色解码电路是彩色电视机的一重要组成部分,为此在这里我们就彩色全电视信号的产生和色解码电路的基本原理加以阐述. 一，色信号的产生 描述日常生活中的一幅图象,可由两个物理参数来描述:a、是代表图象的轮廓,细节及其明暗变化的物理参数.b、是代表图象色彩及其鲜明度变化的物理参数.前者称亮度参数(即亮度信号)后者称色度参数(色度信号).在彩色电视机中,图象的色彩是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种基色通过不同比例来表示的,并且色度信号和亮度信号有如下关系:Y=30%R+59%G+11%B,据此要传送一个完整图象信息,我们只要传送R-Y,B-Y及Y三个图象信息分量就足够了,在接收端可通过一个解码电路就能将三基色准确还原,我们称R-Y,B-Y为色度信号. 1，色度信号的调制:在电视信号的发送端是将两个色差信号调制在一个4.43或(3.58)MHZ的副载波上形成色度信号,调制方式是采用正交平衡调幅调制方式.平行调幅方式能将无用的载频成分抑制掉,这有利于提高信号的信噪比,减小副载波对亮度信号的干扰,正交调幅是将两个色差信号R-Y和B-Y分别调制在频率相同,相位相差90度的两个色副载波上再合成输出(如图1),这样在接收机中,可根据相位不同, 从合成 的已调副载波信号中,根据副载波相位的不同分别取出两个色度信号,所以正交调幅可在一个副载波上互不干扰地传送两个色差信号,而且在接收机中又易于将它们分开,所以色度信号是一个既调幅又调相的波形,它的幅度变化反映了色饱和度,相角β的变化反映了色调的变化.将色度信号C和亮度信号Y以及同步、消隐等信号 混合就形成了彩色全电视信号.  2、PAL色度信号:上面说过色度信号中的相位是反映了图象的色调,实际上在信号的传输 过程中,传输系统的相位失真总是不可避免的,为了克服正交平行调幅对相位失真的敏感性,采用了逐行倒相的措施.这样就可以使相位失真和干扰相互抵消. PAL是逐行倒相的缩写,PAL制就是在正交平衡调幅制的基础上加一个逐行倒相的措施.所谓逐行倒相就是将色度信号中的R-Y分量的副载波进行逐行倒相,那么PAL色度信号表达式是:C=(B-Y)SINωt±(R-Y)COSωt,式中SINωt和COSωt是色副载波,由于B-Y的副载波和R-Y的副载波相位相差90度(正交)所以R-Y的副载波用COSωt表示,式中的±表示:第N行取正,N+1行取负(逐行倒相). 3、逐行倒相的办法:在将色度进行调制的过程中,我们用一个频率为行频一半的方波来控制一个倒相开关对色度信号中的R-Y分量的载波进行逐行倒相处理,我们称这个开关为PAL开关.半行频方波就是开关控制信号.为了在接收端能产生与发送端相位同步的副载波,在发送端还会产生一个很重要的信号就是色同步信号,其实色同步信号是一段色副载波信号,其相位是按半行频周期作180°变化(受PAL开关控制),我们称已调B-Y信号(B-Y*SINωt)为U信号,已调R-Y信号(R-Y*COSωt)为V信号. 在这里我们顺便提一提NTSC色度信号的处理和PAL的过程是一模一样的,只不过NTSC信号少了逐行倒相这一环. 二，色信号的解码 PAL-D解码器:PAL-D型色解码电路它又称为延时线型PAL制色解码电路,是它的方框图,彩色电视机的色解码实际上是一个逆编码过程,现在我们按图2走一圈看一看PAL色解码器是怎样完成色解码任务的. 先将彩色全电视机信号送入亮色分离电路,将色度信号C和亮度信号Y分离出来.亮度信号通过一个亮度延时线{zh1}再送到矩阵电路,延时线的作用是为了使亮度信号和色度信号在时间上取得一致,因为色度信号在通过色通导处理后必然会引起附加延时. 色度信号经过两路,一路是通过一个“色同步消隐”电路将色同步信号去掉后加到延时解调器中分离出两个已调色差信号V和U,然后双双送到各自的“同步解调器””中(同步解调器的原理与视频检波一文所说到的同步检波电路一样)解调出B-Y和R-Y信号,然后再送到矩阵电路中,另一路经过一个“色同步选通”电路将色同步信号取出来, 送到“鉴相器”中和色副载波产生送来的信号进行鉴相比较,取出误差电压加至色副载波发生器从而保证副载波和发送端同步,另外,利用同步信号的摇摆性(相位按半行频周期作180°变化)在鉴相器中产生一个半行频识别信号加到PAL开关对送入PAL开关的副载波相位进行翻转(相对于收送端而言).再送到R-Y同步解调器,解调出R-Y信号,另外色副载发生器输出另一路到B-Y同步解调器解调出B-Y信号.