6.2. Консервация тв программ и передача изображений кинофильмов

Вопросы, подлежащие изучению

1. Методы консервации телевизионных программ.

2. Особенности передачи кинофильмов по телевидению.

3. Особенности записи телевизионных сигналов на магнитную ленту.

4. Структурная схема видеомагнитофона.

5. Перспективные методы записи и воспроизведения телевизион­ных сигналов.

Пояснения к изучаемым вопросам

1. При рассмотрении методов консервации телевизионных программ следует обратить внимание на достоинства и недостатки каждого из них [1, с. 293, 298, 346-347].

2. При изучении особенностей передачи и записи кинофильмов нужно обратить внимание на способы устранения несоответствий вре­мени продергивания пленки в кино и длительности обратного хода кадровой развертки, а также на меры, которые приходится предпри­нимать из-за чересстрочной развертки телевизионного изображения [1, с. 293-297] .

3. Особенности записи телевизионных сигналов требуют уяснения принципов магнитной записи сигналов, при этом следует обратить вни­мание на возникающие искажения, необходимость транспонирования спек­тра сигналов и применения ЧМ, а также на способы уменьшения скорости протягивания ленты в видеомагнитофонах [I, с. 347-366] .

4. При рассмотрении структурной схемы видеомагнитофона осо­бый интерес представляют устройства для поддержания номинальных частот телевизионной развертки, устройство для компенсации выпа­дений, корректор временных искажении, регенерация гасящих и синхронизирующих импульсов, особенности монтажа видеофонограмм [1, с. 367-382] .

5. При изучении перспективных методов записи и воспроизведе­ния телевизионных сигналов следует уяснить особенности записи циф­ровых сигналов и обратить внимание на механическую и оптическую записи [1, с. 385-395] .

Вопросы для самопроверки

1. Какие методы консервации программ используются в теле­визионном вещании (сравнить их достоинства и недостатки)?

2. Какие типы телекинопроекторов применяются в телевизионном вещании?

3. Каковы принципы магнитной видеозаписи?

4. Какие искажения и дефекты сигналов могут возникать в видеомагнитофоне и какие устройства применяются для их уменьшения?

5. Какие способы записи и воспроизведения телевизионных сиг­налов являются перспективными и какие технологические трудности возникают при их реализации?

8. Перспективные системы тв

Вопросы, подлежащие изучению

1. Общие принципы передачи и воспроизведения объемного изо­бражения. Стереоцветное телевидение.

2. Особенности построения ТВ систем прикладного назначения.

3. Материал по ТВ системам повышенного качества, системам передачи по ТВ каналу дополнительной информации излагается на лек­циях.

Пояснения к изучаемым вопросам

1. Ощущение объемности поможет человеку правильно ориентиро­ваться в пространстве. При передаче и воспроизведении объемного изображения должны выполняться два условия: передача сигналов двух изображений; деление их в приемном устройстве [1, с. 416-474] .

2. Обратите внимание на различие задач, решаемых прикладным и вещательным телевидением, отличия требований и конструктивных решений [1, с. 411-416] .

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ

1 (2 ч). Введение. Современное состояние телевизионной тех­ники, перспективы, проблемы. Обобщенная схема телевизионной сис­темы. Разложение изображения. Построчная и чересстрочная развертки [1, с. 4-35, 49-50] .

2 (2 ч). Требования к телевизионному каналу. Четкость изоб­ражения в вертикальном и горизонтальном направлениях. Верхняя и нижняя частоты телевизионного спектра. Нормированные частотные характеристики при передаче и приеме ТВ сигналов [1, с. 43-621]

3 (2 ч). Телевизионный сигнал. Спектр ТВ сигнала. Процесс формирования ТВ сигнала. Основы цифрового телевидения. Дискрети­зация и квантование сигнала, скорость передачи сигналов [1, с. 43-46, 52-54, 63-78]; [ 9, с. 7-21 ].

4 (2 ч). Телевизионные передающие трубки. Классификация сис­тем. Устройство, работа и основные характеристики трубок с фото-проводящими мишенями, видикон, плюмбикон [1, с. 106-143].

5 (2 ч). Развертывающие устройства. Требования, предъявляемые к ТВ разверткам. Отклонение луча в магнитном поле. Форма импульсов тока. Особенности генераторов строчной и кадровой разверток [1, с. 163-186] .

6 (2 ч). Синхронизация ТВ разверток. Синхронизация задающего генератора. Форма ТВ сигнала. Отделение и разделение синхронизи­рующих импульсов [1, с. 186-195] .

7 (2 ч). Воспроизведение ТВ изображения. Устройство кинескопа, основные характеристики. Структурные схемы ТВ приемника. Прием зву­кового сопровождения. Оценки качества ТВ изображений по испытатель­ной таблице [1, с. 144-163, 305-313].

