第二章 彩色电视制式
与彩色电视信号
彩色制式：
指对彩色电视信号加工处理和传输的特定
方式，即 NTSC,PAL,SECAM。
2.1 兼容制传送方式
2.1.1 兼容的必要条件
1 所传送的电视信号中应有亮度信号和色
度信号两部分。
2 彩色电视信号通道的频率特性应与黑白
电视通道频率特性基本一致。
3 彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫
描频率。
4 应尽可能减小黑白电视收看彩色节目时的彩色
干扰，以及彩色电视中色度信号对亮度信号的
干扰。
2.1.2 大面积着色原理
当重现彩色图像时，对面积较大的各种颜色较为
敏感，而对彩色的细节部分辨识能力较差。
因此，彩色图像的细节部分在一定距离上观看，
所表现为亮度上的差别，而无颜色的差别。
那么在传送彩色图像时，只有大面积部分需要在
传送其亮度信息的同时还必须传送其色度信息。而彩
色的细节部分，则可以用亮度信息来取代，例如红色：
r
M HzM HzM Y zM Hz YRYYR 6~03.1~06~03.1~0)( ????
彩色图像细节部分用亮度信息表示
1.0mm 2.5mm 5mm
2.1.3 频谱交错原理
将色度信号通过一副载波的调制，使
谱线搬移，并交错地安插在黑白信号的频
谱中去。
2.2 亮度信号与色差信号
Y=0.3R+0.59G+0.11B
在 Y,R,G,B共 4个变量中，只有 3个
变量时独立的。因此，只要传送 Y与三个基
色中的任意两个，既满足兼容需要，又可
以满足传送亮度与色度信息的需要。
在色度信息时，通常选择传送不反映
亮度信息色度信息，即色差信息：
（ R-Y）、（ G-Y）、（ B-Y）
红色差 绿色差 蓝色差
2.2.1 亮度、色差与 RGB关系
亮度关系式,Y=0.3R+0.59G+0.11B
色差关系式：
(R-Y)=0.7R-0.59G-0.11B
(B-Y)=-0.3R-0.59G+0.89B
(G-Y)=-0.3R+0.41G-0.11B
通常选取 (R-Y)与 (B-Y)作为传送对象。那么
(G-Y)为：
(G-Y)=-0.51(R-Y)-0.19(B-Y)
将色差信号与 Y信号相减即为三基色信号。
记住
彩色图像摄取
在传送黑白电视信号时，其色度信号为零，此
时 R=G=B=E，
Y=0.3E+0.59E+0.11E=E
R-Y=E-E=0
B-Y=E-E=0
若 R,G,B不相等，且不为零，此时被传送的彩
色为非饱和色。只有其中一个或两个为零，则所传
送色彩色为饱和色。
注意：色差信号并不对应某一个颜色，即红色
差信号并不表示红色；蓝色差信号并不表示蓝色。
恒定亮度原理
在不计 γ失真及传输系统非线性的条件下，色差
信号受到干扰时，将不会影响亮度信号。传送后的电
视信号,Yt,(R-Y)t,(B-Y)t，
显示端的信号为,Rd=(R-Y)t +Yt
Bd=(B-Y)t+Yt
Gd=[-0.5(R-Y)t -0.19(B-Y)t ]+Yt
所以显示的亮度为 Yd为：
Yd=0.3Rd+0.59Gd+0.11Bd=Yt
对于黑白电视机而言，接收彩色信号时会产生亮
度误差，只有接收黑白图像时，亮度误差才为零。
2.2.2 标准彩条亮度与色
差信号的波形与特点
100%幅度,100%饱和度
彩条信号。
三基色电压
亮度信号：含直流、单
极性。
色差信号：奇对称、交
流、不含直流成分。
2.3 色度信号与色同步信号
2.3.1 色度信号形成
色度信号：将两个色差信号分别对正交的两个
副载波进行平衡调幅而得到的信号。
1,平衡调幅：即抑制载波的一种调制方式，
调制信号为,
载波信号为：
所以：
tUu scscsc ?c o s?
