第5章(电视原理与接收技术).ppt

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1、国防工业出版社国防工业出版社赵坚勇赵坚勇 编著编著电视原理与接收技术电视原理与接收技术提高接收机质量的措施提高接收机质量的措施 第第5章章 内容提要内容提要 本本章章介介绍绍目目前前中中、高高档档电电视视机机中中采采用用的的提提高高接接收收质质量量的的措措施施，主主要要内内容容包包括括频频率率合合成成式式高高频频调调谐谐器器、准准分分离离式式中中频频放放大大器器、动动态态梳梳状状滤滤波波器器亮亮色色分分离离电电路路、格格式式变变换换、画画质质改改善善电电路路、立立体体声声伴音系统、多制式接收处理等。伴音系统、多制式接收处理等。知识要点MOPLLMOPLL；频率合成式高频调谐器；频率合成式高频调

2、谐器；准分离式中频放大；准分离式中频放大；锁相环同步检波器；锁相环同步检波器；动态梳状滤波器亮色分离电路；动态梳状滤波器亮色分离电路；常用的几种格式变换；常用的几种格式变换；常用画质改善电路；常用画质改善电路；IGRIGR立体声伴音系统；立体声伴音系统；NICAM728NICAM728立体声伴音系统；立体声伴音系统；多制式处理电路。多制式处理电路。教学建议 本章是本教材的三个重点之一，通过本章学习能熟悉现本章是本教材的三个重点之一，通过本章学习能熟悉现代电视机。代电视机。要求熟悉电压合成式高频调谐器、要求熟悉电压合成式高频调谐器、MOPLLMOPLL电路、掌握频电路、掌握频率合成式高频调谐器。

3、率合成式高频调谐器。熟悉准分离式中频放大和锁相环同步检波器。熟悉准分离式中频放大和锁相环同步检波器。了解动态梳状滤波器亮色分离电路。了解动态梳状滤波器亮色分离电路。熟悉常用的几种格式变换。熟悉常用的几种格式变换。掌握常用画质改善电路，黑电平延伸、直方图处理、掌握常用画质改善电路，黑电平延伸、直方图处理、轮廓处理、瞬态改善电路和扫描速度调制。轮廓处理、瞬态改善电路和扫描速度调制。了解了解IGRIGR立体声伴音系统，熟悉立体声伴音系统，熟悉NICAM728NICAM728立体声伴音系立体声伴音系统。统。了解多制式处理电路。了解多制式处理电路。建议学时数为建议学时数为6 6学时，根据需要可适当增加学

4、时，根据需要可适当增加。目 录 n5.1 5.1 频率合成式高频调谐器频率合成式高频调谐器 n 5.25.2分离式中频放大器分离式中频放大器n 5.3 5.3 动态梳状滤波器亮色分离电路动态梳状滤波器亮色分离电路 n 5.4 5.4 格式变换格式变换n 5.6 5.6 立体声伴音系统立体声伴音系统 n 5.7 5.7 多制式接收处理多制式接收处理n 5.5 5.5 画质改善电路画质改善电路 5.1 5.1 频率合成式高频调谐器频率合成式高频调谐器5.1.1 5.1.1 电压合成式高频调谐器电压合成式高频调谐器5.1.2 MOPLL5.1.2 MOPLL5.1.3 5.1.3 频率合成频率合成高

5、频高频调谐器调谐器 普通中小屏幕彩电中多采用电压合成式高频调谐器，其原普通中小屏幕彩电中多采用电压合成式高频调谐器，其原理如图理如图5-15-1所示。调谐器引脚所示。调谐器引脚BLBL、BHBH、BUBU是是VHF-LVHF-L、VHF-HVHF-H、UHFUHF三个频段高放级的供电，提供电源就选择了频段。引脚三个频段高放级的供电，提供电源就选择了频段。引脚AGCAGC是是自动增益控制电压输入，引脚自动增益控制电压输入，引脚AFTAFT是自动频率调谐电压是自动频率调谐电压UAFTUAFT输输入，引脚入，引脚TUTU是调谐电压输入，引脚是调谐电压输入，引脚IFIF是中频信号输出，引脚是中频信号输

6、出，引脚MBMB是电源电压输入。是电源电压输入。5.1.1 5.1.1 电压合成式高频调谐器电压合成式高频调谐器频段频段译码译码BLBLBHBHBUBUDACDACTUTUCPUCPUPWMPWMRFRFMBMB5V 5V IFIF图像中放图像中放AFTAFT电路电路AFTAFTAGCAGC调谐器调谐器 当当CPUCPU接到接收接到接收1313频道的遥控命令时，频道的遥控命令时，CPUCPU一方面送出频段一方面送出频段切换控制信号去频段译码器，让它输出电源电压供给高频调谐切换控制信号去频段译码器，让它输出电源电压供给高频调谐器的器的BUBU端，该电压使调谐器内部电路工作在端，该电压使调谐器内部

