![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Шендерович А.М. Передача сигналов цветного телевидения по линиям связи
.pdfгде Тмин — минимальная |
длительность звуконесущего |
импульса |
в |
|||||
процессе модуляции . |
|
f |
= — |
1 |
и 'согласно |
(4.30) |
||
Тогда х = — |
|
|||||||
|
|
/в |
2 fв т М Н Л |
|
|
|
|
|
|
|
у ( * ) - " К 2 / в т и и н . |
|
|
|
|
|
|
О ц е н и м порядок |
величины у(х). |
П о л а г а я |
/ в = 6 М Г ц |
и т М т г ~ |
||||
—0,5 ім«с, имеем у(х)=Ѵ2 |
- 6-106 -0,5-10-6 = 2,45, или |
7,в |
д Б . |
Та |
||||
ким образом, включение |
фильтра |
перед демодулятором |
повысило |
|||||
отношение сигнал/шум ів звуковом |
.канале на |
7,8 д Б . . |
|
|
|
СМЕШАННЫЙ СПЕКТР ШУМА
•Спектр мощности представляет собой сумму равномерного и параболических шумов (рис. 4.18а). Спектральная плотность мощ ности шума имеет в и д
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N(])=N0 |
|
+ bf. |
|
|
|
|
(4.32) |
|||
Мощность |
ш у м а |
іна входе и |
выходе ф и л ь т р а |
согласно .(4.32): |
|||||||||||||||
|
|
|
|
Ршп = |
j |
Ѵ о |
+bf)df |
|
= NoU |
+ |
b-^-; |
|
|
(4.33) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^шф |
= |
] |
(N0+bftdf |
|
|
= xN0fB |
+ |
x*b-^~. |
|
(4.34) |
||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П е р в о е с л а г а е м о е |
в |
(4.33) |
представляет мощность ш у м а |
с р а в |
|||||||||||||||
номерны*! |
спектром |
іи |
численно |
|
р а в н о п л о щ а д и |
прямоугольника |
|||||||||||||
OACD |
на |
рис. 4Л<8в, второе |
с л а г а е м о е |
— |
мощность шума |
с п а р а |
|||||||||||||
болическим |
спектром, |
|
'численно |
р а в н а |
п л о щ а д и |
параболического |
|||||||||||||
треугольника АБС |
на рис . 4Л8в. Сумма |
этих двух с л а г а е м ы х |
пред |
||||||||||||||||
с т а в л я е т полную мощность |
шумов видеосигнала . |
О б о з н а ч и м : |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•Рш p = |
Л/о /в, |
Рш ц — Ь —— . |
|
|
|
||||||||
Тогда |
.(4.33) |
и >(4.34) |
м о ж н о |
з а п и с а т ь |
в следующем виде: |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
•^шв = |
^шр |
~Ь Aim! |
|
|
|
(4.35) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Р(х)шф |
= |
хРШр |
+ х°Ршл. |
|
|
|
(4.36) |
|||||
П о д с т а в л я я |
1(4.36) |
в |
(4.26), |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
у (X) = X |
Л/ |
S |
D |
|
РТ |
|
п |
= |
|
X і/тв |
|
^шв |
|
|
( 4 3 7 ) |
|||
П е р е й д е м от абсолютных значений мощности .к относительным |
|||||||||||||||||||
величинам. Д л я |
этого |
введем |
относительную |
мощность р, |
р а в н у ю : |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р = Лир/Лив- |
|
|
|
|
(4 -3 8 ) |
||||
•Величина |
р |
.характеризует |
отношение мощности ш у м а |
с |
равно |
||||||||||||||
мерным спектром |
ІКО всей |
мощности ш у м а |
в |
в и д е о к а н а л е |
іи |
м о ж е т |
92
быть вычислена как отношение п л о щ а д и прямоугольника |
OACD |
к |
||||
площади параболической трапеции |
OABD |
(см. рис. 4Л8в). |
С уче |
|||
том (4.38) |
в ы р а ж е н и е |
і(4.37) можно |
записать в виде |
|
|
|
Максимум |
помехоустойчивости звукового |
к а н а л а определяется |
||||
малдаимумом функции |
(4.39), который совпадает с м а к с и м у м а м |
вы |
||||
р а ж е н и я под знаком |
р а д и к а л а : |
|
|
|
|
|
|
Уі (X) = у* (X) = |
f — — . |
(4.40) |
|||
|
|
(1 — р)х- + р |
