电视机原理与维修教案.doc

电视机原理与维修教案
【课题】
第一章光和色的基本知识
第一节光的基本性质
第二节色度学的基本知识
新授课
【教学目标】
1．知识目标：了解光的特性，明确可见光的概念，了解五种主要标准光源；理解彩色三要素和三基色原理，掌握亮度方程。
2．能力目标：能运用所学知识解答与彩电相关的光学问题，为以后学习彩电原理打下理论基础。
3．情感目标：激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度。
【教学重点】三基色原理、亮度方程。
【教学难点】对三基色原理的理解。
【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖导入〗（1分钟）
在彩电技术中涉及到许多光学知识，如可见光的颜色、配色实验、三基色原理以及亮度方程等，当我们学好这些光学知识后，就为以后学习彩电原理与维修技术打下了一定的理论基础。
〖新课〗
读书指导法、分析法、演示。
第一节光的特性与光源
一、光的特性
光是一种客观存在的物质，兼有波动性和粒子性，并以电磁波的形式传播。电磁波谱如图所示。其中只有人们眼睛可看到的那一小部分叫做光、准确的叫可见光。

二、可见光谱与白光源
不同波长的光波所呈现的颜色各不相同，随着波长的缩短和频率的升高，依次为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
只含有单一波长成分的光称为单色光或谱色光。
包含有两种或两种以上波长的光称为复合光。
1．白光的分解
白光可以被分解为单色光，称为白光的分解。
在实验室中也可以进行白光的分解（作三棱镜分光演示实验，引导学生观察分解出的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种不同波长的彩色光，如图所示。）。

在这中间还有许多中间色。
2．标准光源
按国际规定选用如下五种主要标准光源(即标准白光)，它们的光谱分布如图所示。

（1）A光源
它相当于钨丝灯在2 800 K时发出的光。其波谱能量分布如图中曲线A所示，它的灯光常带橙红色，不如太阳光白，A光源的相关色温为2 854 K。
（2）B光源
它接近于中午直射的阳光，相关色温为4 800 K，可以用特制的滤色镜从A光源获得。
（3）C光源
它相当于白天的自然光，相关色温为6 800 K，也可以用特制的滤色镜从A光源获得。由图中的曲线C可以看出，其波谱能量在400 ～ 500 nm处较大，所含蓝光成分多。
（4）D65光源
它相当于白天的平均照明光，相关色温为6 500 K，被作为彩色电视中的标准白光，可以由彩色显像管荧光屏上的三种荧光粉发出的光适当配合而获得，相应光谱分布如图中的虚线D6500所示，它与C光源很接近。
（5）E光源
它是一种假想的等能白光（），光谱分布为一条直线，即所有波长的光都具有相等辐射功率时所形成的白光，这实际上是不可能的。采用它纯粹是为了进行理论研究和简化色度学的计算。
第二节 色度学的基本知识
一、彩色三要素
1．亮度
是光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。对于发光物体来说，它所含的能量大则显得亮，反之则暗。
2．色调
是指光的颜色。红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等不同颜色分别表示不同的色调，是彩色的重要属性。
3．色饱和度
色饱和度又称色浓度，是指彩色所呈现的深浅程度。色饱和度越高，颜色越深，反之则越浅。
色调和色饱和度又合称为色度。它既反应了颜色的类别，又反应了颜色的深浅程度。
二、景物的彩色
景物呈现什么彩色取决于两个条件：
1．景物表面的光学属性，即它对不同波长的光吸收、反射或透射的特性；
2．光源的光谱成分。
色对光并不具有单一的对应性，几乎自然界中所有的彩色都能由红、绿、蓝三种波长的单色光以适当的比例混合配出。
三、三基色原理
选择三种基色，将它们按不同比例进行组合，以引起各种不同的彩色感觉。
1．三种基色必须是相互独立的，即任一基色不能由另两种基色混合而成。电视技术中确定以红、绿、蓝为三基色，分别用R、G、B表示，按国际上统一规定：
R——红光，波长为700 nm [R为Red（红）的缩写]
G——绿光，波长为546.1 nm [G为Green（绿）的缩写]
B——蓝光，波长为435.8 nm [B为Blue（蓝）的缩写]
2．自然界的所有彩色几乎都可以用三种基色按一定比例混合而成；反之，任何彩色也可分解为比例不同的三种基色。
这可以用空间混色实验证明：我们将红、绿、蓝三种色光同时投射到一个白色屏幕上时，通过调节三种色光的比例，可以混合出千变万化的各种颜色，典型的是如图所示的相加混色效果，即：
红 + 绿 = 黄
红 + 蓝 = 紫
绿 + 蓝 = 青
红 + 绿 + 蓝 = 白