tUu ?? ?? cos
tUtUtU
ttUU
tuUu
scscscsc
scsc
scsc
)c o s (
2
1
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2
1
c o s
c o s)c o s(
c o s)(1
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平衡调幅
平衡调幅的过程就是将调制信号与被调制信号相
乘。
tUUtUU
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ss
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2
1)c o s (
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c o sc o s1
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平衡调幅的特点：
1,平衡调幅波的幅度与调制信号幅度的绝对
值成正比。
2,调幅信号为正值时，平横调幅波与载波同
相；调幅信号为负值时，平横调幅波与载波反相。
平衡调幅的优点：
由于抑制了载波，可使传送同样信息能量所需
功率大为减少；
减少副载波对亮度过信号的干扰。
2 正交调幅
将两个调制信号分别对频率相等、相位相差 90
度的两个正交载波进行调幅，然后再将着两个调幅
信号进行矢量相加，即可得到正交调幅信号,
如果两个调制信号分别对正交的两个载波进行
平衡调幅，其合成信号即为正交平衡调幅信号：
ttUUttUUu ssss ?? s i n)c o s(c o s)c o s( 2211 ?????? ??
tUtUtUtUu ssss ?? s i nc o sc o sc o s 2211 ?????? ??
3 色度信号的形成
将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行
平衡调幅之前，先要进行压缩：
U=0.493(B-Y) V=0.877(R-Y)
然后 U,V分别对两个正交副载波进行调制：
色度信号的振幅和相角分别为：
V
UaVUF
m t a n,
22 ??? ?
tVtUFFF
tVFtUF
scscVU
scVscU
??
??
c o ss i n
c o s,s i n
?????
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正交平衡调幅色地信号形成框图
副载波发大 U平衡调幅
V平衡调幅
90度移相
U
V
sinωsct sinωsct
cosωsct
Fv
Fu
2.3.2 同步检波原理
同步检波是利用两个色度分量 FU和 FV的相位
差来解调出色差信号的，也称为同步解调。
式中 U/2是解调出的色差信号，频带为
0?1.3MHz。同样利用 cos?sct可解调出 V信号。
t
V
t
UU
ttVtU
ttVtUtF
scsc
scscsc
scscscsc
??
???
????
2s i n
2
2c o s
22
s i nc o ss i n
s i n)c o ss i n(s i n
2
???
??
??
同步检波原理框图
乘法器 低通滤波
90度移相
低通滤波乘法器
副
载
波
恢
复
F
sinωsct
cosωsct
U
V
2.3.3 色同步脉冲
在同步解调过成中，需要一个与发送端同频、
同相的副载波。因此需要在发送端发送彩色全电
视信号的同时发出一个能反映发送端副载波频率
与相位信息的信号，即色同步信号。
2.3.4 彩条对应的信
号波形及矢量图
未压缩彩条信号：
如果彩条信号未压缩，则会造成蓝、
红条彩条信号幅度高于同步脉冲幅度，破
坏同步。
黄条、青条信号低于白色电平，甚至
小于 0，可使发射机产生过调制，造成图像
失真，伴音中断。
彩条矢量图
彩条矢量图：
1,它以矢量方位
表示色调；
2,以矢量大小表
示饱和度。
2.4 NTSC制色差信号及
编码、解码过程
在平衡调制之前，对被压缩的色差信
号 U,V进行一定的变换，即产生 I,Q信号。
I信号带宽为,-1.5～ 0.5MHz；
Q信号带宽为,-0.5～ 0.5MHz。
I,Q信号与 U,V信号之间的关系为：
00
00
V c o s 3 3- U s in 3 3I
V s in 3 3U c o s 3 3Q
??
??
2.4.2 NTSC制编码方框图
矩
阵
电
路
低通 延迟线 平衡调制器
平衡调
制器
+
副载波形成电路
+
延迟线
平衡调
制器
低通
R
G
B
Y
I
Q
123 33 180
S脉冲
K脉冲
A脉冲
Y
FBASFb
NTSC制解码方框图
延迟线
带通
门电路
陷波器
同步检
波器
同步检
波器
副载波恢复
延迟线
矩
阵
电
路
FBAS
Fb
F
123 33
Y
I
Q
R
G
B
矩阵电路
解码矩阵
?
?
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?
?
B
G
R
A
B
G
R
I
Q
Y
32.028.060.0
31.052.021.0
11.059.030.0
编码矩阵
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
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?
?
?
?
?
