книги из ГПНТБ / Шендерович А.М. Передача сигналов цветного телевидения по линиям связи

Линейные искажения обусловлены

селективностью передающих

цепей, в которых усиление сигнала и

групповое время з а д е р ж к и

частотная характеристика т р а к т а

передачи

сигнала имеет

полосу

.пропускания частот примерно 6

М Г ц . Бели

эта

полоса

частот

уменьшается, то в случае передачи по такому

к а н а л у сигнала .мо­

нохромного .изображения ограничение полосы вызывает

ухудшение

четкости и з о б р а ж е н и я и влияет

,на

переходную

характеристику .

При передаче но

такому каналу

сигнала

.цветного

телевидения

ограничение

полосы

'частот іможет в л и я т ь на

чаетотномодулировэн ­

ный сигнал

цветовой поднесущей

частоты.

П р и этом

уменьшение

водит к ухудшению отношения сигнала .к шуму ів цветном

теле­

видении и в конечном

счете к ухудшению

качества

цветного

'изоб­

ражения на э к р а н е приемника . 'Кроме

-того,

ограничение

верхней

боковой полосы сигнала

цветности

м о ж е т

привести

к

искажениям

в частота о модулированном

сигнале, что,

в

свою

очередь,

вызо­

вет появление

пветовых

окантовок

на

переходах

от

одного

цвета

к другому.

.Искажение

фазовой

(характеристики

в ы з в а н о

т а к ж е

ограниче­

нием полосы частот .канала

передачи.

Эти и с к а ж е н и я

в ы з ы в а ю т

различное групповое

в р е м я

з а п а з д ы в а н и я

частот

сигнала,

что

•влияет на переходную характеристику канала

яркости,

а т а к ж е

н а

•сигнал цветности. П р и

этом,

если

групповое

время

з а д е р ж к и

на

поднесущей частоте отличается

от

з а д е р ж к и

на

низких

частотах,

то в сигнале цветного телевидения не будет

совпадения во

вре ­

мени цветовой

и н ф о р м а ц и и

и

яркосгной,

что приведет

к ' р а е о о в -

м е щ е н ию яркостного и цветового перехода іи появлению

цветовых

окантовок иа и з о б р а ж е н и и . іПо этой причине в цветном

телевиде­

грунтового віремени з а п а з д ы в а н и я

вблизи

частоты

4,3 М Г ц по

•сравнению с тем, что имеет

.место в .монохромном телевидении.

Нелинейные

искажения

возникают из-за

недостаточной линей­

ности амплитудной

характеристики

к а н а л а

передачи .

Нелинейные

и с к а ж е н и я на

высоких

частотах в

области

передачи

сигнала цве­

товой поднесущей

частоты

обычно н а з ы в а ю т дифференциальными

и с к а ж е н и я м и : типа

«дифференциальное усиление» и («дифференци­

альная ф а з а » .

•Искажения типа '«дифференциальное усиление» характеризуют

нелинейные и с к а ж е н и я

канала связи, измеренные на

поднесущей

ленности цвета

ярких деталей в и з о б р а ж е н и и .

И с к а ж е н и я

типа («дифференциальная

ф а з а »

характеризуют

за­

висимость ф а з ы

поднесущей

частоты

в

канале

передачи от

уровня

сигнала

яркости.

Поскольку

в

системе

цветного телевидения

СЕ ­

К А М иапользуется частотная

м о д у л я ц и я

д л я

передачи

сигнала

цветности,

то д и ф ф е р е н ц и а л ь н о ф а з о в ы е

и с к а ж е н и я

не д о л ж н ы

су­

щественно

в л и я т ь ,на сигнал

цветности.

Однако іна практике иска­

жения

тина

(«дифференциальная

ф а з а »

о к а з ы в а ю т

существенное

влияние

на

качество цветного

и з о б р а ж е н и я . Это объясняется

тем

обстоятельством,

что в ы б е г

частоты

частотно-модулированного

сиг­

н а л а цветности

ів области яркостного

перехода

из-за

наличия д и ф ­

ференциально

фазовых искажений

приводит к

изменению

ампли­

сти от з н а к а

д и ф ф а з ы ) перед

демодуляцией . Рассмотрим

влияние

искажения типа

«дифференциальная

ф а з а »

величиной

в

57

град,

на сигнал Цветности. Определим выбег частоты:

А ш = 2 я / = — - =

к

,

Д/

0 , 6 - Ю - 6

сек

где Дср = 57°='1

рад . ;

M=0,6

м к е — в р е м я ,

за

которое

происходит

сдвиг частоты

(фронт

с и г н а л а ) . Тогда А/ =

6

2 8

0

6 1 0 - б

~ 2 6 0

кГц.

Если теперь обратиться к кривой -«клеш» (рис.

7.1) и

считать,

что

знак дифференциальной ф а з ы положительный,

т. е. н-астота

уве­

личивается н а

250 кГц, то сигнал DR

в ѳтом

интервале времени

бу­

дет уменьшен примерно на 9 д Б (передача черно-

белого п е р е х о д а ) .