3．混合色的亮度等于参与混色的基色的亮度的总和。
4．用三基色混合成的彩色，其色调和色饱和度皆由三基色的比例决定。
相加混合法：将三种基色光按不同比例投射到显像管的荧光屏上，不同比例的三种基色光相加而获得千变万化的彩色图像。
四、显像三基色与亮度方程
1．显像三基色
显像三基色：彩色显像管荧光屏上的三种荧光粉在电子束轰击下分别发出红、绿、蓝三种基色光。
不同荧光物质所呈现的亮度和色度各不相同，我们可以通过配色实验得出任一彩色光所需的红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色的量值，从定性的角度得到各种颜色的混色规律，得到亮度方程。
2．亮度方程
我们可以通过配色实验得到白光，并可确定红、绿、蓝三种基色光的混合比例。白光的强度不同就会产生不同的亮度感觉，如果用Y表示亮度信号，则Y也可用配色方程写出：
Y = R [R] + G [G] + B [B]
不同的彩色电视制式(具体含义后面讨论)的显像三基色是有差异的，所用的标准光也不一样。现以NTSC制为例确定显像三基色配出白光的数量关系式：
Y = 0.299 [Re] + 0.59 [Ge] + 0.114 [Be]
式中的[Re]、[Ge]、[Be]分别为显像三基色单位、为方便起见可直接写作R、G、B。故上式可近似地写作
Y = 0.30 R + 0.59 G + 0.11 B
这是彩色电视技术中一个非常重要的公式。
我国采用的是PAL制、它的显像三基色和标准白光与前者略有不同、因而亮度方程也有差异，如下式所示
Y = 0.222 R十0.707 G十0.071 B
练习法
由于PAL是在NTSC制的基础上改进而来，而且实践证明沿用NTSC制的亮度方程进行设计，重现图像的亮度误差并不大，基本上可以满足人眼视觉对亮度的要求。
练习：1-1、1-3、1-4、1-6
小结：在本次课中对可见光的光谱、彩色三要素和亮度方程等光学知识进行了初步学习，并运用这些知识解答了相关的问题。
作业：1-2、1-5
板书：
第一节光的基本性质
一、光的特性
光是一种客观存在的物质，兼有波动性和粒子性，并以电磁波的形式传播。
人们眼睛可看到的那一小部分叫做光、准确的叫可见光。
二、可见光谱与白光源
1．白光的分解
2．标准光源
有A、B、C、D65、E，共五种白光源。
第二节色度学的基本知识
一、彩色三要素
亮度、色调、色饱和度
二、景物的彩色
景物是在特定光源照射下反射一定的可见光谱成分作用于人眼而引起的视觉效果。
三、三基色原理
选择三种基色，将它们按不同比例进行组合，以引起各种不同的彩色感觉。
四、显像三基色与亮度方程
Y = 0.30 R + 0.59 G + 0.11 B

【课题】
第二章电视信号的形成和传输
第一节图像分解与光电转换
新授课
【教学目标】
1．知识目标：了解电视信号形成和传播的基本过程；理解像素、图像的分解与光电转换、模拟信号和数字信号等概念。
2．能力目标：能运用所学知识求解答相关问题，为以后学习视频信号等知识奠定基础，培养学生的形象思维能力。
3．情感目标：培养学生的学习兴趣和良好的职业道德。
【教学重点】图像的分解与光电转换、模拟信号和数字信号
【教学难点】对光电转换过程的理解。
【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖导入〗（1分钟）
电视技术就是根据人眼视觉的特性，以一定的信号形式来传输活动景象的技术。在传统的电视系统中采用模拟信号的形式来传输图像信息和伴音信息，构成了一套完整的模拟电视系统；近期开始采用数字信号的形式来传输图像信息和伴音信息，将逐步形成一套完整的数字电视系统，从而取代传统的模拟电视系统。无论是模拟电视系统还是数字电视系统，对活动景象的信息处理都离不开图像的分解与光电转换。
读书指导法、分析法、演示。
〖新课〗
第一节图像分解与光电转换
首先来了解活动景象的信息传输过程。
如图所示，直观展示了活动景象信息传输的三个重要环节：电视信号的形成、电视信号的传播、电视信号的终端显示。

