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

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

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
23.2 Mб
Скачать

верительного усилителя 2 с первым строб-каскадом, где осущест­ вляется первое вычеркивание, аттенюатора 3; блока фильтров 4 (верхних частот, нижних частот, взвешивающего); широкополос­ ного усилителя 5 со вторым строб-каскадом, где производится пов­ торное «вычеркивание» для уменьшения выбросов, появляющихся при первом вычеркивании; квадратичного детектора и индикатор-

 

5

 

 

!—1

6

 

1-й сгт?роо~-

Аттеню­

блок

 

•й empcc-

T7QD

Из"Є?и -

- каскад

атор

фильглпоЗ

кас.ксЗ

 

 

8

9

 

 

 

Формирова­

Формирова­

 

 

 

тель строй-

тель

строо-

 

 

 

 

ихлульсоЗ

имлильсов

 

 

 

I Строчные '(/ нсинхроим-

пульсы

~L кадровые

синхроимпульсы

Рис. 5.34. Блок-схема измерителя эффективного напряжения флуктуацион­ ной помехи путем «вычеркивания» гасящих импульсов

ного прибора. Уменьшение мощности измеряемых помех при «вы­ черкивании» гасящих импульсов учитывается при калибровке при­ бора.

Основным достоинством описываемого измерителя является вы­ сокая чувствительность. Применение повторного «вычеркивания» в сочетании с большим усилением обеспечивает возможность из­ мерения отношения сигнала к помехе до 80 дБ.

Кроме того, наряду с отсчетом измеряемого отношения непо­ средственно в децибелах предусмотрена возможность производить одновременный отсчет в вольтах эффективного значения помехи, а также производить отсчет квазипикового значения и соответст­ вующего отношения сигнала к помехе, для чего в измерительном тракте вместо квадратичного детектора включается двухполупернодный пиковый детектор.

Однако высокая чувствительность и высокая точность измере­ ний (погрешность менее 0,5 дБ) могут быть реализованы только при условии, если видеосигнал имеет строго постоянный уровень вдоль строки и от строки к строке, т. е. соответствует изображе­ нию с равномерной яркостью по всему растру. Естественно, это во многих случаях затрудняет его практическое использование для измерения помех в видеосигнале, созданном передающей телеви­ зионной трубкой.

Действительно, величина помех у многих типов передающих трубок зависит от уровня выходного видеосигнала, который, в свою очередь, часто бывает неравномерен по полю растра. Поэтому при-

— .160 —

ходится использовать методы временной селекции помехи и сиг­ нала с различных участков изображения с последующим измере­ нием эффективного значения помехи. На рис. 5.35 приведена блоксхема устройства для измерения помех описанным путем при нор­ мальном режиме работы трубы (107—109]. Здесь предусмотрено совместное использование частотной и временной селекции. Выде­ ление участка видеосигнала, в котором измеряется уровень помех, производится при помощи специального формируемого сигнала, создающего, например, прямоугольную яркостную отметку на эк­ ране приемной трубки (см. разд. 5.9).

Видеосигнал

рис. 5.35

б,

соответствующий, например,

переда­

че белого поля, подается

через переключатель Пь аттенюатор 9 нг'

фильтр верхних

частот ФВЧ

(И) (нижняя частота среза

фнль.ра

порядка 150 кГц). Этим фильтром осуществляется подавление ис­ пытательного сигнала. Большие выбросы (рис. 5.35 в), соответ­ ствующие фронтам испытательного сигнала, возникающие на вы­ ходе этого фильтра в результате дифференцирования, ограничива­ ются сверху и снизу диодными ограничителями.

Затем выделенное, таким образом, напряжение помех поступа­ ет на модулятор 12, назначение которого — выделять «пакеты» флуктуационных помех в интервале, равном в данном случае, при­ мерно 0,3 Н, и тем самым устранять оставшиеся после двусторон­ него ограничения выбросы. Помехи модулируют сигналом, пока­ занным на рис. 5.35 г (каскады формирования такого сигнала /—6 аналогичны соответствующим каскадам на рис. 5.1 )а). В моменты действия модулирующего сигнала на выходе модулятора появля­ ются напряжение помех и сам сигнал (рис. 5.35 д).

