彩色電視的基本原理彩色電視的基本原理§1色度學基礎一、彩色三要素1、亮度：彩色的明暗程度2、色調：彩色的種類3、色飽和度：彩色的濃淡（被白光沖淡的程度）色度二、三基色原理待配色光觀察方向綠光蘭光配色實驗R＋G＝黃G＋B＝青R＋B＝紫R＋G＋B＝白幾乎所有彩色光都可由不同比例的紅、綠、蘭三基色光混合得到彩色三角形紅黃青紫蘭綠白三、亮度公式系數意義：彩色中各基色分量對亮度的貢獻例1：100%飽和度100%幅度彩條圖像各顏色的亮度某彩色亮度Y＝0.3R＋0.59G＋0.11B白黃青綠紫紅蘭黑亮暗R＋G＋BR＋GG＋BR＋BBRG10.890.70.590.410.30.110EY白色：Y＝0.3X1＋0.59X1＋0.11X1＝1黃色：Y＝0.3X1＋0.59X1＝0.89綠色：Y＝0.59X1＝0.59青色：Y＝0.59X1＋0.11X1＝0.7（NTSC）紫色：Y＝0.3X1＋0.11X1＝0.41紅色Y＝0.3蘭色Y＝0.11設R＝G＝B＝1彩條對應的黑白灰度等級圖像彩條的亮度電信號（正極性）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可表示為0.8R＋0.2（R＋G＋B）Y＝0.3X0.8＋0.2＝0.44某彩色R'＝G'

＝0.8B'

＝0.2該彩色可表示為0.6（R＋G）＋0.2（R＋G＋B）計算得Y＝0.73黃色80%幅度飽和度為該色為紅色100%幅度80%飽和度（粉紅色）白黃青綠紫紅蘭黑ER1001EB00001111EG0110.890.70.590.410.30.110EY§2彩色圖像的分解與重現＝白黃青綠紫紅蘭黑R＋G＋BR＋GG＋BR＋BBRG彩條圖像＋＋蘭基色圖像綠基色圖像紅基色圖像二、彩條圖像中的三基色信號波形一、彩條圖像的分解信號傳輸和處理電路鏡頭景物圖像R攝像管G攝像管B攝像管分色棱鏡R管靶面光像G管靶面光像B管靶面光像重現的鑲嵌混合圖像R電子束轟擊發紅光的熒光粉G電子束轟擊發綠光的熒光粉B電子束轟擊發蘭光的熒光粉三、彩色圖像的分解與重現EREGEBE'RE'BE'G彩色顯像管熒光粉§3兼容制彩色電視制式1兼容性對彩色電視信號的要求1、圖像信號由亮度和色度兩種信號組成2、色度與亮度易于分離，色度對亮度干擾小3、頻帶寬度與黑白電視信號相同4、復合同步信號、復合消隱信號、掃描制式與黑白電視信號相同5、圖像載頻、伴音載頻與黑白電視信號相同。2彩色廣播電視系統為實現兼容采取的措施－、接收機中設置亮度和色度兩個通道二、傳送亮度信號Y和色差信號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）∵黑白電視圖像信號中R＝G＝B∴Y＝0.3R＋0.59G＋0.11B＝R＝G＝B∴R－Y＝B－Y＝0，對黑白信號無干擾混合混合混合－（R－Y）－（B－Y）－（G－Y）－Y－R－B－G往彩色顯像管陰極G－Y矩陣接收黑白圖像信號時接收彩色圖像信號時綠差信號G－Y獲得方法：Y、R－Y、B－Y的獲得方法R2－Y－Y混合R－Y混合B－YR1R4R攝像管G攝像管B攝像管RGBR3Y倒相0.59(G－Y)＝－0.3（R－Y）－0.11（B－Y）用電阻矩陣