2

每章的课后习题参考答案习题22-1全电视信号由几部分组成？各自的作用是什么？那些出现在正程？那些出现在逆程？答：电视信号基本组成含三部分：图像信号、复合消隐信号和复合同步信号，一般称全电视信号，也称视频信号。图像信号表示被摄景物像素的明暗程度，也称亮度信号，是在扫描正程发出的。复合消隐信号：由于电视成像是逐行扫描成像的，每一行每一场都是由正程和逆程组成，正程显示图像，逆程不显示图像，则需要用消隐信号将逆程不显示。消隐信号的作用是为消除回扫线，使扫描逆程时屏幕显示为黑，行场扫描逆程发出消隐信号，包含在全电视信号中，分为行消隐与场消隐，统称复合消隐信号。复合同步信号：由于电视图像是顺序传送的，发送端与接收端要保持同步，每一行每一场都要严格步调一致，才能收看到正常图像。当电视机发生不同步时，发生图像滚动的现象，就是由于同步信号失效，幅度不够或频率不准的现象，所谓同步信号，是指使发送端与接收端保持一致的信号，分为行同步与场同步，统称为复合同步信号。为了不干扰图像，同步信号是在逆程发出的，叠加在行场消隐信号上。2-2简述图像信号的特点。画出三行相邻图像信号，每行有五级灰度负极性信号的波形图。答：图像信号有以下特点：1）正程期间发出，电平幅度12.5%～75%之间。2）负极性信号，即电平越高，图像越暗。采用负极性信号的优点是：一是节省发生功率，由于图像信号大多是亮电平，将亮电平规定在低电位，可节省大量的发射功率；二是抗干扰能力强，由于在传送信号时，大多数干扰是叠加在高电平上的，而高电平是设定为黑电平，使干扰显示不出来，即减少了干扰信号对图像的影响。所以，大多数图像信号都设计为负极性。3）单极性信号，即电平全部是正或负，使图像信号具有直流成分（用图像信号的平均值），用以表示图像背景的亮度。画出三行相邻图像信号，每行有五级灰度负极性信号的波形图2-3若行消隐信号幅度不够<75%，电视屏幕会出现什么现象？若场同步信号频率不准图像会发生什么现象？答：若行消隐信号幅度不够<75%，图像会发生左右扭动；若场同步信号频率不准图像会上下滚动。2-4说明传统电视信号扫描参数，高清电视扫描参数。答：一般传统电视信号扫描行数为625行（PAL制），而高清电视扫描行数要在1000以上。2-5某高清电视扫描线1125，场频100Hz，若采用逐行扫描行频是多少？采用隔行扫描行频是多少？答：逐行扫描的行频=1125*100=112500HZ隔行扫描的行频=1125/2*100=56250HZ2-6画出复合消隐信号、复合同步信号的波形图，并标注各部分参数。答：复合消隐信号：图2-2行场消隐信号图2-2行场消隐信号复合同步信号：图2-3行场同步信号图2-3行场同步信号2-7画出黑白全电视信号八级灰度波形图，并标注各部分参数。答：黑白全电视信号八级灰度图2-8试计算黑白图像信号的频带宽度。答：图像信号的频带宽度，对电视频道的设置很重要。一般图像信号的频宽决定了视频信号的宽度。以图像信号计算，图像信号频带宽度是最高频率与最低频率之差，即B=fmax—fmin。当图像信号背景不变时：当图像像素黑白相间变化，如图2-5所示：设n：为每行分解的像素，取n=583，T正：行扫描正程时间=52µs，在显示一行图像扫描中，黑白间隙每秒的变化次数最大为，正程扫描时间为52µs，则最高频率fmax为：图2-5像素黑白相间变化示意图通常视频信号频率的带宽规定为：0～6MHz（隔行扫描），若图2-5像素黑白相间变化示意图2-9电视系统由几部分组成，简述各自的作用。答：广播电视系统由广播电视的发送、传送和接收三部分组成，完成电视信号的产生、处理、形成、传输、记录和播放等任务，并进行光电和电光的转换。发送端完成电视信号的产生、加工处理及发射，由电视台的一系列设备完成。传送信道分为无线传送、有线传送。无线传送是通过电磁波在大气空间传送电视信号，可以直接发送射频电视信号，目前还大量采用卫星传送，一般也称为开路电视。