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

Полученные таким образом цветоразностные сигналы D'_R и D'_B совместно с пилообразными импульсами цветовой

38

синхронизации Е_ПИ поступают на цепи низкочастотных предыскажений (ЦНЧП), в которых осуществляется подъем верхних частот этих сигналов, что повышает помехоустойчивость их приема (см. также п. П1.3 приложения 1).

Пусть u_вх и u_вых – синусоидальные сигналы (в абсолютных единицах) на входе и выходе цепи ЦНЧП соответственно. Тогда

. (П2.2)

Здесь – как и ранее, комплексный относительный коэффициент передачи напряжения цепи ЦНЧП, k = 3.

Модуль, или абсолютная величина, равен

(П2.3)

г де  i= 1/(2 f₁) = 1,8710 ^{– 6} c,

(П2.4)

 i= 2 f,

f₁ = 85 кГц,

f – текущая частота цветоразностного сигнала.

Практически предыскажения цветоразностных сигналов в кодере и их коррекцию (компенсацию) в декодере телевизора реализуют с помощью цепей, показанных на рис. П2.4, a…в. Параметры цепи предыскажений (рис. П2.4,a) должны быть подобраны такими, чтобы  = R1·C1 = 1,87 мкс (соответствовать выражению П2.4), R1 = 2R2. Отсюда коэффициент передачи напряжения на нижних частотах составит: R2/(R1+R2) = 1/3 = 1/k. Сопротивление резистора R2 должно

39

а) б) в)

Рис. П2.4. Цепи создания предыскажения цветоразностных сигналов в кодере (а), приближённой (б) и точной (в) коррекции предыскажения в декодере телевизора

а) б)

Рис. П2.5. Электронный коммутатор цветоразносных сигналов

40

быть достаточно малым, чтобы входное сопротивление последующего каскада (например, эмиттерного повторителя с входным сопротивлением R_вх >>R2) не влияло на работу цепи предыскажений.

Целесообразно использовать R2 = 500 Ом, R1 = 2R2 = = 1000 Ом, C1 = 1900 пФ.

В цепи приближенной коррекции предыскажений, применяемой в декодере (рис. П2.4, б),  =R4  C2, 1/k=R3/(R3+R4) – для верхних частот. Для цепи точной коррекции (рис. П2.4,в)  = (R3 + R4) · C2 = 1,87 мкс, R3 = 2R4 и коэффициент передачи на верхних частотах равен: R3/(R3+ R4) = 1/3 = 1/k.

Подвергнутые предыскажениям цветоразностные сигналы D'_R и D'_B поступают на электронный коммутатор (ЭK₁), обеспечивающий их последовательное (от строки к строке) переключение. На выходе ЭK₁ в любой момент будет присутствовать только один из двух цветоразностных сигналов: в течение одной строки D'_R, в течение другой – D'_B. Заметим, что и полярность пилообразных импульсов цветовой синхронизации E_ПИ на выходе ЭK₁ будет меняться построчно: положительная полярность в красной строке и отрицательная – в синей.

Электронный коммутатор ЭК₁ переключается противофазными (инверсными) коммутирующими импульсами (Е_К и _К), имеющими симметричную прямоугольную форму (меандр). Эти импульсы вырабатывает формирователь коммутирующих импульсов (ФКИ), представляющий собой бистабильный симметричный триггер, из строчных синхроимпульсов (ССИ) частотой f_Н. Поэтому частота следования коммутирующих импульсов равна полустрочной частоте, т.е. f_H / 2.

Принцип действия ЭK₁ поясняется pиc. П2.5. Здесь тран-

41

зистор VT1 открыт положительным импульсом Е_К в течение длительности одной строки Н и пропускает на выход сигнал D'_R; транзистор VT2 в это время заперт отрицательным импульсом _К. Во время следующей строки открывается транзистор VT2 положительным импульсом _К и запирается транзистор VT1 отрицательным импульсом Е_К. Тогда на выход ЭК₁ проходит сигнал D'_B и т.д. Вертикальными стрелками на рис. П2.5,б обозначены фронты строчных синхроимпульсов, которыми управляется (запускается) ФКИ.

Ограничение спектра частот чередующихся от строки к строке цветоразностных сигналов D'_R и D'_B и устранение нежелательных коммутационных помех, возникающих при работе электронного коммутатора, осуществляется фильтром нижних частот (ФНЧ) с граничной частотой примерно 1,5 МГц. Затухание на частоте 1,3 МГц должно быть не более 3 дБ, на частоте 3 МГц и выше – не менее 30 дБ, а на частоте 3,8 МГц и выше – не менее 40 дБ.

Сквозная (результирующая) АЧХ цепи предыскажения цветоразностных сигналов и ФНЧ приведена на рис. П1.1,a в приложении 1. Наибольший подъем АЧХ имеет место на частоте 800 кГц (9,2 дБ). Правый склон АЧХ (на частотах выше 800 кГц) создан фильтром нижних частот.