{zh1}Y信号,B-Y信号,R-Y信号均送入矩阵电路进行一系列的加减运算使之解调出三基色信号.矩阵电路作如下运算:R-Y-Y=R B-Y-Y=B -0.51(R-Y)-0.19(B-Y)+Y=G。 声表面波滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。所谓压电效应，即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场的现象。具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。 声表面波滤波器的英文缩写为SAWF，声表面波滤波器具有体积小，重量轻、性能可靠、不需要复杂调整。在有线电视系统中实现邻频传输的关键器件。声表面波滤波器的特点是：（1）频率响应平坦，不平坦度仅为±0.3-±0.5dB，群时延±30-±50ns。（2）SAWF矩形系数好，带外抑制可达40dB以上。（3）插入损耗虽高达25-30dB，但可以用放大器补偿电平损失。 声表面波滤波器包括声表面波电视图像中频滤波器、电视伴音滤波器、电视频道残留边带滤波器。声表面波滤波器的典型技术指标如下表所示。 六、梳状滤波器 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；xx了U、V混迭造成的彩色边缘蠕动；xx了亮、色镶边。 七、衰减器 在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。 在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器，装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。无源衰减器有固定衰减器和可调衰减器。固定衰减器由电阻组成，不影响频率特性，常用T型或π型网络组成；（有关常用75Ω阻抗T型、π型不同衰减量的电阻数据可参阅共用天线电视系统一书）；可调衰减器由电位器组成在调试中及电平调整中使用。 要求衰减器的输入、输出阻抗应和接口端匹配，有线电视系统里都应为75欧。衰减器的频率特性要满足系统的频率范围要求，在频率范围内衰减器的衰减量应和频率无关。因此，常用电阻元件组成。 频率范围不同，衰减器的形式也不同。有用同轴线作衰减器；在波导系统中，常用吸收电场能量的膜片作衰减器；也有采用固态二极管（如PIN二极管）在微波频段内制成波导或同轴线系统的可以电调谐的衰减器。衰减器常用于多种电信设备和电子仪器中。 八、均衡器 在电信设备中，用以校正因频率不同而引起的衰减（即传输损耗）及相位差不同的网络。能校正衰减与频率关系的，称为"衰减均衡器"；能校正相位差与频率关系的称为"相位均衡器"。 在有线电视系统里经常需要使用均衡器。均衡器通常串接在放大器的电路中，是为平衡电缆传输造成的高频、低频端信号衰减不一致而设置。因为电缆的衰减特性随频率的升高而增加。常用的衰减均衡器，又称为幅度均衡器。一般由线圈、电容器、电阻等元件组成。衰减均衡器的特性阻抗等于一个定值，其均衡值为电缆高、低频参考点之间衰减量的分贝差，均衡器的频率特性正好与电缆频率特性相反，而是频率低衰减大，频率高衰减小，用这一相反的特性起到均衡作用。均衡器也常做成小块印制板插件式结构，以均衡量的大小来分。 九、混合器 将两套以上的不同频率的射频节目（信号）混合在一起形成一路宽带的射频（信号）多频道节目输出的器件为混合器。在有线电视系统前端里混合器是系统信号的集散点，即在混合器输入端集中所有经过技术处理的多频道射频信号，再在混合器输出端将信号输出出去分送到系统网络送至用户。 混合器的主要技术要求。工作频率：混合器要是宽带型的则频率应满足系统里整个频带的要求。混合器要是频道型的则频率应满足所需混合的各频道要求；接入损失：信号经过无源网络时总希望接入损失（插入损失）越小越好。混合器输入功率与输出功率之比称混合器的接入损失。接入损失通常用分贝来表示。用分贝表示时，为输入端电平分贝数与输出端电平分贝数之差。不同的混合器接入损失不一样；输入输出阻抗：为了在整个系统内各个接口都应匹配，所以混合器的输入端及输出端阻抗都应75欧；输入端之间的相互隔离；在理想情况下，混合器任一输入端加入信号时，其它输入端不能出现该信号，任一输入端有开路或短路现象时也不应影响其他输入端。但实际上总有一定的影响。在各端匹配的情况下，某一输入端加入一个信号，该信号电平与其它输入端出现的该信号电平之差，即为混合器输入端之间的相互隔离，一般用分贝来表示。