6.5. Цветная тв система secam

Разработка этой системы была начата во Франции в конце 1950-х годов и закончена с участием российских специалистов в октябре 1967 г. Система принята для ТВ вещания в нашей стране. Ее название означает: «последовательность цветов с памятью» (Sequent couleur a memoire). Отличительным признаком системы SEC AM является по­очередная передача через строку двух цветоразностных сш-налов на своих поднесущих при непрерывной передаче сигнала яркости.

6.5.1. Кодирующее устройство SECAM.

Применение ЧМ сигналов действительно делает независимым качество цветопередачи от уровня фазовых искажений. Перекрест­ные искажения между сигналами цветности также отсутствуют, т.к. их передача разделена во времени.

Сигналы в системе SECAM при опорном белом D формируют­ся в следующем виде:

Для повышения помехоустойчивости в кодирующем устройст­ве введены цепи предкоррекции или предыскажения цвегоразност-

Полоса частот цветоразностных сигналов 1,5 МГц. В системе введены две поднесущие частоты и каждый из цве­торазностных сигналов модулирует по частоте свою поднесущую.

ных сигналов до ЧМ и после ЧМ, а в декодирующем устройстве ГВ приемника - цепи коррекции предискажсний.

Первый вид предкоррекции (условно называемый низкочастот­ным) осуществляется цепью, коэффициент передачи которой (рис.6.14) определяется выражением

Этой предкоррекцией за счет увеличения глубины модуляции на верхних частотах достигается повышение отношения сигнал /по­меха приблизительно на 6 дБ.

Второй вид предкоррекции (условно называемый высокочас­тотным) заключается в изменении амплитуды частотно-модули­рованного сигнала устройством, коэффициент передачи которого зависит от частоты (рис. 6.15) но выражению

поднесущей на черно-белом изображении при передаче малонасы­щенных цветов. Выигрыш но отношению сигнал/шум составляет ~6дБ.

Структурная схема кодирующего устройства SECAM показана на рис.6.16.

С помощью этой предкоррекции также повышается помехо­устойчивость сигнала цветности и ослабляется заметность

Сигналы основных цветов, подвергнутые у-коррекции, посту­пают на кодирующую матрицу КМ, формирующую яркостнь'й и цветоразностные сигналы. Цветоразностные сигналы в устройствах Si и £₂ суммируются с сигналами цветовой синхронизации, посту­пающими из ФЦС, компрессируются и в виде сигналов D'_R и D'_B Попадают на электронный коммутатор ЭК[. Управляется ЭК[ им-

пульсами от формирователя коммутирующих импульсов ФКИ, бла­годаря чему обеспечивается поочередная передача сигналов D'_R и D'_B. Далее цветоразностные сигналы подвергаются низкочастотной предкоррекции в НИ с подъемом АЧХ на частоте 700 кГц на 9дБ и спадом на частоте 1,5 МГц > 6 дБ. Затем сигналы частично ограни­чиваются по амплитуде в AOi, так как выбросы на резких перехо­дах после предкоррекции превышают 100%. В противном случае они выходяi m динамический диапазон канала и вызывают излишнюю девиацию частоты. С выхода АО] сигналы поступают на частотный модулятор ЧМ, на другой вход которого через электронный коммута­тор ЭК₂ поочередно через строку подаются сигналы управления для получения частот поднесущих f_0R и &в . При этом диапазоны девиа­ции составляют 280 кГц для сигнала D'_R и 230 кГц для сигнала D'_B.

После частотной модуляции сигнал снова ограничивается по амплитуде в АО₂ и поступает на блок коммутации фазы КФ. Необ­ходимость коммутации фазы обусловлена тем, что частоты подне­сущих кратны частоте строк и поэтому создают заметный рисунок на черно-белом и цветном изображении (искажения типа «цвет­ность яркость»). Для снижения этих искажений осуществляется коммутация фазы ЧМ сигнала на 180° по закону: 0, 0, 180, 0, 0, 180...-по строке и 0, 180,0, 180... -по полям.

