8.2.2. Краткие сведения о системах цветного телевидения ntsc, pal

В совместимой системе NTSC одновременная передача цветоразностных сигналов производится на одной поднесущей с использованием квадратурной модуляции. Генератор цветовой поднесущей вырабатывает высокостабильные колебания частоты f₀, которая является нечетной гармоникой половины частоты строчной развертки. При таком выборе цветовой поднесущей в интервале длительности одной строки будет укладываться дробное число периодов несущей, т.е. целое число периодов и половина периода. А так как при чересстрочной развертке в одном кадре содержится Нечетное число строк, то фазы поднесущих в одинаковых строках двух последовательных кадров будут противоположны. Это приводит к усреднению визуально наблюдаемой яркости, создаваемой на черно-белом изображении цветовой поднесущей, что ослабляет её заметность. Практически частота цветовой поднесущей f₀ в телевизионной системе с числом строк разложения z = 625 выбирается равной 4,43 МГц, а в случае стандарта z = 525, f₀ в 3,58 МГц.

Для осуществления квадратурной модуляции цветовой поднесущей в кодирующем устройстве имеется два балансных модулятора. На один из них поступает сигнал от генератора поднесущей U₀cosω₀t и цветоразностный сигнал , а на другой - сдвинутый по фазе на 90° сигнал поднесущей U₀sinω₀t и цветоразностный сигнал . Выходные напряжения балансных модуляторов пропорциональны произведениям входных напряжений при подавлении поднесущей. Этим устраняется мешающее действие цветовой поднесущей на воспроизводимом изображении. В блоке сложения оба цветоразностных сигнала, передаваемые на поднесущей, линейно складываются, образуя результирующий сигнал цветности U_цв, модуль и фаза которого соответственно равны:

Из данных соотношений видно, что результирующий сигнал цветности изменяется по амплитуде и фазе. Причем амплитуда сигнала характеризует насыщенность цвета, фаза - цветовой тон.

Учитывая неодинаковую разрешающую способность зрения при восприятии мелких деталей, окрашенных в различные цвета, в системе NTSC вместо сигналов и с помощью матрицирования формируются следующие сигналы:

Рис. 8.10. Спектр телевизионного сигнала системы NTSC

= 0,74 - 0,27 ,

= 0,48 + 0,41

Передача сигналов и осуществляется в разных полосах частот. Например, сигнал передается в полосе ±0,5 МГц (отсчет частоты ведется от значения поднесущей), а сигнал - в полосе от -1,4 до +0,5 МГц, т.е. с частичным подавлением верхней боковой полосы (рис. 8.10).

На передающей стороне результирующий сигнал цветности U_цв смешивается с яркостным сигналом и затем подается на телевизионный радиопередатчик. Для правильной работы телевизора необходимо восстановление по частоте и фазе цветовой поднесущей. С этой целью в составе полного телевизионного сигнала системы NTSC передается сигнал «синхровспышки» в виде 7-9 периодов цветовой поднесущей f₀, располагаемый на задних площадках СГИ.

В телевизионных приемниках для обратного разделения результирующего сигнала цветности на цветоразностные сигналы применяются синхронные детекторы. На них же подаются колебания от местного генератора цветовой поднесущей со сдвигом фаз на 90° для сигналов и . Частота и фаза колебаний генератора поднесущей частоты устанавливаются под действием «синхровспышки», выделяемой селектором телевизора. Далее из принятых сигналов матрицированием формируются цветоразностные сигналы , , , которые подаются на модуляторы трехлучевого цветного кинескопа.

Основным недостатком системы NTSC является ее чувствительность к фазовым искажениям сигнала, возникающим в канале связи проявляющимся в основном в изменении цветового тона. Квадратурная модуляция одной поднесущей при передаче цветоразностных сигналов. В данной системе устраняются цветовые искажения изображений за счет компенсации фазовых искажений сигнала. Для этого в системе PAL на передающей стороне используется периодическое изменение фазы поднесущей одного из цветоразностных сигналов ( ) от строки к строке на 180°. В телевизионном приемнике для сигнала цветности устанавливается ЛЗ на время передачи одной строки. Причем на выходе линии задержки осуществляется периодическое изменение полярности цветоразностного сигнала . Одновременное наличие в телевизоре двух сигналов цветности соседних строк позволяет осуществлять их сложение, что приводит к устранению цветовых искажений.

Принцип компенсации фазовых искажений поясняет рис. 8.11. Пусть в результате фазовых искажений в тракте передачи произошел сдвиг квадратурно-модулированного сигнала относительно исходного положения U_цв1 на угол ∆φ против часовой стрелки (см. рис.8.11, а). Тогда на рис. 8.11, б изображен результирующий сигнал цветности U_цв2 для следующей строки и фактически сдвинутый на угол ∆φ в том же направлении сигнал . Сложение сигналов цветности следует производить по правилам сложения векторов. Из рис.8.11, в видно, что в результате сложения сигналов и образуется результирующий сигнал U_цв.р, величина которого приблизительно равна удвоенной величине исходных слагаемых, а направление совпадает с исходным сигналом U_цв1, т.е. происходит компенсация фазового сдвига. Причем практически удвоенный размах сигнала U_цв.р за счет ограничения приводится к нормальному значению U_цв1.

Рис. 8.11. Схема компенсации фазовых искажений в системе PAL:

а, б - векторные диаграммы двух соседних строк; в - результирующий сигнал цветности после сумматора

Одним из важных недостатков системы PAL является некоторое усложнение телевизионного приемника за счет введения в его схему дополнительных устройств задержки сигнала цветности на время одной строки и периодического изменения фазы цветоразностного сигнала .