对于不同的混合器有不同的要求，一般要求大于20分贝。 十、互相调制比（IM） 有线电视系统中放大器放大多个频道的电视信号时，由于放大器的非线性作用（主要是二次项），使传送信号彼此混频，产生的和频或差频落到欲接收频道的频率范围内和有用信号一起进入电视接收机，就会产生干扰，这就叫互相调制简称互调。互相调制与频率有密切关系。互调干扰，它产生网纹或斜纹干扰。互调比定义为 IM=20lg载波电平有效值/互调产物有效值 国家标准中规定IM≥57dB，设计时应取58dB。 十一、交扰调制比(CM) 有线电视系统中放大器放大多个频道的电视信号时，由于放大器中非线性器件的影响（主要是三次项），使所欲接收频道的图像载波受到其它（干扰）频道的调制波的幅度变化干扰，这就称为交扰调制或交叉调制简称交调。常见的现象是在欲接收的图像背景上出现干扰频道图像的负象。有时干扰频道的水平同步信号在欲接收的图像画面上翻转，成为一个垂直白条，而且左右移动（在行频一致时是固定的），好象汽车前窗的雨刷，因而也叫"雨刷干扰"。 交扰调制是干扰信号的调制转移到了有用信号的载波上。定义交扰调制： XM=20lg被测载波上转移调制的峰-峰值/被测载波上需要调制的峰-峰值 与交扰调制定义相反，定义交扰调制比（CM）： CM=20lg被测载波上需要调制的峰-峰值/被测载波上转移调制的峰-峰值 国家标准中规定CM≥46dB，设计时应取48dB。 十二、分配器 分配器是有线电视传输系统中分配网络里最常用的部件，用来分配信号的部件。它的功能是将一路输入信号均等地分成几路输出，通常有二分配、三分配、四分配、六分配等。 有线电视网的频率不断提升，功能不断加强，因此对分配器的要求不断提高。分配器主要技术要求。频率范围：分配器使用在整个有线电视网中，因此应具有宽带的频率特性；输入输出阻抗：有线电视网中的射频各种接口阻抗均应为75欧，以实现阻抗匹配，因此分配器输入端及输出端阻抗均应为75欧；分配损失：在系统中总希望接入分配器损耗越小越好。分配损失Ls的多少和分配路数n的多少有关，在理想情况下Ls=10lgn，当n=2时为二分配器分配损失为3dB。实际上除了等分信号的损失外，还有一部分是由于分配器件本身张衰减，所以总比计算值要大。如二分配器分配损失工程上常取值3.5dB，4分配器损失常取值8dB；相互隔离：相互隔离亦称分配隔离。如果在分配器的某一个输出端加入一个信号，该信号电平与其它输出端该信号电平之差即是相互隔离，一般要求分配器输出端隔离度大于20dB以上。分配器输出端隔离度越大越好，则表示分配器各输出端之间的相互影响、干扰小；驻波比：驻波比是衡量分配网络传输质量的重要指标，它表示阻抗匹配程度。在理想情况下，分配器的输入阻抗、输出阻抗和它相联接的同轴电缆的阻抗xx相等，这时的驻波比为1，实际上驻波比往往大于1。如果驻波比太大，则传输信号就会在分配器的输入端或者输出端产生反射，对图像质量产生不良影响，如重影等。 分配器在工程中还分为过电型分配器、户外型分配器、户内分配器等。 十三、单声道 一个声音通道，用一个传声器拾取声音，用一个扬声器进行放音的过程，称之为单声道。在电视广播中，单声道伴音质量欠佳，特别是遇到优势的文艺节目，尤其是现场直播高水平的音乐表演时就显得逊色不少。另外单声道伴音只能用一种语言进行广播，这对一个多民族多方言的我国是不适用的，应当发展为双伴音（双通道）同时播放两种语言，同时也为立体声广播创造条件。 十四、双伴音/立体声 利用双声道可以实现双声道电视伴音，同时播放两种不同语言的伴音，如一路用标准的普通话；另一路用当地的民族语言或方言，且两者可随意选择。也可以一路用标准的普通话或民族语言；另一路用某一外国语言，而且两者也可随意切换。比如在播放原版国外电视片时，虽然可以在电视屏幕上打中文字幕，看起来总不顺畅，而双伴音就可克服打字幕的缺陷。 双声道为立体声广播创造了条件。因为人的双耳能够辨别各声源的距离和方向，故听音有空间感（或立体感）。在放声系统中，应用两个或两个以上的声音通道，使听者所感到的声源相对空间位置能接近实际声源的相对空间位置，这种重放声音称为立体声。立体声有双声道立体声、四声道立体声、杜比立体声、杜比环绕声、杜比AC-3数码环绕声等。 采用立体声技术进行的无线电广播称为立体声广播。以双声道立体声广播为例。双声道立体声广播是，通过一个或两个不同频率的广播频道播送对应于听众左前和右前两个方位的两路声音信号。听众使用具有双声道重放系统的立体声收音机接收，可以辨别出声源的相对位置而产生立体声感；如用普通收音机也能接收到同一节目内容，但是没有立体声感。