Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций

^ Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения

Физические принципы цветного телевидения. Принципы построения цветных телевизионных систем. Совместимые цветные ТВ системы (NTSC, SECAM, PAL).


Передача цветов в телевидении базирована на трехкомпонентной теории цветового зрения.

Считают, что человечий глаз Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций обладает сенсорами, чувствительными к голубой, красноватой и зеленоватой областям диапазона.

Цвет характеризуется 3-мя величинами:

 яркостью;

 насыщенностью;

 цветовым тоном.

Яркость охарактеризовывает количественную составляющую цвета, а цветовой тон и насыщенность – доброкачественную.

Существует Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций огромное количество систем представления цвета. Более всераспространенная – система XYZ – используемая в российском телевидении. Все имеющиеся в природе цвета можно представить в виде так именуемого цветового графика либо локуса цветов (рис. 13.1).





Рис Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций. 13.1


Повдоль границ локуса размещаются спектрально незапятнанные цвета со 100%-ной насыщенностью, при движении к центру локуса насыщенность цветов падает, и точка с координатами x= 0,33 y =0,33 соответствует равноэнергетическому белоснежному цвету.

В телевидении воспроизводимые цвета определяются Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций первичными цветами устройства отображения (в кинескопе – цвета люминофоров триады, в ЖК-экране – цвета триадных светофильтров), потому область сужается до треугольника.

При технической реализации цветных ТВ-систем действует принцип двойной сопоставимости: цветные передачи можно глядеть Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций на монохромных телеках, а черно-белые передачи – на цветных телеках.

Структура гипотетичной цветной ТВ-системы приведена на рис. 13.2.




Принцип передачи цветного изображения такой:

 многоцветное изображение преобразуется в три одноцветных (красноватое, зеленоватое и Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций голубое);

 полученные монохромные изображения преобразуются в электронные сигналы;

 сигналы преобразуются в 3-х каналах и передаются по трем линиям связи получателю;

 на приемной стороне осуществляются оборотные преобразования.

Таким макаром, в совместимой Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций системе цветного телевидения нужно передавать четыре сигнала: сигнал яркости (^ Y) и три сигнала цветности (R, G, B).

Как лицезреем, рассмотренная гипотетичная система очевидно сверхизбыточна.

На практике передачу сигналов яркости и цветности производят по Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций общему каналу при помощи разных способов временного либо частотного разделения.

Один из основополагающих принципов цветного телевидения – принцип матрицирования.

Понятно, что белоснежный цвет выходит при сложении первичных цветов в последующей пропорции:

EY Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций = 0,30ER + 0,59EG + 0,11EB . (13.1)

Сигнал EY передается непременно, чтоб не нарушался принцип двойной сопоставимости, тогда из сигналов цветности довольно передавать только два: ER и EB. Недостающий сигнал зеленоватого EG на приемной стороне Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций выходит согласно соотношению

EG = (EY – 0,30ER – 0,11EB). (13.2)

Экспериментально было установлено, что по каналу связи целесообразнее передавать не сигналы цветности, а цветоразностные сигналы:


ER–Y = ER – EY = 0,70ER – 0,59EG – 0,11EB ; (13.3)

EB–Y = EB – EY = 0,89EB – 0,59EG Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций – 0,30ER. (13.4)


3-ий цветоразностный сигнал можно получить из 2-ух прошлых

EG–Y = –0,51 ER–Y – 0,19 EB–Y. (13.5)


Особенность цветоразностных сигналов – они равны нулю при передаче цветов сероватого. Не считая того при использовании цветоразностных сигналов Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций уменьшаются помехи при проигрывании изображений на черно-белых телеках.

Из огромного количества предложенных аналоговых систем цветного телевидения наибольшее распространение получили три: южноамериканская NTSC, французская SECAM и германская PAL.

В системе NTSC для передачи Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций инфы о цвете употребляется квадратурная амплитудная модуляция.

На рис. 13.3 приведена диаграмма цветности NTSC.





Рис. 13.3


Амплитуда вектора на рис. 13.3 соответствует насыщенности цвета, а фаза – цветовому тону. Сигналы I (синфазный) и Q (квадратурный Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций) получают согласно формулам

I = 0,877ER–Y cos33 – 0,493EB–Y cos57,

Q = 0,877ER–Y cos57 + 0,493EB–Y cos33. (13.6)

Структура кодера NTSC приведена на рис. 13.4.



