Материал: Видеотелевизионные системы. Сенаторов А.К., Скоробогатов В.С

Цепь высокочастотной предкоррекции ВЧПИ увеличивает амплитуду модулированных поднесущих для улучшения помехозащищенности сигналов цветности.

В суммирующем устройстве Σ сигнал цветности Ец складывается с яркостным сигналом Е'у и сигналом синхронизации Еc. Для обеспечения совпадения по времени сигнала цветности Ец и яркостного сигнала Е'Y последний предварительно проходит через линию задержки (ЛЗ). Корректор перекрестных искажений сглаживает сигнал из-за биений в.ч. составляющими яркостного сигнала и сигнала цветности.

ДЕКОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СЕКАМ

Рассмотрим работу декодера СЕКАМ (рис.9)

Рис.9 Структурная схема декодирующего устройства СЕКАМ

В приемном устройстве (в модуле цветности) полный сигнал Ец (ПЦТС) после видеоусиления разделяется на 2 канала: яркостной и цветовой информации.

Сигнал Е'Y проходит через линию задержки (аналог в передатчике) ЛЗ и режекторный фильтр РФ, подавляющий в канале яркости ЧМ сигнал цветности.

21

В канале цветности полный ТВ сигнал поступает на корректор в.ч. предискажений КВЧПИ. КВЧПИ устраняет амплитудную модуляцию поднесущей вызванную в.ч. предкоррекцией в кодирующем устройстве.

На выходе КВЧПИ образуется последовательность ч/м, чередующаяся от строки к строке цветоразностных сигналов D'R и D'B.

Необходимым условием получения в приемном устройстве цветоразностного сигнала Е'G-Y в соответствие с выражением Е'G-Y= -0,509 Е'R-Y-0,195E'B-Y (*) является одновременное наличие двух других цветоразностных сигналов. Данное условие выполняется, если создать вторую последовательность цветоразностных сигналов, сдвинутых относительно первой на длительность строки (64 мкс). Это реализуется с помощью ультразвуковой линии задержки (УЛЗ). Таким образом, в приѐмном устройстве, кроме канала прямого сигнала, с последовательностью D'R, D'B, D'R, D'B…., появляется канал задержанного сигнала D'B, D'R, D'B, D'R…. и в любой интервал времени на выходах прямого и задержанного каналов имеются одновременно оба сигнала цветности, несущие информацию о двух соседних строках изображения.

Так как на выходах каждого канала (прямого и задержки) имеются оба цветоразностных сигнала D'R и D'B, чередующихся от строки к строке, для дальнейшей обработки эти сигналы должны быть разделены по своим цветовым каналам демодуляции «R» и «В». Функцию разделения цветовых сигналов D'R и D'B выполняет электронный коммутатор ЭК. Он переключает с частотой строк каналы прямого и задержанного сигналов на входы каналов демодуляции R'и В'. АО устраняют паразитную амплитудную модуляцию, возникающую в блоке задержки и коммутаторе, а также позволяют регулировать размахи цветоразностных сигналов на входах частотных детекторов ЧД.

Итак, изменяя уровни ограничения, регулируют насыщенность цветного изображения. Основным элементом канала демодуляции является частотный детектор (ЧД), преобразующий ЧМ сигналы D'R-Y и D'B-Y в н.ч. цветоразностные сигналы Е'R-Y и Е'B-Y. Частотные детекторы в каналах «R» и «В» отличаются частотами настройки резонансных цепей и полярностью включения диодов, т.к. Е'R-Y передается по каналу связи в

отрицательной полярности.

Демодулированные сигналы Е'R-Y и Е'B-Y подаются на корректоры н.ч. предыскажений (КНП) и далее поступают на выходные видеоусилители. Одновременно с помощью матрицы М из Е'R-Y и Е'B-Y формируется третий цветоразностный сигнал Е'G-Y в соответствие с (*).

Важным узлом декодера являются цепи цветовой синхронизации, обеспечивающие поступление сигнала данной строки (Е'R-Y или Е'B-Y) на свой ЧД. Для этого требуется установить правильную начальную фазу работы ЭК; что реализуется сигналом опознавания (СО). СО представляет собой серию из 9 импульсов отрицательной полярности трапецеидальной формы. Длительность каждого импульса соответствует длительности одной строки изображения (64мкс). Эти импульсы передаются во время действия кадрового гасящего импульса с 7-ой по 15-ю строку первого поля и с 320-й по 328-ю второго поля.

З.3 СИСТЕМА ПАЛ

Система ПАЛ (со строчнопеременной фазой)— одновременная совместимая система с квадратурной модуляцией цветовой поднесущей. По способу модуляции она совпадает с системой НТСЦ. Ее основное отличие от НТСЦ— перемена на 180° фазы сигнала от строки к строке одного из компонентов цветов информации – E'R-Y, поэтому ПЦТС— Е' = Е'у + E'B-Y sin 0± Е'R-Ycos 0. Это позволяет избежать дифференциально-фазовых искажении, так как система с квадратурной модуляцией реализует принцип двухканального синхронного детектирования и линейных операции с фазами сигналов строк — компенсируя дифференциально-фазовые искажения.

22

Принцип — при балансной модуляции и при идентичности обоих плеч модулятора сигнал на выходе последнего возникает, лишь если воздействует модулирующий сигнал. При отсутствии последнего отсутствует и сигнал на выходе, т.е. колебания несущей частоты гасятся.

