彩色模拟電視廣播制式NTSC、PAL和SECAM
1. 模拟電視制式概述
電視制式，即電視信号的标準，可以簡單地了解為用來實作電視圖像、聲音信号所采用的一種技術标準。電視制式有很多種。對模拟電視，有黑白電視制式、彩色電視制式，伴音制式等；對于數字電視，有圖像、音頻信号壓縮編碼格式（信源編碼）、TS流（Transport Stream）編碼格式（信道編碼）、數字信号調制方式，圖像顯示格式等。這裡隻讨論模拟電視制式。
黑白電視制式的主要内容有：圖像和伴音的調制方式、圖像信号極性、圖像和伴音的載頻差、頻帶寬度、頻道間隔、掃描參數等。世界各國所采用的黑白電視制式有：A、B、C、D、E、G、H、I、K、K1、L、M、N等，共計13種（其中A、C、E已不采用），我國為其中的D、K制。
彩色廣播電視制式需要與黑白電視制式相容，即黑白電視能夠接收彩色電視信号，彩色電視也能接收黑白電視信号，隻不過畫面全都變成黑白的。彩色電視根據三原色原理，同時為了壓縮傳輸頻帶，将R、G、B三個基色信号轉變為亮度（Y）和紅、藍兩個色差信号（R-Y和B-Y）。其中亮度信号可以用來傳輸黑白圖像，色度和亮度信号組合可以恢複出R、G、B三個信号。是以，相容制彩色電視除傳送與黑白電視相同的亮度和伴音信号外，還在同一視訊頻帶内同時傳送色度信号。色度信号是由兩個色差信号對視訊頻帶高頻端的色副載波進行調制而成的。為防止色差信号的調制過載，需要将紅、藍色差信号進行壓縮，壓縮後的紅、藍色差信号用V、U表示。
除了包括與黑白電視相同的掃描、信道等以拉丁字母來差別的制式内容外，根據發、收端對三基色信号的不同編、解碼方式構成不同的彩色電視制式。今世界流行的彩色電視制式有三種： NTSC、PAL和SECAM。這三種制式不能互相相容。在不支援某種制式的電視機上播放該種制式的信号，畫面将變為黑白色。
| 制式 | NTSC | SECAM | PAL |
| 應用對比 | |||
| 全名 | National Television System Committee （美國國家電視标準委員會） | Se'quential Co'uleur A Me'moire （法文：按順序傳送彩色與存儲） | Phase Alternating Line （逐行倒相） |
| 戲稱 | Never The Same Color （不會出現一樣的色彩） | System Essentially Contrary to American Method （本質上有别與美國的系統） Shows Every Color All Murky （把每一個顔色顯示得模糊） | Perfect At Last （終于完美了） |
| 開發國家 | 美國 | 法國 | 聯邦德國（西德） |
| 成立時間 | 1953年 | 1966年 | 1967年 |
| 細分格式 | 6種：NTSC、NTSC-C、NTSC-J、NTSC-M、NTSC-U、NTSC-Us | 6種：SECAM、SECAM-B、SECAM-D、SECAM-G、SECAM-K、SECAM-L | 10種：PAL、PAL-B、PAL-D、PAL-G、PAL-H、PAL-I、PAL-K、PAL-K1、PAL-N、PAL-M |
| 采用國家/地區 | 美國、加拿大、墨西哥等大部分美洲國家以及日本、台灣、南韓、菲律賓等國家/地區 | 俄羅斯、法國、埃及以及非洲一些法語系國家等 | 除北美、東亞部分地區、中東、法國及東歐以外的世界上大部份國家/地區 |
| 技術對比 | |||
| 圓場頻率 | 59.94 Hz | 50 Hz | 50 Hz |
| 圓框掃描線 | 525條 | 625條 | 625條 |
| 水準掃描頻率 | 15,734.264 Hz | 15,625 Hz | 15,625 Hz |
| 亮度信号帶寬 | 4.2 MHz | 6.0 MHz | 5.5 MHz |
| 聲音載波 | 4.5 MHz (System-M) | 6.5 MHz (System-DK) | 歐洲 5.5 MHz (System-BG) 英國 6.0 MHz (System-I) |
| 色信号 | I、Q | DR +350K～-500K Hz DB + 350 K～-350 K Hz | U ± V |
| 系色信号 | (455/2)fH = 3.579545MHz | fDR 282fH = 4.2500MHz fDB 272fH = 4.4065MHz | (1135/4)fH + fV/2 = 4.433618MHz |
| 色信号調頻方式 | 相位及振幅正交調變 | 6.5 Hz | 相位及振幅正交調變 (每隔一條線變換一次) |
| 色差信号帶寬 | I=1.3 MHz Q=0.6 MHz | fDR> 1.0 MHz fDB > 1.0 MHz | U=1.3 MHz V=1.3 MHz |
| 系色信号相位 | －（B－Y） | fDR 和 fDB 每隔3條掃描線改變180º | U ± V |
| 色信号控制 | 不需要 | 利用垂直歸線時9條掃描線 | 利用±180º擺動信号 |
