5. Яркостный сигнал передается непрерывно в полном спектре частот, а цветоразностные сигналы R - Y и В - Y - поочередно. Цветовая информация снимается только с половины строк, что ухудшает разрешающую способность в поперечном направлении для окрашенных деталей. В то же время четкость по вертикали для яркостного сигнала не изменяется по сравнению с обычной черно-белой системой.

Система СЕКАМ является системой с последовательной передачей сигналов цветности и запоминанием их на длительность строки в приемнике. В приемнике восстанавливается одновременность цветоразностных сигналов и используется пространственное смешение цветов на экране масочного кинескопа. Система совместима с обычным черно-белым телевидением, так как базируется на соответствующем стандарте и обеспечивает непрерывную передачу и прием яркостного сигнала в полной полосе частот. Применение ЧМ несколько улучшает помехоустойчивость при передаче цветоразностных сигналов по протяженным каналам связи. В этом случае снижается влияние неравномерности АЧХ тракта, дифференциально-амплитудных искажений и эхосигналов на качество изображения. Это объясняется тем, что в приемнике перед частотными детекторами включены амплитудные ограничители (на рис.2 не показаны). Фазовые искажения в тракте передачи также не оказывают большого влияния на качество изображения (на цветность крупных деталей), так как используются мгновенные значения частот.

Кодирующее устройство

Рассмотрим подробнее кодирующее устройство. И построим его блоки в среде «Workbench», каждый блок по отдельности, и посмотрим как себя ведет сигнал проходя блоки .Упрощенная функциональная схема кодирующего устройства СЕКАМ приведена на рис.4. На передающие телевизионные трубки (плюмбиконы, глетиконы) проецируются цветоделенные изображения R, G, В. Сигналы ER, EG и Ев усиливаются и подвергаются гамма-коррекции. В результате получаем сигналы

ER’=bR * ERg

EB’=bB * EBg

EG’=bG * ERg

Рис. 4. Упрощенная функциональная схема кодирующего устройства СЕКАМ

Блок матрицы и гамма коррекции.

Эти сигналы поступают на матрицу, с помощью которой формируются яркостный сигнал EY’= 0.30ER’+ 0.59EG’+ 0.11EB’.

Все основные параметры яркостного сигнала полностью соответствуют ГОСТ 7845-79. Для системы СЕКАМ предъявляются жесткие требования к стабильности частоты разложения по строкам. Длительности любых двух соседних строк в одном поле или в двух смежных полях не должны различаться более чем на 32 нс, т.е. более чем на половину длительности одного элемента разложения. В соответствии с этим частота строчной развертки Fx =15 625 ± 0,016 Гц.

Низкочастотные предискажения

В каналах (R - Y) и (В - Y) осуществляется предварительная низкочастотная коррекция цветоразностных сигналов путем пропускания их через цепь, коэффициент передачи которой в децибелах

|AНЧ(f)| = 10 lg((1+(f/f1)2 / (1+(f/3f1)2)

где f — текущая частота, кГц; f1 = 85 кГц.

Эта коррекция называется низкочастотной, так как она производится в первичном спектре цветоразностных сигналов.

Электронный коммутатор ЭK1 управляется коммутирующими импульсами с частотой 0,5FX . После него цветоразностные сигналы ограничиваются по спектру с помощью фильтра нижних частот с полосой пропускания 0... 1,5 МГц. Этот фильтр обеспечивает затухание 3 дБ на частоте 1,3 МГц и не менее 30 дБ на частотах 3,0 МГц и выше. График номинального результирующего коэффициента передачи цепи низкочастотной коррекции и фильтра ограничения спектра цветоразностных сигналов .

Предыскажения цветоразностных сигналов заключаются в подъеме высокочастотных составляющих спектра, которые способствуют улучшению величины отношения сигнал-помеха в приемнике.

С учетом работы ЭК1 (последовательной передачей цветоразностных сигналов) цветное изображение передается за четыре поля, т.е. за два кадра.