2、色差信號的波形白黃青綠紫紅蘭黑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、傳送Y、R－Y、B－R的優點⑴兼容性好⑵G－Y易于恢復⑶能實現恒定亮度原理淡紫偏紅色例：R＝0.7，G＝0.4、B＝0.5計算得Y＝0.5R－Y＝0.2B－Y＝0可表示為0.3R＋0.1B＋0.4（R＋G＋B）設傳輸通道失真：Y不變，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不變三、頻帶壓縮與頻譜間置約4'人眼對彩色細節的分辨力（一）色差信號帶寬1.3MHz窄帶圖像色調和色飽和度亮度信號帶寬6MHz寬帶圖像明暗和清晰度（二）頻譜間置（色度信號安插在亮度信號頻譜空隙處）fHfHfH2fH3fH頻譜空隙283fH284fH384fH285fH283fH284fH25Hz25Hz頻譜高端空隙率大于90%f6MHz亮度信號頻譜0以行頻為間隔的主譜線兩側排列著以幀頻為間隔的譜線群1、亮度信號和色差信號的頻譜fHfH83fH1.3MHz02fHf色差信號頻譜頻譜結構與亮度信號類似調制波uΩ=UΩmsinΩt載波uSC=UmsinωSCt平衡調幅波uDSB=UΩmUmsinΩtsinωSCt=1/2UΩmUmcos(ωSC?Ω)t?1/2UΩmUmcos(ωSC+Ω)t平衡調幅波表達式2、色差信號信號的調制（頻譜搬遷）uDSBtuSCtuΩt平衡調幅波波形fscfsc-fΩfsc+fΩ上邊頻下邊頻ffscfΩf平衡調幅波的頻譜⑴平衡調幅和平衡調幅波的特點①不含載波分量②調制信號過零點，平衡調幅波反相180°。調制信號為零時平衡調幅波也為零③需用載波信號對平衡調幅波峰值取樣解調出原調制信號（同步檢波）④取樣載波相位與平衡調幅波相位相差90°時，解調輸出為零。原調制信號平衡調幅波載波正（或負）峰點時，K通K同步檢波示意圖⑵正交平衡調幅(NTSC方式)V＝0.877（R－Y）對COSωSCｔ平衡調幅，得FV＝VCOSωSCｔ色度信號FV分量U＝0.493（B－Y）對SINωSCｔ平衡調幅，得FU＝USINωSCｔ色度信號FU分量色度信號F＝FU＋FV＝USINωSCｔ＋VCOSωSCｔfsc-1.3MHzfH2fHfHfsc+1.3MHz2fHNTSC方式F與Y頻譜間置圖Y6MHzYYYYYYYYYYYYYYYYYfSCFFFFfsc+1.3MHzfsc-1.3MHzFFFFFFFfSCfF頻譜FfY＋F頻譜Y+FYf6MHzY頻譜fH2fH283fH284fH285fH384fHf1.3MHzfHfHU、VU、V頻譜V＝0.877（R－Y）U＝0.493（B－Y）F＝FU＋FV＝USINωSCｔ＋VCOSωSCｔV同步檢波U同步檢波副載波恢復電路F＝FU＋FV＝UsinωSCｔ＋VcosωSCｔ90°移相COSωSCｔSINωSCｔV＝0.877（R－Y）U＝0.493（B－Y）NTSC方式同步檢波⑶逐行倒相正交平衡調幅（PAL制）第N行對cosωSCｔ平衡調幅,得FV＝VcosωSCｔU＝0.493（B－Y）對sinωSCｔ平衡調幅，得FU＝UsinωSCｔ色度信號FU分量

