Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский технический университет связи и информатики

________________________________________________________________________________

Контрольная работа

по курсу

ЦИФРОВОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ

выполнил:

студент 6-го курса

группы ЗРС 1052

Бычков Максим

Москва 2015

Задача № 1

Рассчитать необходимое число уровней квантования, частоту дискретизации и цифровой поток для автономной цифровой телевизионной системы. Цифровой сигнал образуется с помощью бинарного (двоичного) кода. Изображения производятся на экране черно-белого кинескопа. Метод дискретизации изображения – ортогональный. Используется прогрессивная (построчная) развертка. Искусственное ограничение полосы пропускания канала не предусматривается.

Исходные данные приведены в таблице 1. Таблица 1

Число строк разложения кадра Z	400
Число передаваемых кадров секунду n	60
Формат кадра К	5/3
Относительное время обратного хода по строке α	0,2
Относительное время обратного хода по кадру β	0,1
Максимальная яркость экрана Lmax кд/м2	200
Максимальная яркость экрана Lmin кд/м2	30

Решение:

Верхняя граничная частота видеосигнала:

р=1 – коэффициент Кэлла; f_n=50 Гц – нижняя граница видеосигнала

Частота строчной развертки:

Ближайшая гармоника строчной развертки:

С запасом выберем расчетную величину:

Выберем ближайшее целое число m=750

Расчетная частота дискретизации:

Средняя яркость экрана:

По графику рис.7 определим пороговый контраст:

Приближенное число различимых градаций яркости:

Разрядность бинарного кода выберем исходя из условия:

2^р >X

где р – целое число разрядов. р=7

Скорость передачи двоичных символов цифрового сигнала (цифровой поток):

Q=126 Мбит/с.

Задача № 2

Какие требования предъявляются к АЦП при преобразовании видеосигнала в вещательных системах? Какой тип АЦП предпочтительней? Нарисуйте ее функциональную схему и поясните принцип работы.

Решение:

Принципы и виды дискретизации ТВ сигналов.

Структурная схема формирователя сигнала SDI и его параметры.

Требования к дискретизации:

1. По теореме Котельникова частота дискретизации должна превышать в 2 раза верхнюю частоту сигнала.

2. Частота дискретизации должна быть кратной частоте строчной развёртки.

3. Уровень чёрного и цветоразностных сигналов должны быть равен определённому уровню квантования, в зависимости от разрядности АЦП. (для 8-разрядного АЦП уровень чёрного сигнала яркости должен быть равен 16 уровню квантования, уровень белого 235 уровню квантования). Уровень чёрного цветоразностного сигнала 128 уровню квантования.

PAL, СЕКАМ Fс = 625*25 = 15625 Кд = 13500000 : 15625 = 864

NTSC Fс = 525 * 30 = 15750 Кд = 13500000 : 15750 = 857,14857

Fк = Fд : Кд : Fс = 13500000 : 857 : 525 =30,005000 Гц

13500000 : 866 : 525 * 2 = 59,386 Гц (59,94)

На вход ФИФ поступают синхронизирующие импульсы. В ФИФ реализуется формирование специальных импульсов управления, отпирающих К в заданном участке на интервале строчного гасящего импульса. Управляющие импульсы от ФИФ открывают (закрывают) ключ К в момент, совпадающий с заданным интервалом строчного гасящего импульса в исходном ТВ сигнале. Когда К открыт, то реализуется перезаряд конденсатора через выходное сопротивление Вх.э., проходное сопротивление К и РУФ. Время перезаряда должно быть меньше заданной длительности управляющего импульса.

Особенностью работы УСФУЧ кроме практического отсутствия спада яркости к концу прямого хода строки является и постоянство скорости установления схемы ФУЧ при изменениях гасящих импульсов от тёмного к белому и наоборот, а также возможность фиксации только по уровню чёрного.

Остальные уровни квантования используются следующим образом, как показано на рисунке 8.4..

Рис .8.4. 8-разрядный АЦП

10 разрядный сигнал яркости уровень чёрного 64, уровень белого 940, всего 1024, цветоразностный сигнал, уровень чёрного 512, верхний уровень 960, нижний 64

Операции, связанные с преобразованием аналогового сигнала в цифровую форму (дискретизация, квантование и кодирование), выполняются одним устройством - аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Сейчас АЦП может быть просто интегральной микросхемой. Обратная процедура, т.е. восстановление аналогового сигнала из последовательности кодовых слов, производится в цифро-аналоговом преобразователе (ЦАП). Сейчас существуют технические возможности для реализации всех обработок сигналов звука и изображения, включая запись и излучение в эфир, в цифровой форме. Однако в качестве датчиков сигнала (например, микрофон, передающая ТВ трубка или прибор с зарядовой связью) и устройств воспроизведения звука и изображения (например, громкоговоритель, кинескоп) пока используются аналоговые устройства. Поэтому аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи являются неотъемлемой частью цифровых систем.

Цифровые сигналы можно описывать с помощью параметров, типичных для аналоговой техники, например таких, как полоса частот. Но их применимость в цифровой технике является ограниченной. Важным показателем, характеризующим цифровой поток, является скорость передачи данных. Если длина слова равна n, а частота дискретизации F_D, то скорость передачи данных, выраженная в числе двоичных символов в единицу времени (бит/с), находится как произведение длины слова на частоту дискретизации: C = nF_D.