|
Контрольная: Основы телевидения и радиовещания
Контрольная: Основы телевидения и радиовещания
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ
УРАЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ
ФИЛИАЛ СибГУТИ
Контрольная работа№1
ПО ПРЕДМЕТУ: «Основы радиосвязи и телевидения.»
Выполнил:
Студент группы МХХ
Соловьёв ОлегПетрович
Шифр ЕХХХМ068
Екатеринбург 20__ г.
Задание 1.
Пояснить условия распространения радиоволн поверхностным лучем. Какие
радиоволны могут им распространяться.
Общие сведения.
На распространение радиоволн оказывают влияние следующие основные факторы:
длина волны, кривизна земли, характер почвы, состав атмосферы, время дня и
года, состояние ионосферы, магнитное поле земли, метеорологические условия.
Применительно к особенностям распространения весь диапазон волн разделяется
на отдельные поддиапазоны, в которых для них сохраняются одни и те же
основные законы распространения. Это деление приводится в следующей таблице.
Таблица1.1
| Тип волн. | Длина волны | Диапазон частот | | Сверхдлннные волны | Свыше 10000 м | Ниже 30 кГц | | Длинные | 10000—1 000 м | 30—300 кГц | | Средние | 1 000—100 м | 300—3000 кГц | | Короткие | 100—10 м | 3—30 Мгц | | Ультракороткие волны: | 10м—1мм | 30МГц—300ГГц | | а) | метровые | 10—1 м | 30—300 Мгц | | б) | дециметровые | 100—10 см | 300-3000 Мгц | | в) | сантиметровые | 10—1 см | 3-30ГГц | | г) | миллиметровые | 10—1 мм | 30-300 ГГц | | Инфракрасные волны | 1 мм—0,75 мк | 300 —4-106 ГГц | | Световые волны | 0,75—0,1 мк | 4*106—3*108 ГГц |
Указанные в данной таблице границы поддиапазонов радиоволн условные, так как
резкой границы не существует и один поддиапазон волн плавно переходит в
другой.
Радиоволны называются земными или поверхностными волнами., если они
распространяются над поверхностью земли и огибают ее вследствие явления
дифракции.
Поглощение поверхностных волн землей
Поверхность земли поглощает энергию распространяющихся вдоль нее
поверхностных волн. Это объясняется тем, что земля обладает активным
сопротивлением. Радиоволны вызывают в земле токи, которые создают активные
потери. Чем короче волна, т. е. чем больше частота, тем больший ток
индуктируется в земле и тем больше потери. Потери в земле уменьшаются с
увеличением проводимости почвы, так как волны проникают в землю тем меньше,
чем выше проводимость почвы. В земле происходят и диэлектрические потери,
которые также увеличиваются с укорочением волны.
Явление дифракции
Дифракцией называется способность радиоволн огибать выпуклость земного шара,
неровности земли и другие препятствия. Чем больше длина волны по сравнению с
размерами препятствия, тем больше выражена дифракционная способность
радиоволн. Следовательно, длинные волны обладают большей дифракционной
способностью, чем короткие.
Особенности распространения поверхностных волн различных диапазонов.
· Распространение длинных и средних волн.
Физическая сущность распространения длинных волн состоит в движении
электромагнитной энергии между двумя полупроводящими сферами — землей и
ионосферой. При этом силовые линии электрического поля волн опираются на
земную поверхность. Следовательно, поляризация излучаемых волн должна быть
вертикальной, так как при горизонтальной поляризации поле вблизи проводящей
поверхности земли равно нулю. Радиус действия поверхностного луча на длинных
и сверхдлинных волнах большой, так как эти волны мало поглощаются землей и
обладают дифракцией.
Сверхдлинные волны распространяются вокруг земли в сферическом волноводе,
образованном землей и ионосферой, с незначительным затуханием.
Дальность действия на длинных волнах определяется мощностью излучения и
зависит только от освещенности. Поверхностный луч средних волн заметно
поглощается землей, и радиус его действия не превышает 1000—1500 км. На
средних волнах наблюдаются замирания сигналов, обусловленные интерференцией
пространственной и поверхностной волн.
Средние волны используются для радиовещания и дальней радиосвязи, длинные
волны — для радиотелеграфии.
