Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 114
Текст из файла (страница 114)
Аналоговый видеомашпгтофон записывает циклические сигналы. Все его следящие системы и устройства коммутации работают от строчных и кадровых синхронизирующих импульсов. В цифровой последовательности эти сишщлы отсутствуют, поэтому для нормальной работы видеомагнитофона сигналы синхронизации следует включить в структуру цифрового л ишила, Кроме того, записанный сигнал должен содержать импульсы тактовой частоты следования двоичных символов, которые после выделения и воспроизведения обеспечат правильное декодирование цифрового сигнала. Спектр записываемого сигнала должен быть согласован с полосоИ пропускания канала изображения видеомагнитофона.
При цифровой магнитноИ видеозаписи используют различньн, м~ годы цифровой модуляции, в том числе частотную модуляцию, нлн канальное кодирование. Следует учесть, что из методов модуляции цифровых сигналов применил~ тот, который обеспечивш т выделение импульсов тактовой синхрочастоты непосредственно нз записанногого цифрового сигнала.
Так как цифровая магнитная запись осуществляется распараллеливанием цифрового потока, структура цифрового видеомагнитофона в основном определяется числом необходимых каналов записи- воспроизведения. Число каналов записи опредслястгя скоростью и плотностью записи. На существующих магнитных лентах для записи аналоговых сигналов плотность записи вьнш.
2 кбит/мм получить затруднительно. В металлопорошковых или металлизированных лентах можно получить плотность записи 3 кбит/мм с достаточно высоким отношением сигнал/помеха при ширине дорожки записи 12,5 мкм. Если считать, что скорость записи пс должна превышать предельную скорость 50 м/с при плотности записи 3 кбит/мм, то оказывается возможным использовать два канала записи. При повышении скорости записи выше 50 и/с увеличиваются износ головок и центробехсные усилия в блоке головок. Естественно стремление к уменьшению числа каналов записи, так как каждый дополнитель- ныИ канал записи усложняет электронную часть видеомагнитофона, добавляя системы защиты от ошибок, канального кодирования, синхронизации и т.д.
Звуковые сигналы могут записываться на тех же дорожках, которые служат для записи видеосигнала. В этом случае используется общий тракт записи и канального кодирования. Между видеосигналом и звуковым сигналом, а такгке между каждым из звуковых сигналов оставляются небольшие интервалы, во время 498 ЧАСТЫЪ'.Телевизионное вещание которых коммутируются токи записи и стирания в процессе монта>ка. Канальное кодирование существует для согласования с каналом записи-воспроизведения. При магнитной записи это означает, что энергетический спектр телевизионных сигналов преобразуется в соответствии со спектральными характеристиками ограниченного по частоте канала записи-воспроизведения, который может быть представлен в виде полосового фильтра. При оптимальном согласовании сигнал проходит по ограниченному по частоте каналу с минимальными искажениями.
Формирование входного сигнала цифрового видеомагнитофона в соответствии с рекомендацией иа цифровой код студии способом БВН (без возврата к нулю). При этом методе носитель записи перемагничивается до насыщения в двух противоположных направлениях — при переходе к 1 или О. Однако этот код не может быть использован непосредственно для записи иа магнитную ленту. Это связано с тем, что АЧХ канала записи-воспроизведения имеет спад в области верхних и ни>киях частот.
Спад в области низких частот обусловлен дифференцирующим действием магнитной головки индукционного типа я наличием вращающегося трансформатора. Спад в области высоких частот обусловлен в основном волновыми потерями (щелевыми, контактными, слойныл>н). Поскольку исходный код БВН может содержать длинные последовательности 1 и О, то постоянная составляющая кодовой последовательности изменяется в больших пределах: от 0 до 100 % размаха сигнала. Если такой сигнал записать, то при воспроизведении возникнут большие искажения в форме импульсов из-за подавления низкочастотных компонентов. Искажения проявляются в протял енных однополярных последовательностях импульсов и в смещениях средней линии сигналов в результате потери постоянной составляющей.
Это исключает пороговое обнаружение 1 и 0 в воспроизводимом сигнале, поэтому делает код БВН непригодным для записи. Исходя из этого вытекают основные требования, предъявляемые к выбору канального кода; длительность непрерывных последовательностей 1 и 0 должна быть минимальной для обеспечения самосинхронизируемости кода, т.е. возможности выделения из нее тактовой частоты; спектр должен иметь неизменную постоянную составляющую и небольшой уровень низкочастотных составляющих; энергетический спектр кода должен иметь полосовой характер, согласующийся с полосой пропускания капала записи-воспроизведения, и др. Реальные цифровые сигналы могут содержать в некоторые моли нты времени длинные серии одинаковых символов — единиц или ну.