Начальные сигналы цветности поступают на кодирующую матрицу, на выходе которой Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций получаются сигналы яркости Y и цветности I (синфазный) Q (квадратурный). Сигналы цветности проходят через ФНЧ и дальше поступают на амплитудные модуляторы (АМ). Сюда же подается сигнал цветовой поднесущей Uпн с частотой Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций 3,5795 МГц. Промодулированные сигналы цветности и сигнал яркости поступают в сумматор, на выходе которого появляется композитный сигнал NTSC. Для обеспечения синхронности всех сигналов предусмотрены полосы задержки. Фазовращатель на 90 обеспечивает получение квадратурных составляющих.

Облегченная схема Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций декодера NTSC приведена на рис. 13.5.




Входной композитный сигнал NTSC проходит через полосовой фильтр, выделяющий полосу частот, подобающую сигналам цветовых поднесущих и дальше на синхронные сенсоры (СД), осуществляющие выделение сигналов I и Q. Правильную Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций работу синхронных сенсоров обеспечивают фазовращатели. Для их формирования предусмотрены также ФНЧ, подобные кодеру и полосы задержки. Раздельно формируется сигнал яркости Y. Режекторный фильтр вырезает составляющие цветовых поднесущих в канале яркости.

Все Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций три сигнала синхронно подаются на декодирующую матрицу, на выходе которой формируются сигналы цветности (R, G, B).

Система NTSC обладает одним значимым недочетом – она чувствительна к дифференциально-амплитудным и дифференциально-фазовым искажениям сигналов. В Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций итоге наблюдается искажение цветопередачи очень приметное для наблюдающего.

Способ компенсации дифференциально-фазовых искажений был реализован при разработке системы PAL.

Основная мысль – сдвиг фазы на 180 при передаче строк через одну. На Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций приемной стороне сигналы 2-ух последующих вереницей строк складываются так, что фазовые сдвиги компенсируются. Для "запоминания" текущей строчки предусмотрена особая линия задержки на 64 мкс.

Облегченные структуры кодера и декодера PAL приведены на рис Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций. 13.6 и 13.7. Стандартная частота цветовой поднесущей равна 4,43 МГц.






Следует увидеть, что понижение хроматической четкости по вертикали из-за повторного использования инфы о цвете в 2-ух примыкающих строчках наблюдающий не замечает вследствие высочайшей разрешающей возможности по Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций яркости.

Основное отличие – наличие инверторов (сдвиг фазы на 180) и коммутаторов K, обеспечивающих компенсацию фазовых искажений. Принцип компенсации фазовых искажений в системе PAL иллюстрирует рис. 13.8.




Рис. 13.8


Другой принцип положен в базу функционирования Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций системы SECAM. Основное отличие – частотная модуляция цветовых поднесущих. Так как сразу модулировать по частоте одну поднесущую нереально, приходится использовать две независящие частоты: 4,406 МГц для сигнала ER–Y и 4,25 МГц для EB–Y.

Облегченная Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций схема кодера SECAM приведена на рис. 13.9.





Цветоразностные сигналы дополнительно подвергаются предыскажениям при помощи фильтров (ФП) и после коммутации осуществляется частотная модуляция (ЧМ). Для увеличения помехоустойчивости предусмотрен особый антиклеш-фильтр (АФ). Предназначение других блоков Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций пояснений не просит.

Облегченная структура декодера SECAM приведена на рис. 13.10.




Входной сигнал поступает сразу в каналы яркости и цветности. В канале цветности он проходит через клеш-фильтр (КФ), АЧХ которого обратна Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций антиклеш-фильтру кодера, дальше поступает на линию задержки 64 мкс и на коммутатор К. Сигналы с коммутатора проходят через усилители-ограничители (ОГ) на частотные сенсоры (ЧД). Продетектированные цветоразностные сигналы через фильтры Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций-корректоры предыскажений подаются на декодирующую матрицу, на выходе которой формируются сигналы цветности.

Для правильной работы коммутатора предусмотрена дополнительная схема опознавания цвета (СО) и триггерная схема управления коммутатором (ТС).

Три рассмотренные главные аналоговые системы Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций цветного телевидения имеют огромное количество модификаций (рис. 13.11). Так, к примеру, в Бразилии принята единственная в мире система M-PAL, отличающаяся от стандартной системы PAL поднесущей частотой цветности. В нашей стране действует система D,K Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций-SECAM, а например во Франции – L-SECAM с положительным видеосигналом. Система K1-SECAM принятая в Нигерии несовместима с системой B,G-SECAM, действующей в Ливии и т. д.