I
Q
Y
A
B
G
R
1
NTSC制频带分配谱图
-1.25 0 fsc 4.5 MHz
伴音载频
图像载频
QI
2.4.3 NTSC制主要参数及性能
fv=60Hz； fH=15734Hz；
每帧 525行；
图像信号带宽为 4.2MHz；
伴音与图像载频之差为 4.5MHz；
fsc=3.579MHz。
I信号带宽为,-1.5～ 0.5MHz；
Q信号带宽为,-0.5～ 0.5MHz。
NTSC制的特点
1 NTSC制采用 1/2行间臵，使亮度信号与色
度信号频谱以最大距离错开。
2 信号组成方式简单。
3 色度信号每行均以同一方式传送。
4 I信号谱上边带为压缩边带。
5 不足之处在于存在相位敏感性。
2.5 PAL制及其编、解码过程
PAL制是在 NTSC基础上改进并发展产生的。它
克服了 NTSC制对相位敏感的特点。 PAL与 NTSC不同
之处在于使其中一个色度分量 Fv逐行倒相。
2.5.1 相位失真的概念及影响
彩色图像失真：亮度失真、饱和度失真、色度
失真。
色度失真对人最敏感。而引起色度失真的主要
原因在于信号的相位失真。
2.5.2 PAL色度信号
PAL制色度信号 Fv分量逐行倒相，其规律是：如
果第 n行的色度信号为：
第 n+1行色度信号为：
所以 PAL制色度信号的表达式为：
tVtUFFF scscVU ?? c o ss i n ????
tVtUFFF scscVU ?? c o ss i n ????
tVtUFFF scscVU ?? c o ss i n ????
隔行扫描逐行倒相的正负号改变规律
1(+)
314(-)
317(+)
4(-)
2(-)
315(+)
3(+)
316(-)
313(+)
N(NTSC)
P(PAL)
P
N
N
P
P
P
N
N
P
P
N
N
4(+)
2(+)
3(-)
1(- )
314(+)
315(-)
316(+)
317(-)
奇数帧 偶数帧
逐行倒相色度信号矢量图
-Fv
Fn+1
Fv U
V
FnFV
逐行倒相实现框图
U平衡
调幅器
V平衡
调幅器
90度移相 180度倒相
U
U cosωsct +V cosω
sct
V
+cosωsct
PAL
开关
-cosωsctcosωsct
半行频
方波
p
sinωsct
sinωsct
1 2 X
p
X
V
逐行倒相波形关系
0 100 200 300 400 500 600
0(a )
0 100 200 300 400 500 600
0(b )
0 100 200 300 400 500 600
0(c)
(a) 半行频波
(b) 90度移相后
的副载波
(c) 逐行倒相输
出副载波
逐行倒相关系式
式中 m为正整数，且取奇数； ?=2?fH/2。
所以 ± fv信号也是具有以 fH为间隔，与 fu
相加有的信号频谱刚好错开半个行频。
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m
k tmmt s in
14)(
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m m
SCSCSCk tmmtmmtt )s i n (
1)s i n (12c o s)( ??
???
PAL色度信号频率
（ a)
(b)
(c)
f
f
f
U U U
U U U U
U
V V V
V V V VV
VU U U U U U U UV V V V V V V V
fH
fHfH
fH fH/2
fH/2 fsc
fsc
2.5.3 PAL克服相位敏感原理
△ φ Fn
F’n+1
F’n+1
Fn+1
F’n F’
U
Fn(N行）
F方位
U
V V
Fn+1(P行）
α
-α0 0
相位无失真情况 相位失真情况
2.5.4 PAL副载波选择分解图
(a)
(b)
(c)
fH/2 fH/2
fH/2 fH/2
fsc
fsc
fsc
fH/4 fH/4 fH/2
UUU U VVVV V V
V V V V V VU U U UYY Y Y Y Y
Y Y
Y
Y
Y
V V
V V
V VUU
U
U Y
行频与副载频之间关系
副载频与整数行频有 1/4fH的频差，称之为为 1/4行
间臵。对于 PAL制来说,fH=15625Hz,fv=50Hz，带
宽为 6MHz，根据 fsc尽量高的原则，取 n=284，所以
fsc为：
fsc=(284-1/4)*15625+25Hz=4.43361875MHz
式中 25Hz是为使色度信号与亮度信号副谱线之间
的间距增大，减少亮色干扰。
HSC fnf ??
??
?
? ??