Недостаток этих диапазонов — малое количество каналов связи, позволяющих
одновременно работать без взаимных помех. Недостатком длинных волн являются
также большие габариты мощных радиопередатчиков и особенно радиопередающих
антенн.
· Распространение поверхностных волн диапазонов КВ и УКВ.
В диапазонах КВ и УКВ преобладает передача энергии пространственным лучем,
Это объясняется тем, что земля обладает активным сопротивлением.
Поверхностные радиоволны, в отличие от пространственных, вызывают в земле
токи, которые создают активные потери. Чем больше частота, тем больший ток
индуктируется в земле и тем больше потери. Потери в земле уменьшаются с
увеличением проводимости почвы, так как волны проникают в землю тем меньше,
чем выше проводимость почвы. В земле происходят и диэлектрические потери,
которые также увеличиваются с увеличением частоты.
Задание 2.
Привести конструкцию антенн диапазона частот от 30 МГц до300 МГц, их основные
характеристики и параметры.
Параметры антенн.
К основным параметрам антенны, представляющим наибольший практический
интерес, относятся:
· Диаграмма направленности,
· Коэффициент усиления,
· Действующая длина (высота)
· Входное сопротивление.
· Излучаемая мощность
· Мощность потерь
· Мощность в антенне
· Коэффициент полезного действия
· Коэффициент направленного действия
Излучаемая мощность. Излучаемая мощность Ри - мощность
электромагнитных волн, излучаемых антенной в свободное пространство. Излучаемая
мощность, оценивается через активное сопротивление, называемое сопротивлением
излучения.
Rи= Ри/Ia2, где Ia-эффективный ток в нагрузке.
Сопротивлением излучения характеризует способность антенны к изручению
электромагнитной энергии.
Мощность потерь. Рп- мощность, бесполезно теряемая
передатчиком во время прохождения тока по проводам антенны, в земле и
предметах, расположенных вблизи антенны. Эта мощность может быть выражена
через активное сопротивление, называемое сопротивлением потерь:
Rп= Рп/Ia2
Мощность в антенне. Ра- мощность, подводимая к антенне от
передатчика. Определяется как сумма мощности потерь и излучаемой мощности
:
Ра =Рп+ Ри
Диаграмма направленности. По ДН судят о способности излучать (принимать)
электромагнитные волны в(из) определенные направления. Значение ЭДС, наведенной
в антенне электромагнитным полем, зависит от направления прихода радиоволны,
что позволяет ослабить помехи, которые приходят с направлений, отличных от
направления прихода полезного сигнала. Направленными свойствами обладают в той
или иной мере все антенны, включая самые простые. Для оценки направленных
свойств приемных антенн производится измерение характеристик
направленности, представляющих собой зависимость ЭДС клеммах антенны от угла
прихода сигнала. Графическое изображение этой xapактеристики
называется диаграммой направленности.
Достаточно полное представление о направлены свойствах антенны дают
диаграммы, показывающие, как зависит ЭДС на клеммах антенны от
направления прихода сигнала в двух плоскостях — горизонтальной 1 и
вертикальной 2. Такие диаграммы называют диаграммами направленности в
горизонтальной вертикальной плоскостях.
Для численной оценки направленных свойств антенны пользуются
понятиями угла раствора φ основного лепестка диаграммы
направленности и уровню задних и боковых лепестков Углом раствора основного
лепестка диаграммы направленности называют угол, в пределах которого ЭДС на
клеммах антенны спадает до уровня 0,7 от максимальной. (угол раствора по
«половинной» мощности). Иногда под углом раствора подразумевают другой
угол, а именно тот, в пределах которого основной лепесток
диаграммы направленности спадает до нуля (угол раствора по «нулям»
основного лепестка).
Уровень задних и боковых лепестков диаграммы направленности по напряжению
определяется как отношение ЭДС на клеммах антенны при приеме со стороны
максимума заднего или бокового лепестка к ЭДС со стороны максимума основного
лепестка. Когда антенна имеет несколько задних и боковых лепестков различной
величины, то указывается обычно уровень наибольшего лепестка. Уровень задних и
боковых лепестков можно определить также по мощности, возведя в квадрат уровень
задних и боковых лепестков по напряжению.
Чем направленнее антенна, т. е. чем меньше угол раствора основного лепестка и
меньше уровень задних и боковых лепестков диаграммы направленности, тем
больше ЭДС на клеммах антенны.
Коэффициент усиления.
