Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 82
Текст из файла (страница 82)
В результате преобразования свет-сигнал на выходе фотоэлектрических датчиков образуются исходные видеосигналы в аналого- воИ форме, уровни которых пропорциональны значениям световых потоков. Для дальнейшего использования этих сигналов, и в частности для преобразования их в цифровую форму, они подвергаются предварительной обработке: усилению, коррекции, формированию композитных сигналов и т.п. Особенности аналогового телевизионного сигнала определяются принципами передачи изображения. В частности, в форме сигналов заключена информация о яркости и цветности деталей объекта.
Особенностью сигнала является и его униполярность — в соответствии с яркостью изображения, т.е. наличие «постоянноИ» составляющей, пропорциональной средней яркости оригинала. Эту составляющую приходится передавать по каналу связи специальным методом — с помощью фиксации уровня черного, В тракте формирования аналогового ТВ сигнала производятся следующие основные операции; усиливаются сигналы основных цветов (причем размах нх регулируется так, чтобы при передаче белой детали он был у всех 'одинаковым); вводятся сигналы компенсации неравномерности фона растра передающих трубок; осуществляется противошумовая коррекция, а также уменьшаются апертурные, полутоновые и цветовые искал|ения изображения; вводятся сигналы гашения обратных ходов и синхронизации разверток приемника и ограничивается их уровень; ограничиваются выбросы сигналов, превышающие номинальный уровень белого для предотвращения перегрузок последующих каскадов тракта.
Постоянство положения уровней сигналов относительно рабочих точек на характеристиках активных элементов тракта обеспечивается фиксацией уровня черного. С помощью указанных операциИ формируются аналоговые сигналы основных цветов, сигналы яркости и цветностп, цветоразност- ГЛАВА ть. Формирование аналогового телевизионного сигнала 363 ные сигналы, а также полный цветовой телевизионный сигнал (ПЦТВС) для амплитудноИ модуляцив несущей частоты изображения одного из 60 радиоканалов сети вещательного телевидения (согласно ГОСТ 7845-79).
Для передачи ПЦТВС на большие расстояния по различным линиям связи, а также для уменьшения избыточности видеоинформации, реализации видеоэффектов, преобразованиИ стандартов, уменьшения уровня флуктуационных помех и других опера- циИ ПЦТВС (или его составляющие) преобразуется в цифровую форму. Это значительно улучшает качество изображения за счет уменьшения влияния искажениИ в протязкенных линиях связи и расширяет возможности указанных процедур за счет использования ЭВМ и устройств с большим объемом памяти для запоминания ТВ сигналов одного или нескольких кадров. Рассмотрим особенности реализации основных операциИ по формированию аналоговых ТВ сигналов. 15.2.
Фиксация уровня черного телевизионного сигнала Уровни аналогового ТВ сигнала должны быть пропорпнопальны яркости деталей передаваемоИ сцены. Для этого ш обхолпмо, тгобы ТВ сигнал, модулирующиИ электропныИ луч п1лн мпоИ трубки, содержал постоянную составляющую, пропорциональную сргдцеИ яркости изображения. Эта составляющая н процессе передачи меняется медленно или скачком при смене сюзкгта ТВ программы. Однако ви- деоусилительныИ тракт ТВ спстсзне составлен преимущественно из усилителей переменного тока и по нему непосредственно «постоянная» составляющая передана быть пс может.
Поэтому для ее передачи приходится использовать специальныИ метод. Применение метода основано па том, что уровень черного ТВ сигнала на выходе современных передающих трубок практически не зависит от содерясания изображениИ и занимает всегда одно и то же положение при передаче оригиналов с различной средней яркостью. Другими словами, исходныИ сигнал яркости передающих трубок содержит постоянную составляющую, которая утрачивается в видео- усилительном тракте. Этот процесс поясняют осциллограммы сигпалов (рис. 15.1) от двух передаваемых изобраисений; первое из них — черная полоса на белом фоне, а второе — белая полоса на черном фоне; минимальные Еемы и максимальные Ео „„значения яркости изобраясений одинаковы, а средние — существенно различны и равны соответственно Ь,р1 и Е,рз (рис.
15.1,а), Исходные сигналы яркости на выходе передающей трубки показаны на рис. 15.1,б. 14ак видно из рисунка, размахи сигналов 5г„пропорциональные перепадам яркости, и полоясение уровней от равноосвещенных деталеИ обоих изобрюкепиИ одинаковы, а постоянные составляющие различны: У,,г| = Ь„,1, (7,рз = Х,рз соответственно.
364 ЧАСТЫ ьг. Телевизионное вещание ровень черного н Рис. 15.1. Особенности передачи сигнала «постоянной» составляющей, пропорционального средней яркости изображения (СГИ вЂ” строчные гасящие импульсы) Телевизионный сигнал после прохождения через разделительную цепь гьрСр между каскадами усилителя располагается относительно нулевой оси (или так называемой линии равных площадей) таким образом, что площади, ограниченные положительной частью сигнала и осью и отрицательной частью сигнала и осью, равны (рис. 15.1,в). В результате потери постоянной составляющей размах сигналов от этих изображений не меняется, а положение уровней от одинаково освещенных деталей различных изображений изменяется н зависимости от их содержания. Средняя яркость оригиналов, а следовательно, и постоянная составляющая могут меняться в широких пределах — почти от миниманын>й яркости до максимальной.
