在拆机乐园回一篇帖子,写完发现写得长了点,单独拿出来贴在这儿吧,算留个记录。原创。
原文写在这里:http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=195474&page=4
引用第38楼苏州熊猫于2010-08-23 16:17发表的 :
彩电亮度一行延迟线.
话说彩电当中亮度跑的比色度快那么一点,延迟一点事必须的.

这个理解是不准确的,电视中亮度信号和色度信号跑得是一样快的,即使有差别也不会有一行那么巨大。很多电视中确实是有补偿时间差的亮度延迟线存在,不过它的延时非常短,只有一行的1%左右,结构和作用与这里的超声波色度信号延迟线都完全不一样。
我来讲讲彩色电视的那些事儿吧。
彩电中需要色度延迟线是PAL制标准决定的,因为PAL制为了克服NTSC制相位误差会导致颜色偏色的问题采用了逐行倒相的调制方法,也就是每相邻两行的的色度信号的相位是相反的,所以这样如果系统中存在信号传播的相位误差的话这个误差在相邻的两行中就正好相反,所以就可以抵消掉因此而造成的颜色偏色问题从而得到正确的颜色。比如上一行由于相位误差颜色偏绿一点,那么时间相差极短的下一行信号也会有同样的相位误差,这两行信号本来是相位相反的方式传送话那么这个相位误差在下一行中的表现就就正好使画面偏红一点,这两行的偏色平均起来就抵消掉了从而不偏色。这样做的实际结果是相位误差转化为幅度误差,把偏色转成了色饱和度偏差,人眼对于色饱和度的灵敏的远低于偏色的灵敏度,本来绿色的东西偏红一点点人眼就能察觉而这个绿色变成稍微淡一点点的浅绿色人眼是几乎看不出来的,所以这是一个相当有效的相位传播误差解决办法。这也就是为什么叫做PAL制的原因——PAL是英文逐行倒相Phase Alternate Line第一个字母的缩写。
其实最早的PAL制电视机中并不需要延迟线,它是直接靠人的眼睛的视觉缺陷来平均相邻两行的颜色,也就是靠人眼的效应来抵消相位误差。但是人们很快发现人眼并不象原来想得那么傻,当相位误差比较大的时候眼睛的平均作用不理想会导致看起来屏幕上有条纹状的图案干扰。为了更完美地显示图像,后来就想办法用电子器件来实现相邻两行颜色的平均而不依靠人眼的缺陷去做这件事了,具体的做法就是在PAL制电视机电路中中引入了色度延迟线,把每一行的色度信号延迟整整一行的时间(约64微秒),然后延迟过的上一行的信号和下一行的实时色度信号通过电路相加再平均,这样就既能完美消除相位误差又不靠人眼的缺陷来进行平均,也就没有条纹的干扰问题了。不过这样的代价是因为相邻两行的色度信号被平均了所以实际上彩色信号的垂直分辨率降低了,当然由于人眼对颜色的空间分辨率远低于对亮度的空间分辨率,所以这种图像质量的下降并不明显。
最先人们想到用延迟线来平均相邻两行的PAL色度信号的办法的时候还没有发明这种超声波信号延迟线,所以最开始西德的德律风根公司的实验室里用的是几公里长的电缆来做原型机中的色度延迟线,一台电视的延迟线电缆就要塞满整整一个房间,显然这样的电视没法用,价格当然也不可能普通用户买得起。后来聪明的工程师发明了玻璃超声波延迟线利用声波传播的速度远低于电传播的速度(即光速)的原理才使色度延迟线大大小型化和廉价化,变成了几厘米的小零件,有延迟线的PAL制电视才真正实用化进入家庭。这就是楼主拆的那个东西的由来。到了90年代以后由于半导体大规模集成电路技术的发展,人们已经可以很容易地用CCD、BBD或者数字存储电路来实现一行色度信号的延迟了,超声波延迟线才逐渐退出历史舞台,让位于更便宜性能更好体积更小能耗更低的半导体集成延迟线。所以现在在新的PAL制电视中已经找不到超声波延迟线了,取而代之的是一块小集成块甚至被直接集成到其他信号处理集成块中。
美国在60多年前发明的NTSC制彩色电视是现代所有兼容制彩色电视调制方式的基础,所谓兼容制彩色电视就是在彩色电视发明之前生产的黑白电视不需要做任何改动就能直接收看新的彩色电视信号(当然图像只能是黑白的),新的彩色电视机也不需要任何改动就能直接收看老的黑白电视信号(当然图像也只能是黑白的),所以新老信号兼容,整个社会不会为黑白向彩色过渡而付出大的成本不会造成浪费。现代三大兼容制彩色电视制式的另外两种PAL制和SECAM制都是在NTSC制的基础上开发的,NTSC以当时的技术能力来说确实是个极复杂的天才设计。NTSC的原意是National Television System Committee即国家电视系统委员会,是一个为了统一全国的电视制式而成立的机构,NTSC标准是以这个委员会的名义发布的,所以就被直接称为NTSC制了。
