Файл: Шендерович А.М. Передача сигналов цветного телевидения по линиям связи.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.06.2024

Просмотров: 103

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

4

 

 

Передача

сигнала

цветного

телевидения

по

спутниковым

линиям

связи

4 . 1 . О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я

Основной особенностью построения телевизионного канала оте­ чественных спутниковых линий связи является применение совме­ щенного метода передачи видео и звуковых сигналов, что позволяет организовать передачу сигналов звукового сопровождения телеви­ дения без раоширения полосы частот радиолинии. Использование такого метода передачи в конечном итоге упрощает бортовое обо­ рудование ретранслятора спутника, облегчает условия энергоснаб­ жения радиокомллекса в іцелом, снижает е ю габариты и вес.

'Совмещенный метод передачи основывается на том, что в те­

левизионном сигнале примерно 20% времени отводится

іна переда ­

чу синхронизирующих и г а с я щ и х импульсов . З а г р у з к а

канала свя ­

зи в эти моменты о к а з ы в а е т с я существенно меньше его

м а к с и м а л ь ­

ной пропускной способности, что позволяет использовать эти

интер­

валы

д л я временного уплотнения к а н а л а

связи

сигналами,

несу­

щими

.информацию о звуке. 'Практически

такое

уплотнение

осуще ­

ствляется з а счет р а з м е щ е н и я в интервале строчного г а с я щ е г о им ­ пульса телевизионного сигнала одного или нескольких ізвуконесу-

щих импульсов,

п а р а м е т р ы

которых

модулируются звуковым

сиг­

налом .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/На возможность

использования интервала

строчного

гасящего

.импульса

д л я передачи

/в /нем звуконесущих и/м/пульоов б ы л о

ука­

зано е щ е

в

1946

г. в

работе

{'4.9], /где т а к ж е /была (показана целесо­

образность

применения

широт/но-импульсной

модуляции

(ІІЬИМ)

звуконесущих импульсов по сравнению /с другими в и д а м и

/импульс­

ной модуляции '(например, амплитудно-импульсной —

А И М , ф а з о -

во-івмиульсиой — ф/ИМ

/и частотно-импульсной

— Ч И М ) .

 

 

В н а с т о я щ е е

в р е м я

в литературе

/имеется

описание

/большого

числа систем со/вмещенной

передачи

звука д л я

применения в

р а з ­

личных условиях. В основном эти системы отличаются числом

зву­

конесущих

импульсов,

р а з м е щ а е м ы х

/в интервале строчного

гася ­

щего импульса,

и

видом

/их импульсной /модуляции

І(КОДОВО-ІИМ-

пулысиая

— /КИМ [4.14], двусторонняя Ш И М {4.5, 4.6,

4.7,

4.6,

4.'21,

64


4.22], одно сто ровняя Ш И М

[4.11, 4.16], Ф И М

[4.12],

частотная мо­

дуляция последовательности

-радиоимпульсов

[4.13]

и р я д других

видов модуляции [4.10, 4.15]). И з указанных систем совмещенной пе­ редачи звука .наибольшее применение получила система с двусто­ ронней Ш И М звуконесущих импульсов . Эта система используется в сети спутниковой связи « О р б и т а » при р е т р а н с л я ц и и п р о г р а м м цент­

рального телевидения через -спутники связи «Молния-1» и «Мол-

ния-2» [4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.21, 4.22].

 

4.2.

П О С Т Р О Е Н И Е Т Е Л Е В И З И О Н Н О Г О

Т Р А К Т А

 

С П У Т Н И К О В О Й Л И Н И И С В Я З И

'Переход

совмещенному методу передачи

производится з а

счет временного

уплотнения телевизионного сигнала в видеотракте

ni исключения из

радио комплекс а передатчика звука .

В и д е о и звуковые сигналы от телецентра по соединительным

линиям поступают

н а п е р е д а ю щ у ю

станцию спутниковой

связи .

