СИСТЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ
Основные параметры ЧМ сигнала, модулированного по ВЧ стандарту сигналом цветовых полос, для системы СЕКАМ приведены в табл. 7. Из нее следует, чго модуляция несущей ш сигналом цветности происходит при малых индексах модуляции В, только на строках опознавания б^0,3. Это позволяет при оценке искажений в системах преобразования видеомагнитофонов, записывающих цветовой сигнал прямым способом, учитывать только нижнюю и верхнюю боковые составляющие.
Рассмотрим подробнее помехи, возникающие при записи сигнала СЕКАМ по ВЧ стандарту. Спектр наиболее интенсивных помех для этого случая показан на рис. 64. Основные помехи образуются при попадании модулирующего сигнала в ЧМ канал (РцВ) или если при демодуляции с удвоением частоты появляется третья нижняя боковая второй гармоники несущей (2/н—3/ГГ[, ). Основные помехи возникают также от отраженной третьей нижней боковой ЧМ сигнала (З^цв—(и), третьей нижней боковой третьей гармоники несущей (3/н—З/^цв), от первой нижней боковой второй гармоники несущей
На выходе модулятора наиболее опасны помехи от нижней боковой второй гармоники несущей частоты 2/н—бЦв и от частоты модуляции Рцв. Образование последней помехи связано с наличием в 4^1 сигнале на выходе модулятора паразитной АМ. Для получения помех на уровне менее - 40 дБ величина АМ должна быть меньше 0,1%, а уровень второй гармоники ниже —40 дБ. Эксперименты, проведенные на видеомагнитофоне «Кадр-3», показывают, что помехи в виде «прямого» прохождения частоты Рп„ на выход модулятора составляют—36-н37 дБ. Ввиду того что частота помехи / пВЧ = /нВЧ — —г цВ = 8,5—4,3 = 4,2 МГц попадает в спектр поднесу щей цветности сигнала СЕКАМ, она вызывает значительные искажения в виде муара. Некоторое уменьшение этих искажений достигается увеличением частоты генераторов свыше 100 МГц.
С целью радикального снижения уровня комбинационных искажений в новых профессиональных видеомагнитофонах сигналы системы СЕКАМ записывают по СВЧ стандарту (см. табл. 6). В этом случае частота помехи от нижней боковой /„ равна: ^псвч = ^нсвч— —ЕцВ=11—4,3=6,7 МГц, т. е. находится выше верхней частоты модулирующего сигнала.
Иногда в профессиональных видеомагнитофонах применяют более простые модуляторы. Они обычно состоят из несимметричного
Рис. 64. Спектр наиболее интенсивных комбинационных помех в ЧМ канале.
мультивибратора, настроенного на удвоенную частоту несущей, и высокочастотного триггера — делителя частоты на два, запускаемого выходными импульсами мультивибратора. Мультивибратор модулируется видеосигналом, а деление на 2 его частоты позволяет, с одной стороны, обеспечить высокую симметрию выходных колебаний, с другой — снизить прямое прохождение модулирующего сигнала.
Одной из важных причин, вызывающих комбинационные искажения, являются отраженные боковые частоты. Их появление связано с применением в видеозаписи низкой несущей. В спектре ЧМ сигнала всегда имеются частоты, разность гармоник которых и несущей имеет отрицательные значения. Иными словами, компонента с «отрицательной» частотой «зеркально» отражается от нуля. Ее частота равна: Пп=о)н—| сон—лй|. Величина комбинационных искажений от отраженной боковой вычисляется таким же способом, как и от основных гармоник. Стандарт ВЧ, принятый для профессиональной видеозаписи, составлен таким образом, чтобы уровень помех от отраженных боковых был минимальным. Однако при прямой записи по ВЧ стандарту коэффициент комбинационных искажений превышает 1 %, если В>0,2, и искажения будут заметны [7].
