Информация это совокупность сведений об окружающем нас мире

Вид материала

Документы

Содержание Телевизионные системы связи. Классификация систем передачи изображения (СПИ). Общая структурная схема СПИ. Обобщенная структурная схема передачи ТВ-сигнала и его состав Тракт вещательного ТВ Формирование ТВ-сигнала Чересстрочная развертка Передача дополнительной инф-ии в составе ТВ-сигнала Измерительный сигнал Системы телетекста Рисунок 9)

Подобный материал:

• «Информация это сведения и знания об окружающем мире [1].», 10.54kb.
• Рассказать о истории, 49.39kb.
• «Информатика», 59.7kb.
• Информация и ее роль в современном мире, 753.06kb.
• Информатизация общества. Информация, 139.05kb.
• 1 Информация и ее основные характеристики Информация, 50.32kb.
• Всистеме чрезвычайно разнообразных знаний об окружающем нас мире важное место занимает, 241.71kb.
• Информационные ресурсы Internet, 254.83kb.
• Благая весть титульный лист, 23022.99kb.
• Закрытое акционерное общество «Санаторий «Кубань» предлагает, 17.29kb.

Телевизионные системы связи.

Общие сведения.

Для создания доставки и распределения телевизионных программ в мире действует мощное и постоянно развивающаяся сеть телецентров, р/передающих станций, кабельных (коаксиальных и волоконно-оптических), р/релейных и спутниковых систем передачи. На ряду с черно-белым и цветным ТВ-ем в существующих стандартах реальностью стало ТВ-е повышенного кач-ва и высокой четкости. Созданы ТВ-ры с безвакуумным плоским экраном, выпускаются проекционные ТВ-ры. ТВ-ПРМ становится многофункциональным устройством приема и отображения как телевизионной инф-ии, так и дополнительной буквенно-цифровой и графической инф-ии, выводимой на ТВ-экран с помощью систем типа телетекст и видеотекст, дисплеем ПЭВМ. Из всех существующих р/электронных средств, используемых в быту, ТВ-техника является наиболее сложной. Объясняется это тем, что полоса частот, занимаемая ТВ-сигналом (по отечественному стандарту 6 Мгц) в сотни раз шире полосы телефонного сигнала и сигнала р/вещания. В ТВ высокой четкости полоса сигналов расширяется еще в несколько раз (до 30 МГц и более). Это обуславливает освоение все более ВЧ-диапазонов волн в спутниковом ТВ и широкое использование волоконно-оптических систем для одновременной передачи нескольких десятков ТВ-программ на значительные расстояния без промежуточных усилителей.

Классификация систем передачи изображения (СПИ).

Основным назначением СПИ является формирование изображений передаваемых объектов на значительном расстоянии от них. Для передачи изображений на расстояния эл. средствами необходимо осуществить 3 физ. процесса: преобразование изображения объекта в эл. сигнал (анализ изображения), передачу эл. сигнала по каналу связи и прием его, преобразование принятого эл. сигнала в видимое изображение (синтез изображения). Указанные процессы производятся с помощью ТВ и факсимильной связи. ТВ (от греч. «tele» - далеко) - это научно-техн. направление в р/электронике, объединяющая вопросы эл. передачи, обработки и воспроизведения движущихся и неподвижных оптич. изображений. Комплекс техн. средств, обеспечивающих передачу изображений ТВ-способом, составляет телевизионную систему передачи (ТСП). ТВ развивается по 2 направлениям: первое представляет вещательное ТВ, т.е. передача и получение на расстоянии изображений объектов эл. средствами со звуковым сопровождением для массовой аудитории зрителей. Второе получило название прикладного ТВ, под которым понимается использование ТВ методов и средств в промышленности, медицине, научных исследованиях, военном деле и т.д. Системы прикладного ТВ по назначению и принципу построения делятся на: инф-ые и измерительные. Большинство информационных систем применяется для визуального обзора пространства, поиска и обнаружения объекта. К ним относятся промышленные, диспетчерские, подземные, подводные и другие аналогичные установки. Эта аппаратура позволяет наблюдать за разл. технологическими процессами, демонстрировать операции, производить подводную, геологическую и др. разведки, астроориентацию, навигацию, поиск, наведение и самонаведение на искомый объект. Визуальные инф-ые системы часто строятся по тем же принципам, что и системы вещательного ТВ. Измерительные системы прикладного ТВ нужны для автоматического управления разл. процессами, распознавания объектов, автомат. ориентации и наведения. Телевизионный метод является единственным, позволяющим передавать и воспроизводить изображения движущихся объектов. Факсимильная связь (от лат. «facsimile») - обеспечивает передачу только неподвижных изображений, записанных на каком-либо носителе и прием их также с записью на носитель. В кач-ве носителей могут использоваться фотопленки, простая бумага, фотографическая бумага и термохимическая бумага и т.д. Техн. средства, обеспечивающие факсимильную связь, называется факсимильными системами передачи. Факсимильная связь относится к документальной электронной связи. Сущ-ют 2 класса факсимильной связи, в которых для записи на приемной стороне используются фотографические методы и которые позволяют передавать полутоновые иллюстрации: фототелеграфная связь и передача изображений газетных полос по каналам электросвязи для децентрализованной их печати в пунктах приема. В первых системах запись ведется на фотобумагу, во вторых на фотопленку. ТВ и факсимильная связь является СПИ.