Модулирующий сигнал в виде прямоугольных импульсов дол­ жен иметь ограниченный частотный спектр. Для этого перед по­ дачей на модулятор он пропускается через фильтр нижних ча­ стот 8, амплитудно-частотная характеристика которого соответст­ вует спектру сигнала симусквадратичной формы. Поэтому после прохождения через фи.ч^гр 8 спектр модулирующего сигнала огра­ ничен частотой порядка 80 кГц. После модуляции отделение по­ мех от модулирующего сигнала осуществляется фильтром верх­ них частот 13 (нижняя частота среза фильтра порядка 180 кГц), подавляющим частотные компоненты модулирующего сигнала. По­ сле аттенюатора 16 выделенные, таким образом, «пакеты» флук­ туационных помех, представленные, на рис. 5.35е, подвергаются двухполупериодному выпрямлению детектором 15, который имеет квадратичную характеристику. Выпрямленное напряжение подает­ ся на стрелочный индикатор 14. Перед измерениями прибор ка­ либруют калибратором 7, представляющим собой генератор сину­ соидальных колебаний со стабильными значениями выходного на­ пряжения. При этом замечается определенное положение стрелки индикатора 14. Затем при измерениях помех стрелка индикатора вновь устанавливается в то же положение при помощи аттенюа­ торов 9 и 16. Отсчет измеряемого уровня помехи производится по

6-67

- 161 -

ft)

\ ГЕНЕРІатор пррмоуъольноц

яркостной отметки

1

 

2 Фааосдвиь

Генератор

 

 

 

ист-во

 

 

 

(строки)

имп.

Схема

 

 

Селектор

 

 

 

 

 

совпадения

 

 

^Фазосдвиг.

Генератор

 

 

 

Mj уст-до

 

 

 

имп.

 

 

 

(Кадры)

 

 

 

 

Калибра­

 

 

& Фильтр мо­

 

 

 

 

дулирующего

 

 

тор

 

 

 

 

 

 

 

сигнала

 

V j

Аттенюа­

10

ФВЧ

/2

/3

тор

ФВ

Модулятор

Фвч

 

 

 

/4 ,

Кбадратич-

 

 

 

 

of-

^Аттенп-

 

 

 

иый

 

 

 

атор

 

 

 

детектор

 

 

 

 

 

 

 

Стрелочный

 

 

 

 

 

'/ноинатор

 

 

показанням этих аттенюаторов. Требуется пересчет показаний при­ бора ввиду того, что измеряется не полное эффективное напря­ жение помехи, а лишь эффективное напряжение созданных при модуляции и последующем прохождении через фильтр ФВЧ (13) отдельных «пакетов» помехи.

Источником ошибок измерений является подавление нижней части спектра флуктуационных помех (в данном случае до 180 кГц).

Более эффективным оказалось использование метода выделе­ ния помех на отдельных участках изображения в 'Сочетании с двойной временной селекцией [104]. Первый строб-каскад управ­ ляется гасящими импульсами, во время действия которых помехи значительно ослабляются. После дифференцирования сигнал по­ ступает на второй строб-каскад, который пропускает помехи толь­

ко с

выбранного

участка растра

(рис. 5.36).

Выделенный

уча­

сток

изображения

с равномерной

яркостью

контролируется

на

экране ВКУ.

 

 

 

 

Показания квадратичного измерителя пропорциональны мощ­ ности пакетов помехи. Калибровка измерительного тракта при­ бора производится с помощью генератора помех, подключаемого

— 162 —

6)

HI

В)

г)

В)

Рис. 5.35. К измерению эф­ фективного напряжения флуктуационной помехи на отдельных участках телеви­

зионного изображения:

а)

блок-схема

прибора;

б)

видеосигнал

на

входе

прибора;

в)

помеха, выде­

ленная

фильтром

верхних

частот;

г)

модулирующий

импульс;

д)

модулирующий

импульс и помеха на выхо­ де модулятора; е) помеха,

выделенная фильтром пос' ле модуляции

к его входу. Для этого при выключенной испытываемой трубке изменяют величину помехи на выходе генератора помех, чтобы их величина соответствовала уровню помех в видеосигнале яри включенной трубке. Величина помех, создаваемых трубкой, оцени­ вается по формуле

 

f Д

/птА /п2

 

птр

V М ш - Д / к

 

 

 

где U-ш— эффективное значение помех на выходе

генератора; ..

А/пт — полоса частот, в

которой

производится

измерение по­

мех, создаваемых

трубкой;

 

 

6*

— -163 —

11

а:

Cs<*>

 

4s

I

I

I

!

!

