Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.41 Mб
Скачать

 

Ш у м о в ы е

импульсы

в в и д е о к а н а л е имеют длительность

поряд ­

ка

і1/2г/в, где

/ в н а и в ы с ш а я

частота

полосы пропускания

видеока ­

н а

л а . П р и м е р н о такого

ж е

п о р я д к а

о к а з ы в а е т с я и длительность

фронтов у звуконесущих импульсов . Поэтом у шумовой импульс,

воздействуя н а фрон т звуконесущего

іимпульса, вызывае т

его

сме­

щение, к а к это

показано на рис. 4.13.

И з

гео­

метрических соотношений рисунка непосред­

ственно получаем следующее выражени е дл я

эффективной шумовой девиации фронта зву­

конесущего импульса:

 

 

 

 

 

 

 

о ш = / ф

і ^ ,

 

 

(4.1)

 

 

где UM в действующее

напряжени е

шумов в

 

 

полосе частот

видеоканала;

длительность

 

 

фронта звуконесущего импульса; А — р а з м а х

Рис.

4.13

звуконесущего

импульса.

 

 

 

 

Поскольку

в

видеосигнале

звуконесущие

 

 

импульсы

имеют

р а з м а х

от

уровня

черного

до уровня

белого, то

отношение

A/UM

в есть не что

иное, к а к отно­

шение сигнал/шум интегральный в видеоканале линии (трц )- Тогда

(4.1) можно

записать в виде

 

 

 

 

 

 

 

о ш

=

'фН>в,

 

 

(4.2)

 

 

где ярв =

Аіишв.

 

 

 

Согласно

(4.3]

эффективное

н а п р я ж е н и е

.полезного

звукового

сигнала на выходе демодулятора м о ж е т быть в ы р а ж е н о

через па ­

раметр ы звуконесущего импульса

(рис. 4.12)

в с л е д у ю щ е м виде:

 

 

г7звэФ =

У ^ 4 / о о ,

 

 

(4.3)

где /о — частота следования звуконесущих импульсов .

 

 

іНа первый в з г л я д кажется,

что по аналогии эту ф о р м у л у

(мож­

но применить и д л я .шумовой девиации и на основании ІЭТОГО

пред ­

ставить отношение

сипи ал/.шум

в

зівуковом к а н а л е к а к

отношение

полезной и шумовой девиации фронтов звуконесущих

импульсов .

Несмотря

на к а ж у щ у ю с я очевидность, это положение,

как

будет

показано н и ж е , выполняется только в одном частном

случае .

 

 

ПРОХОЖДЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ШУМА

 

 

 

ЧЕРЕЗ ОГРАНИЧИТЕЛЬ

 

 

 

 

Спектр «смодулированных звуконесущих импульсов представля ­

ет собой совокупность гармоник частоты следования

звуконесущих

импульсов

(рис. 4.14). М е ж д у этими

'гармониками

(mf0)

и

спек­

тральными

с о с т а в л я ю щ и м и ш у м а ( / ш )

в ограничителе

возникают

биения

и образуются комбинационные

частоты. В полосу

пропус­

кания

звукового фильтра п о п а д а ю т только те биения,

частота ко-

82

т о р ых \mfofm\ меньше

полосы (пропускамия

звукового ф и л ь т р а

или р а в н а ей, т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

m/o / ш I

< ^ з в .

 

 

(4.4)

Н а

-рис. 4Л 4 эти участки спектра

ш у м а

д о к а з а н ы

штриховкой.

Отметим, 'что при м а л о й

шумовой девиации

фронтов

авуконеоуще-

го импульса остальными

п р о д у к т а м и

'биений

.можно

пренебречь.

С о с т а в л я ю щ и е ш у м а ,

л е ж а щ и е в незаштрнхованной

области іріис.

4.14,

д а д у т 'биения,

частоты которых

выше

полосы

пропускания

 

U„À

i

I

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.1

 

 

 

 

фильтра . Хамим о б р а з о м , ѳта часть шумов

в и д е о к а н а л а

не будет

влагать

н а звуковой

сигнал,

хотя она в ы з ы в а е т

шумовую

м о д у л я ­

цию ф р о н т а . Только в предельном случае, когда полоса

пропуска­

ния

звукового ф и л ь т р а точно р а в н а половине частоты следования,

все

с о с т а в л я ю щ и е шума

в и д е о к а н а л а начинают

о к а з ы в а т ь м е ш а ю ­

щее действие на' звуковой сигнал .