色度信號F＝FU±FV＝UsinωSCｔ±VcosωSCｔ第N＋1行對－cosωSCｔ平衡調幅，得－FV＝VcosωSCｔV＝0.877（R－Y）色度信號±FV分量PAL方式F與Y頻譜間置圖±FV頻譜則±FV＝K(t)VCOSωSCt令±V=K(t)VV頻譜Vf1.3MHzfH2fH0K（ｔ）V頻譜fH2fH1.3MHzK（ｔ）Vf0Yf2875fHY＋F頻譜fHfsc+1.3MHzfsc-1.3MHzffH2fH2fHFU頻譜FUfSCf±FV6MHzfH2fH283fH284fH384fHK（ｔ）頻譜fK（ｔ）fsc+1.3MHzfHfsc-1.3MHzfHｔTHTH1-1K（ｔ）K（ｔ）波形V的每一頻率分量作為載頻被K(t)平衡調幅PAL色度信號＝USINωSCｔ±VCOSωSCｔ中F＝FU±FVK（ｔ）V頻譜0.25fH(1/4行頻間置)PAL制色度信號

F＝FU±

FV＝USINωSCｔ±VCOSωSCｔ4、色度信號的矢量表示NTSC行F＝FU＋FVPAL行矢量幅度色飽和度矢量相角色調例：紅色R＝1B＝0G＝0Y＝0.3≈0.6139U＝0.493（B－Y）＝0。493X（－0.3）≈－0.193得Fｍ＝0.63彩色矢量圖VU綠0.59∠241°0.63紅∠103°FｍFｍ黃0.44∠167°青0.63∠283°蘭0.44∠347°紫0.59∠61°F＝FU－FV－接收端解調色度時，將PAL行的－V還原為＋V。重現彩色為NTSC行彩色和還原后的PAL行彩色的平均效果。FU＋FVFU－FV以NTSC行的矢量代表色度信號的矢量3、PAL色副載波的頻率2875fH+25Hz=4433618.75Hz≈4.43MHz彩色電視信號頻譜簡單表示4.43±1.3f60MHz矢量表示法UV0NTSC行PAL行5、PAL制對彩色相位失真的校正彩色矢量圖VU∠61°綠0.59∠241°黃0.44∠167°0.63紅0.63∠103°青∠283°蘭0.44∠347°紫0.59UV0FFN發送端色度信號矢量圖傳輸通道產生相位失真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制允許的色度相位誤差＜40°UV0UV0NTSC制允許的色度相位誤差＜12°還原后的失真PAL行色度矢量＋V'PU'P－V'P四、彩色電視信號中攜帶色同步信號1、PAL制色同步信號的作用⑴接收機副載波恢復電路頻率和相位基準⑵NTSC行和PAL行識別信號2、色同步信號的波形、位置、頻率和相位5.6μS9~11個副載波信號4.7μS4.38μS64μSUV－135°－135°135°~~行消隱后肩12μS180°CbVU色同步與行同步信號的相對位置關系PAL制色同步信號的相位NTSC制色同步信號相位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±0.23μSPAL制同步檢波電路V同步檢波電路U同步檢波電路副載波恢復電路PAL識別信號形成色同步CB梳狀濾波器（FUFV分離）FU±FV逐行倒相±FVSINωSCｔV＝0.877（R－Y）U＝0.493（B－Y）

±COSωSCｔFU90°移相電路§4PAL制彩色全電視信號（FBAS或FBYS）白黃青綠紫紅蘭黑RGB10000000111111000.1-0.10.520.61-0.52-0.61V0.877（R－Y）-0.44000.15-0.290.29-0.150.44U0.493（B－Y）000.1-0.10.520.610.610.520.1-0.1－0.61－0.61－0.52±FV±90°-0.44000.15-0.290.290.440.44-0.44-0.15-0.150.15FU180°1.33F＝FU±FV±130°0.440.440.590.630.63-0.44-0.44－0.63－0.59－0.631.3300.070.451.18-0.18－0.3310.930.5510.890.70.590.410.30.110Y0－0.43同步電平的計算：0.1100.590.410.310.890.7－0.43PAL制彩色全電視信號波形1.3320%100%1.5%－0.33176%0.1100.590.410.310.890.71.331.3300.070.451.18-0.18－0.3310.930.550.1100.590.410.310.890.7－0.43PAL制彩色全電視信號波形－0.431.360相對幅度幅度彩條信號各部分間的幅度關系黑電平為0白電平為1白黃青綠紫紅蘭黑PAL制彩色解碼電路方框圖4.43MHｚ吸收亮度放大處理R－Y同步檢波B－Y同步檢波副載波振蕩器色飽和度控制F、B分離0.6μS延時視頻放大清晰度控制ACK檢波90°移相G－Y矩陣PAL開關識別檢波鑒相器4.43MHｚ帶通2FU±2FV基色矩陣RGB色度放大F＋CBFCBACK控制VACKACC控制VACCVVCO±COSωsctSINωsctACC檢波一、方框圖VACKG－YR－YB－YY副載波恢復電路亮度通道色度通道基色矩陣－延時一行＋梳狀濾波器Y'4.43MHｚ4.43MHｚ4.43FBAS二、梳狀濾波器（延時解調器）1、延時量的選擇直通信號延時一行延時信號ｎ行ｎ＋1行延時2875TS＝64uS與直通信號相位差90°直通信號ｔu1ｔu2延時信號延時285TS＝6943μSu2延時信號t與直通信號反相延時284TS＝64.056μSu2延時信號t與直通信號同相td＝285TS＝6943uS1TS2TS3TS283TS2875TS＝64μS每行包含-FV-FUFV-FUFV-FUFU－FVFU－FVFUFUFVFV+2FV-2FV+2FV-FV-FU-2FV2FU2FU2FU2FU±2FV2FUFU±FV延時信號＋－n行n＋1行n＋1行2、電路方框圖n-1nn+1n+2直通色信號矢量延時色信號矢量相加器輸出相減器輸出（直通＋延時）（直通－延時）延時時間6943μS行序3、超聲玻璃延時線工作參數（P75）輸入換能器輸入輸出換能器輸出延時時間：6943μs工作頻率：4.43±1MHz插入損耗：-8±3db輸入輸出阻抗：390Ω最大輸入電壓：6V輸入輸出電容：約100Pf輸入端設前置推動放大電路輸入輸出端接匹配電阻輸入輸出端并接電感，與電容并振于4.43MHz1PAL制彩色電視機組成方框圖PAL制彩色電視機的組成及彩電制式聲表面濾波器4.43MHｚ吸收同步分離中頻放大第二伴音中放鑒頻功放6.5MHｚ陷波積分AFC4.43MHｚ帶通放大6.5MHｚ帶通基色矩陣檢波場掃描電路行掃描電路枕形校正亮度放大處理和0.6μS延時－R－G－BIFAGC本振頻率自動穩定電路R－YB－YG－YY220V~行輸出變壓器延遲RFAGC高頻放大本振混頻高頻調諧器IF色度通道和幅載波恢復電路電源電路顯像管消磁電路聚焦極加速極基色矩陣和陰極偏置燈絲低壓高中低壓電路一、NTSC制美19531、傳送I、Q信號和Y信號