Далее по тракту канала цветности расположено устройство вы­сокочастотной предкоррекции ВП, увеличивающее амплитуду мо­дулированного сигнала на краях диапазона девиации частоты. Это позволяет применять в приемнике более узкополосный фильтр на входе канала цветности, чем при отсутствии предкоррекции (кор­рекция «антиклёш - клёш»), и уменьшить шумы канала связи.

В каскаде гашения КГ производится устранение цветовой под-несущей во время прохождения гасящих импульсов строк и нолей, кроме тех участков, где передаются сигналы цветовой синхрониза­ции. Сигнал цветовой синхронизации для многостандартных телеви­зоров расположен на заднем плече строчного гасящего импульса и имеет заполнение частотой f_0R в строке D'_R и частотой f_0B в строке D'_B.

Сигнал цветовой синхронизации для ТВ приемников SECAM представляет собой девять импульсов со скошенными передними фронтами, заполненных модулированными поднесущими частотами со значениями от 4,406 МГц до 4,756 МГц в строке D'_R и от 4,25 МГц до 3,9 МГц в строке D'_B (рис.5.17). Расположены они в пределах гася­щих импульсов по полю на прямом ходу строк 7... 15 и 320...328, че­редуясь по заполнению от строки к строке и от поля к полю (т.е. всего 4 варианта сигналов). Амплитудная модуляция этих импульсов воз­никает после прохождения через блок высокочастотной предкоррек­ции ВП.

В канале яркости имеется устройство сложения сигнала E'_Y с синхросигналом ССП - 1₃, линия задержки ЛЗ с компенсирующим усилителем, а также устройство коррекции перекрестных искаже­ний КПИ. Линия задержки необходима для обеспечения совпаде­ния по времени сигналов цветности и яркости. Действие КПИ ос­новано на частичном уменьшении размаха компонентов сигнала яркости в полосе частот сигнала цветности. КПИ включается тогда, когда размах компонентов яркости превысит определенный уро­вень, за которым заметны биения между этими сигналами. Оконеч­ным звеном кодирующего устройства является устройство сложе­ния сигналов яркости и цветности Z₄-

6.5.2. Декодирующее устройство SECAM

Структурная схема декодера показана на рис.6.18. В приемнике полный цветовой сигнал с выхода видеодетектора поступает на по­лосовой фильтр ПФ, выделяющий сигнал цветности. АЧХ этого фильтра такова, что он одновременно выполняет роль корректора высокочастотных предыскажений. После усиления сигнал цветно­сти по двум путям - непосредственно и через линию задержки на строку ЛЗ] подается на входы электронного коммутатора ЭК. Ком­мутатор переключается под воздействием импульсов генератора

коммутирующих импульсов ГКИ, запускаемого импульсами строч­ной частоты f_c.

Сигналы D'_R и D'_b распределяются коммутатором в соответст­вующие каналы цветоразностных сигналов R Y и В - Y, где ограни­чиваются по амплитуде в АО, детектируются частотными детектора­ми ЧД1 и ЧДг и после фильтров коррекции низкочастотных предыс­кажений КП_Н поступают на декодирующую матрицу М_ь формирую­щую цветоразиостпый сигнал Е'с у-

Сигнал E_Y в канале яркости проходит через Л3₂ , выравниваю­щую по времени яркостный и цветоразностные сигналы, и режек-торный фильтр РФ, представляющий собой либо одиночный кон­тур, настроенный на f₀, либо два контура, настроенных на f_0R и f_0B-

Сигналы Е'у, E'_R-y₅ EVy и E'_{g y} могут непосредственно приме­няться в телевизорах с масочными кинескопами для воспроизведе­ния изображения при использовании матрицирующих свойств трубки, но могут декодироваться и далее до получения цветоделен-ных сигналов EV, Е'_о и Е'_в с помощью матрицы М₂.

Сигналы цветовой синхронизации могут выделяться, обрабаты­ваться и подаваться для синхронизации ЭК различными способами. Один из них показан на рис.6.18.