 

 

 

 

 

С о г л а с н о анализу, проведенному в р а б о т е {4.3], эффективное на ­

п р я ж е н и е помехи н а выходе

д е м о д у л я т о р а

П)

при двусторонней

Ш И М

прямоугольного импульса

.одной м а л о й

синусоидальной по ­

им ехой

р а в н о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ип

œ 2 А о п

/о cos (m л / 0

т)

 

(4.5)

 

 

 

при

I m f0 /„ I

<FmKC,

 

 

 

 

 

 

m =

0,1,2 ...

 

 

 

 

В этой ф о р м у л е А—размах

звуконесущего

импульса; б п

— эффек ­

т и в н а я

(паразитная

девиация

его (франтов; т—•длительность звуко ­

несущего импульса

при іанятой

полезной

модуляции; fu — частота

помехи. Отметим, что точность в ы р а ж е н и я (4.5) возрастает с умень ­

шением бп . '

 

П р и воздействии нескольких синусоидальных помех

с м а л ы м и

амплитудами іи 'случайными ф а з о в ы м и соотношениями

д л я сум ­

марного действующего н а п р я ж е н и я помехи н а выходе демодулято ­ ра м о ж н о записать:

 

=

в і і + «&+•••«!.»•

( 4 - 6 )

Суммировать

необходимо только те (составляющие помехи, часто­

ты которых удовлетворяют

условию (4.4). Выполним

операцию

суммирования

в д в а этапа

— (сначала просуммируем

с о с т а в л я ю -

83

щ ие помехи в п р е д е л а х к а ж д о й заштрихованной области ірис. 4.14, а потом проведем суммирование полученных результатов от всех заштрихованных областей . Тогда в ы р а ж е н и е (4.6) м о ж н о з а п и с а т ь в виде двойной сумімы, .которая с учетом (4.5) имеет ви д

 

т = 7 Г

 

 

"nS = 4 ^

S

2 о ^ с о 5 2 ( / и я / о т ) .

(4.7)

 

m=0

S

 

Поліная ш у м о в а я девиация фронтов звуконесущего импульса опре­ деляется всеми спектральными с о с т а в л я ю щ и м и помехи и дл я не е

.можно написать:

 

 

 

 

 

ö2. = E % .

 

 

(4.8)

где £>nk—эффективная

 

 

s

 

 

 

п а р а з и т н а я девиация фронта

звуконесуще­

го и м п у л ь с а от жаждой

частотной составляющей

помехи. Суммиро ­

вани е в в ы р а ж е н и и

:(4.8) ведется в пределах всей полосы пропуска ­

ния в и д е о к а н а л а . В ы р а з и м

напряжение

помехи

в звуковом к а н а л е

через

полную

шумовую девиацию . Д л я этого в ы р а ж е н и е (4.7) за ­

пишем

в

следующем

виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 " 2 ô ï ( ' n Л> ± F ) п * c ° s 2

л /о t)

 

 

"2 п2

= ^ J l

ôi

 

 

з

 

=

4 А*# в» р,

г д е ідаэффіивд-юнгг р іс у ч е т о м

'(4.8)

іивдеет ІВІИД

 

 

 

 

 

 

т =

77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ѵ ° 2

ô2 (m /„ ± F)„k

cos2 (m я /„ т)

 

 

 

 

p =

i ! z i _ £ *

M

,

 

 

(4.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

in н а п р я ж е н и е

ш у м а в

звуковом

канале

 

 

 

 

 

 

 

"шзв =

" п 2 = 2 Л / 0 о ш 1 / р Т

 

(4.10)

 

 

 

ПОЛУЧЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СООТНОШЕНИИ

 

.Приведем

в ы р а ж е н и е (4.9) к виду, удобному

дл я

практических

вычислений. Учитывая, что .между паразитной девиацией ф р о н т а и напряжением помехи согласно выражению і(4.5) существует про -

' порцион ал иная зависимость, в ы р а ж е н и е (4.9) м о ж н о

записать так:.

m =

-2-

 

S

Su*(m/o±f)nfeCos*('«n/ 0 T)

 

m =

° °*

(4.11)

 

2 У „ *

 

84

П ри переходе к с л о ж н о м у шумовому спектру суммирование в вы ­

ражении (4.M) заімш-яется'интегрированием,

-а зависимость

/квад­

рата -амплитуды помехи ют частоты характеризуется

огибающей

спектра

/мощности шума

N(f).

