книги из ГПНТБ / Кривошеев М.И. Световые измерения в телевидении

Н

в) к-

г)

Рис. 5.16. Блок-схема устройства для автоматической записи формы видео­ сигнала (а) к пояснению стробоскопического преобразования (б—г)

де делителя выделяются импульсы частоты полей, совпадающие с синхронизирующими импульсами двух смежных строк четного и нечетного полей. Импульсы с выхода делителя 5 запускают гене­ ратор импульсов задержки 5. Момент спада формируемых импуль-

сов соответствует началу регистрируемого элемента видеосигнала в строке, когда запускается генератор прямоугольных импульсов 9. Длительность импульсов, формируемых этим генератором, плав­ но меняется от поля к полю в интервале строки. С выхода гене­ ратора 9 импульсы подаются на вход генератора с контуром удар­ ного возбуждения 20 и на вход генератора считывающих импуль­ сов 14.

Считывающие импульсы, имеющие форму, близкую к косинусоидальной, длительностью около 30 не поступают на вход им­

формы видеосигнала в исследуемом интервале строки.-Огибаю­ щая этих импульсов выделяется с помощью расширителя импуль­ сов 12 и фильтра нижних частот /7, а полученное напряжение усиливается усилителем постоянного тока 10 и подается на реги­ стрирующее устройство — самописец 21, где регистрируется фор­ ма видеосигнала.

Импульсный модулятор 19, усилитель-ограничитель 18, мульти­ вибратор 17 и триггер 16 предназначены для формирования меток времени, которые используются для измерения временных харак­ теристик видеосигнала. Эти метки регистрируются на ленте само­ писца 21 с помощью отметчика времени.

В импульсном модуляiupe 19 считывающие импульсы модули­ руются синусоидальным колебанием строго определенной частоты таким образом, чтобы при положительной полуволне колебаний на входе модулятора на его выходе появлялись модулированные им­ пульсы. При отрицательной полуволне колебаний на выходе им­ пульсы отсутствуют. Таким образом, на выходе усилителя-ограни­ чителя 18 формируются пакеты импульсов, следующих с частотой полей, период которых равен ntu, где tK — период калибровочного колебания, формируемого в генераторе 20; п — коэффициент пре­ образования.

На выходе триггера 16 формируются перепады напряжений, длительность между которыми равна ntK.

На рис. 5.14 в качестве примера приведена запись формы сиг­ нала от черно-белого перепада с метками времени. В этом при­ мере длительность одной метки соответствует 100 Н С .

С помощью графических построений на ленте можно определить длительность фронта нарастания такого перепада.

При регистрации формы видеосигнала в вертикальном направ­ лении растра для осуществления считывания одного и того же

— 132 —

ся схема разделения полей 6, схема управления 7, схема И 8 и триггер 4. При этом на выходе схемы И формируются последова­ тельности импульсов кадровой частоты четного или нечетного по­

Кроме того, через интервалы времени 2t с выхода схемы уп­ равления 7 на вход делителя 3 подается импульс, который рас­ полагается на месте вычеркнутого ранее импульса в схеме гаше­ ния 2, в результате чего осуществляется «скачок» считывающего им­ пульса со строки на строку одного и того же поля. Поэтому сна­ чала считывается элемент видеосигнала строки первого поля, за­ тем — смежной строки второго поля, затем — следующей смежной строки первого поля и т. д. В этом режиме длительность импуль­ сов, вырабатываемых генератором 5, устанавливается в зависимо­ сти от выбранного места считывания по вертикали.

Таким образом, считывающий импульс, двигаясь в вертикальном

на него в каждом кадре число импульсов, равное соответственно 625 или 623. Этот выбор осуществляется с помощью переключате­ лей Кг и Яз.

Процесс выбора строки наблюдается на ВКУ (22). Для этой цели на его экране создается яркостная отметка, соответствующая во времени считывающему импульсу.

Рассмотрим основные факторы, которые следует учитывать при выборе параметров такого устройства. На точность отображения формы видеосигнала существенно влияет длительность считываю­ щего импульса т. Она выбирается в соответствии с допустимой ча­ стотной погрешностью, присущей стробоскопическому методу. Ве­ личину т можно определить из выражения

справедливого для синусоидального сигнала частоты [[87].

— 133 —

Амплитудно-частотные искажения в преобразованном сигнале, ха­ рактеризуемые относительной погрешностью бф(/^, могут также возникать вследствие неравномерности АЧХ фильтра нижних ча­ стот, выделяющего этот сигнал, и искажений АЧХ регистрирующе­ го прибора.

В данном устройстве регистрация осуществляется быстродей­ ствующим самописцем Н-320 с частотой резонанса подвижной ча­ сти механической системы fр е з=20 Гц.

