Временное представление видеосигнала

В составе полного телевизионного сигнала (см. Рис.4) строчные и кадровые синхроимпульсы располагаются ниже уровня черного, совпадающего с уровнем вводимых в сигнал гасящих импульсов. При этом гасящие импульсы служат пьедесталом для синхроимпульсов. Во время обратного хода по строкам и кадрам сигнал принимает минимальное значение -уровень черного. Уровень "черного" всегда стабилизируют. Наибольшее значение сигнала называют уровнем белого. Уровень белого, а вместе с ним и средний уровень сигнала (постоянная составляющая), изменяется и зависит от яркости наиболее светлых участков передаваемого изображения. Такие соотношения характерны для качественного видеосигнала, с которым будут хорошо работать любые цифровые устройства.

Рис. 4. Осциллограмма полного черно-белого телевизионного сигнала

Рис.5. Осциллограмма полного цветного телевизионного сигнала

На рисунке 5 приведена осциллограмма видеосигнала, поступающего от цветной видеокамеры. Документирование видеосигнала было произведено при большом усилении канала вертикальной развертки (50 мВ/деление), чтобы можно было зафиксировать импульс цветовой синхронизации - "вспышку поднесущей". Это двухполярный радиоимпульс с частотой 4,43 Мгц и размахом около 0,3 В (точнее 0,286 В), расположенный, как на пьедестале, на удлиненной полочке строчного гасящего импульса за строчным синхроимпульсом. На осциллограмме, размах синхроимпульса цветности не достиг даже величины 0,1 В. Это следствие того, что граничная частота используемого осциллографа составляет всего 5МГц. Для измерения параметров радиоимпульсов (с частотным заполнением) этого недостаточно. Трудность в фиксации на обычном осциллографе, не имеющем системы выбора строки, заключается еще и в том, что так называемая "вспышка поднесущей" в системе PAL действует в течение ограниченного времени, - в течение 8-ми полей, поочередно дважды по два периода в четных и нечетных строках.

Таким образом, в отличие от строчных синхроимпульсов, следующих с постоянной частотой 15625 Гц, "вспышка поднесущей" представляет собой "пачку" из 8-10 импульсов с частотойf_стр с последующим перерывом более чем на 600 тактов строчнойразвертки. Все это накладывает свой отпечаток на спектр последовательности этих сигналов: в спектре появляются новые составляющие и они расширяются. Возникает законный вопрос, почему с помощью осциллографа с граничной частотой 5 МГц нельзя без искажения формы и амплитуды наблюдать радиоимпульс с частотой 4,43 МГц?

На первый взгляд кажется, что если полосу пропускания устройства передали ограничить частотой, несколько превышающей частоту цветовой поднесущей, то можно обеспечить передачу цветного изображения. На самом деле, спектр радиоимпульса, которым является "вспышка поднесущей" цветовой синхронизации, достаточно широкий. Он занимает полосу частот от 3,10 МГц до 5,77 МГц с центральной частотой 4,43 МГц. Поэтому, для качественной передачи цветного видеосигнала необходима полоса пропускания системы не ниже 5,77 МГц. Это практически те же б МГц, которые мы определили при нахождении максимальной граничной частоты видеосигнала. На рис. 1 при вычислениях получилось число f_с.макс = 6,5 МГц. Как будет показано при рассмотрении разрешающей способности системы, в системах замкнутого телевидения для обеспечения высокого разрешения по горизонтали, в некоторых случаях необходимо обеспечить полосу до 7 МГц.

Рис. 6. Спектр радиоимпульса

Теперь должно стать понятным, почему на осциллограмме (Рис.5.) радиоимпульс отображается с небольшой амплитудой –усилитель осциллографа с полосой 5 МГц его просто "зарезал". Чтобы при прохождении через усилительные цепи осциллографа не было ограничения спектра радиоимпульса, ширина полосы пропускания осциллографа должна быть не менее 6 Мгц, а лучше -10 МГц.

Те же самые ограничения спектра происходят и в усилителях устройств передачи видеосигналов. Если полоса пропускания устройств передачи видеосигнала ограничивает его спектр, то на приемной стороне мы будем наблюдать искаженный сигнал, а на мониторе - искаженное изображение.