Тогда

(4Л1) принимает

в и д

 

 

 

 

 

 

h

 

j

N(mfD + F) cos2 (m л f0 т) dF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

=

m =0

- ^ - { m ) -

 

 

 

 

 

 

 

(4.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

lN(f)df

 

 

 

 

 

 

 

 

где

p i ( m )

=

0

 

при

m =

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l ^ i (m) = m fo — F'an

при" m >

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

П о с к о л ь к у

/ в ^ і / о ,

м о ж н о

/положить,

что

о г и б а ю щ а я

 

/спектра-

мощности

ш у м а практически н е /мен'яется-при

изменении

т е к у щ е г о

значения

частоты // в п р е д е л а х ±//о/2, т. е. Nt(f±<fQ/2)

«

const. Тогда

в (4.12)

интегрирование

в п р е д е л а х tnf0±FSD

м о ж н о заменить

на

интегрирование в пределах

mfo±

-у- с последующим

умножением

интеграла на отношение участков интегрирования

2F3B/f0.

 

 

 

 

/Введем втоірое ограничение — будем

полагать, что д л и т е л ь н о с т ь

з в у ш н е с у щ е г о

импульса

при снятой полезной

модуляции

 

(т) дос­

таточно мала и можно считать, что cos2 (mnfот)

œcos2[n%(mfo±F)]^

Тогда с учетом вышеизложенного числитель в ы р а ж е н и я

(4.12)

м о ж ­

но записать в с л е д у ю щ е м виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2F3

,

^т-

( т '°+тг)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ji

^

 

J

N (m /о + F) с о э 2 [ я т (m /„ +

F)] dF.

(4.13)

 

 

 

 

m=0

F, (m)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В в ы р а ж е н и и

/(4.13)

имеем /сумму 'однотипных

интегралов,

у

кото­

рых

участки

интегрирования

последовательно

примы/кают

друг

к

другу. Т а к а я

 

с у м м а

эквивалентна

одному интегралу,

у

которого

интегрирование ведется

в п р е д е л а х /всей полосы /пропускания в и ­

д е о к а н а л а .

Тогда

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 1 =

_ £ » Г # ( / ) ( 1 - f c o s 2 n t / ) d /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fo J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и в ы р а ж е н и е

 

(4.12) принимает /вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fзв

 

 

N (/) cos 2 я т / df

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

+

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.14)

 

 

 

 

 

\N(f)df

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•Непосредственным

вычислением /интегралов в в ы р а ж е н и и

(4.14)

можно показать, что дл я с л у ч а я равномерного

N(f)=Nu ,

 

п о р а б о -

85

.лнчеекого —N(f) =Ьр и смешанного

спектра

мощности

шумов

—N(f)='N0+àf2

тр и характерных

дл я

р а с с м а т р и в а е м о г о

с л у ч а я

.порядка величин: / в ~ 6 М Г ц и т ~ 2 мк с вторым

с л а г а е м ы м в ф-ле

(4.14) м о ж н о

пренебречь . Таким

о б р а з о м ,

 

 

 

P = FSB/îo.

 

 

(4.15)

Согласно примятому определению отношение сигнал/шум в звуко ­

вом к а н а л е -фэв = "зв эф/"ш зв- Н а п р я ж е н и е шумов в

звуковом к а н а л е

определяется полученным в ы ш е соотношением (4.10), эффективное

н а п р я ж е н и е полезного сигнала — соотношением

(4.3) и тогда дл я

отношения сигнал/шум в звуковом к а н а л е получаем следующее вы ­ р а ж е н и е :

 

^

ііюэф =

1

_ J

1

 

( 4

Л

6 )

 

 

«шзв

У 2

ош

УР

 

 

 

 

П о д с т а в л я я в (4.16) значения б ш и р и з соотношений і(4.2)

и

(4.Т5),

-окончательно имеем

 

 

 

 

 

<4л7>

 

* ' - = Т Ѵі _ і / : а >

 

 

Отметим, что -множитель 1/ 1/2 в

полученном в ы р а ж е н и и

поя­

в и л с я сто той причине, что по д величиной ô здесь понимается

ампли­

тудное

(пиковое), а иге эффективное

значение

полезной

девиации

звуконесущего импульса .

