Быков Р.Е. Телевидение (1988) (1142167), страница 21
Текст из файла (страница 21)
изб й 6.5. Селекция и обработка сложных сигналов синхронизации Используемые в вещательном телевидении форма синхронизирующих посылок и способ их передачи ниже уровня черного за счет сокращения динамического диапазона сигнала изображения сложились на раннем этапе развития телевизионной техники. В дальнейшем громадный парк телевизионных приемников и просмотровых устройств, рассчитанный на работу со стандартным сигналом, практически полностью исключил возможность совершенствования структуры сигнала синхронизации.
Поэтому областью применения новых предложений по форме и способу передачи сиихронизирующих посылок стали прикладные телевизионные системы, звенья вещательной телевизионной системы, рассчитанные на работу с регенерацией синхронизирующих посылок перед вещанием н вновь разрабатываемые системы с новыми принципами построения телевизионного сигнала, такие, как система высококачественного телевидения с увеличенным числом строк в кадре и временным уплотнением сигналов яркости и цветности. Одной из основных задач при совершенствовании сннхронизирующих посылок в аналоговых телевизионных системах является использование всего динамического диапазона канала связи дли передачи сигналов изображения.
Работы в этом направлении привели к размещению синхронизирующих посылок в диапазоне изменения размаха телевизионного сигнала, ограниченном уровнями. черного и белого. Форму синхронизирующих посылок при этом усложнили и выбирают такой, чтобы вероятность появления сигналов изображения такой формы была минимальной. При передаче сигналов синхронизации в одном динамическом диапазоне с сигналом изображения на 25 — 30'~ увеличивается размах сигнала изображения, в 3 — 4 раза возрастает размах сии.
хроннзирующих посылок. Первые предложения по совмещению- динамического диапазона сигнала изображения и синхронизирующих посылок в виде радиоимпульсов, со стабильной частотой колебаний, близкой верхней граничной частоте полосы пропускания видеотракта, дали хороший результат и используются и в настоящее время. Позднее получили применение радиоимпульсы с частотно-модулированными колебаниями и кодовые последовательности, относящиеся к сложны сигналам, т. е. сигналам с большой базой. Базой сигнала принято называть произведение ГТ, где Р— ширина спектра сигнала; Т вЂ” длительность сигнала. Селекцию сложных сигналов осуществляют с помощью фильтров, оптимизирующих отношение снгнал-шум, Выходной сигнал таких фильтров описывает корреляционная функция входного сигнала, Корреляционные функции простых синхронизирующих сигналов с малой базой имеют вид импульсов с малой крутизной фронтов и большой длительностью, превышающей длительность посылок.
Так, прямоугольный импульс превращается оптимальным фильтром в импульс тре- 157 угольной формы, максимальное значение которого совпадает по времени с задним фронтом, а длительность фронтов — с длительностью входного импульса. Такой же сигнал получают после детектирования выходного сигнала оптимального фильтра при синхронизирующих посылках в виде пакетов колебаний постоянной частоты.
Корреляционные функции и, следовательно, отклик оптимального фильтра на сложные сигналы имеют вид узких импульсов с длительностью, близкой 1!Р. На выходе оптимального фильтра в каждом гаком импульсе концентрируется вся энергия синхронизирующей посылки. Сложные сигналы называют также широкополосными или шумоподоб. ными. Последнее название обусловлено широким непрерывным спектром одиночных посылок, напоминающим спектр шума. Примером могут служить частотно-модулированные посылки, формируемые неминимально-фазовыми цепями. Спектр этих сигналов в полосе пропускания телевизионного канала близок к равномерному .и имеет сходство со спектром «белого» шума. Передаточная функция оптимального фильтра является функ.цией, комплексно-сопряженной со спектром сигнала. Имея в виду -такое согласование передаточной функции фильтра со спектром сигнала, оптимальные фильтры называют также согласованными фильтрами.
Амплитудно-частотная характеристика оптимального фильтра и спектр сигнала описываются одинаковыми функциями, а фазы гармонических составляющих смещаются фильтром так, что их максимумы совпадают в конце посылки. Так как спектр входного сигнала и())о(а)= ) и())е ) 'с(Г передаточную функцию согласованного фильтра определяет выражение А (ш) = а е — )-г ~ и (1) е ям г(1, где Т вЂ” длительность входного сигнала. Импульсная характеристика согласованного фильтра является зеркальным отображением входного сигнала: й(() =аи(Т вЂ ().