Общая структурная схема СПИ.

СПИ в общем случае имеет следующую структуру:



РИСУНОК 1

В общем случае структура содержит типовые блоки: преобразователь сообщения (в данном случае распределение света) в эл. сигнал (иногда его называют светоэл. или фотоэл. преобразователь), канал связи, преобразователь сигнала в свет (для ТВ-системы) или устройство записи для факсимильной связи. В состав СПИ обязательно должен входить еще один основной блок. Оптич. система, которая собирает и фокусирует лучи от каждой точки объекта. Максимальное соответствие изображения объекту достигается когда каждая его точка изображается точкой. В общем случае объекты в ТВ трехмерные, а в ФС двухмерные. Совокупность точек, оптич. изображение которых можно получить с помощью оптич. системы (ОС), образует пространство или плоскость объектов 1, а совокупность точечных изображений этих точек - пространство изображений 2. Т.к. в ТВ обычно расстояние до объекта во много раз больше фокусного расстояния ОС, то вх. изображение 2 оказывается практически плоским и располагается в задней фокальной плоскости ОС. На приемной стороне ТВ-системы на экране преобразователя сигнал-свет (напр., кинескопа) образуется вых. изображение 3, которое рассматривается зрителем. В кач-ве преобразователя свет-сигнал в ТВ используется передающая ТВ-трубка (видикон или артикон), которая вместе с ОС входит в состав ТВ-камеры. Передающие ЭЛТ, используемые в вещательном ТВ должны быть чувствительными к видимому свету эл/м волн. Особенностью систем прикладного ТВ является возможность делать видимыми те объекты, которые сами испускают или облучаются невидимыми лучами с длинами волн от 0,1 до 1 нм (рентгеновские, ультрафиолетовые, инфракрасные лучи, микроволновые радиоволны) и для которых хар-но основанное на волновых свойствах излучений формирование оптич. изображений с помощью ОС. Для этого в зависимости от назначения применяются передающие трубки, чувствительные к соответствующим участкам спектра эл/м волн. Для наблюдения же изображений на приемной стороне как в вещательном , так и в прикладном ТВ используются преобразователи сигналов в свет, т.е. видимое излучение. 1-ое октября 1931 официально считается началом ТВ-вещаний в СССР. В то время использовалась система ТВ с механической разверткой, которой свойственны след-щие недостатки: плохая четкость, малые размеры и слабая яркость воспроизводимого изображения, низкая чувствительность преобразователя свет-сигнал. Последний недостаток присущ всем системам мгновенного действия, в которых мгновенное значение фототока  освещенности передаваемого в данный момент элемента изображения, а световые потоки от остальных элементов не используются. Создание ТВ-систем с высоким кач-вом изображения стало возможным только с появлением электронных разверток. Преобразователем свет-сигнал в настоящее время служит передающая трубка (ПТ), в которой могут использоваться внешний и внутренний фотоэффект (в вакуумных ПТ) и приборы с зарядовой связью (в безвакуумных ПТ). Принцип работы ПТ с внешним фотоэффектом состоит в след-щем:



Оптич. изображение создается объективом на расположенной в вакууме светочувствительной поверхности в фотокатоде ПТ, который можно представить состоящим из совокупности элементарных фотоэлементов и конденсаторов (по числу элементов N_k в кадре). В зависимости от величины светового потока, падающего на каждый фотоэлемент, в них образуются соответствующие фототоки, которые заряжают «свой» конденсатор до величины,  току. При этом распределение зарядов и соответственно напряжение на конденсаторах создает потенциальный рельеф - электронное изображение. Преобразование последнего осуществляется электронным лучом, который под действием поля, f.e. магнитного, отклоняющим катушки ОК, перемещается по фотокатоду и считывает накопленные на нем заряды. Протекающий при этом по нагрузке R_н ток образует сигнал изображения U_из. Накопление зарядов происходит в течение периода считывания, называемого кадром, а считывание за время считывания _Э одного элемента. Поэтому ток сигнала в такой системе на много больше чем в системах мгновенного действия с мех. разверткой. На приемной стороне для воспроизведения ТВ-изображений в основном применяется ЭЛТ-кинескоп, экран которого покрыт люминофором. Принятый сигнал изображения подается на катод или модулятор кинескопа и изменяет плотность электронного потока. Одновременно с этим луч отклоняется по экрану магн. полем отклоняющих катушек, через которые протекает ток пилообразной формы строчной и кадровой частоты. В рез-те возбуждения электронным лучом люминофора каждый его участок,  диаметру луча, светится с яркостью,  величине тока, и на экране кинескопа создается двухмерное изображение. Построение растра производится след-щим образом: отклонение луча в ПРД-щих и ПРМ-ых ТВ-трубках производится одновременно по осям x и y (рис.3) и обеспечивается пилообразными сигналами строчной (рис.4, а) и кадровой (рис.4, б) разверток.

(РИСУНКИ 3абв)



При электростатическом отклонении пилообразную форму должно иметь напряжение, а при эл/м - ток. За время прямого хода развертки по строке t_П.Х.С. луч отклоняется слева направо, а за счет действия отклоняющего поля по вертикали смещается вниз на шаг развертки , обычно равную диаметру луча d. Луч движется практически по горизонтали, т.к. число строк z в отечественном стандарте =625. Во время обратного хода t_О.Х.С. луч быстро отклоняется к началу след-щей строки. В течение этого времени на ПТ и кинескоп подаются строчные гасящие импульсы, поэтому ПТ не передает изображение в течение t_О.Х.С., а на экране кинескопа не видны линии обратного хода луча. Обратный ход практически горизонтален, т.к. t_О.Х.С. на много меньше t_П.Х.С. и ток i_к за t_О.Х.С. не изменяется. Когда луч пройдет все z строк и будет передано изображение одного кадра он должен быстро возвратится в исходное положение для передачи изображения следующего кадра. Во время обратного хода по кадру t_О.Х.К. оба вида трубок закрываются путем подачи кадровых гасящих импульсов. В примере на рис.3, а это время примерно равно 0, а в примере на рис.3, б и в - двум периодам строк Т_с. Строчные и кадровые гасящие импульсы для ПРМ-ых трубок передаются в составе ТВ-сигнала в его свободных интервалах, соответствующих времени обратных ходов в ПТ. Указанные интервалы времени используются и для подачи строчных и кадровых синхро-импульсов, необходимых для синхронизации строчной и кадровой разверток в телевизорах.

Обобщенная структурная схема передачи ТВ-сигнала и его состав

Благодаря изобретению электронной развертки стало возможным преобразование многомерного изображения в одномерный эл. сигнал и обратно на ПРД-щей и ПРМ-ой сторонах с помощью анализирующего и синтезирующего устр-в соответственно.



Развертки на обеих сторонах должны работать синхронно (рав-во частот развертки) и синфазно (один. нач. полож-е развертывающих элементов). В ТВ устройства развертки строятся на основе автоколеб. генераторов пилообразного напряж-я или тока. Синхронная и синфазная работа разверток обеспечивается принудительно путем подачи сигнала синхронизации (СС), состоящего из строчных (ССИ) и кадровых (КСИ) синхроимпульсов. Для синхр-ции приемной стороны необходимо вместе с сигналом изображ-я по одному каналу связи передавать ССИ и КСИ, а для гашения развертывающего луча кинескопа еще и сигнал гашения, состоящий из строчных (СГИ) и кадровых (КГИ) гасящих импульсов. Сумма сигналов изображ-я U_из(t), синхронизации U_cc(t) и гашения U_сг(t) образует полный ТВ-сигнал или видеосигнал U_Σ(t), соотв. передаче ч/б изображ-я: U_Σ(t)= U_из(t)+U_cc(t)+U_сг(t), U_cc(t)=U_сси(t)+U_кси(t), U_cг(t)=U_сги(t)+U_кги(t). Полный видеосигнал в ч/б ТВ, полный цветовой видеосигнал или сигналы осн. цветов в цветном ТВ выраб-ся в ТВ датчике. К датчикам относ-ся: 1) ТВ-камера, ч/б или цветная, телекинодатчик или теледиадатчик (осуществлениет ТВ анализ соотв-но передаваемой сцены, кинофильма и диапозитивов при пом. оптоэл-ного преобраз-ля); 2) видеокамера (конструктивно объединенных ТВ-камеры и видеомагнитофона); 3) ТВ-знакогенератор (вырабатывает ТВ-видеосигналы буквенно-цифровых и графич. символов эл-ными средствами). В цв. ТВ от ТВ-датчика получают 3 сигнала осн. цветов, U_R, U_G и U_B, несущих инф-цию о яркости красного, зеленого и синего цветов. Из них форм-ют полный сигнал яркости U_ся(t), практически не отличающийся от U_Σ(t) и сигнал цветности U_сц(t), несущий инф-цию о цветовом тоне и насыщенности. Вместе с сигналом цветовой синхр-ции U_сцс(t), они образуют полный цветовой видеосигнал U_цтв(t)=U_ся(t)+U_сцс(t). Сформированный в опред. полосе частот (от 0 до 6 МГц) для принятого в СНГ стандарта D/K сигнал UΣ(t) или Uцтв(t) подается на передатчик или линию связи. В пер-ке производитсямодуляция несущей частоты. Дальнейшая передача осуществляется либо по р/каналу, в том числе по р/релейным и спутниковым линиям связи, либо по любой искусств. направляющей среде, т.е. кабелю, волноводу, световоду. В состав линии связи в зав-ти от ее назнач-я могут входить промеж. усилители, ретрансляторы и регенераторы, вид и кол-во кот. опр-ся типом используемой системы передачи и видом среды распр-я. Тракты вещательного ТВ, т.е. совокуп-ть каналов изображ-я и звукового сопровожд-я сущ-ет в разл. вариантах и делится на 2 группы: тракты для междугородней и международной передачи и тракты для орг-ции ТВ-вещания в пределах насел. пункта.

