Автоматизированные системы обработки информации и управления (стр. 22 из 37)

Рис. 5.1.5. Полный телевизионный сигнал черно-белого изображения:

а) – четный, полукадровый импульс; б) – нечетный полукадровый импульс; 1 – уровень черного; 2 – уровень белого; 3 – уравнивающие импульсы; 4 – кадровый синхронизирующий импульс: 5 – строчные синхронизирующие импульсы; 6 – сигнал изображения; 7 – кадровый гасящий импульс; 5 – строчный гасящий импульс.

Полный телевизионный сигнал черно-белого изображения состоит из видеосигналов, строчных и кадровых гасящих импульсов, уравнивающих импульсов и импульсов синхронизации. Вершины строчных гасящих импульсов передаются на уровне черного и запирают кинескоп на время обратного хода луча по строке.

Строчные синхронизирующие импульсы передаются во время обратного хода луча кинескопа. Они управляют работой генератора строчной развертки и служат для того, чтобы время начала каждой строки в телевизионном приемнике строго совпадало со временем начала строки в передающей камере.

Кадровые импульсы по структуре гораздо сложнее строчных импульсов, так как при чересстрочной развертке полный кадр передается двумя полями: сначала передаются все нечетные строки– 1, 3, 5, 7 и т. д., а затем луч возвращается к началу кадра, и передаются все четные строки – 2, 4, 6, 8 и т. д.

Кадровые синхроимпульсы управляют работой генератора кадровой развертки и служат для того, чтобы время начала каждого кадра в телевизионном приемнике строго совпадало со временем начала кадра в передающей камере.

Структурная схема черно-белого телевизионного приемника

Телевизионный сигнал, переданный от телевизионной станции, принимается приемной антенной. Чаще всего для этого служит коллективная телевизионная антенна, от которой проведен кабель и к вашему телевизору. Телевизионных антенн разработано великое множество, но основным типом остается знакомый нам полуволновый диполь - вибратор. Для того чтобы он лучше принимал сигнал от телецентра и ослаблял приходящие помехи, радом с вибратором устанавливают другие, пассивные вибраторы, формирующие желаемую диаграмму направленности.

Первый блок на структурной схеме (Рис. 5.1.6) – ПТК (переключатель телевизионных каналов). В ПТК входит усилитель радиочастоты, смеситель и гетеродин - элементы, имеющиеся в каждом супергетеродинном приемнике. На каждый канал имеется набор катушек, все они закреплены на общем барабане. Поворачивая барабан ручкой переключения каналов, мы можем включать определенный комплект катушек, соответствующий выбранному каналу. Переключатель телевизионных каналов с барабанными переключателями теперь используется все реже. Им на смену пришли ПТК с электронной настройкой, малогабаритные и более надежные. Для перестройки резонансной частоты контуров в них установлены специальные полупроводниковые диоды - варикапы. На варикап подается запирающее напряжение смещения, при этом р-п переход не пропускает электрический ток. Его емкость изменяется при изменениях напряжения смещения. Необходимое для настройки на каждый канал напряжение устанавливается заранее с помощью потенциометров, а включение канала производится нажатием кнопки или сенсорного контакта. После преобразования частоты сигнала приводятся к единой для всех каналов полосе. Промежуточная частота несущей частоты изображения по существующему стандарту равна. 38 МГц, звука - 31,5 МГц.

Далее следует УПЧИ - усилитель промежуточной частоты изображения. (Он содержит три - четыре ламповых каскада усиления, или - несколько транзисторных каскадов).

Рис. 5.1.6. Структурная схема телевизионного приемника

Состав:

ПТК - Переключатель телевизионных каналов

УПЧИ – Усилитель промежуточной частоты изображения

УПЗЧ – Усилитель промежуточной звуковой частоты

ЧД – Частотный дискриминатор

УЗЧ – Усилитель звуковой частоты

ГР - Громкоговоритель (динамик)

ССИ – селектор синхроимпульсов

ГКР – Генератор кадровой развертки

ГСР – Генератор строчной развертки

ВВ – Высоковольтный выпрямитель

Между каскадами установлены колебательные контуры и фильтры, выделяющие только нужный спектр частот. Они определяют селективность приемника. Усиленный сигнал подается на детектор, а продетектированный видеосигнал через видеоусилитель - на управляющий электрод кинескопа для управления током луча, а, следовательно, и яркостью элементов изображения в соответствии с передаваемым сюжетом. Сигнал звуковой частоты выделяется после видеодетектора и дополнительно усиливается в УПЧЗ - усилителе промежуточной частоты звука. Сигнал ПЧЗ промодулирован по амплитуде видеосигналом и по частоте звуковым сопровождением. Амплитудную модуляцию можно исключить ограничителем. В результате на выходе ЧД выделяется звуковой сигнал, подаваемый через усилитель звуковой частоты (УЗЧ) на громкоговоритель.