8 (2 ч). Физические основы цветного телевидения. Трехкомпонен-тность цветового зрения. Методы передачи сведений о цвете. Однов­ременный и последовательный методы передачи сигналов цветного те­левидения. Полоса частот [1, с. 24-30, 256-260] .

9 (2 ч). Принцип построения совместимых систем цветного теле­видения. Принцип совместимости. Сокращение полосы частот сигналов цветности. Методы передачи сигналов цветности в современных сис­темах цветного телевидения [1, с. 50-54, 260-270, 276-280] .

10 (2 ч). Система цветного телевидения СЕКАМ. Основные пара­метры системы СЕКАМ. Принцип передачи сигналов цветности. Функци­ональная схема передающей и приемной части. Предыскажения сигналов. Форма полного цветового сигнала [1, с. 273-276] .

11 (2 ч). Телевизионное вещание. Структурная схема телецентра, ТВ студии. Передающие камеры. Передвижные ТВ станции [1, с. 281-300, 305, 355],

12 (2 ч). Перспективы развития телевидения. Системы цифро­вого ТВ, телетекст, видеотекст. Системы ТВ повышеной четкости. Стереоскопическое ТВ. Системы кабельного ТВ. Автоматизация техни­ческих средств ТВ [1, с. 300-305, 336-346, 403-404] .

СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1 (2 ч). Ознакомление с методами измерения ТВ сигнала [1, с. 395-403] .

2 (2 ч). Изучение промышленной ТВ установки [1, с. 125-131, 405-410] .

3 (2 ч). Исследование генератора строчной развертки [1, с. 169-180] .

4 (2 ч). Исследование генератора кадровой развертки [1, с. 183-186].

5 (2 ч). Исследование блока цветности телевизора [1, с. 271-276, 312-313 ] .

6 (2 ч). Исследование амплитудной и частотной селекции импуль­сов синхронизации [1, с. 186-195].

7 (2 ч). Исследование черно-белого телевизора [1, с. 305-306, 309-312].

Примечание. Перечисленные работы выполняются в МИС. В других вузах перечень работ может быть иным.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

Общие указания

Требуется выполнить две контрольные работы. Контрольная ра­бота № 1 включает в себя две задачи. Контрольная работа № 2 пос­вящена системе цветного телевидения СЕКАМ. На все задачи должны быть даны подробные ответы, сопровождаемые в зависимости от ха­рактера задач рисунками, схемами, формулами и расчетами.

Контрольные задания выполняют в ученических тетрадях. Они должны быть аккуратно оформлены, разборчиво написаны чернилами на одной стороне каждого листа. Вторая сторона листа предназначена

для внесения исправлений и дополнений. Все страницы нумеруют.

Все графики и схемы выполняют с соблюдением правил черчения и ГОСТ. Допускается выполнение графиков и схем карандашом. Все графики и схемы, таблицы должны иметь нумерацию. Расчетные фор­мулы должны приводиться с объяснением буквенных обозначений.

В конце каждой работы приводится список используемой литера­туры. Работа делана быть подписана студентом с указанием даты.

Контрольное задание № 1

Оно состоит из двух задач. Первая задача явля­ется общей для всех вариантов, различающихся только конкретными числовыми значениями. Чтобы не путать эту задачу с остальными, она номера не имеет.

Вторая задача представляет собой вопрос теоре­тического характера. Всего таких вопросов - 33. Вариант задачи выбирают по последним двум цифрам номера студенческого билета.

Например:

если две последние цифры номера студенческого билета N₁ лежат в пределах от 00 до 32, то это число и является номером задания N , т.е. N=N₁ ;

если две последние цифры номера студенческого билета N₂ лежат в пределах от 33 до 65, то номер задачи N будет N = 65- N₂;

если две последние цифры номера студенческого билета N₃ лежат в пределах от 66 до 99, то номер задачи N будет N = 99 – N₃.

На рис.1 представлен вид оптического изображения, подлежа­щего передаче. Для данного стандарта разложения ( - частота кад­ров, - число строк) необходимо:

1.1. Определить верхнюю граничную частоту спектра сигналов изображения (с учетом потери времени на обратный ход). Отноше­ния длительностей строчных и кадровых гасящих импульсов к периодам строчной и кадровой развертки принять такими же, как в стандарте ТВ вещания.

1.2. На стандартном листе миллиметровой бумаги построить за­данное оптическое изображение. Указать на изображении численные значения яркостей градационного клина из таблицы задания (в отно­сительных единицах) и отметить строки, соответствующие развертке горизонтальных линий на высотах и (из таблицы задания).

1.3. Определить номера строк (с учетом потери части строк на обратный ход по кадру), соответствующие развертке горизонтальных

линий на высотах и

1.4. На стандартном листе миллиметровой бумаги начертить осциллограммы полного видеосигнала для строк, номера которых оп­ределены в п. 1.3. На осциллограммах указать длительность строки, гасящего импульса строк, синхронизирующего импульса строк, а танке численные значения уровней белого, черного, гашения и синхронизи­рующих импульсов.