Тракт вещательного ТВ

Наиболее распространенным в СНГ вариантом построения тракта вещательного ТВ, в котором формируемый в аппаратно-студийном комплексе (АСК) телецентра сигнал передается по р/каналу непосредственно на ТВ-ПРМ.




Источником сигнала в студии является ТВ-камера, которая в черно-белом ТВ имеет оптич. систему, одну ПРД-щую трубку (ПТ), блок развертки (БЛ), электронный видеоискатель (малогабаритное видеоконтрольное устройство, т.е. видеомонитор ВМ) и предварительный видеоусилитель (ПУ). ВМ служит для контроля передаваемого изображения. Каждая телекамера соединяется с аппаратной многожильным коаксиальным камерным кабелем, по внутренним проводникам которого в обоих направлениях передаются все необходимые сигналы и напряжения питания для блоков камеры. Применяется также легкий коаксиальный кабель с малым числом жил или одножильный, по которому сигналы передаются путем частичного или полного уплотнения. Для этих же целей используется и световодный кабель в особенности для соединения с аппаратной видеокамер. Синхронная и синфазная работа БР на ПРД-щей (рис. 6,а) и ПРМ-ой (рис. 6,б) сторонах обеспечивается принудительной их синхронизацией строчными ССИ и кадровыми КСИ синхроимпульсами, которые вырабатываются ТВ-синхрогенератором ТВСГ. Синхроимпульсы СИ и гасящие ГИ от СГ подаются на все камеры по камерному кабелю. Часто ГИ формируется непосредственно в камере из СИ. В ПУ производится противошумовая коррекция, заключающаяся в подборе такой формы частотных хар-к отдельных каскадов усилителя, при которых максимизируется отношение сигнал-шум. Здесь же сигнал изображения усиливается с 10-20мВ до примерно 300мВ и поступает в блок камерного канала, содержащий промежуточный усилитель Пр.У, апертурный корректор АК и гамма-корректор ГК, а также видеомикшер ВМ. В Пр.У к сигналу изображения добавляются ГИ для кинескопов. Из-за конечных размеров апертуры развертывающего элемента (диаметр электронного луча ПРД-щей трубки) возникают апертурные искажения, увеличивающие длительность фронтов и снижающие амплитуду мелких деталей в видеосигнале, что ведет к размытию резких границ и потери четкости изображения. Апертурная коррекция частично компенсирует эти искажения. ГК имеет нелинейность обратную нелинейности кинескопа, хар-ся степенной зависимостью с показателем степени  и тем самым компенсирует нелинейные искажения ТВ-сигнала. Далее сигнал подается на микшерно-коммутационное устройство МКУ, расположенное на пульте видеорежиссера, где производится плавное или дискретное микширование, т.е. смешивание его с сигналами от других источников, введение титров и спецэффектов.

