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: 100

Скачиваний: 0

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

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ ОДНОСТОРОННЕЙ ш и м

 

 

Формула і(4Л7) б ы л а получена

д л я с л у ч а я

двусторонней

Ш И М

звуконесущнх

импульсов . Она м о ж е т б ы т ь обобщена іи н а

случай,

односторонней

Ш.ЙМ, исходя из

следующих

.очевидных

с о о т н о ­

шений.

 

 

 

 

 

 

 

П р и снятии

полезной модуляции с ф р о н т а

звуконесущего

и м -

пульса и неизменной величине девиации

е ю с п а д а

полезный

сиг­

нал уменьшается в д в а р а з а . Ш у м ы ж е

в и д е о к а н а л а

п о - п р е ж н е м у

вызывают п а р а з и т н у ю д е в и а ц и ю обоих фронтов звуконесущего им ­ пульса. "Следовательно, пр и одинаковой девиации помехоустойчи­

вость при односторонней Ш И М получается в

д в а р а з а хуже, чем'

•при двусторонней и с учетом <(4.17) она р а в н а

 

1 Ô

21^2 іф V-

где о])/—отношение сигнал/шум в звуковом канале при односто­ ронней іШИМ звуконесущего импульса .

Отметим,

что при переходе

к односторонней Ш И М р е а л ь н о г о

снижения (помехоустойчивости

в

д в а р а з а не

происходит, т а к как.,

если

считать,

что м а к с и м а л ь н а я

длительность звуконесущего им ­

пульса

д о л ж н а б ы т ь одинаковой .при односторонней .и двусторонней:

Ш И М ,

то при односторонней

Ш И М п о л е з н а я

д е в и а ц и я получается,

.в д в а

р а з а б о л ь ш е

и ѳто компенсирует

снижение

помехоустойчи­

вости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ СТРОБИРОВАНИИ

 

 

 

 

 

ЗВУКОНЕСУЩИХ ИМПУЛЬСОВ

 

 

П р и совмещенном способе передами

звуконесущие импульсы п е ­

редаются по линии в составе

телевизионного

сигнала

(рис. 4.15а).

Д л я

их выделения

из

телевизионного

сигнала

в

демодуляторе

(рис. 4.16) перед ограничителем

 

 

 

 

устанавливается схема

совпаде­

 

 

 

 

ния, которая открывается строби-

 

 

 

 

рующими

 

и м п у л ь с а м и

(рис.

 

 

 

 

4.156)

на

в р е м я

прохождения

 

 

 

 

звуконесущнх

импульсов. В ре ­

 

 

 

 

зультате работы этой схемы од­

 

 

 

 

новременно с

видеосигналом

уда­

 

 

 

 

ляются и шумы на большей час­

 

 

 

 

ти

интервала

м е ж д у звуконесу-

 

Рис. 4.15

щими

импульсами

(рис. 4.15в).

 

Влияние

стробирующей

 

схе­

 

 

 

 

мы на помехоустойчивость звукового канала можно учесть следую ­ щим образом . Стробироваиие шума вызывает изменение его струк­ туры на границах стробируемого участка в пределах интервалакорреляции шумового процесса. На остальном отрезке стробируе -

87


мого интервала характер шумовых выбросов не

меняется,

и д л я

этой части

интервала

остается

справедливым рассмотренный в ы ш е

механизм поражения звуконесущих импульсов шумами .

 

 

Видео­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнал-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РНЧ,

Сх. совп.

 

 

огр.

ірнч2

Сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 имп.

 

 

 

звука

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

4.16

 

 

 

 

И н т е р в а л /корреляции

согласно

определении го {4.17] р а в е н

 

 

 

 

 

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«(0)

 

 

 

(4.18)

где У?І(Т) ф у н к ц и я .корреляции

 

 

 

 

шумового процесса .

 

 

Функция корреляции и с п е к т р а л ь н а я плотность мощности

шума

с в я з а н а н а р о й преобразований

Фурье:-

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= \N

(f) cos 2л

fxdj;

 

 

(4.19)

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

Л/(/) =

2

 

 

^R(x)cos2njxdx.

 

 

(4.20)

Значение интеграла,

входящего

в в ы р а ж е н и е

(4.18), м о ж н о вы ­

числить, п о л о ж и в в в ы р а ж е н и и

'(4.20) | = 0. Тогда

имеем

 

 

 

г

=

_1_

Щ0)

 

_

1

N{Q)

 

 

(4.21)

 

2

R(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J/V (/) df

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где N (д) — спектральная плотность мощности шума на нулевой ча ­

стоте; R(0)

— м о щ н о с т ь

шума

в

полосе пропускания д е м о д у л я т о р а

звукоінесущих и м л у л ь ш в .

 

 

 

 

 

 

 

 

•Выражение I(4.21)

позволяет

легко определить интервал

корре ­

л я ц и и . Рассмотрим несколько

случаев,

п р е д с т а в л я ю щ и х

практиче ­

ский интерес:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Спектр мощности

ш у м а равномерный .

