"Спектралл" - спутниковый интернет и телевидение

В настоящее время для записи цветовых сигналов иа бытовых видеомагнитофонах в основном применяется способ записи с переносом спектра сигнала цветности в ЧМ канал (ПЧМ). Он особенно удобен для записи сигналов, кодированных по системе СЕКАМ.
Сущность способа ПЧМ состоит в следующем. Полный цветовой телевизионный сигнал Еп разделяется на сигнал яркости Еу и
сигнал цветности £цв. Сигнал Еу модулирует несущую видеомагнитофона таким образом, чтобы весь спектр ЧМ сигнала располагался в верхней части полосы частот, записываемых на магнитную ленту. Спектр сигнала Ецв путем гстеродинирования переносится в низкочастотную часть записываемой полосы частот и суммируется с ЧМ сигналом. Суммарный сигнал записывается на ленту. При воспроизведении эти сигналы разделяются, спектр сигнала Ецв переносится в исходную область частот. Высокочастотная часть ЧМ сигнала демодулируется; полученный после демодуляции сигнал Еу суммируется с сигналом цветности £цВ и образует полный цветовой телевизионный сигнал, близкий по параметрам к исходному.

Качество воспроизводимого цветового сигнала зависит прежде всего от выбранных коэффициентов сужения спектров сигналов яркости /су и цветности Кц в. Значение коэффициентов сужения определяется из тех же соображений, что и при способе ПВК, а также характеристиками видеомагнитофона, используемого для записи, параметрами фильтров и устройств для преобразования спектра сигнала цветности. Для того чтобы при способе ПЧМ получить низкий уровень перекрестных искажений, необходимо обеспечить следующее соотношение между полосами частот записываемых сигналов:

Задаваясь величинами Ку, /Сцв и зная характеристики видеомагнитофона, нетрудно вычислять АР у и А/'цв. По ширине полос сигналов яркости и цветности можно определить максимально достижимую четкость и насыщенность воспроизводимого) сигнала. Ухудшение цветовых параметров оценивается по диаграмме преобразования сигналов цветности, приведенной на рис. 44. Границы внутреннего шестиугольного контура показывают девиацию подне-сущих цветности в сигнале системы СЕКАМ при передаче основных цветов от генератора цветных полос, а квадратного контура—девиацию поднесущих при передаче строк опознавания. Легко видеть, что сузить полосу поднесущих цветности можно не более чем до 0,9 МГц Большая степень сужения приведет к плохой передаче строк опознавания. Однако при воспроизведении эффективная полоса сигнала цветности может быть несколько расширена путем восстановления верхней боковой сигнала цветности с помощью ограничителя. Перед подачей иа ограничитель сигнал цветности предварительно пропускают через фильтр высокочастотной декоррекции, затем ограничивают, а потом снова пропускают через фильтр высокочастотных предыскажений ['2].

Аналогичную обработку сигнала цветности, а также введение в него предыскажений иногда осуществляют перед записью с целью стабилизации амплитуды и лучшей записи сигнала цветности [14]. Так как подобная обработка приводит к некоторому улучшению качества сигнала, то это улучшение учитывается путем соответствую-где АГа=0,7—0,8 — уменьшение коэффициента сужения цветности из-за обработки сигнала при записи; /С„=0,6-нб,75 — уменьшение коэффициента сужения цветности из-за обработки сигнала при воспроизведении.

Рис. 44. Диаграмма преобразования сигналов цветности.

Перенос вниз по частоте сигналов цветности позволяет записать на современных бытивых видеомагнитофонах цветовое изображение с горизонтальной четкостью 220—250 строк. Однако выпол] "гние каналов записи н воспроизведения с оптимальными коэффициентами сужения спектров еще не гарантирует получения хорошего изображения, если гетепоцин, используемый прн переносе, не имеет ста-билыюсти илн ЛГ1М и САР не обеспечивают получение стабильного изображения