一、图像的分解与像素
像素：电视系统分解和综合图像的最小单元。
顺序逐行扫描传输电视图像产生“中”字的过程及相应信号如图所示。

（a）需要分解后的图像　（b）投映至摄像管上的图像

（c）第1、2行的电压波形　（d）第3行的电压波形
（e）第4、5行的波形　（f）第6行的波形　（g）第7、8、9行的波形
二、光电转换和顺序扫描
1．光电转换：用摄像管把图像的光信号转变成相应的电信号。
电视方式传送图像采用的是将一幅图像分解成若干个像素按一定顺序逐点转换成电信号传送的。
2．扫描：电视系统中通过电子束有规律的运动，实现电视图像的分解与还原，称电子束有规律的运动为扫描。
3．图像信号：利用电子束的扫描进行光电转换，得到反映像素明暗变化的电压信号。
三、模拟信号
高电平表示图像暗的部分，低电平表示的是图像亮的部分。如果图像的明暗变化不仅仅是黑白两种，而是由白逐渐过渡到灰、深灰、黑等各种层次，则电压的变化也就会由低逐渐升高，再逐渐降低而出现各种幅度变化，而且是连续的。我们把这种用电压波形模拟图像亮度信息变化的信号称为“模拟信号”。
四、数字信号
1．数字信号
如果传输过程中不是用这种连续的电压变化，而是用“0”和“1”以及由它们所组成的数字串来传送信息，则称为“数字信号”。数字信号这种方式同样可以用来传输图像中各点像素的亮度信息和空间位置。
2．数字信号可用反映高低电平变化的一组二进制代码表示
现仍以最简单的“中”字为例对这种传输方式作非常粗略的介绍。如果用“1”表示高电平，用“0”表示低电平。则图（c）中第1行的电压变化可转化为0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；第2行的电压变化同样可转化为0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；第3行的电压变化可转化为0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0；第4行的电压变化可转化为0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0；第5行……。这样可得到由“0”和“1”组成的图像：
第1行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；
第2行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；
第3行为 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0；
第4行为 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0；
第5行为 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0；
第6行为 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0；
第7行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；
第8行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0；
第9行为 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0。
如果将这些由“0”和“1”构成的信号通过信道传送到接收端，又将“1”还原成高电平，将“0”还原成低电平，并以此为准控制显像管，似然可以在荧光屏上得到这个“中”字。
练习法

练习：2-1、2-2。
小结：在本次课中分析了电视信号形成和传播的基本过程；着重研究了像素、图像的分解与光电转换、模拟信号和数字信号等概念。希望同学们认真完成课后作业，将学过的知识灵活加以运用。
作业：2-3
板书：
第一节 图像分解与光电转换
一、图像的分解与像素
1．像素
2．像素的特征
二、光电转换与顺序扫描
1．光电转换
2．扫描
3．图像信号
三、模拟信号
四、数字信号
1．数字信号
2．数字信号可用一组二进制代码表示

【课题】
第二节 电子扫描与图像清晰度
新授课
【教学目标】
1．知识目标：理解逐行扫描、帧频、帧周期、行频、行周期、隔行扫描、场频、场周期、图像分辨率和清晰度概念；了解电视图像幅型比与扫描格式。
2．能力目标：能运用所学知识求解答相关问题，为以后学习视频信号等知识奠定基础，培养学生的形象和逻辑思维能力。
3．情感目标：培养学生的学习兴趣和创新意识。
【教学重点】
逐行扫描、帧频、帧周期、行频、行周期；图像分辨率和清晰度。
【教学难点】
对帧频、帧周期、行频、行周期的理解。
【教学方法】
复习法、读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】
2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖导入〗（3分钟）
师生互动：让学生回答下列问答题
1．像素？
2．图像信号？
3．模拟信号？
【教学过程】
〖新课〗
第二节 电子扫描与图像清晰度
一、电子扫描的扫描方式
1．逐行扫描
电子束水平方向的运动称为行扫描，电子束垂直方向的运动称为场扫描。
电子束有规律的沿画面自左至右、自上而下一行行移动称为逐行扫描。电子束逐行扫描如图所示。

