6.2. Предварительное кодирование сигналов цветности

Предварительное кодирование сигналов цветности необходимо для одновременной передачи яркостной и цветовой информации в пределах полосы частот, отведенной для черно-белого ТВ сигнала. Оно применяется во всех существующих системах цветного ТВ и заключается в получении яркостного и двух цветоразностных сиг­налов.

Уравнение, связывающее сигналы основных цветов и яркости имеет вид

Е'у = 0,299E'_R + 0,587Е'_с + 0,114E'_B ..,

Оно получено с учетом кривой видности зрения, а также координат цветности люминофоров и эталонного белого кинескопа. Однако сигналы цветности передаются не набором цветоделенньгх компо­нент, а в виде цветоразностных сигналов, формируемых с помощью матричных схем (рис.6.7).

Эш обеспечивает ряд преимуществ:

• возникает выигрыш по размаху сигнала, а значит, уменьшае г- ся величина взаимных помех сигналов яркости и цветности;

• устраняется избыточность информации о цвете, так как пере-

дается сигнал яркости;

• разностные сигналы симметричны относительно осевой ли­ нии и в большинстве случаев не требуют фиксации;

• на стороне приема в качестве матрицы может использоваться кинескоп;

• уменьшаются помехи на серых тонах.

Итак, передаются:

При передаче сигналов, соответствующих эталонному опорно­му белому цвету и -всем серым тонам устанавливают

Эти сигналы связаны с сигналами основных цветов соотноше­ниями

Цветоразностные сигналы, тем самым, на всех ахроматических цветах будут равны, нулю.

Сигнал E'g-y может быть получен из двух других цветоразност­ных на основе выражения

Кодирование видеосигналов в соответствии с полученными выражениями обычно осуществляется с помощью резистивных матриц и инвертирующих усилителей.

Получение цветоделенньгх сигналов на приемной стороне осу­ществляется также матрицированием, путем сложения цветоразно­стных сигналов с яркостным:

Масочный кинескоп может выполнять функции матрицы. В этом случае на его модуляторы подаются цветоразностные сигна­лы, а на катоды - яркостный.

Все операции матрицирования - линейные. Для их осуществ­ления необходимо, чтобы система в целом также была линейной. Но кинескоп приемника имеет нелинейную модуляционную харак­теристику с у_пр = 2,8. На передающей стороне могут быть другие нелинейные звенья. Чтобы не допустить возникновения искажений, сигналы датчиков E_R, E_G, E_B подают предварительно на у-корректоры, имеющие характеристику передачи (главным обра-

зом) у = 1/ у_[1р . Только после этого осуществляют матрицирова­ние сигналов, причем корректированные сигналы отмечают штри­хами:

6.3. Цветная тв система ntsc

В связи с необходимостью передачи в пределах полосы яркост-пого сигнала К'_¥ дкух дополнительных сигналов E'_R-y и E'_b~y (сравнительно узкополосных) был разработан способ так называе­мой квадратурной модуляции. Осуществляется такая модуляция путем балансной модуляции указанными сигналами двух несущих колебаний, имеющих одну и ту же частот}' и сдвинутые на 90° фа­зы, а затем суммированием модулированных колебаний. Впослед­ствии этот способ модуляции применили и в системе PAL.

и полный цветовой ТВ сигнал

На рис.6.8 показана структурная схема кодирующего устройства с квадратурной модуляцией (NTSC), содержащая:

В модуляторах сигналов E'_r_y и E'_B-_Y, выполненных по балан­сной схеме (перемножители), выходные напряжения пропорцио­нальны произведениям входных напряжений, т.е. выходной сигнал при входных сигналах, равных нулю, отсутствует. Поэтому на изо­бражении значительно уменьшается мешаюшее действие цветовой поднесущей. В блоке сложения при линейном суммировании образу­ется результирующий сигнал цветности

1. - кодирующую матрицу (по рис.6.7а);

2. - устройство коррекции цветоразностных сигналов с получением Е'] и E'_Q;

3. - балансный модулятор Е'ь

4. - балансный модулятор E'_Q;

5. - генератор цветовой поднесущей частоты 3,58 МГц;

6. - фазовращатель на 90°;

7. - сумматор сигналов яркости, цветности, СС11 и цветовой син­ хронизации.

8 системе NTSC учитывают два обстоятельства: эффект Мильдтона-Холмса, состоящий в кажущемся изменении цвета де­ талей с изменением их размера, а также несимметричную узкопо- лосность цветоразностных сигналов. Сигнал E'_R._Y передается в по­ лосе 1,9 МГц (1,3 - нижняя + 0,6 - верхняя боковые полосы, МГц), а сигнал E'_B__Y в полосе 1,2 МГц (0,6 - нижняя + 0,6 - верхняя боко­ вые полосы, МГц). При таких полосах мелкие цветные детали не передаются. Поэтому с целью создания впечатления о наличии мелких деталей, векторам цветоразностных сигналов придан разво­ рот на 33° против часовой стрелки.

а вместо сигнала Е'_в._¥- сигнал E'_Q:

Таким образом, на модуляторы вместо E'_R-yпоступает сигнал Е\:

Одновременно здесь же введены коэффициенты компрессии: Р,877 для красного цветоразностного и 0,493 для синего цветораз-ностного сигналов.

При записи через цветоделенные сигналы можно получить та­кие выражения:

Для обратного разделения полного сигнала цветности с квадра­турной модуляцией на два цветоразностньгх сигнала применяются синхронные детекторы. По принципу действия синхронные де­текторы очень похожи на балансные модуляторы (перемножители), т.е. их выходное напряжение должно быть пропорционально про­изведению двух входных напряжений.

На первые входы синхронных детекторов одновременно пода­ется полный сигнал цветности, выделенный из сигнала Е'_Е полосо­вым усилителем, а на вторые входы - синусоидальное напряжение от местного генератора с относительным сдвигом фазы 90° (как и на передающей стороне).

Аналогично

Напряжение на выходах синхронных детекторов имеет вид:

Первый член в каждом из этих выражений является цвето-разностным сигналом (полезным), а два других - высокочастотные компоненты, которые легко подавляются ФНЧ.

На приемной стороне окончательно цветоразностные сигналы получают матрицированием по выражениям:

Чтобы не возникали цветовые искажения в принимаемом изобра­жении, фаза колебаний поднесущей в синхронных детекторах должна быть точно (до 5°) равна фазе колебаний поднесущей в пе­редающем устройстве. Для этого в полный ТВ цветовой сигнал во время гасящего импульса по строкам вводится «вспышка» - серия колебаний поднесущей, частота и фаза которых точно равна частоте

и фазе колебаний ноднесущей в кодирующем устройстве.

Для неподвижности рисунка помехи от цветовой поднесущей ее частоту жестко связывают с f_c частотой строчной развертки. В стандарте NTSC это выполняется по выражению

Фаза колебаний вспышки цветовой синхронизации сдвинута на *>7° относительно вектора Г, на 147° относительно вектора Q' или на 180° относительно исходного направления вектора Е'_{в Y}