7、电路工作在UHFUHF频段；与此同频段；与此同时，时，CPUCPU还送出一定宽度的还送出一定宽度的PWMPWM脉冲去脉冲去D DA A转换电路，将方波信转换电路，将方波信号转换成直流电压并送到调谐器的号转换成直流电压并送到调谐器的TUTU端，该电压控制调谐器内端，该电压控制调谐器内部选频电路，使它们的频率与部选频电路，使它们的频率与1313频道一致。于是高频调谐器从频道一致。于是高频调谐器从天线送来的电视信号中选出天线送来的电视信号中选出1313频道节目信号，并进行放大和混频道节目信号，并进行放大和混频处理，得到频处理，得到38MHz38MHz图像中频信号和图像中频信号和31.5MHz31.5

8、MHz的第一伴音中频信的第一伴音中频信号，两信号从号，两信号从IFIF端输出送到图像中放电路。若高频调谐器内部端输出送到图像中放电路。若高频调谐器内部本振电路频率发生漂移，本振电路频率发生漂移，38MHz38MHz图像中频信号频率也会发生变图像中频信号频率也会发生变化，化，AFTAFT电路对图像中频信号处理后会输出电路对图像中频信号处理后会输出UAFTUAFT误差电压去调误差电压去调谐器谐器AFTAFT端，控制内部本振电路，使本振电路频率回到正常值。端，控制内部本振电路，使本振电路频率回到正常值。现代电压合成式高频调谐器已经取消了引脚现代电压合成式高频调谐器已经取消了引脚AFTAFT及其外围电

9、路，及其外围电路，由由CPUCPU或超级芯片内部锁相环鉴相器产生自动频率控制电压。或超级芯片内部锁相环鉴相器产生自动频率控制电压。RF三混频三混频三本振三本振预中放预中放高通高通中频中频陷波陷波输输入入回路回路输输入入回路回路输输入入回路回路高放高放高放高放高放高放调谐调谐选频选频调谐调谐选频选频调谐调谐选频选频本振本振调谐调谐本振本振调谐调谐本振本振调谐调谐BLBUBHTUIFAGCAFT 电压合成式高频调谐器受温度、电压变化的影响，引起电压合成式高频调谐器受温度、电压变化的影响，引起频率漂移，调谐器稳定度下降。要想实现高速自动调谐选台，频率漂移，调谐器稳定度下降。要想实现高速自动调谐选台，

10、达到可靠性高、频率稳定、切换速度快捷、实现多个调谐器达到可靠性高、频率稳定、切换速度快捷、实现多个调谐器同时进行调谐选台，必须采用频率合成式高频调谐器。同时进行调谐选台，必须采用频率合成式高频调谐器。5.1.2 MOPLL 5.1.2 MOPLL 频率合成式高频调谐器的关键器件是频率合成式高频调谐器的关键器件是MOPLLMOPLL（MixerMixer、Oscillator Phase Lock LoopOscillator Phase Lock Loop），即混频器振荡器锁相环，），即混频器振荡器锁相环，常用电路有常用电路有TITI公司的公司的SN761672ASN761672A。图。图5-

11、25-2是是SN761672ASN761672A的内部结的内部结构图。构图。SN761672ASN761672A是单片混频器、振荡器和锁相环，包含是单片混频器、振荡器和锁相环，包含VHFLVHFL、VHFHVHFH和和UHFUHF三个波段的本地振荡器和混频器，三个波段的本地振荡器和混频器，30V30V输出的调谐输出的调谐放大器和放大器和4 4个个NPNNPN集电极开路型波段开关驱动器，集电极开路型波段开关驱动器，1515位可编程位可编程计数器和可编程基准分频器（计数器和可编程基准分频器（512512、640640、10241024）受）受I I2 2C C总线控总线控制，调谐频率步长可以根据基

12、准分频率选择，制，调谐频率步长可以根据基准分频率选择，SN761672ASN761672A是单是单5V5V电源，电源，TSSOP32TSSOP32（Plastic Thin Shrink Small Outline Plastic Thin Shrink Small Outline PackagePackage）封装。）封装。图图5-2 SN761672A5-2 SN761672A的内部结构图的内部结构图UHF RFINUHF RFINVHF RFINVHF RFINVOL VOL OSCOSC电荷泵电荷泵I I2 2C C总线接口总线接口 波段开关接口波段开关接口 VHF-LVHF-L振荡振

13、荡XTALXTAL8 8SDAASDAASCLASCLABS1BS1C CB BVHI VHI OSCOSCVHF-HVHF-H振荡振荡C CB BUHF UHF OSCOSCUHFUHF振荡振荡C1C1B1B1B2B2C2C2VHFVHF混频混频UHFUHF混频混频IF OUTIF OUTMIX OUT MIX OUT 中放中放1515位计数（位计数（N N）4M4M晶振晶振512/640/1024512/640/1024鉴相器鉴相器5 5级级ADC ADC CPCPVTUVTUBS2BS2 BS3BS3BS4BS4ASASADCSADCSf fREFREF f fDIVDIV 同类产品同类