и н. В этом случае нарушается работа систем АРУ, тактовой синхроцн >ацин и усилительных устройств с реактивными разделительными злсл>ептал»к Это вызвано тем, что в сигнале отсутствуют изменения н кюкдом такте элементов сигнала, которые используются ГЛАВА 18. Запись телевизионных сигналов 499 для подстройки перечисленных устроИств, что приводит к увеличению фазового дрожания цифрового сигнала н даже к полному нарушению синхронизации приемного устройства,. Для устранения длинных послсдоватгльпостсИ 0 и 1 в исходном коде БВН производится так называемое схрамблнрование (перемешивание), которое заключается в логическом сложении цифрового сигнала с псевдослучайной последовательностью сигналов (ПСП).
В этом случае длинные серии одинаковых символов сигнала приобретают структуру соответствующего отрезка ПСП. При скремблировании передаваемыИ сигнал независимо от свойств источника приобретает структуру, близкую к случайной, а код БВН вЂ” приближается по свойствам к случайному сигналу (рандомизируется), т.е., имея неслучайную природу генерирования, отвечает всем свойствам псевдослучайных сигналов. Такой сигнал имеет в своем составе составляющие с тактовой частотой, которые отфильтровываются и служат для автоподстройки тактового синхрогенератора и для управления системой АРУ. Скре.иблер — устройство для преобразования структуры цифрового сигнала без изменения скорости передачи символов этого сигнала для приближения его свойств к свойствам случайного сигнала. При воспроизведении применяется дескремблер — устройство, предназначенное для восстановления исходной структуры цифрового сигнала, преобразованной скремблером.
Скремблирование может также использоваться в сочетании с определенным видом канального кодирования, а также является эффективным средством согласования цифрового сигнала с характеристикой канала, но прп этом закон перемешивания должен быть жестко задан. В настоящее время известно множество кодов, прнмсняемых в цифровоИ магнитной записи. Нвждый из пих в тоИ нли иноИ степени соответствует поставленным требованиям. Однако нельзя выделить какой-то один код, который имел бы явные преимущества по сравнению с другими, поэтому, де-факто, существу.ст несколько общепризнанных международных стандартов на канальное кодирование. В цифровых видеомагнитофонах используются различные канальные коды, удовлетворяющие частным требованиям разработчиков.
Основным фактором, влняющим па снижение достоверности записи, является выпадение сигнала. Для защиты от ошибок в цифро- воИ видеозаписи используют два способа: маскирование ошибок и коррекция ошибок. Метод маскирования ошибок аналогичен методу компенсации выпадения сигнала в аналоговых видеомагнитофонах и сводится к обнаружению искюкенного кодового слова и замене его интерполированным кодовым словом предыдущей и последующей строк. Таким образом возможно маскирование и внутри строки. Однако при многократной перезаписи маскирование не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к качеству нзобрвл;ения, что сводит па нет основное преимущество цифровой видеозаписи.
В связи с этим наряду с 500 з1АСТЫЧ. Телевизионное вещание маскированием широко применяется коррекция ошибок, обеспечивающая точное восстановление потерянной информации методами помехоустойчивого кодирования, которое предполагает введение избыточности при кодировании. Коды, обнаруживающие и исправляющие ошибки, широко используются в технике связи. Суть их заключается в следующем. Предназначенная для передачи кодовая комбинация дополняется в соответствии с определенным алгоритмом проверочными символами, которые располагаются в определенной последовательности.
Отсюда следует; чем эффективнее система защиты от ошибок, тем большее количество информации необходимо передать. Но для этого следует увеличивать число символов, передаваемых в единицу времени, которое ограничено конечной полосой пропускания канала. Необходимость поиска компромисса между степенью коррекции ошибок, обеспечивающей необходимое качество изображения, и компрессией цифровых сигналов, позволяющей сократить объем данных при заданной пропускной способности канала ведет к появлению новых форматов цифровой видеозаписи. На начало 2002 г. известно около двух десятков цифровых форматов записи ТВ сигналов на магнитную ленту, из которых наиболее широко распространены форматы семейства ВЧ, РУСАМ, ВНСРКО, ВЧСРК050, а также В18йа) Веьасаш, Вегасаш ЯХ (табл. 18.1).
Упрощенная структурная схема цифрового видеомагнитофона формата В2 показана на рис. 18.25. На вход видеомагнитофона поступает аналоговыИ композитныИ полный цветовой телевизионный сигнал и в АЦП преобразуется в цифровой. Далее, цифровой сигнал подвергается помехоустойчивому кодированию в кодере Кд и скремблированию в скремблере Ск.
Синхрогенератор (СГ) обеспечивает систему записи необходимыми сигналами управления. Для введения синхроимпульсов в структуру записываемого цифрового сигнала служат блоки буферных запоминающих устройств с последовательным доступом БЗУ| и БЗУз. (Если используются ЗУ с произвольным доступом записи и считывания, объем требуемоИ буферноИ памяти может быть уменьшен вдвое.) Цифровая последовательность в БЗУ подвергается сжатию во времени. Цифровой сигнал сжимается благодаря различной скорости записи и воспроизведения его с БЗУ. Действительно, если скорость считывания информации с БЗУ больше скорости записи, то в выигранном интервале времени можно разместить импульсы синхронизации. Работой БЗУ1 и БЗУт управляют два коммутатора К, и Кю свя.щнные с генератором импульсов (ГИ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