每帧行数625；每场行数为625/2＝312.5。
行频，行周期。
2．隔行扫描
理论分析和实践表明，满足人眼的连续感、不闪烁感和清晰度要求，采用逐行扫描方式时，信号带宽太宽。实际中均采用隔行扫描方式。
隔行扫描是把一帧图像分成两场进行扫描，一场扫1、3、5、……奇数行，称奇数场；下一场扫2、4、6、……偶数行，称偶数场。如此反复。隔行扫描重现图像必须保证两场光栅正确镶嵌如图所示。

我国电视制式：
帧频，帧周期。
场频；场周期。
二、电视图像幅型比与扫描格式
1．电视图像幅型比
是指由电子扫描所形成的光栅或电视图像的宽、高比例。传统模拟电视的幅型比为4：3，近期开播的高清晰度电视的幅型比为16：9。
2．扫描格式
通常用图像水平方向和垂直方向有效像素的乘积来表示。我国目前用得比较多的几种图像格式见表。
我国目前常用的几种图像格式
分类
图像格式
（扫描格式）
电子扫描
总行数
每行含
有效像素
每帧图像含
有效行数
幅型比
（宽、高比）
等效
像数（万）
模拟标清电视
766×575
625
766
575
4：3
44
数字标请电视
720×576
625
720
576
4：3
41.5
数字增强电视
1280×720
750
1280
720
16：9
92.2
数字高清电视
1920×1080
1125
1920
1080
16：9
207.4
三、图像分辨力与电视图像清晰度
图像分辨力与电视图像清晰度是两个关系非常密切但又完全不同的概念。
1．电视图像的清晰度
是主观感觉到的电视画面细节呈现的清晰程度，用人眼所能分辨的最大电视线数表示。
2．图像分辨力
是指电视系统本身分解像素的能力，用水平方向和垂直方向的像素点阵表示，不受主观感觉的影响。只有当信号源的分辨力与接收终端成像器件固有分辨力完全相同，而且信号在处理和传输全过程中都不产生失真的情况下，才能在终端显示屏上显示出所有的像素。一般情况下，我们在电视机显示屏上能够看到的电视画面清晰度会低于其系统分辨力。
模拟电视系统：虽然规定扫描总行数为625行，但其中只有正程的575行能产生图像，表中称为每帧图像所含有效行数；按照4:3的幅型比，则水平方向的图像分解力应为575×4/3 = 766个像素；所以传统模拟电视系统的图像分辨力可以认为是766×575，这也就是他的图像格式。
数字标准清晰度电视的图像格式： 720×576，与模拟电视非常接近。但是，我们不能将575线或576线作为标准清晰度电视机的清晰度要求，实际上是达不到的，规定其电视图像清晰度应≥ 450电视线。
高清晰度电视机：电视图像清晰度≥720电视线

练习： 2-4
小结：在本次课中着重研究了逐行扫描、帧频、帧周期、行频、行周期、隔行扫描、场频、场周期、图像分辨和清晰度等概念。希望同学们认真完成课后作业，将学过的知识灵活加以运用。
作业：2-5
板书：
第二节电子扫描与图像清晰度
一、电子扫描的扫描方式
1．逐行扫描
2．隔行扫描
二、电视图像幅型比与扫描格式
1．电视图像幅型比
2．扫描格式
三、图像分辨力与电视图像清晰度
1．电视图像的清晰度
2．图像分辨力

【课题】 第三节 视频信号
新授课
【教学目标】
1．知识目标：理解视频信号、图像信号、行场消隐信号、行场同步信号的概念以及图像信号的幅度与波形的关系。
2．能力目标：能运用所学知识求解答相关问题，为以后学习高频电视信号等知识奠定基础，培养学生的形象思维能力。
3．情感目标：培养学生的学习兴趣和创新意识。
【教学重点】
图像信号、行场消隐信号、行场同步信号。
【教学难点】
对视频信号波形的识读、行同步与行消隐信号的异同。
【教学方法】
复习法、读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】
2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖导入〗（3分钟）
师生互动：让学生回答下列问答题
复习法
1．逐行扫描？
2．行周期？
3．场周期？
4．隔行扫？
【教学过程】
〖新课〗 视频信号第三节
视频信号又称全电视信号，黑白全电视信号包括图像信号、复合消隐信号、复合同步信号。全电视信号波形如图所示。

