Телевидение

Хотя в этом случае D2 тоже есть, но он меньше, чем раньше (рис. 7.5): D2 << D1.

Однако и это неприятно. Чтобы еще больше сблизить результирующее напряжение с интегрирующей цепочки, перед синхроимпульсом поля и сразу за ним вместо обычных синхроимпульсов строк в канал подаются эти же импульсы, но удвоенной частоты. Эти импульсы называются уравнивающими, они по-прежнему просчитываются (не замечаются) генератором строчной развертки. Чем больше их количество, тем более идентичны синхроимпульсы четных и нечетных полей. Уравнивающие импульсы в 2 раза короче строчных.

Таким образом, для получения устойчивой чересстрочной развертки приходится довольно сильно усложнять синхроимпульс поля (рис. 7.6).

7.4.            Генератор синхроимпульсов

Как было показано, для реализации чересстрочной развертки нужны импульсы разных частот, разных длительностей и различных сдвигов между ними, чтобы сформировать удовлетворительный сигнал синхронизации. В основе синхрогенератора телевизионного передатчика лежит кварцевый генератор частотой 2МГц с относительной нестабильностью 10-6 (по ГОСТ 7845-75 погрешность частоты строк £ 0,016 Гц). Функциональная схема синхрогенератора дана на рисунке 7.7. После первого делителя частоты (:64) получается частота строк.

Счетчики (:25) построены на двоичном принципе с обратной связью. После этого идут формирователи, которые образуют нужную длительность и форму сигналов. После смещения сигналов и необходимых сдвигов во времени получают все необходимые составляющие для формирования полного ТВ синхросигнала.

7.5.            Полный телевизионный сигнал

Полный телевизионный сигнал содержит сигнал изображения (яркости), гасящие и синхронизирующие импульсы, соотношения между которыми по амплитуде и длительности определены ГОСТ 7845-79.

Стандартом установлено, что импульсы синхронизации расположены на вершинах гасящих импульсов и их амплитуды составляют 43% от перепада между уровнем черного и уровнем белого. Помещаются синхроимпульсы ближе к левому краю гасящих импульсов. Для развертки лучше, если синхроимпульс будет возможно левее, т.к. именно с приходом синхроимпульса начинается обратный ход развертки, т.е. тем самым добавляется время на обратный ход. Однако начинать одновременно импульс гашения и СИ нельзя, чтобы на начало импульса синхронизации не накладывался сигнал яркости, который может быть близким к уровню черного на момент окончания прямого хода строки. Надо, чтобы закончились переходные процессы от сигнала (т.е. установился гасящий импульс), а потом уже начинался СИ, т.е. должен быть четко выраженный уступ в виде импульса гашения, а затем начинаться СИ. Полоса пропускания канала синхронизации в телевизионных приемниках составляет (1 ¸ 2) МГц, что соответствует длительности переходных процессов ~ 0,5 мкс. Следовательно, уступ перед строчным СИ должен быть не меньше 0,5 мкс. ГОСТом эта величина установлена в 1,5 мкс.

На уступе гасящего импульса кадра перед СИ поля должно быть 5 уравнивающих импульсов, что и определяет длительность этого уступа – не менее 160 мкс.

Эти требования к каналу синхронизации устоялись и действуют как в России, так и в других странах. Довольно сложная форма СИ поля оправдана, т.к. позволяет получить хорошую (устойчивую) чересстрочную развертку при использовании простой интегрирующей цепочки.

Строки кадра нумеруются от 1 до 625, начиная от переднего фронта кадрового синхроимпульса (КСИ) в первом поле.

Первое поле – то, у которого передние фронты КСИ и ССИ совпадают. Таким образом, первое (I) поле включает строки с 1 по 312+1/2 строки №313, а вторая половина строки №313 и все последующие строки по 625-ю включительно образуют II поле. Длительность прямого и обратного хода строки 64 мкс, поля – 20 мс, длительность строчного СИ d = 4,7 мкс, уравнивающего р = 2,35 мкс, строчного гасящего а = 12 мкс, гасящий импульс кадра j = 25Н + а = 25 × 64 + 12 = 1612 мкс. Первый уступ l = 2,5Н = 160 мкс, затем следует синхроимпульс поля m = 2,5Н, потом вторая последовательность уравнивающих импульсов n = 2,5Н. В нескольких строках (строчных интервалах) КСИ передаются сигналы цветовой синхронизации, которые будут рассмотрены позже.