На него подаются сигналы от других камерных каналов аппаратной видеозаписи (АВЗ), телекиноаппаратной (ТКА), приемной и аппаратной, передвижной телестанции и телевизионного трансляционного пункта (ПА, ПТС, ТТП), а также сигналы внешних программ из других городов. ТТП оборудуются в театрах, концертных залах, на стадионах и т.п. ПТС и ТТП по существу представляют собой небольшие телецентры, соединенные линией связи, чаще всего р/релейной, с ПА этих пунктов. В линейном усилителе (ЛУ) вводятся синхроимпульсы для синхронизации блока развертки в телевизорах. На этом заканчивается формирование полного ТВ-сигнала U_(t). Сигнал звукового сопровождения в звуковом канале обрабатывается, усиливается и поступает на звуковой коммутатор (ЗК), в котором при необходимости производится коммутация или микширование сигналов от разл. источников. Сформированные в аппаратно-студийном комплексе (АСК) звуковой и ТВ-сигналы по соединительным линиям подаются на р/ТВ/ПРД-щий центр (РТПЦ). Для передачи звуковых и ТВ-сигналов используются АМ и ЧМ соответственно. Телевизор (рис. 6,б) строится по супергетеродинной схеме, т.е. с преобразованием в р/канале (РК) принимаемых несущих р/частот изображения и звука (изменяющихся от канала к каналу) в постоянные промежуточные частоты, на которых производится основное усиление полезных и подавление сигналов соседних станций. При этом несущая звука претерпевает двойное преобразование частоты до получения f_ПР.ЗВ.2. Модулированный сигнал на промежуточной частоте изображения f_ПР.И детектируется видеодетектором (ВД),с выхода которого полный ТВ-сигнал U_(t), усиленный видеоус-лем (ВУ), подается на катод кинескопа (рис. 6,в). Сигнал звукового сопровождения, образующийся на выходе частотного детектора (ЧД) усиливается в УЗЧ и подается на громкоговоритель. В амплитудном селекторе (АС) из сигнала U_(t) выделяются СИ и затем разделяются на строчные ССИ и кадровые КСИ, которые и синхронизируют блок строчной и кадровой развертки (БР). Отклоняющая система (ОС), состоящая из 2 пар взаимно перпендикулярных катушек, питается токами пилообразной формы, следующими с частотами строк и полей. Высокое напряжение (примерно 15кВ для черно-белых и 25-35кВ для цветных кинескопов) для питания анода кинескопа U_а2 вырабатывается высоковольтным умножителем, входящим в состав БР. Микширование сигналов разных датчиков возможно при условии, что они работают синхронно и синфазно. Для этого все синхрогенераторы на телецентре работают в ведомом режиме от одного - центрального, при этом СИ, подаваемые от ТВ-синхрогенератора на телекамеры в студии, формируются с опережением на величину, равную двойному времени пробега сигнала в камерном кабеле. Для этой же цели применяется кадровый синхрогенератор, осуществляющий синхронизацию и фазирование не синхронного полного видеосигнала или полного цветного видеосигнала, поступившего от внешнего источника путем записи его в запоминающее устройство и последующего считывания синхронно с местными сигналами телецентра.

Формирование ТВ-сигнала

Рассмотрим осциллограммы сигналов на выходах отдельных блоков телецентра (рис. 6,а) при передачи изображения в виде тонких черной и серой вертикальных полос на белом фоне (рис. 7,а).



РИСУНОК 7

Отклонение электронного луча по фотокатоду в ПРД-щей трубке (рис. 7,б) и по экрану кинескопа в телевизоре (рис. 7,в) производится одновременно по двум осям т обеспечивается пилообразными импульсами в строчной (рис. 7,ж) и кадровой (рис. 7,и) разверток. Если при передачи белого (черного) изображение образуется максимальный (минимальный) сигнал (рис. 7,г) его полярность считается положительной. Во время обратного хода (ОХ) электронного луча в ПРД-щей трубке (ПТ) сигнал изображения не образуется, т.к. трубка закрыта гасящими импульсами (участки АБ на рис. 7,г), а не значительные изменения напряжения в это время обусловлены шумами трубки - флуктуациями темнового тока. Образующийся на выходе ПТ сигнал изображения с уровнем 10-20мВ хар-ся тем, что он однополярен, т.е. содержит постоянную U_ПС или среднюю составляющую, а инф-ия об изменении яркости объекта содержится в форме сигнала. Для неискаженной передачи формы сигнала нужно обеспечить не только равномерную АЧХ, как при передачи звуковых сигналов, но линейность ФЧХ.