Несимметрия передаточной характеристики и амплитудные искажения канала могут вызвать смещение точек пересечения нулевой линии ЧМ сигналом. К этим смещениям приводят появление четных гармоник при отсутствии постоянной составляющей. Нечетные гармоники сами по себе не могут вызвать смещение нулевых точек. Однако, для того чтобы не возникало искажений, высшие гармоники ЧМ сигнала должны передаваться полностью.
Воспроизводимый ЧМ сигнал после корректирования подается в ограничитель и демодулятор. Ограничение воспроизводимого сигнала позволяет ликвидировать паразитную амплитудную модуляцию и восстановить амплитуду верхней боковой составляющей ЧМ спектра. Значение ограничения в профессиональных видеомагнитофонах достигает уровня 50—60 дБ. Ограничитель выполняется симметричным, состоящим из нескольких ячеек. В нем предусматриваются регулирование симметрии, а в некоторых случаях даже ее авторегулирование. Демодулятор обычно выполняется по схеме счетчика импульсов (рис. 65) с удвоением частоты. Входной ЧМ сигнал после ограничения ограничителем 1 поступает на фазоинвертор 2 и разветвляется на два параллельных канала.' В первом плече включен формирователь 3 частотно-им-пульсно-модулированного (ЧИМ) сигнала, а во втором — формирователь 6. Обе последовательности импульсов суммируются в сумматоре 4 и подаются на ФНЧ 5, на выходе которого из ЧИМ сигнала выделяется видеосигнал. Выделение видеосигнала сопровождается комбинационными искажениями, особенно заметными на цветовом телевизионном сигнале.
Расчетная величина относительного уровня помехи в канале цветности*различна для разных цветов. Наиболее заметны эти помехи на зеленом, голубом и желтом цветах. Учитывая, что глаз человека лучше всего различает мелкие детали на зеленом цвете, можно рекомендовать настройку системы преобразования проводить при подаче на ее вход частоты, соответствующей передаче зеленого цвета в строке В—У.
Для уменьшения комбинационных помех применяют демодуляторы с переносом спектра на частоты 50—60 МГц. В таких демодуляторах полезные сигналы и помехи разнесены по диапазону и поэтому легче разделяются. Однако широкого применения эти демодуляторы не получили из-за трудностей, связанных с настройкой полосового фильтра.
Хорошее разделение видеосигнала и ЧМ сигнала можно получить в демодуляторах на высших гармониках. Дело в том, что при умножении частоты ЧМ сигнала разнос по частотному диапазону между полезными и мешающими составляющими спектра увеличивается и их разделение облегчается. Основные трудности, связанные с разработкой и использованием этих демодуляторов, вызываются необходимостью использования в схеме широкополосных умножителей. В настоящее время демодуляторы с умножителем являются наиболее перспективными.
В последнее время в технике магнитной видеозаписи наряду с частотной модуляцией получила распростраиеняе периодная модуляция. В отличие от ЧМ при ПМ модулирующему сигналу пропорционально мгновенное значение периода 7"пм, а не частоты высокочас-од несущего колебания; т = ЛГ/7-н — глубина модуляции. При использовании Г1М может быть достигнута лучшая линейность модуляционной характеристики модулятора релаксационного типа.
Рис. 65. Структурная схема демодулятора.
Одним из важных преимуществ периодной модуляции и демодуляции перед частотной является возможность снижения уровня комбинационных искажений путем удвоения частоты воспроизводимого колебания при демодуляции. На рис. 66 приведены зависимости максимального коэффициента комбинационных искажений от коэффициента следования р для Г1М н ЧМ демодуляторов с удвоением. Сопоставление этих зависимостей показывает, что при равных параметрах модуляции уровень комбинационных искажений, возникающих при демодуляции ПМ сигнала, в 1,5—2 раза ниже, чем ЧМ сигнала. Поэтому использование периодной демодуляции для прямой записи цветовых изображений при определенных условиях может дать выигрыш в качестве.
Если же оставить комбинационные искажения на прежнем уровне, то при прочих равных условиях можно понизить частоту несущей видеомагнитофона, что приведет к повышению отношения сигпад/шум в ЧМ канале и в конечном счете улучшению качества изображения.