Система цветного телевидения ntsc

В этой системе цветоразностные сигна­лы передаются в спектре сигнала яркос­ти на одной цветовой поднесущей, моду­лированной по амплитуде и фазе. Чтобы иметь возможность передать два цвето­разностных сигнала с помощью одной поднесущей частоты, применен метод квадратурной модуляции. Сигналы Е_R-_Y и Е_B-_Y подаются на два балансных мо­дулятора (рис. ), модулирующих одну и ту же поднесущую f_s , у которой частоты по фазе сдвинуты друг относи­тельно друга на угол 90°. На выходе балансных модуляторов получаются два сигнала: Е_R-_Ycosω_st и Е_B-_Ysinω_st, на­ходящиеся в квадратуре. При сложении этих двух сигналов в линейном смесите­ле на выходе получается один сигнал Е_р, модулированный по амплитуде и фазе (рис. 1):

Е_р= Е_R-_Ycosω_st + Е_B-_Ysinω_st

Модуль Е_р = √ Е_R-_Y² + Е_B-_Y²

Разделив обе части уравнения после несложных преобразований по­лучим:

Е_р = √ Е_R-_Y² + Е_B-_Y²sin(ω_st+θ), где θ = arctg Е_R-_Y/ Е_B-_Y,

Рис. 1. Квадратурная модуляция сигнала:

а — структурная схема квадратурного модулятора; б — векторная диаграмма; в —форма строч­ного синхронизирующего импульса с цветовой вспышкой; г — структурная схема синхронного детектора;

д — искажения цвета из-за дополнительного фазового сдвига. Модуль вектора характеризует насы­щенность цвета передаваемого элемента, а угол θ— его цветовой тон.

Хотя квад­ратурная модуляция может быть выпол­нена как обычная амплитудная, однако заметность помехи от поднесущей на экране телевизоров будет больше, а, следовательно, совместимость хуже.

При балансном методе модуляции вы­ходные напряжения пропорциональны произведениям" входных напряжений, а поднесущая подавлена. Этим устраняет­ся мешающее действие цветовой подне­сущей на изображение, потому что на неокрашенных деталях изображения нет помех со стороны сигналов цветности: цветоразностные сигналы и напряжение поднесущей равны нулю. Таким образом, обеспечивается хорошая совместимость.

В зависимости от окраски передава­емого в данный момент участка изобра­жения цветоразностные сигналы меняют­ся по амплитуде, но остаются сдвинуты­ми по фазе на 90°. Соответственно их суммарный вектор Е_р меняется в пре­делах угла 0 = 0.. .360°. На рис. 2 показаны положения векторов сигнала цветности для красного, желтого, сине-зеленого, синего и пурпурного цве­тов.

Сигнал Ер (см. рис. 1, а) в линей­ном смесителе См2 смешивается с яркостным сигналом Е_у и получается сум­марный сигнал

Е_∑= Е_у + Е_р = Е_у + |Е_р| sin(ω_st+θ),

Этот сигнал, называемый полным цве­товым телевизионным сигналом, посту­пает на модулятор передатчика.

Красный Пурпурный

Сине-зеленый

Рис. 2. Векторная диаграмма, соответст­вующая передаче основных и дополнительных цветов методом квадратурной модуляции

Использование балансной модуляции приводит к необходимости применять в телевизоре синхронное детектирование сигнала, это усложняет его, но повышает помехоустойчивость.

.

2. Задание на СРС 2.1.Какая модуляция используется для передачи цветоразностных сигналов? 2.2.Зарисовать схему квадратурного модулятора, дать пояснения. 2.3.Зарисовать схему синхронного детектора, пояснить работу.

3.Задание на СРСП. 3.1.Сделать сравнительный анализ получения модулированных сигналов цветности в системах NTSC и SECAM.

4. Контрольные вопросы

4.1.Назначение в кодирующем устройстве генератора поднесущей частоты, чему равно значение вырабатываемой частоты? 4.2.Назначение фазоинвертора. 4.3.Как происходит сложение сигналов в первом смесителе СМ1? 4.5.Как происходит сложение сигналов во втором смесителе СМ2? 4.6.Почему модуляция цветовой поднесущей носит название квадратурной? 4.7.Для чего формируются «вспышки», где их помещают? 4.8.Как осуществляется синхронное детектирование цветоразностных сигналов?

Глоссарий

5.1 Синхронный детектор 5.2 Насыщенность цвета 5.3 Цветовой тон 5.4 Квадратурная модуляция 5.5 Фазоинвертор 5.6 Помехоустойчивость 5.7 Совместимость 5.8 Подавление поднесущей частоты

The synchronous detector Saturation of color Color tone Square modulation     Noise stability Compatibility

Лекция 15

СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ ЦВЕТНЫХ ТЕЛЕВИЗОРОВ

Многие узлы телевизора аналогичны тем, которые применяются в черно-белых телевизорах. Новыми элементами являются: цветной кинескоп, декодирующее устройство декодер и блок сведения лучей1 БС. Из них наиболее сложным является декодер или блок формирования сигнала цветности, в котором из полного цветового сигнала системы СЕКАМ выделяются сигналы цветности, а затем детектируются и усиливаются цветоразностные сигналы.

Кроме узлов, представленных на структурной схеме, телевизор содержит также ключевую цепь АРУ, блок автоматического размагничивания, выпрямители напряжения питания ускоряющих и фокусиру-ющего электродов, стабилизатор высокого напряжения и устройство гашения обратного хода.

Для улучшения подавления сигналов звукового сопровождения в канале изображения детектируются сигналы изображения и звукового сопровождения отдельно.