有线传送是通过电缆、光缆等传输媒介进行传输，随着对电视传输质量的要求不断提高，有线传输在电视传输中占的比例越来越大，尤其是数字电视的发展，图像频带宽，频道数量大和双向传输技术的要求，这些必须用光缆传送完成，也称为有线电视。电视机接收到天线或有线传输网送来的射频电视，经过放大、变频、检波等，还原为图像和伴音信号，重现图像和声音。2-10什么叫视距传播？扩大电视信号传播距离的方法有哪些？答：传播方式是沿直线传播到直接可见的范围，称为视距范围。电视信号的覆盖面是限制在视距范围内，提高发射天线的高度可以扩大服务区，但天线的长度受功率、制造工艺等方面的限制，故扩大覆盖范围需要采取其他的方法，目前广泛采用的是电视差转、微波中继、卫星通信等方法，如图2-11所示。图2-11图2-11卫星电视系统组成2-11某地面开路电视系统发射天线121m，接收天线25m。试计算最大能传输的距离d。某微波电视系统发射天线144m，接收天线36m。试计算最大能传输的距离d。答2-12电视信号为何要经过调制才能发射？答：为什么要对电视信号进行调制，主要考虑有两个原因：受天线有效辐射条件的限制根据电磁波辐射理论，天线有效辐射条件是指天线的尺寸与发射信号的波长必须相比拟时，一般需要天线长度达到信号波长的（1/10～1），信号才能有效地发射出去。否则，由于信号的电磁场强度不够，是无法在自由空间进行辐射传播的。2．多路复用的需要所谓多路复用，是指在同一时刻可以发射多个电视频道的信号。前面分析过电视视频信号的频率范围是设定在0～6MHz之间，如果各个电视台的信号不经过处理直接发射，则全部在0～6MHz之间，使接收端无法区别，造成混台现象。为了防止混台，使不同的节目互不干扰，就要将各个电视台的信号分别调制在不同的载波上，以示区别。2-13调幅制分为几种？各自的特点？为何采用残留边带对图像进行调制？答：在无线电发射中将发射的信号（如图像、音频）调制在高频载波上，使载波随着调制信号而变化的过程称调制，分为调幅、调频和调相三种。调幅AM是让高频载波的幅度随着调制信号变化。调幅波的种类有：普通调幅AM、双边带调幅DSB、单边带调幅SSB（含上边带SSB+、下边带SSB-）和残留边带调幅VSB。电视中采用了残留边带调幅VSB与双边带调幅DSB。为何采用残留边带对图像进行调制？电视中采用残留边带对图像进行调制是为了既压缩占用频带宽度，又节省设备资源。2-14电视图像与伴音为什么采用不同的调制方式？答：电视中图像采用残留边带对图像进行调制，伴音采用调频对声音进行调制，其目的是电视伴音采用调频制，图像与伴音信号的调制方式不同可减小相互干扰，提高伴音信号的接收质量，声音质量较好。由于调频所占频带较宽，图像不宜采用调频制，而伴音信号本身频带很窄，使用调频的方法，所占频带宽度也不是很宽。2-15画出射频全电视信号的频谱图，并标出主要参数。答：2-16已知中央二套节目八频道的图像载频fc=184.25.MHz，试计算八频道的伴音载频fs、最高频率fmax、最低频率fmin。画出八频道的频谱图，并标注出伴音载频fs、最高频率fmax、最低频率fmin的位置。答：fc=184.25MHZfs=184.25+6.5=190.75MHZfmax=190.75+0.25=191MHZfmin=184.25-1.25=183MHZ图图2-18二频道射频信号频谱图183184.25190.751912-17地面开路电视频道划分几个波段？有线增补频道分别插在什么位置？答：地面开路电视频道划分：48.5～958MHz，共划分68个频道。（由于移动通信的占用，目前只用到56号或48号）每个电视频道宽8MHz，伴音载频比图像载频高6.5MHz。甚高频VHF（米波）有12个频道，分为低段VHFL，高段VHFH；特高频UHF段（分米波）有56个频道；所以共分为三个波段简称：VL段、VH段、U段。