те, содержат избыточную информацию о яркости, которая уже имеется в сигнале Еу. Поэтому во всех совместимых системах цветного ТВ передаются цветоразностные сигналы

Е у = Е - Еу = 0,7Е - 0,59Ео - 0,1 lEg Es Y = Es - Еу = -О, 3Er - О, 59Eg + О, SQEg

(8.2)

которые формируются вычитанием из Е и Eg яркостного сигнала Еу. Особенность цветоразностных сигналов заключается в том, что они не содержат информации о яркости. Например, их амплитуда равняется нулю при передаче белых или серых участков изображения, когда Ер. = Eq = Ев = Еу, и мала на слабо насыщенных цветах. Так как такие цвета обычно преобладают, то средняя амплитуда цветоразностных сигналов гораздо меньше максимальной и много меньше той средней амплитуды, которая была бы при передаче сигналов Er, Eg, Eg. Это намного улучшает помехоустойчивость и совместимость систем цветного ТВ. Причем цветоразностные сигналы достаточно передавать в сокращенной полосе до 1,5 МГц. Это объясняется особенностями зрительного восприятия цветных изображений. Экспериментальные исследования показали, что цветными зрительный аппарат человека воспринимает только крупные и средние детали изображения. Мелкие детали, которым соответствуют частоты цветоразностных сигналов более 1,5 МГц, достаточно воспроизводить черно-белыми, при этом общая оценка качества цветного изображения практически не ухудшится.

В совместимых системах цветного ТВ яркостный и цветоразност-ный сигналы должны передаваться в стандартной полосе частот черно-белого ТВ. Для этого используется уплотнение спектра яркостного сигнала сигналами цветности.

Практически в спектр яркостного сигнала вводятся одна или две поднесущие частоты, промодулированные двумя цветоразностными сигналами. Способ передачи и приема цветоразностных сигналов и различает между собой современные вещательные системы цветного ТВ. В настоящее время в различных странах мира эксплуатируются три вещательные системы цветного телевидения. Например, в США разработана цветная система с квадратурной модуляцией поднесущей частоты NTSC (National Television System Committee, т.е. система, предпоженная Национапьным комитетом ТВ систем). Система NTSC испопьзуется в 54 странах мира с насепением 870 мпн. человек. В ФРГ разработана система с квадратурной модуляцией и строч-но-переменной фазой PAL (Phase Alternation Line). Система PAL экс-ппуатируется в 81 стране мира с общим насепением 3,5 мпрд. чепо-век. В нашей стране и еще в 60 странах мира с насепением 760 млн. человек испопьзуется система цветного тепевидения с поспедова-

тепьной передачей цветоразностных сигнапов и частотной модупяцией поднесущих SECAM-1II.

Система цветного телевидения SECAM-III. Отпичитепьной особенностью этой системы является испопьзование ЧМ дпя передачи цветоразностных сигнапов. ЧМ принята дпя уменьшения дифференциальных искажений, т.е. зависимостей фазы поднесущей (искажения типа дифференциальная фаза ) и ее амплитуды ( дифференциальное усиление ) от уровня яркостного сигнала. Последовательная передача ЧМ сигналов цветности практически освобождает данную систему от фазовых искажений, впияющих на качество цветопередачи. Кроме того, в системе SECAM-III устраняются перекрестные искажения между сигналами цветности и связанные с ними искажения цветового тона, так как в каждый момент времени по канапу цвето-разностный сигнап модупирует по частоте свою поднесущую. Поднесущие явпяются гармониками строчной частоты и отстоят друг от друга на 10 строчных интервапов:

= 282f, = 4,40625 МГц ± 2 кГц, fos =272f, =4,25 МГц ±2 кГц,

где = 15 625 Гц - частота строчной развертки.

Выбор двух поднесущих частот позвопип при сохранении совместимости системы повысить помехоустойчивость передачи.