1.5. Определить частоту первой гармоники импульсного сигнала (вдоль строк) , если вместо оптического изображения вида рис.1 передаетcя изображение "шахматного поля" с размером одной клетки вдоль строки .

1.6. При преобразовании аналогового сигнала в цифровой опре­делить:

а) минимально допустимую частоту дискретизации;

б) значения проквантованного сигнала для яркостей ,

(при линейной шкале квантования).

Необходимые параметры задания выбирают по последним двум цифрам номера студенческого билета с помощью коэффициентов

где - сумма двух последних цифр студенческого билета;

- модуль разности двух последних цифр студенческого билета;

Например:

если последние две цифры студенческого билета 37, то ;

если 97, то

если 00, то

Частоту кадров и число строк разложения опреде­ляют по табл. 1, относительные значения яркости градационного клина - по табл. 2. Учитывая, что работа выполняется в учебных целях, число строк и частота кадров в табл. 1 приведены как для действующих, так и для ранее используемых или перспективных систем вещательного и прикладного телевидения.

Таблица 1

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	300	30	30	30	25	25	25	25	2,5	2,5
	249	405	525	1125	625	819	1249	1875	1125	2249

Таблица 2

0	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	10	0,5	0,1	0,8	0,7	0,6
1	0,1	0,3	0,5	0,7	0,9	11	0,3	0,6	0,4	0,4	0,7
2	0,8	0,7	0,6	0,5	0,1	12	0,1	1,0	0,7	0,7	0,4
3	0,1	0,6	0,8	1,0	0,1	13	0,4	0,4	0,9	0,6	0,6
4	0,1	0,4	0,7	0,7	0,0	14	0,9	0,1	0,3	0,5	0,7
5	0,8	0,8	0,0	0,3	1.0	15	0,1	0,8	0,7	0,6	0,5
6	0,6	0,5	0,1	0,8	0,7	16	0,5	0,6	0,2	0,3	0,5
7	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	17	0,3	1,0	0,8	0,8	0,3
8	0,1	0,7	0,3	0,6	0,4	18	0,4	0,9	0,6	0,6	0,4
9	0,1	0,2	0,2	0,9	0,9

Ширину одного квадрата изображения шахматного поля (в относительных единицах) определяют как частное от деления двух последних цифр студенческого билета на 500.

Например:

если две последние цифры номера студенческого билета 08, то = 8 : 500 = 0,016;

если 75, то = 75 : 500 = 0,15;

когда последние цифры билета 00, то принять = 0,0018.

Высота (в процентах) численно равна коэффициенту , высота .

Например:

если последние две цифры студенческого билета 18 ( = 9), то ( = 9% ( 0,09 ), = 20 + 36 = 56% ( 0,56 );

если 98 ( = 17), то = 17% ( 0,17 ), =20 + 68 = 88% (0,88 );

когда последние цифры билета 00, то принять = 1% (0,01 ); = 94% (0,94 ).

Все определенные параметры задания необходимо представить в виде таблицы.

Номер студенческого билета

Варианты задач теоретического характера, входящие в контроль­ное задание № 1:

Задача 00. Поясните основные особенности зрения. Как они связаны с выбором основных характеристик ТВ системы (частота кадров, четкость и т.д.)?

Задача 2. Поясните процесс формирования ТВ сигнала на примере видеоусилительного тракта телевизионного центра. Пояс­ните назначение основных элементов тракта.

Задача 3. Поясните преимущества передачи и обработки ТВ сигналов в цифровой форме, особенности дискретизации и кванто­вания сигнала.

Задача 4. Нарисуйте структурную схему тракта цифрового телевидения. Поясните назначение элементов схемы.

Задача 5. Покажите, какова скорость передачи цифровой информации для стандартного ТВ сигнала. Поясните возможности сокра­щения цифрового потока.

Задача 6. Поясните необходимость передачи сведений о средней яркости изображения (передача '"постоянной" составляющей). Как сведения о средней яркости вводятся в сигнал изображения в процессе его формирования?

Задача 7. Покажите форму полного сигнала синхрониза­ции, поясните назначение его составляющих; приведите сведения о длительностях импульсов этого сигнала в соответствии с ГОСТ 7845-79.

Задача 8. Поясните способы выделения кадровых и строч­ных синхронизирующих импульсов из полного телевизионного сигнала. Какие соображения влияют на выбор постоянных времени дифференциру­ющих и интегрирующих цепей?

Задача 9. Определите границы частотного спектра сигна­ла изображения, верхнюю и нижнюю. Какие условия определяют верхнюю частоту сигнала изображения? Покажите возможные пути сокращения верхней частоты сигнала.

Задача 10. Поясните, чем определяется четкость теле­визионного изображения в горизонтальном и вертикальном (поперек строк) направлениях. Как оценивается четкость по изображению испы­тательной таблицы?