1 A I I

Рис. 5.36. К измерению эффективного напряжения флуктуацнонной помехи на отдельных участках изображения:

а) блок-схема устройства; б) видеосигнал; в) гасящие импульсы; г) видеосигнал после первой ключевой схемы; 5) дифференцированный видеосигнал; е) импульсы строчной частоты; ж) сигнал после второй ключевой схемы

— 164 —

Рис. 5.37. Схема подавления периодических помех, кратных частоте /стр в видеосигнале
Флуктуационные и периодические
помехи
Флуктуацион­ ные помехи

Д / п 2 — эквивалентная полоса результирующей частотной ха­ рактеристики генератора помех и измерительного трак­

та; •Д/пг эквивалентная полоса частот помех на выходе генера­

тора; Д/к •- эквивалентная полоса частот измерительного тракта.

Для учета визуального восприятия помех на телевизионном изображении предусматривается возможность включения взвеши­ вающего фильтра (ФВ).

Сочетание двойной временной и частотной селекции позволяет выде­ лять помехи с любой час­ ти растра и проводить из­ мерения отношения сиг­ нала к помехе порядка 40. дБ.

Дальнейшее повыше­ ние точности измерения помех в видеосигнале на­ правлено на значительное уменьшение погрешно­ стей, вызываемых пара­ зитными сигналами чер­

ного пятна, наводками строчной частоты и ее гармоник, сигналами от пятен и неоднородностей на светочувствительном элементе и мишени и т. д. Так, например, для подавления гармоник частоты

строк и полей

попользуют заграждающие фильтры.

 

Рассмотрим

один из

методов

подавления

периодических

помех

с частотами, кратными

частоте

строк (рис.

5.37) (ПО]. При

этом

использован тот факт, что помехи с частотой, кратной /С тр, перио­ дически повторяются от строки к строке, а мгновенные значения •флуктуационных помех можно считать независимыми. Таким обра­ зом, при задержке видеосигнала на длительность строки, измене­ нии его полярности и сложении с первоначальным суммарное на­ пряжение периодических помех равняется нулю, а флуктуационные помехи складываются по геометрическому закону, т. е. и'ПЭфф = ='^пэфф1^2. Периодические помехи при этом практически устра­ няются. Из-за сложности широкополосной линии задержки, а так­ же из-за того, что основная мощность гармонических составляю­ щих от наводок импульсов строчной частоты находится в полосе

частот

до 150

кГц

(10 /Стр)

применяется обычно узкополосная

ли­

ния задержки,

а перед

ней

устанавливается

фильтр

с частотой

среза

порядка

150

ікГіц.

Следует отметить, что

/в этом

случае

для

результирующей величины эффективного напряжения помех слож­ но найти поправочный коэффициент, так как для верхних спект­ ральных составляющих, частоты которых расположены вне по-

— 165 —

а)

 

 

5

 

 

 

 

Пороговое

 

 

 

 

 

устрой­

 

 

Видео­

 

2

ство

 

ч-

сигнал

Cmooff-

 

 

Усилитель

 

 

о

 

 

Счетчин

 

каскад

 

 

 

 

 

 

S

 

импульсо

 

 

 

Пороговое

 

 

 

Ограничи­

 

 

 

устоои -

 

 

 

тель

 

 

 

с-тво

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

5.38. К

измерению эф­

 

 

 

фективного

напряжения по­

 

 

 

мехи

путем

подсчета числа

J

 

 

 

а)

выбросов

помехи:

 

 

 

 

структурная

схема

изме­

 

 

 

JL

рителя; б)

входной видео­

 

JL

 

сигнал; в)

стробирующие им­

ю

 

пульсы; г)

пороговые уровни

 

Ut

и

(Л; д) импульсы,

со­

 

J V

 

 

ответствующие

 

уровню

 

і

4

Л /

 

 

е)

уровню Uz

 

 

 

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и f

1

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

! г'

 

 

лосы

пропускания

фильт­

8)

 

 

 

ра,

эффективная

величи­

о

 

 

 

на

напряжения не

изме­

 

 

 

няется,

а

для

нижних

и

 

 

 

 

 

 

спектральных

составляю­

г)

 

 

 

щих,

частоты

которых

 

 

 

расположены

в

полосе

 

 

 

 

 

 

 

 

(пропускания

 

фильтра, эф­

и

 

 

 

фективная

величина на­

 

 

 

пряжения

увеличивается

)

 

 

 

в ] / 2

раз.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тенденции

внедрения

о

 

 

 

 

 

 

 

цифровых методов -в тех­

 

 

 

 

и

 

 

 

нику телевизионных

изме­

е)

 

 

 

рений находят отражение

 

 

 

и в разработках

методов

 

 

 

 

измерения

флуктуациои-

 

 

 

 

ных

помех.