П р и ѳтом в месте цветового перехода происходит

ухудшение отно­

шения сигнала к шуму. (Кроме того., изменяется

цветность

перехо ­

д а . (Наиболее з а м е т н ы м

влияние и с к а ж е н и я типа

'«дифференциаль­

н а я (фаза» /происходит

на черно-белом переходе.

іВ н а ш е м

случае,

если

сигнал п р и отсутствии -«дифференциальной

ф а з ы » (соответст­

в о в а л

п е р е д а ч е белого

цвета,

то при

наличии

дифференциальной

ф а з ы

он приобретает

синий

оттенок.

Заметность ѳтой

цветовой

окантовки 'будет значительной, 'поскольку девиация

частоты

сиг­

нала

в 260 «Г ц соответствует примерно 75%-нон

насыщенности

этого

цвета. При изменении з н а к а дифференциальной ф а з ы

цвет

Рис. 7.1

перехода

'будет розовым,

а

амплитуда

сигнала

в месте

перехода

уменьшится незначительно.

Таким

о б р а з а м , д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е

и с к а ж е н и я ів

тракте пере­

дачи

приводят 'к ухудшению

качества

цветного

и з о б р а ж е н и я

на

яр.костных

переходах . Поэтому в к а н а л а х связи,

рассчитанных

на

передачу

.сигналов цветного телевидения, необходимо

нормировать

величину

искажений типа

'«деффѳренциальная ф а з а »

и '«дифферен­

циальное

усиление».

Допуски н а и с к а ж е н и е

этого типа

ів н а с т о я щ е е

ирем я уточня­

ются. Допустимые эксплуатационные

значения этих

'искажений

н а

т р а к т

передачи 2500 к м

п о

дифференциальной

фазе

составляют

примерно

± 1 5 ° і(оцанка

2,5

А) , н о

дифференциальному

уоиле--

шию — о к о л о '15% '(оценка 2,5 А) .

7.2. К О Н Т Р О Л Ь З А

К А Ч Е С Т В О М К А Н А Л А

С В Я З И

В П Р О Ц Е С С Е П Е Р Е Д А Ч И ( О Б Ъ Е К Т И В Н Ы Й К О Н Т Р О Л Ь )

Д л я контроля за .качеством р а б о т ы

телевизионных к а н а л о в свя ­

зи в процессе

передачи в к а д р о в ы й г а с я щ и й интервал

телевизион­

н о г о сигнала

вводятся испытательные

сигналы . .Их ф о р м а

и место­

положение регламентируются документом і М К К Р -

'Испытательные сигналы вводятся

в

две с м е ж н ы е

строки гася ­

щего

импульса к а ж д о г о

п о л у к а д р а : в

любую п а р у строк с 17-й по

21-ю

первого п о л у к а д р а

и с 330-й п о 334-ю — второго.

Такой

м е т о д контроля

получил н а з в а н и е «метода

испытатель ­

ных 'Строк». Он р а з р а б о т а н в научно-исследовательском

институте

•радио группой «специалистов по д

руководством доктора

техниче­

ских інауік M . И . Кривошеева (7Л].

Д л я

введения monытателиных строк был.а .разработайа

и сейчас

серийно

выпускается аппаратура

типа К-2-27. Д л я передачи

.конт-

іролыных

сигналов «используются дв е расположенные друг

за

дру­

жит четьире контрольных

сигнала

(«рис. 7.2): «прямоугольный им-

Ступенчатый

Урооень

СинускВа-

сложный

c^ßJ,^UHyeo^

пульс

«белого»

длительностью 10

мкс, синус

:ювадрэтичный

«им­

пульс

271

(0,16

мкс) и

ступенчатый

сигнал с н а л о ж е н н ы м

на

него

сигналом

4,43 или 1,2

«МГц или «без него. Втоірая

строка '(рис.

7,3)

с о д е р ж и т

«испытательный «сигнал,

состоящий

из

«пакетов

синусо­

ной

п л о щ а д к о й , ..расположенной м е ж д у «этими «импульсами и пер­

в ы м

пакетам синусоіидальных .колебаний, р а в е н р а з м а х у

.указан­

ных «пакетов «частот. Указанные .контрольные строки могут

быть вы­

С п о м о щ ь ю испытательных «сигналов осуществляется

.контроль

и

измерения

с л е д у ю щ и х

п а р а м е т р о в к а н а л а связи:

1)

контроль

д и а г р а м м ы уровней; 2) контроль амплитудно-частотных

характери ­

стик т р а к т а

.(АЧХ); 3)

контроль переходной характеристики;

4)

определяются «различия в «усилении и р а с х о ж д е н и и

во

времени

Для

оценки

переходной

характеристики

в

области

средних

и

верхних

частот видеоспектра используются синусквадр.атичные

и м ­

пульсы,

длительность

которых н а

уровне половины амплитуды со ­

с т а в л я е т

2T./Ù16

мкс

(см. рис. 7.2). Частотный

спектр

такого

и м -

От ISS0 км -

\2,5дБ Крибая 3 {'

До 2500км

+05

1,2aß Криоая I До 830км

ÛABl

-МГц

О

ш\

.

m

d,76

î

OB

—

1,9SB Кривая I

До 830км-

2\

,

„ .

