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: 98

Скачиваний: 0

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

;ред .подачей

на вход

частотного

м о д у л я т о р а

пропускается

через

п р е д ы с к а ж а ю щ у ю

цепь,

которая

производит

подъем

его высоких

частот и ослабление низких. На

приемном конце линии

производит­

ся о б р а т н а я

операция,

в

ходе

которой восстанавливаются

исход­

н ы е соотношения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,05

0,1

0,2

0,5

1

2

3 4 5 Б МГц

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.21

 

 

 

Система

частотных

предыскажений

повсеместно применяется в

р а д и о т р а к т а х

с 4 M

как на

радиорелейных линиях п р я м о й

видимо ­

сти, т а к и

на

спутниковых

линиях .

Форма

.амплитудно-частотной

характеристики п р е д ы с к а ж а ю щ и х

'(.и

восстанавливающих)

цепей

регламентируется документом М К К Р |[4Л8] и п о к а з а н а на рис. 4.21 (восстанавливающая цепь имеет обратную характеристику) . От­

метим, что

частотные п р е д ы с к а ж е н и я

вводятся в основном д л я

по ­

давления

постоянной составляющей

телевизионного сигнала

и

уменьшения его нелинейных искажений в процессе частотной м о ­

дуляции и демодуляции . Н а

помехоустойчивость в и д е о к а н а л а

т а к а я

обработка телевизионного сигнала

влияет

м а л о

отношение

сиг­

н а л / ш у м

взвешенный практически

не

меняется,

а

отношение

сиг­

н а л / ш у м

интегральный улучшается

н а

2дБ п о

сравнению

со

 

слу­

чаем, .когда п р е д ы с к а ж е н и я

отсутствуют

'(спектр мощности

ш у м а

при этом предполагается п а р а б о л и ч е с к и м ) .

 

 

 

 

 

 

Действие п р е д ы с к а ж а ю щ е й

цепи на

передаче

прОіяівляется

в

ча­

стичном

дифференцировании

телевизионного

сигнала .

На

 

рис .

4.22а и

б п о к а з а н телевизионный сигнал

(импульс

белой

полосы)

до и после предыскажений .

П р е д ы с к а ж е н и я снижают

установив­

шееся значение телевизионного сигнала

(размах плоской части

вер ­

шины импульса) п о сравнению с непредыскаженным

сигналом в

3,56 р а з а . 'Соответственно уменьшается

и

девиация

несущей

в

эти

моменты. М а к с и м у м девиации и сопутствующий ему м а к с и м у м не ­ линейных искажений н а б л ю д а е т с я теперь ів моменты передачи фронтов импульса, т. е. в течение относительно .коротких моментов •времени. При визуальном воспроизведении телевизионного с и г н а л а

96


этим моментам

соответствуют

переходы .между светлыми іи темны­

ми

местами и з о б р а ж е н и я ,

т. е. их

геометрические

р а з м е р ы на эк ­

ране

телевизора

относительно ма­

 

 

 

лы.

 

Основная

ж е б о л ь ш а я

часть

а)

 

 

изображения, соответствующая

пло­

 

 

v„,

ской вершине имлульса, теперь вос­

 

 

производится с

меньшими

градаци ­

 

 

 

онными

искажениями .

Визуально

 

 

 

это

воспринимается

как улучшение

6}

 

 

к а ч еств а

из о б р а жен и я.

 

 

 

 

и,

 

При передаче звуконесущих им ­

 

 

 

 

 

 

пульсов положение существенно из­

 

 

 

меняется. При Ш И М полезная ин­

S)

 

и.

формация о звуковом сигнале пере­

 

 

дается фронтами звуконесущих им­

г Н _ _ Ь Г

пульсов.

Наличие

предыскажений

не изменит условий их передачи,

если

их

р а з м а х по-прежнему

будет

г)

 

 

являться

максимальным

для

кана­

 

 

 

 

 

ла

связи. То, что вершина звуконе-

 

 

 

сущего импульса в этом случае име­

 

 

 

ет меньший размах и подвергается

 

 

 

меньшим

искажениям, дополнитель­

Рис. 4.22

ного

полезного

 

эффекта

не

дает.