Амплитудный ограничитель AO₁ необходим для ограничения размаха пилообразных импульсов цветовой синхронизации Е_ПИ и выбросов, возникающих на фронтах и спадах цветоразностных сигналов вследствие их предыскажений, и, следовательно, для ограничения частотного диапазона сигнала после модуляции, т.е. сигнала цветности. Дело в том, что предыскажение цветоразностных сигналов преобразует их форму (рис. П1.1,б). Резкие же перепады сигнала, соответствующие переходам от одного цвета к другому, после прохождения цепи

42

предыскажения приобретают значительные по амплитуде выбросы (пунктирные линии на рис. П2.2,з), сильно расширяющие динамический диапазон (примерно в 3 раза). Однако сигналы, поступающие на частотный модулятор, должны укладываться во вполне определенном диапазоне уровней.

Согласно ГОСТ 7845-92 максимальная (экстремальная) девиация частоты цветовой поднесущей не должна превышать плюс (350±18) и минус (506±25) кГц в красных строках и плюс (506±25) и минус (350±18) кГц – в синих строках. Номинальные значения девиаций частот должны быть (280±9) и (230±7) кГц в красных и синих строках соответственно. Поэтому относительные уровни ограничения определяются отношениями максимальных значений девиаций частот к номинальным значениям:

	+350/280 = +1,250,06,		в красной		(П2.5)
	506/280 = 1,810,08;		строке,
	+506/230 = +2,200,09,		в синей
	350/230 = 1,520,07.		строке.

Как следует из (П2.5), уровни ограничения для сигналов D'_R и D'_B различны, что усложняет процесс ограничения. Однако необходимость периодического изменения уровней ограничения (асимметричности ограничения выбросов) и крутизны модуляционной характеристики частотного модулятора отпадет, если поступить следующим образом.

Формально принимаем, что оба сигнала имеют одинаковые значения номинальных девиаций частот, например f_OR =

= f_ОВ = f₀ = 230 кГц. Их реальное различие, определяемое

43

отношением f_OR1/f_ОВ1=1280/2301=11,21739111,22, можно компенсировать соответствующим изменением соотношения между номинальными амплитудами цветоразностных сигналов D'_R и D'_B, например увеличением коэффициента компрессии K_R = 1,9 в 1,22 раза, т. е. выбрать новый K^*_R = 1,22К_R = 2,3 при сохранении К_В = 1,5. При этом для получения разных номинальных значений частот (f_OR = 4406,25 и f_OB = 4250,00 кГц) цветовых поднесущих при использовании одного частотного модулятора в модулирующий сигнал необходимо ввести прямоугольный импульс (называемый пьедестальным) с относительным размахом D =1(f_OR  f_OB)1/f₀ = 156,25/230 = =10,6793110,68. В этом случае относительные уровни ограничения сигнала D'_R

+1,25·1,22+0,68 = +2,20,

1,81·1,22 +0,68 = 1,52

(П2.6)

совпадут с соответствующими уровнями сигнала D'_B, где f_Rmax – максимальные значения девиации частоты (–350 и –506 кГц) в красном сигнале.

П

(П2.8)

ьедестальные импульсы ПИ₁, поступающие на амплитудный ограничитель AO₁ с формирователя ФПИ*, имеют симметричную прямоугольную форму и частоту повторения, равную половине строчной частоты (f_Н1/2). Они смещают цветоразностные сигналы (также и трапецеидальные импульсы цветовой синхронизации, полученные в AO₁ из пилообразных) относительно постоянных уровней на D = 0,68. Форма модулирующих цветоразностных сигналов с введенными пьедестальными импульсами (отмечены штриховой линией) показана на рис. П2.2,з.

44

С выхода амплитудного ограничителя AO₁ цветоразностные сигналы D'_R и D'_B вместе с трапецеидальными импульсами цветовой синхронизации Е_ЦСR и Е_ЦСВ (полярность которых изменяется от строки к строке) последовательно (через строку) поступают на частотно-модулируемый генератор ЧМГ. В ЧМГ цветовая поднесущая f_OR модулируется по частоте сигналами D'_R и Е_ЦСR, а цветовая поднесущая f _OB – сигналами D'_B и Е_ЦСВ.

В соответствии со стандартом на систему SECAM номинальные (центральные) значения частот цветовых поднесущих, или значения частот покоя f_OR и f_OB при отсутствии модуляции, равны:

fOR = (282fH  2 ) кГц = (4406,25  2) кГц в красных строках,	(П2.7)
fOB = (272fH  2) кГц = (4250,00  2) кГц в синих строках.

Частоты покоя от строки к строке изменяются автоматически за счет введения в сигналы D'_R и D'_B пьедестальных импульсов, создающих в этих сигналах разные постоянные составляющие.

Номинальные значения девиаций (отклонений) частот цветовых поднесущих должны быть равными:

 (П2.8) fOR = (280  9) кГц в красных строках,
fOB = (230  7) кГц в синих строках.

Бо́льшая девиация частоты при модуляции сигналом D'_R способствует снижению шумов, более заметных на красном цвете.

45

Так как значения девиаций для сигналов D'_R и D'_B различны, то и значения единичных уровней сигналов на входе ЧМГ также должны отличаться и находиться в соотношении 280:230 = 1,21739:1  1,22:1. Иными словами, если сигнал D'_R на входе электронного коммутатора ЭK₁ имеет максимальные уровни +1 и –1 относительно размаха яркостного сигнала E'_Y от уровня черного до уровня белого, то сигнал D'_R должен быть в 1,22 раза бо́льшим. В таком масштабе они и показаны на рис. П2.2, з. (П2.7)