, [От 830км-

л е

3

Зоб Криоая

2 \д0

,

В Б О т

î

ас

и

ft

-7 [От 1660км-

Ш

Кривая 3 \до25аОкм-

Рис.

7.4

пульса

р а с п о л о ж е н

в

ограниченной полосе

частот

от

0

д о

6 М Г ц ,

что соответствует полосе частот пропускания

канала

связи .

И м ­

пульс

2Т

используется

д л я о б н а р у ж е н и я

о т р а ж е н и й и

рассогласо ­

ваний в

линиях

связи

и р а с п о л а г а е т с я на

уровне серого

д л я

облег ­

чения

н а б л ю д е н и я

выбросов

в сигнале

(импульсе)

положительной

и отрицательной полярности.

IB случае

отсутствия частотных

и ф а з о в ы х и с к а ж е н и й

в

п р е д е ­

лах

полосы

пропускания к а н а л а

ф о р м а импульса

не

меняется и

его

р а з м а х

р а в е н

амплитуде

опорного

уровня

«белого»,

который

•является ѳталоноім при измерениях импульса 2Т

и выбросов на его1

н и ж н е й части. Н а л и ч и е выбросов

импульса

2Т

'свидетельствует об

и с к а ж е н и я х переходной характеристики

тракта . П р и ѳтом

на изоб ­

р а ж е н и и

будут

н а б л ю д а т ь с я

повторы

іи

окантовки

н а г р а н и ц а х

м е ж д у

серыми

и черными танами . Уменьшение

р а з м а х а

импульса

более

чем на 20%

х а р а к т е р и з у е т

сужение

полосы

частот

к а н а л а .

К р о м е

того, и с к а ж е н и е переходной

характеристики

к а н а л а

переда­

чи приводит к з а м е т н ы м и с к а ж е н и я м цветового тона на

цветных

п е ­

реходах,

а п р и

наличии ш у м о в — к цветовой б а х р о м е

в

ѳтих

м е с ­

т а х и з о б р а ж е н и я .

Контроль

формы

амплитудной

характеристики

канала

осущест­

вляется

с п о м о щ ь ю ступенчатого

сигнала,

замешанного

в

п е р в у ю

испытательную

строку.

Н е л и н е й н ые и с к а ж е н и я

амплитудной

характеристики

видео-

т р а к т а проявляются

как н а р у ш е н и е правильности передачи

г р а д а ­

ций 'Яркости на э к р а н е видеоконтрольного

устройства.

Н а

ступенчатый

сигнал

н а к л а д ы в а е т с я

сипнал с

частотой

1,2

или 4,43 МГц, .который іна приемной стороне выделяется с

помощью

ф и л ь т р а верхних

частот. Н а л и ч и е

нелинейности в т р а к т е

передачи

характеризуется

тем, что высота

ступенек

с и г н а л а н а

выходе бу­

д е т не соответствовать

аналогичной

высоте ступеньки

н а

входе

и

амплитуды пакетов

частоты

(1,2 ил и 4,43

М Г ц ) , которые

распо ­

ложены на различных ступеньках 'сигнала, будут р а з л и ч н ы

н а

приемной стороне.

Для

измерения

различия

усиления

и расхождения

во

времени

сигналов

яркосш

и

цветности

в

п е р е д а в а е м о м

сигнале

цветного

телевидения с л у ж и т

испытательный

импульс 207" (1600

не) (см.

рис. 7.2), состоящий

из

с у м м ы

двух

сигналов

синусквадрэтичного

амплитуде

таким

ж е импульсом . Этот

сигнал з а м е ш и в а е т с я в ин­

тервал .«испытательных

строк» м е ж д у

синусквадрзтичным импуль ­

сом

2Т

и

ступенчатым

сигналом .

П р и 'одновременном

наличии

и с к а ж е н и й амплитудно-частотной

характеристики и

характеристики

группового времени

з а п а з д ы в а н и я

импульс

207" приобретает

специ­

фические

искажении

основания .

О г и б а ю щ а я

основания

импульса

207" имеет волнообразный

харак ­

тер с одним

ил и д в у м я

максиму ­

мами (рис. 7.6а, б,

в).

Эти макси ­

мумы Û\ Іи U2 всегда

имеют

р а з ­

ные

знаки, а .их величины

опреде­

л я ю т с я различием

в

усилении

низкочастотных

и

высокочастот­

н ы х с о с т а в л я ю щ и х

спектра

пере ­

д а в а е м о г о

сигнала

и

расхожде ­

нием во

времени

сигналов

ярко­

сти

и цветности і(рие.

7.5s).

Один

максимум

'(положитель­

ный

или

'отрицательный)

возни­

кает в том случае,

когда

р а с х о ж ­

дение в о времени м е ж д у

'сигнала­

ми яркости и цветности отсутст­

вует.

Различие

в

усилении

сиг­

н а л о в яіриости

и

цветности

(см.

рис .

7.56)

может, приводить

либо

к увеличению ш у м о в

на

цветном

и з о б р а ж е н и и (когда

сигнал

стод-

5*

131