Задача 11. Какие элементы ТВ системы влияют на число воспроизводимых на экране градаций яркости? Поясните влияние вели­чины "гамма" на воспроизведение полутонов. Изобразите возможную схему гамма-корректора. Как воспроизведение градаций яркости оцени­вается по изображению испытательной таблицы?

Задача 12. Поясните назначение и особенности предвари­тельного усилителя ТВ камеры. Приведите возможные схемы коррекции искажений, возникающих во входной цепи, поясните их работу, час­тотные характеристики.

Задача 13. Рассмотрите процесс бомбардировки изолированной мишени пучком электронов. От чего зависит потенциал мише­ни? Какие электроны называют медленными?

Задача 14. Поясните устройство и принцип действия пере­дающей трубки видикон. Опишите основные свойства, приведите свето­вую характеристику.|

Задача 15. Поясните общие принципы работы фотоэлектри­ческого преобразователя изображения на основе ПЗС.

Задача 16. Поясните устройство современного черно-белого кинескопа. Приведите его модуляционную характеристику, покажите положение сигнала изображения по отношению к ней. Какие причины снижают контраст изображения?

Задача 17. Поясните устройство и принцип действия трехлучевого масочного кинескопа. Покажите на рисунке относи­тельное расположение отверстий в маске и люминофоров .

Задача 18. Приведите структурную схему черно-белого телевизионного приемника. Поясните назначение ее элементов, осо­бенности приема сигналов звукового сопровождения.

Задача 19. Приведите основные качественные показатели телевизионного изображения. Какие элементы ТВ системы влияют на них? Как качество изображения оценивается по телевизионной испы­тательной таблице?

Задача 20. Приведите схему генератора кадровой разверт­ки. Поясните особенности работы, назначение основных элементов.

Задача 21. Приведите схему генератора строчной разверт­ки. Поясните особенности работы выходного каскада. Приведите эпюры напряжений и токов.

Задача 22. Сравните свойства передающих ТВ систем "мгно­венного" действия со свойствами систем с накоплением заряда. При­ведите примеры передающих трубок, использующих эти принципы.

Задача 23. Приведите структурную схему черно-белой передающей ТВ камеры, поясните назначение ее элементов.

Задача 24. Поясните процесс восстановления "постоянной" составляющей сигнала изображения. Сравните свойства управляемой и неуправляемой фиксирующих схем.

Задача 25. Поясните основные особенности построения телевизионных систем прикладного назначения. Приведите конкретные примеры прикладных систем.

Задача 26. Поясните причины возникновения апертурных искажений. Приведите в качестве примера апертурную характеристику передающей трубки. Поясните принцип коррекции апертурных искажений.

Задача 27. Поясните причины, по которым для выделения кадровых синхронизирующих импульсов используют двухзвенные и трэх-звенные интегрирующие цепи.

Задача 28. Поясните особенности отклонения луча в сов­ременных кинескопах с большим углом отклонения, устройство откло­няющих систем, форму импульсов отклоняющего тока.

Задача 29. В чем отличие инерционной синхронизации от импульсной (непосредственной) синхронизации генератора развертки? Сравните свойства устройств, использующих эти виды синхронизации.

Задача 30. Поясните, от чего зависит цвет свечения и яркость экрана кинескопа. Приведите спектральные характеристики

при красном, зеленом, синем и белом цветах свечения. Для чего используется металлизация экрана?

Задача 31. Изобразите обобщенную схему ТВ тракта, поясните назначение основных элементов. Сформулируйте принципы телевидения, используемые физические явления.

Задача 32. Поясните необходимость развертки в телеви­дении, предъявляемые к ней требования. Рассмотрите построчную и чересстрочную развертки, условия их осуществления.

Задача 33. Рассмотрите работу идеализированной схемы генератора строчной развертки с двусторонним ключом. От чего зависит нелинейность импульсов отклоняющего тока?

Методические указания по выполнению

контрольного задания № 1

Верхняя граничная частота спектра видеосигнала определяется по полной формуле (с учетом потери времени на обратный ход):

При расчетах принять = 0,8; = 4/3; и определяются из стандарта ТВ вещания.

где = 12 мкс - длительность гасящего импульса строк;

= 64 мкс - длительность строки.

где - длительность гасящего импульса полей,

- номинальная длительность поля, 20 мс.

В изображении на рис.1 имеется черная деталь на белом фоне к серая деталь. Серая деталь отмечена штриховкой. При построении осциллограммы считаем, что серому в изображении соответствует уро­вень, расположенный в середине между уровнем черного и уровнем белого. В нижней части изображения рис. I размещен градационный клин, значения яркости каждого участка которого заданы.

