"Спектралл" - спутниковый интернет и телевидение

Запись с частотно-амплитудной модуляцией (ЧАМ) пиднесу-щей цветности была разработана для видеомагнитофонов, имеющих ■узкую полосу записываемых частот и низкую временную стабильность При этом решаются обе эти проблемы путем выбора относительно низкой частоты поднесущей цветности и использования специальной меду 1яции сигналами цветности, которая наименее чувствительна к временным искажениям.

В такой записи используются сигналы Еу, и Ед_у. Часто

та поднесущей выбирается исходя из верхней рабочей частоты канала изображения видеомагнитофона, допустимой потери четкости по горизонтали из-за сокращении полосы частот ярко-стного сигнала. Снижение четкости обычно компенсируется применением апертурной коррекции в канале К. Поднесу-щая цветности одновременно модулируется сигналом
по частоте, а сигналом — по амплитуде. Поскольку оба вида модуляции малочувствительны к временным искажениям, то нестабильность видеомагнитофона мало сказы вается иа качестве воспроизводимого изображения.

Канал записи ЧАМ обычно строится по структурной'схеме, приведенной на рис 30. Если для записи используются сигналы, кодированные по одной из вещательных систем цветного телевидения, то на входе канала записи включается декодирующее устройство /. На его выходе образуются енгналы Еу1 Е^_у и Ев _у . Сигнал Е-проходит ФНЧ 2. ограничивающий его полосу до 2,8 МГц, и приходит на сумматор 5, а затем в усилитель записи 6. При этом амплитуда сигнала Еу снижается до 0,7 В. Цветоразностиый сигнал с максимальными значениями ±0,63 В подается через ФНЧ 3 в амплитудный модулятор 4, а цветоразностиый сигнал Ер_у с максимальными значениями ±0,49 В через ФНЧ 7 и цепь предкоррекцин 8 — в частотный модулятор 9.

Частотный модулятор представляет собой мультивибратор, который работает иа частоте поднесущей 2,65 МГц при отсутствии внешней модуляции. При размахе сигнала Ед_у= ±0,25 В (т. е при 50% ной насыщенности) девиация составляет ±250 кГц. Максимальная девиация не должна превышать ±500 кГц. Модулированная по частоте цветовая поднесущая подается в амплитудный модулятор 4.

Экспериментально было установлено, что в среднем сигнал Ек_у положителен, следовательно, частота цветовой поднес) щей при модуляции обычно смещается в область более высоких частот.

Рис. 30. Структурная схема канала записи по способу ЧАМ.

Так как при декодировании в яркостном канале цветовая подиесу-щая должна подавляться, то при смещении вверх поднесущей цветности достигается лучшая четкость изображения на экране, чем это имело бы место, если бы модуляция осуществлялась сиг налом Е^_у-

Применение частотной модуляции для передачи сигнала Е^_у диктуется тем, что частотная модуляция менее чувствительна к помехам, чем амплитудная. Помехм обычно вызываются шумами, перекрестными искажениями возникающими между каналами яркости и цветности, и синусоидальными наводками. Так как доля сигнала в обшем сигнале больше, чем сигнала Ев_у (причем этот сигнал обычно передает зеленые и красные цвета, на которых помеха субъективно заметнее), то использование частотной модуляции для передачи сигнала предпочтительнее.

Модулированная по частоте поднесущая цветности подается в амплитудный модулятор 4, настроенный таким образом, что без сигнала Ев_у цветовая поднесущая имеет постоянное значение, равное 0,3 В (от пика до пика). При значении сигнала Ев_у= = ±0,315, т. е. при 50%-ной насыщенности, цветовая поднесущая модулируется в диапазоне от 0,07 до 0.53 В (от пика до пика), что соответствует коэффициенту амплитудной модуляции т = 0,766. Отметим, что величина т должна быть меньше 1 при любой насыщенности, иначе произойдет потеря информации о сигнале Е^_у На практике это ограничение не играет особой роли, так как обычно сигнал Ев__у в среднем отрицателен. Прн изменении полярности сигнала амплитудная модуляция главным образом вызывает

увеличение размаха цветовой поднесущей.

Модулированная цветовая поднесущая без дальнейшего ограничения полосы подается иа сумматор 5, где складывается с яркост-ным сигналом, и поступает на запись в видеомагнитофон 6. В полном сигнале цветовая поднесущая имеет значение 0,3 В от пика до пика по уровню белого, а максимальное значение яркостного сигнала на уровне белого 0,7 В.

В качестве модулятора применяется мультивибратор, у которого генерация периодически срывается импульсами полустрочной частоты, причем фазовый сдвиг между пакетами 4M колебаний составляет половину периода строчной частоты. Вследствие этого в спектре поднесущей содержатся главным образом нечетные гармоники, кратные половине Fстр. Это значительно снижает помехи от поднесущей на экране телевизора, а симметричная схема мультивибратора обеспечивает стабилизацию частоты покоя.

Канал воспроизведения ЧАМ строится по структурной схеме, приведенной на рис. 31. Полученный от видеомагнитофона 1 сигнал проходит ФНЧ 2 с затуханием 6 дБ на частоте 2 МГц, выделяет яркостную составляющую полного цветового сигнала. С помощью рсжекторного фильтра 3, настроенного на частоту 2,65 МГц, вырезаются остатки цветовой поднесущей в яркостном сигнале.

