Файл: БТВА (окончательная редакция) для печати.docx

Чтобы обеспечить синхронность и синфазность приёмной и передающей развёрток изображения, в канал связи одновременно с сигналом подаются специальные синхронизирующие импульсы(3). Эти импульсы не должны мешать передаче изображения, поэтому они располагаются на вершинах гасящих импульсов в областичернее чёрного.

Телевизионный сигнал с гасящими и синхронизирующими импульсами называется полным телевизионным сигналом. В полном ТВ-сигнале за опорный принимается уровень гасящих импульсов. Он создаёт границу между областью передачи сигнала изображения и областью синхронизации. Уровень белого отстоит от максимального уровня полного ТВ-сигнала (контрольного уровня белого) на 10….15 %, а между уровнями чёрного и гасящих импульсов располагается защитный интервал, составляющий 3…5 % и необходимый для защиты области синхронизации от попадания импульсов помех из области сигнала.

Форма строки ТВ-сигнала цветного изображения отличается от приведенной на рис.1.4 тем, что в составе «цветной» строки имеется сигнал «вспышки». Кроме того, сигнал изображения «цветной» строки имеет частотную модуляцию, характеризующую цвет сюжета, и изменяющуюся амплитуду, характеризующую насыщенность этого цвета.

Подробное описание полного цветового телевизионного сигнала будет дано в Главе 8.

Спектр частот полного ТВ-сигнала необходимо знать для определения требуемой полосы пропускания канала связи. Он определяется разностью между верхней f_В и нижней f_Н граничными частотами сигнала

∆F = f_В– f_Н ……………….. (1.2).

Можно показать, что нижняя граничная частота сигнала будет равна

f_Н = f_П …………………...... (1.3),

а верхняя граничная частота будет определяться выражением (1.1).

Поскольку f_В>>f_Н, то спектр частот ТВ-сигнала определяется верхней граничной частотой

∆F ≈ f_В…………………….. (1.4).

1.3. Структурная схема системы телевизионного вещания

Рис.1.5. Структурная схема телевизионной системы

Современная система ТВ-вещания (рис.1.5) состоит из двух частей: передающей и приёмной, соединённых линией связи.

В передающей части системы изображение объекта, подлежащего передаче, с помощью оптического устройства (объектива О) проецируется на фотомишень передающей трубки, находящейся в передающей ТВ-камере. В передающей трубке оптическое изображение преобразуется в электрическое. С помощью развёртки этот электрический сигнал преобразуется в ТВ-сигнал, который после предварительной обработки в усилителе ТВ-камеры (камерном канале) поступает в ТВ-канал. Для развёртки изображения на отклоняющую систему передающей трубки подаются электрические сигналы пилообразной формы строчной частоты (1) и частоты полей (2). Эти сигналы вырабатываются в специальном устройстве – блоке развёрток передающей трубки. В ТВ-канале происходит дальнейшее усиление, коррекция искажений и формирование полного ТВ-сигнала, для чего в сигнал замешиваются гасящие (3) и синхронизирующие (4) импульсы строк и полей. Эти импульсы поступают в тракт ТВ-канала от специального генератора импульсов – синхрогенератора. Синхрогенератор вырабатывает импульсы, необходимые для синхронной и синфазной работы всей ТВ-системы, т.е. обеспечивает жёсткое соотношение между частотами строчной и кадровой развёрток.

Сформированный и усиленный полный ТВ-сигнал поступает на радиопередатчик, а затем в антенну.

Излучённый полный ТВ-сигнал по радиоканалу поступает через приёмную антенну в высокочастотную часть радиоприёмного устройства, где происходит выбор соответствующего ТВ-канала. После усиления принятого радиосигнала по высокой и промежуточной частоте сигнал детектируется. Полученный после детектирования полный ТВ-сигнал усиливается в видеоусилителе. Затем сигнал поступает на приёмную ТВ-трубку (кинескоп), где под его действием изменяется яркость свечения экрана, т.е. происходит обратное преобразование электрического сигнала в сигнал изображения. Синхронность и синфазность развёрток приёмной так же, как и передающей трубок, обеспечивается синхронизирующими импульсами, вырабатываемыми синхрогенератором. Поскольку блок развёрток передающей трубки находится в передающей части ТВ-системы, то синхронизирующие строчные импульсы (7) и импульсы полей (8) отдельно подводятся к соответствующим генераторам блока непосредственно от синхрогенератора.

Для синхронизации работы блока развёрток приёмной трубки синхроимпульсы (4) замешиваются в полный ТВ-сигнал, который поступает в приёмник вместе с сигналом изображения. Одновременно с подачей на приёмную трубку ТВ-сигнал поступает в блок синхронизации, где синхроимпульсы отделяются от него, затем разделяются на строчные импульсы (9) и импульсы полей (10), а затем поступают на соответствующие генераторы блока развёрток кинескопа.

Для развёртки изображения на отклоняющую систему кинескопа с блока развёрток приёмной трубки поступают электрические сигналы пилообразной формы с частотой строк (5) и полей (6).

Передающая часть ТВ-системы входит в состав телевизионного центра. Телевизионный приёмник называется телевизором.