Для передачи инф-ии об изменении средней яркости изображения, заключенной в сигнале U_ПС, нужно видеотракт АСК строить на УПТ, имеющих полосу частот от 0 до 6 МГц. Чтобы избавиться от свойственного УПТ дрейфа нуля видеотракт строят на усилителях переменного тока, а инф-ию о U_ПС передают косвенным образом в размахе гасящих импульсов. Однако для упрощения все осциллограммы на рис. 7 приведены с постоянной составляющей и в предположении, что диаметр луча, т.е. апертуры ПТ, бесконечно мал. В промежуточном усилителе в сигнале изображения ограничивается шумовая дорожка, к нему добавляются ГИ для кинескопов (СГИ и КГИ на рис. 7,д,з) и сигнал усиливается примерно до 1 В. На рис. 7,з приведена упрощенная форма кадровых гасящих импульсов (КГИ) и кадровых синхроимпульсов (КСИ). ГИ ПРМ-ых трубок превышают по длительности ГИ ПТ, что позволяет перекрыть возможные сдвиги сигналов во времени, например при переключении камер, имеющих кабели разной длины. Разность между уровнями гашения и черного, наз-мая защитным интервалом (ЗИ на рис. 7,д), предохраняет канал синхронизации телевизора от прохождения отдельных импульсов ТВ-сигнала. В интервале строчных и кадровых ГИ вводятся в линейном усилителе строчные (рис. 7,е) и кадровые (рис. 7,з) СИ для синхронизации блока развертки в телевизорах. На этом заканчивается формирование полного ТВ-сигнала U_(t), в котором различают активные и пассивные интервалы. В течение активных интервалов передается сигнал изображения, а в течение пассивных ГИ и СИ. При формировании полного ТВ-сигнала исходят из условия максимального упрощения телевизора при одновременном обеспечении устойчивой синхронизации и высокой помехоустойчивости ТВ-приема. Для удовлетворения этого условия во всех системах вещательного ТВ сигналы синхронизации передаются во время ОХ строчной и кадровой разверток, причем так, что сигнал изображения передается выше уровня гашения, а синхронизации ниже при положительной полярности U_(t). Это позволяет легко выделить строчные и кадровые СИ из сигнала U_(t) в амплитудном селекторе (ограничителе) ТВ-ПРМ, а также передавать полный ТВ-сигнал непосредственно на катод кинескопа без вычеркивания обоих СИ. Действительно при подачи сигнала на катод (рис. 6,в) рабочая точка на анодно-катодной характеристики (зависимость тока луча от напряжения между катодом и модулятором) кинескопа и размах сигнала выбираются так, чтобы уровень гашения в сигнале соответствовал напряжению запирания кинескопа U_ЗАП. при этом СИ еще больше закроют его. Поэтому говорят, что СИ в полном ТВ-сигнале передаются на уровне чернее черного. К тому же они формируются и разным по длительности, чтобы в телевизоре можно было легко отделить их друг от друга в разделителе СИ, f.e. при помощи дифференцирующей и интегрирующей цепочек. Видимые размеры растра на экране кинескопа (рис. 7,в) ограничиваются передними и задними участками ГИ (при уменьшении размеров и яркости в телевизоре легко заметить, что изображение окаймлено темной рамкой). Правая черная вертикальная полоса 1 (рис. 7,в) соответствует переднему участку строчного ГИ (t₁-t₂ на рис. 7,ж). Левая полоса 2 - заднему (t₃-t₄). Нижняя черная полоса 3 - переднему участку кадрового ГИ (t₁’-t₂’ на рис. 7,и). Верхняя полоса 4 - заднему (t₁’-t₂’). В течение этих промежутков времени кинескоп закрывается под действием ГИ для того, чтобы на экране не были видны искажения, обусловленные тем, что при переходе от ПХ к ОХ и наоборот скорость луча уменьшается и в блоке развертки возникают нестационарные переходные процессы.

Чересстрочная развертка

Инерция человеческого зрения позволяет в ТВ и кино создать эффект движения, передавая серию отдельных неподвижных кадров К, отличающихся друг от друга фазой движения. Минимальная частота мелькания света, при которой и выше которой источник кажется непрерывно святящимся, называется критической частотой мелькания f_КР. Эта частота зависит от углового размера изображения, яркости поля адаптации, закона изменения яркости (скважности импульсов света). Для средней яркости, которое имеет место в кино и в ТВ, f_КР не меньше 46Гц и она растет с увеличением угла, отсчитываемой от зрительной оси, т.к. периферическое зрение более чувствительно к мельканиям. При частоте мелькания больше f_КР ощущаемая яркость равна усредненной во времени яркости прерывистого света за весь период наблюдения. В кинопроекторах необходимая частота мельканий достигается без увеличения частоты кадров 24 или 16 кадров/с и след-но без увеличения скорости протяжки ленты и кол-ва кинопленки путем воспроизведения одного и того же кадра дважды (или трижды) с помощью прерывания обтюратором светового потока, просвечивающего кинопленку. В ТВ при частоте кадров f_К=25 кадров/с эффективным средством для увеличения частоты мельканий является чересстрочная развертка. Установлено, что две близко расположенные святящиеся линии или точки, яркость которых поочередно меняется от нулевой до максимальной, кажутся непрерывно светящимися если сумма частот их яркости мельканий выше критической  частота яркостных мельканий отдельной линии (строки) или точки может быть в 2 раза меньше критической. Это св-во зрения положено в основу чересстрочной развертки с кратностью 2:1, при которой каждый кадр изображения передается 2 полукадрами (полями). В начале нечетные строки - первое поле, а затем четные - второе поле. 2 последовательных поля образуют кадр с полной четкостью. Если частоту передачи полей f_ПОЛ выбрать больше критической частоты мельканий f_КР, f.e. f_ПОЛ=50Гц, то изображение будет казаться слитным без мельканий яркости.

