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: 97
Скачиваний: 0
4.18.МКЖР. Документы XI Пленарной ассамблеи. Осло, '1Ö66. Рекомендация 4Q5. М.. «Связь», '1969.
4.19.Те ум ш н П. II . 'Справочник mo переходным электрическиг.м процессам. М.,
Связымздат, 1951. |
|
Нейли, Оузуки, Итал. — «FM-lelevi- |
|
4.20. Патент США > |
3.504.1.15, кл. 178—5 |
||
sion signal transmission |
System», '1965. |
Н04 ,п 7,04. 19/ХІ '1970. Приоритет |
|
4.21. Патент іГД-Р № |
86425, |
кл. 21а 34/50, |
20/ХІ П969.
Севальнев Л. А., Хоробрых В. Т., Любеико В. Ф., Шпагин А. А., Игнаткин В. С, іБахмутов Ю. А. Устройстве для іпередачіи щ приема звукового сопро вождения телевидения.
-4.22. Патент ГДР № 86208, кл. 21а 34/50, Н04 п 7/04. 19/ХІ 1970. Приоритет 20/Х1 il 969.
Севалыіев Л. А., Хоробрых .В. Т., Любеико .В. Ф., Шпагат А. А., Иг.патташ fi. С, іБахмутов Ю. А. Устройство для 'передачи ,и приема звукового сопро вождения «аріно-ібелого in цветного телевидения.
4.23.Патент № 1356858 Н04 .п. Франция. «.Brevet d'invention». Заявитель: Pye limited résidant en grande;—Bretagne. 22/V 1963.
5 Передача сигналов звукового сопровождения:
методом импульсной частотной модуляции.
|
5.1. О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я |
Д л я |
(рассмотрения" возможности передачи сигналов звука ів |
спектре |
яркоетіного сигнала ів .интервале строчного г а с я щ е г о им |
пульса следует обратиться и теории передачи непрерывных пі дис кретных сообщений. П о д непрерывными сообщениями понимают та кие сообщения, .которые могут п р и н и м а т ь любые значения в 'не которых п р е д е л а х и являются непрерывными функциями времени . Эти сообщения при .некоторых ограничениях могут быть -заманены
дискретными. В с е р е а л ь н ы е непрерывные |
сообщения |
представляют |
собой процессы, основная часть спектра |
которых сосредоточена в |
|
конечном интервале частот (например, в |
телефонии |
нет необходи |
мости п е р е д а в а т ь частоты в ы ш е 3 - М кГц) . Таким образом, все ре альные непрерывные сообщения могут р а с с м а т р и в а т ь с я как сооб
щения, имеющие ограниченные спектры, которые |
не |
с о д е р ж а т |
ча |
|||||||||
стот в ы ш е |
некоторой граничной частоты FB. |
|
Д л я |
таких |
непрерыв |
|||||||
|
|
|
ных |
функций |
справедлива |
|||||||
|
|
|
теорема Котельникова. Зна |
|||||||||
|
|
|
чение этой теоремы для тех |
|||||||||
|
|
|
ники |
|
связи |
заключается |
в |
|||||
|
|
|
том, что если требуется пе |
|||||||||
|
|
|
редать |
|
непрерывное |
сооб |
||||||
|
|
|
щение |
|
г |
(I) |
с |
ограниченным |
||||
|
|
|
спектром |
(например, |
сигнал |
|||||||
|
|
|
звуковых |
колебаний), |
то, |
в |
||||||
|
|
|
принципе, |
можно |
не |
пере- |
||||||
|
|
|
* д а в а т ь |
сигнал |
(т. |
е. все |
зна |
|||||
|
|
|
чения |
|
функции), |
достаточно |
||||||
|
|
|
передавать |
лишь |
отдельные |
|||||||
|
|
|
мгновенные |
значения, |
отсчи |
|||||||
танные через интервалы |
времени |
(рис. |
5.1). |
И з |
рассмотрения |
|||||||
рисунка видно, что для всех моментов времени, кроме |
моментов |
|||||||||||
отсчетов, |
функция r(t) |
определяется суммой |
всех |
непрерывных |
||||||||
слагаемых, а в моменты отсчетов значение |
|
функции |
r(t) опреде |
|||||||||
ляется только одним слагаемым, так |