Разработка проекта одного эталона Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций по телевидению высочайшей четкости также не увенчалась фуррором: в различных странах были сделаны бессчетные конкурирующие системы.

Выход из создавшегося положения – внедрение мультистандартной аппаратуры и постепенный переход к цифровым телевизионным системам.




Рис. 13.11

^ Лекция Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций 14. Спутниковое телевидение


Общие сведения о спутниковом телевидении. Вещательные спутниковые ТВ-системы. Структурная схема и принцип деяния персональной приемной установки спутникового ТВ. Принципы цифрового телевизионного вещания.


Спутниковую ТВ-вещательную систему можно Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций рассматривать как однонаправленную радиорелейную линию с одним промежным ретранслятором (ИСЗ). Сигнал от наземной вещательной станции передается на ИСЗ, где преобразуется и ретранслируется назад на Землю (рис. 14.1). В отличие традиционной РРЛ (см. рис Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций. 1.8), прием может производить сходу несколько наземных станций, расположенных в зоне охвата. Спектры дли волн, применимые для спутникового ТВ-вещания, находятся в УКВ-области, так как, как упоминалось в лекции 1, сигналы передатчиков диапазонов КВ, СВ и Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций ДВ отражаются ионосферой.





Различают два вида спутниковых ТВ-систем:

 фиксированную спутниковую службу (ФСС) и

 радиовещательную спутниковую службу (РВС).

Наземные станции ФСС размещены (фиксированы) в определенных географических точках, сигналы, принятые ими с ИСЗ Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций поступают дальше в местную трансляционную сеть. Мощность передатчика, установленного на ИСЗ, может быть малой, а оборудование наземных передающих и приемных станций – довольно сложным. Такие системы созданы для передачи ТВ Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций-сигнала на огромные расстояния и интернационального обмена программками. Пример ФСС – спутниковая система "Орбита".

Для РВС типично наличие зоны обслуживания с ограниченными размерами (обычно, определяемыми муниципальными границами) прием ТВ-программ, в границах которой Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций осуществляется на обыкновенные личные установки.

В текущее время фактически все системы СТВ РВС базируются на ИСЗ, находящихся на геостационарной орбите (рис. 14.2). Масса геостационарных спутников составляет 0,5...3 т. Мощность первичных источников питания (солнечных батарей) – 300...1200 Вт Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций (у вновь создаваемых более 2 кВт). Обычно, функциональные спутники многоствольные (до 48 стволов), в главном это маломощные стволы. Для функциональных ИСЗ эквивалентная изотропно излучаемая мощность составляет от 20 до 50 дБВт, на вещательных спутниках добивается Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций 65 дБВт. Размеры антенны на ИСЗ не превосходят 2...2,5 м. Антенны с большенными размерами (до 5...10 м) в транспортном положении складываются. Не считая обыденных одно- либо двухзеркальных антенн с параболическим отражателем употребляют остронаправленные многолучевые антенны. Это Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций позволяет концентрировать энергию в зоне обслуживания, а как следует, уменьшить поперечник приемной антенны на Земле и эффективнее использовать ресурс ИСЗ.




Рис. 14.2


Структурная схема приемного устройства системы СТВ (рис. 14.3) состоит из 2-ух частей: наружной (внешней Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций), содержащей антенну (А) и конвертер (Кон.), и внутренней, состоящей из тюнера (Тюн.) и стандартного телевизионного приемника (ТВ). Микроволновый сигнал, принятый антенной (мощность около 150 пВт с вещательных спутников, около 3 пВт с Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций телекоммуникационных спутников), усиливается усилителем с малым уровнем шума, а потом преобразуется по частоте в спектр около 1 ГГц.

Сигнал первой промежной частоты (ПЧ) при помощи коаксиального кабеля (КК) подводится к тюнеру, в каком производится Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций 2-ой перенос частоты с одновременным выбором хотимого канала. Сигнал 2-ой ПЧ демодулируется по частоте и на выходе демодулятора формируется полный сигнал изображения в эталоне ПАЛ, СЕКАМ либо D2-MAC вместе с сигналом поднесущей Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций либо сигналами поднесущих звука. Дополнительно из этого сигнала выделяются сигналы изображения в виде сигналов главных цветов R,G,B либо Y,U,V.





