![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Шендерович А.М. Передача сигналов цветного телевидения по линиям связи
.pdf
|
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 \mfo—fm\ 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 |
(иП) |
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) |
|||||||||||
/о |
|
|
|||||||||||||||
|
|
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) |
||
|
|
|
|
|
/о |
\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) |
,и |
||||||||
(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 |
(РШв) |
и выходе ф и л ь т р а |
(РШф) |
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 |
< |
2Ттн. |
||||||
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 |
|
|
|
|
|