СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ ВЫПАДЕНИЙ ЦВЕТОВЫХ СИГНАЛОВ
Воспроизведение сигнала нередко сопровождается кратков ременными понижениями уровня, которые принято называть выпаде-пиями. Выпадения целесообразно компенсировать, используя для этого сигнал, полученный из предыдущей или предпредыдущей строки. При этом возникают три задачи: фиксация момента появления выпадений и коммутация прямого сигнала; формирование замещающего сигнала; совмещение по фазе замещающего сигнала с основным.
Фиксация момента появления выпадений и коммутация прямого сигнала для черно-белых и цветовых сигналов решается одинаково применением порогового амплитудного детектора ЧМ сигнала и быстродействующего ключа. Способ формирования замещающего сигнала зависит от системы кодирования цветовых сигналов. Для системы СЕКАМ, в которой принята построчная поочередная передача цветоразностных сигналов, идентичные сигналы повторяются в строках п—2 и п. Задержка полного цветового сигнала или его составляющих осуществляется ультразвуковыми линиями задержки (УЛЗ), при этом качество замещающего сигнала в значительной степени определяется качеством УЛЗ. Так как широкополосная УЛЗ имеет рабочий диапазон на частотах 30—40 МГц, то для переноса цветного сигнала в эту область используются дополнительные модуляторы и демодуляторы.
Рис. 66. Зависимость максимального значения коэффициента комбинационных искажений для Г1М н ЧМ демодуляторов с удвоением.
Более удобно осуществлять раздельную задержку сигнала яркости Еу на одну строку, а сигнала цветности Ецв на две [15]. С целью переноса сигнала Еу в рабочую полосу частот УЛЗ этим сигналом предварительно модулируется по амплитуде частота гетеродина {г. Чтобы задерживать Еу в максимально большей полосе частот, частота гетеродина располагается по верхнему склону полосы прозрачности УЛЗ. Тогда линия пропускает лишь часть нижней боковой полосы и частоту гетеродина, подавляя спектр сигнала цветности, причем частота гетеродина оказывается за пределами полосы видеосигнала.
При передаче сигнала через УЛЗ в ней возникают отраженные сигналы, которые, суммируясь с основным, вносят искажения. Наиболее опасен сигнал с тройной задержкой. Его влияние может быть значительно снижено таким выбором частоты гетеродина, при котором фазовый сдвиг между основным сигналом н помехой будет равен 90°, однако стабильность гетеродина при этом должна быть не хуже 0,7-Ю-4. Задержанный сигнал детектируется двухполупе-риодным амплитудным детектором и фильтруется одиозвенным П-об-разным ФНЧ, рассчитанным с учетом минимальной задержки сигнала и хорошей фильтрации удвоенной частоты.
Канал задержки яркостной составляющей должен вносить минимальные искажения типа «дифференциальное усиление» (менее 107о)-В противном случае выпадения, незаметные, например, на темных участках изображения, будут заметными на светлых или наоборот. Основным источником таких искажений является модулятор. Чтобы поддерживать искажения на низком уровне, глубина модуляции не должна превышать 30%.
Задержка сигнала £цв на две строки может быть осуществлена двумя последовательно включенными УЛЗ, затухание сигнала в которых компенсируется усилителем. Результирующая полоса прозрачности подобной системы равна 3,8—5,3 МГц, что вполне достаточно для сохранения цвета и насыщенности изображения во время выпадения. После суммирования задержанных сигналов Еу и £цв образуется сигнал, который подается в качестве замещающего.
В сигнале СЕКАМ фаза поднесущей коммутируется через две строки на третью и от полукадра к полукадру. При компенсации выпадений, когда, например, в строку п включается замещающий сигнал от строки п—2, их фазы могут оказаться сдвинутыми на 180°, Кроме тою, сдвиг по фазе может произойти из-за временных искажений воспроизводимого сигнала. При экспериментальной оценке заметности помех в зависимости от скачка фазы поднесущей было установлено, что скачки фазы ±60° при компенсации случайных выпадений можно считать допустимыми.
Возможны два пути устранения помех, вызываемых скачком фазы после переключения сигналов. При первом способе появление выпадения в строке фиксируется заранее, до ее передачи в эфир. Основной сигнал переключается на задержанный во время строчных гасящих импульсов. Поэтому помех от скачков фазы на нзображе-нии не возникает. При втором способе выпадения компенсируются замешаюшим сигналом, у которого поднесущая в период строчных гасящих импульсов фазируется с поднесущей основного сигнала.
Для реализации компенсатора выпадений (рис. 67, а), выполненного по первому способу, необходимо в качестве основного использовать видеосигнал, задержанный на 64 мке, чтобы переключающий импульс опережал на строку выпадение в видеосигнале. Воспроизводимый ЧМ сигнал параллельно подается в ограничитель / н в детектор выпадений 6. После ограничения сигнал демодулпруется
Рис. 67. Структурная схема компенсатора выпадений цветовых сигналов.
демодулятором 2 и полученный видеосигнал модулирует в модуляторе 3 по амплитуде частоту гетеродина (около 30 МГц). Амплитуд-ио-модулированный сигнал задерживается широкополосной УЛЗ 4 на 64 мкс. На выходе линии сигнал детектируется амплитудным детектором 5. Полученный задержанный видеосигнал подается на электронный ключ 8, пропускающий его на выход при отсутствии выпадений.
