Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Но эта мера оказывается недостаточной. Для противошумовой коррекции приходится увеличивать !Г„до значений„в 1Оз...10' раз превышающих !г„„„(до 1...2 МОм ( й„). Однако в этом случае АЧХ входной цепи (фйЧ) у (м) имеет весьма значительный спад на высоких частотах полосы пропускания. Эти искажения необходимо скорректировать в одном из промежуточных каскадов усилителя так, чтобы результирующая АЧХ "входная цепь — усилитель" была равномерной в требуемой полосе частот я =я (м)у„(м)ж1. Следовательно, АЧХ усилителя с учетом (14.15) должна иметь подъем в области высоких частот (рис.14.7,а): у«)- -4 ««„с!. э (~) (!4.18) Отношение сигнал/помеха на выходе усилителя ф; уже не будет соответствовать (14.17), а определится из следующих соображений.
Высокочастотные составляющие ТВ сигнала, ослабляющиеся во входной цепи, усиливаются в ПВУ в большей степени, чем низкочастотные. Поэтому коэффициент передачи "входная цепь-усилитель" К, не зависит от частоты, и размах сигнала на выходе ПВУ будет равен и, = и,„„К,=!,)7„К (14.19) То же самое происходит с флуктуациониыми шумами нагрузки !« Р „ „ ( З „з(„)дэзов! м К,Фйт»„), = К,и' „. (!4,20) !« Спектральная плотность мощности этой составляющей шума на выходе усилителя 8,„, = (п(г" „,„,)з/И/ = 4йТК„1(т не зависит от частоты — белый шум. Шумы активных элементов усилительных каскадов не ослабляются во входной цепи, а только усиливаются в ПВУ.
Поэтому в~»~С~ ~з „э'„( )Ф! ко 4аг» ц!+ — "") = „з«»зсе (14.21) к,гг, +" ° «. 3 Спектральная плотность мощности шумов активных элементов каскадов на выходе усилителя определяется формой его АЧХ и пропорциональна квадрату частоты — "треугольный" шум (рис.14.7,а): Б „(м) = 5 „у~„(ы) = 4й Тй „К„э (1 + м~ АмхСтх). Отношение сигнал/помеха иа выходе ПВУ с учетом (14.19)— (14.21) будет 0««н«Г« ! (14.22) Максимальное значение отношения сигнал/помеха определится при !т. В 3/в~С,'!т как ~« ~Г3 ДЩ' в««.«»„ (14.23) Таким образом, шумы усилителя при простой противошумовой коррекции определяются в основном флуктуациями в активных элементах первого каскада усилителя и имеют треугольное спектральное с .
распределение. Поэтому анализ зашумленности ТВ сигнала в ПВУ п по равнению с вкладом других участков тракта передачи сигнала (в том числе передающей трубки и входной цепи) должен проводиться по величине отношения сигнал/взвешенная помеха. Выражения для отношений сигнал/помеха н сигнал/взвешенная помеха предварительного усилителя для простой и сложной коррекции при /,)/„, а также рациональные соотношения параметров схем для получения максимальных значений ф' иф приведены в табл.!4.1 и1. 4.2 (9). В таблицах и на рис.!4.8 использованы следующие обозна- ь х чения: у,„— внутреннее активное сопротивление катушки индуктнвности С,„контура во входной цепи; (/ — действующее значение тепловых флуктуаций в сопротивлении у; А = (,т/! /4лТ);, г! = / Д;, Ь = =Сн,/С„; т = й„/Я,т; и = й„С„/т,; / = 1/2п ф„С„; йз„ =ргнЛ«т/(рс«|+Имя)' С'н = СнзС«у/С„; Сн = С«~+Си' Сн, — — С.+С'»' С помощью простой противошумовой коррекции удается значительно — в 20...30 раз (на 25...30 дБ) повысить отношение сигнал/взвешенная помеха.
