Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский технический университет связи и информатики
________________________________________________________________________________
Контрольная работа
по курсу
ЦИФРОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ
выполнил:
студент 6-го курса
группы ЗРС 1052
Бычков Максим
Москва 2015
Задача № 1
Рассчитать необходимое число уровней квантования, частоту дискретизации и цифровой поток для автономной цифровой телевизионной системы. Цифровой сигнал образуется с помощью бинарного (двоичного) кода. Изображения производятся на экране черно-белого кинескопа. Метод дискретизации изображения – ортогональный. Используется прогрессивная (построчная) развертка. Искусственное ограничение полосы пропускания канала не предусматривается.
Исходные данные приведены в таблице 1. Таблица 1
Число строк разложения кадра Z |
400 |
Число передаваемых кадров секунду n |
60 |
Формат кадра К |
5/3 |
Относительное время обратного хода по строке α |
0,2 |
Относительное время обратного хода по кадру β |
0,1 |
Максимальная яркость экрана Lmax кд/м2 |
200 |
Максимальная яркость экрана Lmin кд/м2 |
30 |
Решение:
Верхняя граничная частота видеосигнала:
р=1 – коэффициент Кэлла; fn=50 Гц – нижняя граница видеосигнала
Частота строчной развертки:
Ближайшая гармоника строчной развертки:
С запасом выберем расчетную величину:
Выберем ближайшее целое число m=750
Расчетная частота дискретизации:
Средняя яркость экрана:
По графику рис.7 определим пороговый контраст:
Приближенное число различимых градаций яркости:
Разрядность бинарного кода выберем исходя из условия:
2р >X
где р – целое число разрядов. р=7
Скорость передачи двоичных символов цифрового сигнала (цифровой поток):
Q=126 Мбит/с.
Задача № 2
Какие требования предъявляются к АЦП при преобразовании видеосигнала в вещательных системах? Какой тип АЦП предпочтительней? Нарисуйте ее функциональную схему и поясните принцип работы.
Решение:
Принципы и виды дискретизации ТВ сигналов.
Структурная схема формирователя сигнала SDI и его параметры.
Требования к дискретизации:
1. По теореме Котельникова частота дискретизации должна превышать в 2 раза верхнюю частоту сигнала.
2. Частота дискретизации должна быть кратной частоте строчной развёртки.
3. Уровень чёрного и цветоразностных сигналов должны быть равен определённому уровню квантования, в зависимости от разрядности АЦП. (для 8-разрядного АЦП уровень чёрного сигнала яркости должен быть равен 16 уровню квантования, уровень белого 235 уровню квантования). Уровень чёрного цветоразностного сигнала 128 уровню квантования.
PAL, СЕКАМ Fс = 625*25 = 15625 Кд = 13500000 : 15625 = 864
NTSC Fс = 525 * 30 = 15750 Кд = 13500000 : 15750 = 857,14857
Fк = Fд : Кд : Fс = 13500000 : 857 : 525 =30,005000 Гц
13500000 : 866 : 525 * 2 = 59,386 Гц (59,94)
На вход ФИФ поступают синхронизирующие импульсы. В ФИФ реализуется формирование специальных импульсов управления, отпирающих К в заданном участке на интервале строчного гасящего импульса. Управляющие импульсы от ФИФ открывают (закрывают) ключ К в момент, совпадающий с заданным интервалом строчного гасящего импульса в исходном ТВ сигнале. Когда К открыт, то реализуется перезаряд конденсатора через выходное сопротивление Вх.э., проходное сопротивление К и РУФ. Время перезаряда должно быть меньше заданной длительности управляющего импульса.
Особенностью работы УСФУЧ кроме практического отсутствия спада яркости к концу прямого хода строки является и постоянство скорости установления схемы ФУЧ при изменениях гасящих импульсов от тёмного к белому и наоборот, а также возможность фиксации только по уровню чёрного.
Остальные уровни квантования используются следующим образом, как показано на рисунке 8.4..
Рис .8.4. 8-разрядный АЦП
10 разрядный сигнал яркости уровень чёрного 64, уровень белого 940, всего 1024, цветоразностный сигнал, уровень чёрного 512, верхний уровень 960, нижний 64
Операции, связанные с преобразованием аналогового сигнала в цифровую форму (дискретизация, квантование и кодирование), выполняются одним устройством - аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Сейчас АЦП может быть просто интегральной микросхемой. Обратная процедура, т.е. восстановление аналогового сигнала из последовательности кодовых слов, производится в цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП). Сейчас существуют технические возможности для реализации всех обработок сигналов звука и изображения, включая запись и излучение в эфир, в цифровой форме. Однако в качестве датчиков сигнала (например, микрофон, передающая ТВ трубка или прибор с зарядовой связью) и устройств воспроизведения звука и изображения (например, громкоговоритель, кинескоп) пока используются аналоговые устройства. Поэтому аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи являются неотъемлемой частью цифровых систем.
Цифровые сигналы можно описывать с помощью параметров, типичных для аналоговой техники, например таких, как полоса частот. Но их применимость в цифровой технике является ограниченной. Важным показателем, характеризующим цифровой поток, является скорость передачи данных. Если длина слова равна n, а частота дискретизации FD, то скорость передачи данных, выраженная в числе двоичных символов в единицу времени (бит/с), находится как произведение длины слова на частоту дискретизации: C = nFD.