 

 

8.                  СИСТЕМА ЧЕРНО-БЕЛОГО (ЧБ) ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ

 

8.1.            Звенья тракта передачи

 

Тракт вещательного телевидения (ГОСТ 18471-83) состоит из тракта передачи изображения и тракта звукового сопровождения. Первый тракт включает технические средства от объекта передающей камеры до экрана кинескопа, тракт звука – от микрофона до громкоговорителя телевизионного приемника.

Рассмотрим тракт передачи изображения. Сюда входят (рис. 8.1):

-         канал изображения аппаратно-студийного комплекса АСК

-         канал изображения сети распределения телевизионных программ СРТП

-         канал изображения радиотелевизионной передающей станции РТПС

-         ретрансляционная станция (если есть) РТС

-         канал изображения телевизионного приемника ТПр

-         антенна приемника А.

Канал АСК преобразует изображение в ТВ сигналы, обрабатывает их и передает на вход последующего звена тракта. Начало – объектив передающей камеры, конец – выходное гнездо оконечного устройства, работающего на линию связи.

Канал СРТП осуществляет последовательное соединение каналов изображения междугородных телевизионных аппаратных (МТА) и каналов изображения телевизионных соединительных линий (ТВСЛ) для передачи полного ТВ сигнала из АСК города, где формируется программа, до радиотелевизионной передающей станции или АСК другого города, где эта программа используется.

Канал РТПС предназначен для преобразования полного ТВ сигнала в радиосигнал изображения и его излучения в эфир.

Ретрансляционная станция РТС принимает сигнал вещательного телевидения, его преобразования и повторное излучение в другом радиоканале.

Телевизионная приемная система (А) – совокупность технических средств из пассивных и активных (усилительных и преобразовательных) элементов, предназначенных для преобразования электромагнитного излучения в радиосигналы вещательного телевидения, передачи и распределения их на входы телевизионных приемников.

Канал изображения телевизионного приемника ТПр предназначен для преобразования радиосигнала в телевизионное изображение (от гнезда антенны до экрана кинескопа).

Требования, нормы, показатели качества звеньев тракта изложены в соответствующих стандартах. Аппаратно-студийный комплекс представляет собой совокупность телевизионных студий и телевизионных аппаратных телевизионного центра (ГОСТ 19871-74). Наиболее сложным звеном является аппаратно-студийный комплекс, который, в свою очередь, содержит аппаратно-студийный блок АСБ, центральную аппаратную (АЦ) и аппаратно-программный блок (АПБ).

АСБ (рис. 8.2) – это автономная производственная единица для подготовки, консервации и трансляции передач, а аппаратно-программные блоки – для формирования программ из отдельных фрагментов. АСБ и АПБ оснащены всеми видами датчиков ТВ сигнала (передающие камеры, видеомагнитофоны, телекинодатчики, телеэпипроекторы и т.п.) и имеют несколько камерных каналов.

АЦ (рис. 8.3) – центральная аппаратная – осуществляет коммутацию всех входных и выходных линий. Одновременно с ТВ сигналом коммутируются сигналы звукового сопровождения, сигнализации и связи.

На рис 8.4 показана функциональная схема формирования полного телевизионного сигнала ЧБ изображения. Она содержит камерный канал тракта изображения с элементами коммутации. Сигнал берется от передающей ТВ камеры.

В передающей ТВ камере размещен видеоискатель – малогабаритное видеоконтрольное устройство (ВКУ), необходимое оператору при работе.

Сигнал с передающей трубки усиливается с помощью предварительного усилителя, расположенного вблизи трубки, затем в промежуточном и линейном усилителях, где осуществляется также дополнительная обработка сигнала (апертурная и гамма-коррекция, восстановление средней (постоянной) составляющей, а также формируется полный ТВ сигнал. Сигнал на выходе промежуточного усилителя имеет положительную полярность – потенциал белого выше потенциала черного. Форма и уровень сигнала контролируются осциллографом, а изображение – с помощью ВКУ.