在开路电视频道划分中，由于考虑到无线信号在自由空间传播互相干扰的问题，在某些频率段之间留有空隙，频率资源像土地资源一样是不可再生的，非常宝贵，所以在设计有线频道时将空隙频率利用上，称为增补频道。111—167MHz空频道：增补Z1-Z7，称为ZⅠ波段；Z223—463MHz空频道：增补Z8-Z37，称为ZⅡ；波段；566—606MHz空频道：增补Z38-Z42，称为ZⅢ。2-18画出地面开路有线电视的频谱图。答：以频谱图表示地面开路与有线电视频率资的分配，如图2-19所示。图2-图2-19开路有线电视频道频谱图有线频率配置在无线频道的空挡增补频道:：42个111-167：增Z1-Z7，7个223-463：增Z8-Z37，30个566-606：增Z38-Z42，5个2-19什么是图像的亮度、对比度、灰度、色度？答：对于黑白图像表示其特性的三个基本要素是：亮度、对比度和灰度。亮度是指人眼所感觉光的背景明暗程度；对比度是指图像最大亮度与最小亮度之比；灰度是指图像黑白亮度的层次。，图像从最亮到最暗的亮度层次越多，图像就越清晰，通常接收机7～8级能显示明暗清晰的图像。对于彩色图像表示其特性的三要素是：亮度、色调和色饱和度。亮度（与黑白一样）是指光的明暗程度，即光线的强弱，与光功率有关。色调是指光的颜色，即彩色的光谱成分不同的波长颜色不同，与光的波长有关。色饱和度是指光的深浅程度，即掺入的白光越多，光越浅，色饱和度越低，与掺入白光的多少关。如：白光色饱和度是0%（全是白光），纯色光色饱和度：100%（未掺入白光）；白光与纯色光混合色饱和度是50%（掺入一半的白光）。一般色调与色饱和度合称为色度，或彩色对比度，即色调+色饱和度=色度=彩色对比度。色度即说明彩色光颜色的类别，又说明了颜色的深浅程度。在彩色电视系统中，传输彩色图像，实质上是传输图像像素的亮度和色度。2-20简述三基色原理，说明有那两种混色方法及应用。答：只要选取三种不同颜色的单色光按一定比例混合就可得到自然界中绝大多数色彩，具有这种特性的三个单色光叫基色光，对应的三种颜色称三基色。这是因为人眼视网膜上光敏细胞决定彩色视觉，它只对几种彩色敏感，分为红敏、绿敏、蓝敏三种光敏细胞。根据人眼的这种视觉特性，产生了三基色原理。三基色原理内容如下：1)三基色必须是相互独立的产生。即其中任一种基色都不能由另外两种基色混合而得到。2)自然界中的大多数颜色，都可以用三基色按一定比例混合得到。3)三个基色的混合比例，决定了混合色的色调和饱和度。4)混合色的亮度等于构成该混合色的各个基色的亮度之和。需要说明的是三基色不是唯一的。一般光合成选用红、绿、蓝三基色。主要是人眼对这三种颜色比较敏感，可以用红绿蓝混合出较多的颜色。而在绘画中就选用红黄蓝三基色。将三基色按照不同的比例混合获得彩色的方法称为混色法。彩色混色法分为两种：相加混色（彩色光的混色，彩色电视用混色）、相减混色（彩色颜料用，绘画颜料混色）。2-21说明相加混色规律，画出相加混色图。图2-21混色方法(a)相加混色(b)相减混色答：相加混色规律：相加混色规律：红+绿=黄、红+蓝=紫（品）、绿+蓝=青、红+绿图2-21混色方法(a)相加混色(b)相减混色如图2-21所示。2-23假若电视机显像管的红色电子枪发生故障，画出屏幕上显示的彩条。答：缺红色。2-24简述亮度方程的意义。分析亮度Y是彩色信号，还是黑白信号。若已知红基色R=0.7、绿基色G=0.5、蓝基色B=0.3，试计算彩色亮度信号Y，并判断是白、黑或灰色？答:彩色光的明暗程度，即彩色光的亮度是与彩色光的颜色有关的。一般我们可以感到，当彩色光中绿色较多时，光线比较明亮，而当蓝色较多时，光线比较暗，这说明彩色光的明暗与光的成分是有关得。描述三基色与亮度关系的方程，称为亮度方程。若彩色光总亮度Y=100%的白光，则绿色光对亮度的贡献为59%，红色光对亮度的贡献为30%，蓝色光对亮度的贡献为11%。