14、产品SN761677SN761677在在SN761672ASN761672A的基础上增加了的基础上增加了4 4个个NPNNPN射极跟随型波段开关驱动器，增加了片内射极跟随型波段开关驱动器，增加了片内DCDCDCDC转换产生转换产生30V30V调谐放大器电压。调谐放大器电压。同类产品还有东芝公司的同类产品还有东芝公司的TA1303BFNTA1303BFN、INFINEONINFINEON公司的公司的TUA6034TUA6034等。等。当当接接收收DS13DS13频频道道信信号号时时，图图像像载载频频为为471.25MHz471.25MHz，本本振振频频率率为为471.25471.25383850

15、9.25MHz509.25MHz，此此时时经经I I2 2C C总总线线设设定定可可编编程程基基准准分分频频器器分分频频数数为为10241024，f fREFREF4M4M102410243.90625kHZ3.90625kHZ；509.25MHz509.25MHz经经8 8分分频频N N分分频频后后也也应应为为 3.90625kHZ3.90625kHZ，509.25M509.25M8 8N N 3.90625k3.90625k，N N1629616296。1515位可编程计数器应设定为位可编程计数器应设定为1629616296。如本振频率未达到准确调谐值时，数字式鉴相如本振频率未达到准确调谐

16、值时，数字式鉴相器将器将f fDIVDIV、f fREFREF两个信号进行相位比较，输出电压是两个信号进行相位比较，输出电压是两者相位差的函数，此输出电压通过低通滤波器滤两者相位差的函数，此输出电压通过低通滤波器滤除高频分量后，调整除高频分量后，调整SN761672ASN761672A内部电荷泵源的脉内部电荷泵源的脉冲输出，去改变本振压控振荡器的频率，直到本振冲输出，去改变本振压控振荡器的频率，直到本振频率比图像载波频率高出频率比图像载波频率高出38MHz38MHz时时f fDIVDIV=f fREFREF，鉴相器，鉴相器输出的低频控制信号为零，压控振荡器的振荡频率输出的低频控制信号为零，压控

17、振荡器的振荡频率不再发生变化，环路数据处于不再发生变化，环路数据处于“锁定状态锁定状态”，并将，并将此时的分频系数此时的分频系数N N寄存在存储器电路中。与此同时寄存在存储器电路中。与此同时SN761672ASN761672A的选台信息情况通过的选台信息情况通过I I2 2C C总线返回微处理总线返回微处理器，微处理器将修正信息直到完成调谐选台为止。器，微处理器将修正信息直到完成调谐选台为止。当传输信号的载频有微小偏移时，并能跟踪锁相，当传输信号的载频有微小偏移时，并能跟踪锁相，确保稳定接收。确保稳定接收。频率合成调谐器方框图如图频率合成调谐器方框图如图5-35-3所示。所示。VHFLVHFL

18、、VHFHVHFH和和UHFUHF三三个波段有各自的输入回路、高频放大级、双调谐选频回路、片个波段有各自的输入回路、高频放大级、双调谐选频回路、片内的混频器本地振荡器锁相环和本地振荡器的调谐元件。内的混频器本地振荡器锁相环和本地振荡器的调谐元件。5.1.3 5.1.3 频率合成调谐器频率合成调谐器RF图图5-35-3 频率合成调谐器方框图频率合成调谐器方框图SCLMOPLL高通高通中频中频陷波陷波TUMB5V 输入输入回路回路输入输入回路回路输入输入回路回路高放高放高放高放高放高放调谐调谐选频选频调谐调谐选频选频调谐调谐选频选频本振本振调谐调谐本振本振调谐调谐本振本振调谐调谐AGCIF IF

19、ASSASI I2 2C C SDACPVTUIF滤波滤波 1.1.调谐器引脚功能调谐器引脚功能 AGCAGC：在输入信号幅度过大时，电视机的中：在输入信号幅度过大时，电视机的中频单元会改变输入的频单元会改变输入的AGCAGC电压值，抑制信号幅度，电压值，抑制信号幅度，避免由于输入幅度过大造成失真。通常设定为当输避免由于输入幅度过大造成失真。通常设定为当输入信号为入信号为60dBv60dBv时，该处电压为时，该处电压为4V4V。TUTU：主要用于高频头生产过程中，对：主要用于高频头生产过程中，对ICIC产生产生的调谐电压值进行监控，也可输入调谐电压在非锁的调谐电压值进行监控，也可输入调谐电压在

