книги из ГПНТБ / Кривошеев М.И. Развитие технических средств телевизионного вещания

Для одновременного■контроля амплитудно-частотной и фа­

тельной величины синус-квадратичного импульса. Наличие фа­ зо-частотных искажений в области верхних частот видеоспектра характеризуется появлением в нижней части импульсов убы­ вающих по амплитуде вспесков (рис. 20). Так,, например, при прохождении через видеоканал синус-квадратичного импульса длительностью Т всплеск в нижней его части в несколько раз

Рис. 21

больше, чем всплески на прямоугольных импульсах с соответ­ ствующим фронтом нарастания. Это означает, что при одной и той же величине искажений, вносимых видеоканалом, их легче заметить и измерить при использовании синус-квадратичных импульсов. Для проверки допустимости искажений синус-квад­ ратичного импульса используют трафарет, подобный приведён-- ному на рис. 20. Таким образом, с помощью синус-квадратичных импульсов можно быстро и точно оценивать частотные характе­ ристики видеоканала.

Генераторы синус-квадратичных импульсов разработаны в НИИ Министерства связи СССР и в Одесском электротехни­ ческом институте связи. Генератор синус-квадратичных импуль­ сов НИИ Министерства связи СССР создаёт испытательный

39

сигнал, показанный на рис. 21. Здесь 1 — строчные синхронизи­ рующие импульсы длительностью 5 мксек, 2 — синус-квадратич- ный импульс длительностью 0,08 мксек или 0,16 мксек, 3 — пря­ моугольный импульс длительностью 26 мксек.

Прибор для измерения нелинейности амплитудной характе­ ристики видеоканала. В видеоусилителях оценку нелинейных искажений удобно связать с формой их амплитудной характе­ ристики 0',ых = f(Uex), устанавливающей зависимость между мгновенными значениями сигнала на выходе и на входе после-

1W

а)

/77.

6)

Рис. 22

дуемого устройства. Для количественной оценки нелинейности амплитудной характеристики видеоканала, пределов регулиров­ ки гамма-корректоров удобно использовать испытательные сигна­ лы, приведённые на рис. 22а. Они состоят из пилообразного на­ пряжения с наложенным на него высокочастотным синусоидаль­ ным напряжением. Для проверки характеристики во всём диа­ пазоне напряжений с учётом изменения постоянной составляю­ щей испытательный сигнал замешивается после каждой третьей строки, которые могут соответствовать передаче либо чёрного, либо белого полей (показано пунктиром). Этим достигаются условия, аналогичные изменению постоянной составляющей сиг­ нала. Частоту синусоидального напряжения берут равной Г —г—4 Мгц.

На выходе канала устанавливается фильтр, пропускающий только высокочастотное синусоидальное напряжение (рис. 226). Измерения на осциллографе проводятся дважды: один раз, ког­ да в интервалах между испытательным пилообразным сигналом передаются строки, соответствующие передаче чёрного поля, и второй раз, когда в интервалах передаются строки белого поля.. Величина нелинейных искажений в данном случае оценивается

40-

как отношение двойной минимальной амплитуды синусоидаль­ ного напряжения т к максимальной М.

Рассмотренный способ позволяет быстро и точно обнаружи­ вать и измерять нелинейность амплитудной характеристики ви­ деоканала. Такие приборы разработаны в НИИ Министерства связи СССР и филиале НИИ ГКРЭ.

Наряду с описанными приборами заводом Львовского совнар­ хоза созданы специальный осциллограф для измерений в телеви­ зионном тракте (ЭО-58)и осциллографический измеритель частот­ ных характеристик (ИЧХ-57). Разработаны приборы для измере­ ния отношения сигнала к помехе, позволяющие учитывать осо­ бенности визуального восприятия помех, измеритель группового времени задержки в видеотракте и ряд других.

Испытательная таблица, формируемая электрическим спо­ собом. Измерение отдельных характеристик телевизионного тракта требует использования большого числа измерительных приборов и занимает много времени. Поэтому для быстрой оцен­ ки основных свойств телевизионного тракта удобно пользовать­ ся изображением испытательной таблицы, например 0249.

Однако в процессе преобразования изображения таблицы в электрические сигналы, что производится обычно с помощью передающих телевизионных устройств (камеры, моноскопа, эпи­ проектора с бегущим лучом и т. п.), неизбежно возникают ис­ кажения, обусловленные несовершенством этих устройств, а так­ же погрешностями эксплуатационного характера. В результате уже непосредственно на выходе передающих устройств испыта­ тельные сигналы оказываются искажёнными и на принятом изображении таблицы отмечаются не свойственные ей помехи, ограниченная чёткость, неравномерность фона, нелинейные и геометрические искажения и т. п. Эти искажения могут быть сведены к минимуму, однако в стандартном испытательном сиг­ нале они вообще должны отсутствовать, так как в ряде случаев трудно установить, где возникли те или иные искажения испы­ тательных сигналов — в передающем устройстве или в испытуе­ мом объекте. Этот недостаток исключается при чисто электриче­ ском способе формирования сигналов испытательной таблицы, т. е. путём сочетания соответствующих форм импульсов без при­ менения оптических и электрооптических преобразователей.