4
1
记住
2.5.5 制色同步信号
PAL制彩色电视机在解调色度信号时，需要对 PAL行
送 -cos?sct副载波，而对 NTSC行送 cos?sct副载波。因
此需要一个识别 PAL行与 NTSC行的识别信息。这个识别
信息是寄存在每一行的色同步信号相位中，即表现为
相邻两行色同步信号的相位不同。
PAL制色同步信号矢量方框图
U平衡调幅器
V平衡调幅器
+
－ K
+K
Sin ωsct
+cos ωsct
－
90°
+90°
180°180°
－ 135°＋ 135°
Sin (ωsct± 135° ）
Fb
PAL色同步信号矢量图
V 路色同步矢量
V 路色同步矢量
U 路色同步矢量
NTSC 行
色同步矢量
PAL行
色同步矢量
V
Fbv(n+1)
Fbv(n)Fbv(n)
Fbv(n+1)
Fbv +135°
－ 135°－ 45°
+45° U
2.5.6 PAL 制编、解码过程
PAL 解码器及各点波形
亮、色信号分离
梳状滤波器
为了使梳状滤波器能有效地分离两个色度信号，
延迟线的延迟时间要有准确的数值，即延迟后色度信
号的副载波相位要与延迟前相同或相反，以实现相邻
两行色度信号相减或相加时能分别输出两色度分量。
而延迟时间 ?d应选择非常接近于行周期 64 ?s。
63.943?s
延迟线
+
—
F fv
fu
根据,fsc=(284-1/4)fH+25Hz
得,TH=283.75Tsc+25Tsc/15625=283.751Tsc
所以可选择 ?d为副载波半周期 Tsc/2的 567或 568倍关
系，即：
?d=567*Tsc/2=283.5Tsc=63.943?s
设输入到梳状滤波器第 n行色度信号为：
F(n)=Usin?sct+Vcos ?sct=Fu+Fv
第 n+1行色度信号为：
F(n+1)=Usin?sct-Vcos ?sct=Fu-Fv
延迟线输出第 n-1,n行色度信号分别为：
F’(n-1)=-F(n-1)=-Fu+Fv
F’(n)=-F(n)=-Fu-Fv
所以在第 n行输入时，相加电路的输出为：
F(n)+F’(n-1)=(Fu+Fv)+(-Fu+Fv)=2Fv
相减电路的输出为：
F(n)+F’(n-1)=(Fu+Fv)-(-Fu+Fv)=2Fu
在第 n+1行输入时，相加、相减电路的输出分别为：
F(n+1)+F’(n)=(Fu-Fv)+(-Fu-Fv)=-2Fv
F(n+1)+F’(n)=(Fu-Fv)-(-Fu-Fv)=2Fu
梳状滤波器分离色度信号原理
(a) 梳状滤波器分离的波形、频谱
(b)梳状滤波器频率特性：
HSCV
HSCU
TffH
TffH
)(c os2
)(s in2
??
??
?
?
色同步与色度的分离原理及波形
门 A在行扫正程期开启，逆程期关闭；
门 B在行扫正程期关闭，逆程期开启；
2.5.7 PAL制的主要性能特点
1 克服 NTSC制相位敏感的缺点；
2 PAL制采用 1/4间臵，实现了亮度与色度信号的频
谱交错；
3 梳状滤波器在分离色度信号的同时，使亮度串色
的幅度也下降了 3dB；
4 由于采用 1/4间臵，在实现亮色分离技术上较 NTSC
难；
5 存在行顺序效应。
2.6 SECAM制编码制及编、解码过程
2.6.1 SECAM制的主要特点
1 SECAM制中两个色度信号采用顺序传送方
式；
2 发送端对 (R-Y),(B-Y)两个色差信号采
用轮换调频的方式。在接收端要对每一
行色差信号使用两次；
3 对两个副载波信号采用强迫定位方式；
4 由于逐行轮换传送色差信号，使彩色垂
直清晰度下降。
2.6.2 SECAM制编码制方框图
矩
阵
亮度干扰抑制电路 延迟线
+
频率
调制器
带
通
限
幅器
倒
相器
限
幅器
高频
予加重
带
通
副
载波
消隐
门电路 鉴相器
低通
低通
+。 。。
。。 。RG
B
Y
DR
DB
Fh/2
fH/2
9行识
识脉冲
Fv/2 fH/3
fSR
fSB 9行
行脉冲
场频
脉冲
行频
脉冲
S
脉
冲
FBAS
行消隐
脉冲
与彩色电视信号
彩色制式：
指对彩色电视信号加工处理和传输的特定
方式，即 NTSC,PAL,SECAM。
2.1 兼容制传送方式
2.1.1 兼容的必要条件
1 所传送的电视信号中应有亮度信号和色
度信号两部分。
2 彩色电视信号通道的频率特性应与黑白
电视通道频率特性基本一致。
3 彩色电视与黑白电视应有相同的扫描方式及扫
描频率。
4 应尽可能减小黑白电视收看彩色节目时的彩色
干扰，以及彩色电视中色度信号对亮度信号的
干扰。
2.1.2 大面积着色原理
当重现彩色图像时，对面积较大的各种颜色较为
敏感，而对彩色的细节部分辨识能力较差。
因此，彩色图像的细节部分在一定距离上观看，
所表现为亮度上的差别，而无颜色的差别。
那么在传送彩色图像时，只有大面积部分需要在
传送其亮度信息的同时还必须传送其色度信息。而彩
色的细节部分，则可以用亮度信息来取代，例如红色：
r
M HzM HzM Y zM Hz YRYYR 6~03.1~06~03.1~0)( ????