|
|
Отыскание экстремальных значений функции (4.40) в о б щ е м виде путем приравнивания н у л ю ее первой производной приводит к не
обходимости р е ш е н и я кубического уравнения . |
В 'зависимости от |
||||||||||||||
численных значений |
коэффициентов |
этого |
уравнения в о з м о ж н о |
||||||||||||
шесть |
р а з л и ч н ы х |
в а р и а н т о в |
распределения |
экстремальных |
точек |
||||||||||
функции |
(4.40). Д л я |
р а с с м а т р и в а е м о г о |
случая |
выполняются |
сле |
||||||||||
дующие |
условия: О ^ х ' ^ 1 и 0 < . р < 1 . В этом |
д и а п а з о н е |
изменений |
||||||||||||
значений |
х и р имеется только |
один м а к с и м у м |
функции |
'(4.40) |
при |
||||||||||
значении х, равном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
хо=Ѵт=7' |
|
|
|
|
|
|
|
{ 4 - 4 1 ) |
||
которому |
соответствует |
согласно (4.24) |
о п т и м а л ь н а я |
полоса |
про |
||||||||||
пускания |
ф и л ь т р а : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
W |
= |
/ B ] / - n = 7 - |
|
|
|
|
(4-42) |
|||
Из |
в ы р а ж е н и я |
(4.42) |
видно, |
что с |
увеличением р |
'Оптимальная |
|||||||||
полоса |
пропускания |
ф и л ь т р а |
демодулятора |
увеличивается |
іи при |
||||||||||
р = 0,5 |
она становится |
равной |
полосе |
|
пропускания |
видеоканала . |
|||||||||
При д а л ь н е й ш е м |
увеличении |
,р(1^.р^0,5) |
|
о п т и м а л ь н а я |
полоса |
пропускания ф и л ь т р а становится б о л ь ш е полосы пропускания ви
деоканала . Это у к а з ы в а е т на то, что д л я повышения |
помехоустой |
|||
чивости в этом |
случае требуется |
не с у ж а т ь полосу |
пропускания |
|
демодулятора', |
а увеличивать |
полосу |
пропускания |
видеоканала . |
Таким образом, |
точка с р = 0,5 является |
граничной. П р и /?<0,5 по |
мехоустойчивость м о ж е т быть увеличена путем включения на входе демодулятора ф и л ь т р а низких частот. При р ^ 0 , 5 применять фильтр в демодуляторе становится нецелесообразным, т а к к а к сок
р а щ е н и е |
полосы в этом с л у ч а е ухудшает |
помехоустойчивость. |
|
|||
П р и |
пользовании ф-лой (4.42) |
необходимо проверить |
выпол |
|||
нение условия (4.31 ) , т. е. убедиться |
в том, что о п т и м а л ь н а я |
с точ |
||||
ки зрения помехоустойчивости |
полоса |
пропускания ф и л ь т р а |
не |
|||
меньше той полосы частот, 'которая |
требуется д л я достижения |
ус |
||||
тановившегося значения р а з м а х а |
импульсов после ф и л ь т р а , т |
е. |
||||
|
/ ф опт ^ / ф и н н - |
|
(4.43) |
93
П ри невыполнении |
условия |
(4.43) полоса |
.пропускания |
ф и л ь т р а |
||||
д о л ж н а .выбираться |
по ф -ле 1(4.31). |
|
|
|
|
|||
Выигрыш, получаемый от применения ф и л ь т р а с оптимальной |
||||||||
полосой пропускания, согласно |
(4.39) |
и |
(4.41) |
раве н |
|
|||
|
|
У(х) |
= |
2 / р ( 1 |
- Р ) |
|
(4.44) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Н а |
рис. 4.20 п о к а з а н а зависимость |
оптимальной полосы |
пропус |
|||||
кания |
ф и л ь т р а демодулятора |
(кривая |
х) и в ы и г р ы ш а в помехоус |
|||||
тойчивости, получаемого от применения |
такого фильтра і(.кривая у), |
в зависимости от изменения спектрального состава 'смешанного шу ма; переменная р, характеризующа я .спектральный состав, опреде
ляется соотношением |
(4.38). |
|
|
|
|
Оценим порядо к величины возможного увеличения |
помехоустой |
||||
