14.2 Задачи и их решения

Задача 14.1 В кодере системы ПАЛ создаются сигналы в строке с номером n (без инверсии фазы) сигналы E'_R-Y = 0,52, E'_B-Y= 0,70 (отн. ед.). Определить: 1) сигналы Е'_U и Е'_V на входе кодера; 2) амплитуду сигнала цветности U_mЦ его фазу φ на выходе кодера.

Решение: 1) по формуле (12.1) находим: Е'_U = 0,493·0,70 = =0,345, Е'_V = 0,877·0,52 = 0,456; 2) по формулам находим:

U_mЦ = =

tgφ = 0,456/0,345 = 1,322, откуда φ = 53°.

На рисунке 31 показан вектор U_mЦ на векторной диаграмме. Из сравнения следует, что данный цвет близок к цвету пурпурной полосы (как в системе NTSC).

Рисунок 31. Вектор U_mЦ для пурпурной полосы в системах ПАЛ и NTSC

Задача 14.2 В кодере системы ПАЛ создаются сигналы E'_R-Y = 0,70, E'_B-Y = – 0,30 (отн. ед.). Опредепить: 1) сигналы Е'_U и Е'_V на входе кодера, 2) амплитуду сигнала цветности U_mЦ его фазу на выходе кодера.

Решение: 1) по формуле (12.1) находим:

Е'_U = 0,493 (– 0,30) = – 0,148; Е'_V = 0,877·0,70 = 0,614;

2) по формулам находим:

U_mЦ = U_mЦ = =

tg μ =Е'_U/ Е'_V= 0,148/0,614 = 0,241, отсюда μ=13°, φ=90°+13° =103°.

На рисунке 32 показан вектор U_mЦ в строке n (без поворота фазы на 180°). Из сравнения следует, что данный в системе ПАЛ цвет близок к цвету красной полосы (как в сис­теме NTSC).

Рисунок 32. Вектор U_mЦ для красной полосы в системах ПАЛ и NTSC

Контрольные вопросы:

1. Приведите структурную схему синхронного детектирования в теле­визоре по системе ПАЛ.

2. Поясните принцип его работы.

3. Какие амплитуды будут иметь сигналы в точках D и F' схемы при наличии фазовой ошибки δ в сигнале u_Ц?

4. К чему приводит наличие фазовой ошибки δ в сигнале u_Ц?

5. Каким образом управляется генератор поднесущей декодера?

6. Какие сигналы подаются на вход схемы ФАПЧ?

7. Приведите векторную диаграмму для сигнала цветовой синхронизации на поднесущей u_ЦС.

15. Флуктуационные шумы в сигнале

15.1 Флуктуационные шумы в сигнале на выходе суперортикона

Обозначим i_олчи i_олб – токи обратного луча на черном и на белом изображениях. Размах тока сигнала на входе ЭУ i_{с р вх} = i_олч – i_олб, где i_олч = i_пл = const. Здесь i_пл – ток прямого луча. Таким образом,

i_{с р вх} = i_олч – i_олб (15.1)

Для промежуточного значения освещенности изображения на фото­катоде имеем

i_{с вх} = i_пл – i_ол (15.2)

Обозначим

α = i_ол/ i_пл. (15.3)

Тогда

i_{с вх} = i_пл (1 – α) = β i_пл, (15.4)

где β – коэффициент модуляции тока луча. Отсюда

β=1–α. (15.5)

Определим отношение сигнал-шум (С/Ш) на входе электронного устройства (ЭУ). Шумовой ток дробового эффекта в обратном луче имеет здесь среднее значение (А)

i_{ш ол вх}= , (15.6)

где ∆f – полоса частот тракта усиления в предварительном видеоуси­лителе (ПВУ), Гц; е – заряд электрона, Кл.

Отношение С/Ш в токе обратного луча (ОЛ) на входе ЭУ

(С/Ш)_{оп вх}= , (15.7)

где

р = (1–α)/ (15.8)

Ток шума на выходе ЭУ определяется из выражения

i²_{ш вых}=i²_{ш ол вх}σ^(2N+1)/(σ – 1) , (15.9)

где N – число динодов в ЭУ; σ – коэффициент вторичной эмиссии динодов (средний); обычно σ = 3...4. Ток сигнала на выходе ЭУ равен:

i_{с вых} = Ki_{c вх} ⁼ σ^Ni_{c вх}. (15.10)

Отношение С/Ш на выходе ЭУ.

(С/Ш)_вых= , (15.11)

т.е. (С/Ш)_вых = (С/Ш)_{ол вх}, так как множитель ≈1, т.е. ЭУ не изменяет отношение С/Ш. Ток шума на выходе ЭУ:

i_{ш вых} = К i_{ш oл вх} . (15.12)

Спектры шумовых токов i_{ш вых} и i_{ш ол вх} – равномерные, их низкоча­стотные составляющие создают в изображении на экране кинескопа крупные шумящие, особенно заметные, участки. Шумы в ПВУ, отне­сенные к его входу(i_ш=20 нА при ∆f=6МГц), много меньше, чем i_{ш ол вых} на выходе ЭУ суперортикона.

Фокусировка электронного луча магнитным полем на мише­ни суперортикона. Длинная фокусирующая катушка создает на всей длине суперортикона магнитное поле Н_ф, силовые линии кото­рого направлены вдоль оси z, совпадающей с осью трубки и фокуси­рует электронный луч на мишени. При отсутствии ускоряющего элек­трического поля E между кроссовером прожектора и мишенью электрон под действием напряженности магнитного поля Н_ф движется по окружности в плоскости х,у.

Рисунок 33. Фокусиров­ка электронного лу­ча магнитным полем в суперортиконе

В суперортиконе на участке между электронным прожектором и мишенью действует вдоль оси z ускоря­ющее электрическое поле, созданное напряжением U между катодом прожектора и мишенью и поэтому электрон движется к мишени по спирали с радиусом R, совершая за время Т один оборот. Под действием электрического поля электрон приобре­тает вдоль оси z скорость (см/с) V₂ = 5,93·10⁷ Спиральные траектории всех электронов пересекают ось z в точках А₁ А₂ и образуют п витков (n – целое число), как показано на рисунке 33, где точка О – кроссовер прожектора (радиус спирали зави­сит от скорости электрона V_xy). Для рисунка 33, где ЭП – электронный прожектор, получим:

d₁=V_zT . (15. 13)

d_M=nd₁ = nV_zT. (15.14)

Время пролета электрона от кроссовера О до мишени

τ = d_m /V_z. (15.15)

Отсюда

n=dT . (15.16)

Подставив (15.1), (15.2) в (15.14), получим:

Н_ф = Н_z= 21.08n ld_M. (15.17)