一、图像信号
1．图像信号的位置
图像信号出现在行正程期间。含有行同步、行消隐信号的视频信号波形及相互关系如图所示。图中为行正程时间。

2．图像信号的幅度与波形
图像信号是电平高低反应图像亮暗的电信号。
特点：具有单极性和脉冲性。
3．图像信号的频率 
图像信号及对应的负极性波形如图，分析可知：图像信号的频率范围为。

二、消隐信号
作用：提供电子束消隐宽度、视频信号基准电平的信息。包括行消隐脉冲和场消隐脉冲。
1．行消隐脉冲：宽度，每行一个。
2．场消隐脉冲：宽度25H（H指一行）即，每场一个。
三、同步信号
作用：提供扫描频率和相位信息的信号。包括行同步信号和场同步信号。
1．行同步信号：提供行扫描频率和相位信息，前沿表征行逆程开始的时刻。宽度，每行一个。
2．场同步信号：提供场扫描频率和相位信息，前沿表征场逆程开始的时刻。宽度，每场一个。
行同步、场同步信号的电平范围都是位于比黑还黑的电平范围内，即以消隐电平为基准位于与图像信号相反的电平范围，幅度为0.3 V。
练习：2-6、2-7、2-9
小结：在本次课中着重研究了视频信号、图像信号、行场消隐信号、行场同步信号等概念。希望同学们认真完成课后作业，将学过的知识灵活加以运用。
作业：2-8、2-10
板书：
第三节视频信号
一、图像信号
1．图像信号的位置
2．图像信号的幅度与波形
3．图像信号的频率范围
二、消隐信号
1．行消隐信号
2．场消隐信号
三、同步信号
1．行同步信号
2．场同步信号

【课题】
第四节 高频电视信号的形成及传输
新授课
【教学目标】
1．知识目标：了解高频电视信号的概念、电视频道的划分及多种传输方式；理解视频电视信号的频谱和调幅以及残留边带发送、伴音信号的调频及频谱。
2．能力目标：能运用所学知识解答与彩电相关的问题，为以后学习彩色电视信号等专业知识形成较坚实的认知能力、形象思维和分析解决问题能力。
3．情感目标：激发学生浓厚的学习兴趣。
【教学重点】
视频电视信号的调幅、伴音信号的调频。
【教学难点】
对视频电视信号的频谱、伴音信号的调频及频谱的理解。
【教学方法】
复习法、读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】
2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖导入〗（3分钟）
复习法
师生互动：让学生回答下列问答题
1．图像信号的频率范围？
2．行同步信号的作用？
3．场同步信号的作用？
读书指导法、分析法、演示法。

〖新课〗
第四节 高频电视信号的形成及传输
为远距离传输，需将全电视信号变换成高频电视信号，即将全电视信号调制到50 ~1 000 MHz的射频载波上，称为射频电视信号，通过天线变换成电磁波辐射。
一、视频电视信号的调制与残留边带发送
1．视频信号的调幅
特点：振幅变换反应调制信号，可用包络检波器解调。已调信号高频振荡相位连续，无突变点。
视频信号高频调幅波的形成及波形如图所示。

2．视频调幅波的频谱
一般调幅波的频谱和占有带宽如图所示。

3．残留边带调幅发送
为减小传输射频信号的带宽，电视信号均采用残留边带方式发送，我国每频道电视信号频谱如图所示。

二、伴音信号的调制
电视伴音信号的音频范围为20 Hz ~ 15 kHz。采用调频方式传输。即高频载波的频率随正弦波F的振幅而变。
调频波波形如图所示。

我国电视制式规定，伴音载频比图像载频高6.5 MHz，带宽为 ± 0.25 MHz。
三、电视频道的划分及多种传输方式
1．无线电视广播
我国正规电视频道（DS1～DS68）频谱分配如图所示。