 

 

 

 

 

 

ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ ЗВУКОВОГО КАНАЛА ПРИ

 

 

 

ПРИМЕНЕНИИ ЛИНЕЙНЫХ ПРЕДЫСКАЖЕНИЙ

 

 

Н а рис . 4.23а п о к а з а н а

принципиальная схема

п р е д ы с к а ж а ю щ е й

цепи, рекомендованной М К Ж Р

(4.18] дл я использования в телевизи­

онных т р а к т а х

с

частотной .модуляцией. П р и расчете

переходных

•процессов эта схема

может б ы т ь упрощена и заменена

эквивалент ­

ной схемой рис. 4.23г или д. В правомочности такой з а м е н ы м о ж ­ но убедиться, если предварительно схему рис . 4>23а изобразить в виде мостовой схемы рис . 4.236 (эти дв е схемы электрически тож ­ дественны и отличаются только порядком размещения элементов на чертеже) . ^

Мостовая схема о к а з ы в а е т с я сбалансированной . В этом .можно убедиться, если подставить численные значения ее элементов в уравнения баланса:

^АВ

^DC Л2

 

RI R2

= Rn

(4.45)

С

 

 

где RAB и RDC — значения, сопротивлений,

включенных м е ж д у точ­

к а м и AB и DC.

 

 

4—145

97


Ла=750» Ri =300Ом

R2=18,75Ом л C=l69Sn<P

і=9,!4нкГ

Рис. 4.23

Поскольку

мостовая

схема

сбалансирована

и

'потенциалы

тачек

А и С

/равны,

так

через

сопро­

тивление Яо.

включенное

между

этими

точками, не

протекает .

П о э т о м у

это

сопротивление

можно

ис­

ключить нз схемы,

харак ­

теристики схемы не изме­ нятся. Схема после тако ­

го

п р е о б р а з о в а н и я

при­

мет

вид, показанный

на

рис.

4.23s. И з этого

ри­

сунка видно, что форми­ рование сигнала произво­

дится ветвью

BCD, вто­

рая ветвь BAD

необходи­

ма для обеспечения по­ стоянного /входного со­ противления со стороны генератора. Поскольку в рассматриваемом случае потенциалы точек А и С одинаковы, форма сигна­ лов на выходе обеих вет­

вей

т а к ж е

будет

одинако ­

ва

и дл я

расчета

можно

использовать

любую

из

эквивалентных

схем

рис.

4.23.

 

 

 

 

 

 

П е р е х о д н а я характери ­

стика

схемы

рис, 4.2-Зг, д

/при

л о д а ч е

на

её

; вход

'идеального

единичного

с к а ч к а н а п р я ж е н и я

имеет

'віед|[19]

 

 

 

 

 

 

к(*) =

к» +

( 1 — Ко)е

(4.46)

г д е

 

 

 

 

 

/Со.—•

 

 

То

 

Rg Rl

Ro +

Rt

R0 + R2

R0 + Ri

Ro + ^2

 

Реальные импульсы и м е ю т конечную длительность фронта, и можно считать, что. их. фронты н а р а с т а ю т по экспоненциальному закону:

98


 

 

 

 

 

 

 

 

М / )

=

л

( і

- е

' " A

 

 

 

 

 

(4-t7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( « 8 )

где Л — р а з м а х

 

.импульса;

Тф(постоянная

времени

фронта

н а р а ­

стания

и м п у л ь с а ; - ^ ф д л и т е л ь н о с т ь фронт а

импульса, измеренная

ів интервале +10-=-90% от устаіновившегося значения .

 

 

 

О р и

известной

форме входного

сигнала

ф о р м а сигнала

на вы­

ходе линейного

четырехполюсника

согласно (4.1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u2(t)

=

 

u1(0)K(t)-\-

 

^и\(х)кЦ

 

x)dx,

 

 

 

(4.49)

где Ui(()—напряжение

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

щ

( 0 ) з н а ­

 

 

 

на

входе

четырехполюсника;

чение входного н а п р я ж е н и я в начальный момент;

 

и\(х)—.произ­

водная

входного

н а п р я ж е н и я ;

к>(і)—переходная

 

характеристика

четырехполюсника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В рассматриваемом

случае

из в ы р а ж е н и я

(4,47) имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и[(х)

=

^ -

е

^ .

 

 

 

 

 

 

(4.50)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« і ( 0 ) * = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.51)

П о д с т а в л я я

в ф-лу

(4.49)

ф-лы (4.46),

(4.50)

и

(4.51),

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t-x-

 

 

 

 

 

 

« . ( 0

=

— f e

Т < "

Ко

+(1—к0

 

 

dx

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

A ^

f

e

x

* d x +

* 0 - « o ) e

-

Г е

-

 

X*dx.

 

 

 

 

Тф

J

 

 

 

 

 

 

 

Тф

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

Окончательно

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и, (0 = А к0

( 1 -

е~

*

)

+

Л ( 1 - ^ )

т °

( е ~ ~*

~

е~ ^ )

.

