彩電100Hz掃描的工作原理

　　現(xiàn)行的彩色電視機(jī)都采用隔行掃描方式，每幅圖像由偶數(shù)場(chǎng)和奇數(shù)場(chǎng)均勻鑲嵌而成，場(chǎng)頻是50Hz/60Hz（分別對(duì)應(yīng)PAL制和NTSC制），但由于屏幕上每一行的掃描線實(shí)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(xì)節(jié)會(huì)產(chǎn)生行間閃爍，大面積的亮區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大面積閃爍?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電視場(chǎng)掃描速度高于70HZ以上時(shí)，則人眼睛消除閃爍感，當(dāng)電視場(chǎng)掃描速率達(dá)到100Hz時(shí)，電視畫面接近靜止的彩色畫面的穩(wěn)定度?，F(xiàn)在已有多家廠商生產(chǎn)“數(shù)碼100Hz”的電視機(jī)，如東芝、樂(lè)聲、創(chuàng)維、康佳等。這種采用數(shù)字處理技術(shù)設(shè)計(jì)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(zhǎng)時(shí)間收看給電視觀眾來(lái)來(lái)的眼睛疲勞，提高了圖像的垂直清晰度，故此，得到護(hù)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(guān)鍵是：慢存快取，利用不同的存儲(chǔ)和讀取頻率來(lái)使場(chǎng)頻增加。下面，說(shuō)明不同的時(shí)鐘頻率如何能夠?qū)崿F(xiàn)倍頻的原理。在數(shù)字信號(hào)處理電路中，通常是一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期對(duì)應(yīng)于一位數(shù)據(jù)，在圖1中，假設(shè)相對(duì)于一個(gè)周期脈沖的下降沿讀數(shù)一次，假設(shè)4位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)表示一個(gè)模擬量，則圖1中，由于寫入脈沖有4個(gè)周期，相對(duì)應(yīng)有4個(gè)下降沿，將得到4位二進(jìn)制數(shù)，該數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，則恢復(fù)成一個(gè)模擬量值（如正弦波中的一個(gè)點(diǎn)）。二倍頻的讀出脈沖在相同的時(shí)間內(nèi)有8個(gè)周期，即有8個(gè)脈沖下降沿，可得8位二進(jìn)制數(shù)。該數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器處理，可恢復(fù)成二個(gè)模擬量值（如正弦波中的二個(gè)點(diǎn)）。也即模擬量值的個(gè)數(shù)增長(zhǎng)了一倍，實(shí)現(xiàn)了倍頻?？梢?jiàn)，利用不同的時(shí)鐘頻率來(lái)寫入和讀出，則可使模擬量值的個(gè)數(shù)發(fā)生變化。

　　100Hz掃描技術(shù)就是利用數(shù)字式場(chǎng)頻轉(zhuǎn)換技術(shù)，它把PAL制的50Hz場(chǎng)頻的信號(hào)，通過(guò)數(shù)字式存儲(chǔ)器DARM，采用“慢存快取”的方法，即讀出的時(shí)鐘頻率是存入時(shí)鐘頻率的2倍，實(shí)現(xiàn)信號(hào)場(chǎng)頻率的倍頻轉(zhuǎn)換，使場(chǎng)掃描數(shù)倍增，從而成為場(chǎng)頻為100Hz的視頻信號(hào)。

二、100Hz掃描電路的基本組成

　　由于100Hz掃描技術(shù)是一種數(shù)字處理技術(shù)，而視頻信號(hào)是一種模擬信號(hào)，所以在進(jìn)行倍頻處理以前，必須把模擬的亮度或色差信號(hào)變化成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，才能夠利用不同的寫入、讀出頻率來(lái)進(jìn)行倍頻處理，為此在100Hz掃描電路中，必須要有ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）。另外，還需要把A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)，才能進(jìn)行處理，也即電路需要有數(shù)字式視頻存儲(chǔ)器DRAM來(lái)記錄一場(chǎng)（或一幀）的數(shù)字亮度信號(hào)和色差信號(hào)。最后，由于送到視放電路和解碼電路的信號(hào)又必須是模似信號(hào)，所以對(duì)進(jìn)行倍頻處理后的數(shù)字信號(hào)還必須利用DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。當(dāng)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(hào)發(fā)生器來(lái)進(jìn)行定時(shí)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(chǔ)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（DAC）、倍頻轉(zhuǎn)換電路及時(shí)鐘控制電路等幾個(gè)部分組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