2．有线电视广播
有线电视方式即通过电缆或光缆线路采用闭路方式传输电视信号。国家广电总局对有线电视广播系统的波段、功能做了新的规定，新的频谱分配如图所示。

有线电视传输系统的波段划分
波 段
频 率 范 围 （MHz）
业 务 内 容
R
5~65
上行业务
X
65~87
过渡带
FM
87~108
广播业务
A
110~1000
模拟电视、数字电视、数据业务
3．卫星电视广播
用于远距离传输高频电视信号。

练习法
练习：
1．高频电视信号？
2．画出视频调幅波。
3．画出音频调频波。
小结：在本次课中着重研究了视频信号的调幅、伴音信号的调频等知识。希望同学们在准确理解这些知识的基础上，结合课后作业，将学过的知识灵活加以运用。
作业： 2-11
板书：
第四节高频电视信号的形成及传输
一、视频电视信号的调制与残留边带发送
1．视频信号的调幅
2．视频调幅波的频谱
3．残留边带调幅发送
二、伴音信号的调制
1．音频信号的调频
2．音频调频波的频谱
3．高频伴音频信号
三、电视频道的划分及多种传输方式
1．无线电视广播
2．有线电视广播
3．卫星电视广播

【课题】
第五节彩色电视信号
新授课
【教学目标】
1．知识目标：了解彩色图像的分解和三基色信号的产生、兼容性和逆兼容性；理解亮度信号、色差信号的概念及形成过程。
2．能力目标：能运用所学知识解答与彩电相关的问题，为以后学习彩色电视技术形成较强的认知能力、形象思维和分析解决问题能力。
3．情感目标：培养学生的创新思维和良好的学习习惯。
【教学重点】
亮度信号、色差信号。
【教学难点】
复习法
对亮度信号、色差信号形成过程的理解。
【教学方法】
复习法、读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】
2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖导入〗（3分钟）
师生互动：让学生回答下列问答题
1．视频电视信号采用何种调制方式？
读书指导法、分析法、演示法。

2．伴音信号采用何种调制方式？
〖新课〗
第五节彩色电视信号
一、彩色图像的分解和三基色电信号的产生
根据三基色原理，彩色图像的分解和三基色信号的产生过程如图所示。

二、兼容性和逆兼容性
兼容：指黑白电视机能收看彩色电视节目，呈现出的是黑白图像。
逆兼容：彩色电视机能收看黑白电视节目，呈现出的也是黑白图像。
三、亮度信号和色差信号
彩色电视系统的传输信号不能直接采用R、G、B信号，为兼容选为亮度信号和色差信号。
1．亮度信号
根据亮度方程，将摄像机输出的三基色信号电压，按亮度方程：

用矩阵电路可得到亮度信号电压。亮度信号电阻矩阵电路如图所示。

电路中要求，选择：
2．色差信号
色差信号与三基色信号的关系为：

如用电压形式表示为：

采用矩阵电路可得到、信号电压。
色差信号不必传送，按关系：

用矩阵电路得到。
练习：
1．简述彩色图像的分解和三基色电信号的产生？
2．写出亮度方程。
3．写出三基色信号的关系式。
2-12
小结：在本次课中着重研究了亮度信号、色差信号等知识。希望同学们在准确理解这些知识的基础上，结合课后作业，灵活运用所学的知识解决有关问题。
作业： 2-13
板书：
第五节彩色电视信号
一、彩色图像的分解和三基色电信号的产生
二、兼容性和逆兼容性
三、彩色电视传输信号――亮度信号和色差信号
1．亮度信号
亮度方程：

2．色差信号

【课题】
第六节 色差信号的频带压缩与频谱交错
新授课
【教学目标】
1．知识目标：了解大面积着色原理与色差信号的频带压缩；理解亮度信号的频谱结构、频谱间置与色副载波的选择。
2．能力目标：能运用所学知识解答有关的问题，为以后学习彩色电视技术形成较强的认知能力、形象思维和分析解决问题能力。
3．情感目标：培养学生的良好的学习习惯和自学能力。
【教学重点】亮度信号的频谱结构、频谱间置与色副载波的选择。
【教学难点】对亮度信号的频谱结构和频谱间置的理解。
【教学方法】复习法、读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】2课时（90分钟）。
【教学过程】
〖导入〗（3分钟）
师生互动：让学生回答下列问答题
1．彩色电视系统传输哪两种信号？
读书指导法、分析法、演示法。
2．图像信号？
复习法
〖新课〗
第六节 色差信号的频带压缩与频谱交错
一、大面积着色原理与色差信号的频带压缩
为兼容，要求在0 ~ 6 MHz带宽范围内把亮度和色度信号都传送出去。考虑重现图像的清晰度，亮度信号带宽必须采用0 ~ 6 MHz。根据人眼对彩色细节分辩力低的特点，可将色差信号频带压缩至0 ~ 1.3 MHz。因此，彩色电视图像中低频部分(表现为大面积)，既有亮度信号也有色度信号；高频部分(图像细节)，只有亮度信号没有色度信号，即没有彩色，称这种处理为大面积着色原理。它既节约了带宽又不影响重现图像的质量。
二、亮度信号的频谱
我国电视标准，亮度信号的带宽为0 ~ 6 MHz。矩形脉冲波的频谱如图所示。

