Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Физические основы телевидения Строчная развертка ка ТВ сигнал Сигнал синхронизации Генератор разверток б! Рнс. 3.1. Линейно-строчная развертка: а — принцип линейно-строчной развертки; 6 — синхронизация разверток есть фазовые различия, т.е. моменты начала разверток не совпадают, то изображение будет сдвинутым по горизонтали или вертикали, может быть «разорвано» на две части, начинают просматриваться интервалы гасящих импульсов. В ТВ вещании используется наиболее простой для реализации закон развертки — линейно-строчная периодическая развертка, когда разложение изображения осуществляется с постоянной скоростью слева направо, прочерчивая строку изображения (прямой ход строчной развертки), и одновременно сверху вниз (прямой ход кадровой развертки) (рис. 3.1,а). Быстрый возврат развертывающего глгмспта справа налево и снизу вверх происходит во время обратны:к ходов разверток; сумма времени прямого и обратного ходов сосчтпспяст период развертки, причем период строчной развертки накпп~го меньше периода кадровой.
Рисунок, образуемый обегающим электронным или световым лу- юм пн понсрхности экрана или мишени электронно-лучевого приборп, птлыяшот ТБ растром. Элементы на передаче и приеме будут ГЛАВА 3. Форма и спектр видеосигнала Рис. 3.2. Форма отклоняющих токов прк построчной развертке иметь одинаковые координаты в пределах растров (рис.
3.1,б), если по ТВ каналу будет передаваться не только видеосигнал, но и дополнительный (служебный) сигнал — сигнал синхронизации приемника, содержащиИ импульсы строчноИ и кадровой частот. Обычно оба эти сигнала совмещаются, а в приемнике разделяются но уровню. СовмещенныИ сигнал называют полным сигналом лркостли. Развертка, при которой все строки растра развертываются за один период вертикальной развертки в непрерывной последовательности (1-я, 2-я, 3-я и т.д.), как изображено на рис, 3.1, называется построчной (прогрессивной).
форма отклоняющих токов строчной (т,) и кадровой (т„) частот в случае построчной развертки показана на рис. 3.2. Видно, что периоду кадровой развертки Т соответствует целое число периодов строк Т„. Во время прямых ходов (Тт) токи линейно нарастают, т.е. скорости разверток по горизонтали н вертикали постоянны: и„= сопзг и и, = сопзб Это позволяет избежать некоторых искажений воспроизводимого изобраясения — изменения яркости и четкости по полю изображения. Действительно, при нелинейном законе развертки время нахождения развертывающего электронного луча на отдельных элементах растра будет различно и яркость этих элементов на люминофорном экране кинескопа тоже будет неодинакова. 1хроме того, при этом меняется скорость 1>азвертки (Г, = тат), и для некоторых элементов, для которых скорость развертки максимальна, частота ВЧ составляющих спектра видеосигнала может превысить 6 МГц, и в канале связи они будут ограничены.
Что же касается обратных ходов (Тг), то линейную форму, изображенную для простоты на рис. 3.2, выдерживать не обязательно, так как возврат электронного луча в исходное состояние к началу прямого хода зритель не видит — на воспроизводящее устройство подаются специально сформированные гаслгцие импульсы (П1), причем т„н > Тг. На рис. 3.2 показана также зависимость положения воспроизводимого элемента на строке от значения тока развертки.
При отсутствии постоянной составляющей тока его среднее (нулевое) значение ЧАСТЫ. Физические есноеы телевидения Таблица Зл оответствует середине строки, а максимумы положительных и отрицательных амплитуд — правому и левому краям растра. В табл. 3.1 приведены номинальные значения некоторых параметров разложения изобра кения для горизонтальной Н и вертикальной 'т' разверток, в том числе абсолютные (х„„) и относительные (х„„/Т) длительности ГИ и длительности активной части строки и кадра Т,„„.
Точные значения (с допусками) этих и других параметров, определяющих систему вещательного ТВ, приведены в (12). Здесь отметим только, что средняя нестабильность частоты строк А/,//, в сигнале отечественной системы цветного ТВ ВЕСАМ не должна превышать 10 в, т.е. х15625. 10 в = ш0,016 Гц. Этому соответствует нестабильность периода импульсов с частотой строк ЬТ, = Т,(са/,//а) = (1/15625) 10 е = х0,06 нс, что необходимо для международного обмена программами цветного ТВ со странами, в которых принята другая система цветного Т — РАЬ. Как видно из табл. 3,1, реально обратный ход вертикальной развертки занимает около 1 мс (5 % периода), или около 15 строк. Они будут воспроизводиться в виде наклонных линий, если на воспроизводящее устройство не подавать ГИ, На рис. 3.1,а и 3.2 для упрощения графических построений время обратного хода кадровой развертки значительно уменьшено — до значения времени обратного хода строчной развертки.