как все |
остальные |
с л а г а е м ы е |
106
в эти моменты времени равны нулю. Это важный вывод, вытекаю щий из теоремы Котельникова, состоит в том, что передача непре
рывного сообщения ничем принципиально |
не |
отличается от |
пере |
д а ч и дискретного сообщения, так как передача |
непрерывной функ |
||
ции времени м о ж е т быть заменена передачей дискретной во |
вре |
||
мени последовательности мгновенных значений этой функции. |
|
||
Таким образом, д л я организации канала |
передачи сигналов |
зву |
кового |
сопровождения в одном спектре с сигналом и з о б р а ж е н и я |
||||||||
могут |
быть ;использованы основные п о л о ж е н и я теоремы |
Котельни- |
|||||||
кова, при этом непрерывный сигнал звука |
д о л ж е н |
'быть |
превращен |
||||||
.в иімпульаный сигнал, частота следований импульсов |
в |
котором |
|||||||
д о л ж н а совпадать |
с частотой следования |
|
строк |
в |
изображении . |
||||
Верхнее значение |
м о д у л и р у ю щ е й частоты |
сигнала |
звука |
в этом |
|||||
с л у ч а е |
будет 'Определяться |
как ^ в = - ^ р - , |
т. е. 7,5 |
кГц. |
|
|
|||
5.2. |
О Р Г А Н И З А Ц И Я |
ЗВУКОВОГО |
К А Н А Л А |
М Е Т О Д О М |
|||||
|
И М П У Л Ь С Н О Й Ч А С Т О Т Н О Й М О Д У Л Я Ц И И |
|
|||||||
К а к |
у ж е б ы л о |
п о к а з а н о в предыдущей |
главе, |
на |
спутниковых |
||||
л и н и я х связи д л я передачи |
сигналов звукового сопровождения ока |
з а л о с ь целесообразным использовать систему с модуляцией звуко несущих 'Импульсов по ширине . Тем не менее система с импульс
ной частотной модуляцией пакетов цветовой поднесущей |
м о ж е т |
||||
•представлять определенный 'интерес и |
д л я этих линий связи, |
если |
|||
ее применение р а с с м а т р и в а т ь с точки |
зрения организации |
допол |
|||
нительных звуковых к а н а л о в . Наличие |
в совмещенном |
телевизион- |
|||
-:ном |
сигнале звуконесущих импульсов, |
модулированных |
по |
шири |
|
н е , |
не препятствует п р о холоданию но |
.каналу связи защитных |
па |
кетов цветовой .поднесущей. Включение в т р а к т дополнительных устройств, производящих частотную м о д у л я ц и ю этих пакетов, поз
волило |
бы в |
ряде случаев |
организовать дополнительный |
звуковой |
||||||||
к а н а л . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и |
(передаче |
звуковых |
сигналов (методом |
4 M |
(первоначально |
|||||||
звуковой |
сигнал |
из аналоговой ф о р м ы п р е в р а щ а е т с я в |
последова |
|||||||||
тельность |
звуконесущих импульсов, (модулированных но |
амплитуде . |
||||||||||
П р и организации |
звукового .канала |
с полосой пропускания, |
удов |
|||||||||
л е т в о р я ю щ е й |
н о р м а м на |
радиовещательный к а н а л |
I I класса, |
зву |
||||||||
ковые |
выборки берутся |
со строчной частотой, при более |
широкой |
|||||||||
.полосе 'пропускания — с |
двойной строчной частотой. В последнем |
|||||||||||
случае |
при |
обработке |
звукового |
сигнала |
нужно |
использовать |
систему синхронной перезаписи информации, (рассмотренную в пре
дыдущей |
.главе. В |
полный телевизионный сигнал |
в этом случае |
не |
|
о б х о д и м о |
(вводить |
д в а звуконесущих синусоидальных |
пакета . |
Д л я |
|
ф о р м и р о в а н и я звуконесущих .пакетов на передающей |