以NTSC为首的兼容制彩色电视的最基本的特点就是把彩色信号中的亮度信号抽取出来以原来黑白电视信号的标准进行传送,色度信号抽取组成两组色差信号用高频副载波携带叠加在黑白电视信号上传送,这样就能做到黑白电视不做任何改动照样能收到彩色电视信号中的亮度部分从而正确显示黑白图像,同时彩色电视机也能收到黑白电视信号把它作为亮度信号来正确显示黑白图像。几种不同的兼容彩色电视制式的区别就在于传送色差信号的方法不同。
NTSC制是正交调幅制,把两个色差信号调制在相位差90度(数学上也就是正交或者垂直)的两个高频副载波信号上然后和普通黑白电视的亮度调幅信号进行叠加,以便实现同黑白电视的兼容性。副载波相当于被同时调幅和调相,其相位用来表达颜色,幅度则用来表达颜色的深浅,所以相位的准确性十分重要,相位误差就会导致颜色偏色。而相位取决于信号传播过程中每个非纯电阻元件对高频副载波信号所产生的相位延迟,所以在这个系统中从摄像机到编辑台到传输系统再到发射台直到用户的电视机中任何一个零件中导致的色度信号的相对于同步信号的传输误差都会导致相位误差。
不幸的是,在NTSC刚刚问世的时候地球人还是二战的技术水平,那时落后的电子管电路技术导致信号在传播过程中的相位误差很难避免,因此当时NTSC彩色电视常常会偏色,人脸的颜色有时是阿凡达的蓝色,有时是关公的红色,有时还是绿巨人浩克的绿色……所以当时富有幽默感的美国人民就调侃地给NTSC起了个别名叫做Never Twice the Same Color或者Never The Same Color,正好是NTSC四个字母开头的词,翻译过来就是“从来没有相同的颜色”或者“从来没有正色”。也因此从NTSC问世的第一天起全世界所有的NTSC制和全制式的彩电的NTSC档都有个特殊的“色调”调节钮,用来手动调节色调获得正确的颜色。直至今日地球上每一台NTSC制的电视上仍然都还保留有这个色调调节钮,甚至我们国产的全制式电视的遥控器上也有个只在NTSC档才起作用的色调调节键或者色调调节菜单,虽然现代的电子技术早已经几乎可以保证在正常接收情况下不会再出现可见的相位误差、美国人民也早就看上不偏色的“正色”电视了,可见这个流毒之深。
虽然美国人民不得不看“从来没有正色”的电视,但是他们实际上还是很幸福的,因为当他们在看着没正色的彩色电视的时候地球上其他地方的几乎所有人都还穷得连黑白的电视都看不起呢,包括后来技术和经济都巨牛B的德国和日本,谁叫美国是唯一一个没有被二战破坏反而从二战中获得巨大收益的国家呢。所以等到后来德国(西德)也稍微富起来了小康了想看彩色电视了的时候就已经很了解早已在美国家喻户晓的NTSC的偏色缺点,想改善美国彩电的弱点,在彩色处理上改进一把,看到“正色”的电视。于是就在NTSC的基础上稍微改动了一点点,把每行的副载波正交调幅色度信号给逐行倒相一下,从而巧妙地抵消了相位误差,但是代价就是彩色的空间分辨率的降低,而且需要色度信号延迟线,结构比较复杂成本高。PAL制被逐渐小康的欧洲国家以及它们在各大洲的殖民地所广泛采用,除了说法语的。香港作为欧洲某大国的殖民地当然也采用了PAL制。
同样,法国人后来也小康了也想看彩电了,天生孤傲的法国人当然不愿意照抄美帝的制式,也不能照抄西德的PAL制(实际上法国人开始起步研究SECAM比德国人研究PAL要早,但是真正成熟实用于广播要稍晚),必须得有自己民族的标准。于是他们也把美国的NTSC也做了一点点小改动,目的也是改善相位差导致偏色的问题,他们把正交副载波调幅改成了副载波调频,并简化了一下把正交的两个相位的副载波去掉只有一个相位的副载波,然后重新包装起了个名字叫做SECAM制作为伟大的法兰西的独创彩色制式。