現(xiàn)行的彩色電視機都采用隔行掃描方式,每幅圖像由偶數(shù)場和奇數(shù)場均勻鑲嵌而成,場頻是50Hz/60Hz(分別對應PAL制和NTSC制),但由于屏幕上每一行的掃描線實際上仍按幀頻25Hz/30Hz出現(xiàn),低于人眼的臨界閃爍頻率,故屏幕上亮度較高的細節(jié)會產(chǎn)生行間閃爍,大面積的亮區(qū)域會產(chǎn)生大面積閃爍??茖W實驗發(fā)現(xiàn),當電視場掃描速度高于70HZ以上時,則人眼睛消除閃爍感,當電視場掃描速率達到100Hz時,電視畫面接近靜止的彩色畫面的穩(wěn)定度。現(xiàn)在已有多家廠商生產(chǎn)“數(shù)碼100Hz”的電視機,如東芝、樂聲、創(chuàng)維、康佳等。這種采用數(shù)字處理技術設計而成的100Hz掃描電視,由于其每一行的掃描線按幀頻50Hz出現(xiàn),高于人眼的臨界閃爍頻率,減少了圖像大面積閃爍,減輕了長時間收看給電視觀眾來來的眼睛疲勞,提高了圖像的垂直清晰度,故此,得到護眼電視的美稱。
一. 倍頻掃描的基本原理
下面,我們先分析倍頻掃描的基本原理。倍頻掃描的關鍵是:慢存快取,利用不同的存儲和讀取頻率來使場頻增加。下面,說明不同的時鐘頻率如何能夠?qū)崿F(xiàn)倍頻的原理。在數(shù)字信號處理電路中,通常是一個時鐘脈沖周期對應于一位數(shù)據(jù),在圖1中,假設相對于一個周期脈沖的下降沿讀數(shù)一次,假設4位二進制數(shù)對應表示一個模擬量,則圖1中,由于寫入脈沖有4個周期,相對應有4個下降沿,將得到4位二進制數(shù),該數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉換后,則恢復成一個模擬量值(如正弦波中的一個點)。二倍頻的讀出脈沖在相同的時間內(nèi)有8個周期,即有8個脈沖下降沿,可得8位二進制數(shù)。該數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉換器處理,可恢復成二個模擬量值(如正弦波中的二個點)。也即模擬量值的個數(shù)增長了一倍,實現(xiàn)了倍頻。可見,利用不同的時鐘頻率來寫入和讀出,則可使模擬量值的個數(shù)發(fā)生變化。
100Hz掃描技術就是利用數(shù)字式場頻轉換技術,它把PAL制的50Hz場頻的信號,通過數(shù)字式存儲器DARM,采用“慢存快取”的方法,即讀出的時鐘頻率是存入時鐘頻率的2倍,實現(xiàn)信號場頻率的倍頻轉換,使場掃描數(shù)倍增,從而成為場頻為100Hz的視頻信號。
二、100Hz掃描電路的基本組成
由于100Hz掃描技術是一種數(shù)字處理技術,而視頻信號是一種模擬信號,所以在進行倍頻處理以前,必須把模擬的亮度或色差信號變化成相應的數(shù)字信號,才能夠利用不同的寫入、讀出頻率來進行倍頻處理,為此在100Hz掃描電路中,必須要有ADC(模數(shù)轉換器)。另外,還需要把A/D轉換后的數(shù)字信號存儲起來,才能進行處理,也即電路需要有數(shù)字式視頻存儲器DRAM來記錄一場(或一幀)的數(shù)字亮度信號和色差信號。最后,由于送到視放電路和解碼電路的信號又必須是模似信號,所以對進行倍頻處理后的數(shù)字信號還必須利用DAC(數(shù)模轉換器)轉換成模擬信號。當然,電路中還少不了產(chǎn)生寫入脈沖和讀出脈沖的脈沖信號發(fā)生器來進行定時控制。
從上分析可知,100Hz掃描電路通常包含以下電路:視頻存儲器、模數(shù)轉換器(ADC)、數(shù)模轉換電路(DAC)、倍頻轉換電路及時鐘控制電路等幾個部分組成。其系統(tǒng)結構如圖2所示:

