Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 12
Текст из файла (страница 12)
На рис. 3.2 показана также зависимость положения воспроизводимого элемента на строке от значения тока развертки. При отсутствии постоянной составляющей тока его среднее (иулевое) значение ЧАСТЫ. Физические основы 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 Та„. 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 б, т.е. ж15625. 10 б = ж0,016 Гц. Этому соответствует нестабильность периода импульсов с частотой строк ЬТ, = Т,(хз/,//,) = (1/15625) 10 б = ж0,06 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. 3.1св 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 должно превышать +0,016 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, содер кащего вертикальные черно-белые полосы (в левой части строки), н 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 ~, клин б) Рнс. 3.3. Процесс образования видеосигнала. а — передаваемое изображение; б — сигнал при развертке строки аа повторяет значения яркости каждой точки изобраясения на сканируемой строке. Изменению яркости от черного (Ь ь,) до белого (Ь ) соответствует изменение видеосигнала в диапазоне бг„...сгв. 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 изобраакения; уровень гашения, расположенный «чернее черного» на 0...5 % для запирания ТВ преобразователей на время обратного хода развертывающих лучей; уровень синхроимпульсов, расположенных на площадках ГИ тоже в диапазоне «чернее черного».
Длительность строчного синхронизирующего импульса т,,„„„= = 4,7 мкс, кадрового т„„„„= 160 мкс = 2,5Н, где Н вЂ” период строки. Остальные временные параметры приведены в табл. 3.1. Если принять размах полного сигнала яркости (видеосигнвл + сиихросигиал) 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 сс)юкусированиого, «математической точкой» считать нельзя. Более того, тчАСТЫ. Физические основы телевидения звень белого яркости овень черного овень гашения оземь синхронизиющих импульсов Сигнал синхронизации в) тх гас ( О мкс) б) Рнс.
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), сканируемый развертывающим элементом с конечной апертурой гг (а! — — г(; аз < с(; оз « г)); б — - форма видеосигнала на выходе преобразователя свет— сигнал: е — форма апертурной характеристики для различных передающих ТВ трубок. Сигнал в калсдый момент времени пропорционален средней яркости в пределах апертуры диаметрах! г!. Если отнести значение сигнала к положению ее центра, легко построить зависимость г,(!) при прохоакдении границы раздела черно-белых полей.
Резкому перепаду яркостей Ьгягл и Ь„,в„(см. рис. 3.5,а) соответствует сигнал с плавным переходом от значения г„„л к г,х длительностью ттьм Если размеры деталей меньше размеров развертываю- 53 ГЛАВА 3. Форма н спектр видеосигнала ) и ) ~ 1 ~ ) ! в и 100 80 к К 60 о Ц н 40 х с 20 Рис, 3.5. Апертурные искажения видеосигнала: а — объект переменной структуры; б — форма видеосигнала; в — апертурные характеристики видикона (1) и плгомбикона (2) 100 200 300 400 600 а, строк в) щего пятна, размах сигнала уменьшается. Если чередуются чернобелые детали, размер которых равен половине (или менее) диаметра апертуры, то сигнал пропорционален их средней яркости. Поэтому детали подобных размеров не воспроизводятся. Это иллюстрируется рис.
3.5,б, на котором построен сигнал изображения от полос с чередующейся яркостью Аппп и Ьювх. Зависимость глубины модуляции сигнала гп = Ьт' (где с11' = = т „„— т'.;„) от размера элемента (числа строк разложения в) называется апертурно-импульсной часптотной харакгперистикой (рис. 3.5,в); в научно-технической литературе широко используется сокращенное название — апертурная характеристика. Таким образом, вследствие конечного размера апертуры электронного луча видеосигнал содержит не толы о полезную информацию о яркости передаваемого в данныИ момент времени элемента изображения, но и паразитную составляющую от соседних элементов по горизонтали и вертикали. Анализируя форму видеосигнала, можно сделать следующие выводы: ЧАСТЫ. Физические основы телевидения б1 в1 Рис.
3.6. Взаимосвязь видеосигнала (а), тока развертки (б) и растра (в) 1. Видеосигнал не является гармоническим колебанием, а имеет импульсный характер: в нем могут присутствовать резкие переходы между уровнями (фронты) и плоские (одноуровневые) части импульсов. 2. Исходный видеосигнал по своей природе униполярен и содер'кит постоянную составляющую. 3. Видеосигнал можно представить как периодическую функцию с частотами повторения 1, = ЦТа и 1'„= 1/Т„г Рассмотрев процессы развертки и формирования видеосигнала, определим их временную взаимосвязь и влияние на форму растра (рис.
3.6). «Момент истины» в процессе синхронизации — это начало (передний фронт) синхроимпульса. В это время прямой ход Т1 принудительно прерывается, и начинается обратный ход Тз. Обязательное требование — обратный ход должен закончиться до окончания ГИ, иначе (штриховая линия обратного хода Т ) конец обратного хода Тз совпадет с началом активной части строки Т-,„, и произойдет так называемый «заворот» изображения. Часть растра слева и справа, а также сверху и снизу обрезается гасящими импульсами, так что видимая часть растра с размерами (гй ие вполне соответствует прямым ходам развертки.
З.З. Спектр видеосигнала и его особенности Определим границы спектра видеосигнала га1, Он должен солер.кать частотные составляющие в полосе от (н,ь, до г,„кк и низкие ~аскоты .аув в частотном интервале от нуля до несколы их герц, необходимые для передачи средней, очень медленно меняющейся состанлакппей сигнала: Гзу = гав+ (1в,ь,...тзак). НетРУдно пРедставить, ГЛАВА 3. Форма н спектр видеосигнала а) РИС. 3.7. К ОПрЕдЕЛЕНИЮ Г,„х, (а) а й„. (6) что при построчной развертке спектр сигнала от простейшего изображения, показанного на рис.
3.7, содержит наинизшую составляющую / ы = 1/То, равную частоте кадров /а. Эта нижняя граница спектра сохраняется и при передаче любого сложного изображения, что объясняется условиями покадровой передачи изобракгения. Сложнее определить верхнюю границу спектра. Высокие частоты определяют тонкую структуру сигнала, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