 

 

 

Тогда

W(7J = # ( 0 )

и

согласию .(4.21)

г=——

, где fB

— верхняя

 

 

 

 

 

 

 

 

2/в

 

 

 

частота полосы пропускания демодулятора звуконесущих импуль ­

сов.

( Н а структурной схеме д е м о д у л я т о р а рис . 4Л6

она

определя ­

ется полосой (пропускания ф и л ь т р а —

Ф Н Ч ь )

 

 

Полоса пропускания д е м о д у л я т о р а

обычно имеет

величину по­

р я д к а 2-f-6 М Г ц , при такой полосе пропускания интервал

корреля ­

ции

составляет: 1/2(2-=-6)і10в =0,08-=-0,25 и к с .

 

 

 

88

 

 

 


2. Спектр мощности ш у м а

параболический .

 

 

 

Тогда Ni(if)=èf2

при / = 0 ,

Щ0)=0

и

согласно (4.21)

интервал

корреляции -г—>-0.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Спектр мощности ш у м а

/смешанный.

 

 

 

Тогда

 

N,(,f)=<a+<bf2

при f=G,

N(0)=a

и интервал

к о р р е л я ц и и

2/в

1

 

 

т. е. меньше, чем

в случае,

когда

спектр м о щ -

За І

в )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ностіИ ш у м а равномерный .

 

 

 

 

 

 

 

П р и

практической

р е а л и з а ц и и

демодулятора

м е ж д у

ф р о н т а м и

звуконесущих и стР'Обирующих импульсов оставляют защитный ин ­

тервал . Е г о длительность выбирается из условия

обеспечения бес-

подстроечного

р е ж и м а

выделения а в и а н е с у щ и х

импульсов

из

те­

левизионного

сигнала и

обычно б ы в а е т не меньше 0,5

м ж .

Прове­

денные /выше расчеты показывают, чгто интервал корреляции

.имеет,

по крайней мере, в д в а

р а з а меньшую длительность. В

/силу ѳтого-

іможио считать, что /наличие схемы стробирования н е

приводит

к

изменению мгновенных знамений шумовых выбросов,

действующих

на фронты звуконесущих /импульсов. Это позволяет

использовать-

полученные в ы ш е

/соотношения

д л я расчета

помехоустойчивости,

звукового /канала и

д л я случая,

когда в состав

демодулятора в х о ­

дит с т р о б и р у ю щ а я

схема .

 

 

 

ОПТИМАЛЬНАЯ ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ ДЕМОДУЛЯТОРА ЗВУКОНЕСУЩИХ ИМПУЛЬСОВ

ИСХОДНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

/Рассмотрим

работу д е м

о д у л я т о р а

звуконесущих

и м п у л ь с о в ,

выполненного

по структурной

схеме рис.

4.17. Фильтр

нижних ча­

стот перед .ограничителем позволяет в ряде случаев увеличить по ­

мехоустойчивость звукового 'канала. Действие

фильтра /проявляет-

0-

Огранича -

РНЧ2

тель

 

 

 

Рис. 4.17

 

ся в том, что, с одной стороны, с н и ж а е т с я уровень шумов, в о з д е й ­

ствующих на ограничитель, а,

с другой стороны, изза сокращения

полосы

в о з р а с т а е т длительность фронта звумоінесущего

импульса .

П р и ч е м

если, /первая причина

способствует повышению

помехоус ­

тойчивости, то в т о р а я , /наоборот, ее снижению .

Окончательный ре­

з у л ь т а т за/висит

от х а р а к т е р а спектр/а шумов

в и д е о к а н а л а . Н и ж е '

будет показано,

что /в случае, /когда.в спектре

шума

п р е о б л а д а ю т

высокочастотные

составляющие, включение ф и л ь т р а

п о в ы ш а е т п о ­

мехоустойчивость. П р и равномерном .же спектре /или спектре шума,.

89


;в котором л р е о о л а д а ю т

низкочастотные

.составляющие,

 

наличие

фильтра ухудшает

помехоустойчивость.

/Ф увеличивает

 

 

 

 

Включение -фильтра

с 'Частотой с р е з а

отношение

с и г н а л / ш у м іна выходе

ф и л ь т р а до

величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*|>Ф =

у

ш ф

 

 

 

 

 

 

(4.22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г д е Ршв — мощность ш у м а на входе фильтра,

РШф

мощность

шума на выходе фильтра .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длительность фронтов звуконееущего импульса после ф и л ь т р а

(/фф) становится равной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"

* =

/ ф / / в .

 

 

 

 

 

 

(4.24)

Тогда полученное в ы ш е в ы р а ж е н и е

(4.17)

для расчета

помехо­

устойчивости звукового

канала

т р и двусторонней Ш И М после

под­

становки ів него значений

д л я

\j)B

и

/фф

и з в ы р а ж е н и й

(4.22)

(4.23) пріиним а ет ви д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Ѵ2аиУ-%-У(х)Ъ,.

