Файл: БТВА (окончательная редакция) для печати.docx

3.4. Кодирующее устройство системы secam

Кодирующее устройство предназначено для формирования из видеосигналов, поступающих с ТВ-камеры, полного цветового телевизионного сигнала (ПЦТС). На вход кодирующего устройства исходные сигналы поступают с камерного канала, в котором они прошли первичную обработку: усиление, коррекцию частотных искажений, гамма-коррекцию.

ПЦТС на выходе кодирующего устройства включает в себя следующие сигналы:

• сигналы яркости;

• сигналы цветности;

• сигналы цветовой синхронизации;

• сигналы синхронизации развёртывающих устройств приёмника;

• гасящие импульсы.

Структурная схема кодирующего устройства SECAM изображена

на рис. 3.10.

Рис.3.10. Структурная схема кодирующего устройства системы SECAM

Три видеосигнала Е'_R, Е'_G, Е'_B c выхода камерного канала поступают на кодирующую матрицу, с помощью которой формируется сигнал яркости Е'_Y и два цветоразностных сигнала Д'_R и Д'_B . Штрих в формулах означает, что передаваемые сигналы подвергнуты обработке в камерном канале.

Сигналы D'_R и D'_B подаются на сумматоры Σ, в которые замешиваются сигналы опознавания цвета, поступающие с блока формирования сигналов цветовой синхронизации. Затем сигналы D'_B и D'_R (последний сигнал подаётся через фазоинвертор, в котором меняется его полярность) поступают на цепи низкочастотных предыскажений, в которых для повышения помехоустойчивости системы осуществляется подъём высокочастотных составляющих этих сигналов. Далее эти сигналы поступают на электронный коммутатор, который обеспечивает поочерёдную от строки к строке передачу ЦРС Д'_R и Д'_В на фильтр низких частот (ФНЧ).С выхода ФНЧ цветовые сигналы подаются на амплитудный ограничитель (АО). Введение в тракт обработки цветовых сигналов ограничителя амплитуды объясняется следующими соображениями. Низкочастотные предыскажения ЦРС преобразуют их форму. Резкие перепады сигнала, соответствующие переходу от одного цвета к другому, после прохождения цепи низкочастотных предыскажений приобретают выбросы. Однако сигналы, поступающие на частотный модулятор, должны иметь вполне определённые уровни. Согласно ГОСТ 18471 – 83 максимальная девиация частоты поднесущей не должна превышать + 350 и – 506 кГц при передаче строк с сигналом Д'_R и + 506 и – 350 кГц при передаче строк с сигналом Д'_В. Наиболее простым техническим решением является соответствующий подбор напряжений модулирующих сигналов на входе частотного модулятора, чтобы указанные значения девиации частоты соответствовали пиковым значениям сигналов Д'_R и Д'_B. Однако при этом пришлось бы довольно сильно уменьшить исходный сигнал, что привело бы к снижению помехоустойчивости канала цветности. Поэтому в кодирующем устройстве системы SECAM применяется ограничитель, с помощью которого выбросы цветовых сигналов ограничиваются по максимуму и минимуму на уровнях, при которых девиация частоты соответствует номинальным значениям. Процесс ограничения сигналов Д'_R и Д'_В поясняется рис.3.11.

а)

Рис.3.11. Ограничение сигналов цветности в кодирующем устройстве

Здесь изображены сигналы Д'_R (рис.3.11б) и Д'_В (рис.3.11в), соответствующие передаче вертикальных цветных полос. После прохождения цепи НЧ-предыскажений сигналы принимают вид, показанный на рис.3.11г и 3.11д. Уровни ограничения сигналов показаны на рис.3.11г и 3.11д штриховыми линиями. Как видно из рис.3.11, уровни ограничения сигналов Д'_R и Д'_В должны быть разными. Однако в кодирующем устройстве используется один ограничитель. Для того чтобы ограничение происходило на разных уровнях, на ограничитель подаются коммутирующие импульсы с частотой повторения, равной половине строчной частоты. Эти импульсы смещают сигналы цветности относительно постоянных уровней ограничения на нужную величину. С выхода амплитудного ограничителя сигналы поступают на частотный модулятор (ЧМ). Каждый из ЦРС модулирует свою поднесущую частоту f_0R или f_0B. Они являются гармониками строчной частоты:

f_0R = 282f_СТР, f_0B = 272f_СТР. С выхода частотного модулятора сигнал цветности поступает на блок коммутации фазы поднесущих, который через каждые две строки изменяет на 180° фазу колебаний каждой из поднесущих частот. Это делается для уменьшения заметности помех от поднесущих на экране телевизора.

Далее сигнал цветности подаётся на схему ВЧ-предыскажений. В блоке ВЧ-предыскажений подавляются поднесущие частоты. Это делается для повышения помехоустойчивости системы и для ослабления видимости поднесущих на чёрно-белом изображении в случае слабонасыщенных цветов. Затем цветовой сигнал подвергается дополнительной амплитудной модуляции. Для этого с помощью полосового фильтра из яркостного сигнала Е'_Y выделяются частотные компоненты, лежащие вблизи поднесущих частот, и детектируются амплитудным детектором. После детектирования сигналы подаются на амплитудный модулятор. Дополнительная амплитудная модуляция цветовых поднесущих уменьшает помехи, вызываемые сигналом яркости в канале цветности телевизора. В каскаде гашения осуществляется запирание сигналов цветности на время прохождения синхроимпульсов, чтобы сигналы цветности не создавали помех синхронизации развёртывающих устройств телевизора. С выхода каскада гашения сигналы цветности подаются на сумматор, где происходит их сложение с сигналами яркости и импульсами синхронизации.