Возможность поочередной (через строку) передачи сигнапов цветности основывается на особенностях зритепьного аппарата чеповека. Так как мепкие детапи изображения воспринимаются черно-бепыми, то и в вертикапьном направпении допустимо увепичение примерно в 4 раза размера детапей изображения, воспроизводимых цветными.

Дпя упучшения совместимости и помехоустойчивости на частотный модупятор передающего устройства поступают нескопько видоизмененные цветоразностные сигнапы, которые принято обозначать симвопами Dp, и Dg. Эти сигнапы формируются из цветоразностных сигнапов Ед у и Eg y спедующим образом:

D =-1,9Е у, Dg =1,5Es.y.

Введение коэффициентов при Е.у и Ед у обеспечивает одинаковые максимапьные девиации частот. Знак минус в уравнении дпя сигнапа говорит об инвертировании этого сигнала. Делается это для того, чтобы при передаче наибопее часто встречающихся цветов (красного, оранжевого, жептого) уменьшить видность поднесущей ма экранах тепевизоров и избежать ограничения поднесущей в тракте передачи изображения.

На видность поднесущей на экранах тепевизоров впияет ее размах. Поэтому поднесущие передаются с компрессией. Практически уровень поднесущих выбирается равным прибпизитепьно 20 % от

/о В

Db г

V-\Dr

/Озв

Л in vD с;

6 6,5 / МГц

Рис. 8.5. Совмещенные спектры сигналов системы SECAM-II

размаха яркостного сигнала Еу. Для примера на рис. 8.5 представлены совмещенные спектры системы SECAM-II1.

Формирование всех сигналов системы SECAM, передаваемых по каналу связи, осуществляется в кодирующем устройстве (рис. 8.6). Видеосигналы основных цветов Е, Е, Её, подвергнутые гамма-коррекции (знак штрих означает гамма-коррекцию сигналов), с выхода камерного канала поступают на кодирующую матрицу 1, с помощью которой формируется сигнал яркости Еу и два цветоразностных сигнала и Dg. В устройствах 6, 7 сигналы Dp, и D подвергаются низкочастотным предыскажениям. Электронный коммутатор 8 обеспечивает поочередное переключение цветоразностных сигналов от строки к строке. Ограничение спектра частот чередующихся во времени сигналов Dr и Db осуществляется с помощью ФНЧ 9 . Перед подачей сигналов и Dg на вход частотно-модулированного генератора (ЧМГ) 11 они подвергаются ограничению по амплитуде в амплитудном ограничителе 10. Необходимость амплитудного ограничения объясняется появлением в сигналах цветности выбросов, возникающих на цветовых переходах в результате действия низкочастотных предыскажений. В ЧМГ осуществляются генерирование и модуляция поднесущих, причем сигналы Dp, и Db модулируют разные поднесущие. Поэтому на ЧМГ подается напряжение 1/ представляющее собой симметричные импульсы полустрочной частоты, изменяющие частоту покоя частотного модулятора от строки к строке. После ЧМГ сигнал поступает на блок коммутации фазы поднесущих 12, который меняет на 180° фазу поднесущих частот в начале каждой третьей строки и каждого поля. Это делается для улучшения совместимости, так как уменьшает заметность помех от поднесущих на экранах телевизоров. Следующим элементом кодирующего устройства, через который проходят сигналы цветности, является схема высокочастотных предыскажений 14, увеличивающая амплитуду частотно-модулированных составляющих, формируемых ЧМГ. В блоке подав-

ГЬ LP

иг О

и , 12 ~Ш

Рис 8.6. Структурная схема кодирующего устройства SECAM-II

пения поднесущих 13 канал цветности откпючается в интервалы времени, соответствующие передаче сигналов синхронизации для ТВ приемников. Это необходимо для того, чтобы колебания поднесущих не наложились на импульсы синхронизации.