Следующий блок, подключенный к выходу видеоусилителя, селектор синхроимпульсов (ССИ). Он отделяет синхроимпульсы от видеосигнала и подает их на генератор кадровой развертки (ГКР) и строчной развертки (ГСР). Генераторы вырабатывают ток пилообразной формы, питающий отклоняющие катушки, для получения растра на экране кинескопа. Последний элемент структурной схемы - высоковольтный выпрямитель (ВВ), питающий кинескоп высоким напряжением, ускоряющим электроны. Выпрямитель присоединен к генератору строчной развертки. Так устроено питание кинескопа во всех современных телевизорах. Если вышел из строя генератор кадровой развертки, на экране видна одна горизонтальная ярко светящаяся линия: все строки сливаются в одну. Если же отказал генератор строчной развертки, на экране ничего не видно: вместе со строчной разверткой прекратилось и питание кинескопа высоким напряжением.

Требования, предъявляемые при разработке к цветному телевидению

К вещательным системам цветного телевидения предъявляются следующие основные требования:

1) Высокое качество цветного изображения, определяемое как точностью воспроизведения яркостей любых двух соседних точек передаваемого объекта, так и точностью воспроизведения цветности деталей объекта;

2) Совместимость с вещательной системой черно-белого телевидения. (Под совместимостью понимается возможность принимать на черно-белых телевизионных приемниках цветную программу в черно-белом виде и на цветных – черно-белую программу в черно-белом виде, без какой бы то ни было перестройки приемников.) В связи с широким развитием сети черно-белого телевизионного вещания и наличием у населения большого числа черно-белых телевизионных приемников это требование имеет важное значение;

3) Относительная простота цветного телевизионного приемника при его надежности и доступной для населения стоимости;

4) Передача цветного изображения в стандартной (8,0 МГц) полосе частот, отведенной для черно-белого телевидения (это требование обусловлено широким развитием сети телевизионного вещания и возникшей в связи с этим «теснотой» в эфире);

5) Перспективность вещательной цветной системы с точки зрения ее дальнейшего развития;

6) Возможность обмена программами с другими странами.

При построении вещательной системы цветного телевидения во всех странах мира за основу была принята одновременная система, в которой учтены все новейшие достижения в области статистических методов связи и особенности зрительного восприятия мелких цветных деталей.

Примечание:

В одновременной цветной телевизионной системе вся цветовая информация передается одновременно в отличие от последовательной, в которой информация о каждом цвете (красном, синем и зеленом) передается последовательно.

Для получения на приемной стороне цветного изображения в общем случае необходимо по каналу связи передать четыре сигнала: яркостный (У), полностью совместимый с сигналом черно-белого телевидения, и три сигнала (красный, синий, зеленый), несущие информацию о цвете объекта.

Однако за счет рационального преобразования этих сигналов передают, по каналу связи вместо четырех три информации (яркостный и два сигнала цветности), получая недостающую информацию о третьем (зеленом) цвете на месте приема путем обратного преобразования сигналов.

Основной проблемой при внедрении цветного телевидения являлось создание надежного и достаточно простого в управлении цветного телевизионного приемника доступной стоимости, обеспечивающего изображение с высоким качеством цветопередачи. Поэтому выбор типа системы цветного телевидения для вещания имел большое значение.

В шестидесятые годы в СССР и Европе велись работы по сравнению нескольких систем цветного телевидения. Выбор производился в основном между одновременно совместимыми системами цветного телевидения: американской с квадратурной модуляцией NTSC (National Television System Committee – Национальный комитет телевизионных систем), французской SECAM (Seguentiel a memare – последовательная с памятью) и немецкой PAL (Phase Alternation Line – со строчно-переменной фазой).

Во всех этих системах используется широкополосный монохромный (яркостный) сигнал, а добавочная цветная информация передается на поднесущей (поднесущих), расположенный в спектре монохромного сигнала. Различия заключается в способах модуляции поднесущих (квадратурная или частотная).

Структурная схема цветного телевизионного приемника

Любой цвет можно получить комбинацией трех основных цветов - красный, зеленый и синий. В телевидении их обозначают начальными буквами соответствующих английских слов. R (red), G (green), В (blue). Желтый - например, получается при смешении красного и зеленого (аналогично монитору Рис. 5.1.7) . Таким образом, самая простая система цветного телевидения должна предусматривать передачу одновременно трех изображений: красного, зеленого и синего.