Коэффициент усиления антенны по напряжению или «полю» можно определить как
отношение напряжения, развиваемого антенн на согласованной нагрузке, к
напряжению, развиваемому на той же нагрузке согласованным с ней полуволновым
вибратором. Обе антенны считаются расположенными в той же точке
электромагнитного поля и ориентированными на максимум приема. Часто применяется
также понятие коэффициента усиления по мощности КР, который равен
квадрату коэффициента усиления по- напряжению (КР = КU
2).
Значение коэффициента усиления антенны указывают в литературе либо по
отношению к полуволновому вибратору, либо по отношению к так называемому
изотропному излучателю. Изотропный излучатель представляет собой такую
воображаемую антенну, у которой полностью отсутствуют направленные свойства,
и пространственная диаграмма направленности имеет соответственно вид сферы.
Расчетное значение коэффициента усиления - полуволнового вибратора по
напряжению относительно изотропного излучателя составляет 1,28 (2.15 дБ).
В литературе направленные свойства антенн часто оценивают коэффициентом
направленного действия КНД, который представляет собой выигрыш в мощности
сигнала в нагрузке при условии, что антенна не имеет потерь. Коэффициент
направленного действия связан с коэффициентом усиления по мощности Кр
соотношением: Кр=КНД* η
где η — коэффициент полезного действия антенны (КПД).
Поскольку любая антенна имеет потери (в проводниках и изоляторах), то ее КПД
всегда меньше единицы. На метровых и дециметровых волнах КПД близок к
единице и реальный выигрыш в уровне сигнала, даваемый антенной, практически
равен теоретическому выигрышу, определяемому формой диаграммы направленности.
Коэффициент усиления по мощности относительно полуволнового вибратора
подсчитывается по формуле
Kp=25154/Ψ·φ,
где φ и Ψ —углы раствора диаграммы направленности в горизонтальной
и вертикальной плоскостях, град, по уровню 0,7 напряжения. Коэффициент
усиления, дБ,
K=10lgKP.
Действующая длина.
Параметр, позволяющий определить ЭДС на зажимах простейших антенн —
полуволновых вибраторов и рамок:
е=Е·hд, где Е — напряженность поля.
Действующая длина линейного полуволнового вибратора равна λ/π
(λ длина волны, π = 3,14), петлевого полуволнового вибратора —
2l/λ.
Таким образом, действующая длина полуволнового вибратора равна длине
такого воображаемого вибратора с равномерным распределением тока, который имеет
«площадь тока», равновеликую «площади тока» полуволнового вибратора.
Действующая длина полуволнового вибратора, в пределах полосы частот одного
телевизионного канала от частоты зависит мало и в расчетах можно считать её
постоянной.
Входное сопротивление. Отдача мощности из антенны в нагрузку определяется
соотношением между входным сопротивлением антенны, которое может
рассматриваться как ее внутреннее сопротивление, и сопротивлением нагрузки. При
неизменных размерах антенны входное сопротивление зависит от частоты, а при
неизменной частоте — от размеров.
В общем случае входное сопротивление является комплексным, т. е. состоит из
активной и реактивной составляющих. Чисто активным сопротивление становится
только при определенных соотношениях между размерами антенны и частотой
(точки резонанса).
Антенны УКВ диапазона.
В УКВ диапазоне работает большое количество приёмопередающих устройств.
По ширине используемого спектра частот эти устройства можно разделить на
широкополосные (телевидение, многоканальная радиосвязь) и
узкополосные(радиосвязь, радиовещание)
Приемная телевизионная антенна является широкополосным устройством,
которое должно обеспечить неискаженный прием всего спектра частот
телевизионного канала. Одноканальные антенны работают в полосе
частот 8 МГц. Диапазонные антенны, предназначенные для приема нескольких
каналов, работают еще в более широкой полосе частот. Полное представление
о свойствах антенны можно получить только в том случае, если известны ее
параметры во, всей рабочей полосе частот, т. е. частотные характеристики.
Поэтому измерение параметров антенн производится, как правило, на
нескольких частотах — не менее чем на трех частотах при испытаниях
одноканальных антенн (на средней и крайних частотах рабочего канала)
и не менее чем на пяти-шести частотах равномерно распределенных в
рабочей полосе частот при испытаниях многоканальных и диапазонных
антенн.