чивости. |
|
|
|
|
|
'Как п о к а з ы в а ю т |
измерения, иа |
долю белого шума |
приходится |
||
примерно 10% полной мощности шумов видеоканала |
спутниковой |
||||
линии, т. е. коэффициент р » 0 , 1 . |
Тогда оптимальная |
полоса |
про |
||
пускания ф и л ь т р а согласно |
(4.42) |
/ф О п т = / в К 0 , 1 (1—0,1)="^-/в- |
П о |
||
скольку д л я телевизионного |
к а н а л а / в = 6 М Г ц , то / ф 0 пт = 2 М Г ц и- |
применение ф и л ь т р а с такой полосой пропускания ув-еличнт отно
шение сигнал/шум в звуковом канале по |
сравнению |
со |
случаем,, |
||||||||||||||
когда |
|
такой |
фильтр |
отсутствует, |
согласно |
|
(4.44) |
в |
у(х) |
— |
|||||||
- у - |
2Ѵ0,\ |
(1 |
—0,1) |
=ІІ,3 р а з а , или |
на |
2,2 |
д Б . |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Полученные |
в |
этом |
параграфе - |
||||||||||||
щ |
|
|
|
|
|
|
соотношения |
т а к ж е |
могут |
быть |
ис |
||||||
|
|
|
|
|
|
пользованы |
при |
расчете |
помехоус |
||||||||
дВ - !,0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
Ô - 0,8 |
|
|
|
|
|
тойчивости |
к а н а л а |
синхронизации |
|||||||||
|
|
Sx |
|
|
приемной |
и |
передающей |
аппарату |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
6 -0ß |
|
|
|
|
ры, при выборе |
полосы |
пропускания |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
- |
O/t |
|
|
|
|
селектора |
синхроимпульсов |
телеви |
|||||||||
|
|
|
|
зионного |
сигнала. Такое |
обобщени е |
|||||||||||
г - |
0,2 |
|
|
|
|
правомочно, |
т а к |
как |
в |
обоих |
слу |
||||||
|
|
|
|
чаях |
, о б р а б о т к а |
|
сигнала |
произ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
0,1 |
0,2 |
0,3 Ofi |
0,5P |
водится пороговой схемой -— огра |
|||||||||||
|
|
ничителем, |
и |
задач а |
сводится |
к |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
Рис. |
4.20 |
|
|
получению |
минимальной |
шумовой |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
девиации фронтов выделяемых им |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пульсов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.5. О С О Б Е Н Н О С Т И |
П Р О Х О Ж Д Е Н И Я |
С О В М Е Щ Е Н Н О Г О |
|
||||||||||||||
|
С И Г Н А Л А Ч Е Р Е З Р А Д И О Т Р А К Т С Ч А С Т О Т Н О Й |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
М О Д У Л Я Ц И Е Й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В |
н а с т о я щ е е в р е м я |
на |
линиях связи с И С З повсеместно |
исполь |
|||||||||||||
зуется |
частотная м о д у л я ц и я радиоиесущей, п о з в о л я ю щ а я |
относи - |
94
тельно простыми техническими средствами обеспечить требуемые показатели . Вследствие ограниченности энергетических в о з м о ж н о
стей 'бортового |
р е т р а н с л я т о р а |
рабочая |
точка |
х-аірактеристики |
де |
|
модулятора |
4 M |
несущей выбирается вблизи порога, причем вели |
||||
чина запаса |
ів надпороговой области не |
п р е в ы ш а е т нескольких |
де |
|||
цибел. П о этой |
ж е причине полосу пропускания |
радиоканала стре |
||||
м я т с я ограничить .минимумом, |
еще допустимым |
с точки зрения |
ис |
|||
к а ж е н и й телевизионного сигнала . |
|
|
|
В итоге полоса пропускания радиоканала при передаче чернобелого телевидения выбирается немного больше удвоенного значе ния девиации несущей частоты. Спад амплитудно-частотной харак теристики на к р а ю полосы пропускания может достигать несколь ких децибел.