20、非锁相状态下对高频头进行调试和检测。相状态下对高频头进行调试和检测。SASSAS：在：在I I2 2C C总线上挂有多个集成电路时，由总线上挂有多个集成电路时，由CPUCPU选择其中之一在某一时段工作，这时输入的选择其中之一在某一时段工作，这时输入的I I2 2C C数据中指定位代表的电平值与该端子接入电平吻合，数据中指定位代表的电平值与该端子接入电平吻合，高频头开始工作。高频头开始工作。SCLSCL：输入：输入SN761672ASN761672A的串行时钟信号。的串行时钟信号。SDASDA：输入：输入SN761672ASN761672A的串行数据信号。的串行数据信号。NCNC MB MB：提

21、供高频头的工作电压：提供高频头的工作电压(+5V)(+5V)。NCNC 30V 30V：提供高频头需要的：提供高频头需要的30V30V调谐电压，调谐电压，在高频头内部在高频头内部ICIC会将其转换为所需调谐电压会将其转换为所需调谐电压值。值。NCNC IF IF：中频输出端子。：中频输出端子。由由RFRF端端子子进进入入高高频频头头的的电电视视信信号号先先通通过过高高通通滤滤波波器器及及中中频频陷陷波波器器，将将信信号号中中的的中中频频干干扰扰滤滤掉掉，然然后后分分为为三三路路同同时时进进入入VHF-LVHF-L、VHF-HVHF-H、UHFUHF三三个个通通道道。此此时时，SN761672A

22、SN761672A会会根根据据接接收收到到的的I I2 2C C数数据据指指定定的的频频道道，打打开开相相对对应应的的通通道道接接收收信信号号。信信号号进进入入相相应应通通道道后后首首先先进进入入输输入入回回路路，它它的的目目的的是是对对输输入入信信号号进进行行选选频频及及阻阻抗抗匹匹配配，令令输输入入信信号号的的反反射射最最小小，达达到到最最大大输输入入的的目目的的。输输入入回回路路中中的的变变容容二二极极管管会会根根据据SN761672ASN761672A给给出出的的调调谐谐电电压压值值TUTU改改变变为为设设计计预预期期的的容容值值，使使输输入入回回路路在在输输入入信信号号的的频频率率条

23、条件件下下达达到到选选频及最佳匹配的阻抗值。频及最佳匹配的阻抗值。2.2.信号流程信号流程 高频放大由双栅极场效应管组成，两个栅极中一个作高频放大由双栅极场效应管组成，两个栅极中一个作为信号输入端，另一个栅极接入为信号输入端，另一个栅极接入AGCAGC直流电压，用以控制场直流电压，用以控制场效应管源、漏极之间的效应管源、漏极之间的N N型沟道宽窄。型沟道宽窄。AGCAGC直流电压越高，直流电压越高，N N型沟道越宽，高放管电压增益越大。由型沟道越宽，高放管电压增益越大。由SN761672ASN761672A通过控制通过控制切换各高放管信号输入端供电，可以选择信号通道。切换各高放管信号输入端供电

24、，可以选择信号通道。高放之后进入双调谐选频回路，使信号在要求接收的高放之后进入双调谐选频回路，使信号在要求接收的频道位置幅度尽可能达到最大，各方面电性能都尽可能最频道位置幅度尽可能达到最大，各方面电性能都尽可能最佳。两个调谐回路都有变容二极管，在调谐电压佳。两个调谐回路都有变容二极管，在调谐电压TUTU变化时变化时容值会发生变化。当它们的容值为某一个指定的值时，整容值会发生变化。当它们的容值为某一个指定的值时，整个双调谐个双调谐(参差调谐参差调谐)选频回路会在频段内某一个频点的位选频回路会在频段内某一个频点的位置上传输性能及矩形系数达到最佳，并保证一定的频带宽置上传输性能及矩形系数达到最佳，并

25、保证一定的频带宽度。这时所需的调谐电压值取决于设计时的设定。这部分度。这时所需的调谐电压值取决于设计时的设定。这部分电路对电视机的选择性、灵敏度等多项指标有非常大的影电路对电视机的选择性、灵敏度等多项指标有非常大的影响，因此，此处各项参数的搭配非常重要。响，因此，此处各项参数的搭配非常重要。信号在通过双调谐选频回路后进入信号在通过双调谐选频回路后进入MOPLLMOPLL。在。在MOPLLMOPLL内部会对输入的频率与内部会对输入的频率与I I2 2C C数据所需要的频率进数据所需要的频率进行相位比较。如果比较结果显示输入信号频率、本振行相位比较。如果比较结果显示输入信号频率、本振频率与数据要求