彩色图像细节部分用亮度信息表示
1.0mm 2.5mm 5mm
2.1.3 频谱交错原理
将色度信号通过一副载波的调制，使
谱线搬移，并交错地安插在黑白信号的频
谱中去。
2.2 亮度信号与色差信号
Y=0.3R+0.59G+0.11B
在 Y,R,G,B共 4个变量中，只有 3个
变量时独立的。因此，只要传送 Y与三个基
色中的任意两个，既满足兼容需要，又可
以满足传送亮度与色度信息的需要。
在色度信息时，通常选择传送不反映
亮度信息色度信息，即色差信息：
（ R-Y）、（ G-Y）、（ B-Y）
红色差 绿色差 蓝色差
2.2.1 亮度、色差与 RGB关系
亮度关系式,Y=0.3R+0.59G+0.11B
色差关系式：
(R-Y)=0.7R-0.59G-0.11B
(B-Y)=-0.3R-0.59G+0.89B
(G-Y)=-0.3R+0.41G-0.11B
通常选取 (R-Y)与 (B-Y)作为传送对象。那么
(G-Y)为：
(G-Y)=-0.51(R-Y)-0.19(B-Y)
将色差信号与 Y信号相减即为三基色信号。
记住
彩色图像摄取
在传送黑白电视信号时，其色度信号为零，此
时 R=G=B=E，
Y=0.3E+0.59E+0.11E=E
R-Y=E-E=0
B-Y=E-E=0
若 R,G,B不相等，且不为零，此时被传送的彩
色为非饱和色。只有其中一个或两个为零，则所传
送色彩色为饱和色。
注意：色差信号并不对应某一个颜色，即红色
差信号并不表示红色；蓝色差信号并不表示蓝色。
恒定亮度原理
在不计 γ失真及传输系统非线性的条件下，色差
信号受到干扰时，将不会影响亮度信号。传送后的电
视信号,Yt,(R-Y)t,(B-Y)t，
显示端的信号为,Rd=(R-Y)t +Yt
Bd=(B-Y)t+Yt
Gd=[-0.5(R-Y)t -0.19(B-Y)t ]+Yt
所以显示的亮度为 Yd为：
Yd=0.3Rd+0.59Gd+0.11Bd=Yt
对于黑白电视机而言，接收彩色信号时会产生亮
度误差，只有接收黑白图像时，亮度误差才为零。
2.2.2 标准彩条亮度与色
差信号的波形与特点
100%幅度,100%饱和度
彩条信号。
三基色电压
亮度信号：含直流、单
极性。
色差信号：奇对称、交
流、不含直流成分。
2.3 色度信号与色同步信号
2.3.1 色度信号形成
色度信号：将两个色差信号分别对正交的两个
副载波进行平衡调幅而得到的信号。
1,平衡调幅：即抑制载波的一种调制方式，
调制信号为,
载波信号为：
所以：
tUu scscsc ?c o s?
tUu ?? ?? cos
tUtUtU
ttUU
tuUu
scscscsc
scsc
scsc
)c o s (
2
1
)c o s (
2
1
c o s
c o s)c o s(
c o s)(1
???????
???
??
??
?
?
???
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?
平衡调幅
平衡调幅的过程就是将调制信号与被调制信号相
乘。
tUUtUU
ttUUu
ssss
ss
)c o s (
2
1)c o s (
2
1
c o sc o s1
??????
