Декодирующее устройство системы SECAM

Декодирующее устройство (рис.6.5),предназначено для получения из полного цветного ТВ сигнала (композитного) исходных RGB сигналов.

Декодер состоит из следующих функциональных узлов:

ВД - видеодетектор;

ПФ - полосовой фильтр;

ЛЗ- линия задержки;

АО - амплитудный ограничитель;

ЭК- электронный коммутатор;

ГКИ – генератор коммутирующих импульсов;

РФ- режекторный фильтр;

ЧД- частотный детектор

Рис.6.5. Обобщенная структурная схема декодера системы SECAM

Декодирующее устройство SECAM, также как и кодирующее, содержит 2 канала: яркостного сигнала и цветности.

Схема работает следующим образом. Полный цветовой сигнал Uп с видеодетектора (ВД) выделяется полосовым фильтром (ПФ) и поступает на ВЧ корректор сигнала цветности, который повышает помехоустойчивость канала цветности. АЧХ ВЧ корректора обратна АЧХ цепи ВЧ предыскажений, в результате уровень сигнала остается неизменным, а уровень помех снижается на 8 дБ. С выхода корректора сигнал через амплитудный ограничитель (АО), подавляющий паразитную амплитудную модуляцию поднесущих, поступает на вход линии задержки на строку (ЛЗ 64 мкс) и один из входов электронного коммутатора (ЭК). НА второй вход ЭК поступает, задержанный на длительность строки, сигнал с выхода ультразвуковой ЛЗ. Для нормальной работы декодирующего устройства цвета необходимо, чтобы на него поступали одновременно оба цветоразностных сигнала, а поскольку в SECAM цветоразностные сигналы передаются через строку, то ЛЗ позволяет выравнить эти сигналы во времени. Пока 1 сигал поступает напрямую, предыдущий поступает с линии задержки, а поскольку значение цветоразностных сигналов меняется через строку, то ЭК позволяет направлять соответствующий цветоразностный сигнал на свой цветовой канал. Управление ЭК осуществляется импульсами с генератора коммутирующих импульсов (ГКИ). Далее сигналы с выхода ЭК через АО, подавляющие помехи и паразитную амплитудную модуляцию, вызванную неравномерностью АЧХ ЛЗ, поступают на соответствующие частотные детекторы.

После детектирования цветоразностные сигналы подвергаются НЧ коррекции, повышающей отношение сигнал/шум еще на 10 дБ. АЧХ корректоров обратны АЧХ цепей предыскажений на передающей стороне.

Далее цветоразностные сигналы поступают на матрицу, где происходит формирование зеленого цветоразностного сигнала и далее на цветной кинескоп.

Для правильной работы ЭК необходима его синхронизация по типу передаваемых цветоразностных сигналов. Эта синхронизация обеспечивается при помощи специальных импульсов цветовой синхронизации SR и SB, которые выделяются устройством цветовой синхронизации (УЦС).

Канал яркости содержит широкополосную ЛЗ на 0.4-0.7мкс, которая выравнивает запаздывание сигналов в канале цветности, и режекторный фильтр для подавления цветовых поднесущих в яркостном канале. Это позволяет снизить их заметность на экране телевизора.

Для того, чтобы режекция не ухудшала четкость черно-белых передач, она отключается с помощью управляющего напряжения с устройства цветовой синхронизации.

СИСТЕМА ЦТ PAL

Разработана немецкой фирмой Telefunken и принята в 1966 г. в качестве стандарта большинства стран Западной Европы. В настоящее время -–самая распространенная система в мире. Названа по английской фразе “Phase Alternation Line” – чередование фазы по строкам. Может рассматриваться как удачная модернизация системы NTSC. В PAL используются те же сигналы, что и в других системах ЦТ, и квадратурная модуляция, а отличие в том, что фаза одной из квадратурных составляющих сигнала цветности от строки к строке меняется на 180⁰, что устраняет основной недостаток системы NTSC – чувствительность к дифференциально-фазовым искажениям, и дает ряд дополнительных преимуществ.

Векторные диаграммы цветовых сигналов в двух соседних строках и примеры сложения и вычитания показаны нарис.6.6.

