Общее описание лабораторной установки УТС-2010
В состав установки УТС-2010 входят: стойка, стол, осциллограф, комплект коаксиальных кабелей СР-50, пульт ДУ DVD - проигрывателя, пульт ДУ видеомонитора, сетевой фильтр, системный блок ПК, клавиатура, мышь.
Стойка имеет три панели. На левой панели расположены коммутатор входов, DVD-проигрыватель, генератор испытательных сигналов и тумблер «Сеть».
Коммутатор входов содержит в себе источник питания видеокамеры, разъём для подключения видеокамеры, разъём для подключения внешнего источника видеосигнала, переключатель «камера/внешний», разъем выхода видеосигнала.
DVD-проигрыватель предназначен для воспроизведения видеозаписей с DVD-дисков и служит в данной установке источником композитного (гнездо ПЦТВС) и компонентного (гнёзда R/Cr, G/Y, B/Cb) видеосигналов, так же имеет выходы строчной (гнездо СС) и кадровой (гнездо КС) синхронизации (верхние гнезда). Переключение между форматами (RGB и Y_Cb_Cr) компонентного видеосигнала осуществляется при помощи пульта ДУ в меню настроек DVD-проигрывателя. Большинство лабораторных работ используют формат RGB, поэтому при первом включении установки необходимо убедиться, что проигрыватель переведён в этот режим. Для этого подключите выход ПЦТВС DVD-плеера к входу ПЦТВС видеомонитора и тумблером «ПЦТВС/RGB» переведите видеомонитор в режим ПЦТВС. Зайдите в меню настроек проигрывателя и установите нужный формат.
Генератор испытательных сигналов (ГИС) формирует 10 вариантов тестовых изображений. ГИС является источником композитного (гнездо ПЦТВС) и компонентного (гнёзда R/Cr, G/Y, B/Cb) видеосигналов, так же имеет выходы строчной (гнездо СС) и кадровой (гнездо КС) синхронизации (нижние гнезда). Переключение между форматами (RGB и Y_Cb_Cr) компонентного видеосигнала осуществляется кнопкой «RGB / Y_Cb_Cr», расположенной на панели ГИС. С данной версией программного обеспечения установки ГИС формирует ПЦТВС только в системе PAL.
Тумблер «Сеть» предназначен для включения/выключения стойки. Внимание! Включать стойку следует прежде, чем системный блок ПК, а выключать после того, как будет выключен ПК. В противном случае это может приводить к ошибкам в работе установки, а также к потере настроек расширения рабочего стола Windows в случае использования этого режима.
На средней панели установки находится дисплей, предназначенный для отображения лабораторной работы со схемой исследуемого устройства и вспомогательными блоками (например, блок осциллографа для выбора строки). Чтобы запустить лабораторную работу, откройте приложение TV2_****.exe, воспользовавшись ярлыком на рабочем столе. В появившемся меню выберете необходимую работу. Слева, справа и снизу от дисплея расположены гнёзда для подачи сигналов от различных источников на исследуемую схему или снятия сигналов на измерительные приборы (осциллограф). Гнёзда, используемые в работе, подписываются, или к ним подходят шины от исследуемой схемы с указанием, на вход работает гнездо или на выход. Внимание! Запрещается подключать к гнезду любые источники сигналов, если оно работает на выход. Пять ручек управления, находящихся под дисплеем используются для изменения различных параметров схемы (например, коэффициент усиления усилителя) или настроек вспомогательных блоков (например, номер строки в блоке осциллографа).
На правой панели расположен видеомонитор, предназначенный для просмотра видеоизображения, содержащегося в композитном или компонентном видеосигнале. На панели видеомонитора находятся гнёзда «ПЦТВС», «R», «G», «B», тумблер «ПЦТВС/RGB», кнопки управления настройками видеомонитора («выбор входа», «меню», кнопки громкости + / - (в меню используются для навигации и для изменения параметров), кнопки «вверх» / «вниз» выбора каналов (в меню используются для навигации), кнопка выключения питания видеомонитора).
Видеомонитор может работать от следующих источников: «внешний» (композитный или компонентный видеосигнал), «AV» (не используется), «S-Video» (не используется), «ПК» и «ТВ». Выбор источника осуществляется при помощи кнопки «выбор входа» на передней панели видеомонитора либо кнопкой «source» на пульте ДУ видеомонитора. Для проведения лабораторных работ необходимо использовать видеомонитор в режиме «внешний». Переключение между композитным (гнездо «ПЦТВС») и компонентным (гнёзда «R», «G», «B») видеосигналами осуществляется тумблером «ПЦТВС/RGB». Для использования установки в качестве компьютера с двумя мониторами в режиме расширения рабочего стола Windows переведите видеомонитор в режим «ПК». В режиме «ТВ» видеомонитор работает как приёмник ТВ сигналов. На задней стенке стойки расположен ВЧ вход для подключения антенного кабеля.
Внимание! Некоторые модели видеомониторов в режиме «внешний» + «RGB» не синхронизируются от компонентного RGB сигнала и требуют также подачи на гнездо «ПЦТВС» сигнала, содержащего синхросмесь. Поэтому в некоторых лабораторных работах для этих целей предусмотрено гнездо «синхр.». В случае, если монитор не синхронизируется, подключите «синхр.» к входу «ПЦТВС» монитора.