26、频率相比有偏差，频率与数据要求频率相比有偏差，MOPLLMOPLL会自动对调会自动对调谐电压谐电压TUTU进行调整，即对本振频率及前级电路频率特进行调整，即对本振频率及前级电路频率特性进行调整，直到信号频率满足要求为止。此时性进行调整，直到信号频率满足要求为止。此时MOPLLMOPLL会将输入信号与本振信号进行混频，之后经过会将输入信号与本振信号进行混频，之后经过中频选频回路输出到中频选频回路输出到IFIF脚。脚。电压合成式高频调谐器输出的调谐电压是连续变电压合成式高频调谐器输出的调谐电压是连续变动的，频率合成式高频调谐器输出的调谐电压是跳变动的，频率合成式高频调谐器输出的调谐电压是跳变的。电

27、压合成调谐时，把高放和本振电路连动调节，的。电压合成调谐时，把高放和本振电路连动调节，频率合成调谐时，先调高放电路，再进行频率监测和频率合成调谐时，先调高放电路，再进行频率监测和锁定控制，然后合成本振调谐电压，调谐本振频率。锁定控制，然后合成本振调谐电压，调谐本振频率。5.2 5.2 准分离式中频放大器准分离式中频放大器5.2.1 5.2.1 准分离式中频放大准分离式中频放大5.2.2 5.2.2 锁相环同步检波器锁相环同步检波器 普普通通的的彩彩色色电电视视机机均均采采用用内内载载波波接接收收方方式式的的中中频频放放大大电电路路，图图像像信信号号和和伴伴音音信信号号共共用用一一个个通通道道，

28、利利用用图图像像中中频频信信号号和和伴伴音音中中频频信信号号的的差差拍拍产产生生6.5MHz6.5MHz的的第第二二伴伴音音中中频频信信号号。因因此此二二者者之之间间相相互互干干扰扰是是很很难难避避免免的的，最最突突出出是是色色副副载载波波与与第第二二伴伴音音中中频频形形成成的的差差拍拍干干扰扰图图像像，即即6.5MHz-4.43MHz=2.07MHz6.5MHz-4.43MHz=2.07MHz的的网网纹纹干干扰扰；还还有有强强图图像像信信号号时时对对伴伴音音信信号号产产生生过过调调制制形形成成的的蜂蜂音音干干扰扰。克克服服上上述述干干扰扰的的最最好好办办法法是是图图像像、伴伴音音中中频频信信

29、号号分分别别由由两两个个独独立立的通道来处理。的通道来处理。5.2.1 5.2.1 准分离式中频放大准分离式中频放大 准准分分离离式式(Quasi(Quasi Split Split SoundSound，QSS)QSS)中中频频放放大大电电路路实实际际上上是是一一种种变变形形的的内内载载波波接接收收方方式式。它它采采用用两两个个独独立立的的声声表表面面波波滤滤波波器器进进行行选选频频，分分别别获获得得图图像像中中频频信信号号和和31.5MHz31.5MHz的的伴伴音音第第一一中中频频信信号号；图图像像检检波波采采用用性性能能优优良良的的PLLPLL（Phase Phase Lock Lock

30、 LoopLoop，锁锁相相环环）同同步步检检波波器器，伴伴音音第第二二中中频频信信号号获获得得的的过过程程中中不不再再使使用用调调幅幅的的图图像像中中频频信信号号，而而是是由由PLLPLL图图像像检检波波器器中中压压控控振振荡荡器器产产生生的的PLLPLL同同步步信信号号所所取取代代。PLLPLL同同步步信信号号频频率率被被严严格格锁锁定定在在图图像像中中频频上上，非非常常稳稳定定且且与与图图像像内内容容无无关关，减减少少了了图图像像与与伴伴音音之之间间的的相相互互干干扰扰。另另外外，由由于于省省去去了了限限幅幅器器，伴伴音音第第一一中中频频信信号号的的幅幅度度得得以以提提高高。既既提提高高

31、了了伴音信号的信噪比，也解决了寄生调幅造成的干扰伴音信号的信噪比，也解决了寄生调幅造成的干扰。图图5-45-4是是准准分分离离式式中中频频放放大大方方框框图图，预预中中放放级级能能补补偿偿后后面面声声表表面面波波滤滤波波器器的的插插入入损损耗耗。经经放放大大的的中中频频信信号号分分两两路路输输出出：一一路路经经声声表表面面波波带带通通滤滤波波器器衰衰减减38MHz38MHz的的图图像像中中频频信信号号后后，送送到到伴伴音音中中放放，放放大大后后经经QSSQSS混混频频处处理理产产生生包包含含数数字字丽丽音音中中频频信信号号在在内内的的6.5MHz6.5MHz第第二二伴伴音音中中频频信信号号；另

