Материал: Исследование кодирующего устройства системы вещательного телевидения. методические указания к лабораторной работе. Зеленин И.А

23

рис. П1.4 представлен двухканальный корректор перекрестных искажений, содержащий: полосовой фильтр (ПФ) в канале А и режекторный фильтр (РФ) в канале В с взаимно дополняющими АЧХ, настроенные на среднюю частоту f₀ = 4,286 МГц; амплитудный ограничитель (АО) с регулируемым порогом ограничения и сумматор (С). Такой корректор позволяет сохранять допустимый уровень яркостного сигнала на частоте режекции.

Составляющие яркостного сигнала, режектируемые в канале В, полностью компенсируются составляющими, пропускаемыми каналом А, до тех пор, пока сигнал в канале А не превышает порога ограничения (кривые 1 на рис. П1.4, б). При этом сквозная АЧХ корректора оказывается равномерной. Если сигнал в канале А превышает уровень ограничения (кривые 2), то в амплитудно-частотной характеристике корректора вблизи частоты f₀ появляется провал, глубина которого зависит от размаха высокочастотных компонентов, а остаточное значение определяется порогом ограничения. Соотношение между уровнями высокочастотных компонентов яркостного сигнала и сигналом цветности устанавливают экспериментально по изображению на экране кинескопа.

Коррекция может быть основана и на дополнительном усилении сигнала цветности в зависимости от уровня высокочастотных компонентов яркостного сигнала на полосе частот, отведенной для передачи сигнала цветности. Это означает, что вредное влияние яркостного сигнала на сигнал цветности, для которого он является помехой, уменьшается за счет дополнительной амплитудной модуляции цветовой поднесущей: уровень ее временно повышается, если уровень яркостного сигнала в полосе сигнала цветности превысит 70 % номинальной амплитуды поднесущей. Порог срабатывания устройства, по превышении которого происходит усиление сигнала цветно-

24

а)

б)

Рис. П1.4. Структурная схема (а) и амплитудно-частотные характеристики (б) корректора перекрестных искажений:

ПФ – полосовой фильтр; РФ – режекторный фильтр;

АО – амплитудный ограничитель; С – сумматор.

25

сти, определяют также экспериментально по заметности перекрестных искажений.

П1.7. Изменение (коммутация) фазы поднесущей частоты

Колебания немодулированных поднесущих с частотами f_ОR и f_ОВ, кратными частоте строчной развертки f_стр = f_Н , при условии неизменной фазы этих колебаний в начале каждой строки создают заметные на экране черно-белого телевизора вертикальные черно-белые полосы, что ухудшает совместимость (рис. П1.5). Число таких полос, укладывающихся на интервале одной строки (Н = 64 мкс), при передаче сигнала D'_R составляет 282, а при передаче сигнала D'_B – 272.

Снижения заметности поднесущей на изображении достигают принудительным периодическим изменением (коммутацией) ее фазы на противоположную (180°). Это приводит к изменению положения темных и светлых элементов помехи от сигнала цветности и их усреднению по полю изображения.

Стандартом ГОСТ 7845-92 предусмотрены два равноценных варианта последовательности изменения фазы поднесущей. В первом варианте фаза поднесущей изменяется на 180° от поля к полю (на период каждого следующего поля), а также в начале и в конце каждой третьей строки (на период каждой третьей строки). Во втором варианте фазу поднесущей коммутируют на 180° также от поля к полю и, кроме того, в каждых трех последовательных строках одновременно, т.е. через каждые три строки. В обоих вариантах помеха от поднесущей имеет псевдохаотичный характер; при этом штриховая структура рисунка цветовой поднесущей преобразуется на изображении в менее заметную для глаза точечную.

С учетом чересстрочности разложения, длительности пе-

26

Рис. П1.5. Мешающее влияние цветовой поднесущей (или гармонической помехи) на черно-белое изображение

при f_ЦП = kf_Н:

УБ (УЧ) – уровень белого (черного), Н (Ч) – светлые участки

в строках нечетного (четного) поля

27

риодов коммутации фазы и чередования цветоразностных сигналов полный период повторения сигналов немодулированных цветовых поднесущих составляет во времени 232 =12 полей, а в пространстве – 12 строк изображения.