 

 

 

 

 

 

 

П р и

совмещенном

методе передачи частота

следования

 

звуко ­

иесущих импульсов выбирается кратной (строчной частоте телеви­ зионного сигнала . В іслучае р а з м е щ е н и я в строчном гасящем им ­

пульсе одного

звуконесущего

импульса:

/ о = / с т р = | 1 5 , 6

кГц. П р и

этом

/ " з в ^ / с т р / 2 ^ 7 , 8 кГц. П р и р а з м е щ е н и и

в г а с я щ е м

импульсе

двух

звукоиесущих импульсов: / 0 = 2 / с т р = 31,25

кГц и ^ з в ^

'^ т р <

s £ l 5,6 кГц.

 

 

 

 

 

 

М.іттмалшая

длительность

фронта

звуконесущего

импульса

определяется полосой пропускания в и д е о к а н а л а іи равна:

і ф Ш Ш =

= -— . Следовательно, м а к с и м а л ь н а я помехоустойчивость,

 

которую

2/в

 

 

 

 

 

 

 

м о ж н о -обеспечить при построении демодулятора звукоиесущих (им­

пульсов с фильтром

нижних частот после ограничителя,

равна

 

 

Ѣвмакс = ] / 2

0 / в і / - / —

 

 

 

 

'

^зв

 

Определим порядок величины грзвмакслри организации

звукового

к а н а л а с

полосой

-F3b='T0 кГц. О б ы ч н о / Е = 6 МГц , /о=2/стр =

=31,25 к Г ц ,

ô — и м е е т величину п о р я д к а 0,5 мкс . Тогда

 

Ѣ в м а к с = ! / 2 . 0 , 5 . 1 0 - 6

-6-10е 1 / ^ 1 1 , 3 = 7 , 5 ^

 

или если отношение

сигнал/шум

в ы р а ж а т ь в .децибелах, то

 

 

Фзввіакс = 4>в +

17,5 дБ .

 

 

 

 

86

 

 

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ ОДНОСТОРОННЕЙ ш и м

 

 

Формула і(4Л7) б ы л а получена

д л я с л у ч а я

двусторонней

Ш И М

звуконесущнх

импульсов . Она м о ж е т б ы т ь обобщена іи н а

случай,

односторонней

Ш.ЙМ, исходя из

следующих

.очевидных

с о о т н о ­

шений.

 

 

 

 

 

 

 

П р и снятии

полезной модуляции с ф р о н т а

звуконесущего

и м -

пульса и неизменной величине девиации

е ю с п а д а

полезный

сиг­

нал уменьшается в д в а р а з а . Ш у м ы ж е

в и д е о к а н а л а

п о - п р е ж н е м у

вызывают п а р а з и т н у ю д е в и а ц и ю обоих фронтов звуконесущего им ­ пульса. "Следовательно, пр и одинаковой девиации помехоустойчи­

вость при односторонней Ш И М получается в

д в а р а з а хуже, чем'

•при двусторонней и с учетом <(4.17) она р а в н а

 

1 Ô

21^2 іф V-

где о])/—отношение сигнал/шум в звуковом канале при односто­ ронней іШИМ звуконесущего импульса .

Отметим,

что при переходе

к односторонней Ш И М р е а л ь н о г о

снижения (помехоустойчивости

в

д в а р а з а не

происходит, т а к как.,

если

считать,

что м а к с и м а л ь н а я

длительность звуконесущего им ­

пульса

д о л ж н а б ы т ь одинаковой .при односторонней .и двусторонней:

Ш И М ,

то при односторонней

Ш И М п о л е з н а я

д е в и а ц и я получается,

.в д в а

р а з а б о л ь ш е

и ѳто компенсирует

снижение

помехоустойчи­

вости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ СТРОБИРОВАНИИ

 

 

 

 

 

ЗВУКОНЕСУЩИХ ИМПУЛЬСОВ

 

 

П р и совмещенном способе передами

звуконесущие импульсы п е ­

редаются по линии в составе

телевизионного

сигнала

(рис. 4.15а).

