电视原理习题答案第三章

第三章 模拟彩色电视制式
要点分析
3.1 设NTSC 制电视系统摄取的彩色光为][2][1e e G R F +=，求编码后所得信号Y 、I 、Q 和C 的数值，并画出色度信号的矢量图。

解：由于][2][1e e G R F += 可得 R=1 G=2 B=0 ， 根据Y 、I 、Q 和R 、G 、 B 的转换关系
⎥⎥⎥
⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡046.0835.0473.1021322.0275.0596.0312.0523.0211.0114.0587
.0299.0I Q Y
再根据I 、Q 和u 、v 的转换关系得 220.836c Q I =
+=
0arctan 33 3.1518033209.85I Q θ⎛⎫=+=-++=
⎪⎝⎭
可画出矢量图如图
U
V
0.836 209.85°
或 根据亮度方程 Y=0.299e R +0.587e G +0.114e B 得 Y=1.473 R-Y=-0.473 B-Y=-1.473
U=k 1（B-Y ）= -0.726 V=k 2（R-Y ）= -0.415
220.836c U V =+= arctan
209.85V
U
θ== 再根据I 、Q 和u 、v 的转换关系得
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡046.0835.033cos 33sin 33sin 33cos 0000V U I Q 求得Q 、I 值。

矢量图同上。

3.4 设NTSC 制中采用100-0-100-25彩条信号，计算出复合信号数值。

若规定其振幅最大摆动范围在-0.20~+1.20界限内，问应如何进行压缩？计算出压缩系数。

解：按亮度公式Y=0.299R +0.587G +0.114B 计算出 100-0-100-25彩条信号各条的Y 值，并由此得到R-Y 、B-Y 、C 、Y+C 、Y-C 数值如下表
R G B Y R-Y B-Y C Y+C Y-C
白 黄 青 绿 品 红 蓝 黑
1.0 1.0 0.25 0.25 1.0 1.0 0.25 0
1.0 1.0 1.0 1.0 0.25 0.25 0.25 0
1.0 0.25 1.0 0.25 1.0 0.25 1.0 0
1.0 0.91 0.78 0.69 0.56 0.47 0.34 0
0 0.09 -0.53 -0.44 0.44 0.53 -0.09 0
0 -0.66 0.22 -0.44 0.44 -0.22 0.66 0
0 0.666 0.574 0.622 0.622 0.574 0.666 0
1.0 1.576 1.354 1.312 1.182 1.044 1.006 0 1.0 0.244 0.206 0.068 -0.062 -0.104 -0.326 0
要使振幅最大摆动范围在-0.20~+1.20之间，可对两个色差信号B-Y 、R-Y 进行压缩，即分
别乘以压缩系数k 1和k 2。

取黄青两条，组成联立方程： 黄黄黄Y 1.20)()(2
22221-=-+-Y R k Y B k
青青青Y 1.20)()(222221-=-+-Y R k Y B k
解之得： k 1=0.427 k 2=0.772
3.5 彩色电视色度信号为什么要压缩？如果编码时各彩条被压缩的比例不同接收时显示彩条图像是否有彩色失真？
答：由于电视的复合信号是由亮度信号和色度信号叠加而成，如果不把色度信号压缩，则彩条复合信号幅度的最大值将超过白电平的78%，而最小值将比黑电平低78%。