(РИСУНОК 8,а,б)

В ТВ-системе с построчной разверткой и числом строк z=625 (рис. 8,а) при частоте кадров f_К=50Гц мелькания яркости отсутствуют, но полоса частот ТВ-сигнала, определяемая высшей частотой спектра, оказывается чрезмерно широкой - 12МГц. Чтобы сократить ее вдвое до 6 МГц необходимо уменьшить частоту кадров до 25Гц, при этом будут наблюдаться мелькания яркости. Для их устранения нужно в 2 раза увеличить частоту развертки по экрану, не изменяя скорости развертки вдоль строк, т.е. перейти к чересстрочной развертке. Тогда электронный луч за время строки отклониться по вертикали на 2h/z и за 1/50 секунды прочертит растр, содержащий только нечетные строки (1,3,5,..., половину 625-ой), которые образуют первое поле или полукадр (рис. 8,б). Далее под действием отклоняющего поля луч совершает ОХ по полю. За след-щие 1/50 секунды луч прочертит четные строки (половину 625-ой,2,4,...,624 второго поля), изображенные на рис. 8,б пунктиром. За счет разности в полстроки растры первого и второго полей оказываются смещенными так, что строки 2-го поля автоматически укладываются между строками первого поля. В рез-те полный кадр передается и воспроизводится соответственно за 1/25 секунды, т.е. число кадров осталось прежним, при котором верхняя частота f_В=6МГц, но мелькания яркости отсутствуют, т.к. f_ПОЛ> f_КР. Т.о. чересстрочная развертка позволяет не расширяя полосы частот устранить мелькания яркости, которые имеются при построчной развертки с f_К=25Гц. Чересстрочная развертка применяется во всех системах вещательного ТВ для сокращения полосы частот, занимаемой ТВ-сигналом. В принципе возможно дальнейшее сокращение полосы частот путем применения чересстрочного разложения с кратностью 3:1 или 4:1. В этом случае кадр будет состоять из 3 или 4 отдельных полей, строки которых последовательно воспроизводятся друг под другом. Однако такие развертки не применяются. Становится заметным мелькания строк, т.к. четные или нечетные поля повторяются с низкой частотой 12,5Гц при кратности 4:1. Уменьшается четкость изображения объектов, движущихся в вертикальном направлении с отн-но большой скоростью. Ухудшается воспроизведение вертикальных границ объектов, движущихся с отн-но большой скоростью в горизонтальном направлении. Границы становятся зигзагообразными и наклонными.

Появляется также эффект скольжения строк, которые как бы перемещаются сверху вниз в пределах одного кадра. Объясняется это тем, что когда луч чертит какую-либо строку 4-ого поля, яркость ее максимальна. В то же время яркости расположенных выше строк прочерчены соответственно в 3,2,1-ом полях имеют спадающий хар-р. Создается эффект последовательного свечения и как следствие перемещение строк. Эти недостатки присущи любой чересстрочной развертки, но при кратности 2: 1 они менее заметны. В последние годы увеличились размеры экранов телевизоров за счет совершенствования всех звеньев ТВ-тракта, значительно возросли яркость, контрастность и четкость изображения. В этих условиях сильнее стали проявляться недостатки чересстрочной развертки с кратность 2:1, т.е. мелькание изображения с частотой полей и мелькание отдельных строк четного или нечетного полей с частотой 25Гц. Мелькание с частотой полей стало особенно заметно на новых кинескопах с повышенной яркостью, предназначенных для работы в условиях большой внешней засветки. Это явление усугубляется тем, что зрители часто наблюдают изображение на малом расстоянии от экрана, под большим углом зрения, когда в процессе наблюдения вовлекаются периферийные участки сетчатки, обладающие меньшей инерционностью к световому возбуждению. Мелькание отдельных строк поля хорошо заметны на горизонтальных границах и наклонных структурах изображения особенно при наблюдении буквенно-графической инф-ии с близкого расстояния. Эти искажения приводят к уменьшению реальной четкости изображения по вертикали. Так установлено, что 625-тистрочное изображение с построчной разверткой эквивалентно примерно 900-строчному изображению с чересстрочной разверткой. Имеется несколько методов устранения указанных недостатков, которые сводятся к переходу на ПРМ-ой стороне, т.е. в ТВ-ПРМ повышенного кач-ва, к другому стандарту воспроизведения при сохранении существующего стандарта развертки на ПРД-щей стороне.