Конструкции наружных антенн для ближнего приёма.
Зоной ближнего приема называют такую территорию, где уверенней прием
достигается с помощью простейших антенн со сравнительно небольшим
коэффициентом усиления. В связи с тем, что зона ближнего приема располагается
внутри зоны прямой видимости, напряженность поля сигнала в пределах этой
зоны- в значительной мере зависит от мощности телевизионного передатчика.
Наружные антенны, как правило, выполняют в виде жесткой конструкции из
металлической трубки
Простейшие антенны.
Простейшей телевизионной антенной является разрезной полуволновый вибратор.
Конструкция такой антенны показана на рис. 2.1.
Активная часть антенны - полуволновый вибратор - образована, двумя
металлическими трубками диаметром 15...20 мм. Плечи вибратора через
изоляционные втулки крепятся на горизонтальной перекладине, установленной на
вершине мачты. Перекладина обязательно должна быть изготовлена из .
изоляционного материала. Трубки вибратора выполняют металла(медь, алюминий).
Симметрирующее устройство, , выполняется в виде четвертьволнового
симметрирующего шлейфа из того же кабеля, из которого выполнен фидер.
Коэффициент усиления разрезного полуволнового вибратора равен 0 дБ, диаграмма
направленности имеет вид восьмерки в горизонтальной плоскости (т. е. вибратор
одинаково принимает сигнал и спереди, и сзади) и форму окружности в
вертикальной плоскости (т. е. вибратор одинаково принимает сигнал с любых
углов места).
Антенна более простой конструкции - петлевой вибратор, называемый также
вибратор Пистолькорса, показана на рис. 2.2. Оба плеча этого вибратора
выполнены в виде короткозамкнутых шлейфов с длиной каждого, приблизительно
равной 1/4 длины волны. Середина верхней неразрезанной части вибратора
является точкой нулевого потенциала, что позволяет в этой точке крепить
вибратор к металлической мачте без изоляции.
Петлевой вибратор выполняют из тех же материалов, что и разрезной. Радиус
закругления концов петлевого вибратора не имеет значения. Коэффициент
укорочения полуволнового петлевого вибратора значительно меньше зависит от
диаметра трубки, чем коэффициент укорочения разрезного вибратора. Поэтому
длина петлевого вибратора, выполненного из трубок диаметром 10...20 мм,
практически остается неизменной. Механическое соединение петлевого вибратора
с мачтой можно выполнять любым способом: сваркой, заклепочным или винтовым
соединением без изоляции.
Входное сопротивление петлевого вибратора составляет 292 Ома. К приемному
устройству эта антенна соединяется симметричным высокочастотным кабелем с
волновым сопротивлением 300 Ом (н-р: КАТВ) или при помощи симметрирующе-
согласующего устройства, 75-омным коаксиальныма кабелем. Симметрирующе-
согласующее устройство выполняется в виде полуволновой петли из 75-омного
коаксиального кабелем или устройства на ферритовом кольце. Симметрирующе-
согласующее устройство уменьшает входное сопротивление антенны в 4 раза.
Если разрезной вибратор узкополосный и может принимать сигналы только того
канала, на который рассчитана его длина, то петлевой вибратор имеет более
широкую полосу пропускания. Поэтому он может удовлетворительно принимать
сигналы по двум-трем каналам, соседним по частоте.
Антенны "ВОЛНОВОЙ КАНАЛ"
Антенны типа "Волновой канал" достаточно компактны и обеспечивают получение
большого коэффициента усиления при сравнительно небольших габаритах. Антенна
"Волновой канал" представляет собой набор элементов: активного - вибратора и
пассивных - рефлектора и нескольких директоров, установленных на одной общей
стреле.
Принцип действия антенны в следующем. Вибратор определенной длины,
находящийся в электромагнитном поле сигнала, резонирует на частоте сигнала, и
в нем наводится ЭДС. В каждом из пассивных элементов также наводится ЭДС, и
они переизлучают вторичные электромагнитные .поля. Эти вторичные поля, в свою
очередь, наводят дополнительные ЭДС в вибраторе. Размеры пассивных элементов
и их расстояния от вибратора выбраются такими, чтобы дополнительные ЭДС,
наведенные в вибраторе вторичными полями, были в фазе с основной ЭДС,
наведенной в нем первичным полем. Тогда все ЭДС будут складываться
арифметически, обеспечив увеличение эффективности антенны по сравнению с
одиночным вибратором. Для этого рефлектор делается немного длиннее вибратора,
а директоры - короче.