Требования к стабильности частоты сигнала цветности определяются воспроизводимым цветом после декодирования. Важно чтобы он не перешел в другой, близкий по частоте. Согласно ГОСТ 19432 — 74 на цветное телевидение частота цветовых поднесущих при отсутствии модуляции состав тяет в строке Я—У 1406,25±2 кГц, в строке В—У — 4250,00+2 кГц.
Прн модуляции цветовым сигналом поднесущне принимают зна чения, указанные в табл 4. Из таблицы следует, что наиболее илиз ко расположены следующие цвета в строке: пурпурный /гп= =4172 кГц, красный £„=4126 кГц, голубой £г=4686 кГц, зеленый £3=4640 кГц.
В строке В—У цветг по частоте разнесены сильнее, поэтому расчет ведем по строке Я— У.
Разность чао от между соседними цветами составляет: Д£п-к= = £„—/?1=46 кГц, А£г-з=£г—£3=46 кГц.
Для того чтобы соседние по частоте цвета воспроизводились без искажений, в указанную разность частот должен укладываться допуск на точность регулировки частоты частотных днскриминато ров декодирующего устройства цветного телевизора Д£г=15 кГц, н допуск на уход частоты настройки дискриминаторов при самопрогреве Д£2=14 кГц. Точность установки номинальной частоты гетс роднна должна быть не ниже, чем допуск на номинал поднесущих нветности, т. е. ±2 кГц. Таким обазом, допуск на разброс установки номинала частоты гетеродина в цзетных видеомагнитофонах должен быть Д£3=4 кГц. Исходя из наихудшего варианта, т. е. ухода всех допусков в одну сторону, подсчитаем суммарный допуск-Д££=Д£1-1-Д£2-|-Д£з= 15+14+4 =33 кГц. Отсюда -шцно, что обшая
нестабильность частоты поднесущей цветности А^цв в видеомагнитофоне до чжна быть не хуже: 13 кГц.
В этот допуск должна укладываться нестабильность, вызываемая лентопротяжным механизмом и системами автоматического регулирования видеомагнитофона А£САР, а также нестабильность вызвана изменением температуры и напряжения питания схемы, т. е. Д/гць^Д/;'САр + Д/г.
При работе битового видеомагнитофона с обычным унифицированным телеви юром лрецъявчяются повышенные требования к стабильности ЛПМ и САР видеомагнитофона вследствие большой постоянной времени ЛПЧнФ генератора строчной развертки. Принято считать, что быстрое подергивание вертикальных линий в горизонтальном направлении не должно превышать 0,1 мкс (т. е. 1 мм на экране цветного телевизора).
Загись цветовых сигналов с переносом спектра сигнала цветности г ЧМ канал видеомагнитофона позволяет снизить требования к стабильности ЛПМ и САР Дело в том, что перенос спектра сигнала цветности в область низких частот приводит к относительному 'величенню длины волны Хцв, записываемой на магнитную ленту Чем больше Яц„, тем меньше сказывается нестабильность движения ленты и неравномерность частоты вращения головок. При одинаковой нестабильности ЛПМ и САР изменение частоты гетеродиннро-ванной порнесущей понижается во столько раз, во сколько понижается частота поднесущей относительно номинала [5]. Изменение частоты поднесущей из-за «медленной» нестабильности можно найти следующим образом:
Быстрая и медленная нестабильность САР н ЛПМ видеомагнитофона складываются по законам случайных величин. Однако даже в самом худшем случае суммарная нестабильность не должна приводить к изменению цвета, т. е [ДГ^др | |А£^ар| + |А/Г| «Д/7^ . Отсюда допустимая нестабильность частоты гетеродина должна быть в пределах |Д/Г| < [А/7цв| — |Д£слр| — сдр | илн, при подстановке значения из нашего примера Д/г^13-103—3,6-103—5,6Х ХЮ3 = 3,8 кГц. Следовательно, относительная нестабильность частоты гетеродина должна быть не выше Д/г//^3 8-103/5-106= = 0,75-Ю-3.
При большей нестабильности САР и ЛПМ требования к стабильности гетеродина возрастают. Обычно гетеродин в устройствах
преобразования сигналов цветности с целью обеспечения требований взаимозаменяемости и получения высокой стабильности выполняют в виде кварцевого генератора. В этом случае нестабильность гетеродина получается не выше Ю-6, поэтому при частоте гетеродина /г = 5-106 Гц, Д/г составит 5 Гц.
Прн записи способом ПЧМ качество воспроизводимого сигнала при прочих равных условиях определяется уровнем перекрестных помех между двумя сигналами, записываемыми одновременно на магнитную ленту. Рассмотрим этот принципиальный вопрос для спо соба ПЧМ несколько подробнее. На рис. 45 графически иллюстрируется механизм возникновения перекрестных помех от сигнала цветности в спектре ЧМ сигнала яркости (пунктиром ограничены спектры записываемых сигналов). Известно, что процесс записи по способу ПЧМ представляет собой запись сравнительно низкочастотных составляющих перенесенного сигнала цветности £цв, который подмагничнвается переменным высокочастотным сигналом — ЧМ сигналом яркости /у. В этом случае из-за нелинейности процесса записи возникает ряд помех с частотами вида т/у±я/?цв (при т+пф2/г, где А = 0; 1; 2...).
В бытовых видеомагнитофонах система лента/головка обычно ие пропускает верхней боковой полосы спектра ЧМ сигнала яркости Существенное мешающее действие оказывает помеха с частотой /1 = /у—2/цв, которая попадает в нижнюю боковую полосу спектра ЧМ сигнала яркости. Сильная помеха на изображении может появиться от третьей гармоники перенесенной поднесущей цветности ^2 = 3/^. Для получения отношения сигнал/шум по каналу яркости не менее 40 дБ уровень мешающих помех должен быть на 45 дБ ниже уровня несущей ЧМ сигнала яркости.
Для оценки влияния мешающих помех и выбора оптимального режима записи на магнитную ленту были проведены эксперименты по записи суммы двух частот в ЧМ канале видеомагнитофона [12 и 14]. При измерениях частотная характеристика ЧМ канала от входа до выхода была линейной (входной резонанс магнитной головки и усилителя воспроизведения скомпенсирован; введена коррекция, компенсирующая частотные потери в системе головка/ /лента). Измерения проводились на частотах /7;'(В= 1 МГц, (у = = 3,5 МГц при относительной скорости головка/лента 1;г = 17 м/с для ленты с хромдиоксидным покрытием. На рис. 46 показана зависимость напряжений сигналов к помех от тока записи частотно-модулированного сигнала яркости высокочастотного сигнала при постоянном токе записи сигнала цветности, равном 2 мА.