Здесь ів комплекте

п е р е д а ю щ е й аппаратуры временного уплотне­

ния звуковые сигналы из 'аналоговой

ф о р м ы п р е в р а щ а ю т с я

в по ­

следовательность звуконесущих импульсов и в т а к о м виде

вводят­

ся в г а с я щ и й импульс телевизионного

сигнала . Таким образом (Про­

изводится совмещение видео и звуковых сигналов . Совмещенный

сигнал

(видеосигнал с введенными в него

звуконесу-щими импуль ­

сами)

подается

на в х о д радиопередатчика

станции, ретранслиру­

ется ш у т н и к о м

и принимается приемной станцией . В итоге совме­

щенный сигнал

поступает н а комплект приемной аппаратуры вре ­

менного уплотнения телевизионного сигнала, где производится де ­ модуляция звуконесущих импульсов и восстанавливается стандарт ­

ная ф о р м а телевизионного сигнала . Принятые, таким

образом,

ви­

део и звуковые сигналы по соединительным линиям

п о д а ю т с я

н а

местный телецентр.

 

 

 

 

П р и р а з р а б о т к е

аппаратуры д л я первой

советской

спутниковой

линии связи были

испытаны д в а метода

временного

уплотнения

телевизионного сигнала — метод с использованием .КИМ и Ш И М

[4.7]. П р и

первом методе

на задней п л о щ а д к е строчного

гасящего

импульса

р а с п о л а г а л о с ь

семь импульсов, о б р а з у ю щ и х

кодовую

группу, при втором располагался импульс, модулируемый п о дли­ тельности сигналом звукового сопровождения .

О р и проектировании сети спутниковой связи «Орбита» предпоч­

тение

б ы л о

отдано

варианту,

основанному

н а использова­

нии Ш И М , т а к

как, обеспечивая

требуемые

качественные

п о к а з а ­

тели

звукового

каінала,

этот в а р и а н т м о ж е т

быть

р е а л и з о

в а н зна­

чительно более простыми средствами [4.7]. -Форма используемого ів

этом случае

сигнала

цветного телевидения и совмещенного сигна­

ла п о к а з а н а

на рис .

4.1а и б.

'Потребность вести передачи по .цветному и черно-белому те­

левидению н а л а г а е т

р я д требований н а аппаратуру

передачи

сиг­

н а л о в звукового сопровождения спутниковых линий,

т а к к а к

при

3—145

65

 

 


(Передаче сигналов цветного телевидения задним интервал строч­ ного гасящего импульса оказывается занятым сигналом 'цветовой поднесущей '(рис. 4.1а). Эти требования в основном сводятся .к следующему . Во-первых, необходимо обеспечить условия мгновен­

 

ной совместимости, т. е. чтобы

 

переход от передачи по черно-

 

белому телевидению к переда­

 

че

по

цветному

 

не

требовал

 

каких-либо переключений в

 

аппаратуре

передачи

и

приема

 

звукового сопровождения . Вы­

 

полнение

 

этого

 

условия

при

 

разветвленной

приемной

сети

 

спутниковой

связи

очевидно.

 

Во-вторых, качественные пока­

 

затели канала звукового со­

 

провождения

не

д о л ж н ы

су­

 

щественно

изменяться

при пе­

 

реходе от передачи по черно-

 

белому

к

передаче по

цветно­

 

му телевидению. В-третьих,

 

помехоустойчивость

 

канала

 

синхронизации

телевизионного

 

изображения д о л ж н а оставать ­

 

ся одинаково высокой при пе­

 

редаче

как

 

по

цветному,

т а к

 

и по черно-белому

телевиде­

 

нию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перечисленные в ы ш е

тре­

 

бования были учтены при пе­

 

реводе

сети

«Орбита»

 

на

при­

 

ем программ цветного телеви­

 

дения. Поскольку

сам

 

переход

 

должен был быть выполнен по­

 

средством

модернизации

дей­

Рис. 4.1

ствующего

оборудования

пунк­

тов

связи,

форма

совмещенно­

 

го

сигнала цветного телевиде­

ниябылавыбрана

с учетом возможности

ее

физической

реали­

зации на основе имеющейся аппаратуры . П р и этом пришлось до­ пустить некоторые отклонения от стандартной формы сигнала цветного телевидения — в первую очередь это коснулось длитель­

ности

защитного пакета цветовой поднесущей и строчного гася­

щего

импульса.

