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

Ш у м о в ы е

импульсы

в в и д е о к а н а л е имеют длительность

поряд ­

ка

і1/2г/в, где

/ в — н а и в ы с ш а я

частота

полосы пропускания

видеока ­

н а

л а . П р и м е р н о такого

ж е

п о р я д к а

о к а з ы в а е т с я и длительность

воздействуя н а фрон т звуконесущего

іимпульса, вызывае т

его

сме­

щение, к а к это

показано на рис. 4.13.

И з

гео­

метрических соотношений рисунка непосред­

ственно получаем следующее выражени е дл я

эффективной шумовой девиации фронта зву­

конесущего импульса:

о ш = / ф

і ^ ,

(4.1)

где UM в — действующее

напряжени е

шумов в

полосе частот

видеоканала;

—

длительность

фронта звуконесущего импульса; А — р а з м а х

Рис.

4.13

звуконесущего

импульса.

Поскольку

в

видеосигнале

звуконесущие

импульсы

имеют

р а з м а х

от

уровня

черного

до уровня

белого, то

отношение

A/UM

в есть не что

иное, к а к отно­

(4.1) можно

записать в виде

о ш

=

'фН>в,

(4.2)

где ярв =

Аіишв.

Согласно

(4.3]

эффективное

н а п р я ж е н и е

.полезного

звукового

сигнала на выходе демодулятора м о ж е т быть в ы р а ж е н о

через па ­

раметр ы звуконесущего импульса

(рис. 4.12)

в с л е д у ю щ е м виде:

г7звэФ =

У ^ 4 / о о ,

(4.3)

где /о — частота следования звуконесущих импульсов .

іНа первый в з г л я д кажется,

что по аналогии эту ф о р м у л у

(мож­

но применить и д л я .шумовой девиации и на основании ІЭТОГО

пред ­

ставить отношение

сипи ал/.шум

в

зівуковом к а н а л е к а к

отношение

полезной и шумовой девиации фронтов звуконесущих

импульсов .

Несмотря

на к а ж у щ у ю с я очевидность, это положение,

как

будет

показано н и ж е , выполняется только в одном частном

случае .

ПРОХОЖДЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ШУМА

ЧЕРЕЗ ОГРАНИЧИТЕЛЬ

Спектр «смодулированных звуконесущих импульсов представля ­

ет собой совокупность гармоник частоты следования

звуконесущих

импульсов

(рис. 4.14). М е ж д у этими

'гармониками

(mf0)

и

спек­

тральными

с о с т а в л я ю щ и м и ш у м а ( / ш )

в ограничителе

возникают

биения

и образуются комбинационные

частоты. В полосу

пропус­

кания

звукового фильтра п о п а д а ю т только те биения,

частота ко-

т о р ых \mfo—fm\ меньше

полосы (пропускамия

звукового ф и л ь т р а

или р а в н а ей, т. е.

I

m/o — / ш I

< ^ з в .

(4.4)

Н а

-рис. 4Л 4 эти участки спектра

ш у м а

д о к а з а н ы

штриховкой.

Отметим, 'что при м а л о й

шумовой девиации

фронтов

авуконеоуще-

го импульса остальными

п р о д у к т а м и

'биений

.можно

пренебречь.

С о с т а в л я ю щ и е ш у м а ,

л е ж а щ и е в незаштрнхованной

области іріис.

4.14,

д а д у т 'биения,

частоты которых

выше

полосы

пропускания

U„À

i

I

,

Рис. 4.1

фильтра . Хамим о б р а з о м , ѳта часть шумов

в и д е о к а н а л а

не будет

влагать

н а звуковой

сигнал,

хотя она в ы з ы в а е т

шумовую

м о д у л я ­

цию ф р о н т а . Только в предельном случае, когда полоса

пропуска­

ния

звукового ф и л ь т р а точно р а в н а половине частоты следования,

все

с о с т а в л я ю щ и е шума

в и д е о к а н а л а начинают

о к а з ы в а т ь м е ш а ю ­

щее действие на' звуковой сигнал .

С о г л а с н о анализу, проведенному в р а б о т е {4.3], эффективное на ­

п р я ж е н и е помехи н а выходе

д е м о д у л я т о р а

(иП)

при двусторонней

Ш И М

прямоугольного импульса

.одной м а л о й

синусоидальной по ­

им ехой

р а в н о

ип

œ 2 А о п

/о cos (m л / 0

т)

(4.5)

при

I m f0 — /„ I

<FmKC,

m =

0,1,2 ...