При появлении выпадений сигнал с детектора выпадений запускает схему формирования 7, которая вырабатывает переключающие импульсы только в момент прихода строчных синхроимпульсов от демодулятора 2. Переключающие импульсы коммутируют электронный ключ. На второй вход этого ключа подается с сумматора 9 замещающий сигнал, сформированный из входного видеосигнала путем раздельной задержки на 128 мкс с помощью УЛЗ 10 сигнала цветности, отделенного фильтром 11, и сигнала яркости, который выделяется фильтром 13 и задерживается на 64 мкс с помощью блока задержки 12, содержащего модулятор, УЛЗ на 64 мкс и детектор.
Следует отметить, что этот способ предъявляет очень высокие требования к качеству УЛЗ, осуществляющих задержку видеосигнала в основном канале. При наличии высококачественной УЛЗ с задержкой на 128 мкс компенсатор может быть выполнен по упрошенной структурной схеме на рис. 67, б (в ней обозначения соответствуют рис. 67, а). Компенсатор выпадений работает так же, как и предыдущий, только сигнал задерживается линией 4 на 128 мкс, а ключ 8 подключает амплитудный модулятор 3 в основном режиме к выходу демодулятора 2, а в режиме компенсации выпадений — к выходу амплитудного детектора 5.
По второму способу выполнена система СКВ-3 [15], структурная схема которой изображена на рис. 68. Система состоит из трех функциональных узлов: компенсатора, сумматора и коммутатора фазы. Компенсатор формирует переключающие импульсы из частотно-модулированного сигнала с помощью ограничителя 1, детектора 2, ФНЧ 3 и схемы формирования 4, которые управляют работой ключа 5.
Рис. 68. Структурная схема системы компенсации СКВ-3 с фазированием поднссущсй в замещающем сигнале.
Сумматор выполняет следующие функции: задерживает основной сигнал на 0,2 мке; задерживает сигнал Еу на строку; формирует замещающий видеосигнал путем сложения задержанного сигнала Еу с задержанным на две строки сигналом £цв. Схемное построение сумматора диктуется использованием трех стандартных УЛЗ, применяемых в цветных телевизорах. Сумматор подстроен по способу раздельной задержки сигнала яркости и цветности. В канал задержки сигнала яркости входит модулятор 9, на который подается сигнал гетеродина 10. С выхода модулятора 9 через согласующий усилитель 13, перенесенный в рабочую полосу частот УЛЗ, сигнал яркости подается на фильтр 14 и задерживается с помощью УЛЗ 15 на 64 мкс. Затем сигнал усиливается усилителем 16, детектируется амплитудным детектором 17, задерживается линией с переменной задержкой 11, компенсирующей разницу в задержках по каналу яркости и цветности, и подается на один из входов сумматора 12.
Коммутатор фазы выделяет из полного видеосигнала Ецв и ССП, задерживает £цв на две строки и инвертирует на 180° фазу задержанной подиесущей цветности в момент прихода задней площадки строчного гасящего импульса таким образом, чтобы она стала синфазной с поднесущей цветности основного сигнала.
Видеосигнал с линии задержки 7 сумматора через усилитель 8 одновременно поступает на ФВЧ 27 и амплитудный селектор 18. Выделенная фильтром поднесущая усиливается усилителем 28 и задерживается двумя последовательно включенными УЛЗ 29 и 30. Затухание в линиях компенсируется усилителем 31. После усиления поднесущая подается на фазовращатель 32 позволяющий вручную сфазировать сигнал на входе и выходе линий при настройке.
При воспроизведении сигналы £цв с входа линии 29 и с выхода фазовращателя 32 ограничиваются ограничителями 25 и 26 и поступают на вход фазового детектора 21, который сравнивает фазы смодулированных поднесущих во время стробирующего импульса.
Когда фазы совпадают, сигнал на выходе фазового детектора отсутствует. Если фазы отличаются довольно сильно, то на выходе фазового детектора появляется сигнал, который формируется с помощью амплитудного детектора 22, формирователя 20 и триггега 23 в импульсы, переключающие управляемый фазовращатель 24, включенный в цепь сигнала £цв между фазовращателем 32 и сумматором 12.
Стробирующне импульсы вырабатываются из СС, выделяемой амплитудным селектором из входного сигнала. Строчные синхроимпульсы запускают ждущий мультивибратор 19, формирующий стро-бирующий импульс длительностью 4—5 мке, положение которого совпадает с моментом передачи немодулироваиной поднесущей в сигнале СЕКАМ. Так как на одно плечо триггера подаются строчные синхроимпульсы, а на другое — сигнал с фазового детектора, то триггер перебрасывает фазовращатель только тогда, когда фазы основного и замещающего сигналов не совпадают. Коммутатор фазы обеспечивает синфазность поднесущей в момент выпадения с точностью ±30°, что обеспечивает отсутствие заметного переходного процесса во время переключения сигналов.
Компенсация выпадений в цветовых сигналах, кодированных по системе НТСЦ и ПАЛ, имеет некоторые особенности. В сигналах системы НТСЦ частота поднесущей в одном и том же месте двух соседних строк находится в протнвофазе при передаче одинакового цвета. Если сигнал £цв в замещающем сигнале формируется с задержкой на одну строку, то длительность задержки необходимо увеличить (или уменьшить) на время, равное половине периода поднесущей цветности. При задержке сигнала £цв на две строки фазы поднесущей в основном и замещающем сигналах при передаче одного и того же цвета совпадут.
При компенсации выпадений цветовых сигналов, кодированных по системе ПАЛ, необходимо учитывать, что фаза сигнала £цв в двух соседних строках оказывается зависящей от преобладающего цветового тона В строках п—2 и п сдвиг фаз всегда постоянный и равен 180°. Поэтому при формировании замещающего сигнала для сигналов системы ПАЛ используется задержка, равная длительности двух строк плюс (или минус) половина периода частоты поднесущей цветности, или применяется задержка с коммутатором фазы сфази-рованного сигнала цветности (рис. 68).