Телевидение


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО И ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ






Контрольная работа

ТЕЛЕВИДЕНИЕ







Студенческий билет №: ****21


Студента группа Р-21з








Санкт-Петербург 2008

Контрольное задание:


Дайте общую характеристику системы цветного телевидения SECAM, поясните ее уравнениями сигналов. Раскройте понятие совместимости системы цветного телевидения. Поясните сущность уплотнения спектра сигнала. Начертите и поясните структурную схему канала цветности телевизора. Приведите и поясните характеристики высокочастотного и низкочастотного предыскажений сигналов. Приведите краткие сведения о цветовой синхронизации.

Рассчитайте и постройте осциллограмму полного цветового сигнала за одну строку, соответствующую изображению в виде трех вертикальных полос, одна из которых серая, а остальные цветные.

Вычисления следует выполнить для сигнала DB.

Система SECAM


Система SECAM (SEquentiel Couleur A Memoire последовательная цветная с памятью) совместима с черно-белой системой. Ее отличительным признаком является поочередная передача двух цветоразностных сигналов через строку на ЧМ поднесущей яри непрерывной передаче сигнала яркости.

Последовательная передача частотно-модулированных сигналов цветовой информации практически освобождает систему SECAM от фазовых искажений, присущих системе NTSC (из-за квадратурной модуляции) и влияющих на качество цветопередачи, а также от перекрестных искажений между сигналами цветности и связанных с ними искажений цветового тона (в каждый момент времени по каналу передается только один сигнал цветности).

Советско-французская система SECAM отличается от первоначальной системы SECAM тем, что каждый цветоразностный сигнал модулирует по частоте свою поднесущую. Сигналы SECAM при опорном белом формируются в следующем виде (ГОСТ 7845—79):

яркостный сигнал

(1)

и цветоразностные сигналы

(2)

(3)


где E'R, E'G, Е'B — сигналы основных цветов, подвергнутые гамма-коррекции.


Полоса частот цветоразностных сигналов 1,5 МГц (рис. 1).

В системе SECAM для повышения качества воспроизводимого цветного изображения осуществлен ряд специальных мер. Вводятся две поднесущие, каждый цветоразностный сигнал D'R и D'B модулирует по частоте свою поднесущую, последние отличаются на 10 строчных периодов:

foR = 281 fстр = 4,40625 МГц ± 2 кГц ;

fоВ = 272 fстр = 4,25000 МГц ± 2 кГц (4)

где fстр=15 625±3 Гц (частота строчной развертки).

Рисунок 1 – Совмещенные спектры сигналов системы SECAM


Кроме того, для повышения помехоустойчивости в передающую часть системы введены блоки предыскажения цветоразностных сигналов до модуляции и после модуляции по частоте, а в приемном устройстве - блоки коррекции.

Первый вид предыскажений — низкочастотные предыскажения осуществляются цепью, коэффициент передачи К1 которой зависит от частот и в децибелах определяется выражением (по модулю):

(5)

где f — частота модуляции; f1=85 кГц — постоянная частота, для которой К1=0 дБ.

Этим предыскажением сигнала (рис. 2) достигается повышение отношения сигнал-помеха за счет увеличения глубины модуляции на верхних частотах.

Рисунок 2 – Характеристика цепи предыскажений сигнала изображения


Второй вид предыскажений — высокочастотные предыскажения заключается в том, что частотно-модулированный сигнал изменяется по амплитуде устройством, коэффициент передачи К2 которого зависит от частоты и выражается в децибелах (рис. 3):

(6)

где =(1 + 256х2)/1 + 1,6х2 , a x=f/to—fo/f; fo=4,286 МГц.

С помощью этого предыскажения, во-первых, ослабляется видимость поднесущей на черно-белом изображении при передаче мало насыщенных цветов, во-вторых, повышается помехоустойчивость сигнала цветности.

Рисунок 3 – Характеристика цепи высокочастотных предыскажений


Структурная схема передающей части системы SECAM показана на рисунке 4.


Рисунок 4 – Структурная схема кодирующего устройства SECAM.


