Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Поэтому в цветном ТВ именно в этом участке видеоспектра располагают цветовые поднесущие частоты — влияние яркостного сигнала на сигнал цветности будет незначительным. Попытаемся оценить тонкую структуру видеоспектра. Из теоретического анализа спектра видеосигнала с учетом законов развертки следует, что его спектр дискретный, содерзкащий гармоники, кратные частоте повторения строк (рис. 3.8,5).
Вокруг этих гармоник строчной частоты группируются достаточно узкие полосы сигналов боковых частот, обусловленных вертикальной (в данном случае— кадровой) разверткой и двизкеннем деталей изображения. Гармоники строчной частоты со своими боковыми образуют дискретные зоны энергии, несущие информацию о передаваемом изобраисенин. 58 с)АСТЫ. Физические основы телевидения о й„,10 . 20 в Ь Зо с 540 о 60 0,01 О 10 0,1 1 Частота, Мгц (т — 1)), нтт' (т Ч 1Ц- б) а) в) г) Рнс. 3.8. Спектры видеосигнала в общем виде (а, б) и лри построчном (а) и чересстрочном (г) разложении Такой характер спектра позволяет совместить два и более спектра аналогичных сигналов.
Нетрудно представить, что если второй сигнал имеет такой хсе дискретный спектр, но его отдельные зоны по частоте размещены в промежутках первого, то оба сигнала можно передать в одном канале связи и затем вновь разделить. Это своИ- ство спектра видеосигнала использовано в цветном телевидении и в ТВ измерительных устройствах. При определенных сюжетах изображения боковые полосы соседних гармоник строчной частоты могут перекрываться. При построчном разлогкении (рис.
3.8,в) в кадре содержится целое число строк (у, = зу„) и каждая строка повторяется каждыИ кадр. Это значит, что расстояние между двумя соседними линиями спектра гармоник строчноИ частоты кратно целому числу („. Поэтому при перекрытии спектров будет точное попадание друг на друга боковых линий верхнеИ боковой полосы одной строчной гармоники и нигкней боковоИ полосы последующей гармоники строчной частоты. Рассмотрим еще одну особенность спектра сигнала яркости, связанную с передачей движущихся объектов. Отметим, что импульсы сигнала яркости могут быть как одиночными, так и повторяющимися.
Периодичность илспульсов сигнала определяется принципом его развертки. Если передается неподвижное изображение, сигнал периодичен с частотой повторения кадров. Так как развертка производится строками, следующими друг за другом, то сигналу присуща периодичность с частотой повторения строк. Прн передаче движущегося объекта содержание каждого послед)чоаего изобрахсения мало отличается от предыдущего. Скорость ГЛАВА 3. Форма и спектр видеосигнала смены кадров ТВ изображения значительно превосходит скорость движения изображениИ объектов передачи по экрану.
Это приводит к медленным изменениям периода повторения компонентов сигнала. Рассмотрим,как изменяется период повторения сигнала от изобразкения объекта, движущегося в направлении развертки строк со скоростью и. Развертка в этом случае как бы догоняет уходящее от нее изображение, и период повторения сигнала по строке увеличивается. Новое значение периода Т,' будет относиться к периоду строки Те как Т,(Те = (1 — и/в ) ', где ье — средняя скорость развертки по строке. Выразим частоту повторения сигнала у,' через частоту строчной развертки у,: 1 — — =у„з 1 —— Коли положить наибольшую относительную скорость движения изображения объекта в „„= 26 в секунду, где б — длина строки, то наибольшее отклонение частоты сигнала от частоты развертки ие У Ье уаКЬ Эти изменения, наряду с изменениями среднего значения яркости объекта, составляют низкие частоты спектра видеосигнала. Они лежат в интервале от О до 2...3 Гц и не передаются непосредственно в видеоканале, а воспроизводятся косвенным методом.
В заключение отметим, что значение у а„однозначно определяет горизонтальную четкость ТВ изображения (по строке), так как именно ВЧ составляющие видеосигнала определяют качество передачи мелких деталей передаваемого объекта и резкость переходов между различными уровнями яркости. В то же время вертикальная четкость изобраясения зависит только от числа строк в ТВ растре.