典型图像信号及其频谱如图所示。

三、频谱间置与色副载波频率的选择
1．频谱间置
色差信号的频谱分布规律与亮度信号相同，只是带宽窄，为0 ~ 1.3 MHz。为了使它和亮度信号的主谱线错开，选择一个副载波，其频率足够高且数值合适，将色差信号对它调幅，使调制后色度信号的频谱搬到0 ~ 6 MHz的高频端，并插到亮度信号谱线群间，实现频谱交错或频谱间置，故此称为频谱交错原理。
2．副载频选择
在上述原则下，对应我国的彩电制式，其色副载波频率可选为：

这时，色度与亮度信号频谱间置情况如图所示。

由图可见，它们的主谱线间相差半行频，称为半行频间置。彩色电视发射的电视信号频谱图所示。

练习法
练习：
1．简述大面积着色原理与色差信号的频带压缩？
2．简述亮度信号的频谱结构；
3．简述频谱交错原理
小结：在本次课中着重研究了亮度信号的频谱结构、频谱交错原理和副载频选择等知识。希望同学们在准确理解这些知识的基础上，结合课后作业，将学过的知识灵活加以运用。
板书：
第六节色差信号的频带压缩与频谱交错
一、大面积着色原理与色差信号的频带压缩
将色差信号频带压缩至0 ~ 1.3 MHz。
二、亮度信号的频谱
亮度信号的带宽为为0 ~ 6 MHz。
三、频谱间置与色副载波频率的选择
1．频谱间置
2．副载频选择

【课题】
第七节正交平衡调幅制（NTSC制）
新授课
【教学目标】
1．知识目标：理解平衡调幅、正交平衡调幅、色度信号的压缩和NTSC制的主要性能。
2．能力目标：能运用所学知识解答有关的问题，为以后学习彩色电视技术形成较强的认知能力、形象思维和分析解决问题能力。
3．情感目标：培养学生的良好的学习习惯和自学能力。
【教学重点】
正交平衡调幅过程。
【教学难点】
对正交平衡调幅的理解。
【教学方法】
复习法、读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】
2课时（90分钟）。
【教学过程】
复习法
〖导入〗（3分钟）
师生互动：让学生回答下列问答题
1．压缩后的色差信号频带宽度？
2．频谱交错原理？
3．副载波的频率？
〖新课〗
第七节正交平衡调幅制（NTSC制）
一、平衡调幅
平衡调幅是抑制载波的调幅方式。表示式分别为：
调制信号

载频信号

一般调幅信号

平衡调幅信号

平衡调幅波的波形图如图所示。

平衡调幅波的特点：
（1）不含载频分量。
（2）幅值正比与调制信号振幅的绝对值。
（3）调制信号为正，平衡调幅波与载波同相；调制信号为负，平衡调幅波与载波反相。
（4）平衡调幅波包络不再是原来的调制信号，只能采用同步检波方式。
（5）只能在原载波的正峰点对平衡调幅波取样，才能得到原来的调制信号。
二、正交平衡调幅
为使一个载频携带两个色度信号信息，采用了将信号对副载波平衡调幅，得到色度分量；（R – Y）信号对副载波平衡调幅，得到色度分量，两色度分量相加后为正交平衡调幅信号。两色度分量相位正交，带宽都为 。可用同步检波方式解调、分开。
两色度分量信号相加后，得到色度信号F为：