即：总亮度Y=100%的白光：绿光亮度=59%红光亮度=30%蓝光亮度=11%亮度方程表示为：Y=0.30R+0.59G+0.11B(2.4)其中Y：彩色混合光的亮度；R、G、B：三基色光。亮度方程描述了三基色与彩色光亮度的关系，即彩色光的明暗程度。值得注意的是，这里的亮度Y，虽然与三基色光有关，但它反映的是光的明暗程度，是一个黑白信号，在2.1节中介绍黑白图像信号，只有明暗之分，就是一个亮度信号，这个概念必须弄清楚。R=G=B=1：白光的亮度最大Y=1为白色。R=G=B<1：白光的亮度小Y<1，为灰色。R=G=B=0：白光的亮度为0Y=0，为黑色。当R、G、B取值不同时，混合色颜色不同，Y为该颜色的亮度，即明暗程度。2-25什么是电视制式？兼容式电视制式的含义是什么？满足兼容传送的条件是什么？答:所谓电视制式，即制作彩色图像的方式，对彩色电视信号进行加工、处理和传输的方式。为了把三基色电信号由发送端传送到接收端，最简单的办法是用三个通道分别把三种基色电信号传送到接收端，在接收端再分别用R、G、B三个电信号去控制红、绿、蓝三个电子束，从而在彩色荧光屏上得到重现的彩色图像。但这种传输方式会占用较大的带宽，并无法实现与黑白信号的“兼容”。在彩色电视的发展过程中，黑白电视与彩色电视同时并存的情况，所以存在彩色电视与黑白电视的“兼容”问题。这里说的“兼容”有两层含义：一是指黑白电视机能接收彩色电视广播，显示的是黑白图像，另外是彩色电视机能接收黑白电视广播，显示的也是黑白图像，这叫逆兼容性。简单地讲，兼容是指彩色和黑白电视能互相收看。即黑白电视机收看彩色节目，呈黑白。彩色电视机收看黑白节目，呈黑白。目前世界三大彩色制式：NTSC制、PAL制和SECAM制都是兼容制式。要实现彩色电视与黑白电视兼容，即黑白电视机可以收看到彩色电视系统所发射彩色电视信号，彩色电视机可以收看到黑白电视系统所发射黑白电视信号。应满足以下条件:1．彩色电视信号中必须含亮度信号和色度信号。亮度信号包含了彩色图像的亮度信息，它与黑白电视机的图像信号一样，能使黑白电视机接收并显示出无彩色的黑白画面。色度信号包含了彩色图像的色调与饱和度等信息，被彩色电视机接收后，与亮度信号一起经过处理后显示出彩色画面。2．彩色电视信号通道的频率特性与黑白电视通道频率特性一致。要有相同的频带宽度,图像载频和伴音载频。图像和伴音的调制方式应与黑白电视系统一致。图像都占有6MHz，且频道间隔相同都是8MHz。3．彩色信号与黑白信号的方式、扫描频率和同步方式一致。彩色信号与黑白信号的高频调制，图像信号都采用残留边带调幅方式，伴音信号都采用调频方式。行场扫描参数也是一致的。4．尽量减少亮度与色度信号之间的干扰。2-26目前世界上有哪三种模拟电视制式，说出各自的特点？主要应用国家？答:目前世界上模拟彩色电视制式有三种：NTSC制、PAL制和SECAM制，都是采用兼容式传送方式。1．NTSC制式NTSC(NationalTelevisionSystemsCommittee)彩色电视制是1952年美国国家电视标准委员会定义的彩色电视广播标准，称为正交平衡调幅制。这种电视制式是世界上第一个彩色电视制式，优点是制式电路比较简单，成本低。缺点是：存在相位失真敏感的问题，即如果电路中色度信号相位有失真，对图像影响较大。美国、加拿大等大部分西半球国家，以及日本、韩国、菲律宾和中国台湾采用这种制式。2．PAL制式由于NTSC制存在相位敏感造成彩色失真的缺点，因此德国(当时的西德)于1962年制定了PAL(Phase-AlternativeLine)制彩色电视广播标准，称为逐行倒相正交平衡调幅制。1967年西德、英国首次使用这种制式，它的最大特点是克服了NTSC制的相位失真敏感问题，但接收机较NTSC制的接收电路复杂一些。德国、英国等一些西欧国家，以及中国、朝鲜等国家采用这种制式。