1 Лабораторная работа № 1. «Исследование PAL кодера»
1.1 Цель работы:
Исследовать принцип формирования ПЦТВС в формате PAL из исходного компонентного RGB сигнала. Закрепить теоретические знания, изучить осциллограммы в основных контрольных точках типового PAL кодера, а также оценить влияние величины задержки яркостного сигнала, коэффициентов компрессии Ku и Kv, уровня вспышки поднесущей на формируемое изображение.
1.2 Описание лабораторной работы
Для выполнения лабораторной работы необходимо запустить программу TV2_XXXX.exe, используя ярлык на рабочем столе. Появится меню выбора лабораторных работ (рисунок 1.1). При нажатии на кнопку с названием работы «Исследование PAL кодера» откроется схема для исследования (рисунок 1.2).
Рисунок 1.1 – Меню выбора лабораторных работ
3 Домашнее задание
1.3.1 Изучите основные вопросы темы по конспекту лекций и литературе: 1.
1.3.2 Подготовьте заготовку отчета.
Рисунок 1.2 – Лабораторная работа «Исследование PAL кодера»
1.4 Лабораторное задание
1.4.1 Ознакомиться со схемой для исследования PAL кодера.
1.4.2 Изучить осциллограммы в основных контрольных точках.
1.4.3 Оценить влияние величин коэффициентов K1, K2, задержки яркостного сигнала (Δt), коэффициентов компрессии Ku и Kv, уровня вспышки поднесущей Uвсп на формируемое изображение.
1.5 Порядок выполнения работы
1.5.1 Внимание! Включение питания при проведении всех лабораторных работ возможно только в присутствии преподавателя.
1.5.2 Подайте с выходов RGB ГИС или DVD – проигрывателя видеосигнал на входы RGB кодирующей матрицы PAL кодера.
1.5.3 Выход PAL кодера (КТ23) подключите к входу ПЦТВС видеомонитора. Видеомонитор должен быть переведён в режим «внешний» кнопкой «выбор входа», тумблер в положении «ПЦТВС».
1.5.4 Оба канала осциллографа подключите к выходам коммутатора КТ.
1.5.5 Для нормальной работы PAL кодера, ручками управления установите следующие значения:
- K1 – коэффициент усилителей на входе PAL кодера. Используется для установки рабочего уровня сигналов (уровень белого 700 мВ);
- K2 – используется для установки уровня сигнала цветности. (Нормальный уровень поднесущей при K2 = 0.8);
- Uвсп – установка уровня импульсов вспышки. (Нормальное значение 0.3В);
- Ku – коэффициент компрессии сигнала Cb. (Нормальное значение 0.49);
- Kv – коэффициент компрессии сигнала Cr. (Нормальное значение 0.88).
1.5.6 С помощью видеомонитора убедитесь в правильности формируемого изображения. Если при заданных значениях установок изображение не синхронизируется или имеет низкое качество, необходимо перезапустить программу «Исследование PAL кодера».
1.5.7 Изучите осциллограммы в основных контрольных точках.
1.5.8 Изменяя по очереди значения K1, K2, (Δt), Ku, Kv, Uвсп в большую и меньшую сторону от номинального значения, определите, каким образом эти изменения влияют на формируемое изображение и каким образом меняются осциллограммы в контрольных точках КТ1, КТ2, КТ3, КТ22, КТ18, КТ19, КТ8 и КТ23.
1.5.9 Снимите зависимости значений параметров сигнала в контрольных точках:
- КТ1, КТ2, КТ3 КТ23 от значений K1,
- КТ22, КТ23 от K2;
- КТ18, КТ23 отKu;
- КТ19, КТ23 от Kv;
- КТ8, КТ23 от Uвсп .
1.5.10 Постройте графики зависимости значений параметров сигнала в контрольных точках от значений k1, k2, (Δt), Ku, Kv, Uвсп.
1.6 Отчет должен содержать:
- таблицы измерений и графики зависимости значений параметров сигнала в контрольных точках от значений K1, K2, (Δt), Ku, Kv, Uвсп.;
- выводы, к которым пришли, сравнивая полученные экспериментальные данные с теоретическим материалом.
1.7 Контрольные вопросы
1.7.1 Каковы основные достоинства квадратурной балансной модуляции?
1.7.2 Каковы условия формирования сигналов в квадратуре?
1.7.3 Каковы фазовые соотношения между исследуемыми сигналами?
1.7.4 Каковы условия баланса в БМ?
1.7.5 К чему может привести нарушение баланса БМ?
1.7.6 Какие искажения изображения могут возникнуть при нарушении условия формирования сигналов цветности в квадратуре?
1.7.6 Что такое дифференциально-фазовые искажения сигналов цветности и как они проявляются на изображении?
1.7.7 Что такое дифференциально-амплитудные искажения и как они проявляются на изображении?
1.7.8 Каковы особенности квадратурной балансной модуляции сигналов цветности в кодере PAL?
1.7.9 Каковы условия формирования сигналов цветовой синхронизации в кодере PAL?
1.7.10 При каком условии подавляется цветовая поднесущая в кодере PAL?
1.7.11 Из каких соображений выбирается частота цветовой поднесущей в кодере PAL?