两色差信号正交平衡调幅处理的过程及合成矢量之间的相位关系见图所示。

合成矢量的长度|F|和相位为：

可以证明，该矢量的长度反应色饱和度，相位反应色调。
采用正交平衡调幅方式的彩色电视系统称为NTSC制，NTSC制的主要缺点是当传输过程中有相位失真时，将造成还原图像的色调失真。
三、色度信号的压缩——V、U信号
彩色电视系统中，传输的信号为亮度信号加上色度信号。
计算出标准彩条信号的时，标准彩条的彩色全电视信号波形如图所示。

由图可见，黄条的最高电平超出白电平为0.79，会造成发射机过调制；蓝条的黑电平低于同步电平为 -0.79，会破坏同步。因此需对色度信号进行压缩处理。计算出压缩系数为
a = 0.877 　　b = 0.493
压缩后的色度信号可写成：

压缩后彩条信号波形见图所示。

四、NTSC制的主要性能
优点：色度信号处理过程简单；亮、色信号频谱最大间距错开，兼容性好。
练习法
缺点：由于相位失真造成色调失真，因此对传输条件要求苛刻，要求传输过程中引起的相位失真小于。
为了克服NTSC制的缺点，研制出了PAL制和SECAM制。
练习：2-14
小结：在本次课中重点研究了正交平衡调幅、色度信号的压缩等知识。希望同学们在准确理解这些知识的基础上，结合课后作业，将学过的知识灵活加以运用。
作业：2-15
板书：
第七节 正交平衡调幅制(NTSC制)
一、平衡调幅
二、正交平衡调幅
三、色度信号的压缩――V、 U信号
四、NTSC制的主要性能

【课题】
第八节 PAL制及NTSC/PAL编码器
新授课
【教学目标】
1．知识目标：理解PAL制特点、色同步信号的作用，能简述NTSC/PAL编码器的工作过程。
2．能力目标：能运用所学知识解答有关问题，为以后学习彩色电视技术形成较强的认知能力、形象思维和分析解决问题能力。
3．情感目标：培养学生的学习兴趣和良好的学习习惯。
【教学重点】PAL制特点、色同步信号的作用。
【教学难点】对色同步信号作用的理解。
【教学方法】复习法、读书指导法、分析法、演示法、练习法。
【课时安排】2课时（90分钟）。
【教学过程】
复习法
〖导入〗（3分钟）
师生互动：让学生回答下列问答题
1．何为平衡调幅？
2．何为正交平衡调幅？
3．NTSC制的主要性能？
读书指导法、分析法、演示法。
〖新课〗
第八节 PAL制及NTSC/PAL编码器
一、PAL制特点
1．PAL制特点
编码时U信号不变，V信号逐行倒相。假如第n行传输的色度信号为

第n + 1行传输的色度信号为

第n + 2行又为

如此反复。PAL色度信号可写成：

V 信号不倒相行称为NTSC行（或N行），V信号倒相行称为PAL行（或P行）。对紫色其N行和P行的矢量关系及标准彩条信号的PAL色度矢量图如图所示。

2．V信号的倒相复原
解调时，必须把倒相行V信号的相位倒回去，即把相位行的V信号通过电路变换成相位，称为倒相复原。
二、色同步信号
1．PAL色同步信号的作用
（1）调制时，给接收端传递基准副载波频率和相位的信息，供接收端重新恢复解调副载波。
（2）调制时，给接收端传递V信号倒相次序的信息，供接收端识别出V信号倒相次序。
2．PAL色同步信号的特点
位置：如图所示。

在行消隐后肩，距行同步前沿。
波形：个副载波周期的副载波正弦振荡。
宽度：
幅度：与行同步脉冲幅度相同，。
3．PAL色同步信号的产生
PAL色同步矢量如图所示。

三、NTSC/PAL编码器简介
前面所述的三基色信号R、G、B；亮度信号Y、色差信号R-Y、B-Y；以及Y、U、V信号都称为分量信号。亮度信号、色度信号和同步信号的合成称为复合信号。形成复合信号的处理过程称为编码，完成编码的电路称为编码器。复合信号又称为彩色全电视信号，可以用FBAS表示，其中的F代表色度信号，B代表亮度信号，A代表复合消隐信号，S代表复合同步信号和色同步信号。
它们的形成过程如图所示。

练习法习法
练习：2-17