3．SECAM制式法国制定了SECAM(法文：SequentialColeurAvecMemoire)彩色电视广播标准，称为顺序传送彩色与存储制。1966年法国首次使用，这种制式与前两种不同的是，两个色差不是同时传送，而是进行行轮流交换传送，两个色差分别对两个不同的副载波进行调频，然后将两个调频行波行轮换插入亮度信号频谱的高端。由于这种制式采用顺序传送图像，接收机比较复杂，图像质量比前两种差，并没有得到推广。目前法国、苏联及东欧国家采用这种制式。三种兼容制电视制式比较，相同点是彩色图像都传送亮度Y、红差R—Y、绿差B—Y三种信号，而不同点在于色差调制副载波的方法不同。所以，电视接收机电路也不同，不同制式的电视接收机是不能互相收看的。但目前，广泛流行了全制式电视接收机，在电视机内部设计有制式转换电路。2-27画出亮度信号的频谱结构图，说明谱线组成结构，并画出简化亮度频谱图。答:由以行频为间距的主谱线，以场频为间距的边频分量辅谱线组成；幅度由高频到低频递减，间距相应递增。（在高频端，由于幅度小，边频幅度小，可忽略，使边频频带变窄，空间显得大）。可知，亮度信号的频谱是呈梳状的离散频谱，各谱线留有较大的空隙，为进行频谱交错提供了条件。图2-图2-24亮度信号的频谱在实际的分析中，为了简化可以将亮度信号的频谱图2-24，简化只画出主谱线如图2-26所示。图图2-26亮度信号简化频谱图2-28什么是色差信号？色差信号是如何消除亮色干扰的？答:在实际的彩色图像信号中，颜色是用色差信号表示的。色差信号是指基色与亮度之差，分为红差R-Y、绿差G-Y、蓝差B-Y。选用色差信号作为彩色图像信号，为了减少亮度信号与基色信号的互相干扰。由亮度方程式2-4：Y=0.3R+0.59G+0.11B（2.4）分析2.4式：左边是亮度Y，右边是三基色RGB。当三基色RGB不同时，图像的颜色成分会影响图像背景的亮度。如果直接使用三基色RGB作为彩色图像，会造成彩色图像的明暗总随图像颜色变化，给人的视觉不舒服的感觉，即形成亮色干扰。将2.4式两边同减去Y得：Y-Y=0.3R+0.59G+0.11B-Y=0.3R+0.59G+0.11B-(0.3+0.59+0.11)Y=0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)0=0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)（2.5）2.5式子当右边的色差变化，式子左边恒等于零，即亮度Y不会随颜色发生变化，故选用色差作为彩色图像信号，色差变化不会干扰亮度，这样消除了亮色干扰的现象。2-29已知三基色信号R=0.3、B=0.6，G=0.8，试计算色差信号R-Y、B-Y和G-Y。答:Y=0.3R+0.59G+0.11B=0.3*0.3+0.59*0.8+0.11*0.6=0.09+0.472+0.066=0.628R-Y=0.3-0.628=-0.328B-Y=0.6-0.628=-0.028G-Y=0.8-0.628=0.1722-30彩色图像信号的由那三个信号组成？为什么没有选择三基色作为图像信号传送？答:彩色图像信号组成：亮度Y、R—Y、B—Y。在实际的彩色图像信号中，颜色是用色差信号表示的。色差信号是指基色与亮度之差，分为红差R-Y、绿差G-Y、蓝差B-Y。选用色差信号作为彩色图像信号，为了减少亮度信号与基色信号的互相干扰。由亮度方程式2-4：Y=0.3R+0.59G+0.11B（2.4）分析2.4式：左边是亮度Y，右边是三基色RGB。当三基色RGB不同时，图像的颜色成分会影响图像背景的亮度。如果直接使用三基色RGB作为彩色图像，会造成彩色图像的明暗总随图像颜色变化，给人的视觉不舒服的感觉，即形成亮色干扰。