В заключение подытожим основные требования, предъявляемые к ТВ разверткам: одинаковый закон разверток на передающей и приемной сторонах ТВ системы; простой закон формирования отклоняющих токов (линейно-строчная развертка в ТВ вещании); постоянство скоростей разверток на прямых ходах; синхронность и синфазность разверток передающей и приемной сторон ТВ тракта; отклонение частоты строк от номинальной не долхсно превышать зс0,016 Гц. 3.2. Форма видеосигнала Величина видеосигнала, получаемого на выходе фотоэлектрического преобразователя (преобразователя свет — сигнал), является функцией времени и пропорциональна яркости передаваемых элементов изображения.
На рис. 3.3 приведен простейший пример преобразования яркости передаваемого изображения в электрический сигнал (видеосигнал) для объекта, содержащего вертикальные черцо-белые полосы (в левой части строки), и для градационного клина (справа). Видеосигнал У,(х) = ~р(Ь), как видно из рисунка, точно 51 ГЛАВА 3. Форма и спектр видеосигнала а1 Вертикальные Градационныд ~ полосы ~ 1 клин сгб б) Рнс.
3.3. Процесс образовании видеосигнала: а — передаваемое изображение, б — сигнал лри развертке строки аз повторяет значения яркости каждой точки изображения на сканируемой строке. Изменению яркости от черного (Ь ы) до белого (Ь „,) соответствует изменение видеосигнала в диапазоне Гг„...сгб. При этом предполагается, что в ТВ тракте отсутствуют нелинейные искажения ТВ сигнала, а апертура развертывающего элемента (электронного луча) исчезающе мала. Следует отметить, что длительность импульсов сигнала яркости обратно пропорциональна скорости передачи элементов, т.е, скорости развертки изображения. Рассмотрим структуру совмещенного сигнала (полного сигнала яркости) для произвольного объекта.
Его форма за период строки Т, (строчная осциллограмма видеосигнала) приведена на рис. 3.4,а, а за период кадра (кадровая осциллограмма) — на рис. 3.4,б. Видно, что видеоинформация передается только во время активной части строки и кадра, а в интервалах ГИ видеосигнал подавляется. В сигнале различают: номинальный уровень белого, соответствующий передаче нормированного белого в объекте; уровень черного, соответствующий наиболее темным элементам изобржкения; уровень гашения, распело>кенный «чернее черного» на 0.,5 % для запирания ТВ преобразователей па время обратного хода развертывающих лучей; уровень синхроимпульсов, расположенных на площадках ГИ тоже в диапазоне «чернее черного».
Длительность строчного синхронизнрующего импульса х„„„„= = 4,7 мкс, кадрового х„„„„= 160 мкс = 25Н, где Н вЂ” период строки. Остальные временные параметры приведены в табл. 3.1. Если принять размах полного сигнала яркости (видеосигнал + синхросигнал) за 100 %, то полезная видеоинформация — от уровня ГИ до уровня белого — занимает 70 % его амплитудного диапазона, а сигнал синхронизации приемника — 30 %. Диаметр апертуры электронного луча г1, даже хорошо сфокусированного, «математической точкой» считать нельзя. Более того, т4АСТЫ. Физические основы телевидения овень белого яркости овень черного овень гашения оземь синхронязкющих импульсов Сигнал синхронизации а) тх гас ( О мкс) б) Рис.
3.4. Форма видеосигнала за периоды строки (а) и кадра (6) он даже может превышать размеры некоторых мелких деталей изображения. Это приводит к апертурным искажениям — размытию резких границ (контуров) на изображении (уменьшению резкости) и уменьшению размаха сигнала от мелких деталей (ухудшению четкости). Последнее вызывает уменьшение контраста в мелких деталях, и при уменьшении его до порога различимости детали вообще не воспроизводятся на изображении.
Иными словами, конечные размеры апертуры ограничивают разрешающую способность системы, т.е. четкость и резкость ТВ изображения. Появление апертурных искажений иллюстрируется рис. 3.5, где а — объект с переменной детальностью (а = уаг), сканяруемыИ развертывающим элементом с конечной апертуроИ (( (а( — — ((; аз < ((; о(з « ((); б — - форма видеосигнала на выходе преобразователя свет— сигнал: е — форма апертурной характеристики для различных передающих ТВ трубок. Сигнал в каждый мол(ент времени пропорционален средней яркости в пределах апертуры диаметром ((. Если отнести значение сигнала к положению ее центра, легко построить зависимость (,(() при прохог(слепни границы раздела черно-белых полеИ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