Сигналы основных цветов, подвергнутые гамма-коррекции, E'R, Е'В, Е'G с выхода камерного канала поступают на матрицу, формирующую яркостный E'Y и цветоразностные D'R и D'B сигналы. Цветоразностные сигналы D'R и D'B подвергаются низкочастотным предыскажениям НЧПИ, после чего поступают на электронный коммутатор ЭК, обеспечивающий поочередную передачу сигналов D'R и D'B от строки к строке. Перед подачей последовательности сигналов D'R, D'B на вход ЧМ генератора ЧГМ они подвергаются ограничению по амплитуде в АО. Необходимость такого ограничения объясняется появлением в сигналах выбросов, возникающих на цветовых переходах в результате действия НЧ предыскажений. С выхода АО сигналы поступают на ЧГМ, в котором осуществляются генерирование и модуляция поднесущих. Сигналы D'R и D'B должны модулировать разные поднесущие f0R = 4,406 МГц и f0B=425 МГц соответственно. Поэтому на ЧМГ подают напряжение Ux в виде симметричных импульсов (меандров) полустрочной частоты, изменяющее частоту покоя ЧМ от строки к строке. После ЧМ генератора сигнал поступает «а блок коммутации фазы БКФ, который для улучшения совместимости меняет на 180° фазу поднесущих частот в начале третьей строки и каждого поля. Далее следует цепь высокочастотной предкоррекции ВЧПИ, увеличивающая амплитуду модулированных поднесущих для улучшения помехозащищенности сигналов цветности.

В суммирующем устройстве складываются сигнал цветности Ец с яркостным сигналом Е'Y и сигналом синхронизации Ес. Для обеспечения совпадения по времени сигнала цветности Eц и яркостного сигнала E'Y последний предварительно проходит через линию задержки ЛЗ. Для уменьшения перекрестных искажений яркость — цветность, возникающих из-за биений между сигналами цветности и высокочастотными составляющими яркостного сигнала, в канал яркости введен корректор перекрестных искажений. Действие корректора основано на частичном подавлении спектральных компонентов сигнала яркости в полосе сигнала цветности, когда амплитуда этих компонентов яркостного сигнала превысит определенный допустимый уровень и возникает опасность образования перекрестных помех.

B приемном устройстве (рис. 5) полный сигнал Еп после видеоусилителя разделяется на два канала: яркостной и цветовой информации. Сигнал Е'Y проходит через линию задержки ЛЗ, аналогичную таковой в передатчике, и режекторный фильтр РФ, подавляющий в сигнале яркости частотно-модулированный сигнал цветности.


Рисунок 5 – Структурная схема декодирующего устройства SECAM


В канале цветности полный ТВ сигнал поступает на корректор высокочастотных предыскажений КВЧПИ, устраняющий амплитудную модуляцию поднесущей, вызванную высокочастотной предкоррекцией в кодирующем устройстве. На выходе КВЧПИ существует последовательность частотно-модулированных, чередующихся от строки к строке цветоразностных сигналов D'R и D'В.

Необходимым условием получения в приемном устройстве цветоразностного сигнала E'G-Y является одновременное наличие двух других цветоразностных сигналов. Условие это может быть выполнено, если создать вторую последовательность цветоразностных сигналов, сдвинутых относительно первой на длительность одной строки (64 мкс), для чего в приемник вводится ультразвуковая линия задержки УЛЗ на 64 мкс. Таким образом, в приемнике кроме канала прямого сигнала, имеющего на выходе последовательность D'R, D'B, D'R, D'B,… появляется канал задержанного сигнала, на выходе которого последовательность сигналов D'B, D'R, D'B, D'R,… . Сравнивая сигналы двух последовательностей, видим, что в любой интервал времени на выходах прямого и задержанного каналов имеются одновременно оба сигнала цветности D'R и D'B, несущие информацию о двух соседних строках изображения.

Так как на выходах каждого канала (прямого и задержанного) имеются оба цветоразностных сигнала D'R и D'В, чередующихся от строки к строке, для дальнейшей обработки эти сигналы должны быть разделены по своим цветовым каналам демодуляций R и В. Функцию разделения цветовых сигналов D'R и D'B выполняет электронный коммутатор ЭК, переключающий с частотой строк каналы прямого и задержанного сигналов на входы каналов демодуляции R и В. Здесь сигналы поступают на амплитудные ограничители, которые устраняют паразитную амплитудную модуляцию, возникающую в блоке задержки и коммутаторе, а также позволяют регулировать размахи цветоразностных сигналов на выходе частотных детекторов ЧД, так как последние чувствительны не только к частоте, но и к амплитуде приходящего сигнала. Таким образом, изменяя уровни ограничения, регулируют насыщенность цветного изображения.