Испытательный генератор, разработанный в филиале НИИ ГКРЭ, создаёт сигналы, образующие на экране испытательную таблицу, показанные на рис. 23.

На рис. 24 представлена осциллограмма сигнала, соответ­ ствующего испытательной таблице рис. 23, снятая с экрана обычного осциллографа без селектора строк; на ней можно распознать основные испытательные сигналы. Таким образом, при наличии искажений в испытуемом канале их можно быстро обнаружить.

41

сигнал, состоящий из кратковременных импульсов, позволяет обнаруживать наличие отражений в тракте передачи, проявляю­

щихся в виде повторных изображений вертикальных полос сетки.

Для проверки правильности передачи средней яркости изо­ бражения (постоянства уровня чёрного) 'предусмотрена воз­ можность изменять в широких пределах постоянную составля­ ющую испытательных сигналов. Это достигается изменением размаха сигналов (от уровня чёрного до уровня белого), опре-

Рис. 24

деляюших яркость фона участков изображения вокруг цент­ рального прямоугольника, внутри которого находятся ооновные

испытательные импульсы таблицы.

Контроль работы аппаратуры непосредственно во время теле­ визионной передачи. Способы контроля и измерения качествен­ ных показателей видеотракта, основанные на использовании ис­ пытательных таблиц, синусоидальных колебаний или импульсов специальной формы, обладают существенным недостатком, ко­ торый состоит в том, что эти измерения должны проводиться перед началом передачи. В наиболее же ответственный период работы оборудования — во время передачи программы — эти способы не позволяют непрерывно контролировать основные ка­ чественные показатели тракта. Особо важен постоянный конт­ роль за трактом при передаче телевизионных сигналов по ра­ диорелейным и кабельным магистралям большой протяжён­

ности.

Организовать непрерывный контроль можно путём замеши­ вания основных испытательных сигналов в видеосигналы теле­ визионной программы. Это позволяет, во-первых, быстро опре­ делить, какой участок тракта вносит искажения, и, во-вторых,

43

существенно сократить время работы тракта и технического персонала, требуемое для проведения многочисленных изме­ рений.

Испытательные сигналы вводятся в видеосигналы в начале тракта таким образом, чтобы они были незаметны на принятом изображении и концентрировались в возможно коротком вре­ менном интервале, не превышающем, например, длительности одной или несколько строк, передаваемых в 'период действия кадровых гасящих импульсов (рис. 25).

\Л Л /1 п П П П П ППЯППППППППППППГУ-У: тгут/УтЛАс.

Сигнал с испытательной строкой

Сигнал для выделения испытательной строки

Рис. 25

Рассмотрим в качестве примера осциллограмму такой испы­ тательной строки. В левой части строки (рис. 26) между уров­ нями чёрного и белого находится ступенчатый или пилообраз-

Рис. 26

ный сигнал, который можно использовать для определения ли­ нейности амплитудной характеристики видеоканала. На уровне серого (примерно на середине строки) располагается узкий прямоугольный импульс, с помощью которого, например, опре­ деляют отражения в кабельной линии или находят величину за­ паздывающих сигналов, приходящих к приёмному пункту радио­ релейной линии разными путями.

44

Этот импульс располагается на уровне серого с той целью, чтобы было удобно наблюдать отражённые сигналы как поло­

13—15 мксек, на котором наблюдаются отражённые сигналы. Такой длительности достаточно для фиксирования разницы до А км в путях приходящих сигналов.

Свободный участок перед импульсами необходим для того, чтобы отражённые или запаздывающие импульсы от предшест­ вующего ступенчатого сигнала не накладывались на сигналы измерительного импульса.

Во время передачи испытательной строки можно также по­ сылать группу прямоугольных импульсов или синус-квадратич- ный импульс как для контроля уровней передачи, так и для проверки переходной характеристики канала.

Если в состав испытательной строки включить сигналы в виде небольших серий синусоидальных импульсов с различны­ ми фиксированными частотами, располагая эти серии в порядке возрастания частоты (рис. 27), то можно быстро оценить ампли-

тудночастотную характеристику тракта. Для этого измеряют на экране осциллографа относительную высоту серий импульсов подобно тому, как это делается с помощью генератора качаю­ щейся частоты.

Испытательную строку можно формировать, включая в неё несколько различных испытательных сигналов либо одновре­ менно, либо поочерёдно. Сами испытательные сигналы возмож­ но создавать электрическим методом (с помощью специальных схем) или оптическим путём, преобразуя одним из известных способов графическое изображение в электрический сигнал. Оптический метод упрощает задачу создания сигнала заданной формы.

