NTSC制编码原理教案设计.doc

教案设计
学 科
电视机原理与电路分析
授课方式
理论课□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□
课时
1
授课内容
NTSC制编原理
教学目标

（1）知识目标：理解频带压缩、 幅度压缩、正交平衡调幅制， 掌握频谱间置。
（2）技能目标： 掌握副载波的选择、色度信号表达式。

教学重点

频谱间置，副载波的选择的内容。

教学难点

正交平衡调幅，色度信号表达式的内容
教学方法
讲授法、多媒体
教 学 基 本 内 容

课前
导入
复习

亮度信号与色度信号及其表达式和电压方程

彩色
电视
制式
现在世界上流行的彩色电视制式主要有三种。
主要有哪三种呢？
NTSC制、PAL制、SECAM制。
中国采用的是PAL制，本节课课我们主要学习的内容是NTSC制。下面就进入本节课的讲解
（一）色差信号频带压缩
频带压缩是指对彩电是信号中的色度信号（即两个色差信号）进行频带压缩。由于人眼分辨黑白图像细节的能力强，分辨彩色图像细节的能力弱
由于黑白电视机只传送一个亮度信号，其频带宽为6MHZ，而彩色电视机传送一个亮度信号和两个色差信号，其总带宽为6MHZ×3=18MHZ。为了实现兼容，可按兼容要求，用0 ～6MHz频带来传送亮度信号，使重现图像的细节和轮廓清晰。因此对色度信号进行频带压缩，
我国规定，压缩后亮度信号用6MHz 的宽带传送，而两个色差信号各用1.3MHz的宽带传送。如图1-1所示

图1-1色差信号的频带压缩

变换原理：利用低通滤波器，将高于1.3MHZ以上的高频滤去。
（二）幅度
压缩

待传送的两个色差信号要经过编排形成色度信号，然后将它与亮度信号叠加形成彩色视频信号。
为了防止形成的彩色视频信号幅度过大，要对色差信号的幅度进行压缩。
在传送过程中对UR-Y和UB-Y信号进行压缩 UR-Y的压缩系数是0.877，UB-Y的压缩系数是0.493，V是UR-Y的压缩信号；U是UB-Y的压缩信号，表达式为：
V=0.877UR-Y
U=0.493UB-Y

（三）正交平衡调幅
1.定义：
两个独立的调制信号对两个频率相同，相位正交（相差）的载波进行平衡调幅。

2.正交平衡调幅色度信号
正交平衡调幅制就是在NTSC制中，将两个彩色信号(V、U)别调制在色副载波上进行正交平衡调幅，即信号U对0相位的副载波平衡调幅，V对90相位的副载波平衡调幅。得到Fv和Fu两个平衡调幅波信号，再将这两个信号线性叠加后输出色度信号F，这种方式就是正交平衡调幅制（即NTSC制）。
色度信号表达式为
F=Usin(Wsct)+Vcos(Wsct)

如图1-2所示正交分解矢量图。

图1-2矢量图
频谱间置

（1） 亮度信号频谱图

亮度信号（Y）的频谱如图1-3所示；

图1-3亮度信号频谱图

从图1-3中可以看出，亮度信号频谱不是连续的而是一些分离的、一群一群的线状谱线，各群谱线之间存在着大量空隙。图像信号的能量大部分集中在以行频fH及各谐次波为中心的主谱线附近，而且频率越高，能量越弱，中间的间隙越大

（2色度信号的频谱

色信号频谱如图1-4所示；

图1-4 色度信号的频谱图

从图1-4中色度信号的频谱分布与亮度信号的频谱具有相同的规律，他也是以行频fH为中心、以行频和场频为间隔，向两边展开的分离谱线族，而且能量集中在行频附近。

（3）频谱间置
由于亮度信号与色度信号的频谱不连续性并且具有相等的间隔，因此，可以将亮度信号与色度信号的频谱相互错开使其相加，则可在不增加带宽的前提下同时传送亮度信号和色度信号两个信息。
为了实现频谱间置，在无线电视技术中采用了“移频”技术，即将色度信号的频谱向高端移动，移到亮度信号频谱的间隙中间，在与亮度信号相加。如图1-5所示。

图1-5 亮度信号与色度信号的频谱间置关系图
⑷ 副载波的选择
选择原则：实现频谱交错和减小干扰。在NTSC制中的选取方法
半行频的奇数倍，且尽量选在亮度信号频带的高端，但不能让色度信号超出亮度信号的频带范围。
色副载波的频率为  ：     fsc = (n - 1/2 )fH  ，所以NTSC制行1/2行频间置。
若n=284,则可算出：
fsc = (n - 1/2 )fH  =（284-0.5） ×15625HZ
=4.4296875MHZ
≈4.43MHZ

（5）NTSC制的特点
优点：①NTSC色度的处理过程最简单，解码电路也简单，便于集成化；
②亮度信号与色度信号频谱间置性好，亮度，色度干扰小；
③兼容性好
缺点：相位失真敏感（容易产生相位失真，造成图像的色调失真）

课堂小结
 通过对本节课知识的回顾可以进一步加深学生对所学知识的理解，理解色差信号的频带压缩，幅度压缩，频谱间置原理以及正交平衡调幅提出问题同时还可以发现学生在学习知识中存在的问题，进而对问题分析、解决，从而提高教学效果。 也可以起到师生互动效果，提高学生对学习的兴趣。

作业布置

书P23.4 .5
预习PAL制编码原理
七、板书设计
一、色差信号的频带压缩
二、色差信号的幅度压缩
V=0.877UR-Y
U=0.493UB-Y
三、正交平衡调幅
FU=Usinwsct
Fv=vcoswsct

四、频谱间置