将2.4式两边同减去Y得：Y-Y=0.3R+0.59G+0.11B-Y=0.3R+0.59G+0.11B-(0.3+0.59+0.11)Y=0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)0=0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)（2.5）2.5式子当右边的色差变化，式子左边恒等于零，即亮度Y不会随颜色发生变化，故选用色差作为彩色图像信号，色差变化不会干扰亮度，这样消除了亮色干扰的现象。2-31已知R-Y、B-Y信号，试利用比例运算放大器设计一个G-Y合成矩阵。（设反馈电阻Rf=10K）答:在彩色电视系统中，选用一个亮度信号和两个色差信号，作为彩色图像信号。下面我们要分析一下，在三个色差中选用那两个更合适。根据方程2.5：0=0.3(R-Y)+0.59(G-Y)+0.11(B-Y)，色差之间的关系可用如下2.9、2.10、2.11式子表示：（2.9）（2.10）（2.11）从三个色差信号方程中分析，绿差(G-Y)的系数比(R-Y)和(B-Y)数值要小，则在传输过程中容易受到干扰，对改善信噪比是不利的。所以，考虑选用红差(R-Y)、蓝差(B-Y)作为彩色图像信号，而绿差在接收端用(R-Y)、蓝差(B-Y)合成。在接收端，运用反相比例运算放大器可以合成G—Y，如图2-27所示。－－+U0=G-YUi2=B-YUi1=R-YRRfR2R1图2图2-27根据反相比例运放输出输入公式2.11：（2.12）（2.13）接收端的矩阵电路已知(R-Y)和(B-Y)，将矩阵系数设计为Rf/R1=0.3/0.59，Rf/R1=0.11/0.59，解出绿差G-Y。再经过基色合成矩阵运算：(R-Y)+Y=R，(G-Y)+Y=G，(B-Y)+Y=B，即可恢复出三基色信号。2-32什么是大面积涂色原理，色差信号如何利用大面积涂色原理进行压缩的？答:图2-28大面积涂色原理示意图根据对人眼视觉特性的研究表明，人眼对黑白图像的细节有较高的分辨力，而对彩色图像的细节分辨力较低。当重现彩色图像时可以这样处理图像：对涂色面积较大的各种颜色，全部显示其色度可以丰富图像内容；对彩色的细节部分，彩色电视可不必显示出色度，因为人眼已不能辨认它们更细的色度区别，只能感觉到它们之间的亮度不同。这就是大面积涂色原理的依据。即人眼对彩色细节不如黑白敏感。如中国彩色水墨画，先在白纸上勾出黑白图像细节的轮廓，然后大面积涂色，仍能看到很好的图像效果，如图2-28所示。大面积涂色原理：图像大面积有彩色，细节由亮度描绘。图2-28大面积涂色原理示意图2-33简述亮色频谱交错的过程？副载波fsc是如何选取的？画出亮色频谱交错的频谱图。答:色差信号压缩后，虽然频谱线减少到1.3MHz，如果直接与亮度信号频谱合成，还会造成在1.3MHz内频谱线是重合的，产生亮色互相干扰的现象。为了解决这个问题，必须将亮度信号频谱线与色差信号谱线错开。分析亮度信号的频谱特性：亮度信号的频谱具有间隙很大梳齿状特征，离散的，中间有空隙，且幅度随着频率的升高，逐步递减，将R-Y、B-Y插入可以空隙充分利用频率资源。首先将色度信号的频谱移动半行频（fH/2），将色差信号的频谱与亮度信号的频谱错开，为了最大限度地减少亮色干扰，将色差信号插在亮度信号的高频端，因为在高端亮度信号的频谱线幅度较小，能量较少，亮度对色差的干扰减少到最低。如图2-31亮色频谱交错示意图，由于亮度信号与色度信号二者的谱线是互相交错的，故称“频谱交错”图。图2-图2-31亮色频谱交错示意图色度副载波的选取原则：副载波fSC与Y的间隔fH/2。故选fSC=fH/2+nfH。2）亮色交错时fSC应尽量选在Y信号的高端，以减少亮色的互相干扰。且：fSC+1.3<6MHz，即fSC<4.7MHz。取：n=283，可以保证调制后信号不超过总频带6MHz。