32、另一一路路经经带带通通声声表表面面波波滤滤波波器器衰衰减减31.5MHz31.5MHz的的伴伴音音中中频频信信号号后后送送到到图图像像中中放放，图图像像中中频频信信号号放放大大后后进进行行PLLPLL同同步步锁锁相相检检波波，输出视频彩色全电视信号输出视频彩色全电视信号CVBSCVBS。伴伴 音音 中中 频频SAW滤波滤波图图5-45-4 准分离式中频放大方框图准分离式中频放大方框图来自来自调谐调谐预中放预中放IF图图 像像 中中 频频SAW滤波滤波伴音伴音中放中放图像图像中放中放QSS混混 频频AM解调解调第第2伴伴音中频音中频中放中放AGCPLL视视频频同同步检波步检波AGCVCOAPCA

33、FTCVBS5.2.2 5.2.2 锁相环同步检波器锁相环同步检波器 锁锁相相环环同同步步检检波波电电路路如如图图5-55-5所所 示示，压压 控控 振振 荡荡 器器 VCO VCO（Voltage Voltage Controlled Controlled OscillatorOscillator）作作为为同同步步检检波波器器的的开开关关信信号号，VCOVCO与与图图像像载载波波锁锁相相，完完全全不不受受图图像像内内容容的的影影响响，检检波波相相位位十十分分稳稳定定，对对小小信信号号检检波波具具有有良良好好的的线线性性，可可以以消消除除通通道道中中交交调调失失真真引引起起的的串串色色并并减减

34、弱弱差差拍拍干干扰扰，改改善善图图像像信信号号的的微微分分增增益益失失真真和和微微分分相相位位失失真真，消消除除因因图图像像过过调调造造成的伴音蜂音。成的伴音蜂音。图图5-55-5锁相环同步检波方框图锁相环同步检波方框图IFIF图像信号图像信号同步检波同步检波VCOVCOCVBSCVBS开关信号开关信号移相移相9090鉴相器鉴相器5.3 5.3 动态梳状滤波器亮色分离电路动态梳状滤波器亮色分离电路 在普通的彩色电视机中，亮度信号和色度信在普通的彩色电视机中，亮度信号和色度信号通过带通和带阻滤波器进行分离，用一个号通过带通和带阻滤波器进行分离，用一个4.43MHz4.43MHz陷波器从彩色全电视

35、信号中滤去色度信号，陷波器从彩色全电视信号中滤去色度信号，得到亮度信号；用一个中心频率为得到亮度信号；用一个中心频率为4.43MHz4.43MHz带宽为带宽为2.6MHz2.6MHz的带通滤波器从彩色全电视信号中选出色度的带通滤波器从彩色全电视信号中选出色度信号。由于陷波器对色度信号滤不干净，一些色度信号。由于陷波器对色度信号滤不干净，一些色度信号进入亮度通道，引起信号进入亮度通道，引起“彩色干扰彩色干扰”,而亮度信而亮度信号的高频分量损失使图像分辨率下降。在高档大屏号的高频分量损失使图像分辨率下降。在高档大屏幕彩色电视机和专用彩色监视器中采用梳状滤波器幕彩色电视机和专用彩色监视器中采用梳状滤

36、波器对亮、色信号进行分离。可以减小亮度信号与色度对亮、色信号进行分离。可以减小亮度信号与色度信号之间的串扰，又保证亮度高频信息不受损失。信号之间的串扰，又保证亮度高频信息不受损失。5.3.1 5.3.1 梳状滤波器分离原理梳状滤波器分离原理5.3.2 5.3.2 动态数字梳状滤波芯片动态数字梳状滤波芯片5.3.1 5.3.1 梳状滤波器分离原理梳状滤波器分离原理 图图5-65-6是几种亮色分离梳状滤波器原理方是几种亮色分离梳状滤波器原理方框图，其中框图，其中Y Y表示亮度信号、表示亮度信号、YHYH及及YLYL分别表示亮分别表示亮度信号的高频及低频分量、度信号的高频及低频分量、C C表示色度信

37、号、表示色度信号、2T2TH H表示表示2 2行延时器件、行延时器件、312T312TH H表示表示312312行行(1(1场场)延延时器件、时器件、626T626TH H表示表示2 2场场(1(1帧帧)延时器件。延时器件。采用梳状滤波器对视频信号的亮度信号及采用梳状滤波器对视频信号的亮度信号及色度信号进行分离是充分利用了视频信号相邻色度信号进行分离是充分利用了视频信号相邻行、相邻场或相邻帧的相关性以及行、相邻场或相邻帧的相关性以及PALPAL制视频信制视频信号色副载波相位自身的特点。号色副载波相位自身的特点。例如对于图例如对于图5-65-6（a a）、（）、（b b）所示的二维行梳状）所示的

38、二维行梳状滤波器来说，由于视频信号相邻两行的内容基本相同，滤波器来说，由于视频信号相邻两行的内容基本相同，因此亮度信号延时因此亮度信号延时2 2行后波形基本不变；而色度信号行后波形基本不变；而色度信号延时延时2 2行相当于延时了行相当于延时了567.5567.5个副载波周期个副载波周期(64s(64s2 24.43361875MHz=567.5T4.43361875MHz=567.5Tscsc)，因此延时，因此延时2 2行行后的色度信号与直通信号正好反相。又以图后的色度信号与直通信号正好反相。又以图5-65-6（c c）所示的三维场梳状滤波器来说，如果。视频信号反映所示的三维场梳状滤波器来说，