На изображении рис. 1 необходимо указать строки, соответствую­щие развертке фрагментов изображения на высотах и . При оп­ределении номеров строк, соответствующих развертке горизонтальных линий на высотах и , необходимо учесть, что развертке изо­бражения подвергаются не полное число строк , а число активных строк , где - относительная потеря

времени в период обратного хода развертки по полю. Отсчет номе­ра строки в пределах поля производится сверху вниз, самая нижняя строка имеет номер .

При построении осциллограмм заданных строк их следует сов­местить с оптическим изображением, которым они соответствуют. Сигнал следует изображать в положительной полярности (уровень бе­лого превышает уровень черного). Длительность фронтов всех импуль­сов следует считать равной нулю. Характеристику преобразователи свет-сигнал считать линейной .

При вычерчивании осциллограмм следует учесть, что значения амплитудных и временных параметров полного видеосигнала и его сос­тавляющих (рис. 2) в соответствии с ГОСТ 7845-79 следующие:

номинальный уровень гашения (опорный уровень) - 0;

номинальный уровень белого – 100%;

номинальный уровень синхронизирующих импульсов – 43%;

разность уровней гашения и черного (защитный интервал) - от 0 до 5%

номинальный размах полного видеосигнала от уровня синхронизирующих импульсов до уровня белого - 1 В;

длительность строки = 64 мкс;

длительность гасящего импульса строк = 12 мкс;

длительность синхронизирующего импульса строк = 4,7 мкс;

интервал между фронтами гасящего и синхронизирующего импульса строк = 1,5 мкс.

При построении осциллограмм принять, что независимо от заданного стандарта развертки, все временные и амплитудные соот­ношения в видеосигнале такие же, как в стандарте вещательного телевидения.

При определении частоты первой гармоники импульсного сигнала, формируемого при развертке изображения "шахматного поля", необхо­димо учесть потерю времени на длительность гасящего импульса строк. Активная длительность строки:

После расчета величины убедиться в справедливости неравенства

При расчете значений проквантованного сигнала необходимо учесть, что в соответствии со стандартом на цифровое телевидение принято соответствие:

16-й уровень квантования;

235-й уровень квантования.

Поэтому , где

- в относительных единицах, . Значе­ния округляются до ближайшего целого числа ( - номер уровня)

Контрольное задание № 2

Дайте общую характеристику системы цветного телевидения СЕКАМ. Раскройте понятие совместимости системы цветного телевиде­ния. Поясните сущность уплотнения спектра сигнала. Начертите и поясните структурную схему видеоканала передающей части и структур­ную схему канала цветности телевизора. Приведите и поясните харак­теристики высокочастотного и низкочастотного предыскажений сиг­налов. Приведите краткие сведения о цветовой синхронизации. Рас­считайте и постройте осциллограмму цветоразностного сигнала для двух цветных полос, определите длительность искаженного участка (если имеет место ограничение уровня сигнала).

Рассчитайте и постройте осциллограмму полного цветового сигнала одной строки ( или ) , соответствующую изображению

в виде трех вертикальных: полос, одна из которых серая, а остальные две цветные.

Исходные данные определяют по двум последним цифрам номера

студенческого билета. Значения сигналов в относительных единицах определяют следующим образом: для первой цветной полосы берут из табл. 3, для второй полоса получают из данных первой полосы путем перестановки значений сигналов .

Например:

если две последние цифры номера студенческого билета 12, то выполняют вариант 12, и сигналы основных цветов будут = 0,3;

= 0,8; = 0,25. Переставляя значения сигналов и , получим для второй полосы = 0,3; = 0,25; = 0,8. Для серой полосы сигналы будут = = = 0,5;

если две последние цифры номера студенческого билета образует число, лежащее в пределах от 00 до 49, то эти цифры к являются номером варианта и вычисления следует выполнить для сигнала ;

если две последние цифры номера студенческого билета больше 49, то вычисления следует выполнить для сигнала , а номер ва­рианта равен числу, образованному последними двумя цифрами минус 50 (если две последние цифры номера студенческого билета 83, то выполняют вариант 83-50=33, т.е. сигналы первой полосы будут = 0,4; = 0,6; = 0,2, а второй полос: = 0,4; = 0,2; = 0,6)