(4.52)

Момент времени, при котором выходное н а п р я ж е н и е

достигает

максимума,

найдем,

 

приравняв

нулю производную

ф-лы

(4.52):

du2(t) =

Ак0

с

 

^ 4 ( 1 — *о)т0

f j _ e ~ T 7

 

L e

~ " * * )

= 0

<#

 

Тф

 

 

 

 

 

 

Тф — Т0

V Т0

 

 

Тф

 

/

 

 

•Выполнив вычисления,

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t0

=

 

Т

ф Т

°

I n Y — 1

т "

~ Т ф

>

| .

 

 

(4.53)

 

 

 

 

 

 

Т0

— Тф

\ Тф

 

1 — К„

Тф

/

 

 

 

(Выражения

 

і(4.52)

 

и

(4.63)

справедливы

д л я

(случая,

когда

Тф=?^то. П р и

Т ф = т 0

они становятся неопределенными . Р а с к р ы в не ­

определенность в этой точке, получим

следующие

соотношения:

4*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

99

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

lim/o =

_ 5 L _ ;

 

 

 

 

 

 

(4.54)

 

 

 

 

 

 

хф-*х„

1

к0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

1

 

 

 

 

 

 

 

 

limui(t0)

 

=

AK0 +

A(l

Ко)е

 

 

 

 

 

(4.55)

 

.Пользуясь полученными

в ы р а ж е н и я м и ,

 

сравним

условия

про­

хождения телевизионного сигнала и з в у ш н е с у щ и х импульсов

через

предыска . жающую цепь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длительность фронтов телевизионного сигнала определяется по­

лосой пропускания

.видеоканала

(fB),

а длительность

зівуколесу щи х

импульсов — полосой

пропускания

ф о р м и р у ю щ е г о ф и л ь т р а . ( | ф )

я

соответственно р а в н ы

il/2|fB и

1/2/ф.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда согласно »(4.4*8)

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,4/в

 

 

4,4/ф

 

 

 

 

 

 

 

 

Обычно і/в = 6 МГц, а / ф в ы б и р а ю т

в пределах 2 - ьЗ МГц . Д л я

рас ­

чета

примем / ф = 2 , 2 4 МГц . Тогда

согласно

(4:56) получаем:

Т ф і

=

=0,0379 ІМІКС и Т ф 2 = 0,.10і15 м.кс. Эквивалентна я

постоянная

времени

п р е д ы с к а ж а ю щ е й

цепи

согласно

 

(4.46)

 

и

числовым

данным

рис.

4.23а равна: то = 0,1015 мкс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и расчете будем

полагать,

что р а з м а х

видео- и

звуконесущнх

импульсов, поступающих

на п р е д ы с к а ж а ю щ у ю

цепь,

одинаковый

и

раве н

максима л ьніо в о з м о ж н о м у

д л я телевизионного

сигнала . М а к ­

симум

сигнала на

выходе

п р е д ы с к а ж а ю щ е й

цепи и

в р е м я

его по­

явления .можно .рассчитать по полученным

в ы ш е

соотношениям —

д л я

видеосигнала,

поскольку

Т ф і ^ т о , по

ф-лам

(4.52)

и

(4.53),

а

д л я

звуконесущих

импульсов,

поскольку Т ф 2 = т о ,

по ф - лам

(4.54)

и

(4.55). Проведя вычисления, получаем следующие величины:

 

 

— дл я видеосигнала / О п

= 0,070 мкс и ыг(/ов) =0,615 А;

 

 

 

 

— дл я звуконесущих импульсов

/озв=0,1'27

 

<м,кс

и « 2 ( ^ 0 ™ )

=

=0,438 А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з

полученных

д а н н ы х

видно,

что лріи

одинаковых

р а з м а х а х

на входе п р е д ы с к а ж а ю щ е й

цепи

м а к с и м а л ь н ы й

 

р а з м а х

предыска -

женных звуконесущих импульсов получается меньше м а к с и м а л ь н о ­

го р а з м а х а

предыс.кажеииого видеосигнала

в

 

 

ß =

"2 (/о в) =

0.615А = 4

( и

л и н а g

Б )

 

 

и,(*озв)

0.438А

 

 

 

 

Т а к им образом, если -при передаче видеосигнала

частотный

мо­

дулятор передатчика

будет обеспечивать

м а к с и м а л ь н у ю девиацию

несущей, то при передаче звуконесущих

импульсов

девиация

ока­

зывается уменьшенной на З1 д Б . Н а приемном конце линии восста­ н а в л и в а ю щ а я цепь вернет исходную ф о р м у принятым сигналам, іно за счет того, что передача звуконесущих импульсов по радиолинии происходила с меньшей девиацией, отношение сигнал/шум д л я зву­ конесущих импульсов 'будет хуже, чем дл я видеосигнала (в данном

100