Амплитудно-частотные искажения, вносимые самопишущим прибором в рабочей полосе частот, характеризуются кривой, изо­ браженной на рис. 5.17 ФНЧ также может вносить амплитудно-

частотные искажения. Однако при настройке прибора они могут быть сведены к минимуму (погрешность не более 2%). Выбор ши­ рины полосы пропускания ФНЧ производят, исходя из требований, с одной стороны, получения наименьших искажений формы пре­ образованного сигнала и, с другой стороны, увеличения отношения сигнала к помехе г|52 на выходе устройства по сравнению с его зна­ чением на входе ярі.

Известно, что флуктуационная помеха при прохождении через стробоскопический преобразователь дискретизируется, и форма энергетического спектра преобразованной помехи примерно повто­ ряет форму возведенной в квадрат амплитудно-частотной харак­ теристики ФНЧ как наиболее узкополосного элемента в канале пре­ образования видеосигнала. Если обозначить ширину полосы энер­ гетического спектра помехи через .Рф и частоту повторения считы­ вающих импульсов — через Тем, то выигрыш, получаемый в отно­ шении сигнала в помехе на выходе устройства по сравнению со входом,

На рис. 5.18 приведен график зависимости величины \\>2 — фі от частоты Рф или ГС и=0,02 с.

— 134 —

В описываемом устройстве ФНЧ выбран так, что в режиме из­

ва весьма существенно, так как на записываемой кривой легче раз­ личать изменения ее формы.

при выбранных параметрах схемы привязки флуктуационная поме­ ха на выходе устройства увеличивается по этой причине всего на доли децибела. Поэтому этот источник погрешностей мало влияет на результирующую погрешность.

Весьма существенным условием правильности воспроизведения крутых фронтов нарастания и спада сигнала является сохранение постоянного приращения временного интервала между последо­ вательными отсчетами. Основными источниками погрешностей в этом случае являются:

—нестабильность во времени преобразуемого элемента сиг­ нала изображения относительно синхронизирующих импульсов ви­ деосигнала;

—нестабильность во времени считывающего импульса относи­ тельно фронта синхронизирующих импульсов при его формирова­ нии в рассматриваемом устройстве. Этот источник погрешностей в первую очередь связан с нестабильностью порогов срабатывания ключевых элементов схемы.

Явление взаимной нестабильности видеосигнала и считываю­ щих импульсов приводит к тому, что преобразованный сигнал, ре­ гистрируемый на ленте самописца, флуктуирует. Величина флук­ туации (средняя квадратичная погрешность равна примерно 3%) пропорциональна крутизне сигнала и зависит от шага считыва­ ния At.

Искажение относительной величины измеряемого параметра изза нелинейности амплитудной характеристики обычно не превы­ шает 2%. Такую же погрешность имеет и основная погрешность самопишущего прибора.

Наибольшие искажения в форме сигнала могут возникать при воспроизведении фронта нарастания сигнала черно-белого пере­ пада, синусоидальных колебаний от штрихов на таблице, одиноч­ ных узких импульсов и т. д., т. е. таких элементов видеосигнала, при преобразовании которых действует фактор нестабильности временных параметров видеосигнала. Однако методика измере­ ний на ленте самописца сводит к минимуму такого рода погреш­ ности. Для этого перед обработкой записанных кривых непосред­ ственно на ленте производят от «руки» графическое усреднение помех.

— 1-35 —

Последующие измерения производят относительно этой усред­

Такая методика обработки результатов записи в процессе из­ мерений приводит к тому, что результирующая погрешность из­ мерения, например коэффициента модуляции видеосигнала, не пре­ вышает 2%.

Рис. 5.19. Усреднение кривой видеосигнала

.Относительная погрешность измерения длительности фронта перепада не превышает 54-8%.

На точность измерения коэффициента модуляции в попереч­ ном направлении растра в основном влияют частотные погрешно­ сти метода и аппаратуры. Погрешность, возникающая вследствие взаимной нестабильности видеосигналов и считывающих импуль­ сов, в данном случае существенной роли не играет, однако допол­ нительную погрешность может вносить нестабильность периода кадровой развертки и нарушение чересстрочное™ развертки. По­ грешность измерения коэффициента модуляции в поперечном на­ правлении растра не превышает 8ч-10%.

Если необходимо измерять в видеосигнале малые перепады уровней, езязанные с искажениями в области средних видеочастот (тянущиеся продолжения), неравномерностью поля мишени пере­ дающих трубок и другими факторами, в устройство вводят схему «электронной лупы» или в качестве регистрирующего устройства используют, например, самописцы типа, ЭПП-0,9МЗ, которые име­ ют ширину диаграммной ленты, равную 250 мм (граничная часто­ та Frv = 0,5 Гц).

Для полной автоматизации регистрации можно ввести в уст­ ройство программный блок, задающий порядок выполнения опе­ раций при регистрации заранее намеченных элементов испыта­ тельной таблицы.

— 136 —