Таблица 3

Вари­ант	Сигнал			Вари­ант	Сигнал			Вариант	Сигнал
00	0,1	0,9	0,2	17	0,8	0,8	0,5	34	0,5	0,6	0,25
01	0,2	0,9	0,25	18	0,9	0,8	0,55	35	0,6	0,6	0,3
02	0,3	0,9	0,3	19	1,0	0,8	0,6	36	0,7	0,6	0,35
03	0,4	0,9	0,35	20	0,1	0,7	0,1	37	0,8	0,6	0,4
04	0,5	0,9	0,4	21	0,2	0,7	0,15	38	0,9	0,6	0,45
05	0,6	0,9	0,45	22	0,3	0,7	0,2	39	1,0	0,6	0,5
06	0,7	0,9	0,5	23	0,4	0,7	0,25	40	0,1	0,5	0,0
07	0,8	0,9	0,55	24	0,5	0,7	0,3	41	0,2	0,5	0,05
08	0,9	0,9	0,6	25	0,6	0,7	0,35	42	0,3	0,5	0,1
09	1,0	0,9	0,65	26	0,7	0,7	0,4	43	0,4	0,5	0,15
10	0,1	0,8	0,15	27	0,8	0,7	0,45	44	0,5	0,5	0,2
11	0,2	0,8	0,2	28	0,9	0,7	0,5	45	0,6	0,5	0,25
12	0,3	0,8	0,25	29	1,0	0,7	0,55	46	0,7	0,5	0,3
13	0,4	0,8	0,3	30	0,1	0,6	0,05	47	0,8	0,5	0,5
14	0,5	0,8	0,35	31	0,2	0,6	0,1	48	0,9	0,5	0,4
15	0,6	0,8	0,4	32	0,3	0,6	0,15	49	1,0	0,5	0,45
16	0,7	0,8	0,45	33	0,4	0,6	0,2

Методические указания по выполнению

контрольного задания № 2

По заданию требуется дать характеристику совместимой системы цветного телевидения СEKAM,

Изложить основные принципы, используемые при передаче изоб­ражений по системе СЕКАМ, способ уплотнения канала, полосы час­тот, занимаемые сигналами. Приведите структурные схемы кодирующе­го (передача) и декодирующего (прием) устройств, включая блоки предыскажений и блоки их коррекции. В работу необходимо поместить характеристики низкочастотного и высокочастотного предыскажений, сопровождаемые соответствующими пояснениями.

Цветоразностные сигналы перед подачей на частотный модуля­тор подвергаются предварительной коррекции (никзочастотная коррек­ция). Предварительная коррекция осуществляется путем пропускания сигналов через цепь, коэффициент передачи которой изменяется с час­тотой по закону

(1)

где = 85 кГц.

Частотная характеристика изображена на рис. 3.

Т ехнически низкочастотные предыскажения осуществляются про­пусканием сигнала через RC цепь (рис. 4), а ограничение полосы

пропускаемых частот в области выше 1-1,5 МГц - отдельным низкочастот­ным фильтром.

Для получения частотной характе­ристики (1) параметры RС цепи должны удовлетворять условию

и

т.е. коэффициент передачи делителя в области низких частот (по постоянному току) должен быть равным 0,333... и эквивалентная пос­тоянная времени цепи предыскажения = 0,62 мкс.

На участках с резкими изменениями значения сигнала в резуль­тате прохождения через цепь (см. рис. 4) появляются характерные выбросы, увеличивающие размах сигнала в 2,5 раза (рис. 6).

Чтобы избежать увеличения девиации частоты поднэсущей, цвето-разностные сигналы ограничиваются по уровням, при которых девиация частоты не выходит за пределы, показанные на модуляционных харак­теристиках (рис. 5).

Для сигнала эти уровни равны +1,25 и -1,81, а для сигнала +2,20 и -1,52.

Если сигнал превышает предельно допустимые значения, то он ограничивается. В приемнике фронт сигнала не восстанавливается, и в результате резкие цветные переходы получаются размытыми, что можно наблюдать на границах цветных полос.

В работе требуется определить длительность участка, на котором из-за ограничения сигнала не обеспечивается правильная цве­топередача. Рассмотрим это на конкретном примере.

Пример. Пусть передаваемая цветная полоса соответствует сиг­налам = 0; = 0,9 и = 0,5. Тогда сигнал .

Сигналу соответствует уровень ограничения = 1,25. Значения выброса

К ак видно из построений на рис.6 значение в идеализированном варианте в три раза превышает сигнал

В действительности, из-за конечного времени нарастания сигнала, вызванного ограниче­нием полосы частот сигналов величиной 1,5 МГц, коэффици­ент увеличения размаха сиг­нала равен 2,5.

Тогда протяженность пора­женного участка

.

Если увеличенный в 2,5 раза сигнал не превышает уровня огра­ничения , то ограничения не будет, и граница цветной полосы будет воспроизведена без искажений рассмотренного вида. Формально отсутствию ограничения соответствует отрицательное значение .

Пример. Передается цветная полоса, которой соответст­вуют сигналы = 0,8; = 0,7 и = 0,1.

Сигнал

Отрицательному значению сигнала соответствует уровень ограничения .

Значение

Откуда длительность искажения участка

При расчете параметров полного сигнала цветного телевидения и построения его осциллограммы следует учитывать только высоко­частотные предыскажения.