Симметричное расположение элементов антенны относительно направления на
передатчик создает условия для сложения наведенных ЭДС в вибраторе только для
сигнала, приходящего с главного направления. Сигналы, приходящие под углом к
главному направлению, создают в вибраторе ЭДС, сдвинутые по фазе относительно
основного, и поэтому , складываются алгебраически так, как складываются
векторы. Их векторная сумма получается меньше арифметической. Сигнал же,
приходящий с заднего направления, создает в вибраторе наведенные ЭДС,
противофазные основной, и они вычитаются. Таким образом, обеспечивается
направленное свойство антенны, формируется узкая диаграмма ее направленности,
что соответствует увеличению коэффициента усиления.
Многоэлементная антенна "Волновой канал", по принципу работы аналогичная
многоконтурному полосовому фильтру, нуждается в тщательной настройке
элементов..
Практика показывает, что антенна "Волновой канал" не нуждается в настройке и
обеспечивает получение паспортных характеристик, если она содержит не более
трех элементов: вибратор, рефлектор и только один директор. Коэффициент
усиления такой антенны составляет 6 дБ, что вполне достаточно для ее
использования в зоне ближнего приема. Коэффициент усиления пятиэлементной
антенны при условии ее точной настройки для указанных размеров составляет
примерно 8,6...8,9 дБ, что соответствует увеличению сигнала на выходе антенны
в 2,7...2,8 раз по. сравнению с одиночным полуволновым вибратором. Угол
раствора диаграммы направленности по половинной мощности составляет 50°. Если
антенна не настраивалась, ее параметры могут оказаться хуже, чем у
трехэлементной антенны.
Рамочные антенны.
Рамочные антенны сочетают повышенный коэффициент усиления с простотой
конструкции и отсутствием необходимости настройки при сравнительно узкой
полосе пропускания. Узкополосные антенны по сравнению с широкополосными
обладают таким дополнительным преимуществом, как частотная избирательность.
Наибольшее распространение получили двухэлементные рамочные антенны, хотя
иногда используют также и трехэлементные рамочные антенны. Антенны с числом
рамок более трех не используют по тем же самым причинам, по которым
нецелесообразно применение многоэлементных антенн "Волновой канал":
необходимость тщательной настройки, без которой параметры антенны от
увеличения числа элементов не улучшаются.
Двухэлементная рамочная антенна показана на рис.2.4. Рамки антенны имеют
квадратную форму, а по углам могут иметь закругления произвольного радиуса,
не превышающего примерно 1/10 стороны квадрата. Рамки выполняют из
металлической трубки диаметром 10...20 мм для антенн 1-5-го каналов или
8...15 мм для антенн 6-12-го каналов.
Как и при изготовлении других антенн, металл может быть любым, но
предпочтительнее медь или латунь. Верхняя стрела соединяет середины обеих
рамок, а нижняя стрела изолирована от вибраторной рамки и крепится к
пластине, изготовленной из гетинакса, текстолита или оргстекла толщиной 6...8
мм и размерами 30 х 60 мм. К этой же пластине крепятся концы вибраторной
рамки винтами с гайками, для чего концы рамки можно расплющить. Стрелы могут
быть выполнены металлическими или из изоляционного материала - текстолита или
винипласта. В этом случае специально соединять рамки между собой нет
необходимости. Мачта должна быть «непроводящей», по крайней мере ее верхняя
часть. Металлическая часть мачты должна заканчиваться на 1,5 м ниже антенны.
Рамки антенны располагают одна относительно другой так, чтобы их воображаемые
центры (точки пересечения диагоналей квадратов) находились на горизонтальной
прямой, направленной на передатчик. Крепление антенны к мачте производится в
центре тяжести.
Фидер подключается к концам вибраторной рамки с помощью четвертьволнового
короткозамкнутого симметрирующего шлейфа из того же кабеля, что и фидер.
Шлейф и фидер должны подходить к антенне вертикально снизу, расстояние между
ними должно быть постоянным по всей длине шлейфа. Использовать металлические
элементы их крепления нежелательно.
