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

где Тмин — минимальная

длительность звуконесущего

импульса

в

процессе модуляции .

f

= —

1

и 'согласно

(4.30)

Тогда х = —

/в

2 fв т М Н Л

у ( * ) - " К 2 / в т и и н .

О ц е н и м порядок

величины у(х).

П о л а г а я

/ в = 6 М Г ц

и т М т г ~

—0,5 ім«с, имеем у(х)=Ѵ2

- 6-106 -0,5-10-6 = 2,45, или

7,в

д Б .

Та­

ким образом, включение

фильтра

перед демодулятором

повысило

отношение сигнал/шум ів звуковом

.канале на

7,8 д Б . .

N(])=N0

+ bf.

(4.32)

Мощность

ш у м а

іна входе и

выходе ф и л ь т р а

согласно .(4.32):

Ршп =

j

Ѵ о

+bf)df

= NoU

+

b-^-;

(4.33)

о

^шф

=

]

(N0+bftdf

= xN0fB

+

x*b-^~.

(4.34)

о

П е р в о е с л а г а е м о е

в

(4.33)

представляет мощность ш у м а

с р а в ­

номерны*!

спектром

іи

численно

р а в н о п л о щ а д и

прямоугольника

OACD

на

рис. 4Л<8в, второе

с л а г а е м о е

—

мощность шума

с п а р а ­

болическим

спектром,

'численно

р а в н а

п л о щ а д и

параболического

треугольника АБС

на рис . 4Л8в. Сумма

этих двух с л а г а е м ы х

пред ­

с т а в л я е т полную мощность

шумов видеосигнала .

О б о з н а ч и м :

/в

•Рш p =

Л/о /в,

Рш ц — Ь —— .

Тогда

.(4.33)

и >(4.34)

м о ж н о

з а п и с а т ь

в следующем виде:

•^шв =

^шр

~Ь Aim!

(4.35)

Р(х)шф

=

хРШр

+ х°Ршл.

(4.36)

П о д с т а в л я я

1(4.36)

в

(4.26),

имеем

у (X) = X

Л/

S

D

РТ

п

=

X і/тв

^шв

( 4 3 7 )

П е р е й д е м от абсолютных значений мощности .к относительным

величинам. Д л я

этого

введем

относительную

мощность р,

р а в н у ю :

Р = Лир/Лив-

(4 -3 8 )

•Величина

р

.характеризует

отношение мощности ш у м а

с

равно­

мерным спектром

ІКО всей

мощности ш у м а

в

в и д е о к а н а л е

іи

м о ж е т

быть вычислена как отношение п л о щ а д и прямоугольника

OACD

к

площади параболической трапеции

OABD

(см. рис. 4Л8в).

С уче­

том (4.38)

в ы р а ж е н и е

і(4.37) можно

записать в виде

Максимум

помехоустойчивости звукового

к а н а л а определяется

малдаимумом функции

(4.39), который совпадает с м а к с и м у м а м

вы ­

р а ж е н и я под знаком

р а д и к а л а :

Уі (X) = у* (X) =

f — — .

(4.40)

(1 — р)х- + р

обходимости р е ш е н и я кубического уравнения .

В 'зависимости от

численных значений

коэффициентов

этого

уравнения в о з м о ж н о

шесть

р а з л и ч н ы х

в а р и а н т о в

распределения

экстремальных

точек

функции

(4.40). Д л я

р а с с м а т р и в а е м о г о

случая

выполняются

сле­

дующие

условия: О ^ х ' ^ 1 и 0 < . р < 1 . В этом

д и а п а з о н е

изменений

значений

х и р имеется только

один м а к с и м у м

функции

'(4.40)

при

значении х, равном

хо=Ѵт=7'

{ 4 - 4 1 )

которому

соответствует

согласно (4.24)

о п т и м а л ь н а я

полоса

про­

пускания

ф и л ь т р а :

W

=

/ B ] / - n = 7 -

(4-42)

Из

в ы р а ж е н и я

(4.42)

видно,

что с

увеличением р

'Оптимальная

полоса

пропускания

ф и л ь т р а

демодулятора

увеличивается

іи при

р = 0,5

она становится

равной

полосе

пропускания

видеоканала .

При д а л ь н е й ш е м

увеличении

,р(1^.р^0,5)

о п т и м а л ь н а я

полоса

деоканала . Это у к а з ы в а е т на то, что д л я повышения

помехоустой­

чивости в этом

случае требуется

не с у ж а т ь полосу

пропускания

демодулятора',

а увеличивать

полосу

пропускания

видеоканала .

Таким образом,

точка с р = 0,5 является

граничной. П р и /?<0,5 по­

р а щ е н и е

полосы в этом с л у ч а е ухудшает

помехоустойчивость.

П р и

пользовании ф-лой (4.42)

необходимо проверить

выпол ­

нение условия (4.31 ) , т. е. убедиться

в том, что о п т и м а л ь н а я

с точ­

ки зрения помехоустойчивости

полоса

пропускания ф и л ь т р а

не

меньше той полосы частот, 'которая

требуется д л я достижения

ус­

тановившегося значения р а з м а х а

импульсов после ф и л ь т р а , т

е.

/ ф опт ^ / ф и н н -

(4.43)

П ри невыполнении

условия

(4.43) полоса

.пропускания

ф и л ь т р а

д о л ж н а .выбираться

по ф -ле 1(4.31).

