Введение.

SECAM— система аналогового цветного телевидения, разработка которой началась во Франции в конце 1950-х годов. В 1965—66 годах совместно с СССР была доработана, став первым европейским стандартом цветного телевидения^[1]. В результате дальнейшего совершенствования, проходившего в процессе эксплуатации, начатой в 1967 году одновременно в СССР и Франции, система приобрела окончательный вид и название SECAM—IIIB.

Описание.

Особенность системы цветного телевидения СЕКАМ заключается в том, что вместо одновременной передачи цветоразностных сигналов E_RY и Е_{в Y} осуществляется поочередная их передача (через строку). Такой принцип передачи позволяет избежать присущих системе NTSC перекрестных искажений между двумя цветоразностными сигналами, которые в системе СЕКАМ благодаря разновременной передаче не могут взаимодействовать друг с другом. При этом количество строк в кадре для цветного изображения в два раза уменьшается. Снижения четкости всего изображения при этом не происходит, поскольку мелкие детали (они без ущерба могут быть переданы как черно-белые) будут воспроизводиться яркостным сигналом E_Y, переданным с полным числом строк разложения.

Передается общий яркостной сигнал в соответствии со стандартом на черно-белое телевидение на строго определенной несущей частоте, соответствующей номеру канала.

Структурная схема передающего и принимающего устройства, работающего по системе СЕКАМ, приведена на рис...

В кодирующем устройстве телевизионного передатчика происходит формирование цветного телевизионного сигнала; с выхода передающей камеры три сигнала "красный" (R), "синий" (В), "зеленый" (G) после усиления их видеоусилителями поступают на кодирующую матрицу. Здесь из трех сигналов цветности формируются яркостной сигнал E_v и два цветоразностных сигнала: Сигнал яркости состоит из трех сигналов цветности.

для правильного воспроизведения яркости должны содержаться в нем в следующих соотношениях:

Сигналы E_RY и Е_{в Y} называют соответственно красным и синим цветоразностными сигналами. Главной их особенностью является то, что на белых и серых местах изображения они равны нулю. Поэтому на экранах телевизоров черно-белого изображения помех от сигналов цветности не будет. Зеленый цветоразностный сигнал (E_{G Y}) в матрице не создается, так как в самом сигнале яркости содержится 59% зеленого сигнала цветности (E_G) и он может быть легко получен в телевизионном приемнике.

Из матрицы красный и синий цветоразностные сигналы поступают на электронный коммутатор (ЭК), который имеет два входа и один выход. Ко входам подводят сигналы E_{R Y} и Е_{в у}. Коммутатор может находиться в двух состояниях, одно из которых соответствует прохождению через его выход сигнала E_R, а другое — сигнала EL _r Изменение состояния коммутатора каждый раз происходит в момент обратного хода электронного луча в передающих телевизионных трубках.

В результате на выходе коммутатора выделяются цветоразностные сигналы, следующие друг за другом с интервалом, равным длительности развертки одной строки (64 мкс).

Работой коммутатора управляет специальный сигнал цветовой синхронизации, вырабатываемый передающим устройством. Он включается в состав телевизионного сигнала и передается вместе с ним, чтобы затем синхронно управлять работой имеющегося в телевизоре коммутатора декодирующего устройства.

Из коммутатора сигналы E_R и Е_в поочередно поступают на частотный модулятор (ЧМ). Сюда же из генераторов (ГПЧ) направляют поднесущие, которые моделируются цветоразностными сигналами.

Второй важной особенностью системы СЕКАМ является способ модуляции поднесущей частоты. В современном варианте системы СЕКАМ выбрана частотная модуляция, осуществляемая в частотном модуляторе (ЧМ). Выбор частотной модуляции предопределил устойчивость системы к влиянию амплитудных и фазовых искажений тракта передачи.

С выхода ЧМ частотно-модулированный сигнал цветности U_s, складываясь в сумматоре с яркостным сигналом Е_у, образует полный цветовой сигнал U_n, пригодный для передачи в вещательную сеть.

В приемном устройстве полный цветовой сигнал U_n, получаемый с видеодетектора, подается на усилитель яркостного сигнала и полосовой фильтр (ПФ), с помощью которого из полного сигнала выделяется ЧМ сигнал цветности U_g. В системе СЕКАМ в каждый момент времени продетектированный

ЧМ сигнал содержит только один из двух цветоразнотипых сигналов: или E_R__Y, или E_B__Y. Для восстановления цветоделенных сигналов E_R, E_G, E_B необходимо иметь оба цветоразностипных сигнала одновременно (третий цветоразностный сигнал получается матрицированием из сигналов E_RY или Е_в__у).