频谱交错实现方法：将色差移半行，在整行移283行（取在半行频的奇数倍），调制在4.43MHz副载频fSC=4.43MHz（色度副载波)上。调制后色差信号移到频谱的高端，变成色度信号。色度信号的上限频率：4.43MHz+1.3MHz=5.73MHz色度信号的下限频率：4.43MHz-1.3MHz=3.13MHz，不超过总频带6MHz。如式2.14所示。（2.14）亮色频谱交错频率示意图如图2-32所示。将色差信号搬移到4.43MHz的过程，实际上利用的是平衡调幅（双边带调幅），所占频带范围4.431.3MHz，即从3.1～5.7MHz。可以看到，最高频率5.7MHz没有超过6MHz的限度。图2-32图2-32亮色频谱交错频率示意图(a)色差信号调制在4.43MHz(b)调制后色差信号插入在信号中2-34色度为何采用平衡调幅？为何用正交平衡调幅合成？答:正交平衡调幅是NTSC制。为实现色度与亮度信号频谱交错，应用了平衡调幅的方式，用一个副载波便实现对两个色差信号的传输，对两个色差的调制都是采用的平衡调幅制。这种调幅功率比较小，电路易集成化，通常用乘法器实现。但由于R-Y、B-Y两个色差都调制在4.43MHz，频率相同，在接收时还是存在无法区别两个信号的问题。故采用正交平衡调幅的方法，用载波初始相位不同来区分红差R-Y和蓝差B-Y，2-35写出R-Y、B-Y正交平衡调幅的数学表达式。写出色度合成数学表达式，并画出色度合成矢量图。简述正交平衡调幅电路的工作过程。答:正交平衡调幅：将两个色差信号R—Y、B—Y分别用平衡调幅波在两个频率相同，相位相差900（正交）的副载波上，然后再将这两个调幅信号进行矢量相加，这一调制方式称正交平衡调幅。具体正交平衡调幅过程如下：B—Y用00副载波平衡调幅：蓝色度（2.17）R—Y用900副载波平衡调幅：红色度(2.18)色度信号F为：=+=（2.19）色度的幅度为：（2.20）表示彩色的饱和度色度的相角为：(2.21)表示彩色的色调色度信号矢量：(2.22)图2-36幅度未压缩时色度矢量图：色度的幅值：色度的相角图2-36幅度未压缩时色度矢量图2-36什么是逐行倒相？PAL制彩色图像的优点？答:逐行倒相：将一个色差信号（选红差）的副载波，每经一行倒相1800。可以克服NTSC制的相位失真敏感性。PAL制彩色图像的优点：利用逐行倒相克服了NTSC制相位失真敏感性，对电路相移可放宽要求，电视彩色图像更加逼真，色彩稳定。2-37分别写出NTSC制、PAL制彩色图像M的数学表达式。答:彩色图像信号（NTSC制）：M=Y+F=Y+彩色图像信号（PAL制）：M=Y+F=Y+2-38色同步信号的作用是什么？画出色同步的波形图。答:色同步的作用：1）传送副载波的频率与相位：保证接收机中恢复的副载波与发送端的副载波同频同相。频率：4.43MHz。相位：NTSC行+1350，，PAL行-1350。2）传送逐行倒相信息：判别NTSC行和PAL行。色同步信号的组成：在每行的行消隐信号后肩上叠加个副载波。如图2-42所示。图2-42图2-42色同步信号示意图2-39仿照表2-7，计算三基色、亮度、色差的电平值，并画出相应得波形。答:根据三基色的关系与亮度方程，计算彩条的亮度与色差如下：白：Y=1；R-Y=1-1=0B-Y=1-1=0G-Y=1-1=0黄：Y=0.3×1+0.59×1=0.89；R-Y=1-0.89=0.11B-Y=0-0.89=-0.89青：Y=0.59×1+0.11×1=0.7R-Y=0-0.70=-0.70B-Y=1-0.70=0.30绿：Y=0.59R-Y=0-0.59=-0.59B-Y=0-0.59=-0.59品：Y=0.3×1+0.11×1=0.41R-Y=1-0.41=0.59B-Y=1-0.41=0.59红：Y=0.3R-Y=1-0.3=0.7B-Y=0-0.3=-0.3蓝：Y=0.11R-Y=0-0.11=-0.11B-Y=1-0.11=0.89黑：Y=0R-Y=0-0=0B-Y=0-0=0G-Y=0-0=0以上数据用表2-7表示。