Выигрыш, получаемый от применения ф и л ь т р а с оптимальной

полосой пропускания, согласно

(4.39)

и

(4.41)

раве н

У(х)

=

2 / р ( 1

- Р )

(4.44)

Н а

рис. 4.20 п о к а з а н а зависимость

оптимальной полосы

пропус ­

кания

ф и л ь т р а демодулятора

(кривая

х) и в ы и г р ы ш а в помехоус ­

тойчивости, получаемого от применения

такого фильтра і(.кривая у),

ляется соотношением

(4.38).

Оценим порядо к величины возможного увеличения

помехоустой ­

чивости.

'Как п о к а з ы в а ю т

измерения, иа

долю белого шума

приходится

примерно 10% полной мощности шумов видеоканала

спутниковой

линии, т. е. коэффициент р » 0 , 1 .

Тогда оптимальная

полоса

про ­

пускания ф и л ь т р а согласно

(4.42)

/ф О п т = / в К 0 , 1 (1—0,1)="^-/в-

П о ­

скольку д л я телевизионного

к а н а л а / в = 6 М Г ц , то / ф 0 пт = 2 М Г ц и-

шение сигнал/шум в звуковом канале по

сравнению

со

случаем,,

когда

такой

фильтр

отсутствует,

согласно

(4.44)

в

у(х)

—

- у -

2Ѵ0,\

(1

—0,1)

=ІІ,3 р а з а , или

на

2,2

д Б .

Полученные

в

этом

параграфе -

щ

соотношения

т а к ж е

могут

быть

ис­

пользованы

при

расчете

помехоус­

дВ - !,0

Ô - 0,8

тойчивости

к а н а л а

синхронизации

Sx

приемной

и

передающей

аппарату ­

6 -0ß

ры, при выборе

полосы

пропускания

-

O/t

селектора

синхроимпульсов

телеви­

зионного

сигнала. Такое

обобщени е

г -

0,2

правомочно,

т а к

как

в

обоих

слу­

чаях

, о б р а б о т к а

сигнала

произ­

0,1

0,2

0,3 Ofi

0,5P

водится пороговой схемой -— огра ­

ничителем,

и

задач а

сводится

к

Рис.

4.20

получению

минимальной

шумовой

девиации фронтов выделяемых им ­

пульсов.

4.5. О С О Б Е Н Н О С Т И

П Р О Х О Ж Д Е Н И Я

С О В М Е Щ Е Н Н О Г О

С И Г Н А Л А Ч Е Р Е З Р А Д И О Т Р А К Т С Ч А С Т О Т Н О Й

М О Д У Л Я Ц И Е Й

ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ

В

н а с т о я щ е е в р е м я

на

линиях связи с И С З повсеместно

исполь ­

зуется

частотная м о д у л я ц и я радиоиесущей, п о з в о л я ю щ а я

относи -

стей 'бортового

р е т р а н с л я т о р а

рабочая

точка

х-аірактеристики

де ­

модулятора

4 M

несущей выбирается вблизи порога, причем вели­

чина запаса

ів надпороговой области не

п р е в ы ш а е т нескольких

де­

цибел. П о этой

ж е причине полосу пропускания

радиоканала стре­

м я т с я ограничить .минимумом,

еще допустимым

с точки зрения

ис­

к а ж е н и й телевизионного сигнала .

Из сказанного

ясно,

что в

процессе

.модуляции, в

те моменты

времени, когда н е с у щ а я

с м е щ а е т с я

к

краю

полосы

пропускания,

для р а б о т ы

демодулятора 4 M

несущей создаются

наиболее

небла ­

гоприятные условия — уровень несущей

ів эти моменты снижается

из-за спада

амплитудно-частотной

характеристики

радиотракта и

р а б о ч а я точка о к а з ы в а е т с я вблизи

порога. Именно

т а к и е моменты

и создаются в о в р е м я передачи звуконесущих

импульсов, посколь­

ку они имеют м а к с и м а л ь н ы й

д л я телевизионного

сигнала

р а з м а х

от уровня черного до уровня

белого

и

и м

соответствует

макси ­

мальная девиация

несущей.

Условия д л я приема

звуконесущих

импульсов могут е щ е

более

м о ж е т дополнительно сместиться

по склону

амплитудно-частотной

характеристики р а д и о т р а к т а . Е е

уровень

соответственно

снижает ­

ся, и в демодуляторе 4 M

несущей в эти моменты возникают поро­

говые явления. П о этой

причине

звуковой

к а н а л о к а з ы в а е т с я

по ­

р а ж е н н ы м сильными ш у м а м и , в т о в р е м я

как качествотелевизион­

ного и з о б р а ж е н и я

остается

высоким . Д л я

устранения

возможности

появления таких

явлений

необходимо иметь соответствующий

за ­

п а с по полосе пропускания или его .можно

создать

искусственно,

снизив р а з м а х звуконесущих импульсов

в телевизионном

сигнале.

При

этом необходимо учитывать, что снижение р а з м а х а

звуконесу­

щих

импульсов, хотя и устраняет появление пороговых

эффектов,

однако

одновременно ведет

к

снижению

помехоустойчивости

зву­

кового

канала,

в силу

чего

у м е н ь ш а т ь

р а з м а х звуконесущих

им ­

пульсов

больше

чем на

2 ч - 3 д Б

н е ж е л а т е л ь н о .

Остановимся

е щ е на

одной

'особенности радиотрактов с

частот-

"ной модуляцией. Характерным

д л я них я в л я е т с я применение

оиоте-

мы частотных предыскажений . П р и этом

телевизионный сигнал

пе -