Рис. 45. Механизм возникновения перекрестных помех от сигнала цветности.

Рис. 46. Зависимости выходных сигналов и помехи от тока записи
ЧМ сигнала яркости при постоянном токе записи сигнала цветности.
1 — амплитудная характеристика ЧМ сигнала яркости; 2 — уровень сигнала
цветности; 3 — уровень помехи с частотой Р.,—2Р" ; 4 — уровень помехи счастотой ЗР .

Рис. 47. Зависимости выходного сигнала и помехи от тока записи сигнала цветности при постоянном токе записи ЧМ сигнала яркости. / — амплитудная характеристика сигнала цветности; 2 — уровень помехи с частотой Р; 3 — уровень помехи с частотой ЗР

седены на рис. 47. Эксперименты показывают, что при увеличении тока записи /цв выше 2 мЛ помехи с частотой /у—2£цв и начинают заметно возрастать. При отношении токов записи /у//цв = 18+22 дБ соотношение между полезными сигналами и помехами приобретает оптимальное значение. Это соотношение между токами следует поддерживать при записи сигналов цветности и ЧМ сигнала яркости по способу ПЧМ.

Дальнейшего уменьшения комбинационных помех можно достигнуть, если перед записью и переносом цветовые сигналы подвергнуть обработке. Обработка заключается в декоррекцни их с помощью схемы коррекции высокочастотных предыскажений, ограничения н введения затем снова высокочастотных предыскажений. (Эта обработка аналогична ранее описанной для канала воспроизведения.) Так как при обработке уровень цветовой поднесущей уменьшается, то снижаются комбинационные искажения и улучшается отношенне сигнал/шум (в среднем на 3—5 дБ) [14].