I＝0.877（R－Y）COS33°－0.493（B－Y）SIN33°Q＝0.877（R－Y）SIN33°＋0.493（B－Y）COS33°I信號，紅黃色區域，帶寬1.5MHｚ。Q信號，藍紫色區域，帶寬0.5MHｚUQI33°33°V2、正交平衡調幅，1/2行頻間置方式fsc=(n±?)fH≈58MHzY=0.3R+0.59G+0.11B2彩色廣播電視制式簡介二、PAL制西德1962(R-Y)對123°副載波平衡調幅(B-Y)對33°副載波平衡調幅彩色矢量圖VU∠61°綠0.59∠241°黃0.44∠167°0.63紅0.63∠103°青∠283°蘭0.44∠347°紫0.593、色同步相位180°三、SECAM制（順序傳送與存儲方式，或逐行輪換調頻制）R－Y對fOR=282fH=4.40625MHz調頻B－Y對fOB=272fH=4.25MHz調頻1、每行傳送一個色差信號和亮度信號法1966矩陣延時一行調頻色度開關放大限幅放大限幅鑒頻鑒頻Y延時RGB識別控制電路色同步R－YB－Y2、色同步：R－Y行為正極性、B－Y行為負極性解碼電路方框圖3、解碼電路方框圖Y＝0.3R＋0.59G＋0.11B一、黑白廣播電視制式編碼項目ABCD，KEFGHILMN幀頻（Hｚ）252525252525252525253025每幀行數405625625625819819625625625625525625場頻505050505050505050506050行頻101251562515625156252047520475156251562515625156251573515625圖像信號帶寬（MHｚ）3556105555。.564.24.2射頻帶寬（MHｚ）5778147888866伴音圖像信號載頻間距（MHｚ）－55.55.56.5±11.55.55.55.566.54.54.5圖像信號殘留邊帶帶寬（MHｚ）0.750.750.750.7520.750.751.251.251.250.750.75圖像信號極性+-+-++---+--伴音調制方式AMFMAMFMAMAMFMFMFMAMFMFM制式名稱NTSCPALSECAMMMB、G、HID、KNB、G、HD、KL色副載波頻率（MHｚ）58584.4358ｆOR＝4.40625ｆOB＝4.25色度調制方式正交平衡調幅制逐行倒相正交平衡調幅逐行輪換調頻制色同步相位180°NTSC行135°PAL行－135°R－Y行正極性、B－Y行負極性主要使用國家和地區美，日，韓，臺灣巴西德國、東南亞英，香港中國阿根廷中東原蘇聯、東歐法國二、彩色廣播電視制式§5自會聚彩色顯像管及其附屬電路5.1自聚彩色顯像管的結構一、自會聚顯像管及其附件管腳石墨層偏轉線圈及其引線腳防爆環色純調節磁環（二極）和靜會聚調節磁環（四極、六極）二極六極四極緊固螺絲高壓嘴二、電子槍結構示意圖RBG三、熒光屏結構蔭罩板槽型蔭罩孔三基色熒光粉蔭罩板熒光屏電子束陰極柵極加速極高壓陽極聚焦極燈絲約1ｃｍ柵極電壓加速極電壓聚焦極電壓陽極電壓燈絲電壓彩虹牌自會聚顯像管主要參數燈絲電流37SX101Z50SX101Z6.3V0.68A0460~820V4140~4840V4700~5500V22KV25KV6.3V0.68A0460~820V5.2彩色顯像管的調整一、色純調整突耳BNSANSH合成磁場方向電子移動方向二極磁環ANSBNSHHANSBNSH合成磁場方向電子移動方向二極六極四極緊固螺絲ANSBNS合成磁場為零二、消磁220V~KRT

熱敏電阻L消磁線圈BX消磁電路消磁電流ｔｉ三、動會聚誤差調整1、動會聚誤差形成原因L1L2L3L4L1L2L3L4RGB遠離熒光屏中心處被拉伸三基色圖像分離O三電子束偏轉中心不重合2、自校正型偏轉線圈的動會聚校正⑴