Коэффициент усиления двухэлементной рамочной антенны, составляет 8...9 дБ,
что соответствует увеличению напряжения сигнала в 2,5...2,8 раз по сравнению
с напряжением сигнала на выходе полуволнового вибратора. Входное
сопротивление этой антенны находится в пределах 70...80 Ом.
Исходя из приведенных значений коэффициента усиления, можно сделать вывод о
том, что по усилению двухэлементная рамочная антенна эквивалентна
пятиэлементной антенне "Волновой канал" или немного эффективнее ее, но имеет
меньшие габариты и лишена ее недостатков, так как не нуждается в настройке,
хорошо согласуется с фидером и обладает хорошей повторяемостью параметров.
Двухэлементную антенну можно использовать на расстоянии до передатчика,
примерно равном 70 % расстояния прямой видимости, а трехэлементную - вплоть
до границы прямой видимости, конечно, при достаточной мощности передатчика.
Радиодом.
Радиодомом называется комплекс студий радиовещания и звукозаписи, аппаратных,
вспомогательных технических, редакционных и репетиционных помещений,
предназначенных для подготовки, записи и передачи программ вещания, а также
для трансляции программ из других городов. Радиовещательные программы
передаются из радиодома на местные радиовещательные станции, городскую
радиотрансляционную сеть, по каналам междугородной сети в другие города.
Упрощенная структурная схема тракта звуковой частоты радиодома приведена
нарис.3.1.
РС и КС –речевая и концертная студии; ЛДБ - литературно-драматический блок;
СА,ВА,ЦА,ТА – студийная, вещательная, центральная и трансляционная
аппаратные; ВСП – служба внестудийных передач; Фт – фонотека; АЗ – аппаратная
звукозаписи; МВА – междугородная вещательная аппаратная.
В студийной аппаратной сосредоточены средства для создания фрагментов
передач. Вещательная аппаратная осуществляет формирование и контроль
программы.
Координирующим центром радиодома является центральная аппаратная, задачами
которой являются дополнительное регулирование сигналов, коммутация программ,
поступающих из аппаратных, распределение их по потребителям, контроль
входящих и исходящих программ. Упрощенная структурная схема центральной
аппаратной приведена на рис.3.2.
В ЦА расположен пульт звукорежисёра, который содержит коммутаторы источников
и потребителей программ (К1 и К2), корректирующие контуры (КК), регуляторы
уровня (РУ), линейные усилители (ЛУ), измерители уровня (ИУ). Для
предотвращения перегрузки служат усилители-ограничители (УО). Кроме того, в
ЦА имеются контрольные громкоговорители, магнитофоны (Маг), радиоприёмники,
устройства для введения в программу сигналов точного времени (СТВ), позывных
программ, первичные часы (ПЧ), системы электрических часов радиодома.
Телецентр.
Структура телецентра во многом напоминает структуру радио дома. Аппаратно-
студийный комплекс ТЦ состоит из телевизионных студий, телевизионных
аппаратных – студийных, центральной телекинопроекционной, междугородной,
записи ТВ программ.
Студийная аппаратная состоит из режиссёрской и технической аппаратных. В
режиссёрской аппаратной рядом со смотровым окном в студию расположены пульты
видео и звукорежиссёра. Перед видеорежиссёром расположены видеоконтрольные
устройства (ВКУ), на которых воспроизводится изображение с нескольких
студийных камер. Операторы последних имеют постоянную связь с режиссером.
Режиссер решает, какое из изображений использовать для передачи в данный
момент и осуществляет необходимую коммутацию. Выбранное изображение повторно
воспроизводится на отдельном ВКУ и поступает в техническую аппаратную, где
располагается основная аппаратура формирования ТВ сигнала.
Центральная аппаратная (ЦА) служит для окончательного формирования сигнала ТВ
программы. В ней расположена аппаратура коммутации, синхронизации и усиления
сигналов изображения и звукового сопровождения. При ЦА есть небольшая
программная аппаратная; программный режиссер отвечает за точное соответствие
передач утвержденной программе.
В телекинопроекционной аппаратной установлено оборудование для демонстраций
по ТВ кинофильмов. В междугородную аппаратную поступают ТВ программы от
внешних источников, по кабельным, радиорелейным и спутниковым линиям связи.
Для внестудийных передач организуются передвижные телевизионные станции
(ПТС). Все источники телевизионных программ внешние и внутренние, могут
использоваться или для непосредственной передачи в эфир или для видеозаписи.