28

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Кодирующее устройство системы secam

Кодирующее устройство (кодер) предназначено для формирования из сигналов основных цветов (E'_R – красного, E'_G – зеленого и E'_B – синего), поступающих с преобразователей свет-сигнал или генератора цветных полос, полного цветового видеосигнала SECAM (Е_ПЦВC), соответствующего ГОCТ 7845-92. Согласно этому стандарту полный видеосигнал E_ПЦВС должен состоять из сигналов яркости (E'_Y), цветности (u_Ц), цветовой синхронизации (опознавания строк) (u_ЦС), защитной цветовой вспышки (u_ЗЦВ), а также сигналов синхронизации разверток (Е_ССP) и гашения лучей в кинескопе (Е_ГС). В свою очередь, сигнал цветности u_Ц должен представлять собой две цветовые поднесущие (с частотами f_OR и f_OB), промодулированные по частоте двумя чередующимися от строки к строке цветоразностными сигналами (D'_R – красным и D'_B – синим). Спектр частот сигнала цветности должен размещаться в верхней части спектра частот сигнала яркости.

Процесс кодирования (формирования) полного цветового видеосигнала Е_ПЦВС в соответствии с изложенными здесь и в приложении 1 требованиями рассмотрим по структурной схеме кодера (pис. П2.1), используемого лв стандартной системе цветного телевидения (ЦТ) SECAM. Процесс отличается особой наглядностью при иллюстрации принципа действия кодирующего устройства осциллограммами сигналов, соответствующих испытательному изображению вертикальных цветных полос. Цвет таких полос соответствует основным цветам приемника – красному К (R), зеленому З (G), синему С (В) и до-

29

30

31

полнительным к ним цветам – желтому Ж, голубому Г и пурпурному П. Белая и черная полосы позволяют иметь опорные уровни в полном видеосигнале. С помощью испытательного сигнала вертикальных цветных полос рассчитывают, нормируют и контролируют важнейшие параметры тракта цветного телевидения, а также настраивают телевизионную и видеоаппаратуру. Формы составляющих наиболее часто применяемого на практике сигнала типа 100/0/75/0 в характерных точках кодера приведены на pис. П2.2.

На вход кодирующего устройства, конкретно, кодирующей матрицы (КМ), сигналы основных цветов E'_R, E'_G и E'_B поступают либо с камерного канала, в котором они должны быть подвергнуты первичной обработке (усилению, коррекции частотных искажений, -коррекции), либо с генератора цветных полос. В матрице КМ из сигналов E'_R, E'_G и E'_B (рис. П2.2, б…г) формируются (как и в других вещательных системах цветного телевидения) сигнал яркости E'_Y (рис. П2.2,д) и цветоразностные сигналы E'_R–Y и E'_B–Y (рис. П2.2,е) в соответствнии с уравнениями:

(П2.1)

где , ,  – относительные яркости основных цветов приемника, смесь которых образует равносигнальный (эталонный) белый цвет С;  = 0,30,  = 0,59,  = 0,11 (значения округлены с точностью до второго знака).

В кодирующем устройстве можно условно выделить каналы яркости и цветности, служащие для формирования од-

32

Рис. П2.2. Лист 1

33

Рис. П2.2. Лист 2. Процесс формирования полного цветового видеосигнала цветных полос в системе SECAM (продолжение)

34

ноименных сигналов, а также импульсный канал, в котором формируются управляющие и синхронизирующие импульсы.

Из рис. П2.1 видно, что канал яркости является относительно простым. Он включает в свой состав корректор перекрестных искажений (КПИ), широкополосную линию задержки (ШЛЗ) и усилитель яркостного сигнала (У_Y).

Корректор перекрестных искажений предназначен для уменьшения искажений, или помех (типа «кроссколор»), которые возникают в телевизоре из-за биений между сигналом цветности и высокочастотными составляющими сигнала яркости, попадающими в полосу частот, где передают сигнал цветности (подробнее см. п. П1.6 приложения 1).

Широкополосная линия задержки ШЛЗ с полосой пропускания f  .7 МГц и временем задержки  = 0,3... 0,7 мкс служит для согласования времени распространения сигналов яркости E'_Y и цветности u_Ц, приходящих на выходной сумматор . Требуемая точность временно́го согласования указанных сигналов должна быть не хуже ±40 нc. При отсутствии такого согласования яркость и цветность одних и тех же элементов изображения на экране телевизора не совпадают. Паразитная задержка сигнала цветности относительно сигнала яркости образуется за счет узкополосности узлов канала цветности (например, фильтра нижних частот ФНЧ) и заметно бо́льшего их числа.