Характеристика высокочастотного предыскажения показана на рис.7

Рис. 7. Частотная характеристика высокочастотного предыс­кажения в линейном масштабе = 4406,25 кГц, = 4286 кГц, = 4250 кГц. Амплитуда поднесущей , где = 0,115

Как было показано ранее, низкочастотные предыскажения, вводимые до частотного модулятора, приводят к характерным искажениям границ полос (см. рис. 6). Эти искажения (в целях упрощения задания) учитывать не требуется при построении осциллограммы полного ТВ сигнала.

Ниже приводится материал, поясняющий расчет и построение осциллограммы полного сигнала.

Пусть, например, требуется определить параметры сигнала, которому соответствуют исходные сигналы = 0, = 0,75 и = 0,75. Яркостный сигнал

Значение яркостного сигнала на осциллограмме соответст­вует расстоянию между уровнями гашения и белого, а текущее значе­ние сигнала отсчитывается от уровня черного. При построении ос­циллограммы можно считать, что уровни черного и гашения совпадают.

На рис. 8. изображена огибающая радиосигнала изображения, т.е. результат модуляции передатчика полным цветовым телевизионным сиг­налом.

Далее находится величина цветоразностного сигнала или

в зависимости от варианта задания:

; (3)

. (4)

Предположим, что требуется определить значение сигнала для принятых ранее значений: = 0, = 0,75 и = 0,75.

Тогда, .

Зная значение цветоразностного сигнала по соответствующей модуляционной характеристике, находим девиацию частоты. Из рис.5 для = 1 найдем = 280 кГц.

Далее по характеристике ВЧ предыскажений рис.7 определяем коэффициент . В нашем случае = 3. Наконец, амплитуда поднеcущей = 0,115 = 0,1153 = 0,35.

Заметьте, что при нахождении коэффициента по рис.7 ве­личину девиации (с учетом знака) необходимо отсчитывать от соответ­ствующей поднесущей, т.е. в нашем примере от .

Поднесущая наложена на яркостной сигнал, как показано на рис.8, для голубой полосы. Сохранить масштаб по оси времени при подобных построениях затруднительно, поскольку период поднесущей составляет 0,22...0,25 мкс, что существенно меньше длительности строки. Поэто­му саму поднесущую обычно не изображают, а показывают только ее огибающую, как это сделано на других полосах (кроме голубой).

Расчет параметров сигнала цветности на программируемом

калькуляторе

При выполнении контрольного задания № 2 требуется опреде­лить основные параметры сигнала цветности: его значение или , девиацию частоты , текущую частоту поднесущей , коэффици­ент коррекции (см. рис. 7) и амплитуду поднесущей . Эти вычис­ления требуется проводить несколько раз (для заданных полос).

Экономия усилий и времени может быть достигнута при выполне­нии повторяющихся вычислений по программе. Ниже приводятся две программы вычислений параметров сигналов: одна - для сигналов , другая - для . Программы могут выполняться на калькуляторах МК-54. БЗ-34, МК-56 и аналогичных.

Ввод программы

1. Включить калькулятор.

2. Переключить калькулятор в режим записи программы, нажав клавиши F и ПРГ .

3. Набрать программу.

4. Проверить правильность введенной программы, сравнив ее коды с кодами исходной программы. Для удобства проверки све­дения о программе представлены в том виде, как они отображаются на дисплее калькулятора.

Для пошагового движения по программе используются клавиши

ШГ или ШГ .

5. Если введенная программа верна, то калькулятор перево­дится в режим счета нажатием клавиш F АВТ .

Следутте помнить, что калькулятор МК-56 теряет введенную информацию даже при кратковременном отключении питания, так что необходим устойчивый контакт с питающей сетью.

По программе 1 вычисляются параметры сигнала , а по программе 2 – сигнала . Последовательность вычислений остается неизменной и не зависит от того, какая программа выполняется (см. табл. 4)

Таблица 4

Инструкция	Вводимая величина	Клавиша	Результат
1. Ввести программу 1 для или программу 2 для
2. Ввести значения сигналов		В В
3. Вычислить ( )		В/О С/П	( )
4. Вычислить		С/П
5. Вычислить		С/П
6. Вычислить		С/П
7. Вычислить		С/П
8. Для вычисления при новых исходных сиг­налах возвратиться к п. 2

Примечание . Значение сигналов , и выдаются в долях от , а девиация частоты и частота в килогерцах.