Из сказанного |
ясно, |
что в |
процессе |
.модуляции, в |
те моменты |
||||||
времени, когда н е с у щ а я |
с м е щ а е т с я |
к |
краю |
полосы |
пропускания, |
||||||
для р а б о т ы |
демодулятора 4 M |
несущей создаются |
наиболее |
небла |
|||||||
гоприятные условия — уровень несущей |
ів эти моменты снижается |
||||||||||
из-за спада |
амплитудно-частотной |
характеристики |
радиотракта и |
||||||||
р а б о ч а я точка о к а з ы в а е т с я вблизи |
порога. Именно |
т а к и е моменты |
|||||||||
и создаются в о в р е м я передачи звуконесущих |
импульсов, посколь |
||||||||||
ку они имеют м а к с и м а л ь н ы й |
д л я телевизионного |
сигнала |
р а з м а х |
||||||||
от уровня черного до уровня |
белого |
и |
и м |
соответствует |
макси |
||||||
мальная девиация |
несущей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Условия д л я приема |
звуконесущих |
импульсов могут е щ е |
более |
ухудшиться из - за возможного на практике сдвига частоты несущей например, при резких изменениях постоянной составляющей теле визионного сигнала, переходных процессов при коммутации про грамм и других причин, поскольку в частотных модуліяторах спут никовых линий восстановление постоянной с о с т а в л я ю щ е й телеви зионного сигнала не производится . В итоге в моменты передачи звуконесущих импульсов создаются условия, п р и которых н е с у щ а я
м о ж е т дополнительно сместиться |
по склону |
амплитудно-частотной |
|||||||
характеристики р а д и о т р а к т а . Е е |
уровень |
соответственно |
снижает |
||||||
ся, и в демодуляторе 4 M |
несущей в эти моменты возникают поро |
||||||||
говые явления. П о этой |
причине |
звуковой |
к а н а л о к а з ы в а е т с я |
по |
|||||
р а ж е н н ы м сильными ш у м а м и , в т о в р е м я |
как качествотелевизион |
||||||||
ного и з о б р а ж е н и я |
остается |
высоким . Д л я |
устранения |
возможности |
|||||
появления таких |
явлений |
необходимо иметь соответствующий |
за |
||||||
п а с по полосе пропускания или его .можно |
создать |
искусственно, |
|||||||
снизив р а з м а х звуконесущих импульсов |
в телевизионном |
сигнале. |
При |
этом необходимо учитывать, что снижение р а з м а х а |
звуконесу |
щих |
импульсов, хотя и устраняет появление пороговых |
эффектов, |
однако |
одновременно ведет |
к |
снижению |
помехоустойчивости |
зву |
|||
кового |
канала, |
в силу |
чего |
у м е н ь ш а т ь |
р а з м а х звуконесущих |
им |
||
пульсов |
больше |
чем на |
2 ч - 3 д Б |
н е ж е л а т е л ь н о . |
|
|
||
Остановимся |
е щ е на |
одной |
'особенности радиотрактов с |
частот- |
||||
"ной модуляцией. Характерным |
д л я них я в л я е т с я применение |
оиоте- |
||||||
мы частотных предыскажений . П р и этом |
телевизионный сигнал |
пе - |
95
;ред .подачей |
на вход |
частотного |
м о д у л я т о р а |
пропускается |
через |
||||
п р е д ы с к а ж а ю щ у ю |
цепь, |
которая |
производит |
подъем |
его высоких |
||||
частот и ослабление низких. На |
приемном конце линии |
производит |
|||||||
ся о б р а т н а я |
операция, |
в |
ходе |
которой восстанавливаются |
исход |
||||
н ы е соотношения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
2 |
3 4 5 Б МГц |
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.21 |
|
|
|
|
Система |
частотных |
предыскажений |
повсеместно применяется в |
||||||
р а д и о т р а к т а х |
с 4 M |
как на |
радиорелейных линиях п р я м о й |
видимо |
|||||
сти, т а к и |
на |
спутниковых |
линиях . |
Форма |
.амплитудно-частотной |
||||
характеристики п р е д ы с к а ж а ю щ и х |
'(.и |
восстанавливающих) |
цепей |
