12.4.2. Формирование полного цифрового тв-сигнала

Формирование полного цифрового ТВ-сигнала осуществляется в мультиплексоре (Мх) (рис. 12-11). Этот сигнал формируется в параллельном коде из сигнала яркости _Y; двух цветоразностных сигналов _R-Y и _B-Y цифрового сигнала звукового сопровождения ₃; сигналов дополнительной информации _ДИ и сигналов синхронизации E_CC.

Каждая составная часть полного цифрового ТВ-сигнала передает­ся к мультиплексору по восьми проводам за тактовый интервал Т из соответствующих регистров. Мультиплексор в определенные момен­ты времени подключает к своему выходу ту или иную составляющую сигнала, тем самым объединяя их в единый цифровой поток. По 9-му проводу выходной шины передаются сигналы тактовой синхро­низации.

Сигналы синхронизации синхронизируют процессы передачи и обработки информации. Эти сигналы имеют вид меандра (рис. 12.17). Передние фронты синхросигналов соответствуют середине тактового интервала. К этому моменту времени заканчиваются переходные про­цессы при передаче сигналов ИКМ и передаваемые сигналы готовы к последующей обработке.

Рис. 12.17. Информационный сигнал и сигнал тактовой синхронизации

На выходе мультиплексора, в интервале времени, равном актив­ной части строки, содержатся только сигналы изображения. Всякого рода другая информация в это время отсутствует. Длительность актив­ной части строки при компонентном кодировании составляет 1440 тактовых интервалов. При компонентном цифровом кодировании, поскольку ширина спектра цветоразностного сигнала может быть вы­брана меньше ширины спектра сигнала яркости, появляется возмож­ность уменьшить частоту дискретизации цветоразностного сигнала по сравнению с частотой дискретизации яркостного сигнала.

В зависимости от соотношения частоты дискретизации яркостно­го сигнала F_Д и частоты дискретизации цветоразностного сигнала F_ДС говорят о следующих трех классах цифровых ТВ-систем.

Первый класс систем, где F_Д: F_ДC = 4:4, обеспечивает высокое каче­ство цветного изображения и применяется для выполнения операции над сигналами при производстве ТВ-программ в аппаратно-студийном комплексе (АСК). Ширина спектра сигналов яркости и цветоразностных сигналов в этом классе систем выбирается одинаковой.

Второй класс систем. В нем F_Д; F_ДС = 4:2. Такие ТВ-системы явля­ются базовыми и используются при передаче и распределении про­грамм вещания.

Третий класс, в котором F_Д: F_ДС = 4:1, используется для репортер­ских целей и бытовой видеозаписи.

При компонентном цифровом кодировании составляющие сигна­ла изображения последовательно следуют одно за другим. Передавае­мый цифровой поток систем второго класса имеет вид:

Здесь (_B-Y, _Y, _R-Y)_K — группа, состоящая из трех отсчетов: си­него цветоразностного сигнала (_B-Y)_K; сигнала яркости (_Y)_К; крас­ного цветоразностного сигнала (_R-Y)_K, взятых в k — точке простран­ственной дискретизации передаваемой строки. Следующий за этой группой отсчет (E_Y)_K+1 берется в k+1 точке.

Из рассмотрения последовательности цифровых сигналов, пере­даваемых в течение строки, следует, что отсчеты сигнала _Y переда­ются через такт. Поскольку частота дискретизации сигнала _Y состав­ляет F_Д=13,5 МГц, то частота следования сигналов синхронизации оказывается равной 27 МГц. При этом количество отсчетов сигнала _Y в одной строке оказывается равным 720, количество отсчетов сиг­нала _R-Y = 360, количество отсчетов сигнала _B-Y = 360.

В начале и конце активной части строки передаются сигналы цифровой синхронизации строк. Эти сигналы бывают двух видов: на­чала активной части цифровой строки (НАС) и конца активной части цифровой строки (КАС). Каждый из сигналов цифровой синхрониза­ции строки состоит из четырех 8-разрядных кодовых слов, передавае­мых параллельным кодом. Структура кодового слова такова, что она не встречается при передаче других цифровых сигналов, поэтому та- кие слова легко распознаются в общем потоке цифровых сигналов. Сигналы цифровой синхронизации строк обеспечивают строчную синхронизацию устройств ТВ-системы; несут информацию о четности поля, которому принадлежит данная строка; осуществляют обнаружение и коррекцию ошибок в коде сигналов цифровой синхрониза­ции строк, возникающих при воздействии на сигналы КАС и НАСимпульсных помех.

Число активных строк в обоих цифровых полях выбрано одинаковым и равно 288. Это сделано для того, чтобы в передаваемом массиве не было активных строк, в которых передаваемая информация занимала бы только половину строки. (Напомним, что в аналоговых ТВ-системах в 23 и 623 строках информация об изображении переда­ется только в половине строки.)

Цифровые сигналы звукового сопровождения, а также сигналы дополнительной информации перелаются в общем цифровом потоке с сигналами изображения.

С учетом психофизиологических факторов восприятия звуковой информации для передачи звукового сопровождения требуется 6-разрядный АЦП с частотой дискретизации 48 кГц. При этом динамический диапазон преобразования звукового сигнала (отношение максимального уровня к минимальному) составляет 106—110 дБ, а полоса частот передаваемого сигнала не менее 20 кГц.

Поскольку при передаче цифровой информации используются 8-разрядные кодовые слова, то один отсчет звукового сигнала переда­ется двумя кодовыми словами (передается в двух тактах).

При передаче звуковой сигнал разбивают на фрагменты, которые размешают в строчном интервале гашения (в пассивной части стро­ки). Строчный интервал гашения содержит 280 тактовых интервалов для стандарта 625/50 и 268 интервалов для стандарта 525/60.

Разбиение звукового сигнала на фрагменты осуществляется следу­ющим образом. С выхода АЦП звукового сигнала цифровой сигнал непрерывно записывается в ОЗУ с частотой записи F₃ = 48 кГц 2 = 96 кГц. (Частота записи в два раза превышает частоту дискрети­зации, поскольку за интервал дискретизации отсчет звукового сигнала необходимо разместить в двух ячейках памяти.) В момент времени, соответствующий строчному интервалу гашения, записанный сигнал из ОЗУ считывается с частотой 27 МГц. В освободившиеся при этом ячейки ОЗУ записываются новые текущие отсчеты звукового сигнала.