Программа 1. Определение параметров сигнала

Код	Клавиша	Шаг	Код	Клавиша	Шаг	Код	Клавиша	Шаг
4С	х-П с	01	00	0	28	02	2	55
25	F	02	12	x	29	05	5	56
4L	x-П в	03	50	c/п	30	06	6	57
25	F	04	04	4	31	12	х	58
0L	/ - /	05	04	4	32	01	1	59
01	1	06	00	C	33	10	+	60
0-	.	07	06	6	34	64	П-х 4	61
03	3	08	0-	.	35	01	1	62
03	3	09	02	2	36	0-	.	63
12	x	10	05	5	37	06	6	64
6L	x-П в	11	10	+	38	12	x	65
01	1	12	50	с/п	39	01	1	66
0-	.	13	43	x-П 3	40	10	+	67
01	1	14	04	4	41	13		68
02	2	15	02	2	42	17	F lg	69
12	x	16	08	8	43	02	2	70
10	+	17	06	6	44	13		71
6C	П-x c	18	42	x-П 2	45	15	F 10^x	72
00	0	19	63	П-x 3	46	50	с/п	73
0-	.	20	14		47	00	0	74
02	2	21	13		48	0-	.	75
01	1	22	62	П-x 2	49	01	1	76
12	x	23	63	П-x 3	50	01	1	77
10	+	24	13		51	05	5	78
50	c/п	25	11	-	52	12	x	79
02	2	26	22	FX^2	53	50	c/п	80
08	8	27	44	x-П 4	54

Программа 2. Определение параметров сигнала

Код	Клавиша	Шаг		Код		Клавиша		Шаг		Код		Клавиша		Шаг
4С	х-П с	01	02		2		27		44		х-П 4		53
25	F	02	03		3		28		02		2		54
4L	x - П в	03	00		0		29		05		5		55
25	F	04	12		x		30		06		6		56
0L	/ - /	05	40		х-П 0		31		12		x		57
00	0	06	50		с/п		32		01		1		58
0-	.	07	04		4		33		10		+		59
04	4	08	02		2		34		64		П-х 4		60
05	5	09	08		8		35		01		1		61
12	х	10	06		6		36		0-		.		62
6L	П-х в	11	42		х-П 2		37		06		6		63
0L	/ - /	12	04		4		38		12		х		64
00	0	13	02		2		39		01		1		65
0-	.	14	05		5		40		10		+		66
08	8	15	00		0		41		13				67
08	8	16	60		П-х 0		42		17		F lg		68
12	x	17	10		+		43		02		2		69
10	+	16	50		с/п		44		13				70
6G	П-х с	19	43		х-П 3		45		15		F 10^х		71
01	1	20	62		П-х 2		46		50		с/п		72
0-	.	21	13				47		00		0		73
03	3	22	62		П-х 2		48		0-		.		74
03	3	23	63		П-х 3		49		01		1		75
12	х	24	13				50		01		1		76
10	+	25	11		-		51		05		5		77
50	с/п	26	22		F x^2		52		12		х		78
									50		с/п		79

Пояснения к программам

Блок схема программы приведена на рис. 9. Программа состоит из пяти отдельных блоков.

В первом блоке вычисляется значение цветоразностного сигнала или , уравнения (3) или (4).

Во втором блоке определяется девиация частоты

(5)

или (4)

В третьем блоке находится текущее значение частоты поднесу-щей:

для сигнала

для сигнала

В четвертом блоке вычисляются коэффициент высокочастотного предыскажения (см. рис.7) по выражению , (7)

где (8)

(9)

Наконец, в пятом блоке определяется амплитуда поднесущей

= 0,115 К.

Из представленных пояснений видно, что программы различаются 1-3 блоками.

Пример (определение параметров сигнала).

Пусть , ,

Последовательность операций:

0	В	1	В	1	В/O
	C/П		0,45
	C/П		103,5
	C/П		4353,5
	C/П		1,117
	C/П		0,128

Пример (определение параметров сигнала )

Пусть , ,

Последовательность операций:

1	В	0	В	0,5	В/O
	C/П	-1,225		-
	C/П	-343		-
	C/П	4063		-
	C/П	1,96		-
	C/П	0,231		-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Телевидение/ Под ред. В.Е.Джаконии.- М.: Радио и связь, 1966. - 456 с.

2. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры/ Под ред. С.В.Новаковского. - М.: Радио и связь, 1989.

Дополнительная

3. Кривошеев М.И. Перспективы развития телевидения. – М.: Радио и связь, 1982.

4. Новаковский С.В. Цвет в цветном телевидении. – М.: Радио и связь, 1988.

5. Зубарев Ю.Б., Глориозов Г.Л. Передача изображений. - М,: Радио и связь, 1989.

6. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. - М.: Радио и связь, 1989.

7. Кривошеев М.И. Цифровое телевидение/ ВЗЭИС. - М., 1985.

8. Робинсон Д.В. Магнитная запись: теория и практика/ Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1980.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ...................………………………......................... 3

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗДЕЛАМ КУРСА ..................... 4

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ .......................……………………………….. 18

СОДЕРЖАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ………............................... 19

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ ……………….......................................... 19

Контрольное задание № 1 ……………………….......................................20

Методические указания по выполнению контрольного

задания № 1 ……………………………............................................ 26

Контрольное задание № 2 ............................……………………….......... 28

Методические указания по выполнению контрольного

задания № 2 ..…………………………….......................................... 30

Расчет параметров сигнала цветности на программируемом

калькуляторе ……………………………………………..................35

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .........................................……………………..41

0