Передача дополнительной инф-ии в составе ТВ-сигнала

В настоящее время наметилась тенденция информативности ТВ-сигналов, путем более полного использования пропускной способности ТВ-канала. Во многих странах осуществляется передача дополнительной инф-ии совместно с ТВ-сигналом. При этом чаще всего используется передача цифровых данных методом временного разделения каналов, когда данные передаются в свободных интервалах импульсов гашения ТВ-сигнала. Применение методов временного уплотнения позволяет передавать дополнительную инф-ию без расширения номинальной полосы частот цветового ТВ-сигнала и не исключает возможности уплотнения каналов связи частотными методами, что существенно повышает эффективность его использования. Цифровая передача данных используется для предоставления таких услуг как, телетекст, телеигры, передача субтитров, неподвижных ТВ-изображений, дополнительное звуковое вещание с сопутствующей графической инф-ей, вещание текущего времени и даты в кодированной форме. Передача аналоговых сигналов в составе ТВ-сигнала получило меньшее распространение и используется, в основном, в измерительных целях.

Измерительный сигнал

Ведение измерительных сигналов (ИС) в строки ГИ полей ТВ-сигнала позволяет контролировать основные кач-венные показатели отдельных звеньев и всего ТВ-тракта непосредственно в процессе передачи программы. Для обеспечения международного обмена ТВ-программами международным консультативным комитетом по радио (МККР) разработаны рекомендации по форме и местоположению ИС. При этом учтены перспективы автоматизации контроля, а также стремление использовать вводимые сигналы не только для контроля, но и для решения измерительных задач.

Системы телетекста

Значительная часть дополнительной инф-ии, передаваемой совместно с ТВ-сигналом, носит визуальный хар-р и нужна для отображения в форме страниц текста или графических изображений на экранах соответствующим образом оборудованных ТВ-ПРМ. Такой вид массового инф-ого обслуживания и соответствующая ему служба вещания цифровых данных, из которых реконструируется текст или изображение, получили название вещательной видеографии или телетекста. Служба телетекста позволяет телезрителю получать разнообразную инф-ию, в частности по таким разделам как расписание движения транспорта, репертуар кинотеатров, прогноз погоды, реклама товаров, последние известия в стране и за рубежом, спортивные новости. Большое значение имеет передача «скрытых» субтитров для зрителей с нарушением слуха или субтитров, переведенные на другие языки. Полный перечень инф-ии обширен и определяется техн. возможностями системы и соц. заказами общества. В настоящее время используется 4 системы телетекста, разработанные Францией, Великобританией, Канадой и Японией и обозначенных как системы А, В, С, Д. Логическая структура данных телетекста и соотношение с ТВ-сигналом имеет вид:

(РИСУНОК 9)

А - строчный синхроимпульс; В - цветовая вспышка (сигнал цветовой синхронизации); С - тактовые синхроимпульсы; Е - байтовая синхронизация; F - вставка данных; Д - строка данных - телевизионная строка, активная часть которой предназначена для передачи цифровых данных; I - пакет данных - идентифицируемая упаковка инф-ии, включающая в себя префикс G, предназначенный для обеспечения таких функций как индикация размера, непрерывности пакета и его предназначение; H - блок данных, содержащий сигналы управления или инф-ию для пользователя; К - суффикс - в некоторых системах, который выполняет функцию обнаружения или исправления ошибок на уровне пакета. Группа блоков данных, содержащих инф-ию от одного источника носит название группы данных. С точки зрения потребителя наиболее важными является характеристики, относящиеся к представлению инф-ии на экране, т.е. слою 6 (в соответствие со справочной моделью МККР описание хар-к систем телетекста включает 7 слоев, каждому из которых соответствуют определенные функции, выполняемые системой). Этот слой определяет такие параметры как число рядов знаков, число знаков в ряду, атрибуты отображения знаков и методы кодирования источника инф-ии. Атрибуты определяют условия отображения знаков на экране, в том числе их размер, цвет, фон и т.п.