Решение: Т.к. у нас кратность развертки 2:1, то частота полей равна удвоенной частоте кадров: fПОЛ=2 fК fК= fПОЛ/2=25 Активное число строк в кадре находится по формоле: ZА =Zk •(1 – β)=625*(1-0,08)=575. Частота строк жестко связана с количеством строк разложения и частотой кадров: fстр=Zк*fk=625*25=15625 Потери на обратные ходы (ОХ) по строке α и кадру β определяют отношение длительности интервалов гашения (СГИ и КГИ) к периоду строки (кадра) [3]: Tстр= 1/fстр=64 мкс Тсги=Тстр∙α=64*〖10〗^(-6) с*0,18=11,52 мкс Tпол= 1/fпол=1/50Гц=20 мс Ткги=Тпол∙β=20*〖10〗^(-6) с*0,08=1,6мс Нижняя граничная частота спектра ТВ сигнала определяется временем передачи наибольшего участка изображения (кадра) и равна частоте кадров[3]: Fн=fk=25Гц Верхняя граничная частота определяется временем передачи минимального элемента изображения и с учетом потерь на обратные ходы по строке и полю, а также с учетом коэффициента Келла, находится по формуле F_В=Z^2∙f_K∙b/h∙p∙(1-β)/(2(1-α))=〖625〗^2∙25∙4/3∙0.82∙(1-0.08)/(2(1-0.18))=6,0 МГц
Задача №2 Для заданных временных параметров токов отклонения (таблица 2), где τпх г – длительность прямого хода развёртки по горизонтали; τох г – длительность обратного хода развёртки по горизонтали; τпх в – длительность прямого хода развёртки по вертикали; τох в – длительность обратного хода развёртки по вертикали), формируемых системой развёрток условного воспроизводящего устройства определить: вид формируемого растра (построчный, чересстрочный), кратность чересстрочности, число строк в кадре (поле). По результатам расчётов привести в масштабе временные диаграммы токов отклонения и построить формируемый растр. Таблица 2 – Исходные данные τпх г, мкс τох г, мкс τпх в, мкс τох в, мкс 12 3 100 35 Решение Найдем кратность чересстрочности: Число строк в поле определяется по формуле: Zпол =fстр/fпол, где fстр – частота строк; fпол – частота полей. fстр=1/Тстр, где Тстр – период строк. Тстр=τпх г+τох г=12+3=15 мкс. fпол=1/Тпол, где Тпол – период полей. Тпол=τпх в+τох в=100+35=135 мкс. Рассчитаем количество строк, помещающихся в одном поле, одним из признаков чересстрочной развертки, является то, что в одном поле помещается целое число строк с половиной строки [1, c61] Zпол =Тпол/Тстр=135/15=9 Т.к. в одном поле укладывается целое число строк, то вид кратности развертки- 1:1 Число строк в кадре равно числу строк в поле: Zк = Zпол =9.
Рисунок 1 Временные диаграммы токов отклонения. На рисунке 2 показана последовательность формирования растра
Рисунок 2 Последовательность формирования заданного растра
Задача №3 Задан испытательный сигнал, формирующий изображение, представляющее собой чёрно-белый ромб, вписанный в цветной квадрат, расположенный симметрично границам экрана. Слева и справа от квадрата находятся желтая и синяя полосы одинаковой ширины. Номенклатура испытательного сигнала в формате Uчб.мах / Uчб.мin / Uцв.мах / Uцв.мin приведена в таблице 3. Здесь Uчб.мах и Uчб.мin – соответственно максимальная и минимальная амплитуды сигналов основных цветов UR, UG, UB на неокрашенных полосах, Uцв.мах и Uцв.мin – на цветных.