С выхода промежуточного усилителя сигнал поступает на микшерно-коммутирующее устройство, на которое поступают сигналы и от других камер (датчиков). Здесь происходит выбор передающей камеры, регулировка уровня и при необходимости – смешение (вытеснение) одного изображения другим.

Основное назначение линейного усилителя – ограничение размаха сигнала и замешивание в сигнал изображения (сигнал яркости) импульсов синхронизации. Импульсы синхронизации создаются генератором синхронизации одновременно с гасящими импульсами. На выходе линейного усилителя получается полный ТВ сигнал, который затем поступает в центральную аппаратную и далее – на радиопередающее устройство.

Формирование программы звукового сопровождения производится своим каналом. Источники сигналов – высококачественные микрофоны и магнитофоны. Каждый микрофон имеет свой усилитель, с выходов которых сигналы подаются на микшерно-коммутирующее устройство.

С помощью микшерно-коммутирующего устройства звукорежиссер осуществляет выбор источника звука, регулировку и контроль уровня сигнала, наложение и смешение звуковых сигналов. Здесь же могут добавляться специальные звуковые эффекты (например, искусственная реверберация и т.п.).

В линейном усилителе происходит компрессирование (сжатие) динамического диапазона, контроль и установление величины выходного сигнала.

Канал звукового воспроизведения имеет параметры высшего класса качества:

Диапазон частот 30-15000 Гц.

Неравномерность АЧХ не более 1 дБ (5 дБ на краях).

Коэффициент гармоник 1,5¸2%.

Защищенность от интегральной помехи 55 дБ.

8.2.  Радиосигнал вещательного телевидения

Радиосигнал вещательного телевидения состоит из радиосигналов изображения и звукового сопровождения.

Радиосигнал изображения – сигнал несущей изображения, модулированный полным телевизионным сигналом (ГОСТ 7845-79). Используется амплитудная модуляция – уровень синхронизирующих сигналов соответствует максимуму радиосигнала, а уровень белого – минимуму.

Принятая негативная полярность сигнала (по огибающей) позволяет получить упоминавшиеся (гл. 7) преимущества по сравнению с позитивной полярностью. Добавим, что при негативной полярности помехи импульсного характера воспроизводятся в виде очагов затемнения, которые в общем менее заметны на изображении, чем белые – что было бы при позитивной полярности, т.е. используется одна из особенностей психофизической реакции человека.

Уровень, соответствующий белому в сигнале, должен составлять 15%±2%, а минимальный уровень (остаток немодулированной поднесущей) 7±2%. Этот остаточный сигнал несущей изображения совместно с напряжением несущей частота радиосигнала звукового сопровождения используется в телевизионных приемниках для получения колебаний второй промежуточной частоты звукового канала. Если в радиосигнале уровень белого будет снижен до 0, то будет нарушено прохождение сигналов звука.

Полоса частот телевизионного радиопередатчика представлена на рис. 8.6.

Для сужения полосы частот радиоканала использовано частичное подавление нижней боковой полосы сигнала изображения.

Звуковое сопровождение передается на основе частотной модуляции. Максимальная девиация частоты ±50 кГц. Разнос несущих частот изображения fм из и звука fм зв составляет:

fм из - fм зв = (6,500 ± 0,001) МГц, т.е. fм зв > fм из

Еще раз отметим, что частота 6,5 МГц является второй промежуточной частотой канала звука.

Полоса частот канала изображения много больше полосы частот канала звука, поэтому отношение номинальных мощностей передатчиков сигналов изображения и звука составляет ~ (10 : 1).

Полная номинальная ширина полосы частот радиоканала телевизионного вещания составляет 8 МГц, поэтому для телевидения используются метровый и дециметровый диапазон радиоволн. В соответствии с ГОСТ 7845-79 в нашей стране предусмотрено 5 частотных диапазонов с общим количеством радиоканалов 60.