三.工作原理分析
亮度信號(Y)從前級的解碼電路輸出,經(jīng)一定寬帶補償網(wǎng)絡,以及7MHz的低通濾波器輸入到三路A/D轉換器,色差信號同樣經(jīng)寬帶補償網(wǎng)絡處理后,也輸入到三路A/D轉換器。在三路A/D轉換器中,分別進行Y、B-Y、R-Y三路信號的A/D轉換。轉換的處理過程如下:在三路轉換器內(nèi),由14.3MHz的采樣脈沖對三路信號分別進行采樣,再分別進行模數(shù)轉換成為8bit數(shù)據(jù)流,然后輸出各自8bit的數(shù)據(jù)流。亮度數(shù)據(jù)流經(jīng)一條輸出線輸出到亮度存儲器進行一場的信號存儲。兩色差信號數(shù)據(jù)流在輸入到A/D轉換器的28.6MHz信號的控制下,經(jīng)另一條輸出線以時分復用的方式輸入到色差存儲器內(nèi)進行存儲。28.6MHz PLL鎖相環(huán)電路產(chǎn)生28.6MHz的振蕩信號,該信號進行1/2分頻后充當A/D轉換電路所需14.3MHz的采樣脈沖和28.6MHz的定時脈沖。
亮度存儲器和色差存儲器(兩存儲器選用集成電路型號相同,都是視頻存儲器,若存儲器內(nèi)存較大,也可共用同一存儲器)受定時控制電路的控制,寫的時鐘信號頻率為14.3 MHz,而讀的時鐘信號頻率為28.6MHz,即是慢存快取,且呈兩倍頻,從而使亮度信號和兩色差信號完成數(shù)字格式的場倍頻的轉換,輸出的亮度信號和色差信號的數(shù)據(jù)個數(shù)是輸入的數(shù)據(jù)個數(shù)的兩倍,也即完成亮度信號和兩色差信號完成數(shù)字格式的場倍頻的轉換。由于定時控制電路主要產(chǎn)生行、場同步信號,倍頻轉換所需的時鐘信號,以及A/D轉換,D/A轉換和存儲器的時鐘信號,并控制系統(tǒng)時鐘28.6MHz的鎖相環(huán)振蕩電路,其主要功能是實現(xiàn)二倍頻場掃描的控制。
從亮度存儲器輸出的倍場的亮度信號數(shù)據(jù)流輸入到D/A轉換集成電路,在其內(nèi)部進行數(shù)模轉換,此時輸出的亮度信號是原輸入信號的兩倍頻,為此,輸出信號所經(jīng)低通濾波器也倍頻為14MHz,最后送至后級的解碼電路。數(shù)模轉換所需的28.6MHz時鐘脈沖,是由系統(tǒng)的振蕩電路提供的。
時分復用的色差信號數(shù)據(jù)流輸出到定時控制電路中,在其內(nèi)部進行時分復用的解調(diào),然后再輸出(R-Y)信號數(shù)據(jù)流和(B-Y)信號數(shù)據(jù)流至D/A轉換集成電路,在其內(nèi)部進行數(shù)模的轉換,成為兩倍頻的模擬色差信號。然后分別輸出送到7MHz低通的濾波器,濾除高頻的干擾信號,再送到后級的信號處理電路。
行同步信號(H-sync)和場同步信號(V-sync)在定時控制電路里進行倍頻的轉換處理后,輸出倍頻后的行同步信號(H’-sync)和場同步信號(V’-sync)。
場頻為100Hz的電視機,需要高速的A/D、D/A轉換器和存儲器和定時控制電路。同時,由于輸出視頻信號的行頻亦提高一倍,達到同樣畫面質(zhì)量時的視頻帶寬亦提高一倍。這樣對電視機各方面的要求也提高。因此,采用這一技術必然會增加成本,采用了這技術的電視機,比同類型的電視機的價格一般貴上1000元左右。在國產(chǎn)彩色電視機中,通常只有34英寸電視機才采用,而國外,一些29英寸的電視機也采用。
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