Экспериментальная проверка п о к а з а л а , что д л я парка отечест­

венных

цветных

телевизоров

уменьшение длительности защитного

«пакета

цветовой

поднесущей

на задней п л о щ а д к е строчного

гася­

щего импульса

примерно д о

2 м к с не в ы з ы в а е т визуально

замет -

66


ных н а р у ш е н и й цветопередачи в лавой части

р а с т р а цветного

изоб ­

р а ж е н и я . Это позволило (рекомендовать д л я

использования

в

сети

«Орбита» в а р и а н т р а з м е щ е н и я звукоиесущих

импульсов в

сигнале

цветного телевидения, показанный на рис. 4.1-е. Здесь длительность

защитного п а к е т а цветовой поднесущей укорочена с

4,8 д о

3,0

мке,

длительность строчного синхронизирующего импульса

в ы б р а н а

3,5 шее, что обеспечивает устойчивую синхронизацию

при всех

уров­

нях шумов, п р и которых еще в о з м о ж е н прием 'сигналов черно-бело­ го телевидения . Д л я р а б о т ы управляемой п р и в я з к и предусмотрел интервал 2,0 мне м е ж д у спадом синхроимпульса и іфронтом звуко-

иесущего импульса . О б щ а я

длительность строчного г а с я щ е г о

им ­

пульса при этом получается

14,6 мке, что на

2,5

м к е больше, чем у

входного сигнала . П р о и с х о д я щ а я п р и этом

частичная потеря

ак­

тивной

части строки ' ( ~ 5 % ) практически

не

о к а з ы в а е т

особого

влияния

на восприятие, т а к

как у большинства

современных теле­

визоров

с форматом кадра

5 : 4 раз-меры и з о б р а ж е н и я по

строкам

обычно отрегулированы т а к и м образом, что эта часть строки не

воспроизводится

на э к р а н е кинескопа.

 

 

 

 

к а ч е с т в е н н ы е

п о к а з а т е л и

организуемого

в

этом случае

звуко­

вого к а н а л а удовлетворяют

н о р м а м н а канал

I I класса

радиове ­

щания . В д а л ь н е й ш е м

полоса пропускания

звукового к а н а л а

б ы л а

р а с ш и р е н а до 10ч-14

кГц с тем, чтобы выполнить н о р м ы н а

р а д и о ­

вещательный .канал I класса. Форма используемого ів этом

случае

совмещенного сигнала

п о к а з а н а на рис. 4.1г. Он с о д е р ж и т

д в а зву­

коиесущих импульса, р а с п о л о ж е н н ы х п о обе стороны от синхроим­

пульса, длительность которого уменьшена .до 2,5 мке .

 

Д л я -получения высокой помехоустойчивости

строчной

с и н х р ш и -

зации, при относительно

м а л о й

длительности

используемого (син­

хроимпульса, на участке

т р а к т а

. Земля — спутник — Земля

применя ­

ется кодовая система синхронизации . Форма строчного синхроим­

пульса п о к а з а н а

на рис . 4Лд . О н с о д е р ж и т дополнительную врез ­

ку длительностью

0,5 мке, к о т о р а я р а с п о л а г а е т с я т а к и м образом,

что делит синхроимпульс н а три временных интервала в отношении

3 : 1 : 1 .

П о л у ч и в ш а я с я при

этом к о д о в а я комбинация представляет

собой

последовательность

пятизначного кода

Б а р к е р а . ,В приемной

аппаратуре

производится

двойная обработка

синхросигнала (ам­

плитудная

селекция, ів ходе которой синхросигнал, отделяется от

видеосигнала) и декодирование кодовой комбинации с п о м о щ ь ю согласованного фильтра . .Сочетание амплитудного и кодового при­ знаков у синхросигнала удобно тем, что позволяет вести контроль

совмещенного сигнала н а с т а н д а р т н о м В К У

(.кодовый п р и з н а к пр.и

этом не

используется) .