Задание 4.
Объяснить принцип приёма информации в цвете. Привести структурную
электрическую схему декодирующего устройства SЕCАМ. Описать назначение её
узлов.
Система СЕКАМ (Sequentiel couleur a memoire- последовательная цветная с
памятью) совместима с черно-белой системой. Ее отличительным признаком
является поочередная передача двух цветоразностных сигналов через строку на
ЧМ под несущей при непрерывной передаче сигнала яркости.
Последовательная передача частотно-модулированных сигналов цветовой
информации практически освобождает систему СЕКАМ от фазовых искажений,
присущих системе НТСЦ (из-за квадратурной модуляции) и влияющих на качество
цветопередачи, а также от перекрестных искажений между сигналами цветности и
связанных с ними искажений цветового тона (в каждый момент времени по каналу
передается только один сигнал
цветности).
Советско-французская система СЕКАМ1 отличается от первоначальной
системы СЕКАМ тем, что каждый цветоразностный сигнал модулирует по частоте свою
под несущую. Сигналы СЕКАМ при опорном белом С формируются в следующем виде
(ГОСТ7845—79):
яркостный сигнал:
Е’Y =0.30 Е‘R+0.59 Е‘G+0.11 Е‘B (4.1)
и цветоразностные сигналы:
D’R=-1.9(Е‘R -Е’Y) (4.2)
D’B=1.5(Е‘B -Е’Y) (4.3)
где E'R, E'G, Е'В — сигналы основных цветов, подвергнутые гамма коррекции.
Полоса частот цветоразностных сигналов 1,5 МГц.
В системе СЕКАМ для повышения качества воспроизводимого цветного изображения
осуществлен ряд специальных мер. Вводятся две под несущие, каждый
цветоразностный сигнал D'R и D'В модулирует по частоте
свою под несущую, последние отличаются на 10 строчных периодов:
foR = 281 fcтp = 4,40625 МГц ± 2 кГц ;
fоВ = 272 fcтp = 4,25000 МГц ± 2 кГц, (4.4)
где fстр=15 625±3 Гц (частота строчной развертки).
Кроме того, для повышения помехоустойчивости в передающую часть системы введены
блоки предыскажения цветоразностных сигналов до модуляции и после
модуляции по частоте, а в приемном устройстве—;блоки коррекции.
- Первый вид предыскажений — низкочастотные предыскажения
осуществляются цепью, коэффициент передачи К (по модулю)которой зависит от
частот и в децибелах определяется выражением:
 } (4.5)
где f —частота модуляции; f1=85 кГц —постоянная частота, для
которой К1=0 дБ.
Этим предыскажением сигнала достигается повышение отношения сигнал-помеха за
счет увеличения глубины модуляции на верхних частотах.
· Второй вид предыскажений — высокочастотные предыскажения
заключается в том, что частотно-модулированный сигнал изменяется по амплитуде
устройством, коэффициент передачи К которого зависит от частоты и выражается в
децибелах
· K2(f)=10lg[ψ(f)]2,
(4.6)
где [ψ (f)]2=(1 + 256x2)/1 + 1,6x2 ; x=f/t0-fo/f; fo=4,286 МГц.
С помощью этого предыскажения, во-первых, ослабляется видимость под несущей
на черно-белом изображении при передаче малонасыщенных цветов, во-вторых,
повышается помехоустойчивость сигнала цветности.
Декодер системы Секам
В приемном устройстве (рис. 4.1) полный сигнал Еп после видео
усилителя разделяется на два канала: яркостный и цветовой информации. Сигнал
Е'у проходит через линию задержки ЛЗ, и режекторный фильтр РФ, подавляющий в
сигнале яркости частотно-модулированный сигнал цветности.
В канале цветности полный ТВ сигнал поступает на корректор высокочастотных
предыскажений КВЧПИ, устраняющий амплитудную модуляцию поднесущей, вызванную
лредварительной высокочастотной коррекцией в кодирующем устройстве. На выходе
КВЧПИ существует последовательность частотно-модулированных, чередующихся от
строки к строке цветоразностных сигналов D'R и D'В.
Для получения в приемном устройстве цветоразностного сигнала Е'G-
Y необходимо одновременное наличие двух других цветоразностных сигналов.