С выходов ПФ и ЛЗ! сигналы поступают на резонансные фильтры соответственно Фч и Ф₂, настроенные на частоты f\ = = 4,756 МГц и f₂ = 3,9 МГц. Выделенные сигналы детектируются в Д, и огибающие детектированных сигналов поступают на схему совпадения СС. На СС также поступают импульсы обратного хода развертки по полям. На выходе СС образуются 4 импульса с часто-

той f_c /2, фаза которых зависит от чередования сигналов D_R и D_B в сигнале цветовой синхронизации. Эти импульсы, поступая на ГКИ, обеспечивают установку правильной фазы электронного коммута­тора. Если сигналы цветовой синхронизации отсутствуют, канал цветности запирается.

6.5.3. Микширование и коммутация ТВ сигналов в системе SECAM.

Для микширования в этой системе используются более слож­ные устройства, чем в системах NTSC и PAL. Так как сигнал цвет­ности передается с частотной модуляцией, то изменение его разма­ха, требующееся при микшировании, не вызывает изменения на­сыщенности, а с определенного уровня приводит к возрастанию помех вплоть до полного срыва изображения. Поэтому в микшере SECAM (рис.6.19) вначале из Е'^ и Е'_ы с помощью полосовых фильтров ПФ1, ПФ2 выделяются и частотными детекторами ЧД1,

ЧД2 детектируются сигналы цветности. Затем цветоразностные и яркостные сигналы порознь микшируются и объединяются в сум­маторах сигналов цветности Е_ц, яркости Е_я и цветности-яркости Ещ. Из-за ограничения спектра сигнала яркости при его селекции из полного ТВ сигнала в цепи перед Ещ обычно предусматривается апертурный корректор для повышения резкости сигнала. Однако отношение сигнал /шум в таком сигнале хуже, чем в исходном.

Поэтому после завершения процесса микширования автоматически включается цепь обхода в КОМ - коммутаторе обхода микшера.

На схеме условно показано прохождение видеосигналов через микшерные потенциометры МПЯ и МПЦ. Реально сигналы прохо­дят через специальные каскады с плавной регулировкой усиления, а потенциометры (обычно вынесенные в пульт видеорежиссера) только меняют коэффициент передачи этих каскадов.

6.5.4. Испытательные сигналы для цветных ТВ систем

Наиболее универсальными характеристиками с точки зрения полноты контроля параметров цветной ТВ системы обладает гене­ратор электронной ТВ испытательной таблицы УЭИТ. Среди тест-сигналов этой таблицы имеются сигналы, создающие на экране изображения цветных прямоугольников (при выключении всех других сигналов на их месте на экране возникают вертикальные цветные полосы генератора цветных полос - ГЦП). Верхний ряд прямоугольников имеет 75% яркости и 100% насыщенности, в нижнем ряду прямоугольников 100% яркости и насыщенности. Че­редование цветов слева направо такое: белый, желтый, голубой, зе­леный, пурпурный, красный, синий, черный. На рис.6.20 показано формирование сигналов цветных полос 75%-ной яркости и 100%-ной насыщенности в кодирующем устройстве SEC AM. Слева изображены осциллограммы для цветоразностного сигнала R-Y, а справа - для B-Y, т.е. сигналы соседних строк. Верхние осцилло­граммы соответствуют цветоделенным сигналам E'_R, E'_G, E'_B. Ниже даны осциллограммы для цветоразностнъгх сигналов, где цифры на площадках получены из выражений для E'_R.v и E'_b.y- Под ними на­ходятся осциллограммы сигналов D'_R и D'_B, в которых уровни на аналогичных площадках изменены с учетом масштабного коэффи­циента по яркости (0,75) и коэффициентов компрессии (- 1,9 и 1,5).