Рис. 6. Полосы частот, занимаемые яркостным сигналом и сигналами цветности подстройки частоты и фазы (ФАПЧ).

Этот электронный коммутатор управляется теми же коммутирующими импульсами, что и ЭК1.

Использование двух поднесущих частот fQR и f0B для передачи сигналов цветности повышает помехоустойчивость при приеме. Номинальные значения центральных частот (частот покоя) цветовых поднесущих для строк с сигналом

D'R fQR = 282, Fx = 4406,25 кГц, для строк с сигналом D'B fQB = 272, Fx = 4250,0 кГц.

Девиация частоты цветовой поднесущей в строках с сигналом

D'R DfR = ± 280 кГц при D'R = ± 1,0,

D'B DfB = ±230 кГц при D'B = ± 1,0.

Получающийся индекс модуляции (отношение максимальной девиации частоты к наивысшей частоте модулирующего сигнала) оказывается меньше 0,5. Поэтому спектр ЧМ сигнала практически не отличается от спектра при AM. Полосы частот, занимаемые яркостным сигналом и сигналом цветности, показаны на рис. 6.

Рис. 7. Модуляционные характеристики передачи сигналов цветности: а - DfR ; б - DfB

После генератора ЧМ осуществляются предыскажения ЧМ сигналов (высокочастотные предыскажения), которые создают подъем амплитуд боковых колебаний сигнала относительно поднесущей при большой девиации частоты. Это улучшает отношение сигнал-помеха в приемнике для пурпурного, красного и синего цветов, имеющих относительно небольшую яркость и наиболее заметные шумы.

Предварительная амплитудная высокочастотная коррекция обеспечивается схемой, модуль коэффициента передачи которой

|AВЧ(f ‘)| = ((1+(16f ‘)2 / (1+(16f ‘)2)0.5

где f ’= f/f0 – f0/f при f0 = 4286 кГц

На графике высокочастотной предварительной коррекции (рис. 8) отмечены поднесущие частоты f0R и f0B. При пользовании этим графиком для получения амплитуд сигналов значения

f – f0 = D'R DfR и f – f0 = D'B DfB

нужно откладывать от частот fQR и fQB соответственно.

Рис. 8. График высокочастотной предварительной коррекции передачи цепи предварительной высокочастотной коррекции должен составлять 23 ±2,5% размаха сигнала яркости от уровня гашения до уровня белого.

Используя график рис. 8, нетрудно получить

AR -Y = 0,115*1,33 = 0,153; АB -Y = 0,115 *1,035 = 0,119.

Рассмотрим канал сигнала яркости (см. рис.4) . После матрицы сигнал Еу усиливается и поступает на смеситель 1, где в него замешиваются импульсы синхронизации. Линия задержки (0,4 мкс) предназначена для согласования во времени сигналов яркости и цветности. Ошибка в согласовании не должна превышать ± 40 нc. На выходе смесителя 2 получаем полный цветовой ТВ сигнал, поступающий на радиопередатчик.

Для улучшения совместимости (уменьшении помех яркость - цветность) сигнал Еу проходит через корректор перекрестных искажений. Действие корректора основано на частичном подавлении спектральных компонентов сигнала яркости в полосе частот цветоразностных сигналов, когда амплитуды этих компонентов яркостного сигнала превышают определенный уровень и возникает опасность образования перекрестных помех.

Декодирующее устройство предназначено для формирования сигналов основных цветов E'R, E'G и E'B из полного цветового ТВ сигнала. Упрощенная функциональная схема декодирующего устройства стандартной системы СЕКАМ (рис.9) включает в себя канал сигнала яркости и канал сигнала цветности.