Сигналы эти, вместе с сигналами звука Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций, подводятся к НЧ-входу стандартного телевизионного приемника. Для приемников старенького типа, не имеющих НЧ-входа (Euroconnector), тюнер пичкают амплитудным модулятором, позволяющим сформировывать телевизионный ВЧ-сигнал обычно в спектре ДМВ (эталон ПАЛ либо СЕКАМ), который Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций потом подводится к антенному гнезду телевизионного приемника.

В набор приемника спутникового телевизионного вещания могут заходить и дополнительные устройства с разными сервисными функциями: поляризатор, блок дистанционного управления антенной, дешифраторы закодированных программ и др Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций.

Разглядим составляющие приемной системы более тщательно.

Приемная антенна создана для преобразования электрических волн, принимаемых ею со спутника, в частотный радиосигнал, канализируемый дальше фидером ко входу приемника. Она характеризуется последующими основными параметрами Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций: коэффициентом усиления, диаграммой направленности, уровнем боковых лепестков, входным сопротивлением.

Коэффициент усиления антенны охарактеризовывает степень концентрации энергии в данном направлении для передающей антенны. Он указывает, во сколько раз необходимо прирастить мощность, подводимую к изотропно Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций излучающей антенне, чтоб получить схожую напряженность поля в точке, расположенной в направлении наибольшего излучения данной антенны.

Коэффициент усиления зеркальной параболической антенны равен:

G' = (D/2)2Kип, (14.1)

где D – поперечник апертуры (раскрыва Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций антенны); Kип – коэффициент использования поверхности зеркала антенны.

На рис. 14.4 приведены главные характеристики параболического рефлектора: поперечник апертуры ^ D, угол раскрыва апертуры 2, фокусное расстояние F, глубина рефлектора В и диаграмма направленности параболической антенны. Точка А – фокус Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций параболы, где располагается контррефлектор (облучатель). Время от времени для оценки антенн употребляют параметр F/D, т. е. отношение фокусного расстояния к поперечнику. Для параболических антенн F/D = 0,4...0,67.

В наилучших антеннах Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций Kип добивается 0,6 ... 65. Значение Kип находится в зависимости от метода облучения рефлектора: при обычном облучении Kип будет наибольшим, но при всем этом приметно возрастает уровень боковых лепестков, достигая значений 14 ... 16 дБ. При уменьшении облучения к краям Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций зеркала уровень боковых лепестков миниатюризируется, но при всем этом понижается Kип.





Рис.14.4


Антенна – более непростой элемент приемной установки СТВ, и от ее свойства производства зависят технические свойства – коэффициент усиления, уровень боковых Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций лепестков, определяющие качество принимаемого сигнала.

Более всераспространены однозеркальные осесимметричные антенны, дозволяющие получать довольно малый уровень боковых лепестков диаграммы направленности, не плохое согласование с фидером и шумовую температуру не выше 80 К при Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций углах места более 10. При поперечнике более 1,5 м у осесимметричных антенн рефлектор производится разборным.

Переход от приема сигналов с вертикальной поляризацией к горизонтальной делается поляризаторами механического либо магнитного типа. В настоящее время обширно всераспространены Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций механические поляризаторы. В их выбор поляризации делается поворотом электронного вибратора, размещенного в отрезке волновода и выполненного в виде штыря (рис. 14.5, а). При дистанционном управлении это достигается при помощи специального привода поляризатора. В Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций магнитных поляризаторах (рис. 14.5, б) поворот плоскости поляризации делается конфигурацией тока в катушке, намотанной вокруг ферритового стержня. При распространении волны повдоль намагниченного феррита направление поляризации меняется на угол, зависящий от длины стержня Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций и тока в катушке. При кропотливой настройке поляризаторы обоих типов позволяют получать развязку до 25...28 дБ, при всем этом вносимое ими затухание в полосе частот 10,7...12,5 ГГц не превосходит 0,2...0,4 дБ.




а




б


Рис. 14.5


Невзирая на простоту конструкции, симметричная параболическая Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций антенна имеет два суровых недочета. 1-ый – это затенение части поверхности рефлектора облучателем и конвертером, приводящее к понижению действенной поверхности антенны и, как следствие, – к уменьшению коэффициента усиления. 2-ой недочет заключается в Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций воронкообразном эффекте, когда при атмосферных осадках на зеркале антенны скапливается влага, вызывающая понижение коэффициента усиления прямо до полного прекращения приема.

В проф приемных устройствах (с антеннами более 3 м) зеркало подогревается, снег Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций и лед растапливаются; в личных установках обогрев, обычно, не употребляется из-за существенного удорожания антенной установки.