SECAM是法语Séquentiel couleur à mémoire的缩写,也就是英语的 "Sequential Colour with Memory",翻译成中文就是“存储顺序彩色”。当然谁都知道其实这是天下文章一大抄的而且比抄之前的NTSC实际上还更差,因为去掉了正交的副载波只剩一个相位的副载波,所以它在每一行中只能传送两个色度信号之中的一个,整个儿少了一半信息嘛,而且因为每行只有一半彩色信息,所以必须把相邻两行的彩色信息放在一起处理才能凑出完整的彩色信号,因此SECAM制彩色电视中也必须有一行色度延迟线把上一行的信号储存下来才行,这也就是其名字“存储”“顺序”彩色的来历,SECAM制式也因此比NTSC要复杂不少,成本也比较高。因为SECAM少一半彩色信息,所以垂直分辨率下降的比PAL制还多得多,是三种制式中彩色垂直分辨率最差的一种制式。这还不如全盘照抄NTSC或者PAL呢,不过高傲的高卢人当然要一定有自己的系统,就象他们一直到第一次世界大战后都还不承认经度的起点是英国的格林威治天文台而坚持是巴黎的某个地方一样。法国“发明”的制式当然也随后普及到了法国的殖民地和前殖民地,在非洲、南美洲和太平洋小岛找到了广泛的市场。
后来伟大的社会主义苏联也小康了,也要看彩电了。可是这个时候好改的办法都被用过了,伟大的苏联又不能用帝国主义大本营美国的制式,那可怎么办呢?只能在PAL和SECAM之中选一个了,显然选PAL是不行的,因为西德是美帝的走狗,是资本主义的前线,PAL制电视台都已经建到苏联的亲密盟友、社会主义的德意志民王共和国首都柏林市的市中心了(就是所谓柏林墙西侧的西柏林了),如果采用PAL制的话伟大社会主义联盟的人民被资本主义电视的黄色等各种颜色的彩色节目毒害了那可不行。那怎么办呢?咦,貌似法国虽然是资本主义,但并不是美帝大本营的一员,法国有独立自主的戴高乐主义主张,并不和美帝穿一条裤子,也不加入北约,武器和各种系统都是自己研发的独立系统,在外交上也经常和美帝对着干。嗯,这个可以考虑,“这个可以有”。于是苏联就拍板参加了法国SECAM制的“合作”研制并把它作为苏联的国家电视标准,虽然这基本上是综合性能最差的一种彩色制式,不过好歹它不是帝国主义的制式啊。SECAM制随后也随着苏联的影响而进一步扩大了使用范围,普及到了几乎所有的**主义国家,除了一个例外。
好了,现在就剩最后一个出场的重量级选手了,它就是这里提到的**主义阵营中的那个例外。时间到了60年代末70年代初,虽然坚持***思想独立自主的****中国还没有实现小康,可是已经要跑步进入**主义了,反对修正主义坚持****的红旗不倒啊。****仅仅是土豆加牛肉那是放屁滴,楼上楼下电灯电话也还是不够滴,彩色电视也是需要滴。一定要搞出中国自己的彩色电视,让***思想红遍全国啊。可是彩色制式怎么办呢?自己搞一套显然能力是办不到滴,连黑白的还搞不了呢,那么选谁的好呢?美帝的显然不行,苏修是新的社会帝国主义也是我们的敌人都已经在东北和新疆打了几仗了,当然也不行,哦,那就只有PAL可以选了。还好西德对中华人民共和国好像还是很友好的,跟我们也没什么利益冲突,那就是它吧,当然这种东西是只能做不能说的,因此公开的理由是必然是技术原因啦——经过我国科技人员的研究实验和评价,认为PAL制是综合指标最好的一种。于是就从西德引进了大量的彩色电视广播设备和电视机,德律风根这个牌子也一时间在中国成为一个响亮的品牌。1973年5月1日国际劳动节,我们伟大的****祖国终于也看上彩电了,虽然还只有北京有彩色信号,虽然广大革命群众家里还没有电视,黑白的都没有……
不过我们一直是坚持独立自主的,当然不能抄别人的,至少不能说是抄别人的,于是我们也稍微改改,别的没能力改不了,我们把频率稍微改改还是可以的吧,至少伴音的副载波频率改一点应该不会有什么关系,不就是个FM调频广播嘛,比图像简单多了,于是我们就改了一点点频率,成了我们独立自主的信号格式,那就是PAL-D/K。所以我们也可以象法国人一样拍这胸脯说我们不是抄别人的,是完全独立自主的***思想指导的系统,用21世纪的代表先进 性 文化和先进 性 生产力的话说,那就是“完全自主知识产权”!
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