 

Так,

напри­

 

 

 

 

мер,

разработаны

 

мето­

ды измерения уровня фЛ'уктуациоиных помех в видеосигнале, ос-.- нованные на определении эффективного напряжения помехи путем подсчета ее выбросов над заданным уровнем [11, 112].

— 166 —

Если число выбросов помехи, подчиняющейся нормальному за­ кону распределения (с нулевым средним значением), подсчитывается на двух уровнях и\ и U2(Ui>Uz) за одинаковый интервал

времени, то

\

где Л[і и N2 — число превышений (пересечений в одну сторону) заданных уровней напряжения Ui и U2 соответственно.

При 1Л>£Л

 

Uп эфф

] / 2In & •

 

 

Отсюда для

измерения С/ПЭФФ

необходимо знать

величины по­

роговых уровней

Ui, U2 и измерять число выбросов на этих

уров­

нях за один и тот же интервал

времени.

 

 

Описываемый способ измерения реализуется с

помощью

схе­

мы на рис. 5.38.

Видеосигнал,

прошедший через

стробирующий

каскад / и усилитель 2, поступает на пороговое устройство 3 непо­ средственно, а на пороговое устройство 7 — через усилитель-огра- :шчптель 6, используемый для уменьшения порога. С выходов по­ роговых устройств импульсы через переключатель поочередно по­ ступают на вход счетчика импульсов 4. Использование стробирования позволяет выделять помехи с участков изображения с рав­ номерной яркостью и, таким образом, проводить измерение помех в видеосигналах неподвижных изображений с определенным сю­ жетом.

При данном методе отсчет эффективного значения помехи не является непосредственным: необходимы два отсчета (Ni и 'N2) и последующее вычисление (Упэфф по ф-ле (5.8), которая справедли­ ва для помехи, имеющей нормальный закон распределения мгно­ венных значений.

5.12. ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАЗИТНЫХ СИГНАЛОВ

Для определения величины выходного сигнала передающей трубки, для расчета видеоусилителей и генераторов сигналов, ком­ пенсирующих эффект паразитных сигналов, одной световой харак­ теристики недостаточно. Паразитные сигналы могут зависеть от

величины тока луча, и размах их (Unc),

как показано на рис. 5.39а,

может превышать

величину полезных

сигналов изображения

[/„•

Поэтому рабочие

участки

характеристики

видеоусилителя вплоть

до каскада, где вводятся

компенсирующие

сигналы, должны

обе-

спечивать прохождение полного размаха видеосигналов U0 с уче­ том паразитных сигналов. Следовательно, необходимо количествен­ но оценивать паразитные сигналы.

Проявление паразитных сигналов можно наблюдать на экране ВКУ. Однако в этом случае нельзя точно оценить их интенсив­

ность, так

как они в значительной мере зависят

от яркости экра­

на. Более

строго оценить паразитные сигналы

можно, поочеред­

но выделяя осциллограммы отдельных строк в различных участ­ ках растра (ірис. 5.396) с последующим построением карты выход­ ных напряжений трубки при данном режиме ее работы. Коор­ динаты карты соответствуют размерам растра, покрывающего ми­ шень. Точки карты, соответствующие равным по величине напря-

— 168 -

жениям, соединяются между собой в равнопотенциальные кривые, которые воспроизводят рельеф паразитных сигналов. Цифры на кривых указывают их интенсивность. В качестве примера на кар­ те нанесены двенадцать (от І до XII) (значений 'координат каждой лз осциллограмм девяти істрок і(от А до К).

8)

Длина мишени

г)

Р(ы)

0,8

Vf

 

Рис. 5.39.

К оценке паразитных

сиг­

 

 

а)

налов передающей

трубкя:

 

Ц2

 

паразитные

сигналы

черного

пят­

 

на

Una;

{Л —сигнал

изображения;

 

 

 

(J.1/MKC

б) формы выходных напряжений чер-

 

чого пятна; в) карта выходных на­

 

 

 

 

пряжений

черного пятна; г)

энергети­

ы 1

 

ческий спектр

паразитного

сигнала

гжів-to'

Ы90-Ю~

 

 

видикона ЛИ-23

 

 

 

— 169 —