Условие это может быть выполнено, если создать вторую последовательность
цветоразностных сигналов, сдвинутых относительно первой на длительность одной
строки (64 мкс), для чего в приемник вводится ультразвуковая линия задержки УЛЗ
на 64 мкс. Таким образом в приемнике кроме канала прямого сигнала, имеющего на
выходе последовательность D'R, D'B, D'R, D'
B,— , появляется канал задержанного сигнала, на выходе которого
последовательность сигналов D'B, D'R, DB,
db..... Сравнивая сигналы двух последовательностей, видим, что в любой интервал
времени выходах прямого и задержанного .каналов имеются одновременно оба
сигнала цветности D'R и D'B, несущие информацию о двух
соседних строках изображения.
Так как на выходах каждого канала (прямого и задержанного) имеются оба
цветоразностных сигнала D'R и D'B, чередующихся от строки
к строке, для дальнейшей обработки эти сигналы должны быть разделены по своим
цветовым каналам демодуляций R и В. Функцию разделения цветовых сигналов D'
R и D'B выполняет электронный коммутатор ЭК, переключающий с
частотой строк каналы прямого и задержанного сигналов на входы каналов
демодуляции R и В. Здесь сигналы поступают на амплитудные ограничители,
которые устраняют паразитную амплитудную модуляцию, возникающую в блоке
задержки и коммутаторе, а также позволяют регулировать размахи цветоразностных
сигналов на выходе частотных детекторов ЧД, так как последние чувствительны не
только к частоте, но и к амплитуде приходящего сигнала. Таким образом, изменяя
уровни ограничения, регулируют насыщенность цветного изображения.
Основным элементом канала демодуляции является частотный детектор, преобразующий
частотно-модулированные сигналы D'R и D'B в
низкочастотные цветоразностные сигналы Е' R-У 'и Е'В-У.
Частотные детекторы в каналах R и В отличаются частотами настройки резонансных
цепей и полярностью включения диодов. Последнее необходимо потому, что сигнал
Е' R -У ' передается по каналу связи в отрицательной полярности.
Демодулированные сигналы Е'R-У и Е'В-У подаются на входы
корректоров низкочастотных предыскажений КНП и далее поступают на выходные
видеоусилители. Одновременно с помощью матрицы из сигналов Е' r -у 'и Е'в-у'
формируется третий цветоразностный сигнал Е' r -у 'и Е'G-у'.
Ответственным узлом декодирующего устройства телевизора являются цепи
цветовой синхронизации. Необходимо обеспечить, чтобы сигнал данной строки Е'
R-Y или Е'в-у поступал на свой частотный детектор. Для этого
требуется установить правильную начальную фазу работы коммутатора. Эту функцию
выполняют цепи цветовой синхронизации, управляемые сигналом опознавания СО,
представляющим собой серию из девяти импульсов отрицательной полярности
трапецеидальной формы, длительность каждого импульса соответствует
длительности развертки одной строки изображения. Импульсы передаются во
время действия кадрового гасящего импульса, а именно с 7-й по 15-ю строку
первого поля и с 320-й по 328-ю второго поля (рис. 15,6,а). Сигналы опознавания
цвета вводятся на передающей части системы в оба цветоразностных сигнала до
преобразования их в сигналы D'R и D'В. После
преобразования вместе с сигналом Е'R-у меняет полярность и его СО.
Таким образом, СО при передаче в строках D'R и D'B
отличаются по частоте (fОR—4,406 МГц; fОB
=4,25 МГц). Это отличие используется для формирования в цепях цветовой
синхронизации импульса, управляющего фазой электронного коммутатора.
В суммирующем устройстве складываются сигнал цветности с яркостным сигналом
Еу и сигналом синхронизации ЕС Для обеспечения совпадения по времени
сигнала цветности Е и яркостного сигнала Еу последний .предварительно проходит
через линию задержки ЛЗ.
Для уменьшения перекрестных искажений яркость — цветность, возникающих из-
за биений между сигналами цветности и высокочастотными составляющими
яркостного сигнала, в канал яркости введен корректор перекрестных
искажений. Действие корректора основано на частичном подавлении
спектральных компонентов сигнала яркости в полосе сигнала цветности, когда
амплитуда этих компонентов яркостного сигнала превысит определенный
допустимый уровень и возникает опасность образования перекрестных помех.
Список литературы.
1.
|
|
|