Ниже расположены осциллограммы сигналов D'_R, D'_B, про­шедших через каскады НЧ-предкоррекции и имеющих выбросы на резких переходах. Гам же штрихпунктирньтми линиями показаны уровни ограничения выбросов. Ограниченными по амплитуде сиг­налами производится частотная модуляция соответствующих под-несущих частот. Образовавшийся сигнал цветности и_ц показан на

следующих осциллограммах. Размах поднесущих на площадках цветовых полос дан в милливольтах.

Покажем, как получены уровни горизонтальных площадок в

сигнале Е'_у на примере голубой полосы. Зная, что голубой цвет воз­никает от смешения зеленого и синего, из основного уравнения для яркостниго сигнала (§6.2) возьмем коэффициенты при Е'_с и Е'_в.

Сумма их: 0,587+ 0,114 ~ 0,7. Видеосигнальная часть в размахе полного яркостного сигнала составляет 70%, поэтому полученную сумму умножим на 0,7. (0,7 х 0,7 = 0,49 В). Поскольку осцилло-граммы построены для случая 100%-ной насыщенности и 75%-ной яркости, то окончательный размах сигнала, соответствующего этой площадке, составит: 0,49 х 0,75 = 0,367 В.

Покажем, как получены размахи побкесущей частоты в сиг­нале цветности на примере красной ц&еторазностной строки и пурпурной полосы ГЦП. Зная, что пурпурный цвет возникает от смешения красного и синего, из основного уравнения для Е'^у берем сумму коэффициентов при Е\ и Е'_Б , получаем: 0,7- 0,11 = 0,59. Умножив на коэффициент компрессии —1,9 и учтя 75%-ную яр­кость тест-таблицы, получаем величину относительного размаха модулирующего сигнала на этой полосе: 0,59 х —1,9-^х 0,75 = - 0,84. Величина девиации при таком коэффициенте и максимальном ее значении для этой строки 280 к1\{ составит 280 ^х —0,84 - —235,2 кГц. Частота поднесущей при этом снижается до 4406,25 - 235,2 ~ 4171 кГц. По кривой высокочастотной предкоррекции рис.6.15 (или из таблицы ГОСТ 7845-92) с переводом децибелов в относи­тельные единицы находим, что этой частоте соответствует ко-эффициент коррекции 1,3177. Наконец, учитывая, что минимум кривой коррекции (уровень 0 дБ) соответствует не нулю напряже­ния, а опорному уровню 161 мВ, получаем размах поднесущей на пурпурной полосе: 161 мВ ^х 1,3177 — 212 мВ.

Литература

1. Телевидение: Учебник. /Под ред. В.Е.Джаконии. -М.: Горячая линия - Телеком, 2002.

2. Косарский Ю.С. Телевидение и видеотехника. Часть 1, Учебное пособие. -СПб.: СПбГУКиТ, 2004.

3. Кинотелевизионная техника. /Под ред. М.В.Антипина. -М.: Искусство, 1984.

4. Зубарев Ю.Б., Глориозов Г.Л. Передача изображений. -М.: Радио и связь, 1989.

5. Самойлов В.Ф., Хромой В.П. Основы цветного телевидения. -М.: Радио и связь, 1982.

6. Быков Р.Е., Сигалов В.М., Эйссенгардт Г.А. Телевидение. -М.: Высшая школа, 1 988.

7. Ламекин В.Ф. Видеотехника. Ростов-на-Дону-М.: Зевс 1997.

8. Телевидение и видеозапись: Методические указания по вы­ полнению лабораторных работ для студентов факультета киноап­ паратуры очного и заочного отделений. / В.Г.Андронов, В.А.Михайлов. -Л.: ЛИКИ, 1991.

9. Телевидение и видеозапись: Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 190100 "Приборостроение" очного и заочного обучения. /А.А.Хромов. -СПб.: СПИКиТ, 1996.

10. Андронов В.Г., Гласман К.Ф., Михайлов В.А., Летунов- ский А.А. Видеотехника. -СПб.: Изд. Киновидеотехнического кол­ леджа, 1999.

11. ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основ­ ные параметры. Методы измерений. -М.: Издательство стандартов 1992.

Оглавление