用这样的视频信号对图像载波调幅时将引起严重的过调制，为使已调信号不超过规定的界限和改善兼容性，必须对色度信号进行压缩。

如果编码时对各彩条采用不同的压缩的比例，虽然可以使已调信号不超过规定的界限，但接收端很难识别各彩条不同的压缩比，会造成彩条饱和度的失真。

3.6 试分析说明用于NTSC 制的亮色分离电路的工作原理。

答： NTSC 制的亮度信号与色度信号频谱以最大间距错开，可以用简单的电路实现亮色分离。

下图是用一根延迟时间为T H 的延迟线构成的亮色分离电路。

由于亮度信号的主频谱
是以行频为间隔的，因此进
T H
-+
Y(t)+e c (t)
Y d (t)+e d (t)
2e c (t)
2Y(t)
入色度通道的亮度信号为： ∑
=
m
H m t mf Y t Y π2sin )( 式中m 取m 1至m n 正整数求和，
而m 1f H 至m n f H 为色度通道范围，显然经延时后的亮度信号Y d （t ）与延时前的亮度信号Y （t ）相等，而延时后的色度信号e d （t ）与延时前的色度信号e c （t ）相位相反，即 Y d （t ）=Y(t-T H )=Y(t) e d (t)=e c (t-T H ) = -e c (t) 于是相减端 [Y(t)+e c (t)]-[Y d (t)+e d (t)]=2e c (t)
相加端 [Y(t)+e c (t)]+[Y d (t)+e d (t)]=2Y(t)
即 相减端分离出色度信号。

相加端分离出亮度信号。

3.7 什么叫做微分增益？什么叫微分相位？在彩色电视系统中为什么要考虑这个问题？ 答：当传输系统存在非线性时，色度信号产生的相移与所叠加的亮度电平有关，称为微分相位。

由于色同步信号恒处于零电平上，因而，色度信号通过同步解调器解调时会出现与亮度电平有关的相位误差。

这种误差无法用固定移相器补偿，因而会产生串色，使色调产生变化，影响图像质量。

微分相位的容限在NTSC 制中规定为0
12±。

3.9 试分析说明NTSC 制与PAL 制CVBS 的频谱结构的异、同点各是什么。

为什么有这种区别？
答：NTSC 制与PAL 制的色度信号都采用了正交平衡调幅的调制方式，其亮度信号和色度信号都采用了频谱交错原理，因而它们的CVBS 频谱结构中亮度信号都是以行频为间隔的主频谱线和分布于它们两侧的以场频为间隔的副频谱线，色度信号频谱插在亮度信号谱线间隙中，并以最大距离拉开
NTSC 制色度副载频采用半行频偏置，使得NTSC 制频谱结构中色度信号频谱与亮度信号谱线间相距2/H f 。

PAL 制由于色度信号采用了逐行倒相正交平衡调幅，其u 、v 频谱之间相距2/H f ，故其色度副载频采用1/4行频偏置，造成亮度信号谱线与u 、v 各相距
4/H f 。

并且PAL 制色度副载频还附加了25H Z 偏置，改善了色度信号与亮度信号副谱线之
间的交错。

3.10 在625行、50场、隔行扫描、标称视频带宽为6MH Z 的标准下，若欲在5MH Z 附近选择符合频谱交错要求的NTSC 制色度副载频，试求出一个频率值。

解：在隔行扫描情况下，
2
Z
f f V H = 可求得当Z=625 Z V H f 50=时 Z H H f 15625= 依据NTSC 制选择色度副载频的条件 Z H
sc MH f n f 52
≈= （n 为奇数） 当n=639时 Z sc MH f 9921875.4= 当n=641 时 Z sc MH f 0078125.5=
3.13 设PAL 制电视系统摄取得彩色光为[][]e e B G F 11+=，试求编码所得信号Y 、U 、V 和C 的数值，并画出色度信号矢量图。

解：由亮度方程 Y=0.30R+0.59G+0.11B
求得：Y=0.70 R-Y=-0.70 B-Y=0.30 由 U=0.493（B-Y ） V=0.877（R-Y ） 得 U=0.1479 V=-0.6139
由 2
2
V U C += U
V
a r c t a n =θ
得 C=0.631
00/
03607627
28333θ'=-= (NTSC
行) 0/
7627θ= (PAL 行)
据此可 画出色度信号矢量图。

3.15 为什么采用频谱交错原理的NTSC 制和PAL 制不能彻底消除亮度信号和色度信号之间的相互干扰？
答：由于NTSC 制和PAL 制采用色度信号和亮度信号共用频带的复合方式，虽然利用色度副载频偏置实现频谱交错，但在普通接收机中，二者的分离一般是通过带通滤波器和副载波陷波器来实现的，这是一宗不完善的分离方式，并不能消除亮色串扰。

对于实际的活动图像，由于存在亮色频谱混叠，串扰就更为严重。

U
V
0.631 283°33?
0.631 76°27?
PAL 行
NTSC 行。