45

Для проверки всего видеотракта, начиная от передающей трубки, на фотокатоде или мишени последней могут быть на­ несены соответствующие «изображения» испытательных строю С целью упрощения устройства, создающего различные «испытательные строки», а также для уменьшения собственных флуктуационных помех в выходном испытательном сигнале в качестве датчика такого сигнала можно иопользовать моноскопную установку и описанный выше электричеокий генератор ис­ пытательной таблицы. Это позволяет отказаться от создания специальных генераторов испытательных сигналов, так как моноскопные установки и испытательные таблицы, создаваемые электрическим путём, содержат практически все необходимые

для проверки телевизионного тракта сигналы.

Чтобы любую из строк изображения, создаваемого моноскопной установкой, можно было использовать в качестве испыта­ тельной строки, достаточно иметь возможность смещать по фазе кадровые синхроимпульсы, запускающие эту установку.

Автоматическое поддержание качественных показателей те­ левизионного тракта. Способ «испытательной строки» позволяет лишь контролировать искажения, возникающие в различных точках телевизионного тракта. Новым в этой области является использование сигналов испытательных строк для непрерыв­ ного автоматического поддержания в пределах заданных норм основных качественных показателей телевизионного тракта. Это достигается следующим образом. В месте приёма выявляются искажения испытательных сигналов и создаются специальные сигналы для управления корректорами линейных и нелинейных искажений.

В качестве управляемых корректоров можно использовать корректор формы переходной характеристики (или два коррек­ тора: амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик) для коррекции линейных искажений и корректор с управляе­ мой формой амплитудной характеристики для коррекции нели­ нейных искажений в диапазоне передачи видеосигналов.

На рис. 28 приведены схемы автоматического поддержания параметров телевизионного тракта. Здесь 1 — генератор испы­ тательных импульсов, 2 — устройство, в котором происходит за­

тракта, качественные показатели которого должны поддержи­ ваться автоматически. Устройство 7 предназначается для срав­ нения форм неискажённых испытательных сигналов, поступаю­ щих с генератора 1, и искажённых испытательных сигналов,

46

Рис. 28

47

приходящих с выхода устройства X. В зависимости от вида передаваемого в данный момент испытательного сигнала на вы­ ходе устройства 7 создаются сигналы, управляющие либо уст­ ройством 5, либо устройством 6; последние, в свою очередь, уп­ равляют корректорами 3 или 4. Такая схема выгодна в тех слу­ чаях, когда удобно сравнение неискажённых испытательных импульсов с искажёнными, т. е. когда в пункте контроля имеет­ ся генератор 1 (например, если устройством X является пере­ дающая радиостанция телевизионного центра).

Блок X на рис. 286 и в может соответствовать, например, радиорелейной или кабельной линии связи большой протяжён­ ности. Корректоры 3 и 4, показанные на рис. 286, устанавлива­ ются на оконечной станции радиорелейной линии перед ретранс­ ляционной телевизионной станцией 8. С выхода 8 видеосигналы с замешанными в них испытательными строками поступают на устройство 7, в котором определяется характер искажения ис­ пытательных сигналов. Выявленные искажения кодируются в сигналы управления устройствами 5 и 6 и корректорами 3 и 4.

Корректоры 3 и 4 (рис. 28е) устанавливаются на входе участ­ ка тракта X. Выявление искажений производится в устройст­ ве 10, а кодирование их в устройстве 9, откуда они, например, по телефонной линии связи поступают на декодирующее уст­ ройство 7, управляющее устройствами 5 и 6 и корректорами

3 я 4.

ЦВЕТНОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

Цветное телевидение позволяет значительно повысить каче­ ство телевизионного вещания.

Одно из основных требований, которое предъявляется к си­ стеме цветного телевидения, — это совместимость её с принятой системой чёрно-белого телевидения. Под термином «совмести­ мость» понимается, с одной стороны, возможность приёма цвет­ ных программ в чёрно-белом виде на обычные телевизоры и, с другой стороны, возможность использования многочисленного и дорогостоящего оборудования действующих сейчас телевизион­ ных станций и линий связи для передачи цветных программ. Кроме того, цветные телевизоры должны быть рассчитаны и на приём чёрно-белых программ.

Внедрение системы цветного телевидения намечается путём замены необходимой части телевизионного оборудования АСК и ПТС, при этом передающие телевизионные радиостанции и телевизионные каналы междугородных линий связи практиче­ ски сохранятся прежними. Поэтому разработка новых телевизи­ онных станций мощностью 5/1,5 кет, 50/15 кет, а также обору­ дование линий связи проводится с учётом возможности исполь­ зования их в дальнейшем как для передач чёрно-белого, так и цветного телевидения.

48