39、如果。视频信号反映的不是快速运动的物体，则相邻的不是快速运动的物体，则相邻2 2场的视频信号波形场的视频信号波形基本相同；而色度信号延时基本相同；而色度信号延时312312个行周期延时了个行周期延时了88530.588530.5个副载波周期个副载波周期(312T(312TH H=312=31264s64s4.43361875MHz=88530.5T4.43361875MHz=88530.5TSCSC)，延时延时312312行后的色度信号与直通信号正好反相。如图行后的色度信号与直通信号正好反相。如图5-55-5中标注的那样，通过延时线及加、减、乘法器就中标注的那样，通过延时线及加、减、乘法器就可

40、以得到干净的亮、色信号。可以得到干净的亮、色信号。带通带通2T2TH HY+CY+CY YH H+C+CY YH H-C-C2C2C1/21/2C CY YC C+带通带通2T2TH HY+CY+CY+CY+CY-CY-C1/21/2C CY Y+2T2TH HY+CY+C1/21/2延迟均衡延迟均衡（a a）一阶二维行梳状滤波器）一阶二维行梳状滤波器（b b）二阶二维行梳状滤波器）二阶二维行梳状滤波器图图5-65-6几种亮几种亮/色分离梳状滤波器方框图色分离梳状滤波器方框图（c c）一阶三维场梳状滤波器）一阶三维场梳状滤波器（d d）一阶三维帧梳状滤波器）一阶三维帧梳状滤波器低通低通312T

41、312TH HY+CY+CY YH H+C+CY YL LC CY Y+1/21/2延迟均衡延迟均衡Y YH H-C-C2Y2YH HY YH H+Y YH H+C+C1/21/22C2C低通低通626T626TH HY+CY+CY YH H+C+CY YL LC CY Y+1/21/2延迟均衡延迟均衡Y YH H-C-C2Y2YH HY YH H+Y YH H+C+C1/21/22C2C 上述行梳状滤波器利用延时上述行梳状滤波器利用延时2 2行的信号与行的信号与直通信号进行运算，当参加运算的信号相关系直通信号进行运算，当参加运算的信号相关系数很大时，亮色分离效果明显；但是当参与运数很大时，亮

42、色分离效果明显；但是当参与运算的信号相关系数较小，即图像在垂直方向上算的信号相关系数较小，即图像在垂直方向上有较大变化时，分离效果就会变得很差有较大变化时，分离效果就会变得很差(通过通过加、减法器不能将某种信号消除干净加、减法器不能将某种信号消除干净)，使得，使得图像在垂直方向有内容突变的区域变得模糊并图像在垂直方向有内容突变的区域变得模糊并引起亮色互串。此时的二维行梳状滤波还不如引起亮色互串。此时的二维行梳状滤波还不如普通一维滤波效果好。普通一维滤波效果好。对于场梳状滤波器来说，如果视频信号反映的对于场梳状滤波器来说，如果视频信号反映的是快速运动的物体，则相邻是快速运动的物体，则相邻2 2场

43、因为有场因为有20ms20ms的时间差而的时间差而使其视频信号波形发生了较大的变化，此时相邻使其视频信号波形发生了较大的变化，此时相邻2 2场场 信号相加、减便不能将亮度或色度信号消除干净。因信号相加、减便不能将亮度或色度信号消除干净。因此，更高档次的彩色监视器采用自适应型梳状滤波器，此，更高档次的彩色监视器采用自适应型梳状滤波器，如二维自适应梳状滤波器是将二维梳状滤波电路和一如二维自适应梳状滤波器是将二维梳状滤波电路和一维滤波电路组合在一起，并在电路中设置垂直信号检维滤波电路组合在一起，并在电路中设置垂直信号检测和切换电路，当检测到图像在垂直方向变化较小时，测和切换电路，当检测到图像在垂直方

44、向变化较小时，用二维梳状滤波；而当检测到图像在垂直方向有较大用二维梳状滤波；而当检测到图像在垂直方向有较大变化时，由切换电路自动转换到一维滤波方式。同理，变化时，由切换电路自动转换到一维滤波方式。同理，三维自适应梳状滤波器是将三维梳状滤波电路、二维三维自适应梳状滤波器是将三维梳状滤波电路、二维梳状滤波电路及一维滤波电路组合在一起，并在电路梳状滤波电路及一维滤波电路组合在一起，并在电路中设置视频运动检测及垂直信号检测和切换电路，根中设置视频运动检测及垂直信号检测和切换电路，根据检测的结果，自动选择最佳滤波方式据检测的结果，自动选择最佳滤波方式5.3.25.3.2动态数字梳状滤波芯片动态数字梳状滤

