Полный цветовой телевизионный сигнал (ПЦТС)

ПЦТС используется в системах цветного телевидения. Основное требование, которое предъявляетсяк данным системам – это совместимость с черно-белыми системами телевизионного вещания. Выполнение этого требования возможно только в том случае, если ПЦТС будет содержать в себе составные части ПТС, и спектр ПЦТС будет совпадать со спектром ПТС.

Таким образом, ПЦТС состоит из:

- сигнала яркости (СЯ);

- синхроимпульсы (СИ);

- импульсы гашения (ИГ);

- сигнал, который несет информацию о цвете изображения, т.е. сигнал цветности (СЦ).

В системах цветного телевидения при преобразовании оптического изображения в электрический сигнал используется три отдельных преобразователя свет-сигнал. Каждый из которых обладает определенной спектральной чувствительностью к световому излучению. В результате преобразования на выводах преобразователей формируются сигналы основных цветов .

Для получения сигнала яркости, эти сигналы складываются с определенными весовыми коэффициентами

Значение весовых коэффициентов будут определять значения яркости белого цвета. В телевидении, в качестве опорного источника белого принято облачное небо, при этом значения весовых коэффициентов будут следующими:

Для передачи информации о цвете изображения, согласно трехкомпонентной теории цветового зрения, необходимо передавать сигналы трех основных цветов, но , так как передается сигнал яркости, и, зная выражение, по которому он формируется, передавая только два сигнала основного цвета на приемной стороне можно получить третий (из сигнала яркости и двух сигналов основных цветов). Так же, за счет того, что передается сигнал яркости, который частично содержит информацию о трех основных цветах, нет необходимости передавать сигналы в том же виде, и для уменьшения избыточности, вместо сигналов основных цветов, передают цветоразностные сигналы (ЦРС).

ЦРС образуется путем вычитания из сигнала основного цвета сигнала яркости:

Если рассмотреть возможные значения цветоразностных сигналов, то наименьший размах будет у зеленого цвета.

За счет этого, у данного цветоразностного сигнала будет наименьшее отношение , а так как человеческое зрение лучше всего воспринимает помехи в области зеленого цвета, то их трех цветоразностных сигналов передают цветоразностные сигналы красного и синего цветов. Цветоразностный сигнал зеленого цвета восстанавливают на приемной стороне.

Передача цветоразностных сигналов возможна в одном канале связи с сигналом яркости, при условии, что спектры этих сигналов могут перемежаться. Для того, чтобы обеспечить условие перемежения (совмещения) ЦРС модулируются, то есть их спектр переносится в более высокочастотную область. За счет этого также уменьшается перекрестные искажения между СЯ и СЦ, так как амплитуда гармонической составляющей спектра СЯ с ростом частоты убывает. Исходя из этого, СЦ представляет собой одно или несколько несущих колебаний, промодулированных ЦРС.

Так же, в составе ПЦТС, для упрощения демодуляции, передается сигнал цветовой синхронизации (СЦС). Он представляет собой пакеты из 8-10 немодулированных колебаний несущей частоты сигнала цветности.

Задача

Определить значение СЯ и трех ЦРС, а так же представить графические зависимости, при условии, что передается изображение «вертикальные цветные полосы». Цвета полос: Б, Ж, Г, З, П, К, С, И.

При определении значений СЯ и ЦРС значение сигналов основных цветов представляются исходя из максимальной и минимальной яркости изображения.

При 100% яркости, если основной цвет присутствует в формируемом, вместо его значения подставляется 1, если отсутствует – то 0.

но, так как, черный – это белый с минимальной освещенностью, примем значение за 0

Расчет цветоразностных сигналов производится аналогично, использую нужную формулу

Развертывающие устройства

Развертывающие устройства предназначены для последовательного анализа и синтеза изображения. Развертывающее устройство состоит из задающего генератора (ЗГ), формирующего устройства (ФУ), выходного каскада (ВК), нагрузкой которого является отклоняющая система (ОС).

Рассмотрим структурную схему развертывающего устройства:

ЗГ осуществляет формирование колебаний строго определенной частоты. Для синхронизации ЗГ различных РУ на них подаются синхроимпульсы, по приходу которых осуществляется начало цикла формирования колебаний. Сформировавшиеся таким образом колебания поступают на формирующее устройство, которое их преобразует в отклоняющие импульсы. Они должны иметь форму, обеспечивающую при подаче на отклоняющую систему перемещение РУ по заданному закону и с заданным уровнем нелинейных искажений.

ВК обеспечивает основное усиление по мощности ОИ до уровня, необходимого для нормальной работы отклоняющей системы, а так же обеспечивает согласование РУ с отклоняющей системой.

Отличия отклоняющих систем

Отклоняющие системы предназначены для перемещения развертывающего элемента по заданному закону и с заданным уровнем нелинейных искажений в оптической плоскости изображения.

Отклоняющие системы делятся на:

- магнитные

- электрические

- электронные

Магнитные отклоняющие системы представляют собой катушки, через которые протекает отклоняющий ток. За счет этого, вокруг катушки формируется магнитное поле, величина и направление которого будут зависеть от тока, протекающего через катушку. При воздействии магнитного поля и электронного луча, играющего роль развертывающего элемента, будет происходить отклонение последнего в направлении, определенном магнитным полем. Таким образом, изменяя отклоняющий ток, протекающий через катушку, можно изменять перемещение развертывающего элемента (электронного луча).

Магнитные отклоняющие системы применяются в телевизионных приемниках, мониторах, видеоконтрольных и других устройствах, в основе которых лежат ЭЛТ с большими размерами экранов.

Особенности:

а) возможность отклонения электронного луча в больших пределах при сравнительно небольших габаритах

б) высокая инерционность систем, наиболее проявляющаяся на ВЧ. Проявляется за счет ЭДС самоиндукции и паразитной межвитковой емкости. В связи с этой особенностью, для того, чтобы обеспечить перемещение развертывающего элемента (электронного луча), необходимо обеспечить протекание через катушку нелинейных токов.

Электрические отклоняющие системы представляют собой металлические пластины, к которым прикладывается отклоняющее напряжение. За счет этого, вокруг пластин, будет формироваться электрическое поле, величина и направление которого будут зависеть от приложенного напряжения. Электрическое поле, взаимодействуя с электронным лучом, будет осуществлять перемещение последнего в зависимости от величины и направления электрического поля. Таким образом, изменяя отклоняющее напряжение, можно осуществлять перемещение развертывающего элемента (электронного луча) по заданному закону и с заданным уровнем нелинейных искажений. Такие отклоняющие системы применяются в осциллографах, анализаторах спектра, АЧХ-метров и других измерительных приборах, в основе которых лежит ЭЛТ с небольшими размерами экрана.

Особенности:

а) небольшой угол отклонения развертывающего элемента, при сравнительно больших габаритах;

б) простота изготовления;

в) нужная инерционность.

Электронные отклоняющие системы представляют собой генератор импульсного напряжения. За счет формирования импульсов, происходит последовательное считывание ячеек ПЗС-матрицы, либо последовательное открытие отдельных участков ЖК или плазменных устройств отображения.

Особенности:

а) отсутствие источника электромагнитного поля;

б) работа отклоняющих систем осуществляется в цифровой форме;

в) развертывающего элемента физически нет.

Применяются в камерах, основанных на приборах с зарядовой связью, в ЖК и плазменных устройствах отображения, в проекторах и т.д.