 

 

При

передаче сигналов цветного

телевидения з а щ и т н ы й п а к е т

цветовой

поднесущей передается в

том ж е

.временном интервале,

что и второй ввуконесущщі импульс — при этом происходит и х

взаимное н а л о ж е н и е . В ••приемной аппаратуре они

отделяются

друг

от друга іс помощью

фильтров, причем, д л я того чтобы спектр

ча­

стот звуконесущѳго

импульса не перекрывался со

опектромчастот

3*

- 6 7

 

 


защитного in а кет а .цветовой поднесущей, .в п е р е д а ю щ е й

аппаратуре

первый из іши.х специально ограничивается д о 3 МГц .

 

Д л я

р а б о т ы управляемой

привязки в совмещении ом

сигнале ос­

тавлен

свободный интервал 2 ,мкс .перед первым звукоиесущим им­

пульсам. Одновременно этот

интервал выполняет функции защит ­

ного, отделяя видеосигнал н

звуконесущие импульсы . О б щ а я дли ­

тельность строчного гасящего импульса совмещенного сигнала ук­ ладывается в с т а н д а р т н ы е допуски.

Спутниковая система связи позволяет вести передачу телеви­

зионных п р о г р а м м на .большую территорию и может

одновременно

о б с л у ж и в а т ь население

ряда стран . В этом

случае

возникает пот­

ребность в организации

нескольких каналов

звукового сопровож ­

дения с тем, чтобы при ретрансляции телевизионных п р о г р а м м на ­

земными телецентрами обеспечить передачу звукового

сопровожде ­

ния

на родном языке. Согласно д а н н ы м О И Р Т (Impи

международ ­

ном

обмене телевизионными п р о г р а м м а м и ) потребуется до 20 ком­

ментаторских каналов звукового сопровождения . С учетам (оказан­

ного .интересно

оценить

предельные возможности совмещенного

способа

передачи

с точки

зрения максимального

числа звуковых

каналов,

которые

в о з м о ж н о

организовать за счет

временного уп­

лотнения

строчного гасящего

импульса .

 

іПод предельно в о з м о ж н ы м числом звуковых каналов будем по­ нимать отношение пропускной способности телевизионного канала за крем я (строчного гасящего импульса .к пропускной способности звукового .канала. В д а л ь н е й ш е м ограничимся нахождением по­ рядка этой величины. При этом будем считать, что для передачи

сигналов, синхронизации

используется один (или несколько)

из ор­

ганизованных звуковых

к а н а л о в . П р о п у с к н а я

способность

канала

связи т р и наличии в нем шумов с гауссовым

распределением ве -

:роятн'Остей -амплитуд и равномерным спектром определяется (изве­

стной ф о р м у л о й теории и н ф о р м а ц и и {4.2]:

где / — ( п р о п у с к н а я способность

'канала (бит/с); F — полоса про ­

пускания канала; ф отношение

сигнал/шум .

Поскольку дл я видео и звукового .каналов ф 2 ^> 1, 1 +(ф2 АЛ|52 . Пе­

реходя 'от двоичных логарифмов -к

десятичным .и

учитывая, что

20 l g ар есть отношение

сити a л/шум,

в ы р а ж е н н о е

в

децибелах,

имеем :

 

 

 

 

 

 

 

J

=

2

F —

l g * =

0,33 .F фо,

 

 

 

 

 

lg 2

Б Т

т

 

 

где

фо =

20 lg ф = 20 ig (г/с /С/ш ).

 

 

Дл-я звукового канала,

удовлетворяющего н о р м а м

на радиове ­

щательный канал высшего .класса, полоса пропускания

F =1 5 кГц,

отношение сигнал/шум

интегральный

- ф 0 =67 д Б , тогда его пропуск­

ная способность согласно

формуле:

 

 

 

/ і = 0,33-15-103 • 67 = 3,3-105 бит/с.

68