45、波芯片 1.TDA9181 1.TDA9181 SAA4961SAA4961自适应多标准梳状滤波器是飞利浦公司自适应多标准梳状滤波器是飞利浦公司19971997年产品。年产品。TDA9181TDA9181双制式动态数字梳状滤波电路是飞利浦双制式动态数字梳状滤波电路是飞利浦公司公司20002000年产品，通过外部控制可实现年产品，通过外部控制可实现1H1H、2H2H、4H4H等等延时，可对延时，可对PALPAL、NTSCNTSC制的视频彩色全电视信号进行制的视频彩色全电视信号进行梳状滤波，彻底分离出亮度信号和色度信号。一般与梳状滤波，彻底分离出亮度信号和色度信号。一般与I I2 2C C总线控制

46、总线控制TVTV小信号处理电路小信号处理电路TDA9321HTDA9321H配合使用。配合使用。TDA9181TDA9181内部电路方框图如图内部电路方框图如图5-75-7所示。所示。TDA9181TDA9181允许有两允许有两种输入信号：一种是视频彩色全电视信号种输入信号：一种是视频彩色全电视信号(CVBS)(CVBS)，另一种信，另一种信号是来自号是来自S S端子的亮、色分离信号。两信号分别经钳位后由输端子的亮、色分离信号。两信号分别经钳位后由输入选择信号选取一路后进行梳状滤波，分离出的亮度信号和入选择信号选取一路后进行梳状滤波，分离出的亮度信号和色度信号经输出选择开关切换后，分别输出。色

47、度信号经输出选择开关切换后，分别输出。图图5-7 TDA91815-7 TDA9181结构方框图结构方框图2H2H4H4H延时线延时线箝位箝位箝位箝位低通低通自适应自适应梳状梳状滤波器滤波器低通低通低通低通CVBSCVBS入入S S端亮入端亮入亮度亮度输出输出色度色度输出输出输入选择输入选择输出选择输出选择沙堡脉冲沙堡脉冲沙堡脉冲沙堡脉冲检测器检测器滤波器滤波器调整电路调整电路4f4fSCSC时时 钟钟 信信号产生器号产生器S S端色入端色入SYS1SYS1SYS0SYS0f fSCSC2f2fSCSCf fSELSEL 为实现数字式梳状滤波，需对输入的视频彩色全电视信号为实现数字式梳状滤波，

48、需对输入的视频彩色全电视信号进行数字化处理，其采样频率为进行数字化处理，其采样频率为4f4fSCSC。TDA9181TDA9181内部的内部的PLLPLL时钟发时钟发生器产生的生器产生的4f4fSCSC时钟信号，除用作时钟信号，除用作A AD D变换时的采样时钟外，还变换时的采样时钟外，还给给2H2H4H4H延迟线、自适应梳状滤波器和低通滤波器调整使用。延迟线、自适应梳状滤波器和低通滤波器调整使用。TDA9181TDA9181的的f fSCSC2f2fSCSC引脚输入引脚输入f fSCSC或或2f2fSCSC同步信号，用以锁定时钟同步信号，用以锁定时钟发生器的振荡频率和相位。发生器的振荡频率和

49、相位。f fSELSEL脚为低电平时，输入副载波信号脚为低电平时，输入副载波信号f fSCSC；为高电平时，输入；为高电平时，输入2fsc2fsc信号。信号。TDA9181TDA9181的的SYS1SYS1、SYS0SYS0脚为制脚为制式控制端，当其为式控制端，当其为0000、0101、1010、1111时，分别控制时钟发生器产时，分别控制时钟发生器产生生PAL-MPAL-M、PAL-DPAL-D、NTSC-MNTSC-M、PAL-NPAL-N的的4fsc4fsc时钟信号。时钟信号。沙堡脉冲经检测电路检测出色同步信号，以控制钳位电路沙堡脉冲经检测电路检测出色同步信号，以控制钳位电路和滤波调整电

50、路。滤波调整电路对色同步和副载波信号进行相和滤波调整电路。滤波调整电路对色同步和副载波信号进行相位比较，产生出一个控制电压去自动调整三个低通滤波器的谐位比较，产生出一个控制电压去自动调整三个低通滤波器的谐振频率，使其工作与彩色信号的制式相对应。振频率，使其工作与彩色信号的制式相对应。TDA9181TDA9181只对标准的只对标准的PAL-DPAL-D（B B、G G、H H、I I、M M、N N）或）或NTSC-MNTSC-M制式的视频彩色全电视信号进行制式的视频彩色全电视信号进行Y Y、C C分离，对分离，对SECAMSECAM制式或黑白制式或黑白信号不作处理，即直接输出。信号不作处理，即