Это и определяет ее широкое использование в предварительных видеоусилителях. С помощью сложной коррекции можно дополнителыю повысить фу лишь в! 5 раза (на 35дБ); кроме р ~ г, ф г гбЬ ~шт р Мур ур Рнс. 148. .8. Втоднвя цепь предварительного усилителя со сложной протнвоптуновой к рекцнеа: ора — т«раме«нам арн н ««еленам езена. б — зенгвалапннн «тем в. е — ачх анод«на «ее«бац «те«метеле уя ]ну зтлетмрт заве ур,а 842 того, из-за наличия индуктнвностн во входной цепи и различных паразнтных связей уменьшается устойчивость работы усилителя.
Эти причины, а также сложность коррекции АЧХ входной цепи в ПНУ, т.е. обеспечение равномерной частотной характеристики "входная цепь— усилитель" (рис.14.8,а), ограничивают использование сложной коррекции, Отношение сигнал/взвешенная помеха можно повысить также с помощью рационального конструирования входных каскадов усилителя, т.е., как зто следует из (14.23), табл.14.1 н 14.2, в основном за счет уменьшения параметров С„н Я „,т.е. произведения С„й „. В качестве входных каскадов предварительных усилителей обычно используются реостатные каскады на полевых транзисторах с большим входным сопротивлением: каскады со стоковым выходом, истоковый повторитель и каскодные схемы. Реостатный каскад на триоде обладает сравнительно малым шумовым сопротивлением г(, но вместе с тем относительно большой входной емкостью С . Эта емкость значительно уменьшает отношение сигнал/взвешенная помеха и устойчивость работы усилителя.
Каскад с истоковым выходом имеет сравнительно большое эквивалентное сопротивление шумов: +(12 нИт ) (14.24) иа малую емкость Спп так как его коэффициент передача Е(„„= 1. Преимущества этих устройств удачно сочетаются в каскодной схеме, которая состоит из двух последовательно соединенных полевых с, Яо Е -Рнс.!4.9. Упрощенное кнскодннн схема входного кнскнда преднпрн- тельного уснл отеле Рнс.!4до.
Упрощенные прпнпнпннльные схемы коррекпнн неохотных пскпжекна нходноа пенн: о — с чтсгепп-ыткскчпа Хтлчтыеч. Π— с ты скпнч-зхпкпчек епаиттавычн ебтеппо ФВВгью, йиэютмаэюзктк ВюзОВЪВФ попью хегтл. хчьтпы плч трвнзисторов, работающих в режимах "заземленный исток" и "заземленный затвор" (рис.14.9). Нагрузкой первого усилительного прибора является небольшое входное сопротивление второго Й, ж(/Зж ж1/л2,; так что при 5,=3 коэффициент усиления каскада (14.25) Эквивзлеитное сопротивление шумов н входная емкость этой схемы практически определяются параметрами первого транзистора. Отмеченные преимущества каскодной схемы и ее высокая устойчивость объясняются незначительной обратной связью между входом и выходом схемы из-за малаге Й Коррекция амплитудно-частотных искажений входной цепи, возникающих из-за высокого значения Я„С„, обычно производится с помощью частотно-зависимого делителя илм цепочки частотмо-зависимой отрицательной обратной связи, охватывающей нескольке первых каскадов усилителя (рис.14.10).
В первой схеме сигнал поступает на потенциометрическнй делитель (т1, С1, (72, С2. Параметры его выбираются так, что )г1))Я2, С1жС2. Комплексное сопротивление нижнего плеча Е в пределах полосы пропусквния практнческм не зависит от частоты, а верхнего плеча 2, меняется в широких пределах: на высоких частотах Е,жЕ„а на нижних в 102 .1О' раз больше.
