数字梳状滤波器
数字梳状滤波器 第2O卷第2期
2004年4月
德州学院
JournalofDezhouUniversity V01.20,No.2
Apr.2004
文章编号:1004—9444(2004)02—0032—03 数字梳状滤波器
李丽欣
(德州学院物理系.山东德州253015)
主要区别在于时亮色信号摘要:高清晰度的数字电视和模拟电路为主的普通电视.的分离处理上.数
字电视亮色分离的关键器件是数字梳状滤波器.本文对数字梳状滤波器特性进行
了较为详细的
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
.
关键词:数字电视;梳状滤波器;亮,色信号;频谱分离 中图分类号:TN949.197文章标识码:A 现行大部分彩电(包括很多大屏幕电视)是原 来PAL制普通模拟电路的延续产品,这种彩电在 亮度信号和色度信号的组合过程(编码)中采用的 是共用频带的频谱交错方式.在电视机的解码电 路中,必须再将亮度信号和色度信号进行分离,如 果分离不彻底将会产生亮度信号和色度信号的串 扰,形成彩色和图像的相互干扰问题.由于历史和 技术的原因,原来电视机电路中的亮,色分离电路 虽经多种补偿和处理,但一直没能得到很好的解 决,这在很大程度上制约了电视图像的清晰显示.
现代数字高清电视(HDTV)将要取代原来以模 拟电路为基础的旧彩电,其中重要的一项改进即 是用数字处理的方法,采用数字梳状滤波器来实 现亮度信号和色度信号的彻底分离.这种方法在 减小亮色互串的同时,还可灵活的控制亮度通道 和色度通道的频率响应特性,实现严格的线性相 位特性和滤波特性的最佳化设计,大大的提高图 像的清晰度.
模拟电路中色度带通滤波器和副载频陷波的 亮色分离方式,只适用于水平方向细节较少的情 况.当水平方向细节较多时,亮度和色度信号的带 宽较宽.亮,色主谱线互相进人对方的通带,不但 亮,色分离不彻底.还会造成信号水平方向的高频 损失.同时在进行U,V信号的分离时,广泛使用 行梳状滤波器的分离方法,这种方法对于垂直方 向细节较多时,位于亮色主谱线两侧的亮色副谱 线形成交错,这时行梳状滤波器不但不能使亮色 副谱线分离.而且还会造成信号垂直方向的高频 损失.对于这种情况,只有采用数字梳状滤波器才 能把亮色信号进行彻底分离.数字梳状滤波器分 为行梳状滤波器和帧,场梳状滤波器,由于帧,场 梳状滤波器成本较高,目前大屏幕彩电中一般还 只采用行梳状滤波器.故文中只对行数字梳状滤 波器进行分析.
现行彩电机芯中常用的数字亮色分离电路, 通常称为数字延时解调电路或行梳状滤波器.对 于数字滤波电路进行定量分析时,可由延时,乘系 数和相加减三种基本运算组成,可得数字滤波器 的等效模拟频响为
,一1
H(厂)一H(,)一h()-j2,(1) ":0
由该式可见,等效频响H(1厂)仅取决于加权系数h ().当h()满足线性相位条件时,H(_厂)的相位 函数是_,'的严格线性函数.可以证明.在特定电 路情况下该函数的数字域频响可
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
示为 H()===e-COS(叫/2)
其等效的幅频特性为
lH(厂)=COS(不,/,)l(2)
在该理论的指导下,设计了多种行梳状滤波 器电路.目前在彩电中应用较多的有两种电路,图 收稿日期:2003—12—1O;修回日期:2004一O1—20 作者简介:李丽欣(1956一),女,山东德州人.学士,德州学院物理系讲师,从事电路理
论的研究工作
第2期李丽欣:数字梳状滤波器33
P
士2?s
图1行延迟梳状滤波器电路框图之一
?2?s?t
图2行延迟梳状滤波器电路框图之二
1和图2为常用的两种电路原理方框图. 图中Z表示一行延时表示输入的数字
化的PAL全电视信号,e表示行梳状滤波器输 出的色度信号,由(2)式可知这两种行梳状滤波器 对信号的梳状滤波幅频特性为
H(厂)=lsin(2~rf/厂)l
H6(厂)一2sin(~rf/f)
对于这两种幅频特性以及Y,U,V主谱线的 位置可用图3和图4表示出来,从图中可以看出, H不如H的幅频特性曲线陡,所以图1所示电 路亮色分离效果不如图2,但在消除两个色度信 号相互串扰上则又优于图2电路.
图3(图1)电路滤波器幅频响应
图4(图2)电路滤波器幅频响应
对于图1所示的电路,色度信号的延时还应 U
V
U
V
包括PAl修正器所产生的延时,因此全电视信号 的延迟补偿时间r还应将这部分延时考虑在内. PAL修正器由一个乘法器和一个带通滤波器组 成.设该输入的色度信号为
sint?VCOS(ot P一U
将与本地副载波2sin2wt在乘法器中相 乘有
(L,sincot?VCOSt.Ot)2sin2wt—UCOSo)t? Vsincot+Ucos3wt?Vsin3wt
再用带通滤波器除高次谐波后得到
.
一
UCOS(ot?Vsint—
Usin(wt+90.)?Vcos(cot一90.)(3) (3)式表明,经PAL修正后,色度信号中的U 分量的相位要比修正前超前90.,而V分量的相 位要滞后90.,刚好与第+1行中的色度信号同
相位,这样,通过二者相减就可进一步得到亮度信 号.
由全电视信号的形成理论可知,色度信号仅 存在于视频基带高端的副载频附近,对于PAL信 号,亮色谱线交错部分仅在?1.3MHz的频带 范围内,因此梳状滤只需在这个频带范围内进行. 图5(a)是全电视信号的频谱,图5(b)是行梳状滤 波器对色度信号的幅频响应,图5(c)是行梳状滤 波器到亮度信号的幅频响应.从图中可以清楚的 看出,数字梳状滤波器对色度信号和亮度信号的
34德州学院(自然科学版)第2O卷
E(f)
0
Hc(f)
0
HY(f)
0
YYYYYYYYYYY
(c)
?-?-
f
图5(a)全电视信号幅频响应(b)梳状滤波器色度信号幅频响应
(c)梳状滤波器亮度信号幅频响应.
的分离性能都非常好,基本上解决了模拟电路中 亮色分离带来的边缘模糊,细节不清晰等问题.因 此现代彩电均采用数字梳状滤波器技术,使彩电 图像显示提高了一个档次.
参考文献:
f
[1]余斯乐.电视技术[M].天津:天津大学出版社,
1999.
F2]张福安.现代彩色电视机原理与维修[M].呼和浩
特:内蒙古大学出版社,2003.
Formwavefilteriscombedtothenumeral
LILi—xin
(Departmentofphysics,DezhouUniversity,DezhouShandong253015,China) Abstract:OrdinarytelevisionthattheDigitalTelevisionandanalogcircuitofhighclarityaregivenfirst
placetomajorisdistinguishedtodependondealingwithtoseparatingofbrightcoloursignal,andthe
keypartsofDigitalTelevisioncolourshiningseparationaretheformwavefilteriscombedtothenu—
meral,andthattheformwavefilterpropertyhascarriedonthecomparativelydetailedanalysisis
combedthattothistextlogarithmicword.
Keywords:digitaltelevision;formwavefilteriscombed;brightandcoloursignal;frequencyspectrum
separates