Д л я

их выделения

из

телевизионного

сигнала

в

демодуляторе

(рис. 4.16) перед ограничителем

 

 

 

 

устанавливается схема

совпаде­

 

 

 

 

ния, которая открывается строби-

 

 

 

 

рующими

 

и м п у л ь с а м и

(рис.

 

 

 

 

4.156)

на

в р е м я

прохождения

 

 

 

 

звуконесущнх

импульсов. В ре ­

 

 

 

 

зультате работы этой схемы од­

 

 

 

 

новременно с

видеосигналом

уда­

 

 

 

 

ляются и шумы на большей час­

 

 

 

 

ти

интервала

м е ж д у звуконесу-

 

Рис. 4.15

щими

импульсами

(рис. 4.15в).

 

Влияние

стробирующей

 

схе­

 

 

 

 

мы на помехоустойчивость звукового канала можно учесть следую ­ щим образом . Стробироваиие шума вызывает изменение его струк­ туры на границах стробируемого участка в пределах интервалакорреляции шумового процесса. На остальном отрезке стробируе -

87

мого интервала характер шумовых выбросов не

меняется,

и д л я

этой части

интервала

остается

справедливым рассмотренный в ы ш е

механизм поражения звуконесущих импульсов шумами .

 

 

Видео­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнал-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РНЧ,

Сх. совп.

 

 

огр.

ірнч2

Сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 имп.

 

 

 

звука

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

4.16

 

 

 

 

И н т е р в а л /корреляции

согласно

определении го {4.17] р а в е н

 

 

 

 

 

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«(0)

 

 

 

(4.18)

где У?І(Т) ф у н к ц и я .корреляции

 

 

 

 

шумового процесса .

 

 

Функция корреляции и с п е к т р а л ь н а я плотность мощности

шума

с в я з а н а н а р о й преобразований

Фурье:-

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= \N

(f) cos 2л

fxdj;

 

 

(4.19)

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Л/(/) =

2

 

 

^R(x)cos2njxdx.

 

 

(4.20)

Значение интеграла,

входящего

в в ы р а ж е н и е

(4.18), м о ж н о вы ­

числить, п о л о ж и в в в ы р а ж е н и и

'(4.20) | = 0. Тогда

имеем

 

 

 

г

=

_1_

Щ0)

 

_

1

N{Q)

 

 

(4.21)

 

2

R(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J/V (/) df

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где N (д) — спектральная плотность мощности шума на нулевой ча ­

стоте; R(0)

— м о щ н о с т ь

шума

в

полосе пропускания д е м о д у л я т о р а

звукоінесущих и м л у л ь ш в .

 

 

 

 

 

 

 

 

•Выражение I(4.21)

позволяет

легко определить интервал

корре ­

л я ц и и . Рассмотрим несколько

случаев,

п р е д с т а в л я ю щ и х

практиче ­

ский интерес:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Спектр мощности

ш у м а равномерный .

 

 

 

Тогда

W(7J = # ( 0 )

и

согласию .(4.21)

г=——

, где fB

— верхняя

 

 

 

 

 

 

 

 

2/в

 

 

 

частота полосы пропускания демодулятора звуконесущих импуль ­

сов.

( Н а структурной схеме д е м о д у л я т о р а рис . 4Л6

она

определя ­

ется полосой (пропускания ф и л ь т р а —

Ф Н Ч ь )

 

 

Полоса пропускания д е м о д у л я т о р а

обычно имеет

величину по­

р я д к а 2-f-6 М Г ц , при такой полосе пропускания интервал

корреля ­

ции

составляет: 1/2(2-=-6)і10в =0,08-=-0,25 и к с .

 

 

 

88

 

 

 

2. Спектр мощности ш у м а

параболический .

 

 

 

Тогда Ni(if)=èf2

при / = 0 ,

Щ0)=0

и

согласно (4.21)

интервал

корреляции -г—>-0.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Спектр мощности ш у м а

/смешанный.