регламентируется документом М К К Р |[4Л8] и п о к а з а н а на рис. 4.21 (восстанавливающая цепь имеет обратную характеристику) . От
метим, что |
частотные п р е д ы с к а ж е н и я |
вводятся в основном д л я |
по |
давления |
постоянной составляющей |
телевизионного сигнала |
и |
уменьшения его нелинейных искажений в процессе частотной м о
дуляции и демодуляции . Н а |
помехоустойчивость в и д е о к а н а л а |
т а к а я |
||||||||||
обработка телевизионного сигнала |
влияет |
м а л о |
— |
отношение |
сиг |
|||||||
н а л / ш у м |
взвешенный практически |
не |
меняется, |
а |
отношение |
сиг |
||||||
н а л / ш у м |
интегральный улучшается |
н а |
2дБ п о |
сравнению |
со |
|
слу |
|||||
чаем, .когда п р е д ы с к а ж е н и я |
отсутствуют |
'(спектр мощности |
ш у м а |
|||||||||
при этом предполагается п а р а б о л и ч е с к и м ) . |
|
|
|
|
|
|
||||||
Действие п р е д ы с к а ж а ю щ е й |
цепи на |
передаче |
прОіяівляется |
в |
ча |
|||||||
стичном |
дифференцировании |
телевизионного |
сигнала . |
На |
|
рис . |
||||||
4.22а и |
б п о к а з а н телевизионный сигнал |
(импульс |
белой |
полосы) |
||||||||
до и после предыскажений . |
П р е д ы с к а ж е н и я снижают |
установив |
||||||||||
шееся значение телевизионного сигнала |
(размах плоской части |
вер |
||||||||||
шины импульса) п о сравнению с непредыскаженным |
сигналом в |
|||||||||||
3,56 р а з а . 'Соответственно уменьшается |
и |
девиация |
несущей |
в |
эти |
моменты. М а к с и м у м девиации и сопутствующий ему м а к с и м у м не линейных искажений н а б л ю д а е т с я теперь ів моменты передачи фронтов импульса, т. е. в течение относительно .коротких моментов •времени. При визуальном воспроизведении телевизионного с и г н а л а
96
этим моментам |
соответствуют |
переходы .между светлыми іи темны |
|||||||||
ми |
местами и з о б р а ж е н и я , |
т. е. их |
геометрические |
р а з м е р ы на эк |
|||||||
ране |
телевизора |
относительно ма |
|
|
|
||||||
лы. |
|
Основная |
ж е б о л ь ш а я |
часть |
а) |
|
|
||||
изображения, соответствующая |
пло |
|
|
v„, |
|||||||
ской вершине имлульса, теперь вос |
|
|
|||||||||
производится с |
меньшими |
градаци |
|
|
|
||||||
онными |
искажениями . |
Визуально |
|
|
|
||||||
это |
воспринимается |
как улучшение |
6} |
|
|
||||||
к а ч еств а |
из о б р а жен и я. |
|
|
|
|
и, |
|||||
|
При передаче звуконесущих им |
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||
пульсов положение существенно из |
|
|
|
||||||||
меняется. При Ш И М полезная ин |
S) |
|
и. |
||||||||
формация о звуковом сигнале пере |
|
|
|||||||||
дается фронтами звуконесущих им |
г Н _ _ Ь Г |
||||||||||
пульсов. |
Наличие |
предыскажений |
|||||||||
не изменит условий их передачи, |
|||||||||||
если |
их |
р а з м а х по-прежнему |
будет |
г) |
|
|
|||||
являться |
максимальным |
для |
кана |
|
|
||||||
|
|
|
|||||||||
ла |
связи. То, что вершина звуконе- |
|
|
|
|||||||
сущего импульса в этом случае име |
|
|
|
||||||||
ет меньший размах и подвергается |
|
|
|
||||||||
меньшим |
искажениям, дополнитель |
Рис. 4.22 |
|||||||||
ного |
полезного |
|
эффекта |
не |
дает. |
|
|
|
|||
|
|
|
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ЗВУКОВОГО КАНАЛА ПРИ |
||||||||
|
|
|
ПРИМЕНЕНИИ ЛИНЕЙНЫХ ПРЕДЫСКАЖЕНИЙ |
|
|||||||
|
Н а рис . 4.23а п о к а з а н а |
принципиальная схема |
п р е д ы с к а ж а ю щ е й |
||||||||
цепи, рекомендованной М К Ж Р |
(4.18] дл я использования в телевизи |
||||||||||
онных т р а к т а х |
с |
частотной .модуляцией. П р и расчете |
переходных |
||||||||
•процессов эта схема |
может б ы т ь упрощена и заменена |
эквивалент |
