PAL制及其编解码过程.doc

PAL制及其编、解码过程 ??????PAL是Phase Alternation Line（逐行倒相）的缩写。PAL制是在对色度信号采用正交平衡调幅的基础上，将其中一 个色度分量(FV分量) 进行逐行倒相，在发端周期性地(行频)改变FV分量的相序，在收端采用平均措施，以减轻传输相位误差带来的影响。 2．5．1 相位失真的慨念及影响 ??????彩色电视机的图像失真有亮度失真、饱和度失真和色调失真 (几何失真不讨论) 。其中，亮度失真主要影响景物的层次，色饱和度失真则改变颜色的深浅程度，而色调失真会造成景物的颜色改变。这三种失真中，人眼对色调的失真最为敏感，NTSC制中，色度信号的相位失真会带来明显的色调失真。 ??????彩电调谐不准确，多径效应及传输系统的非线性等都可能引起相位失真，实践证明，要使人眼感觉不到色调畸变，相位失真应小于 ±5°。PAL制彩色电视系统，就是为解决相位敏感性而发展起来的。 返上 2．5．2 PAL色度信号 ??????PAL制获得色度信号的方法，也是先将三基色信号R、G、B变换为一个亮度信号和两个色差信号，然后再用正交平衡调制的方法把色度信号安插到亮度信号频谱的间隙之间，这些与NTSC制大体相同。不同的是，将色度信号中的FV分量进行逐行倒相，色轴不旋转。 逐行倒相规律是： ?????? 第n行色度： F n= U sinωSCt + V cosωSCt， 第n+1行色度： F n+1= U sinωSCt - V cosωSCt， PAL色度信号的数学表达式为： ??????对于隔行扫描来说，奇数帧(第1，3，5，…帧)的奇数行取正号，偶数行取负号；偶数帧(第2，4，6、…帧)的奇数行取负号，偶数行取正号。取正号的行叫NTSC行(简称N行)，取负号的行叫PAL行(简称P行) ，如 图2-20  所示应该指出，逐行倒相并非将整个色度信号倒相，也不是扫描方向的改变，而是将色度V分量（FV分量）的副载波相位逐行改变180°. ??????对于任意色调的色度信号，若N行用Fn表示，P行用Fn+1表示，则P行的矢量Fn+1应该与N行矢量Fn以U轴为对称，图2-21（a）  。因为这两行色度信号的FU分量相同，而FV分量的绝对值相等、符号相反。 图2-21(b)  是三基色和三补色彩条矢量图逐行倒相的情况。此图中，实线表示NTSC行，虚线表示PAL行。??????1、逐行倒相的实现 ??????实现逐行倒相的两种方法方法： ??????（1）逐行改变色差信号V的相位 ??????（2）逐行改变副载波的相位 ?????? 改变后者较为简单。它与正交平衡调幅的区别在于增加了一个PAL开关、一个90°移相器和一个倒相路。PAL开关是一个由半行频对称方被控制的电子开天电路，它能逐行改变开关的接通点，其原理如 图2-22  所示。 ?????? 2、PAL制色度信号的频谱 ??????色度信号FV分量逐行倒相后，色度信号的频谱结构发生了变化。其中，FU分量与倒相无关，它的主谱线位置未变，仍以行频fH为间距，对称的分布在副载波fSC的两旁，如图2-22（a）  所示。FU分量的主谱线位置为fSC±nfH（n=1，2，3，…）。而色度信号±FV分量的主谱线由于逐行倒相，位置发生了变化，如图2-22（b）  中实线的所示。谱线间隔仍为行频fH，且仍对称的分布在副载波fSC的两旁，但是，最低边频距离副载频为fH/2。所以，FV与FU的谱线刚好错开fH/2。 ?????? 图2-22（c）  是逐行倒相正交平衡调幅后的色度信号F频谱图。图中U、V分别表示FU、FV的主谱线。可以看出FV与FU的谱线刚好错开fH/2。 ?????? ±FV频谱的数学分析： ?????? 因为逐行倒相的过程实质上是半行频方波控制平衡调幅的过程，因此可以将逐行倒相的副载波看成是半行频方波jK（t）对cosωSCt 进行平衡调幅。根据傅里叶级数分析，由于jK（t）是对原点对称的开关函数，可分解为一系列正弦函数之和，即 式中：m = 0，1，2，3，…；Ω1＝2πfH / 2 =ωH / 2为开关函数基波的角频率（ωH为行扫描角频率）。由此可求得逐行倒相副载波的各频率分量为： 由上式可见，m = 0所对应的谱线（最低边频），距离副载频为fH/2。 逐行到相副载波jK（t）cosωSCt 实际上是包含一系列频率分量的副载波群。于是当具有从零频率开始，以fH为间隔的频谱结构的V信号对其平衡调幅，所得已调信号的振幅频谱主谱线，同样具有图2-22（b）的形式。 返上 2．5．3 PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理 ?????? PAL制采用逐行倒相克服相位失真的原理