Следует заметить, что в канал яркости кодера (любой системы цветного телевидения) вводят также ряд не показанных на pис. П2.1 узлов: корректоры четкости и резкости (апертурные корректоры), каскады повышения отношения сигнал-шум и др.

Структура канала цветности SECAM принципиально отличается от структуры аналогичных каналов систем NTSC и

35

PAL.

В сумматорах _R и _B осуществляется сложение цветоразностных сигналов E'_R–Y и E'_B–Y, формируемых кодирующей матрицей, с девятью пилообразными импульсами цветовой синхронизации (отрицательной полярности) E_ПИ, поступающими с формирователя пилообразных импульсов (ФПИ). Импульсы Е_ПИ добавляются в сумматорах к цветоразностным сигналам на интервале времени, соответствующем задней площадке гасящего импульса поля, а именно: с 7-й по 15-ю строку в первом (нечетном) поле и с 320-й по 328-ю – во втором (четном) поле (отсчет строк ведется от начала первого полевого синхроимпульса, фронт которого совпадает с фронтом строчного синхроимпульса).

Поскольку сигнал E'_R–Y инвертируется, то и импульсы Е_ПИ в красной строке будут иметь положительную полярность, а в синей – отрицательную. Эти импульсы проходят через те же узлы, что и цветоразностные сигналы во время прямого хода по полю. После амплитудного ограничения в АО₁ пилообразные импульсы Е_ПИ преобразуются в модулирующие импульсы цветовой синхронизации трапецеидальной формы, которые вместе с добавленными пьедестальными импульсами приобретают вид, показанный на рис. П2.3,a. Начало и конец каждого импульса совпадают соответственно с началом и концом активной части строки. В начале активной части строки на интервале некоторого времени сигналы Е_ЦСR и Е_ЦСB изменяются линейно от нулевого уровня до соответствующего уровня ограничения и далее остаются постоянными. Следовательно, амплитуды трапецеидальных импульсов будут равны уровням ограничения соответствующих цветоразностных сигналов, т.е. +1,25 для сигнала Е_ЦСR и –1,52 – для Е_ЦСB.

При поступлении трапецеидальных импульсов Е_ЦСR и

36

37

Е_ЦСB на частотно-модулируемый генератор (ЧМГ) частота последнего быстро изменяется от f_ОR = 4,406 МГц до f_ОR + +f _ЦСR = 4,406 + 0,350 = 4,756 МГц в красной строке и от f_ОB = 4,250 МГц до f_OB – f_ЦСB = 4,250 – 0,350 = 3,9 МГц в синей строке. Формы сигналов цветовой синхронизации на выходе ЧМГ приведена на рис. П2.3,б.

Различие в полярности сигналов Е_ЦСR и Е_ЦСB или соответственно частот в модулированном сигнале цветовой синхронизации является признаком передачи той или иной информации о цветности, что и используется телевизоре для ее распознавания. Таким образом сигналы цветовой синхронизации (опознавания строк) обеспечивают синфазную работу электронных коммутаторов в кодирующем и декодирующем устройствах.

С целью уменьшения чувствительности системы SECAM к ограничению верхней боковой полосы частот сигнала цветности фазу красного цветоразностного сигнала E'_R–Y изменяют на 180º в фазоинверторе ФИ_R (подробнее см. п...П1.2 приложения 1). Напомним также, что при этом инвертируется и фаза пилообразных импульсов цветовой синхронизации Е_ПИи, которые будут теперь положительными. Поэтому на выходе ФИ_R присутствует сигнал –E'_R–Y + Е_ПИ.

Цветоразностные сигналы D'_R и D'_B формируются в уравнивающих усилителях (УУ_R и УУ_B) в соответствии с выражениями П1.3 приложения 1. При этом наиболее эффективно используется модуляционная характеристика частотно-модулируемого генератора – максимальным значениям сигналов D'_R и D'_B соответствуют номинальные девиации частот (подробнее см. п. П1.1 приложения 1). Формы сигналов D'_R и D'_B показаны на рис. П2.2,ж).