Для устранения этих недочетов время от времени используют антенны с вынесенным облучателем (так именуемые офсетные, рис. 14.6); в Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций данном случае облучатель и конвертер не затеняют пучок лучей, падающих на поверхность рефлектора.




Рис. 14.6


Антенна должна работать при скорости ветра до 70 км/ч, а конструкция ее выдерживать порывы ветра скоростью до 120 км/ч Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций. Подвеска антенны должна быть таковой, чтоб отклонение оси антенны, вызванное давлением ветра, не превышало одной десятой ширины диаграммы направленности головного лепестка. Это означает, что для антенны с поперечником рефлектора 1,8 м допустимая погрешность Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций не может быть более 0,1.

При наведении антенны на спутник, нужно найти углы, под которыми он виден в некой местности. По географической карте определяют широту и долготу ме­стности и вычисляют Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций угловые координаты спутника по формулам:


; , (14.2)

где α – угол места спутника; β – азимут спутника; b – географическая широта места приема; l – разность географической долготы точки стояния спутника и места приема; R = 6,378 км – радиус Земли; D Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций = 35,768 км – радиус геостационарной орбиты.

Типовая структурная схема конвертера приведена на рис. 14.7. Сигнал, собранный в фокусе антенны, подводится к поляризатору, выбирающему сигнал с подходящей поляризацией. Как понятно, для роста пропускной возможности каналов передача Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций может осуществляться сигналами с горизонтальной, вертикальной либо радиальный (правого либо левого вращения) поляризацией. В спектре 10,7...12,5 ГГц используют, обычно, линейную поляризацию (горизонтальную либо вертикальную). Поляризатор обеспечивает развязку 2-ух сигналов в границах 25...30 дБ.

Малошумящий усилитель (МШУ) позволяет Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций понизить собственные шумы приемника до малого значения за счет внедрения активных частей (транзисторов) с лучшими чертами и правильного построения схемы.




Рис. 14.7


Полосовой фильтр (ПФ) подавляет помехи от примыкающих каналов и, что в Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций особенности принципиально, – помеху от зеркального канала приема, отстоящую на удвоенную ПЧ1. Ещё одна функция полосового фильтра на входе смесителя – угнетение собственного излучения гетеродина. На смеситель (См) конвертера подаются принимаемый сигнал fс и Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций напряжение от стабилизированного гетеродина (Гет) – fг.

На выходе смесителя возникают комбинационные частоты fпч = fc  fг. Обычно выделяется разностная частота fпч = fc – fг либо fг – fс = fпч.

К гетеродину (Гет) предъявляют Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций довольно жесткие требования по стабильности его частоты с учётом огромных перепадов температуры и влажности среды.

Зависимо от рабочей частоты принимаемых со спутника сигналов (в полосе 0,95...1,75 ГГц) на выходе смесителя выделяется разностная Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций частота, усиливается в УПЧ1 до уровня (50...60) дБВт, что позволяет восполнить утраты в коаксиальном кабеле, соединяющим внешний блок с внутренним. В ближайшее время европейские страны начали выпускать тюнеры с расширенной полосой ПЧ1 0,95...2,05 ГГц.

Малошумящие Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций усилители обширно употребляют не только лишь в спутниковых системах, да и в наземных радиорелейных линиях, потому что за счет улучшения шумовых параметров приемника в пару раз понижается излучаемая мощность передатчика.

В конце 80-х годов Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций для спектра 10...12 ГГц были разработаны арсенид-галлиевые полевые транзисторы, дозволяющие воплотить усилители с коэффициентом шума 1,5...1,7 дБ и усилением на один каскад до 12 дБ.

В 90-е годы появились транзисторы с высочайшей подвижностью электронов Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций (ТВПЭ либо по-английски, HEMT – High Elektron Mobility Transistor), у каких коэффициентом шума уменьшен до 0,7...0,8 дБ на частоте 12 ГГц.

МШУ приемников спутникового ТВ вещания многокаскадный. При проектировании МШУ следует обеспечить Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций малый коэффициент шума при лучшем согласовании по входу и выходу. Потому МШУ делают обычно для работы в различных спектрах частот в общей полосе 10,7...12 ГГц, к примеру на спектр 10,7...11,7 ГГц один МШУ и на Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций спектр 11,7...12,5 ГГц другой МШУ.