??
??
?
??
?
平衡调幅的特点：
1,平衡调幅波的幅度与调制信号幅度的绝对
值成正比。
2,调幅信号为正值时，平横调幅波与载波同
相；调幅信号为负值时，平横调幅波与载波反相。
平衡调幅的优点：
由于抑制了载波，可使传送同样信息能量所需
功率大为减少；
减少副载波对亮度过信号的干扰。
2 正交调幅
将两个调制信号分别对频率相等、相位相差 90
度的两个正交载波进行调幅，然后再将着两个调幅
信号进行矢量相加，即可得到正交调幅信号,
如果两个调制信号分别对正交的两个载波进行
平衡调幅，其合成信号即为正交平衡调幅信号：
ttUUttUUu ssss ?? s i n)c o s(c o s)c o s( 2211 ?????? ??
tUtUtUtUu ssss ?? s i nc o sc o sc o s 2211 ?????? ??
3 色度信号的形成
将两个色差信号分别对两个正交的副载波进行
平衡调幅之前，先要进行压缩：
U=0.493(B-Y) V=0.877(R-Y)
然后 U,V分别对两个正交副载波进行调制：
色度信号的振幅和相角分别为：
V
UaVUF
m t a n,
22 ??? ?
tVtUFFF
tVFtUF
scscVU
scVscU
??
??
c o ss i n
c o s,s i n
?????
??
正交平衡调幅色地信号形成框图
副载波发大 U平衡调幅
V平衡调幅
90度移相
U
V
sinωsct sinωsct
cosωsct
Fv
Fu
2.3.2 同步检波原理
同步检波是利用两个色度分量 FU和 FV的相位
差来解调出色差信号的，也称为同步解调。
式中 U/2是解调出的色差信号，频带为
0?1.3MHz。同样利用 cos?sct可解调出 V信号。
t
V
t
UU
ttVtU
ttVtUtF
scsc
scscsc
scscscsc
??
???
????
2s i n
2
2c o s
22
s i nc o ss i n
s i n)c o ss i n(s i n
2
???
??
??
同步检波原理框图
乘法器 低通滤波
90度移相
低通滤波乘法器
副
载
波
恢
复
F
sinωsct
cosωsct
U
V
2.3.3 色同步脉冲
在同步解调过成中，需要一个与发送端同频、
同相的副载波。因此需要在发送端发送彩色全电
视信号的同时发出一个能反映发送端副载波频率
与相位信息的信号，即色同步信号。
2.3.4 彩条对应的信
号波形及矢量图
未压缩彩条信号：
如果彩条信号未压缩，则会造成蓝、
红条彩条信号幅度高于同步脉冲幅度，破
坏同步。
黄条、青条信号低于白色电平，甚至
小于 0，可使发射机产生过调制，造成图像
失真，伴音中断。
彩条矢量图
彩条矢量图：
1,它以矢量方位
表示色调；
2,以矢量大小表
示饱和度。
2.4 NTSC制色差信号及
编码、解码过程
在平衡调制之前，对被压缩的色差信
号 U,V进行一定的变换，即产生 I,Q信号。
I信号带宽为,-1.5～ 0.5MHz；
Q信号带宽为,-0.5～ 0.5MHz。
I,Q信号与 U,V信号之间的关系为：
00
00
V c o s 3 3- U s in 3 3I
V s in 3 3U c o s 3 3Q
??
??
2.4.2 NTSC制编码方框图
矩
阵
电
路
低通 延迟线 平衡调制器
平衡调
制器
+
副载波形成电路
+
延迟线
平衡调
制器
低通
R
G
B
Y
I
Q
123 33 180
S脉冲
K脉冲
A脉冲
Y
FBASFb
NTSC制解码方框图
延迟线
带通
门电路
陷波器
同步检
波器
同步检
波器
副载波恢复
延迟线
矩
阵
电
路
FBAS
Fb
F
123 33
Y
I
Q
R
G
B
矩阵电路
解码矩阵
?
?
?
?
?
?
?
?