Рис. 31. Структурная схема канала воспроизведения по способу ЧАМ.

Подобный способ фильтрации яркостного сигнала дает лучшие результаты, чем применение ФНЧ с крутой характеристикой и частотой среза 2,3 МГц, на переходной характеристике которого могут возникнуть выбросы. Выбор частоты 2,65 МГц также не случаен. Поскольку обычные цветные изображения содержат много серых деталей или цветовых тонов, лежащих ближе к белому, то цветовая поднесущая будет чаще всего находиться вблизи частоты 2,65 МГц, т. е. эффективно подавляться режекторным фильтром

Входной сигнал от видеомагнитофона также поступает на полосовой фильтр 4 с полосой от 2,1 до 3,5 МГц (на уровне — 6 дБ), который выделяет цветовую поднесущую. Последняя подается на частотный демодулятор 5 и амплитудный детектор 9. К частотному детектору подключены схема декоррекции 6 и ФНЧ 7 с полосой пропускания 1 МГц, на выходе которого образуется сигнал Ер_у Полоса частот сигнала Ед_у, получаемого на выходе амплитудного детектора, также ограничивается фильтром 10 с частотой среза

1 МГц. Три основных сигнала Еу, Е^_у и Ев_у подаются в кодирующее устройство 8, на выходе которого образуется исходный цветовой сигнал.

/

Следует отметить, что ограничение полосы сигнала Еу приводит к снижению четкости изображения. Для ее восстановления применяют специальную апертурную коррекцию сигнала яркости. В обычных корректорах сигнал Еу параллельно поступает на усилитель н на дифференцирующий каскад. Сигнал от яркостного перехода дифференцируется, а затем суммируется с сигналом Еу , что улучшает четкость изображения, но приводит к увеличению шума.

В рассматриваемом корректоре дифференцированный сигнал от яркостного перехода дополнительно пропускается через диодную цепочку. Вследствие почти прямоугольных характеристик диодов выбросы от дифференцированных перепадов сигнала яркости становятся уже, а шум между пиками ослабляется. Далее шум подавляется ЯС-цепочкой, на которой образуется небольшое постоянное напряжение, запирающее диоды во время отсутствия сильных сигналов. Хотя соответствующий пикам шум «просачивается» через диоды, он мало заметен на изображении. Затем импульсы вновь дифференцируются и суммируются в сумматоре с основным сигналом, предварительно задержанным линией, компенсирующей задержку корректирующего сигнала. Такой корректор улучшает четкость изображения без заметного увеличения шумов.

Следует отметить, что коммутация фазы от строки к строке, применяемая в модуляторе ЧАМ, не только создает малозаметную структуру цветовой поднесущей в воспроизводимом изображении, но и позволяет отделить яркостный сигнал от цветовой поднесущей и применить схему демодулятора, изображенную на рис. 32. Воспроизводимый сигнал ЧАМ подается параллельно на ФНЧ 1 с частотой среза 2,1 МГц и па полосовой фильтр 2 с полосой частот от

2 1 до 3.5 МГц. Сигнал с выхода фильтра 2 прпходпт на линию задержки 3 с задержкой, равной длительности одной строки. В сумматоре 4 суммируются задержанный и незадержанный сигналы, а в вычнтателе 6 эти сигналы вычитаются. Из-за перемены фазы в частотном модуляторе от строки к строке на выходе сумматора остаются только высокочастотные составляющие яркостного сигнала, которые в дальнейшем суммируются в сумматоре 5 с низкочастотными составляющими, прошед шнми ФНЧ 1. На выходе вычитающего каскада 6 остаются сигналы цветности, подаваемые на демодуляцию.

Описанный способ разделения сигнала ЧАМ дает возможность расширить полосу частот яркостного сигнала на весь диапазон записываемых видеомагнитофоном частот. Следовательно, если исходить лишь из частоты среза фильтра в канале яркости, то следует считать, что при ЧАМ коэффнцн ент сужения спектра сигнала яр кости составляет: Ку=Д-Ру/ £у= = 6,0/2,1=2,85. Этот способ выделения яркостных составляющих расширяет полосу частот канала яркости до 3,5 МГц, т. е. /<у = 1,9, качество воспроизводимого сигнала получается весьма высоким.

Способ ЧАМ удобен для магнитной записи тем, что сигнал, записываемый иа ленту, не искажается из-за нестабильности относительной скорости головка/лента, возникающей в видеомагнитофоне. Амплитудная модуляция несущей практически не искажается из-за нестабильности. То же самое в известных пределах относится н к частотной модуляции. Однако кратковременная нестабильность может вызвать появление помех. Более важную роль играет медленный уход частоты возникающий из-за различия средней скорости видеомагнитофонов. Если различие составляет 1%, то уход частоты поднесущен равен 2,65 кГц. Так как девиация от сигнала Ер_у (при 50% насыщенности) равна ±250 кГц, то изменение частоты несущей из-за ухода средней скорости составит 5,3%. Подобное изменение допустимо, но его дальнейшее увеличение нежелательно.

Способ ЧАМ обеспечивает высокое качество записи и воспроизведения цветовых телевизионных сигналов различных систем и может быть рекомендован для полупрофессиональных видеомагнитофонов. Его основной недостаток — относительная сложность электронных блоков, осуществляющих перекодирование сигналов.