(стороне |
л и |
|||
нии связи используется частотномодулированный |
генератор оинуоо- |
||||
лідальных |
колебаний, р а б о т а ю щ и й ів импульсном |
р е ж и м е . П о д |
дей |
ствием импульсов, поступающих от 'блока телевизионной синхрони-
107
з а щ MI, генератор |
запускается в |
нужные .моменты передачи! гася |
||||||||||||
щего импульса . Средняя частота |
звуконесущих |
пакетов |
(и |
девиа |
||||||||||
ция) |
выбирается |
таким образом, |
чтобы она находилась в преде |
|||||||||||
лах полосы |
видеочастот. Звуконесущие пакеты |
мо.гут располагать |
||||||||||||
аІ |
|
|
|
|
ся |
во |
|
время |
передачи |
син- |
||||
ГГП |
|
|
ГШ |
хросигнала или за ним в ин |
||||||||||
|
|
|
|
|
тервале |
гасящего |
импульса |
|||||||
"ѴІІІІІ \^~/ |
|
|
|
(рис, |
5.2Û |
и б). |
|
|
|
|||||
' |
> ~ " |
> 4 ~ \ - J Щ |
*~ |
^ |
|
приемном |
устройстве |
|||||||
_ І І |
\c^L. |
|
|
звуконесущие |
пакеты |
отде |
||||||||
|
|
|
|
|
ляются |
|
|
от |
видеосигнала, |
|||||
|
|
|
|
|
затем |
|
|
ограничиваются |
по |
|||||
|
|
|
|
|
амплитуде |
для |
устранения |
|||||||
|
|
|
|
|
шумов |
|
и |
подаются |
на |
час |
||||
|
|
|
|
|
тотный дискриминатор . Вы |
|||||||||
|
|
|
|
|
ходной |
сигнал, снимаемый с |
||||||||
|
|
|
|
|
ди с к р и м ниатора, |
представ |
||||||||
|
|
|
Рис. |
5.2 |
ляет |
собой |
последователь |
|||||||
|
|
|
ность |
звуконесущих |
импуль |
|||||||||
|
|
|
|
|
сов, |
модулированных |
по ам |
плитуде. При передаче одного звуконесущего пакета в строчном гасящем импульсе звуконесущие импульсы следуют со строчной частотой и их дальнейшая демодуляция производится фильтром низкой частоты. іВ случае передачи двух звуконесущих пакетов в строчном гасящем импульсе перед подачей звуконесущих им пульсов на низкочастотный фильтр производится их расстановка с двойной строчной частотой при помощи системы синхронной пе резаписи, рассмотренной в предыдущей главе.
Рассматриваемый -метод передачи звуковых сигналов 'был про верен экспериментально. О б н а р у ж е н н ы е при этом некоторые епецн фичѳские особенности будут рассмотрены н и ж е .
5.3. Ф И З И Ч Е С К И Е СВОЙСТВА СПОСОБА
ИЧ М
Пр и И Ч М 'процесс передачи частотно-модулированных сигналовзвуконесущих пакетов можно рассматривать как перерываемую
передачу 4 M |
сигналов, в которой па-кеты длительностью т |
следуют |
|||||
с интервалом |
Т. В такой системе высокочастотный сигнал |
|
e(t), |
'мо |
|||
дулированный по частоте низкочастотным сигналом r(t) |
с |
полосой |
|||||
частот от |
Fmm |
до FBepx |
передается в интервалы времени |
|
длитель |
||
ностью т. с |
частотой повторения / = ' 1 / Г , причем |
т < с Х П о |
этой |
при |
|||
чине можно |
полагать, что в интервале времени |
от 0 до |
т |
частота |
|||
в п а к е т е 'остается неизменной. При этом предполагается, |
что |
(ми |
|||||
нимальное значение величины х определяется м и н и м а л ь н ы м |
чис |
||||||
лом синусоид, с .помощью которых формируется |
сигнал . |
|
|
|
108
З д е сь значение частоты |
в |
ш к е т а х определяется .как |
! ( ( ) = . |
|||||||||
=№ +тк], |
|
где т=— |
— |
индекс модуляции; |
к — -коэффициент, |
|||||||
•определяющий свойства .частотного модулятора . |
|
|
|
|
||||||||
Следует |
-отметить |
в а ж н о е |
свойство способа |
И Ч М , ікотоірое |