Рис.6.6. Векторные диаграммы передачи цвета в сиcтеме PAL

С помощью ЛЗ на строку осуществляется «запоминание» сигналов цветности, а затем оба сигнала складываются или вычитаются. Таким образом, в приемнике можно обычным детектором разделить цветоразностные сигналы. Но так как на обычные детекторы надо подавать восстановленную несущую, то их стоимость сопоставима со стоимостью синхронных детекторов и поэтому их используют также, как и в NTSC. Однако искажение цвета из-за фазовых ошибок значительно снижено из-за того, что изменение фазы через строку позволяет скомпенсировать действие помехи за счет усреднения фазовой ошибки в 2 соседних строках, как показано нарис.6.7.

Рис.6.7. Компенсация фазовых ошибок в системе PAL

Таким образом, при одинаковом воздействии помех на сигналы 2 строк и более, направление результирующего вектора, т.е. цветовой тон, всегда останется неизменным, а разница будет проявляться только в насыщенности, причем чем больше фазовый сдвиг, тем больше изменение насыщенности.

Обобщенная структурная схема системы PAL представлена нарис.6.8.

Рис.6.8. Обобщенная структурная схема системы PAL

Схема работает следующим образом. Сигналы первичных цветов E_R , E_G, E_B в кодирующей матрице преобразуются в яркостной и 2 цветоразностных сигнала E_Y, E_I=(R-Y) и E_Q=(B-Y). Далее цветоразностные сигналы поступают на первые входы балансных модуляторов, а на их вторые входы в квадратуре (со сдвигом 90⁰) подается частота поднесущего колебания с входа генератора поднесущей f_S.Для устранения основного недостатка системы NTSC (чувствительности к дифференциально-фазовым искажениям) при помощи коммутатора фазы от строки у строке меняется фаза поднесущего колебания модулятора цветоразностного сигнала(E_I),что позволяет скомпенсировать воздействие помех. Далее 2 амплитудно-модулированных сигналов поступают на входы сумматора, где вместе с яркостным сигналом образуют суммарный композитныйсигнал, который затем через канал связи передается в декодирующее устройство телевизора.

В декодере из композитного сигнала полосовым фильтром выделяется спектр цветоразностных сигналов, который затем через линию задержки на строку поступают на одни входы сумматоров сигналов I и Q, а на вторые входы этих сумматоров поступают эти же сигналы в противофазе. Благодаря использованию сумматоров и линии задержки на строку удается скомпенсировать фазовую ошибку цветового сигнала его зеркальным сигналом следующей строки. Далее сигналы поступают на входы синхронных детекторов, для нормальной работы которых требуется опорное колебание со сдвигом 90⁰, формируемое устройством выделения поднесущей из сигнала цветовой синхронизации. Затем с цветоразностные сигналы с выходаСДчерез фильтры нижних частот поступают на декодирующую матрицу, где при помощи яркостного сигнала формируются исходные сигналы E_R , E_G, E_B, а для коррекции времени запаздывания цветоразностных сигналов относительно яркостного, в яркостном канале используется дополнительная ЛЗ на 0.3…0.7 мкс.

При рассмотрении системы NTSC отмечалось, что для получения компенсации сигналов цветности на ч-б ТВ частота поднесущей должна быть (2п+1)f_стр/2. Для системы PAL это неприемлемо, т.к. добавочный поворот фазы еще на 180⁰ в сумме даст 360⁰, т.е. устранит компенсацию поднесущей. Эксперименты показали, что в системе PAL поднесущая наименее заметна, если она имеет сдвиг относительно 284 гармоники f_стр на ¼ + 25 Гц.

Достоинства системы PAL те же, что и у NTSC:

- хорошая совместимость c черно-белым ТВ

- эффективность разделения сигналов яркости и цветности,

- высокая помехоустойчивость к флуктуационным помехам,

-

плюс дополнительные:

- малая чувствительность к фазовым искажениям сигнала цветности (до 40⁰),

- возможность работы с частично подавленной верхней боковой полосой обеих квадратурных составляющих сигнала цветности, что очень важно, т.к. у большинства стран полоса ТВ сигнала 5,5 МГц;

- более эффективное подавление составляющих яркостного сигнала, что уменьшает перекрестные помехи в канале цветности, т.к. блок задержки по структуре и параметрам близок к гребенчатому фильтру;

- нет мерцания границ из-за задержки на строку, как в SECAM, т.к. цветности двух соседних строк усредняются.

К недостаткам PAL можно отнести несколько большую сложность приемника по сравнению с NTSC – ЛЗ, и уменьшение цветовой четкости по вертикали за счет усреднения информации 2 соседних строк.