 

 

 

 

(4.25)

Э ф ф е к т от .'применения

ф и л ь т р а 'определяется

м н о ж и т е л е м

 

 

 

Вид функции у(х)

у(х)=х ѴРшв/Р(х)шФ-

 

 

 

 

(4.26)

зависит от в е д а

спектра мощности ш у м а .

Р а с ­

смотрим влияние ф и л ь т р а на помехоустойчивость звукового

канала

при равномерном, иараболичесжом и смешанном спектре

мощности

ш у м а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПЕКТР ШУМА РАВНОМЕРНЫЙ

 

 

 

 

 

Спектральная пл'отность м о щ н о с т и шума в ѳтом с л у ч а е інеизмен-

•на в пределах полосы пропускания

 

видеоканала - (рис .

4.18а) и

р а в ­

 

 

 

 

на

No.

 

В

этом случае

РШв

=

ЛЛ1,

 

 

 

= N0fB

и

Pm<j}=iNof<i, = xNoh-

Сог­

 

 

 

ласно

(4.26)

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

 

 

 

У{х) = Ѵх.

 

 

 

 

 

 

 

 

Эта функция монотонно воз­

 

 

 

 

растает с ростом X. Поскольку, X

H

 

 

 

согласно

(4.24) может

принимать

 

 

 

значения

в

 

пределах

 

О ^ х ^ І ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимальное

значение у(х)

 

по­

 

 

 

 

лучается

при

значении

х—\, т . е .

Рис. 4.І8

 

 

в

 

том

случае,

когда

полоса

про­

 

 

 

 

пускания

фильтра

равна

полосе

 

 

 

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


пропускания

 

видеоканала . И з (4.27)

следует,

что

установка

ф и л ь ­

тра с меньшей .полосой пропускания

(х<\)

ведет к

ухудшению

помехоустойчивости. Таким образом, при равномерном

спектре шу­

ма

применение

фильтра

перед

ограничителем

нецелесообразно .

 

 

 

 

 

СПЕКТР ШУМА ПАРАБОЛИЧЕСКИЙ

 

 

 

 

 

 

С п е к т р а л ь н а я

плотность

мощности

шума

(рнс. 4Л86)

ів этом

случае р а в н а

 

 

 

 

 

N(D

=

bf,

 

 

 

 

'

 

(4.27>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Ь — к о э ф ф и ц и е н т

 

пропорциональности.

 

 

 

 

 

 

 

Мощность

шума на входе

Шв)

и выходе ф и л ь т р а

Шф)

опре­

деляется следующими

в ы р а ж е н и я м и :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г"

 

 

 

г

 

 

 

 

 

(4.28>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= \bfdf.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

j bfdf-

x3b-

 

 

 

 

 

(4.29).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о д с т а в л я я

1(4.28) и

(4.29)

в

.(4.26),

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у(х)

 

 

 

 

y(x) = llVx.

 

 

 

х.

(4.30)

 

В е л и ч и н а

 

монотонно

возрастает с уменьшением

Таким

образом, іс ТОЧІИН

зрении повышения

помехоустойчивости

звукового,

к а н а л а целесообразно

уменьшить

 

полосу пропускания

фильтра..

Минимально

 

допустимая

полоса

а)

1\

 

 

 

 

 

 

 

пропускания в этом случае опре­

 

 

 

 

 

Ѵ>

 

2Г„ан

деляется

из

условия

 

обеспечения

 

0-

 

 

 

 

установившегося значения р а з м а -

 

 

 

t

 

 

 

 

ха

звуконесущего

импульса

на

6) 1

 

 

 

 

 

 

выходе

фильтра . Д л я этого

необ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ходимо, чтобы длительность фрон­

 

о-

 

 

 

 

 

 

мин

тов звуконесущего импульса по-

 

 

 

 

 

 

 

 

еле фильтра была меньше дли- ß)

1

 

 

 

 

 

 

 

тельности

импульса

на

 

входе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтра

ил и

в

крайнем

 

случае

 

 

 

 

 

 

^ 7

<

тн.

р а в н а ей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку

импульсы

модули­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рованы

по

ширине,

это

условие

 

 

 

Рнс. 4.19

 

 

 

д о л ж н о выполняться

в

наихуд­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шем случае, когда длительность звуконесущих импульсов мини­

мальна . Сказанное поясняется рис. 4.19а, в, на которых

показано

изменение формы звуконесущего

импульса

в

процессе

модуляции

в случае выполнения и невыполнения

данного

условия. Таким

об­

р а з о м , имеем

 

 

 

 

 

 

 

/Фмнн =

-

1 .

- =

^

І — (

4 - 3

1 >

 

2/ф

2 г..

 

 

 

 

 

 

91