При приеме программ черно-белого телевидения канал цветности автоматически отключается и работает только канал яркости, с выхода которого один и тот же сигнал подается на все три катода кинескопа, в равной степени модулируя все три луча и зрители наблюдают черно-белое изображение.

Селектор каналов в цветных телевизорах обычный, усилитель промежуточной частоты изображения, видеоусилитель и канал звукового сопровождения имеют некоторые схемные особенности по сравнению с аналогичными узлами черно-белого телевизора. Блоки разверток, высоковольтный выпрямитель для питания кинескопа являются более мощными и сложными.

К характеристикам всех звеньев цветного телевизора предъявляются более жесткие требования, выполнение которых приводит к повышению качества их работы, но требует их усложнения и умощнения.

На рис. 10.24 представлена более подробная структурная схема цветного телевизора. Рассмотрим ее и выделим некоторые особенности его построения.

Сигнал яркости Еу получается так же, как сигнал изображения в черно-белом телевизоре, однако перед детектором Д включается режекторный фильтр РФ, настроенный на промежуточную частоту звука (31,5 МГц), чтобы на выходе детектора не создавался сигнал разностной частоты 6,5 МГц. Подавление этого сигнала необходимо, чтобы избежать появления на выходе детектора биений между сигналами промежуточной частоты звука и цветовой поднесущей f_б= 2,2 МГц), которые создают на изображении заметную помеху, С выхода усилителя промежуточной частоты изображения сигналы изображения и звукового сопровождения подаются на отдельный детектор разностной частоты ДРЧ, с выхода которого сигнал разностной частоты 6,5 МГц поступает на усилитель разностной частоты УРЧ и частотный детектор звука ДЗ.

На выходе видеоусилителя включена широкополосная линия задержки ЛЗ (τ_з= 0,7 мкс). Линия необходима для совмещения во времени сигнала яркости, проходящего по широкополосным цепям, и цветоразностных сигналов, проходящих по узкополосным цепям и претерпевающих вследствие этого более значительную задержку. Кроме этого, в канал яркости включен режекторный контур для подавления сигнала цветности на частотах вблизи поднесущей и устранения тем самым помехи от цветовой поднесущей на изображении. Выделение из полного цветового телевизионного сигнала сигнала цветности и его преобразование в три цветоразностных сигнала производится в декодере, называемом также блоком цветности. На входе блока включен полосовой фильтр ПФ и усилитель сигнала цветности УЦ, в котором корректируются высокочастотные предыскажения сигнала цветности.

Для преобразования поочередно передаваемых цветоразностных сигналов в одновременные в блоке цветности имеется ультразвуковая линия задержки УЛЗ и электронный коммутатор ЭК, который управляется триггером Тг.

Кроме того, в декодере имеются амплитудные ограничители AO1 и АО2, частотные детекторы ЧД, матрица М, усилители цветоразностных сигналов Ус и синхронизатор цветности СЦ, с помощью которого осуществляется цветовая синхронизация. При приеме черно-белого изображения с помощью СЦ автоматически выключается канал цветности и тем самым предотвращается возможность возникновения помех в этом канале. При приеме цветной передачи синхронизатор автоматически фазирует электронный коммутатор, обеспечивая тем самым правильное воспроизведение цвета. Он в свою очередь управляется импульсами с частотой полей и сигналом цветовой синхронизации, поступающим с выхода одного из частотных детекторов.

Некоторые особенности цветного телевизора связаны с устройствами, обеспечивающими нормальную работу цветного кинескопа. Так, отклоняющая система ОС, являющаяся общей для трех лучей кинескопа, должна отклонять лучи с малыми геометрическими искажениями трех растров и обеспечивать условия для точного совмещения этих лучей. Этим объясняется требование высокой точности изготовления отклоняющей системы и высокой линейности строчной и кадровой разверток. Для улучшения сведения трех лучей по полю экрана на выходе генераторов строчной и кадровой разверток включены трансформаторы коррекции геометрических искажений КГИ.

С генераторами развертки связан также блок динамического сведения лучей ДСЛ, который служит для совмещения трех цветоделенных изображений на экране кинескопа. В этом блоке вырабатываются токи определенной формы, которые поступают в специальные катушки радиального сведения лучей КС и в обмотку магнита синего луча МС.

Для автоматического размагничивания кинескопа при включении телевизора применяется катушка размагничивания КР, включенная в специальную схему. Для регулировки чистоты цвета на горловине кинескопа помещается магнит чистоты цвета МЧ.

2. Задание на СРС 2.1.Какая модуляция используется для передачи цветоразностных сигналов? 2.2 Отчего на экране телевизора возникают биения? 2.3. Назначение синхронизатора

3.Задание на СРСП. 3.1.Что происходит с модулем цветности при приеме программ цветного телевидения?

4. Контрольные вопросы

4.1. Назначение блока ДСЛ. 4.2.Каким образом происходит правильное воспроизведение цвета 4.3 Назначение широкополосной линии задержки на выходе видеоусилителя 4.5. Какое назначение имеют линии задерж­ки на 64 мкс в декодирующих устройствах приемников PAL и СЕКАМ-ШБ 4.6. Назначение корректора геометрических искажений 4.7.Какое устройство осуществляет регулировку чистоты цвета? 4.8.Назначение катушки размагничивания?

Глоссарий

5.1 Размагничивание 5.2 Геометрические искажения 5.3 Чистота цвета 5.4 Частотный демодулятор 5.5 Линия задержки 5.6 Помехоустойчивость 5.7 Совместимость 5.8 Поднесущие цвета