Контрольные вопросы:

1. Что такое разрешающая способность зрительной системы человека?

2. В чём проявляется инерционность зрения человека?

3. Назовите основные принципы телевидения.

4. Как следует понимать пространственную дискретизацию изображения?

5. Что называется развёрткой изображения; какие виды развёрток вы знаете?

6. Назовите параметры развёртки и дайте их количественные оценки.

7. Назовите достоинства и недостатки прогрессивной развёртки.

8. Назовите достоинства и недостатки чересстрочной развёртки.

9. Нарисуйте обобщённую схему ТВ-системы и поясните назначение функ-

циональных элементов этой системы.

10. Дайте определение позитивного и негативного ТВ-сигнала.

11. Что такое спектр ТВ-сигнала?

Глава 2. Принципы передачи цветного изображения

2.1. Цвет и его характеристики.

Электромагнитные волны в диапазоне 380 … 770 нм воспринимаются глазом в виде светового излучения. Если направить пучок солнечного света через призму, то выходящий пучок будет содержать непрерывный спектр цветов от фиолетового до красного, при этом каждому цвету соответствует своя длина волны.

Цвет имеет три субъективные характеристики: яркость, цветовой тон и насыщенность.

Яркость – характеристика зрительного ощущения, согласно которой источник излучения испускает больше или меньше света.

Цветовой тон – это ощущение того или иного цвета. Цветовой тон рассматриваемого объекта связан со спектральным составом излучения. По цветовому тону объекта мы можем судить об окраске объекта – красный, голубой, жёлтый и т.п. Поэтому цветовой тон удобно характеризовать длиной волны (λ) спектрального излучения.

Насыщенность – степень разбавленности данного цвета белым цветом. Чем больше белого цвета, тем меньше насыщенность. Например, розовая и красная краски не отличаются цветовым тоном. Различие заключается только в насыщенности. Наибольшей насыщенностью обладает монохроматический источник, излучающий свет одной длины волны.

Эти три характеристики не имеют никаких величин, выраженных в цифрах. О светлости и насыщенности можно говорить словами «больше», «меньше», «одинаково». О цветовом тоне говорят: фиолетовый, жёлтый, голубой и т.п.

Электромагнитное колебание светового диапазона со строго определённой длиной волны, называемое монохроматическим колебанием, вызывает ощущение вполне определённого цвета. Например, для ощущения зелёного цвета длина волны монохроматического колебания должна быть равна

λ = 555 нм. Однако реальные источники света излучают целое множество колебаний разной мощности и частоты.

2.2. Трёхмерное представление цвета.

Экспериментально установлено, что любой цвет может быть получен путём суммирования излучений красного F_R, зелёного F_G и синего F_B цветов. Частоты F_R , F_G, F_B называются частотами основных цветов. Три основных цвета – красный (R), зелёный (G) и синий (B) – являются взаимонезависимыми. Это означает, что смешением любых двух из этих цветов нельзя получить третий, тогда как любые другие цвета спектра (жёлтый, голубой, пурпурный, белый и т.п.) можно получить смешением в определённом соотношении двух или трёх основных цветов.

Измерением цвета и определением составляющих любой цветной смеси занимается колориметрия. Эта наука позволяет количественно и качественно определить любой световой поток. Прибор, позволяющий количественно и качественно определить световой поток, называется колориметром. Колориметры бывают простыми и сложными, позволяющими получить либо только качественную оценку исследуемого потока, либо и количественную, и качественную.

Опыты по сложению цветов удобно проводить с помощью равнобедренной призмы, имеющей белые матовые поверхности – грани А и Б (рис. 2.1)

Рис.2.1. Исследование цветовых потоков с помощью колориметра.

Представление любого цвета с помощью основных цветов производится в два этапа.

Первый этап. Экран колориметра разделён на две половины. На левую грань призмы направляют излучение белого цвета, называемое опорным цветом. На правую грань направляют смесь, состоящую из эталонных излучений красного, зелёного и синего цветов – F₀_R , F₀_G, F₀_B. Мощности излучений основных цветов подбирают таким образом, чтобы цвета правой и левой половин экрана не различались. Это осуществляется ослаблением потока каждого из эталонных источников в определённое количество раз. Когда оба поля экрана не будут отличаться друг от друга по контрастности, измерения считаются законченными и производится запись показаний приборов, измеряющих величину световых потоков основных цветов. Во всех дальнейших исследованиях эти значения световых потоков принимают за единичные количества основных цветов, необходимых для получения белого цвета, идентичного опорному белому цвету.

Второй этап. На левую грань призмы направляют излучение некоторого исследуемого цвета F_Ц. На правую грань опять направляют смесь излучений основных цветов F_R , F_G , F_B. Вновь мощности основных цветов подбирают так, чтобы цвета правой и левой половин экрана не различались по цвету и контрастности. Измеряют величины световых потоков источников основных цветов. Результаты опыта записывают в виде равенства

F_Ц = F_R + F_G + F_B ……………………… (2.1).

Эта запись следует из условия уравнивания цветов обеих половин экрана колориметра. Вычисляют отношения

F_R / F₀_R = R, F_G / F₀_G = G, F_B / F₀_B = B …………… (2.2).