Основным элементом канала демодуляции является частотный детектор, преобразующий частотно-модулированные сигналы D'R и D'В в низкочастотные цветоразностные сигналы E'R-Y и Е'B-Y. Частотные детекторы в каналах R и В отличаются частотами настройки резонансных цепей и полярностью включения диодов. Последнее необходимо потому, что сигнал E'R-Y передается по каналу связи в отрицательной полярности.

Демодулированные сигналы E'R-Y и E'B-Y подаются на входы корректоров низкочастотных предыскажений КНП и далее поступают на выходные видеоусилители. Одновременно с помощью матрицы из сигналов E'R-Y и E'B-Y формируется третий цветоразностный сигнал E'G-Y .

Ответственным узлом декодирующего устройства телевизора являются цепи цветовой синхронизации. Необходимо обеспечить, чтобы сигнал данной строки E'R-Y или E'B-Y поступал на свой частотный детектор. Для этого требуется установить правильную начальную фазу работы коммутатора. Эту функцию выполняют цепи цветовой синхронизации, управляемые сигналом опознавания СО, представляющим собой серию из девяти импульсов отрицательной полярности трапецеидальной формы, длительность каждого импульса соответствует длительности развертки одной строки изображения. Импульсы передаются во время действия кадрового гасящего импульса, а именно с 7-й по 15-ю строку первого поля и с 320-й по 328-ю второго поля (рис. 16,а).


Рисунок 6 – Форма сигнала цветовой синхронизации


Сигналы опознавания цвета вводятся на передающей части системы в оба цветоразностных сигнала до преобразования их в сигналы D'R и D'B. После преобразования вместе с сигналом E'R-Y меняет полярность и его СО, поэтому изображенные на рис. 6,а трапецеидальные импульсы в сигнале D'R имеют положительную полярность, а в сигнале D'B — отрицательную. В результате воздействия СО на выходе ЧМ генератора изменяется в соответствии с графиком рис. 6,б. Таким образом, СО при передаче в строках D'R и D'В отличаются по частоте (f0n = 4,406 МГц; f0B=4,25 МГц). Это отличие используется для формирования в цепях цветовой синхронизации импульса, управляющего фазой электронного коммутатора.

НЦП – немодулированная цветовая поднесущая, предназначенная для установки ЧД в 0 перед началом активной части строки. При ее отсутствии в левой части экрана будут цветовые искажения. В современных телевизионных приемниках по НЦП осуществляется цветовая синхронизация.

Исходные данные для решения задачи:


Таблица 1


Полоса 1

Полоса 2

Полоса 3 (серая)

E'R=0.2

E'R=0.2

E'R=0.5

E'G=0.7

E'G=0.15

E'G=0.5

Е'B=0.15

Е'B=0.7

Е'B=0.5


Величина яркостного сигнала:



Полоса 1

Полоса 2

Полоса 3 (серая)


Величина цветоразностного сигнала:



Полоса 1

Полоса 2

Полоса 3 (серая)

Зная величину цветоразностного сигнала, находим по модуляционной характеристике (рис.4 метод. указаний) величину девиации частоты:


кГц Полоса 1

кГц Полоса 2

кГц Полоса 3 (серая)


Далее по характеристике ВЧ предыскажений (рис.2 метод. указаний) определим коэффициент К:


К=1.3 Полоса 1

К=1.5 Полоса 2

К=1 Полоса 3 (серая)


Амплитуда поднесущей:



В Полоса 1

В Полоса 2

В Полоса 3 (серая)


Изобразим форму полного цветного ТВ сигнала























Рисунок 7 – Форма полного цветного ТВ сигнала

Литература


1 Телевидение / под. Редакцией В.Е. Джаконии. – М.: Радио и связь, 2004;

2 Методические указания и контрольные задания по курсу ТЕЛЕВИДЕНИЕ – М. 1991.

Ċ
alex zaharenkov,
27 окт. 2008 г., 11:48
Comments