В канал яркости кодирующего устройства входят линия задержки и корректор перекрёстных искажений. Назначение линии задержки – совмещение по времени сигналов яркости и цветности, которые поступают на сумматор.

Корректор перекрёстных искажений предназначен для уменьшения помех в приёмнике, возникающих из-за биений между сигналами цветности и составляющими сигнала яркости, передаваемые в общей полосе частот. Это достигается с помощью сложных систем режекторных фильтров.

После сумматора сформированный ПЦТС подаётся на радиопередающее устройство.

3.5. Декодирующее устройство системы secam

В декодирующем устройстве осуществляются обратные преобразования цветовых сигналов. Декодирующее устройство располагается в телевизионном приёмнике и называется блоком цветности.

Блок цветности выполняет следующие функции:

• выделяет из спектра полного сигнала полосу частот, в которой заключены составляющие сигнала цветности;

• детектирует сигналы цветности;

• усиливает полученные в результате детектирования ЦРС Е_{R – Y} и Е_{B – Y};

• формирует третий ЦРС Е_{G – Y};

• корректирует высоко- и низкочастотные искажения сигнала, введённые в кодирующем устройстве.

Структурная схема декодирующего устройства представлена на рис.3.12.

Рис.3.12. Структурная схема декодирующего устройства системы SECAM

Сигнал с видеодетектора поступает на полосовой усилитель. В полосовом усилителе частотно-модулированные сигналы цветности отделяются от яркостного сигнала и корректируются частотные предыскажения цветовых поднесущих. Частотная характеристика корректирующего каскада имеет форму колокола. После усиления выделенного сигнала сигнал цветности поступает на электронный коммутатор и на вход линии задержки, время задержки которой равно периоду одной строки изображения (64 мкс).

После электронного коммутатора сигналы цветности поступают на два амплитудных ограничителя, обеспечивающих двустороннее ограничение сигналов цветности. При этом устраняются импульсные помехи, попавшие в канал цветности, и паразитная амплитудная модуляция.

Как видно из рисунка, АЧХ в каналах R–Y и B–Y , проходят через нуль при частотах 4,406 и 4,25 МГц соответственно, имеют линейный участок в диапазоне приблизительно 1,5 МГц и являются как бы зеркальным отражением друг друга. Таким образом, увеличение частоты поднесущей на входе канала R – Y вызывает увеличение напряжения на его выходе, а аналогичное увеличение частоты на входе канала B – Y – соответствующее уменьшение напряжения.

Электронный коммутатор и линия задержки необходимы для одновременного получения сигналов Е_{R – Y} и Е_{B – Y} на входе формирующей матрицы

Е_{G – Y}.

Таким образом, на первом выходе электронного коммутатора всегда имеется сигнал Е_{R – Y} , а на втором выходе – сигнал Е_{B – Y}. С выхода электронного коммутатора ЧМ-сигналы цветности поступают на частотные детекторы.

Частотные детекторы (ЧД) преобразуют сигналы цветности в цветоразностные сигналы (ЦРС). На выходе «красного» ЧД формируется сигнал Е_{R – Y}, а на выходе «синего» ЧД – Е_{В – Y}. Частотные детекторы в приёмнике системы SECAM выполняются по схеме фазовых дискриминаторов. Фазовые дискриминаторы в каналах R – Y и B – Y различаются частотами настройки резонансных цепей и амплитудно-частотными характеристиками, которые показаны на рис.3.13.

Рис.3.13. Амплитудно-частотные характеристики дискриминаторов

каналов цветности

Наклоны АЧХ детекторов в каналах R–Y и B–Y имеют противоположные знаки. Это значит, что при уменьшении частоты сигналов на входах детекторов на выходе частотного детектора R–Y образуется отрицательное напряжение, а на выходе частотного детектора B–Y – положительное напряжение. С выходов видеоусилителей ЦРС Е_{R – Y} и Е_{B – Y} поступают на матрицу, формирующую ЦРС Е_{G – Y}. Таким образом, на выходе декодирующего устройства появляются все три ЦРС.

Цветоразностные сигналы, образующиеся на выходах частотных детекторов, имеют характерные выбросы на переходах, вызванные низкочастотными предыскажениями, введёнными в кодирующем устройстве. Кроме того, цветовые поднесущие не полностью подавляются дискриминаторами и, проникая в цветоразностные сигналы, вызывают дополнительные искажения. Для подавления цветовых поднесущих на выходах частотных детекторов включаются фильтры-пробки, роль которых выполняют обычные параллельные резонансные контуры.

Работой электронного коммутатора управляют импульсы, вырабатываемые в генераторе коммутирующих импульсов. Установление правильной фазы коммутирующего сигнала обеспечивает схема опознавания цвета (схема цветовой синхронизации). Если положение переключателей в электронном коммутаторе не соответствует приходящим сигналам цветности, схема цветовой синхронизации изменяет фазу коммутирующих импульсов. Эта же схема запирает канал цветности при передаче чёрно-белого сигнала.

Из рис.3.12 видно, что электронный коммутатор, распределяющий сигналы цветности по соответствующим каналам обработки, управляется симметричным триггером. Таким образом, порядок коммутации сигналов определяется управляющими импульсами, действующими на его плечах. При включении телевизора начальное состояние триггера устанавливается случайно. Поэтому вполне возможно, что при поступлении импульсов строчной синхронизации на вход триггера распределение сигналов по цветовым каналам произойдёт неправильно, т.е. сигнал Д'_{R – Y} попадёт в канал В – Y, а сигнал Д'_{B – Y} – в канал R– Y. Для распознавания цветности приходящих сигналов в составе ПЦТС передаются сигналы, несущие соответствующую информацию. Эти сигналы называются сигналами цветовой синхронизации.