Коэффициент передачи делителя при Ю2 = 1г1(г2/((21+(г2)жрг2, С12 = =С1+С2 равен 1 + волг~С(~ 2( 1 ! 1 2лзгс(22 ' Уменьшение низкочастотных составляющих смгнала в корректоре при ИС1 = 12„С„соответствует их увеличению во входной цепи. Поэтому результирующие частотные характеристики усилителя получаются практически равномерными в заданной полосе частот (см.рис.14.7,в): 1 Г2,. К (е)К (е) ( + „„Х + 22) 1+ е"(122С(22 Для коррекции частотных искажений входной цепи часто.используется также глубокая частотно-зависимая отрицательнаи обратная связь, охватывающая несколько первых каскадов усилителя. Оиа организуется с помощью цепочки 17 С с болыпой постоянной времени (рис.(4.10 б). Совместно с емкостью С„этз цепь образует ФНЧ так, что ив высоких частотах отрнцзтельиая обратная связь практически отсутствует, а иа низких глубина ее составляет 3 ...4 порядка (в соответствии с ослаблением высоких частот во входной цепи).
Более точная настройки АЧХ предварительного вндеоуснлителя (и соответственно идентичность зтмх характеристик у всех трех ПВУ каналов основных цветов передающей камеры) в ряде случаев производится дополнительной регулировкой АЧХ в области высоких частот с помощью частотно-зависимого делителя в одном нз последующих каскадов ПВУ. В случае использования сложной противошумовой коррекции дополнительно применяется "вырезывающий" каскад с режекториым контуром.
Каскад корректирует подъем частотной характеристики входной цепи на частоте 72. Для коррекцяциспользуются обычно схемы с параллельным контуром (. С г Я в змиттерной цепи или с последовательным контуром в коллекторной цепи. Оптимальная форма результирующей частотной характеристики входная цепь — корректор получается при следующих соотношениях параметров: с„= зс,',с„=, с.; ~с„= ~.с.; 2„-22Г„7вс, где С вЂ” пвразитная емкость схемы корректора; Я вЂ” сопротивление шунта; г — внутреннее сопротивление катушки индуктивности 1..
Коррекция частотных искажений входной цепи приводит к значительному'уменьшению размаха сигнала после корректора. Поэтому этз коррекция производится на сравнительно высоком уровне сигнала так, чтобы флуктуацмонные помехи каскадов после корректора практически не ухудшали отношение сигнал/ взвешенная помеха. 14.4. шумоподдвители Многочисленные преобразования и коррекции ТВ сигнала в процессе его формирования и передачи по каналу связи ухудшают отношение сигнал/помеха.
Поэтому в усилительном тракте ТВ системы может возникнуть необходимость использования шумоподавителя. Принцип действмя их основан на фильТрации ТВ сигнала с помощью гребенчатых фильтров. Как известно, спектр ТВ сигнала имеет дискретную структуру с гармониками, кратными частотам повторения строк и кадров; причем последние группируются в виде достаточно узких боковых полос вокруг строчных гармоник. В то же время спектральная плотность шума распределена по всему спектру и практически одинакова как в области спектральных составляющих сигнала, так и между ними. Поэтому гребенчатый фильтр с максимумами коэффициента передачи ма частотах, кратных частоте строчной развертки (пространственная фильтрация) или частоте передачи кадров (временная фильтрация), уменьшает флуктуационные помехи за счет подавления шумовых составляющих, расположенных в минимумах коэффициента передачи.
В настоищее время фильтры с узкими максимумами коэффициента передачи, чередующимися через 25 Гц или 15625 Гц в полосе пропускания усилительного тракта /,ж6,0 МГц, реализуются лишь на базе нерекурсивных и рекурсивных временных гребенчатых фильтров (с м. гл.5). Принцип действия этих фильтров основан на взвешенном сложении ТВ сигналов от соседних кадров илн строк, а возможность их применения — на использовании высокой кадровой и строчной корреляции ТВ изображений (! 7(. Например, простое сложение сигналов от двух соседних кадров статического изображения приводит к двукратному увеличению размаха сигнала, в то время как действующее значение флуктуа ионных помех увеличивается лишь в ~(2 раз (на 3 дБ)(г' = гба хз+ гг/.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