К гетеродину предъявляются последующие требования: выходная мощность в границах 1 ... 10 мВт зависимо от типа смесителя, непостоянность частоты 1 МГц (10-4) в интервале температур –30 ... + 40 С, генерация по способности на одной частоте. Наибольшее Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций распространение получили генераторы на диодиках Ганна и полевых транзисторах с барьером Шотки, стабилизированные диэлектрическими резонаторами. С учетом необходимости получения высочайшего КПД в современных конвертерах лучше использовать генераторы на полевых транзисторах с барьером Шотки Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций, стабилизированные диэлектрическими резонаторами. Диэлектрический резонатор играет роль частотно-задающего колебательного контура в цепи оборотной вязи генератора. При изготовлении диэлектрических резонаторов обширно используют термостабильную керамику с температурным коэффициентом частоты (1...5) 10-6 К-1 и диэлектрической Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций проницаемостью 37...80.

Наибольшее распространение в приемных установках СТВ получили балансные смесители на диодиках с барьером Шотки и смесители на полевых транзисторах обеспечивающие угнетение в нем амплитудных шумов гетеродина и шумов, принятых Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций по зеркальному каналу, также угнетение четных гармоник гетеродина.

Отличительная особенность усилителя ПЧ1 – широкополосность, а конкретно для приема сигналов СТВ общая полоса на выходе смесителя около 800 МГц либо f/f = 0,7. Это просит внедрения Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций широкополосных согласующих цепей и особых мер по поддержанию всепостоянства коэффициента усиления в рабочем спектре частот. В УПЧ1 можно использовать как полевые, так и биполярные транзисторы. Если учитывать огромную критичность схем на полевых транзисторах к порядку Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций включения и разнополярность питающих напряжений, также необходимость защиты от переходных процессов, то следует дать предпочтение схемам на биполярных кремниевых транзисторах.

Тюнер – это часть приемного устройства спутникового ТВ вещания, расположенная в помещении и Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций выполняющая функции выбора канала, преобразования сигнала в ПЧ2, демодуляции с следующей обработкой для подачи на один из входов стандартного телевизионного приемника или на вход маломощного ретранслятора.

Структурная схема тюнера проф Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций приемника приведена на рис. 14.8. Входной фильтр с полосой 0,95 ... 1,75 ГГц подавляет помехи по зеркальному каналу. Усилитель ПЧ1 компенсирует утраты сигнала в соединительном кабеле, также играет роль согласующего устройства меж входным фильтром и перестраиваемым полосовым Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций фильтром (ППФ). Перестраиваемый полосовой фильтр настраивается на центральную частоту принимаемой программки, подавляя зеркальную частоту более чем на 30 дБ. Управление центральной частотой фильтра делается с блока выбора программ, работающего от процессора Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций, сигнал с которого изменяет неизменное напряжение, подаваемое на перестраиваемый гетеродин. На выходе смесителя См выделяется сигнал ПЧ2, на которую настроен полосовой фильтр ПФ. Усилитель ПЧ2 обеспечивает основное усиление сигнала перед частотным демодулятором (ЧД) и Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций делает функции ограничителя амплитуды, устраняющего паразитную амплитудную модуляцию.

Частотный демодулятор выделяет видео- и ЧМ- сигнал поднесущей звука. Сигнал звукового сопровождения выделяется в демодуляторе. Выделенные видео- и звуковые сигналы подаются на надлежащие входы бытового Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций ТВ приемника. При отсутствии таких входов полный ТВ сигнал после преобразования в АМ и ЧМ модуляторах в один из каналов метрового либо дециметрового диапазонов подается на антенный вход ТВ приемника.

Схема Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций и конструкция УПЧ2 тюнера подобна УПЧ1 конвертера, при всем этом нужно учесть согласование нагрузок по входу и выходу. Полоса перестраиваемого полосового фильтра должна перестраиваться синхронно с конфигурацией частоты второго гетеродина Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций. Более всераспространенной является схема полосового фильтра, частота которого перестраивается при помощи варикапа.




Рис. 14.8


При выборе частоты гетеродина выше частоты сигнала общая полоса перестройки будет около 800 МГц (частота гетеродина меняется в границах 1,75...2,55 ГГц Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций).

В тракт 2-ой ПЧ входят усилитель с коэффициентом усиления 40 ... 60 дБ, ограничители уровня либо цепь автоматической регулировки усиления (АРУ), полосовой фильтр ПЧ2. Используют широкополосные усилители, в каких избирательность реализуется фильтром ПЧ2, либо резонансные усилители Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций на биполярных транзисторах с резонансными контурами в каждом каскаде. Полосовой фильтр ПЧ2 должен обеспечивать полосу пропускания 27 МГц. При частотах до 480 МГц употребляют фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Предельная частота таких российских Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций фильтров не превосходит 500 МГц. На более больших частотах можно применить фильтры на коаксиальных резонаторах.