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??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
B
G
R
A
B
G
R
I
Q
Y
32.028.060.0
31.052.021.0
11.059.030.0
编码矩阵
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
I
Q
Y
A
B
G
R
1
NTSC制频带分配谱图
-1.25 0 fsc 4.5 MHz
伴音载频
图像载频
QI
2.4.3 NTSC制主要参数及性能
fv=60Hz； fH=15734Hz；
每帧 525行；
图像信号带宽为 4.2MHz；
伴音与图像载频之差为 4.5MHz；
fsc=3.579MHz。
I信号带宽为,-1.5～ 0.5MHz；
Q信号带宽为,-0.5～ 0.5MHz。
NTSC制的特点
1 NTSC制采用 1/2行间臵，使亮度信号与色
度信号频谱以最大距离错开。
2 信号组成方式简单。
3 色度信号每行均以同一方式传送。
4 I信号谱上边带为压缩边带。
5 不足之处在于存在相位敏感性。
2.5 PAL制及其编、解码过程
PAL制是在 NTSC基础上改进并发展产生的。它
克服了 NTSC制对相位敏感的特点。 PAL与 NTSC不同
之处在于使其中一个色度分量 Fv逐行倒相。
2.5.1 相位失真的概念及影响
彩色图像失真：亮度失真、饱和度失真、色度
失真。
色度失真对人最敏感。而引起色度失真的主要
原因在于信号的相位失真。
2.5.2 PAL色度信号
PAL制色度信号 Fv分量逐行倒相，其规律是：如
果第 n行的色度信号为：
第 n+1行色度信号为：
所以 PAL制色度信号的表达式为：
tVtUFFF scscVU ?? c o ss i n ????
tVtUFFF scscVU ?? c o ss i n ????
tVtUFFF scscVU ?? c o ss i n ????
隔行扫描逐行倒相的正负号改变规律
1(+)
314(-)
317(+)
4(-)
2(-)
315(+)
3(+)
316(-)
313(+)
N(NTSC)
P(PAL)
P
N
N
P
P
P
N
N
P
P
N
N
4(+)
2(+)
3(-)
1(- )
314(+)
315(-)
316(+)
317(-)
奇数帧 偶数帧
逐行倒相色度信号矢量图
-Fv
Fn+1
Fv U
V
FnFV
逐行倒相实现框图
U平衡
调幅器
V平衡
调幅器
90度移相 180度倒相
U
U cosωsct +V cosω
sct
V
+cosωsct
PAL
开关
-cosωsctcosωsct
半行频
方波
p
sinωsct
sinωsct
1 2 X
p
X
V
逐行倒相波形关系
0 100 200 300 400 500 600
0(a )
0 100 200 300 400 500 600
0(b )
0 100 200 300 400 500 600
0(c)
(a) 半行频波
(b) 90度移相后
的副载波
(c) 逐行倒相输
出副载波
逐行倒相关系式
式中 m为正整数，且取奇数； ?=2?fH/2。
所以 ± fv信号也是具有以 fH为间隔，与 fu
相加有的信号频谱刚好错开半个行频。
? ??
m
k tmmt s in
14)(
??
??
?
??
? ?????? ? ?
m m
SCSCSCk tmmtmmtt )s i n (
1)s i n (12c o s)( ??
???
PAL色度信号频率
（ a)
(b)
(c)
f
f
f
U U U
U U U U
U
V V V
V V V VV
VU U U U U U U UV V V V V V V V
fH
fHfH
fH fH/2
fH/2 fsc
fsc
2.5.3 PAL克服相位敏感原理
△ φ Fn
F’n+1
F’n+1
Fn+1
F’n F’
U
Fn(N行）
F方位
U
V V
Fn+1(P行）
α
-α0 0
相位无失真情况 相位失真情况
2.5.4 PAL副载波选择分解图
(a)
(b)
(c)
fH/2 fH/2
fH/2 fH/2
fsc
fsc
fsc
fH/4 fH/4 fH/2
UUU U VVVV V V
V V V V V VU U U UYY Y Y Y Y
Y Y
Y
Y
Y
V V
V V
V VUU
U
U Y
行频与副载频之间关系
副载频与整数行频有 1/4fH的频差，称之为为 1/4行
间臵。对于 PAL制来说,fH=15625Hz,fv=50Hz，带
宽为 6MHz，根据 fsc尽量高的原则，取 n=284，所以
fsc为：
fsc=(284-1/4)*15625+25Hz=4.43361875MHz
式中 25Hz是为使色度信号与亮度信号副谱线之间
的间距增大，减少亮色干扰。
HSC fnf ??
??
?
? ??