表2-7100%幅度、100%饱和度（100-0-100-0）彩条三基色、亮度、色差电平值色别白黄青绿品红蓝黑R11001100G11110000B10101010Y10.890.700.590.410.300.110R-Y00.11-0.70-0.590.590.70-0.110B-Y0-0.890.30-0.590.59-0.300.890G-Y00.110.300.41-0.41-0.30-0.1102-40100-0-100-0标准彩条，三基色信号波形如图所示。试画出相应的Y、R-Y、B-Y波形，并标出相应的电平值。-0.5051.70.0-0.5051.70.00.195R-YY-Y-----Y1.00.50.50.50.50.71.0RGBttt0.50.5050.7-0.7B-Y0.0Y-0.5051.70.00.195R-YY-Y-----Y1.00.50.50.50.50.71.0RGBttt0.50.5051.0-0.7B-Y0.0YY计算过程:Y的三段值：Y1=0.3R+0.59G+0.11B=0.3*0.7+0.59*0.5+0.11*0=0.21+0.295+0=0.505Y2=0.3R+0.59G+0.11B=0.3*0+0.59*1+0.11*1=0.7Y3=0.3R+0.59G+0.11B=0.3*0.5+0.59*0.5+0.11*0.5=0.5R-Y的三段值：（R-Y）1=0.7-0.505=0.195（R-Y）2=0-0.7=-0.7（R-Y）3=0.5-0.5=0B-Y的三段值：（B-Y）1=0-0.505=-0.505（B-Y）2=1-(-0.7)=-1.7（B-Y）3=0.5-0.5=02-41说明平衡调幅波形的特点，并画出FR-Y、FB-Y、FG-Y彩条色度信号（标出上下包络线）答:平衡调幅波形的特点：首先以调制信号为上下包络，画出包络线，在填入载波，注意过零时载波1800倒相。将这种方法，引入到彩条色度信号平衡调幅波的分析中，以彩条的红差R-Y、蓝差B-Y作为调制信号，画出红差R-Y、蓝差B-Y的上包络线，在对称画出下包络线，如图2-46所示彩条R-Y上下包络线。图2-图2-46彩条R-Y上下包络填入副载波4.43MHz，平衡调制在副载波上，如图2-47所示。成为红色度和蓝色度信号：红色度信号：FR-Y=；蓝色度信号：FB-Y=。图2-图2-47彩条色度已调波（a）红色度FR-Y（b）蓝色度FB-YFR-Yt00-0.110.70.59-0.59-0.70.11FB-Yt000.30.89-0.59-0.89-0.30.59（a）（b）2-42计算幅度压缩彩条黄条中的蓝差U、红差V、幅度Fm及角度ф值，并画出矢量图。答:表2-9压缩彩条信号数据色别白黄青绿品红蓝黑Y10.8860.7010.5870.4130.2990.1140U0-0.4370.147-0.2890.289-0.1470.4370V00.100-0.615-0.5150.5150.615-0.1000Fm00.4480.6320.5910.5910.6320.4480ф-167028302410610103034700Y+Fm11.331.331.181.000.930.56-Y-Fm10.440.070.00-0.18-0.33-0.330标准彩条色度信号矢量图在U、V平面上的色度信号矢量图（彩色钟），以矢量的方向表示色调，以矢量的大小表示饱和度的深浅。特点：各补色矢量与相应的基色矢量反相，在色度信号振幅相同，色调不同时所对应的饱和度也不同。如图2-48所示。0.45/0.45/347°0.62/283°0.59/241°黄0.45/167°0.63/103°0.59/61°青红蓝绿品（