ной схемой рис. 4.23г или д. В правомочности такой з а м е н ы м о ж но убедиться, если предварительно схему рис . 4>23а изобразить в виде мостовой схемы рис . 4.236 (эти дв е схемы электрически тож дественны и отличаются только порядком размещения элементов на чертеже) . ^
Мостовая схема о к а з ы в а е т с я сбалансированной . В этом .можно убедиться, если подставить численные значения ее элементов в уравнения баланса:
^АВ |
^DC Л2 |
|
RI R2 |
= Rn |
(4.45) |
С |
|
|
где RAB и RDC — значения, сопротивлений, |
включенных м е ж д у точ |
|
к а м и AB и DC. |
|
|
4—145 |
97 |
Ла=750» Ri =300Ом
R2=18,75Ом л C=l69Sn<P
і=9,!4нкГ
Рис. 4.23
Поскольку |
мостовая |
||||
схема |
сбалансирована |
и |
|||
'потенциалы |
тачек |
А и С |
|||
/равны, |
так |
через |
сопро |
||
тивление Яо. |
включенное |
||||
между |
этими |
точками, не |
|||
протекает . |
П о э т о м у |
это |
|||
сопротивление |
можно |
ис |
|||
ключить нз схемы, |
харак |
теристики схемы не изме нятся. Схема после тако
го |
п р е о б р а з о в а н и я |
при |
мет |
вид, показанный |
на |
рис. |
4.23s. И з этого |
ри |
сунка видно, что форми рование сигнала произво
дится ветвью |
BCD, вто |
рая ветвь BAD |
необходи |
ма для обеспечения по стоянного /входного со противления со стороны генератора. Поскольку в рассматриваемом случае потенциалы точек А и С одинаковы, форма сигна лов на выходе обеих вет
вей |
т а к ж е |
будет |
одинако |
||||
ва |
и дл я |
расчета |
можно |
||||
использовать |
любую |
из |
|||||
эквивалентных |
схем |
рис. |
|||||
4.23. |
|
|
|
|
|
|
|
П е р е х о д н а я характери |
|||||||
стика |
схемы |
рис, 4.2-Зг, д |
|||||
/при |
л о д а ч е |
на |
её |
; вход |
|||
'идеального |
единичного |
||||||
с к а ч к а н а п р я ж е н и я |
имеет |
||||||
'віед|[19] |
|
|
|
|
|
|
к(*) = |
к» + |
( 1 — Ко)е |
(4.46) |
||
г д е |
|
|
|
|
|
|
/Со.—• |
|
|
То |
|
Rg Rl |
|
Ro + |
Rt |
R0 + R2 |
R0 + Ri |
|||
Ro + ^2 |
|
Реальные импульсы и м е ю т конечную длительность фронта, и можно считать, что. их. фронты н а р а с т а ю т по экспоненциальному закону:
98
|
|
|
|
|
|
|
|
М / ) |
= |
л |
( і |
- е |
' " A |
|
|
|
|
|
(4-t7) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( « 8 ) |
где Л — р а з м а х |
|
.импульса; |
Тф— (постоянная |
времени |
фронта |
н а р а |
||||||||||||||||
стания |
и м п у л ь с а ; - ^ ф — д л и т е л ь н о с т ь фронт а |
импульса, измеренная |
||||||||||||||||||||
ів интервале +10-=-90% от устаіновившегося значения . |
|
|
|
|||||||||||||||||||
О р и |
известной |
форме входного |
сигнала |
ф о р м а сигнала |
на вы |
|||||||||||||||||
ходе линейного |
четырехполюсника |
согласно (4.1] |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
u2(t) |
= |
|
u1(0)K(t)-\- |
|
^и\(х)кЦ |
|
— x)dx, |
|
|
|
(4.49) |
||||||||
где Ui(()—напряжение |
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
щ |
( 0 ) — з н а |
||||||
|
|
|
на |
входе |
четырехполюсника; |
|||||||||||||||||
чение входного н а п р я ж е н и я в начальный момент; |
|
и\(х)—.произ |
||||||||||||||||||||
водная |
входного |
н а п р я ж е н и я ; |
к>(і)—переходная |
|
характеристика |
|||||||||||||||||
четырехполюсника. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В рассматриваемом |
случае |
из в ы р а ж е н и я |
(4,47) имеем: |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и[(х) |
= |
^ - |
е |
^ . |
|
|
|
|
|
|
(4.50) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
« і ( 0 ) * = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.51) |
|||
П о д с т а в л я я |
в ф-лу |
(4.49) |
ф-лы (4.46), |
(4.50) |
и |
(4.51), |
получаем |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t-x- |
|
|
|
|
|
|
|
« . ( 0 |
= |
— f e |
Т < " |
Ко |
+(1—к0)е |
|
|
dx |