4
1
记住
2.5.5 制色同步信号
PAL制彩色电视机在解调色度信号时，需要对 PAL行
送 -cos?sct副载波，而对 NTSC行送 cos?sct副载波。因
此需要一个识别 PAL行与 NTSC行的识别信息。这个识别
信息是寄存在每一行的色同步信号相位中，即表现为
相邻两行色同步信号的相位不同。
PAL制色同步信号矢量方框图
U平衡调幅器
V平衡调幅器
+
－ K
+K
Sin ωsct
+cos ωsct
－
90°
+90°
180°180°
－ 135°＋ 135°
Sin (ωsct± 135° ）
Fb
PAL色同步信号矢量图
V 路色同步矢量
V 路色同步矢量
U 路色同步矢量
NTSC 行
色同步矢量
PAL行
色同步矢量
V
Fbv(n+1)
Fbv(n)Fbv(n)
Fbv(n+1)
Fbv +135°
－ 135°－ 45°
+45° U
2.5.6 PAL 制编、解码过程
PAL 解码器及各点波形
亮、色信号分离
梳状滤波器
为了使梳状滤波器能有效地分离两个色度信号，
延迟线的延迟时间要有准确的数值，即延迟后色度信
号的副载波相位要与延迟前相同或相反，以实现相邻
两行色度信号相减或相加时能分别输出两色度分量。
而延迟时间 ?d应选择非常接近于行周期 64 ?s。
63.943?s
延迟线
+
—
F fv
fu
根据,fsc=(284-1/4)fH+25Hz
得,TH=283.75Tsc+25Tsc/15625=283.751Tsc
所以可选择 ?d为副载波半周期 Tsc/2的 567或 568倍关
系，即：
?d=567*Tsc/2=283.5Tsc=63.943?s
设输入到梳状滤波器第 n行色度信号为：
F(n)=Usin?sct+Vcos ?sct=Fu+Fv
第 n+1行色度信号为：
F(n+1)=Usin?sct-Vcos ?sct=Fu-Fv
延迟线输出第 n-1,n行色度信号分别为：
F’(n-1)=-F(n-1)=-Fu+Fv
F’(n)=-F(n)=-Fu-Fv
所以在第 n行输入时，相加电路的输出为：
F(n)+F’(n-1)=(Fu+Fv)+(-Fu+Fv)=2Fv
相减电路的输出为：
F(n)+F’(n-1)=(Fu+Fv)-(-Fu+Fv)=2Fu
在第 n+1行输入时，相加、相减电路的输出分别为：
F(n+1)+F’(n)=(Fu-Fv)+(-Fu-Fv)=-2Fv
F(n+1)+F’(n)=(Fu-Fv)-(-Fu-Fv)=2Fu
梳状滤波器分离色度信号原理
(a) 梳状滤波器分离的波形、频谱
(b)梳状滤波器频率特性：
HSCV
HSCU
TffH
TffH
)(c os2
)(s in2
??
??
?
?
色同步与色度的分离原理及波形
门 A在行扫正程期开启，逆程期关闭；
门 B在行扫正程期关闭，逆程期开启；
2.5.7 PAL制的主要性能特点
1 克服 NTSC制相位敏感的缺点；
2 PAL制采用 1/4间臵，实现了亮度与色度信号的频
谱交错；
3 梳状滤波器在分离色度信号的同时，使亮度串色
的幅度也下降了 3dB；
4 由于采用 1/4间臵，在实现亮色分离技术上较 NTSC
难；
5 存在行顺序效应。
2.6 SECAM制编码制及编、解码过程
2.6.1 SECAM制的主要特点
1 SECAM制中两个色度信号采用顺序传送方
式；
2 发送端对 (R-Y),(B-Y)两个色差信号采
用轮换调频的方式。在接收端要对每一
行色差信号使用两次；
3 对两个副载波信号采用强迫定位方式；
4 由于逐行轮换传送色差信号，使彩色垂
直清晰度下降。
2.6.2 SECAM制编码制方框图
矩
阵
亮度干扰抑制电路 延迟线
+
频率
调制器
带
通
限
幅器
倒
相器
限
幅器
高频
予加重
带
通
副
载波
消隐
门电路 鉴相器
低通
低通
+。 。。
。。 。RG
B
Y
DR
DB
Fh/2
fH/2
9行识
识脉冲
Fv/2 fH/3
fSR
fSB 9行
行脉冲
场频
脉冲
行频
脉冲
S
脉
冲
FBAS
行消隐
脉冲