 

 

 

Тогда

 

N,(,f)=<a+<bf2

при f=G,

N(0)=a

и интервал

к о р р е л я ц и и

2/в

1

 

 

т. е. меньше, чем

в случае,

когда

спектр м о щ -

За І

в )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ностіИ ш у м а равномерный .

 

 

 

 

 

 

 

П р и

практической

р е а л и з а ц и и

демодулятора

м е ж д у

ф р о н т а м и

звуконесущих и стР'Обирующих импульсов оставляют защитный ин ­

тервал . Е г о длительность выбирается из условия

обеспечения бес-

подстроечного

р е ж и м а

выделения а в и а н е с у щ и х

импульсов

из

те­

левизионного

сигнала и

обычно б ы в а е т не меньше 0,5

м ж .

Прове­

денные /выше расчеты показывают, чгто интервал корреляции

.имеет,

по крайней мере, в д в а

р а з а меньшую длительность. В

/силу ѳтого-

іможио считать, что /наличие схемы стробирования н е

приводит

к

изменению мгновенных знамений шумовых выбросов,

действующих

на фронты звуконесущих /импульсов. Это позволяет

использовать-

полученные в ы ш е

/соотношения

д л я расчета

помехоустойчивости,

звукового /канала и

д л я случая,

когда в состав

демодулятора в х о ­

дит с т р о б и р у ю щ а я

схема .

 

 

 

ОПТИМАЛЬНАЯ ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ ДЕМОДУЛЯТОРА ЗВУКОНЕСУЩИХ ИМПУЛЬСОВ

ИСХОДНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

/Рассмотрим

работу д е м

о д у л я т о р а

звуконесущих

и м п у л ь с о в ,

выполненного

по структурной

схеме рис.

4.17. Фильтр

нижних ча­

стот перед .ограничителем позволяет в ряде случаев увеличить по ­

мехоустойчивость звукового 'канала. Действие

фильтра /проявляет-

0-

Огранича -

РНЧ2

тель

 

 

 

Рис. 4.17

 

ся в том, что, с одной стороны, с н и ж а е т с я уровень шумов, в о з д е й ­

ствующих на ограничитель, а,

с другой стороны, изза сокращения

полосы

в о з р а с т а е т длительность фронта звумоінесущего

импульса .

П р и ч е м

если, /первая причина

способствует повышению

помехоус ­

тойчивости, то в т о р а я , /наоборот, ее снижению .

Окончательный ре­

з у л ь т а т за/висит

от х а р а к т е р а спектр/а шумов

в и д е о к а н а л а . Н и ж е '

будет показано,

что /в случае, /когда.в спектре

шума

п р е о б л а д а ю т

высокочастотные

составляющие, включение ф и л ь т р а

п о в ы ш а е т п о ­

мехоустойчивость. П р и равномерном .же спектре /или спектре шума,.

89

;в котором л р е о о л а д а ю т

низкочастотные

.составляющие,

 

наличие

фильтра ухудшает

помехоустойчивость.

/Ф увеличивает

 

 

 

 

Включение -фильтра

с 'Частотой с р е з а

отношение

с и г н а л / ш у м іна выходе

ф и л ь т р а до

величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*|>Ф =

у

ш ф

 

 

 

 

 

 

(4.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г д е Ршв — мощность ш у м а на входе фильтра,

РШф

мощность

шума на выходе фильтра .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длительность фронтов звуконееущего импульса после ф и л ь т р а

(/фф) становится равной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"

* =

/ ф / / в .

 

 

 

 

 

 

(4.24)

Тогда полученное в ы ш е в ы р а ж е н и е

(4.17)

для расчета

помехо­

устойчивости звукового

канала

т р и двусторонней Ш И М после

под­

становки ів него значений

д л я

\j)B

и

/фф

и з в ы р а ж е н и й

(4.22)

(4.23) пріиним а ет ви д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Ѵ2аиУ-%-У(х)Ъ,.

 

 

 

 

(4.25)

Э ф ф е к т от .'применения

ф и л ь т р а 'определяется

м н о ж и т е л е м

 

 

 

Вид функции у(х)

у(х)=х ѴРшв/Р(х)шФ-

 

 

 

 

(4.26)

зависит от в е д а

спектра мощности ш у м а .