Если имеются два фильтра Ф~ и Фз с импульсными характеристиками соответственно й~(1) и Ь,(() (рис. 6.11), то при использовании первого фильтра в качестве цепи, формирующей сннхроиизирующую посылку как отклик на узкий импульс (имитация 6-импульса), второй фильтр может служить оптимальным селектирующим устройством, и, наоборот, при формировании посылок вторым фильтром для их селекции следует применить первый фильтр.
Такая пара фильтров позволяет осуществить формирование четырех видов синхроннзирующих посылок: радиоимпульсов положительной и отрицательной полярности с убывающей частотой колебаний, 15В формируемых фильтром Фь селектируемых фильтром Фа, и с возрастающей частотой колебаний, формируемых фильтром Ф,, селектируемых фильтром Фь Согласованный фильтр по значению отношения сигнал-помеха в выходном сигнале является оптимальным, если синхронизирующие посылки селектируются на фоне «белого шума».
Эффективность обработки сигнала согласованным фильтром существенно уменьшается в реальной ситуации при воздействии сигнала изо. бражения, воспринимаемого в тракте синхронизации как помеха. Для сохранения преимуществ согласованной фильтрации в состав Рис. 6.)2. Кодовые синхрониэнрующие сигналы на входе селектора (а) и на выходе фильтра верхних частот (б) селектора должен быть введен режекторный фильтр, который, вопервых, разрушив корреляционные связи сигнала изображения, приблизил бы мешающие компоненты на входе согласованного фильтра к «белому шуму> и, во-вторых, не внес бы существенных искажений в форму синхронизирующнх посылок, обрабатываемых согласованным фильтром.
При спектральной плотности мощности видеосигнала )«'с(оэ) режекторный фильтр выполняет такие функции, если его амплитудно-частотная характеристика описывается у выражением ) С/)т; (ю), где С вЂ” постоянная величина Спектр сигнала на выходе режекторного фильтра с характеристикой УС!Ф'. (ы) равномерный. В большинстве случаев на стадии проектирования новой телевизионный системы разработчик не располагает статистическими данными, позволяющими определить спектральную плотность мощности сигнала изображения. Поэтому амплитудно-частотную характеристику режекторного фильтра выбирают исходя нз правдоподобного предложения о том, что )й',(оэ) спадает в области верхних частот.
Обычно в качестве режекторного выбирают фильтр верхних частот, реализацией которого при цифровой форме сигнала является короткозамкнутый эквивалент длинной линии. Необходимо отметить, что обработка входного сигнала фильтром верхних частот позволяет наряду с подавлением мешающего )ЙО сигнала создать условия для другого, очень важного процесса— фиксации сиихронизирующих посылок на входе согласованного фильтра. Фиксирующая цепь подавляет низкочастотные компоненты спектра сигнала изображения, поэтому независимо от содержания передаваемого изображения уровень вершин синхронизирующих импульсов сохраняется постоянным. Включение в состав селектора фильтра верхних частот предъявляет особые требования к форме синхронизирующих посылок, так как селектирующий фильтр должен быть в этом случае согласован не с входным сигналом селектора, а с выходным сигналом режекторного фильтра. Из изложенного вытекает целесообразность формирования и передачи по каналу связи нредыскаженных синхронизируюи(их носе~лик.
Предыскажения заключаются в придании синхронизирующим посылкам такой формы, при которой после деформации в режекторном входном фильтре они получают вид, необходимый а) для согласованной фильтрации. При предыскажениях на вход согласованного фильтра поступит смесь синхронизирующих посылок, с которыми согласован фильтр, и мешающего сигнала, близкого к «белому шуму».
Примеры предыскажеиных кодовых посылок приведены на рис. 6.12. Эти кодовые сигналы в результа- ы те прохождения через фильтр верхних частот преобразуются в Рве. 6.18. Свгвелы в корреляторе (а) сигналы, компонентом которых в ва его выходе (б) являются 3-, 7- и 11-элементные коды Баркера (элементы кодов отмечены на рисунке). Рис. 6.13 иллюстрирует процесс согласованной фильтрации синхронизирующего импульса на примере сигнала, компонентом которого является 7-элементный код Баркера.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
