Вопрос 4

В таблице 4 представлены параметры некоторых действующих стандартов разложения. Выполните следующие задания:

1. Определите скорость некомпрессированного Si потока данных при 8-разрядном ко­дировании, с учетом формата разложения.

2. Определите скорость компрессированного цифрового потока. Коэффициент компрессии принять равным 40.

3. Выполните выбор режима работы системы dvb удовлетворяющего скорости ком­прессированного цифрового потока, с условием максимальной помехозащищенности.

1.4 Объясните параметры выбранного режима работы системы DVB.

Решение

Скорость некопрессированного потока данных по данным таблицы 4.1 считается с учетом сокращения избыточности телевизионного сигнала (передаются только активные части активных строк):

S₁= n•Z_a• ((N₁+ N₂)/2)

Где n-частота кадров, Z_a - количество активных строк в кадре, N₁ и N₂ - информативная емкость нечетных и четных строк соответственно:

N=(N_y + 2•N_c) • 8 (2),

где N_y количество отчетов сигнала яркости в строке, N_c - количество отчетов сигнала цветности в строке, 2 учитывает, что сигналов цветности два: R-Y и B-Y, 8 – восьмиразрядное кодирование.

В формате 4:2:2 (по заданию) нечетные и четные строки содержат сигналы цветности. Для них формула (2) принимает вид:

N1 = (720+ 720) • 8 = 11520;

N2 = N_y•8 (3),

N2 = 720•8 =5760

Подставляя числовые данные, получим:

S₁=25•576• ((11520+5760)/2)= 118.65-10⁶ бит/с =118,65Мбит/с.

2. Скорость компрессированного цифрового потока определяется по s1 делением на коэффициент компрессии:

S₂ = S₁/K (4)

При К = 40 получим S₂= 1140,48 /40 = 2,96 Мбит/с.

4.3Выполняем выбор режима работы системы dvb, удовлетворяющего скорости компрессированного цифрового потока, с условием максимальной помехозащищенности (таблица 1):

Таблица 1

Модуляция	CR1	C/N, дБ (гауссов канал)	Скорость передачи данных, Мбит/с
			Tg/Tu= 1/4
QPSK	1/2	3.1	4.98

4.4 Параметры выбранного режима работы системы dvb следующие:

Вид модуляции - QPSK ;

CR1 - скорость внутреннего сверточного кода;

C/N - значения отношения сигнал-шум на выходе канала связи с гауссовым шумом при иерархической передаче;

Tg/Tu -отношение длительности полезного интервала к общей длительности символа; Tg - лительность полезного интервала, T_s - длительность интервала OFDM

Задание 5

Поясните кратко, чем отличаются линейные искажения сигнала яркости телевизионного вещания от нелинейных.

Укажите необходимость передачи постоянной составляющей. Поясните процесс восстановления постоянной составляющей. Сравните свойства управляемой и неуправляемой схемы ВПС. Что произойдет с изображением при исключении из тракта схем тракта ВПС?

РЕШЕНИЕ

Чтобы изображение передавалось без искажений, форма сигнала при прохождении его через видео усилитель не должна меняться. Однако форма сигнала может изменяться в результате линейных и нелинейных искажений, вносимых усилителем. Нелинейные искаже­ния возникают в результате наличия нелинейных элементов в усилительных каскадах. Они приводят к нарушению распределения градаций яркости. Правильным выбором транзисто­ров, а также режимов их работы эти искажения можно уменьшить до допустимого значения. В основном на форму сигнала влияют линейные искажения, возникающие из-за наличия в усилителе реактивных элементов. Для получения неискаженной формы сигнала на выходе усилителя его частотная характеристика должна быть равномерной во всем диапазоне усили­ваемых частот. Равномерность усиления в столь широкой полосе достигается применением каскадов на резисторах (резисторных усилителей). Однако в резисторном каскаде имеются реактивные элементы, вносящие искажения как в области нижних, так и в области верхних частот спектра сигнала изображения. Спад частотной характеристики каскада видеоусилителя в области верхних частот происходит из-за влияния паразитной емкости, шунтирующей эквивалентное сопротивление нагрузки каскада. На нижних частотах возникновение частот­ных искажений связано с влиянием разделительного конденсатора С_р между каскадами.