3.4. Чересстрочная развертка Чтобы свечение экрана приемной трубки воспринималось зрителем без мелыганий, необходимо повторять возбуждение всего поля экрана 48-50 раз в секунду. Однако для воспроизведения изображений двиягущихся объектов вполне достаточно передавать 13-16 фаз движения, т.е. статических изображений в секунду — кадров. Так как полоса частот, занимаемая спектром видеосигнала, прямо пропорциональна числу передаваемых в секунду кадров ((3.3) — (3.7)), избыточное их 'число необходимо ограничивать. Избыточность числа кадров в ТВ передаче изображений устраняется применением чересстрочной развертки, сущность котороИ заключается в том, что полный кадр изобра'кения развертывается, т.е.
60 с7АСТЫ. Физические основы телевидения Рнс. 3.9. Образование че- ресстрочного растра а — построчная развертка при а = 7, 7"„= 50 Гц, 7'„. = = 550 Гц; б — чересстрочная развертка при — 7,/„= 25Гц, = 175 Гц; га = 50 Гц б! передается и воспроизводится за два поля. В первом поле развертываются нечетные строки растра, а во втором — четные. Каждое из полей представляет собой растр с уменьшенным вдвое числом строк и содержит половину зрительной информации о передаваемом изобралсении. Так как критическая частота мельканий практически не зависит от числа строк в растре, то частота передачи полей, равная или большая у',р, обеспечивает восприятие изобрэлсения без мельканий, при этом скорость передачи информации сниткается вдвое. В ТВ вещании принято: номинальная частота полеИ 50 Гц и номинальная частота кадров 25 Гц. Снова проследим процесс образования построчного растра 1рис.
3.9,а). Если развертывающиИ элемент движется по горизонтали с постоянной скоростью, прочерчивая строку растра, и одновременно смещается по вертикали, то к концу строки он сместится вниз относительно ее начала на величину Ь,гз, т.е. на ширину одноИ строки. Быстро возвращаясь к началу строки (длительностью обратного хода пренебрегаем), развертывающий элемент займет положение, соответствующее началу второй строки и т.д. Если в качестве исходного принять растр с нечетным числом строк (рис.
3.9,а) и уменьшить вдвое скорость развертки по горизонтали, то в каждом поле получится нецелое, вдвое меньшее число строк (рис. 3.9,0), но из-за разностн в полстроки строки растров первого и второго полей окажутся взаимно сдвинутыми по вертикали иа ширину одной строки полного растра, т.е, строки второго поля будут ложиться меясду строками первого.
За два периода вертикальной развертки образуется полныИ растр, аналогичный по числу строк исходному. Таким образом, с помощью чересстрочной развертки удается при ш измеиных числе строк и частоте мелысаний в два раза снизить ско~питьь стро шой развертки, т.е. скорость передачи ТВ информации, и н и самым улгеньшить вдвое верхнюю граничную частоту спек~~я ~ игиала изобрюкения.
В результате спектр сигнала для оте- гп иного стандарта занимает полосу частот от 1' ы = 50 Гц до /„, „= 6 МГ (~~. (3.7)): .)пн = 0,9 — 6252 25 7Г2 = 6,0. 10 Гц. 13 ГЛАВА 3. Форма и спектр видеосигнала При чересстрочном разложении калсдая строка повторяется через поле )1е = з1'„= (з/2)уз„], т.е. каждыИ кадр один раз. Поэтому расстояние между двумя соседними спектральными линиями гармоник строчной частоты кратно целому числу 1„, а поскольку при чересстрочном разлозкении з является нечетным, то соответственно нечетному числу 1„, Учитывая, что боковые полосы вокруг строчных линиИ находятся на расстояниях, кратных частоте вертикальной развертки ~з„, прн перекрытии спектров боковые линии соседних гармоник строк не будут совпадать (см, рис, 3.8,г).
Соответственно расстояние между гармониками строчной частоты через одну равно четному числу 1„, т.е. целому числу уз, так как уз„= 21„, и боковые линии спектров этих гармоник будут совпадать. Для формирования чересстрочноИ развертки должны быть обеспечены следующие условия: а) нечетное число строк в кадре, т.е. з = 2т + 1, где т— целое число; б) жесткая связь частот развертки по строке и по кадру, т.е.
21, = зЛв = (2т + 1)1з„, обеспечивающая в каждом поле целое число строк с половиной строки. Обычно оба эти условия выполняются при формировании частот горизонтальной и вертикальной разверток от общего задающего генератора с частотой 21, делением на 2 и на з соответственно. Чересстрочная развертка кратностью 2:1 применяется во всех системах вещательного ТВ для сокращения полосы частот, занимаемой ТВ сигналом. В принципе возможно дальнейшее сокращение полосы частот применением чересстрочного разложения с кратностью 3:1 или 4:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