| 外加信号 | 無 | fH / 2，fH / 4， fV，fV / 2 | fH / 2修正閘控信号 |
| 數字化 | 較難 | 最難 | 容易 |
| 轉換特性 | NTSC<->PAL 容易 NTSC<->SECAM 較難 | SECAM<->PAL 容易 SECAM<->NTSC 較難 | PAL<->NTSC 容易 PAL<->SECAM 容易 |
| 衛星通信 | 可行 | 可行 | 可行 |
| 操作方式 | 繁瑣 | 最簡單 | 簡單 |
| 畫面效果 | 會閃爍 | 細緻 | 較穩定 |
| 相容性 | 最佳 | 稍差 | 佳 |
| 彩色同步頻率 | 3.58 MHz | 4.433 MHz | 4.433 MHz |
另外，根據混色原理的不同，還可以将彩色電視制式劃分為順序制、同時制和順序-同時制。
順序制：利用空間混色原理和時間混色原理，将代表一個像素點的、信号，如R、G、B三基色，按一定順序傳送到顯像管，利用人眼的視覺暫留特性混合成彩色圖象。順序制又分為場順序制、行順序制和點順序制，它們分别是逐場、逐行、逐點地順序傳送三基色信号。順序制的優點是裝置簡單，彩色圖象品質較好，但是相容性很差或者不能相容。
同時制：利用時間混色原理，它将R、G、B三基色編碼成的亮度信号和色度信号同時傳送，經過解碼得出三基色信号，然後由顯像管合成彩色圖象。同時制的優點是可以相容，圖象品質較好，但是裝置複雜，亮度與色度信号往往存在互相幹擾。NTSC、PAL都屬于同時制。
順序-同時制：是上述兩種制式的組合。例如，可将一個基色信号經常傳送，而将另兩個基色信号依次順序傳送，然後在顯像管中合成彩色圖象。其優缺點與同時制相同。SECAM屬于順序-同時制。
2. National Television System Committee (NTSC)
正交平衡調幅制NTSC是與1952年12月由美國國家電視系統委員會制定的彩色電視廣播标準。美國、加拿大、墨西哥等大部分美洲國家以及日本、台灣、南韓、菲律賓等均采用這種制式，香港部份電視公司也采用NTSC制式廣播。
這種制式根據人眼分辨藍、品紅之間顔色細節的能力最弱，而分辨紅、黃色之間顔色細節的能力最強的視覺特性，采用藍、品紅之間的色差信号Q和紅、黃之間的色差信号I來代替藍、紅色差信号U和V。用Q、I色差信号分别對初相角為33°和123°的兩個同頻色副載波進行正交平衡調幅，以便于解碼分離和抑制副載波。調制後的兩個色差信号經混合組成色度信号。為在接收端對色度信号進行同步檢波，須在發送端利用行消隐期間送出色同步信号。色度信号調制原理如下圖所示。
NTSC彩色電視制式的主要參數：同時制；采用YIQ顔色模型；畫面分辨率720*480，長寬比4：3；隔行掃描，一幀分為奇、偶兩場，262.5線/場，一幀圖像總掃描行數為525行；重新整理速度（幀頻）為29.97 幀/秒，故場頻為59.94場/秒；根據色度副載波頻率的不同，還可分為NTSC4.43和3.58兩種。
NTSC的主要缺點是，存在因相位敏感而導緻的顔色失真。
3. Phase Alternation Line (PAL)
正交平衡調幅逐行倒相制PAL是為了克服NTSC制的相位敏感性而由聯邦德國于1963年研制的一種制式。除北美、東亞部分地區、中東、法國及東歐以外的世界上大部份國家/地區采用這種制式。英國、香港、澳門使用的是PAL-I，中國大陸使用的是PAL-D，新加坡使用的是PAL B/G或D/K。 這種制式 用U、V色差信号分别對初相位為0°和90°的兩個同頻色副載波進行正交平衡調幅，并把 V分量的色差信号逐行倒相 。這，色度信号的相位偏差在相鄰行之間經平均而得到抵消。這種制式特點是對相位偏差不甚敏感，并在傳輸中受多徑接收而出現重影彩色的影響較小。 PAL彩色電視制式的主要參數：同時制；采用YUV顔色模型；标準分辨率720*576，長寬比4：3；隔行掃描，一幀分為奇偶兩場，奇場在前、偶場在後； 一幀圖像 總掃描行數為625行， 312.5線/場 ；重新整理速度（幀頻）為25幀/秒，故場頻為50場/秒。
4. Sequential Coleur Avec Memoire (SECAM)
順序傳送彩色與存儲制SECAM采用，1962年由法國研制成功，1967年在法國正式廣播。它也克服了NTSC制式相位失真的缺點，但采用時間分隔法來傳送兩個色差信号。采用SECAM制的國家主要為大部分獨聯體國家 （如俄羅斯）、法國、埃及以及非洲的一些法語系國家。
SECAM中的色度信号采用頻率調制，而且它的兩個色差信号是按行的順序傳送的。在接收端解碼時，需要有亮度和兩個色差信号才能解碼出R、G、B三基色信号，是以在接收解碼器中利用延遲線将其中一個色差信号存儲一行的時間，在與下一行收到的亮度和另一個色差信号一起組成三基色信号。
SECAM彩色電視制式的主要參數：順序-同時制；采用YUV顔色模型；标準分辨率720*576，長寬比4：3；隔行掃描，一幀分為奇偶兩場，奇場在前、偶場在後；一幀圖像總掃描行數為625行，312.5線/場；重新整理速度（幀頻）為25 幀/秒，故場頻為25場/秒。