зак |
|||||||
лючается |
в |
том, что |
ширина |
пакета |
остается |
.неизменной |
при |
лю |
||||
бой девиации частоты, т. е. x=const. |
-По |
ѳтой |
причине |
интервал |
||||||||
строчного |
гасящего 'импульса, |
з а н и м а е м ы й |
сигналом звука, |
не |
из |
|||||||
меняется в процессе |
его передачи, что является |
существенным |
д л я |
передачи сигнала звука в полосе видеосигнала цветного телеви дения. (При И Ч М , используемой д л я передачи звука в спектре ви деосигнала, следует выполнять следующие требования:
1) время, занимаемое звуконесущим пакетом в 'Интервале строч
ного |
гасящего импульса, д о л ж н о ;быть по возможности |
минималь |
|||
н ы м ; |
|
|
|
|
|
2) |
число синусоид в звукоінесущѳм пакете д о л ж н о являться до |
||||
статочным д л я нормальной |
р а б о т ы демодулятора; |
|
|
||
3) |
переходные |
процессы |
при формировании и |
усилении сигна |
|
лов |
импульсной |
частотной |
.модуляции д о л ж н ы |
'быть |
минималь |
ными.
Отделение звуконесуших пакетов от видеосигнала, их после
дующее |
усиление и |
обработка |
производятся с участием резонанс |
||||||||||
ных систем. Полоса пропускания этих си |
|
|
|||||||||||
стем обычно выбирается так, чтобы обес |
|
|
|||||||||||
печивалось |
надпологовое отношение |
сиг |
|
|
|||||||||
нал/шум в частотном демодуляторе зву |
|
|
|||||||||||
конесуших пакетов и в р е м я |
установления |
|
|
||||||||||
переходных |
процессов |
при |
этом |
не |
вы |
|
|
||||||
ходило за допустимые пределы. |
|
|
|
||||||||||
Рассмотрим |
|
требования, |
накладывае |
|
|
||||||||
мые |
на |
полосу |
|
пропускания |
резонансной |
|
|
||||||
системы с точки зрения переходных про |
|
|
|||||||||||
цессов. Длительность звуконесущего па |
|
|
|||||||||||
кета |
обычно |
ограничивается |
наличием |
|
|
||||||||
свободного места в интервале строчного |
|
|
|||||||||||
гасящего импульса и не может произ |
|
|
|||||||||||
вольно увеличиваться. В то ж е |
время |
для |
S) |
|
|||||||||
нормальной |
р а б о т ы |
частотного |
демоду |
|
|||||||||
|
|
||||||||||||
лятора |
необходимо, |
|
чтобы |
|
переходные |
|
|
||||||
процессы заканчивались за время, суще |
|
|
|||||||||||
ственно меньшее длительности звуконе |
|
|
|||||||||||
сущего |
пакета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.3 |
|||
На |
рис. '5.3 |
изображены |
|
звуконе- |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||
сущие |
пакеты |
на |
входе |
и |
выходе |
|
|
||||||
резонансной |
|
системы |
в |
виде |
параллельного |
колебательного |
|||||||
контура. Время |
н а р а с т а н и я |
фронта звуконесущего |
пакета (т) свя |
||||||||||
зано с величиной шунтирующего сопротивления R , .которое опре |
|||||||||||||
деляет |
полосу |
прспускания |
контура |
В следующим |
соотношением: |
109
x=2RC |
= B/n. іВьфазіиів длительность |
переходного процесса в про |
|
центах |
% ) от общей длительности |
звуконесущего |
па.кета, имеем: |
|
Ах =рТ и ß |
> — - . |
|
|
|
лрТ |
|
В |
ряде случаев удобней б ы в а е т |
пользоваться |
относительной |
длительностью, вьиражая ее числом периодов частоты заполнения
пакета. Тогда длительность звукового пакета |
будет n = Tfa, а дли |
|
тельность ф р о н т а нарастания 'звуконесущего |
пакета |
An=Avfn- |