В канал яркости кодирующего устройства входят усилитель 2, линия задержки (ЛЗ) 3, корректор перекрестных искажений 4. В суммирующем устройстве 5 складываются сигналы цветности с яркостным сигналом и импульсами синхронизации для приемных устройств. С помощью ЛЗ осуществляется совмещение во времени сигналов яркости и цветности, которые поступают на сумматор 5. Необходимость включения ЛЗ обусловлена дополнительной задержкой сигналов Dp. v\ Db в устройствах предыскажений ФНЧ и ЧМГ. Корректор перекрестных искажений предназначен для уменьшения помех в телевизоре, возникающих из-за биений между сигналами цветности и высокочастотнымисосхавляющими яркостного сигнала.

Отличительной особенностью системы SECAM-III являются предьюкажения цветоразностных сигналов перед их передачей по каналу связи, осуществляемые в кодирующем устройстве. Для повышения помехоустойчивости в кодирующем устройстве обеспечивается подъем высокочастотных составляющих цветоразностных сигналов и Рд с помощью корректирующего фильтра, частотная характеристика которого в децибелах определяется по модулю следующим выражением:

K,(O = 10lgl±Ml)l,

u(f/3M

6 4 2 О -2

0,05 0,1

2 /,МГц

Рис. 8.7. Характеристика цепи низкочастотных предыскажений сигнала изображения

где = 85 кГц - экспериментально установленное значение постоянной частоты, для которой К, = О дБ. Поскольку предыскажениям подвергаются немодулированные, т.е. низкочастотные сигналы цветности, то данный вид предыскажений называется низкочастотным. В графической форме частотная характеристика корректирующего контура, осуществляющего низкочастотные предыскажения, представлена на рис. 8.7.

Другой вид предыскажений, применяемый в системе SECAM-III, -это высокочастотные предьюкажения, которым подвергаются ЧМ сигналы цветности. Действие предыскажений проявляется в увеличении амплитуды поднесущей частоты при отклонении от ее номинального значения. Предыскажения осуществляются с помощью электрической цепи, коэффициент передачи К2 которой в децибелах определяется по формуле:

K2(f) = 10lg[e(f)f,

где [е(Г)] = (1 + 256х2 )/(1 + 1,6х), а х = f/f-fo/f; fo = 4,286 МГц.

С помощью этого предыскажения ослабляется заметность поднесущих на черно-белом изображении при передаче малонасыщенных цветов и повышается помехоустойчивость передачи сигналов цветности. Графически зависимость коэффициента передачи цепи высокочастотных предыскажений изображена на рис. 8.8.

Процесс поочередной передачи сигналов цветности требует их опознавания в приемных устройствах. Для этого в системе SECAM-III с частотой полей передаются сигналы цветовой синхронизации. Сигнал опознавания формируется в кодирующем устройстве телецентра в виде серии из 9 импульсов трапецеидальной формы отрицательной

10 8 б 4 2 О

3,7 3,9

4,3 \4,5 4,7 /МГц

4,286 -o/f

Рис. 8.8. Характеристика цепи высокочастотных предыскажений

попярности, передаваемых поспе второй группы уравнивающих им-пупьсов во время действия КГИ.

Сигнап цветовой синхронизации занимает строки 7-15 в нечетных попях и 320-328 - в четных.

Дпитепьность каждого трапецеидапьного импупьса соответствует временному интервапу развертки одной строки изображения. Сигнал опознавания цвета вводится в кодирующую матрицу передающего оборудования системы SECAM-III в оба цветоразностных сигнапа Ep Y и EgY до их преобразования в и Dg. Поспе преобразования цветоразностных сигнапов вместе с сигнапом Е.у меняет по-пярность и его сигнап опознавания. Поэтому трапецеидапьные им-пупьсы в сигнале Dp, имеют попожитепьную попярность, а в сигнапе Dg - отрицатепьную (рис. 8.9). На выходе кодирующего устройства сигнап цветовой синхронизации представпяет собой пакеты цветовых поднесущих, модулированных импупьсами трапецеидапьной формы.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Рис. 8.9. Форма сигнала цветовой синхронизации