Поэтому при отсутствии этой согчлнляюнгсй уровни телевизионного сигнала могут занимать различ- ГЛАВА 1В. Формирование аналогового телевизионного сигнала 365 ное положение в области, почти в два раза превышающей его размах 1см. рис. 15.1,«). Для отсутствия нелинейных искажений сигнала амплитудные характеристики усилителей должны быть линейны в указанной области динамического диапазона. Если ТВ сигнал без постоянной составляющеИ использовать для модуляции тока луча кинескопа, то яркости деталеИ изобралсеииИ будут искажены. Поэтому в приемнике и в некоторых других точках тракта, например, в ограничителях уровней сигнала, гамма- корректоре, модуляторе передатчика и др., приходится вводить постоянную составляющую. Она восстанавливается фиксацией вершин гасящих импульсов относительно некоторого постоянного потенциала (уровня фиксации).
Из рис. 15.1,г видно, что преобразованные подобным образом сигналы вновь содержат постоянную составлявшую. Таким образом, информация о средней яркости изображений передается по тракту ТВ системы косвенным методом. Положение вершин строчных гасящих импульсов фиксируется с помощью межкаскадных разделительных цепей КрСр с коммутируемыми параметрами, т.е.
с различными постоянными времени заряда и разряда конденсатора Ср. Особенности работы схем фиксации рассмотрим на примере наиболее простой схемы на диоде Ъ'0 (рис 15.2,а), которая предназначена для фиксации ТВ сигнала нсгативпоИ полярности. Сигнал позитивной полярности фиксируется аналогичными схемами с обратным включением диода. В обычном усилительном каскаде постоянное напряжение на разделительном конденсаторе Ср относительно точек земля — база (затвор) транзистора следующего каскада определяется в установившемся режиме лишь напряжением смещения Е, = Еф. Сигнал располагается относительно этого напряясения по линии равных пло- щадеИ (интервал гы..гг на рис.
15.2,в), так как заряд и разряд конденсатора Ср из-за равенства соответствующих постоянных времени равны. При этом форма сигнала и,„полностью повторяет форму сигнала и, при достаточно большой постоянной времени цепи ВрСр. Назначение схемы фиксации состоит в том, чтобы во время следования гасящих импульсов сделать напряжение па входе следующего каскада всегда одним и тем же и равным напряжению смещения (фиксации) Еф, а весь ТВ сигнал в интервалах между гасящими импульсами «переместить» в область более отрвцательных значений. Это можно достичь, если ключом гЯ (1п1с.
15.2,5) подключать во время следования гасягцих импульсов базу транзистора следующего каскада непосредственно к источнику Еф. В этом случае из-за дополнительного заряда конденсатора Ср током, пропорциональным значению ТВ сигнала в момент замыкания ключа, на нем образуется дополнительное постоянное напри.кение заряда У' (рис. 15.2,в). Это напряжение «запоминается» на конденсаторе и перемещает сигнал в область более отрицательных значений в период меркду гасящими ЧАСТЫ>>. Телевизионное вешанне гх О Рис.
15.2. Фиксация уровня черного ТВ сигнала негативной полярности. а — принципиальная схема, 6 — зкеизалентная скема; а — зпюры напряжений импульсами, когда ключ разомкнут. Роль ключа в схеме выполняет диод тгс>. Он открывается во время следования гасящих импульсов, когда напряжение на его аноде превысит напряжение на катоде (ключ 1гЯ замыкается на сопротивление, равное внутреннему сопротивлению диода в прямом направлении Ва„при 1 = 1з, рис. 15.2,б,в).
Однако напряжение смещения не может мгновенно стать равным напряжению фиксации Еф из-за сопротивлениИ гт,„и гс,мх> и конденсатора С, т.е. из-за конечного значения постоянной времени заряда г, = Ср(Я„,„> + В,„'ИВр) = Ср(гт„,„> + гг,„), (15.1) где гь',„< гтр, .гь',„йггр — параллельное соединение соответствующих сопротивлений; Я,м„> - — выходное сопротивление предыдущего каскада. Чтобы напряжение смещения к концу действия сравнительно короткого строчного гасящего импульса 1„стало равно 0,95...0,99 приложг нного напряжения, постоянная времени заряда дол>хна быть малой; т„= Гн/(3...5).
Е концу действия импульса тока, проходящего через диод (44), на гсонлсщзрт орс Ср образуется дополнительное постоянное напряхсение ГЛАВА 15. Формирование аналогового телевизионного еигнала 367 ., = С,В', = (Титр — 1и)/~. (15.2) Значение сопротивления В' обычно ограничивается входным сопротивлением усилительного каскада.
Поэтому условие (15.2) по существу определяет емкость разделительного конденсатора Ср (Т тр ти)/13В~. (15.3) Подставив (15.3) в (15,1), получим (ВвыхЛ + Вти)(Титр ои) Ги ЬВ„' 3...5' ЬВ,', (3... 5) [(Т, р/1и) — 1) (15.4) (15. 5) Обеспечить выполнение условия (15.5) чрезвычайно трудно, а в ряде случаев практически и невозможно нз-за малого значения ллУ и, как с.педствие, нз-за большого Виы Поэтому постоянная времени илряда сравнительно большая, и конденсатор Ср не успевает зарядиться за время действия строчного гасящего импульса. В результате уровень фиксации не остается постоянным н равным Еф., а зависит У', зависящее от мгновенного значения входного сигнала в момент времени 1з н постоянной времени заряда, Поэтому прн 1 = 1ч, когда диод запирается (ключ 1'о' замыкается на внутреннее сопротивление диода в обратном направлении В,о, рнс. 15.2,5;в), снгнал оказывается смещенным относительно напряжения Еф на величин 1".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