В качестве частотных демодуляторов используют синхронно-фазовые сенсоры, дозволяющие увеличивать чувствительность приемника.

Перестраиваемый полосовой фильтр в рабочей полосе 15 МГц имеет Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций полосу, близкую к двойной полосе модулирующего сигнала, т.е. приблизительно в 2,5 раза меньше полосы входного сигнала. Напряжение с выхода частотного сенсора через фильтр ФНЧ повлияет на устройство перестройки УП Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций, изменяя среднюю частоту перестраиваемого полосового фильтра (ППФ) в согласовании с принимаемым сигналом.

На выходе частотного сенсора получаем два сигнала: видеосигнал и поднесущую, частотно-модулированную сигналами звукового сопровождения в полосе 5 ... 9 МГц зависимо от эталона, в Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций каком передается ТВ программка. В неких программках звуковое сопровождение идет сразу на нескольких языках, а означает и на нескольких поднесущих.

В приемниках СТВ лучше предугадать переключение полярности видеосигнала, потому что одни спутники Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций источают сигналы с положительной, другие с негативной полярностью.


Разглядим энергетический баланс СТВ.

Плотность потока мощности пропорциональна эквивалентной изотропно излучаемой мощности (ЭИИМ), т. е. произведению мощности спутникового передатчика Рп на коэффициент усиления присоединенной Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций к нему антенны Gп, и назад пропорциональна квадрату расстояния от спутника до точки приема:

S = PпGп(, )/4R2, (14/3)

где Gп(, ) – функция коэффициента усиления, описывающая направленные характеристики спутниковой антенны в сферической системе координат Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций.

Мощность, подводимая ко входу приемника, пропорциональна плотности потока мощности и действенной поверхности приемной антенны (Аэфф):

Рпр = SАэфф. (14.4)

Действенная поверхность антенны и ее коэффициент усиления связаны последующей зависимостью

Аэфф = (2/4)G, (14.5)

где  – длина волны.

Мощность шума Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций на входе приемника пропорциональна шумовой температуре системы ^ Т (шумовая температура приемника + шумовая температура антенны) и эквивалентной шумовой ширине полосы приемника В:

N = kTВ, (14.6)

где k = 1,3810-23 Дж/К – неизменная Больцмана.

С учетом вышеприведенных формул Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций отношение сигнал/шум на входе можно записать в виде:

S/N = (2SG)/(4kTB). (14.7)

Для практического использования представим это выражение в логарифмическом виде (в децибелах):

S/N=K+S+G Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций/T, (14.8)

где K=10 lg(2 /4kTB) =10 lg(c2 /4k f2B), дБ; c = 2,998108 м/c – скорость света в вакууме, f – частота принимаемого сигнала; G/T – коэффициент добротности, дБ – важный параметр приемной станции.

Обычно Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций для приема сигналов спутникового телевидения употребляют параболические антенны. Коэффициент усиления параболической антенны поперечником D выражается соотношением

G = (D/)Kип, (14.9)

где Kип – коэффициент использования поверхности антенны. В критериях спутникового телевидения можно принять Kип = 0,65 и Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций  =2,56 см. Тогда для коэффициента усиления, выраженного в децибелах, можно записать

G = 39,9 + 20 lgD, (14.10)

а для коэффициента добротности

G/T = 39,9 + 20 lgD – 10 lgT. (14.11)


Вычисленное значение S/N следует уменьшить на так именуемый коэффициент (поле) допуска. Он учитывает Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций утраты, связанные с затуханием электрических волн во время сильного дождика, неминуемые утраты в радиоканале, связанные с ошибкой ориентации приемной антенны.


В спектре частот свыше 10 ГГц дождик интенсивностью более 100 мм/ч приводит к приметному затуханию Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций электрических волн. В погодных критериях Европейской части нашей страны следует ждать дополнительное затухание более 1 дБ в течение 0,1 времени худшего месяца года. Рекомендуется принять коэффициент допуска в границах от 2 до 3 дБ.

