4.3. Параметры развертки

Телевизионные развертки характеризуют следующими парамет­рами: числом строк разложения в одном кадре г, числом передавае­мых кадров в секунду п, форматом кадра К, т. е. отношением ширины растра к его высоте, периодами развертки кадра Тп, полукад­ра Тк и строки Тг, направлением движения электронного луча.

Отечественным стандартом (ГОСТ 7845—79) установлено: z = 625; n = 25; К = 4/3; Гn = 1/25 с = 40 мс; Tк = Tn/2 = 1/50 с= = 20 мс; Tz =Tn/z =2Tк/z = 1/15 625 с = 64 мкс.

Следовательно, частота развертки полного кадра fn = 1/Tn = = 25 Гц, частота развертки полей (называемая частотой кадровой развертки) fк = 1/Tк = 50 Гц, частота строчной развертки fz = 1/Tz = 15625 Гц.

Направление движения электронного луча во время прямого хода строчной развертки принято слева направо, кадровой раз­вертки - сверху вниз.

4.4. Частотный спектр сигнала изображения

Для определения требуемой полосы пропускания канала связи, по которому передается телевизионный сигнал, необходимо знать частотный спектр сигнала изображения, т. е. его нижнюю и верх­нюю граничные частоты.

Частотный спектр зависит как от характера изображения, так и от параметров развертки. Нижняя граничная частота соответст­вует изображению, имеющему минимальное число изменений ярко­сти, т. е. содержащему наименьшее число деталей. Таким изобра­жением является неподвижная картинка, состоящая из двух де­талей разной яркости (рис. 4.4, а). При ее развертке через на­грузку передающей трубки в течение одного кадра протекают два импульса тока — по одному в каждом поле (рис. 4.4, б).

Период образовавшегося импульсного сигнала будет равен пе­риоду полукадра Tn = Tк, а его частота (нижняя граничная ча­стота сигнала изображения) — частоте смены полей кадровой раз­вертки: fn = fк = 50 Гц.

Верхняя граничная частота соответствует изображению, содер­жащему максимальное число элементов, яркость которых позволяет раздельно передать (и воспроизвести) телевизионная система. Та­кое изображение, состоящее из чередующихся светлых и темных элементов (квадратов), показано на рис. 4.4,в.

Геометрические размеры d каждого элемента соответствуют вы­соте строки, которая, в свою очередь, определяется апертурой — конечным размером D развертывающего электронного пятна.

При развертке каждой пары соседних элементов изображения получаются импульсы тока, следующие с периодом Tв (рис. 4.4, г). Частота такого импульсного сигнала, являющаяся верхней гранич­ной частотой сигнала изображения, fв = 1/Tв. Верхняя граничная частота, как и нижняя, находится в прямой зависимости от ча­стоты смены полей, а также от числа строк разложения и формата кадра.

Рис. 4.4. Определение граничных частот сигнала изображения: а, б - нижней; в, г — верхней

Действительно, если принять число элементов изображения, ук­ладывающихся по высоте кадра Н (см. рис. 4.4, в), равным числу строк разложения z, то вдоль каждой строки В уложится в К=В/Н раз больше, т. е. Кz элементов, а общее число элементов будет N = zKz = Kz². Для передачи всех элементов полного кадра отводится время Тп=2Тк. Следовательно, время передачи одного элемента Tэ = 2Tк/N = 2Тк/Кz², а время передачи каждой пары элементов, т. е. соответствующий верхней граничной частоте пе­риод импульсного сигнала, Tв = 2Tэ = 4Tк/Kz².

Отсюда верхняя граничная частота

fв = 1/Tв = Кz² /4Tк , или fв = fк Кz² /4

где fк = 1/Tк — частота смены полукадров.

Подставив значения К = 4/3, z = 625 строк и fк =50 Гц, по­лучим fв = 6,5 МГц.

Фактически, вследствие потери части строк за время обратного хода кадровой развертки число активных (несущих информацию об изображении) строк будет несколько меньше чем 625, а fв = 6,0 МГц.

Поскольку верхняя граничная частота (6 МГц) значительно выше нижней (50 Гц), то ширина частотного спектра сигнала изображения определяется только верхней граничной частотой, т. е. f = fв - fн  fв = 6 Мгц.

Очевидно, что при увеличении частоты смены кадров или числа строк разложения увеличивается верхняя граничная частота и рас­ширяется частотный спектр сигнала изображения. Так, при fn = 50 Гц частотный спектр составил бы 12 МГц.