Требуемая равномерность частотной характеристики на нижних частотах достигается включением фильтрующих элементов.

На высоких частотах широкое распространение получила коррекция с помощью частотно-зависимой отрицательной обратной связи по цепи эмиттера при включении в видео ­усилитель элементов коррекции. Коррекция основана на том, что данный усилительный кас­кад при одинаковой нагрузке дает меньшее усиление, но обеспечивает требуемую равно­мерность частотной характеристики в рабочей полосе частот.

Наличие нелинейных искажений в тракте передачи приводит к искажениям градаций яркости. Эти искажения зависят от формы общей амплитудной характеристики телевизион­ной системы, которая складывается из световой характеристики передающей трубки, ампли­тудной характеристики телевизионного канала и модуляционной характеристики приемной трубки. Все эти характеристики с достаточной степенью точности могут быть выражены степенной зависимостью.

Выбирая соответствующие значения множителей в этих характеристиках, можно полу­чить заданное значение величины у (показателя степени в степенных зависимостях), а следо­вательно, обеспечить необходимую форму амплитудной характеристики телевизионной системы.

Для этого используются специальные устройства с регулируемой формой амплитудной характеристики, называемые гамма-корректорами. В качестве нелинейных элементов в гамма-корректорах применяются полупроводниковые приборы, используемые в качестве на­грузок усилительных каскадов или элементов отрицательной обратной связи

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ.

Одной из особенностью ТВ сигнала является то, что он однополярный, то есть содержит постоянную (яркостную) составляющую, величина которой определяется сюжетом передаваемого изображения, например, при передачи черных и ярких изображений. Но так как в усилительных блоках ТВ устройств часто содержаться разделительные конденсаторы, не пропускающие постоянную составляющую, то ТВ сигнал становится симметричным и его положение относительно нуля начнет меняться в зависимости от изменения сюжета изображения (рис.9.5. б), что приводит к возникновению искажений яркости изображения.

Для устранения этого недостатка в ТВ устройствах применяют специальные схемы фиксации уровня «черного» ТВ сигнала, которые восстанавливают утраченную постоянную составляющую. Наиболее простая в реализации является неуправляемая схема фиксации уровня черного, представленная на рис. 9.6 и состоящая из конденсатора C1 и диода VD1.

Для обеспечения работоспособности схем фиксации необходимо чтобы постоянная времени заряда была много меньше разряда, причем, τр >>Тz. Для выполнения этого условия необходимо чтобы внутреннее сопротивление источника сигнала было мало меньше Rн, (например, при использовании эмиттерных повторителей на VT1 и VT2).

Рисунок 9 – Неуправляемая схема фиксации

Схема работает следующим образом: При передачи видеосигнала (положительная часть сигнала) диод VD1 заперт и сигнал проходит на выход без изменения, а при передачи синхроимпульсов (отрицательная полярность) VD1 открывается и происходит заряд C1 через R1, при этом на его правой обкладке устанавливается положительный потенциал и весь сигнал подымается вверх (рис.9.5. в) по уровню синхроимпульсов. После окончания действия синхроимпульсов VD1 закрывается и C1 начинает медленно разряжаться на высокоомный вход эмиттерного повторителя VT2. При этом напряжение на С1 к моменту окончания строки станет меньше начального на величину ΔUz мак, что приводит к искажению горизонтальной яркости экрана. Поэтому емкость С1 выбирается так чтобы ΔUzмах не превышала 1-5%. Таким образом схема фиксации обеспечивает на входе VT2 один и тот же уровень синхроимпульсов, то есть производит его фиксацию независимо от сюжета изображения.

Основным достоинством неуправляемой схемы фиксации является ее простота, а недостатком является ее инерционность и невозможность подавления фоновой помехи переменного тока. Поэтому на практике часто используются более сложные схемы управляемой фиксации уровней.

Рисунок 10 - Коррекция НЧ искажений ТВ сигнала с помощью схемы фиксации