В этой ф о р м у л е А—размах

звуконесущего

импульса; б п

— эффек ­

т и в н а я

(паразитная

девиация

его (франтов; т—•длительность звуко ­

несущего импульса

при іанятой

полезной

модуляции; fu — частота

шением бп . '

П р и воздействии нескольких синусоидальных помех

с м а л ы м и

амплитудами іи 'случайными ф а з о в ы м и соотношениями

д л я сум ­

=

в і і + «&+•••«!.»•

( 4 - 6 )

Суммировать

необходимо только те (составляющие помехи, часто­

ты которых удовлетворяют

условию (4.4). Выполним

операцию

суммирования

в д в а этапа

— (сначала просуммируем

с о с т а в л я ю -

т = 7 Г

"nS = 4 ^

S

2 о ^ с о 5 2 ( / и я / о т ) .

(4.7)

m=0

S

ö2. = E % .

(4.8)

где £>nk—эффективная

s

п а р а з и т н а я девиация фронта

звуконесуще­

го и м п у л ь с а от жаждой

частотной составляющей

помехи. Суммиро ­

вани е в в ы р а ж е н и и

:(4.8) ведется в пределах всей полосы пропуска ­

ния в и д е о к а н а л а . В ы р а з и м

напряжение

помехи

в звуковом к а н а л е

через

полную

шумовую девиацию . Д л я этого в ы р а ж е н и е (4.7) за ­

пишем

в

следующем

виде:

In

2 " 2 ô ï ( ' n Л> ± F ) п * c ° s 2

л /о t)

"2 п2

= ^ J l

ôi

з

=

4 А*# в» р,

г д е ідаэффіивд-юнгг р іс у ч е т о м

'(4.8)

іивдеет ІВІИД

т =

77

Ѵ ° 2

ô2 (m /„ ± F)„k

cos2 (m я /„ т)

p =

i ! z i _ £ *

M

,

(4.9)

s

in н а п р я ж е н и е

ш у м а в

звуковом

канале

"шзв =

" п 2 = 2 Л / 0 о ш 1 / р Т

(4.10)

ПОЛУЧЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СООТНОШЕНИИ

.Приведем

в ы р а ж е н и е (4.9) к виду, удобному

дл я

практических

' порцион ал иная зависимость, в ы р а ж е н и е (4.9) м о ж н о

записать так:.

m =

-2-

S

Su*(m/o±f)nfeCos*('«n/ 0 T)

m =

° °*

(4.11)

2 У „ *

ражении (4.M) заімш-яется'интегрированием,

-а зависимость

/квад­

рата -амплитуды помехи ют частоты характеризуется

огибающей

спектра

/мощности шума

— N(f).

Тогда

(4Л1) принимает

в и д

h

j

N(mfD + F) cos2 (m л f0 т) dF

V

P

=

m =0

- ^ - { m ) -

(4.12)

lN(f)df

где

p i ( m )

=

0

при

m =

0,

l ^ i (m) = m fo — F'an

при" m >

1.

П о с к о л ь к у

/ в ^ і / о ,

м о ж н о

/положить,

что

о г и б а ю щ а я

/спектра-

мощности

ш у м а практически н е /мен'яется-при

изменении

т е к у щ е г о

значения

частоты // в п р е д е л а х ±//о/2, т. е. Nt(f±<fQ/2)

«

const. Тогда

в (4.12)

интегрирование

в п р е д е л а х tnf0±FSD

м о ж н о заменить

на

интегрирование в пределах

mfo±

-у- с последующим

умножением

интеграла на отношение участков интегрирования

2F3B/f0.

/Введем втоірое ограничение — будем

полагать, что д л и т е л ь н о с т ь

з в у ш н е с у щ е г о

импульса

при снятой полезной

модуляции

(т) дос­

таточно мала и можно считать, что cos2 (mnfот)

œcos2[n%(mfo±F)]^

Тогда с учетом вышеизложенного числитель в ы р а ж е н и я

(4.12)

м о ж ­

но записать в с л е д у ю щ е м виде:

2F3

,

^т-

( т '°+тг)

Ji

^

J

N (m /о + F) с о э 2 [ я т (m /„ +

F)] dF.

(4.13)

/о

m=0

F, (m)

В в ы р а ж е н и и

/(4.13)

имеем /сумму 'однотипных

интегралов,

у

кото­

рых

участки

интегрирования

последовательно

примы/кают

друг

к

другу. Т а к а я

с у м м а

эквивалентна

одному интегралу,

у

которого

интегрирование ведется

в п р е д е л а х /всей полосы /пропускания в и ­

д е о к а н а л а .

Тогда

U

/ 1 =

_ £ » Г # ( / ) ( 1 - f c o s 2 n t / ) d /

fo J

и в ы р а ж е н и е

(4.12) принимает /вид

Fзв

N (/) cos 2 я т / df

1

+

(4.14)

/о

\N(f)df

•Непосредственным

вычислением /интегралов в в ы р а ж е н и и

(4.14)

можно показать, что дл я с л у ч а я равномерного

—N(f)=Nu ,

п о р а б о -