После детектирования и усиления полный цветовой телевизионный сигнал проходит через линию задержки ЛЗ (0,7 мкс), затем снова усиливается и поступает на режекторный фильтр. Линия задержки необходима для того, чтобы широкополосный сигнал яркости и узкополосный сигнал цветности поступали в цепи управляющих электродов кинескопа одновременно. Для пояснения этого воспользуемся идеализированными переходными характеристиками указанных каналов (рис. 10,a), где t1, и t2 - время установления сигналов от 0 до 1,0. Для обеспечения одновременности необходимо сигнал яркости задержать на время t3 так, чтобы

0,5 t1 + t3 = 0,5 t2, откуда t3 = 0,5(t2 - t1) (рис. 10,б).

Рис. 9. Упрощенная функциональная схема декодирующего устройства системы СЕКАМ

При заданных параметрах схемы декодирующёго устройства это обеспечивается ЛЗ на 0,7 мкс. Усилитель, включенный после ЛЗ, компенсирует затухание сигнала.

Режекторный фильтр предназначен для подавления сигнала цветности в канале сигнала яркости. Нормированная УЧХ канала с режекторным фильтром (рис. 11) выбрана таким образом, чтобы обеспечить максимальное подавление сигналов цветности на несущих частотах и вместе с тем сохранить четкость черно-белого изображения, формируемого яркостным сипю-лом. Сигнал с выходного усилителя канала сигнала яркости в отрицательной полярности подается на катоды электронных прожекторов трехлучевого кинескопа.

Канал сигнала цветности декодирующего устройства начинается с полосового фильтра (ПФ, вьщеляющего ЧМ сигналы цветности из спектра полного ТВ сигнала).

Фильтр имеет полосу пропускания около 3 МГц. Полученный на выходе фильтра сигнал подвергается коррекции ВЧ предыскажений с помощью цепи, коэффициент передачи которой соответствует резонансной кривой одиночного колебательного контура при добротности Q=16 и частоте настройки fо = 4,286 МГц. Резонансная кривая контура имеет форму, обратную графику, показанному на рис. 8.

Рис. 11. Нормированная АЧХ канала яркостного сигнала с ре-жекторным фильтром

Скорректированные по ВЧ сигналы цветности поступают на ультразвуковую линию задержки (УЛЗ) (64 мкс) . Такую задержку при использовании большого числа сосредоточенных L c -элементов получить трудно. По этим причинам применяются специальные малогабаритные ультразвуковые линии задержки, основным элементом которых является звукопровод с пьезо-преобразователями. Наибольшее распространение получили УЛЗ с твердым звукопроводом из термостабильного стекла, прошедшего старение.

Пьезопреобразователи выполняются из специальной керамики в виде прямоугольных пластинок толщиной 0,25 мм и представляют собой как бы конденсаторы, одна из обкладок которых соприкасается с поверхностью звукопровода. При подаче сигнала в пластине возникают механические колебания ультразвуковой частоты (поперечные волны), которые с конечной скоростью распространяются по звукопроводу и воздействуют на второй пьезопреобразователь. В нем ультразвуковые механические колебания преобразуются в электрические сигналы.

Основным параметром УЛЗ является время задержки, зависящее от конструкции и материала звукопровода. Максимально допустимое отклонение времени задержки от номинального значения не должна превышать ± 40 нс в рабочем диапазоне температур. Затухание сигнала 6 . . . 20 дБ. Резонансная частота преобразователей около 4,3 МГц, полоса пропускания УЛЗ до 2,0... 2,5 МГц, входная емкость 80 ... 100 пФ, входное сопротивление на поднесущей частоте равно 80 Ом. Предъявляются жесткие требования к согласованию на входе и выходе УЛЗ для того, чтобы практически отсутствовали отражения сигналов. Это обеспечивается специальными согласующими устройствами. Совместная работа линии задержки и электронного коммутатора рассмотрена выше.

Полученные сигналы цветности ограничиваются по амплитуде и поступают на частотные дискриминаторы, где они детектируются. Частотами нулевых точек характеристик дискриминаторов (см. рис. 9) являются fQR и fQB . Предъявляются высокие требования к стабильности этих частот при изменении температуры (±15 кГц). Отклонения от линейности частотных характеристик не должны превышать ± 5 % в рабочей области. Крутизна АЧХ дискриминатора 6... 10 В/МГц. Полученные в результате детектирования цветоразностные сигналы подвергаются коррекции НЧ предыскажений. Форма АЧХ корректоров является обратной частотной характеристики, показанной на рис. 5.

