彩电100Hz扫描的工作原理

　　现行的彩色电视机都采用隔行扫描方式，每幅图像由偶数场和奇数场均匀镶嵌而成，场频是50Hz/60Hz（分别对应PAL制和NTSC制），但由于屏幕上每一行的扫描线实际上仍按帧频25Hz/30Hz出现，低于人眼的临界闪烁频率，故屏幕上亮度较高的细节会产生行间闪烁，大面积的亮区域会产生大面积闪烁。科学实验发现，当电视场扫描速度高于70HZ以上时，则人眼睛消除闪烁感，当电视场扫描速率达到100Hz时，电视画面接近静止的彩色画面的稳定度。现在已有多家厂商生产“数码100Hz”的电视机，如东芝、乐声、创维、康佳等。这种采用数字处理技术设计而成的100Hz扫描电视，由于其每一行的扫描线按帧频50Hz出现，高于人眼的临界闪烁频率，减少了图像大面积闪烁，减轻了长时间收看给电视观众来来的眼睛疲劳，提高了图像的垂直清晰度，故此，得到护眼电视的美称。

一． 倍频扫描的基本原理

  下面，我们先分析倍频扫描的基本原理。倍频扫描的关键是：慢存快取，利用不同的存储和读取频率来使场频增加。下面，说明不同的时钟频率如何能够实现倍频的原理。在数字信号处理电路中，通常是一个时钟脉冲周期对应于一位数据，在图1中，假设相对于一个周期脉冲的下降沿读数一次，假设4位二进制数对应表示一个模拟量，则图1中，由于写入脉冲有4个周期，相对应有4个下降沿，将得到4位二进制数，该数据经D/A转换后，则恢复成一个模拟量值（如正弦波中的一个点）。二倍频的读出脉冲在相同的时间内有8个周期，即有8个脉冲下降沿，可得8位二进制数。该数据经D/A转换器处理，可恢复成二个模拟量值（如正弦波中的二个点）。也即模拟量值的个数增长了一倍，实现了倍频。可见，利用不同的时钟频率来写入和读出，则可使模拟量值的个数发生变化。

图一　不同时钟脉冲的比较

　　100Hz扫描技术就是利用数字式场频转换技术，它把PAL制的50Hz场频的信号，通过数字式存储器DARM，采用“慢存快取”的方法，即读出的时钟频率是存入时钟频率的2倍，实现信号场频率的倍频转换，使场扫描数倍增，从而成为场频为100Hz的视频信号。

二、100Hz扫描电路的基本组成

　　由于100Hz扫描技术是一种数字处理技术，而视频信号是一种模拟信号，所以在进行倍频处理以前，必须把模拟的亮度或色差信号变化成相应的数字信号，才能够利用不同的写入、读出频率来进行倍频处理，为此在100Hz扫描电路中，必须要有ADC（模数转换器）。另外，还需要把A/D转换后的数字信号存储起来，才能进行处理，也即电路需要有数字式视频存储器DRAM来记录一场（或一帧）的数字亮度信号和色差信号。最后，由于送到视放电路和解码电路的信号又必须是模似信号，所以对进行倍频处理后的数字信号还必须利用DAC（数模转换器）转换成模拟信号。当然，电路中还少不了产生写入脉冲和读出脉冲的脉冲信号发生器来进行定时控制。
　　从上分析可知，100Hz扫描电路通常包含以下电路：视频存储器、模数转换器（ADC）、数模转换电路（DAC）、倍频转换电路及时钟控制电路等几个部分组成。其系统结构如图2所示：

图二　100Hz扫描系统原理框图

三．工作原理分析

　　亮度信号（Y）从前级的解码电路输出，经一定宽带补偿网络，以及7MHz的低通滤波器输入到三路A/D转换器，色差信号同样经宽带补偿网络处理后，也输入到三路A/D转换器。在三路A/D转换器中，分别进行Y、B-Y、R-Y三路信号的A/D转换。转换的处理过程如下：在三路转换器内，由14.3MHz的采样脉冲对三路信号分别进行采样，再分别进行模数转换成为8bit数据流，然后输出各自8bit的数据流。亮度数据流经一条输出线输出到亮度存储器进行一场的信号存储。两色差信号数据流在输入到A/D转换器的28.6MHz信号的控制下，经另一条输出线以时分复用的方式输入到色差存储器内进行存储。28.6MHz PLL锁相环电路产生28.6MHz的振荡信号，该信号进行1/2分频后充当A/D转换电路所需14.3MHz的采样脉冲和28.6MHz的定时脉冲。
　　亮度存储器和色差存储器（两存储器选用集成电路型号相同，都是视频存储器，若存储器内存较大，也可共用同一存储器）受定时控制电路的控制，写的时钟信号频率为14.3 MHz，而读的时钟信号频率为28.6MHz，即是慢存快取，且呈两倍频，从而使亮度信号和两色差信号完成数字格式的场倍频的转换，输出的亮度信号和色差信号的数据个数是输入的数据个数的两倍，也即完成亮度信号和两色差信号完成数字格式的场倍频的转换。由于定时控制电路主要产生行、场同步信号，倍频转换所需的时钟信号，以及A/D转换，D/A转换和存储器的时钟信号，并控制系统时钟28.6MHz的锁相环振荡电路，其主要功能是实现二倍频场扫描的控制。
　　从亮度存储器输出的倍场的亮度信号数据流输入到D/A转换集成电路，在其内部进行数模转换，此时输出的亮度信号是原输入信号的两倍频，为此，输出信号所经低通滤波器也倍频为14MHz，最后送至后级的解码电路。数模转换所需的28.6MHz时钟脉冲，是由系统的振荡电路提供的。
　　时分复用的色差信号数据流输出到定时控制电路中，在其内部进行时分复用的解调，然后再输出（R-Y）信号数据流和（B-Y）信号数据流至D/A转换集成电路，在其内部进行数模的转换，成为两倍频的模拟色差信号。然后分别输出送到7MHz低通的滤波器，滤除高频的干扰信号，再送到后级的信号处理电路。
　　行同步信号（H-sync）和场同步信号（V-sync）在定时控制电路里进行倍频的转换处理后，输出倍频后的行同步信号（H’-sync）和场同步信号（V’-sync）。
　　场频为100Hz的电视机，需要高速的A/D、D/A转换器和存储器和定时控制电路。同时，由于输出视频信号的行频亦提高一倍，达到同样画面质量时的视频带宽亦提高一倍。这样对电视机各方面的要求也提高。因此，采用这一技术必然会增加成本，采用了这技术的电视机，比同类型的电视机的价格一般贵上1000元左右。在国产彩色电视机中，通常只有34英寸电视机才采用，而国外，一些29英寸的电视机也采用。