Таблица 3 – Исходные данные Номенклатура испытательного сигнала Номера строк для расчёта Uчб.мах Uчб.мin Uцв.мах Uцв.мin 84 6 84 6 84
Требуется рассчитать в заданных строках следующие параметры: – уровень яркостного сигнала UY; – уровни цветоразностных сигналов UR-Y, UG-Y, UB-Y; – значения сигналов U и V; для системы PAL: – амплитуду SСЦ и фазу φСЦ сигнала цветности; – уровни огибающей U+ и U- ПЦТС; для системы SECAM: – значения сигналов DR и DB; – девиацию частоты цветовой поднесущей в “красной” (ΔfR) и “синей” (ΔfB) строках; – мгновенные значения частоты цветовой поднесущей в “красной” (fМГН.R) и “синей” (fМГН.B) строках; – уровни огибающей U+ и U- ПЦТС (без учёта выбросов на фронтах ЦРС, создаваемых контурами НЧ-предыскажений). Результаты расчёта свести в таблицу 4. Также в масштабе строки построить осциллограммы сигналов UY, UR-Y, UG-Y, UB-Y, U, V и ПЦТС системы PAL. Осциллограммы сигналов DR, DB, а также ПЦТС системы SECAM построить для двух (“красной” и “синей”) строк. Решение Nстр = 84 Определяем расположение строки на изображении – смещение относительно верхней Δh+ границы экрана (рисунок 3):
Рисунок 3 – Определение положения строки на экране и передаваемых в ней цветах Δh+=(84–23)/(625-23)=0,101. Так как Δh+<0,5, то будем рассматривать верхнюю часть фигуры. Определяем значения сигналов основных цветов UR, UG, UB, исходя из номенклатуры сигнала 84/6/94/6 Желтого – UR = UG = 0,94; UB = 0,06. Красного– UR = 0,94; UG = 0,06; UB = 0,06 Чёрного – UR = UG = UB = 0,06. Белого – UR = UG = UB = 0,84. Зеленого – UR = 0,07; UG = 0,94; UB = 0,06. Синего – UR = UG = 0,06; UB = 0,94.
Яркостные и цветоразностные сигналы находятся по следующим выражениям:
Найдем основные параметры сигнала для желтого цвета: UY = 0,3 • 0,94 + 0,59 • 0,94 + 0,06 • 0,20 = 0,843 В. UR-Y = UR – UY = 0,94-0,843=0,097; UG-Y = UG – UY = 0,94-0,843=0,097; UB-Y = UB – UY = 0,06-0,843= - 0,783; Расчёт параметров ПЦТС PAL производим следующим образом: – вычисляем сигналы U и V. V = 0,877UR-Y; U = 0,493UB-Y. V = 0,877• 0,097= 0,085 В; U = 0,493 • (– 0,783) = – 0,386 В. Рассчитаем амплитуду SСЦ и фазу φСЦ сигнала цветности.
φСЦ = arctg (V/U) – для случая фазы поднесущей цветности в канале V φV = 90o. φСЦ = arctg (0,097/(–0,783)) = – 12,4о. φСЦ = arctg (–V/U) – для случая фазы поднесущей цветности в канале V φV = 270o. φСЦ = arctg (0,097/0,783) = 12,4о. На основании теоретически рассчитанных значений фазы φСЦ сигнала цветности и рисунка 4, определим действительные значения фазы φСЦ сигнала цветности.
Рисунок 4 – Векторная диаграмма сигналов цветности различных цветов в системе PAL при φV = 90o φСЦ=167,6 ○. при φV = 270o φСЦ =192,4○. Рассчитаем амплитудные значения огибающей ПЦТС: UПЦТС+ = UY + SСЦ / 2; UПЦТС - = UY – SСЦ / 2. UПЦТС+ = 0,843 + 0,395/2 = 1,041 В. UПЦТС - = 0,843 – 0,395 /2 = 0,646 В. Для расчёта параметров ПЦТС SECAM определяем: – амплитуду сигналов DR и DB [1, c265]: DR = –1,9UR – Y; DB = 1,5UB – Y . DR = –1,9 •0,097 = – 0,184 В; DB = 1,5 • (–0,783) = –1,175 В. – девиацию частоты в “красных” и “синих” строках: ∆fR = ∆fR НОМ • DR; ∆fB = ∆fB НОМ • DB, где ∆fR НОМ = 280 кГц, ∆fB НОМ = 230 кГц – номинальная девиация в “красных” и “синих” строках, соответственно. ∆fR =280 • (–0,184)= – 51 кГц; ∆fB =230 • (–1,175)= –270 кГц. – мгновенные значения частот цветовых поднесущих в “красных” и “синих” строках: fR МГН = f0 R + ∆fR; fB МГН = f0 B + ∆fB, где f0 R=4406 кГц, f0 B=4250 кГц – частоты покоя модулятора в “красных” и “синих” строках соответственно [1, c271]. fR МГН = 4406 + (–51) = 4355 кГц; fB МГН = 4250 + (–270) = 3980 кГц. – размахи сигналов цветности (установившиеся значение, без учётов выбросов на фронтах сигнала, вызванных действием контура низкочастотных предыскажений) в “красных” и “синих” строках: UСЦ R = UСЦ 0 • КВЧ( fR мгн) / КВЧ ( f0 ); UСЦ B = UСЦ 0 • КВЧ( fB мгн) / КВЧ ( f0 ), где UСЦ 0 – размах сигнала цветности на частоте f0 = 4,286 Мгц; КВЧ (f) – коэффициент передачи контура высокочастотных предыскажений [1, c272].