Получение недостающего в каждый момент времени цве-торазностного сигнала достигается в приемном устройстве СЕКАМ использованием линии задержки на длительность одной строки (ЛЗ) и электронного коммутатора (ЭК). На один из входов электронного коммутатора сигнал цветности подается прямо с полосового фильтра (ПФ). На второй вход коммутатора поступает сигнал цветности, но задержанный на длительность одной строки (64 мкс). В результате на каждом из выходов ЭК в любой момент времени будут присутствовать два цветоразностных сигнала E_R__Y, E_{B Y}; соответственно после каждого из частотных дискриминаторов в любой момент времени будут присутствовать сигналы Е _Y или Е_{в Y} одновременно. Сигнал E_{G Y} получается как результат матрицирования сигналов E_R и Е_в в декодирующей матрице.

Полученные цветоразностные сигналы в зависимости от конструкции кинескопа поступают либо непосредственно на соответствующую пару электродов кинескопа — модулятор-катод (для дельта-кинескопов), либо на внешнее матрицирующее устройство (МУ) (в кинескопах с самосведением), где из входных сигналов E_R, E_G, Е_{в Y} получают цветоделенные сигналы E_R, E_Q, E_B.

Достоинства и недостатки.

Основным преимуществом системы SECAM является отсутствие перекрёстных искажений между цветоразностными сигналами, достигаемое за счёт их последовательной передачи. Однако, на практике это преимущество может быть реализовано не всегда из-за несовершенства коммутаторов сигнала цветности в декодирующем устройстве. Система SECAM практически нечувствительна к дифференциально-фазовым искажениям, особенно критичным для системы NTSC. За счёт применения частотной модуляции высока устойчивость к изменениям амплитуды поднесущей, возникающим вследствие неравномерности АФЧХ тракта передачи. Система NTSC, использующая квадратурную модуляцию, более чувствительна к таким искажениям, проявляющимся как изменение цветовой насыщенности^]. По этим же причинам SECAM менее чувствителен к колебаниям скорости магнитной ленты видеомагнитофона.

К недостаткам системы стоит отнести в первую очередь, низкую помехозащищённость, проявляющуюся при соотношении сигнал/шум принимаемого сигнала менее 18 дБ. В этом случае качество цветного изображения резко падает, и становятся видимы низкочастотные цветные помехи. Другим недостатком является более низкая, чем у NTSC и PAL совместимость с чёрно-белыми телевизорами. В таких приёмниках, не оснащённых фильтром поднесущей, помехи от неё сильно заметны, особенно на вертикальных границах между цветами. Из-за использования частотной модуляции поднесущей в системе SECAM сильнее, чем в других, проявляются перекрёстные искажения между сигналами яркости и цветности, особенно заметные в виде цветных «факелов» в детализированных сюжетах с малой цветовой насыщенностью. Подавление возможных перекрёстных помех достигается за счёт снижения качества сигнала яркости, в котором подавляется значительная часть высокочастотного спектра, ответственная за горизонтальную чёткость. Благодаря последовательной передаче цвета цветное изображение стандарта SECAM имеет в два раза меньшую чёткость по вертикали, чем монохромное. Это считается допустимым, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей: на среднестатистических сюжетах такое ухудшение почти незаметно. Гораздо более заметны искажения, проявляющиеся на резких вертикальных цветовых переходах, и усугубляемые чересстрочной развёрткой. Такие искажения проявляются как заметное глазу дрожание горизонтальных границ с частотой 12,5 Гц. Неточность линии задержки может приводить к искажениям, проявляющимся в «зубчатости» вертикальных цветовых границ, непрерывно скользящей из-за чересстрочной развёртки^[6].

Согласно всесторонним исследованиям, проведённым в 1965–66 г. г. в ОСЦТ-2 (Опытная станция цветного телевидения) для сравнения различных систем цветного телевидения, при выборе лучшей для широкого внедрения в СССР, на тот момент ни одна из конкурирующих систем не показала решающих технических или экономических преимуществ перед другой^[8]. Преимуществом системы SECAM была меньшая чувствительность к искажениям при передаче по междугородным линиям и при видеозаписи; недостатком — усложнение устройства видеомикшеров.