Р а с ­

смотрим влияние ф и л ь т р а на помехоустойчивость звукового

канала

при равномерном, иараболичесжом и смешанном спектре

мощности

ш у м а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПЕКТР ШУМА РАВНОМЕРНЫЙ

 

 

 

 

 

Спектральная пл'отность м о щ н о с т и шума в ѳтом с л у ч а е інеизмен-

•на в пределах полосы пропускания

 

видеоканала - (рис .

4.18а) и

р а в ­

 

 

 

 

на

No.

 

В

этом случае

РШв

=

ЛЛ1,

 

 

 

= N0fB

и

Pm<j}=iNof<i, = xNoh-

Сог­

 

 

 

ласно

(4.26)

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

 

 

 

У{х) = Ѵх.

 

 

 

 

 

 

 

 

Эта функция монотонно воз­

 

 

 

 

растает с ростом X. Поскольку, X

H

 

 

 

согласно

(4.24) может

принимать

 

 

 

значения

в

 

пределах

 

О ^ х ^ І ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимальное

значение у(х)

 

по­

 

 

 

 

лучается

при

значении

х—\, т . е .

Рис. 4.І8

 

 

в

 

том

случае,

когда

полоса

про­

 

 

 

 

пускания

фильтра

равна

полосе

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропускания

 

видеоканала . И з (4.27)

следует,

что

установка

ф и л ь ­

тра с меньшей .полосой пропускания

(х<\)

ведет к

ухудшению

помехоустойчивости. Таким образом, при равномерном

спектре шу­

ма

применение

фильтра

перед

ограничителем

нецелесообразно .

 

 

 

 

 

СПЕКТР ШУМА ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ

 

 

 

 

 

 

С п е к т р а л ь н а я

плотность

мощности

шума

(рнс. 4Л86)

ів этом

случае р а в н а

 

 

 

 

 

N(D

=

bf,

 

 

 

 

'

 

(4.27>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Ь — к о э ф ф и ц и е н т

 

пропорциональности.

 

 

 

 

 

 

 

Мощность

шума на входе

Шв)

и выходе ф и л ь т р а

Шф)

опре­

деляется следующими

в ы р а ж е н и я м и :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г"

 

 

 

г

 

 

 

 

 

(4.28>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= \bfdf.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

j bfdf-

x3b-

 

 

 

 

 

(4.29).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о д с т а в л я я

1(4.28) и

(4.29)

в

.(4.26),

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у(х)

 

 

 

 

y(x) = llVx.

 

 

 

х.

(4.30)

 

В е л и ч и н а

 

монотонно

возрастает с уменьшением

Таким

образом, іс ТОЧІИН

зрении повышения

помехоустойчивости

звукового,

к а н а л а целесообразно

уменьшить

 

полосу пропускания

фильтра..

Минимально

 

допустимая

полоса

а)

1\

 

 

 

 

 

 

 

пропускания в этом случае опре­

 

 

 

 

 

Ѵ>

 

2Г„ан

деляется

из

условия

 

обеспечения

 

0-

 

 

 

 

установившегося значения р а з м а -

 

 

 

t

 

 

 

 

ха

звуконесущего

импульса

на

6) 1

 

 

 

 

 

 

выходе

фильтра . Д л я этого

необ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ходимо, чтобы длительность фрон­

 

о-

 

 

 

 

 

 

мин

тов звуконесущего импульса по-

 

 

 

 

 

 

 

 

еле фильтра была меньше дли- ß)

1

 

 

 

 

 

 

 

тельности

импульса

на

 

входе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтра

ил и

в

крайнем

 

случае

 

 

 

 

 

 

^ 7

<

тн.

р а в н а ей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку

импульсы

модули­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рованы

по

ширине,

это

условие

 

 

 

Рнс. 4.19

 

 

 

д о л ж н о выполняться

в

наихуд­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шем случае, когда длительность звуконесущих импульсов мини­

мальна . Сказанное поясняется рис. 4.19а, в, на которых

показано

изменение формы звуконесущего

импульса

в

процессе

модуляции

в случае выполнения и невыполнения

данного

условия. Таким

об­

р а з о м , имеем

 

 

 

 

 

 

 

/Фмнн =

-

1 .

- =

^

І — (

4 - 3

1 >

 

2/ф

2 г..

 

 

 

 

 

 

91

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