为了满足单声道兼容，大多采用导频制的调频立体声广播。它只使用一个调频广播频道，用调制的基本声音频率送"左加右"信号，副载波调幅频带和导频送"左减右"信号。 在理论上为了获得{zj0}立体声效，理想方法是采用无限多个传声器拾取声音信号，然后用无限多个声音通道将声音传送到无限多个扬声器并重放。只要扬声器的位置和传声器的位置一一对应，则重放的声音能准确地再现现场的声音，使听众有身临其境的现场的立体感。 十五、环绕立体声 十六、杜比AC-3数码环绕声 AC-3技术起源于为高清晰度（HDTV）提供高质量声音。AC-3技术是由杜比AC-1、杜比AC-2发展而来的。 AC-1通过4-2-4多声道矩阵方式把声道数减少一半（这样就可以减少传输容量），然后采用增量调制（△调制）技术进行数字编码。因此，AC-1的压缩倍数为两倍。随着声音编码技术和数字信号处理器（DSP）的进步，AC-1系统发展成为基于变换编码技术的AC-2系统，在提高质量的同时，压缩倍数进一步变为4倍，但是多声道矩阵处理技术仍然保留。 AC-3是在AC-1、AC-2的基础上发展起来的，它继承了AC-2的许多优点，如窗处理、变换编码、自适应比特分配等，同时也可克服了他们的不足和局限。AC-3具有5.1声道，即左、中、右、左环绕、右环绕和0.1低效果声频道，这里的左、右环绕声道是分别制作的独立声道，更具有现场感和真实感。在杜比AC-3技术的基础上，目前有6.1声道、7.1声道数字还音系统。AC-3是美国HDTV的声音制式，这种制式已在世界范围内被采用公认。 注解：4-2-4是代表录音时采用四声道录音，当把录音放置在电影胶片时，将4声道通过编码技术压缩致二声道，在声音还原时，仍然重放4声音的原音。 十七、熊猫伴音（PANDA-1） 美国Wegener通讯公司于80年代初期设计出一套实用电视伴音高保真多声道多语言伴音解调电路技术，将此项技术定名为"PANDA-1"（中译"熊猫-1"高保真多语言立体声伴音），并已在美国获得技术专利。这种伴音技术是一种模拟噪音抑制系统，作用是将一正常的伴音，一般必须以280KHz高频带宽，而它利用一半的高频带宽130KHz，来传送的基带音频信号15KHz带宽。将伴音信号的动态范围以几十倍的特定比率压缩，压缩至一个非常窄的频带宽度。这样，每一套图像节目可以同时提供多达六路的音频通道，以便进行立体声或双语广播，并可同时传送独立的电台节目，也就是说在不同的频率上可以传送三组立体声或六路单声道。 PANDA-1伴音是在模拟频道中使用，又是模拟压缩，所以音质与现在使用的数字伴音信号相差较大，但由于节约了带宽，因此多出了几个声道。接收PANDA-1伴音需接收机具有扩展电路音频载波解调器，否则接收到的声音是高噪音及高失真的伴音。凡具有PANDA-1解调功能的接收机，便可随意选听六个伴音或双声道立体声，通过遥控操作、屏幕显示、对音频编程接收。 十八、丽音（NICAM）
在R》λ/2π的区域称为远区,在 该区域内电磁场能离开导体向空间传播,它的变化相对于导 体上的电流电压就要滞后一段时间,此时传播出去的电磁波已不与导线上的电流,电压有直接的联系 了,这区域的电磁场称为辐射场.  发射天线正是利用辐射场的这种性质,使传送的信号经过发射天线后能够充分地向空间辐射,如何使导体成为一个有效辐射体导系统呢?这里我们先分析一下传输线上的情况,在平行双线的传输线上为了使只有能量的传输而没有辐射,必须保证两线结构对称,线上对应点电流大小和方向相反.且两线间的距离《π.要使电磁场能有效地辐射出去,就必须破坏传输线的这种对称性,如采用把二导体成一定的角度分开,或是将其中一边去掉等 方法,都能使导体对称性破坏而产生辐射. 如图TX,图中将开路传输或距离终端π/4处的导体成直状分开,此时终端导体上的电流已不是反相而是同相了,从而使该段导体在空间点的辐射场同相迭加.构成一个有效的辐射系统.这就是最简单,最基本的单元天线,称为半波对称振子天线,其特性阻抗为75Ω.电磁波从发射天线辐射出来以后,向四面传播出去,若电磁波传 播的方向上 放一对称振子,则在电磁波的作用下,天线振子上就会产生感应电动势.如此时天线与接收设备相连,则在接收设备输入端 就会产生高频电流,这样天线就起着接收作用并将电磁波转化为高频电流,也就是说此时天线起着接收天线的作用,接收效果的好坏除了电波的强弱外还取决于天线的方向性和半边对称振子与接收设备的匹配. |
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