Из этих простых соотношений видно, что |
частота |
генератора |
синусоидальных колебаний д о л ж н а выбираться по возможности вы
сокой. Ее верхнее значение ограничивается полосой канала |
сигнала |
|||||||||||||||
и з о б р а ж е н и я . .В |
качестве |
п р и м е р а |
можно |
у к а з а т ь |
следующие |
па |
||||||||||
р а м е т р ы |
системы |
И Ч М , предназначенной |
д л я |
передачи |
сигнала |
|||||||||||
звука в черно-белом телевидении': длительность |
п а к е т а т — 5 |
м.кс, |
||||||||||||||
время н а р а с т а н и я |
Дт=і0,5 |
мкс, |
емкость |
резонансной |
системы |
|||||||||||
С=2'5 - '1'0 - 1 2 Ф, сопротивление |
= i l О ООО Ом, ширина полосы |
частот |
||||||||||||||
ß = 4 0 0 |
кГц, частота поднесущей |
fn = 4 М<Іц, |
добротность |
|
Q = |
10, |
||||||||||
число периодов синусоидальных колебаний в звукоиесущѳм |
пакете |
|||||||||||||||
п = 2 0 , .Д.«=о периода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5.4. О С У Щ Е С Т В Л Е Н И Е |
Ф А З И Р О В А Н И Я |
П О Д Н Е С У Щ Е Й |
|
|||||||||||||
|
|
Н А П Е Р Е Д А Ю Щ Е Й |
СТОРОНЕ |
|
|
|
|
|
||||||||
Согласно в ы ш е |
приведенным д а н н ы м , |
о б щ е е |
число синусоид в |
|||||||||||||
• период переходного процесса н е более |
2 является |
достаточным |
д л я |
|||||||||||||
нормальной р а б о т ы приемника . |
Отсюда 'следует, |
что в н а ч а л е |
па |
|||||||||||||
кета .мгновенные значения сигнала |
(/поднесущей) |
д о л ж н ы |
.каждый |
|||||||||||||
р а з повторяться. |
Если н а ч а л ь н а я |
ф а з а каждого |
периода |
.колеба |
||||||||||||
ний в п а к е т е н е |
повторяется |
(т. е. не |
начинается |
с |
.нуля), |
то |
слу |
|||||||||
чайные |
н а ч а л ь н ы е |
ф а з ы |
могут |
д а в а т ь с л ы ш и м ы е |
тона биений |
и |
||||||||||
шумы ів детектированном |
сигнале . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Если ів оистеме передачи |
звука |
используется |
независимый гене |
|||||||||||||
ратор поднесущей |
'частоты, |
с п о м о щ ь ю которого |
формируется |
|
не |
|||||||||||
прерывный 4 M 'сигнал, то д л я ф о р м и р о в а н и я пакетов д о л ж н о |
быть |
|||||||||||||||
предусмотрено |
устройство, |
синхронизируемое |
|
синхроимпульсом |
||||||||||||
е и ш а л а |
и з о б р а ж е н и я . Очевидно, что |
синхронизация этого |
устрой |
|||||||||||||
ства д о л ж н а б ы т ь |
точной |
в |
п р е д е л а х |
небольших |
долей одного |
пе |
||||||||||
риода колебаний поднесущей частоты |
(около 0,1 мкс) с тем, |
чтобы |
||||||||||||||
начальные ф а з ы всех .импульсов были одинаковыми . Однако |
тткой |
|||||||||||||||
метод ф о р м и р о в а н и я восприимчив |
к п о м е х а м . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
П р о б л е м а точной синхронизации усложняется |
тем, что |
частота |
повторения телевизионных синхроимпульсов непостоянна; в о всех сяихрогенераторах телевизионных .сигналов, применяемых на п р а к
тике, строчная частота непрерывно подстраивается т а |
м о б р а з о м , |
||
что 'Она |
к р а т н а |
частоте полей. Частота полей синхронизируется с |
|
сетью 60 |
Г ц и |
т а к ж е нестабильна . .В результате такой |
нестабиль |
ности .синхронизации тоны биений различной частоты |
могут появ |
||
ляться в выходном сигнале звука . |
|
110