Отношение мощности Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций сигнала к мощности шума на выходе приемника на базе известного дела на входе приемника рассчитывается в два шага. Поначалу вычисляем невзвешенный коэффициент дела мощности сигнала к мощности шума на выходе приемника. В телевидении Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций это отношение мощности сигнала яркости к невзвешенной мощности шума, которое находится в зависимости от вида применяемой модуляции и для ЧМ равно

S/NЧМ = 3/2(f/fв) (S/N), (14.12)

где f – девиация частоты, fв Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций – ширина полосы видеосигнала.

Очень не плохое качество приема обеспечивает взвешенное отношение сигнал/шум на выходе демодулятора выше 46 дБ, не плохое – более 40 дБ, нормальному качеству соответствует величина 38 дБ, при отношении порядка 36 дБ Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций качество оценивается как удовлетворительное, а при наименьшем – как неудовлетворительное.

В спектре частот 11,7 ... 12,5 ГГц размещено порядка 40 каналов, оставлены защитные поля: 14 МГц на нижнем конце спектра и 11 МГц на верхнем, обеспечивающие надежную защиту для Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций служб, использующих примыкающие спектры частот. Расстройка меж частотами примыкающих каналов составляет 19,18 МГц – меньше ширины каналов. Вследствие этого несколько растут межканальные интерференционные помехи, но огромное число каналов позволяет уменьшить помехи общих (совместных) каналов Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций. Средняя частота канала, МГц,

f = 11708,30 + 19,18n, (14.13)

где n – номер канала.

В последние годы в различных странах мира активно исследуются способности передачи телевизионных сигналов в цифровом виде. Цифровые сигналы владеют большей помехозащищенностью Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций от гладких шумов и наименее чувствительны к неравномерности амплитудной и нелинейности фазовой черт приемопередающего тракта. Но цифровые сигналы требуют значимого расширения полосы частот, занимаемой передаваемым сигналом, что фактически нереально для СТВ, для которого отводится полоса Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций 27 МГц.

Спецы Англии разработали и предложили для реализации в первом поколении систем СТВ комбинированный цифроаналоговый способ передачи (эталон МАС – Myltiplexing Analogue Components – уплотнение аналоговых компонент), при котором сигналы яркости Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций и цветности сжимаются во времени и передаются попеременно на периоде активной части строк. Сжатие аналоговых сигналов делается стробированием с некой тактовой частотой, скоплением их в буферной памяти, ускоренным считыванием с новейшей, более Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций высочайшей тактовой частотой и оборотным преобразованием в аналоговую форму. Сигналы звукового сопровождения, данных и синхронизации передаются в предложенной системе в цифровом виде, при всем этом применяется помехозащищенное кодирование. Сигналы МАС в наименьшей степени Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций подвержены перекрестным искажениям яркостных и цветоразностных компонент и наименее чувствительны к шумовой помехе, в особенности сигналы цветности.

В текущее время предложено и реализовано 6 модификаций системы МАС применительно к различным эталонам видеосигнала (625 либо 525 строк Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций), отличающимся тактовыми частотами, числом тактовых интервалов, структурой уплотнения, опорными сигналами, параметрами преобразования сигналов яркости и цветности, также способами кодировки и параметрами модуляции звука. Принципной особенностью системы МАС является возможность передачи данных при Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций пакетном либо непрерывном способе передачи.

Объединение цифровых потоков видеосигнала, нескольких каналов звука (от 4 до 8), телетекстовой инфы делается пакетным способом, зачем сначала каждой строчки передается кодовое слово. Кадровая синхронизация и сведения Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций о способе засекречивания, числе звуковых каналов вводятся в последнюю строчку. Видеосигналы передаются в 24-й, 310-й и 336-й, 622-й строчках (в эталоне 625 строк). В другие строчки может быть введена телетекстовая информация.

В связи Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций с широким распространением в Западной Европе, на южноамериканском материке и в других странах систем кабельного телевидения был предложен эталон D2-MAC/packet, который предназначен для передачи по имеющейся широкополосной сети кабельного телевидения Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций. Передачи спутникового ТВ вещания в эталоне D2-MAC ведутся во Франции и Германии через свои вещательные спутники TV-SAT и TDF. В скандинавских странах (Швеция, Норвегия) ведутся экспериментальные передачи в эталоне С-МАС через Лекция 13. Аналоговые системы цветного телевидения - Конспект лекций европейские спутники.




lekciya-16-tema-akusherskie-krovotecheniya.html
lekciya-16-zoni-riska-i-zoni-vibora-v-rechevih-kommunikaciyah.html
lekciya-17-dekabrya-1906-goda-v-berline.html