– амплитудные значения огибающей ПЦТС в “ красных” и “синих” строках: UПЦТС R + = UY + UСЦ R / 2; UПЦТС B + = UY + UСЦ B / 2.
Для остальных цветов параметры телевизионного сигнала находятся аналогичным образом. Сведем результаты в таблицу 4. Осциллограммы сигналов UY, UR-Y, UG-Y, UB-Y изображены на рисунке 5; осциллограммы сигналов U, V и ПЦТС системы PAL изображены на рисунке 6; осциллограммы сигналов DR, DB системы SECAM для двух (“красной” и “синей”) строк изображены на рисунке 7; осциллограммы сигналов ПЦТС системы SECAM для двух (“красной” и “синей”) строк изображены на рисунке 8.
Таблица 4 – Результаты расчетов Цвет полосы Сигналы общие для всех систем ЦТВ UR UG UB UY UR-Y UG-Y UB-Y 1. Жёлтый 0,94 0,94 0,06 0,843 0,097 0,097 -0,783 2. Красный 0,94 0,06 0,06 0,324 0,616 -0,264 -0,264 3. Чёрный 0,06 0,06 0,06 0,06 0 0 0 4. Белый 0,84 0,84 0,84 0,84 0 0 0 5. Зелёный 0,06 0,94 0,06 0,579 -0,519 0,361 -0,519 6. Синий 0,06 0,06 0,94 0,157 -0,097 -0,097 0,783 Продолжение таблицы 4 Цвет полосы Сигналы системы PAL V U SСЦ φсц (φv =90) φсц (φv=270) UПЦТС + UПЦТС - 1. Жёлтый 0,085 -0,386 0,395 192,4 167,6 1,041 0,646 2. Красный 0,540 -0,130 0,556 103,54 256,46 0,602 0,046 3. Чёрный 0 0 0 0 0 0,060 0,060 4. Белый 0 0 0 0 0 0,840 0,840 5. Зелёный -0,455 -0,256 0,522 -119,34 60,65 0,840 0,318 6. Синий -0,085 0,386 0,395 -12,4 12,4 0,354 -0,041 Продолжение таблицы 4 Сигналы системы SECAM DR DB ∆fR ∆fB fR мгн fB мгн UпцтсR+ UпцтсR- UпцтсВ+ UпцтсВ- 1. Жёлтый -0,184 -1,175 -51 -270 4355 3980 0,972 0,714 1,134 0,552 2. Красный -1,17 -0,396 -328 -91 4078 4159 0,538 0,110 0,483 0,165 3. Чёрный 0 0 0 0 4406 4250 0,213 -0,093 0,179 -0,059 4. Белый 0 0 0 0 4406 4250 0,993 0,687 0,959 0,721 5. Зелёный 0,986 -0,779 276 -179 4682 4071 0,916 0,242 0,799 0,359 6. Синий 0,184 1,175 51 270 4457 4520 0,341 -0,027 0,382 -0,068
Осциллограмма сигнала UY
Осциллограмма сигнала UR-Y
Осциллограмма сигнала UG-Y
Осциллограмма сигнала UB-Y
Осциллограмма сигнала V
Осциллограмма сигнала U
Осциллограмма ПЦТС системы PAL
Осциллограмма сигнала DR
Осциллограмма сигнала DB
Осциллограмма UПЦТС R SECAM
Осциллограмма UПЦТС B SECAM
Литература
1. Джакония В. Е., Гоголь А. А., Друзин Я. В. и др. Телевидение: Учебник для вузов. Под ред. Джаконии В. Е. 4-е изд., стереотип – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. 2. Капуро П. А., Ткаченко А. П., Хоминич А. Л. Телевидение, телевизионные системы: методические указания и контрольные задания для студентов специальностей “Радиотехника” и “Многоканальные системы телекоммуникаций” заочной формы обучения. – Мн.: БГУИР, 20011г. 3. Капуро П. А., Ткаченко А. П. Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине “Телевизионные системы” для студентов специальности “Многоканальные системы телекоммуникаций” дневной и заочной форм обучения – Мн.: БГУИР, 2008г.