Далее цветоразностные сигналы усиливаются так, чтобы получить E’R -Y = -D'R /1,9 и

E’B –Y = D'B /1.5. Сигналы e'r -Y, е'в -Y и e'g -Y, полученный матрицированием, поступают на управляющие электроды трехлучевого масочного кинескопа. К его катодам подается сигнал Еу. В результате еще одного матрицирования, осуществляемого в цепях модулятор—катод кинескопа, получают управляющие сигналы E'R, E'g и Е1B. Они изменяют величины токов электронных пучков прожекторов, создавая свечение соответствующих участков люминофора на экране кинескопа.

Цветовой телевизионный сигнал и цветовая синхронизация. Как было отмечено, цветовой ТВ сигнал состоит из сигнала яркости и сигнала цветности. Последний представляет собой поднесущую, модулированную цветоразностным сигналом. Получение цветового ТВ сигнала удобно проследить на примере испытательного сигнала изображения вертикальных цветных полос. Этот сигнал обеспечивает воспроизведение на экранах ВКУ или ТВ приемников белой, серой, желтой, голубой, зеленой, пурпурной (сиреневой), красной, синей и черной полос. Для наглядности ограничимся расчетом и построением эпюр сигналов белой (100% яркости), серой (75% яркости), зеленой, красной и синей (75% яркости и 100% насыщенности) и черной полос. Последовательность выполняемых преобразований иллюстрируется рис.12.

Исходными являются сигналы E'R, E'g и Е1B относительные величины которых приняты равными единице для белой полосы. Сигналы серой и цветных полос равны 0,75 (рис. 12, a - в); 100%-ная насыщенность цветовых полос определяется тем, что, например, красное создается сигналами 0,75*E'R, 0*E'g и 0*Е1B и т.д. Значения яркостных сигналов (рис.12,г) для каждой полосы рассчитываются по формуле (1).

Цветоразностные сигналы e'r -Y, е'в –Y D'r, D'b для каждой полосы определяются соотношениями (1) и (2). Эпюры и величины этих сигналов показаны на рис. 12,д-з.

Пользуясь модуляционными характеристиками (рис. 7 а, б) и значениями цветоразностных сигналов DR и D'b, определяем величины девиаций DfR и DfB для каждой полосы красной и синей строк:

Указанные девиации частоты однозначно соответствуют цветам полос.

После модулятора сигналы подвергаются высокочастотной коррекции в соответствии с графиком, показанным на рис. 8. При пользовании этим графиком девиацию частоты для каждого сигнала следует откладывать от значений f0R = 4406,25 кГц для красной строки и от f0B = 4250 кГц - для синей. Сигналы поднесущих частот для белой, серой и черной полос имеют в красной и синей строках амплитуды 0,153 и 0,119 соответственно. Определение амплитуд сигналов производится в соответствии с соотношением AR –Y’ = = 0,115|AВЧ(f) |, где |AВЧ(f)| - модуль коэффициента передачи устройства высокочастотных предыскажений (рис.12,и, к)

Цветовой ТВ сигнал является алгебраической суммой яркостного сигнала и сигналов цветности AR –Y, AB –Y . Эпюры таких сигналов показаны на рис. 12,л, м для красной и синей строк. Здесь же изображены строчные синхронизирующие импульсы и пакеты опорных колебаний поднесущих частот f oR и foB, расположенные на задних площадках строчных гасящих импульсов. Амплитуды этих колебаний соответствуют передаче эталонного белого цвета D6500 . Эти сигналы обеспечивают кратность опорной и поднесущей частот в кодирующем устройстве и устраняют влияние неустановившихся процессов в частотных дискриминаторах приемника на качество изображения.

 /

Страницы: 1, 2