= |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
A ^ |
f |
e |
x |
* d x + |
* 0 - « o ) e |
- |
Г е |
- |
|
X*dx. |
|
|
||||||||
|
|
Тф |
J |
|
|
|
|
|
|
|
Тф |
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончательно |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
и, (0 = А к0 |
( 1 - |
е~ |
* |
) |
+ |
Л ( 1 - ^ ) |
т ° |
( е ~ ~* |
~ |
е~ ^ ) |
. |
(4.52) |
||||||||||
Момент времени, при котором выходное н а п р я ж е н и е |
достигает |
|||||||||||||||||||||
максимума, |
найдем, |
|
приравняв |
нулю производную |
ф-лы |
(4.52): |
||||||||||||||||
du2(t) = |
Ак0 |
с |
|
^ф |
^ 4 ( 1 — *о)т0 |
f j _ e ~ T 7 |
|
L e |
~ " * * ) |
= 0 |
||||||||||||
<# |
|
Тф |
|
|
|
|
|
|
Тф — Т0 |
V Т0 |
|
|
Тф |
|
/ |
|
|
|||||
•Выполнив вычисления, |
получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
t0 |
= |
|
Т |
ф Т |
° |
I n Y — 1 |
— |
т " |
~ Т ф |
> |
| . |
|
|
(4.53) |
||||
|
|
|
|
|
|
Т0 |
— Тф |
\ Тф |
|
1 — К„ |
Тф |
/ |
|
|
|
|||||||
(Выражения |
|
і(4.52) |
|
и |
(4.63) |
справедливы |
д л я |
(случая, |
когда |
|||||||||||||
Тф=?^то. П р и |
Т ф = т 0 |
они становятся неопределенными . Р а с к р ы в не |
||||||||||||||||||||
определенность в этой точке, получим |
следующие |
соотношения: |
||||||||||||||||||||
4* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim/o = |
_ 5 L _ ; |
|
|
|
|
|
|
(4.54) |
|||||
|
|
|
|
|
|
хф-*х„ |
1 — |
к0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
limui(t0) |
|
= |
AK0 + |
A(l |
— Ко)е |
|
|
|
|
|
(4.55) |
|
|||||
.Пользуясь полученными |
в ы р а ж е н и я м и , |
|
сравним |
условия |
про |
||||||||||||||
хождения телевизионного сигнала и з в у ш н е с у щ и х импульсов |
через |
||||||||||||||||||
предыска . жающую цепь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Длительность фронтов телевизионного сигнала определяется по |
|||||||||||||||||||
лосой пропускания |
.видеоканала |
(fB), |
а длительность |
зівуколесу щи х |
|||||||||||||||
импульсов — полосой |
пропускания |
ф о р м и р у ю щ е г о ф и л ь т р а . ( | ф ) |
я |
||||||||||||||||
соответственно р а в н ы |
il/2|fB и |
1/2/ф. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Тогда согласно »(4.4*8) |
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
4,4/в |
|
|
4,4/ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Обычно і/в = 6 МГц, а / ф в ы б и р а ю т |
в пределах 2 - ьЗ МГц . Д л я |
рас |
|||||||||||||||||
чета |
примем / ф = 2 , 2 4 МГц . Тогда |
согласно |
(4:56) получаем: |
Т ф і |
= |
||||||||||||||
=0,0379 ІМІКС и Т ф 2 = 0,.10і15 м.кс. Эквивалентна я |
постоянная |
времени |
|||||||||||||||||
п р е д ы с к а ж а ю щ е й |
цепи |
согласно |
|
(4.46) |
|
и |
числовым |
данным |
|||||||||||
рис. |
4.23а равна: то = 0,1015 мкс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
П р и расчете будем |
полагать, |
что р а з м а х |
видео- и |
звуконесущнх |
|||||||||||||||
импульсов, поступающих |
на п р е д ы с к а ж а ю щ у ю |
цепь, |
одинаковый |
и |
|||||||||||||||
раве н |
максима л ьніо в о з м о ж н о м у |
д л я телевизионного |
сигнала . М а к |
||||||||||||||||
симум |
сигнала на |
выходе |
п р е д ы с к а ж а ю щ е й |
цепи и |
в р е м я |
его по |
|||||||||||||
явления .можно .рассчитать по полученным |
в ы ш е |
соотношениям — |
|||||||||||||||||
д л я |
видеосигнала, |
поскольку |
Т ф і ^ т о , по |
ф-лам |
(4.52) |
и |
(4.53), |
а |
|||||||||||
д л я |
звуконесущих |
импульсов, |
поскольку Т ф 2 = т о , |
по ф - лам |
(4.54) |
и |
|||||||||||||
(4.55). Проведя вычисления, получаем следующие величины: |
|
|
|||||||||||||||||
— дл я видеосигнала / О п |
= 0,070 мкс и ыг(/ов) =0,615 А; |
|