ПЦТС Е'Σ в системе ПАЛ может быть представлен в виде:

Е'Σ= Е'Y +Е'S ,

Е'S = |ЕS| sin (ω0t+θ), где |ЕS|=(Е'2B-Y + Е'2R-Y)1/2 ,

θ= arctg (sin E'B-Y/cos E'R-Y)

Таким образом амплитуда цветовой информации /Еs/ будет равняться среднеквадратичному значению цветоразностных сигналов ER-EY и ЕвЕу, а при наличии Еу соответствует насыщенности цвета передаваемого элемента. Цветовой тон данного элемента определяется фазовым сдвигом относительно исходной фазы поднесущей.

В системе ПАЛ, в отличие от СЕКАМ, информация о цвете передается с каждой строкой. Частота цветовой поднесущей f0=4,443361875 МГц. Такое соотношение цветовой поднесущей f0 и строчной частоты fстр делает менее заметным проявление поднесущей на черно-белом изображении. Для регулярной перемены фазы в состав передатчика введен электронный переключатель (рис. 10). В приемной части системы ПАЛ добавляются линия задержки на время одной строки (64 мкс с нестабильностью 5 нс), блоки суммирования сигналов и электронный коммутатор фазы поднесущей (рис.11).

4. ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Датчики ТВ сигнала могут быть построены с использованием оптико-механических систем, систем бегущего светового луча (электронно-лучевых трубок в современной ТВ технике и твердотельных ФЭП).

Качество ТВ изображения определяется характеристиками ФЭП оптических изображений чувствительностью, разрешающей способностью, световой и спектральной характеристиками, инерционностью. Эти характеристики позволяют выбрать ФЭП при проектировании конкретных ТВ систем.

23

4.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ВИДИКОНА

Широкое распространение в телевизионных передающих устройствах получила электронно-лучевая трубка - видикон.

Видикон отличается простотой конструкции, имеет небольшие размеры и массу, высокую надѐжность.

Основой конструкции видикона является цилиндрическая стеклянная колба. Один из торцов колбы служит входным окном, через которое на полупроводниковую мишень (фотомишень) проецируется изображение передаваемой сцены. На стеклянную пластину (планшайбу) нанесен тонкий, почти прозрачный (90%) для проходящего света слой проводника (золото, платина или оксид олова и др.) – так называемая сигнальная пластина соединенная с кольцевым электродом, через который снимается выходной сигнал изображения UС. Непосредственно на сигнальную пластину наносится светочуствительный слой полупроводника толщиной 2-4 мм, который и является мишенью, преобразующей падающий световой поток в потенциальный рельеф. Наибольшее распространение получили мишени из трехсернистой сурьмы, селена, оксида свинца и др.

Рис. 12 Эквивалентна схема сигнала изображения в видиконе

Вторым узлом (кроме фотомишени) видикона является электронный прожектор, создающий коммутирующий пучок электронов. Он включает плоский термокатод, модулятор, первый и второй аноды. Фокусирующая катушка, одетая на стеклянную колбу обеспечивает фокусировку коммутирующего пучка в плоскости мишени. Отключение пучка по вертикали и горизонтали (развертка луча) осуществляется двумя парами отклоняющих катушек, для чего в них генерируются токи пилообразной формы с частотой строк и полей.

24

Процесс образования сигнала изображения в видиконе поясняется эквивалентной схемой (рис.12).

Здесь каждый элементарный участок фотопроводящей мишени представлен в виде емкости Сэ конденсатора, образованного элементами сигнальной пластины и правой стороной мишени. Емкость Сэ шунтирована резистором, сопротивление RЭ которого изменяется в зависимости от освещенности этого участка. При проекции на мишень ЭЛТ изображения распределение освещенности на ее поверхности вызывает соответствующее распределение сопротивлений, т.е. рельефу освещенности мишени соответствует рельеф сопротивлений (потенциальный рельеф - распределение потенциалов, соответствующих освещенности по поверхности мишени).

ТВ сигнал образуется при последовательном прохождении (коммутации) участков поверхности мишени электронным лучом, выравнивающим потенциальный рельеф, образовавшийся на правой стороне мишени. На освещенных участках мишени с более положительным потенциалом осаждается значительная часть, электронов. От неосвещенных участков поверхности мишени с нулевым потенциалом электронный луч отражается. Выравнивание потенциального рельефа приводит к дозаряду элементарных конденсаторов Сэ. Причем ток дозаряда протекает в цепи сигнальной пластины через Rн Сэ в направлении, указанном стрелкой и является током сигнала. Выходной сигнал Uс снимается с нагрузочного резистора RН, включенного в цепь сигнальной пластины.

Типовые характеристики видикона приведены на рис.13.

Рис. 13 — Типовые характеристики видикона

4.2ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ФЭП

Ктвердотельным ФЭП относятся матричные приборы с зарядовой связью (ПЗС). Рассмотрим работу матричных ПЗС.

В матричных ПЗС (ФПЗС - 1М, ФПЗС-2М, К1200-ЦМ2) наибольшее распространение получили две топологии - с кадровым и строчным переносами. В ПЗС с кадровым переносом МОП ячейки расположены в виде матрицы с вертикальными столбцами и горизонтальными строками. Одна половина матрицы - приемная секция, в которой образуются фотогенерированные зарядовые пакеты. Вторая половина - накопительная секция.

Зарядовые пакеты по истечении времени эксплуатации сдвигаются в накопительную секцию (защищенную от света), а далее через выходной регистр сторона за стороной передаются на выходной усилитель. При считывании одного изображения из накопительной секции в приемную можно накапливать следующее изображение.

При строчном переносе между фоточувствительными ячейками находятся заэкранированные строчные регистры переноса. После завершения экспозиции зарядовые

25