在彩色电视机整机电路中一般都设有亮度/色度(Y/C)信号分离电路。传统彩电的Y/C分离是采用频率分离法,即利用亮度信号与色度信号的频率不同加以分离。具体讲,就是在亮度通道中加入一个色度陷波器,去掉色度信号,取出亮度信号,同时在色度通道的前面加一个色度带通滤波器,抑制亮度信号,取出色度信号。这种方法虽简单,但在色度陷波器吸收色度信号的同时,也将亮度信号中的高频分量吸收掉了,使图像的清晰度降低。另外,在色度带通滤波器选出色度信号的同时,也将带通滤波器频带范围内的亮度信号选出,与色度信号一起送入解调器,这样亮度信号中的高频分量同样被解调出,将导致图像的一些细格子或细条子区域出现闪烁的彩色干扰。由于传统的频率分离法并不能将所有的亮/色信号彻底分离,导致图像质量差,为此,现在的新型大屏幕彩电都使用梳状滤波器进行亮/色信号分离,从而较好地解决了上述问题,使彩电的图像质量得以显著提高。那么梳状滤波器是怎样将亮/色信号彻底分离的呢?简单地说,就是根据视频信号频谱交织原理及梳状滤波器的梳齿状滤波特性,以频谱分离的方式把亮度信号与色度信号分离出来。下面作一介绍。
梳状滤波器的基本原理,可用图1所示框图表示。它是由两行延迟线、加法器、减法器等组成。由亮度信号和色度信号构成的视频信号,一路直接加至加法器和减法器的一个输入端(称为直通信号Y+C),另一路同时送至二行(2H)延迟线,经延迟后,送至加法器和减法器的另一个输入端(称为延迟信号Y-C)。在加法器中,直通信号和延迟信号相加,即Y+C+Y-C=2Y,得到2Y亮度信号;同时,直通信号和延迟信号在减法器内相减,Y+C-(Y-C)=2C,即得到2C色度信号,这样,就完成了亮度信号与色度信号的分离。

图2是日立CTM3300型彩电梳状滤波器组成图。它的工作过程是:视频信号(Y+C)由Q3803作缓冲放大后经TA7365P③脚被分为两路:一路送至放大器放大,该放大器具有同相和反相两个输出端。同相输出端输出经放大了的Y+C信号,反相输出端输出经放大后的-(Y+C)信号。两个输出端输出的信号分别加至加法器Ⅰ和Ⅱ,这路信号即为直通信号。另一路送入延时驱动电路,经驱动后从TA7365P的①脚输出,再送至2H延迟线。被延迟了的2H时间的信号经三极管Q3801倒相放大后,再经TA7365P的⑥脚加至集成块内部的加法器Ⅰ和Ⅱ的另一输入端,这路信号便是延迟信号-(Y-C)。

在加法器Ⅰ中,同相输出端输出的直通信号(Y+C)与延迟信号-(Y-C)相加,亮度信号被抵消了,产生的色度信号由②脚输出。在加法器Ⅱ中,反相输出端输出的直通信号-(Y+C)与延迟信号-(Y-C)相加,色度信号被抵消,产生的亮度信号被缓冲放大后从⑨脚输出,即完成了亮度分离任务。图中Q3801作用是补偿延迟线的损耗,电位器R3803是用来调节延时信号的幅度,以便使加至加法器Ⅰ、Ⅱ两路信号的幅度相等。
值得一提的是,上述梳状滤波器只能对相关性很好的视频信号进行Y/C分离。如果信号出现非相关情况(如垂直方向有色度信号跳变),亮度信号与色度信号就不能彻底分离,从而引起串色。由于使用这种两行(2H)梳状滤波器的彩电画质并不能达到理想的效果,为此,又开发出了在垂直方向有相关性检测功能的所谓动态梳状滤波器(即三行梳状滤波器),图3是动态梳状滤波器组成方框图。它由两个两行延迟线、三个带通滤波器、垂直相关检测校正电路、加法器和减法器组成。它是利用三行彩色信号在垂直方向完成相关性检测和校正,分离出所需要的彩色信号,从而克服两行型梳状滤波器的不足。但这种模拟式三行动态滤波器的问题是调整点多(有6个调整点)且不适合用I\(^{2}\)C总线控制。为此,新型的三行数字化梳状滤波器应运而生,并被广泛应用于近期出品的新型大屏幕彩电中。由于这种新型数字化动态滤波器对垂直方向的运动图像边沿有自己适应补偿,从而使图像清晰度又提高了100多线。图4是这种新型动态滤波器的结构框图。


由图可知,图4中下半部分是典型的锁相环路。其中压控振荡器(VCO)用来产生4\(_{fsc}\)(4倍色副载波频率)的振荡信号,作为数字Y/C分离电路的时钟信号,对于PAL制为17.73MHz、对NTSC制为14.32MHz。视频信号经模数转换器(ADC)变换成8位数字信号,送至数字梳状滤波器进行运算,形成8位亮度和色度数字信号,然后再由数模转换器(DAC)转换成模拟信号输出,从而完成了亮、色分离任务。例如:三洋“帝王”A8-A机芯彩电,就是使用了数字Y/C分离集成电路MC 141625将复合视频信号分离成亮度信号和色度信号。长虹“NC-3”机芯彩电采用了图4所示数字化梳状滤波电路,其中ADC转换由集成块CXD 1176Q担任,DAC转换由集成块CXD 1177 Q 担任,数字动态梳状滤波器由CXD2011担任。
(王绍华)