三．工作原理分析

　　亮度信號(hào)（Y）從前級(jí)的解碼電路輸出，經(jīng)一定寬帶補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，以及7MHz的低通濾波器輸入到三路A/D轉(zhuǎn)換器，色差信號(hào)同樣經(jīng)寬帶補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)處理后，也輸入到三路A/D轉(zhuǎn)換器。在三路A/D轉(zhuǎn)換器中，分別進(jìn)行Y、B-Y、R-Y三路信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的處理過(guò)程如下：在三路轉(zhuǎn)換器內(nèi)，由14.3MHz的采樣脈沖對(duì)三路信號(hào)分別進(jìn)行采樣，再分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)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(chǔ)器進(jìn)行一場(chǎng)的信號(hào)存儲(chǔ)。兩色差信號(hào)數(shù)據(jù)流在輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的28.6MHz信號(hào)的控制下，經(jīng)另一條輸出線以時(shí)分復(fù)用的方式輸入到色差存儲(chǔ)器內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)。28.6MHz PLL鎖相環(huán)電路產(chǎn)生28.6MHz的振蕩信號(hào)，該信號(hào)進(jìn)行1/2分頻后充當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路所需14.3MHz的采樣脈沖和28.6MHz的定時(shí)脈沖。
　　亮度存儲(chǔ)器和色差存儲(chǔ)器（兩存儲(chǔ)器選用集成電路型號(hào)相同，都是視頻存儲(chǔ)器，若存儲(chǔ)器內(nèi)存較大，也可共用同一存儲(chǔ)器）受定時(shí)控制電路的控制，寫的時(shí)鐘信號(hào)頻率為14.3 MHz，而讀的時(shí)鐘信號(hào)頻率為28.6MHz，即是慢存快取，且呈兩倍頻，從而使亮度信號(hào)和兩色差信號(hào)完成數(shù)字格式的場(chǎng)倍頻的轉(zhuǎn)換，輸出的亮度信號(hào)和色差信號(hào)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)是輸入的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的兩倍，也即完成亮度信號(hào)和兩色差信號(hào)完成數(shù)字格式的場(chǎng)倍頻的轉(zhuǎn)換。由于定時(shí)控制電路主要產(chǎn)生行、場(chǎng)同步信號(hào)，倍頻轉(zhuǎn)換所需的時(shí)鐘信號(hào)，以及A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)器的時(shí)鐘信號(hào)，并控制系統(tǒng)時(shí)鐘28.6MHz的鎖相環(huán)振蕩電路，其主要功能是實(shí)現(xiàn)二倍頻場(chǎng)掃描的控制。
　　從亮度存儲(chǔ)器輸出的倍場(chǎng)的亮度信號(hào)數(shù)據(jù)流輸入到D/A轉(zhuǎn)換集成電路，在其內(nèi)部進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，此時(shí)輸出的亮度信號(hào)是原輸入信號(hào)的兩倍頻，為此，輸出信號(hào)所經(jīng)低通濾波器也倍頻為14MHz，最后送至后級(jí)的解碼電路。數(shù)模轉(zhuǎn)換所需的28.6MHz時(shí)鐘脈沖，是由系統(tǒng)的振蕩電路提供的。
　　時(shí)分復(fù)用的色差信號(hào)數(shù)據(jù)流輸出到定時(shí)控制電路中，在其內(nèi)部進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的解調(diào)，然后再輸出（R-Y）信號(hào)數(shù)據(jù)流和（B-Y）信號(hào)數(shù)據(jù)流至D/A轉(zhuǎn)換集成電路，在其內(nèi)部進(jìn)行數(shù)模的轉(zhuǎn)換，成為兩倍頻的模擬色差信號(hào)。然后分別輸出送到7MHz低通的濾波器，濾除高頻的干擾信號(hào)，再送到后級(jí)的信號(hào)處理電路。
　　行同步信號(hào)（H-sync）和場(chǎng)同步信號(hào)（V-sync）在定時(shí)控制電路里進(jìn)行倍頻的轉(zhuǎn)換處理后，輸出倍頻后的行同步信號(hào)（H’-sync）和場(chǎng)同步信號(hào)（V’-sync）。
　　場(chǎng)頻為100Hz的電視機(jī)，需要高速的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ)器和定時(shí)控制電路。同時(shí)，由于輸出視頻信號(hào)的行頻亦提高一倍，達(dá)到同樣畫面質(zhì)量時(shí)的視頻帶寬亦提高一倍。這樣對(duì)電視機(jī)各方面的要求也提高。因此，采用這一技術(shù)必然會(huì)增加成本，采用了這技術(shù)的電視機(jī)，比同類型的電視機(jī)的價(jià)格一般貴上1000元左右。在國(guó)產(chǎn)彩色電視機(jī)中，通常只有34英寸電視機(jī)才采用，而國(guó)外，一些29英寸的電視機(jī)也采用。