|
|
|
||||||||||||||
— дл я звуконесущих импульсов |
/озв=0,1'27 |
|
<м,кс |
и « 2 ( ^ 0 ™ ) |
= |
||||||||||||||
=0,438 А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
И з |
полученных |
д а н н ы х |
видно, |
что лріи |
одинаковых |
р а з м а х а х |
|||||||||||||
на входе п р е д ы с к а ж а ю щ е й |
цепи |
м а к с и м а л ь н ы й |
|
р а з м а х |
предыска - |
женных звуконесущих импульсов получается меньше м а к с и м а л ь н о
го р а з м а х а |
предыс.кажеииого видеосигнала |
в |
|
|
||
ß = |
"2 (/о в) = |
0.615А = 4 |
( и |
л и н а g |
Б ) |
|
|
и,(*озв) |
0.438А |
|
|
|
|
Т а к им образом, если -при передаче видеосигнала |
частотный |
мо |
||||
дулятор передатчика |
будет обеспечивать |
м а к с и м а л ь н у ю девиацию |
||||
несущей, то при передаче звуконесущих |
импульсов |
девиация |
ока |
зывается уменьшенной на З1 д Б . Н а приемном конце линии восста н а в л и в а ю щ а я цепь вернет исходную ф о р м у принятым сигналам, іно за счет того, что передача звуконесущих импульсов по радиолинии происходила с меньшей девиацией, отношение сигнал/шум д л я зву конесущих импульсов 'будет хуже, чем дл я видеосигнала (в данном
100
случае на 3 д Б ) . |
Н а эту ж е величину уменьшится помехоустойчи |
вость звукового |
к а н а л а ) . |
Проведенный в ы ш е анализ показывает, |
что при уменьшении по |
лосы пропускания ф и л ь т р а , формирующего |
звуконесущие импуль |
сы, проигрыш в |
помехоустойчивости звукового к а н а л а |
от приме- |
|||
чнения 'предыскажений будет возрастать . Непосредственные |
изме |
||||
рения іна реальнык т р а к т а х показали, что введение частотных |
пре |
||||
д ы с к а ж е н и й |
д л я |
з в у ш н е с у щ и х импульсов |
ухудшает |
отношение |
|
ешпнал/шум |
в звуковом к а н а л е в среднем на 4 |
д Б . |
|
|
|
|
НЕЛИНЕЙНАЯ ОБРАБОТКА ВИДЕОСИГНАЛА |
|
|
||
•В інастолщее |
время на спутниковых линиях связи н а р я д у |
с ли |
нейными предыскажениями телевизионного сигнала начинают при меняться и нелинейные п р е д ы с к а ж е н и я , которые позволяют допол
нительно іна Q—-4 д Б |
увеличить отношение |
еипнал/шум взвешенный |
в видеоканале без |
появления визуально |
заметных искажений на |
изображении [4:20]. Различаются два вида нелинейных п р е д ы с к а ж е ний — с обратным нелинейным восстановлением на приемном кон це и без такого восстановления . 'Последний в и д предыскажений проще в технической реализации и поэтому он в первую очередь и н а ч а л применяться на спутниковых лини як.
Сущность нелинейных предыскажений заключается в следую щем: телевизионный сигнал (например, шіміпульс 'белой полосы) после прохождения цепей линейных предыскажений МіККР (рис. 4.22а и б) подается на двусторонний ограничитель. (Структурная схема устройства показана на рис. 4.24.) Порог ограничения выби-
Смаке " И |
Цманс |
il |
ѵ |
Ѵмакс If |
|
Передача, |
|
||||
—г- |
/ = |
Ut |
м а |
к с |
|
|
|||||
0- |
Предыск. |
|
Ограничи |
|
> |
|
ЧМГ |
|
|||
цепь |
|
тель |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Схема, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фиксации |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
Прием |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
> |
|
|
|
|
|
ЧМД |
— |
Восстан. |
|
|
|
|
|
|
||
|
цепь |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Рис. |
4.24 |
|
|
|
|
|
|
рается в ы ш е установившегося значения импульса с таким |
расче |
||||||||||
том, чтобы при |
ограничении с р е з а л а с ь |
верхняя |
часть |
выброса на |
|||||||
импульсе белого |
.(соответственно |
іна |
синхросигнале |
— |
нижняя |
||||||
часть) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
101