- •Г.В. Мамчев Основы радиосвязи и телевидения
- •Предисловие
- •Введение
- •Принципы радиосвязи
- •Общие схемы организации радиосвязи
- •1.2. Распространение радиоволн в земных условиях
- •1.2.1. Излучение радиоволн
- •1.2.2. Строение атмосферы Земли
- •1.2.4. Распространение сантиметровых, дециметровых и метровых радиоволн
- •1.2.3. Преломление и отражение радиоволн в ионосфере
- •1.2.5. Особенности распространения и области применения декаметровых волн
- •1.2.6. Распространение гектометровых, километровых и мириаметровых волн
- •1.3. Антенно-фидерные устройства
- •1.3.1. Параметры и характеристики антенн
- •1.3.2. Особенности работы симметричного вибратора
- •1.3.3. Антенны километровых и гектометровых волн
- •1.3.4. Антенны декаметровых волн
- •1.3.5. Конструкции антенн метровых, дециметровых и сантиметровых волн
- •2. Радиопередающие устройства
- •2.1. Основные функциональные узлы радиопередатчика
- •2.2. Технические показатели радиопередатчика
- •2.3. Особенности усилителей мощности радиопередающих устройств
- •2.4. Генерирование высокочастотных колебаний
- •2.5. Принципы стабилизации частоты
- •3. Радиоприемные устройства
- •3.1. Назначение и виды радиоприемных устройств
- •3.2. Основные показатели радиоприемных устройств
- •3.3. Структурные схемы радиоприемников
- •4. Физические основы телевидения
- •4.1. Основные характеристики зрительного анализатора
- •4.2. Особенности восприятия цвета
- •4.2.1. Колориметрическое определение цвета
- •4.2.2. Цветовая система xyz
- •4.3. Параметры воспроизводимых телевизионных изображений
- •5. Основные принципы функционирования телевизионных систем
- •5.1. Особенности телевизионной развертки
- •5.2. Обобщенная структурная схема телевизионной системы
- •6. Формирование телевизионного сигнала
- •6.1. Общие сведения о телевизионном сигнале
- •6.1.1. Форма полного телевизионного сигнала
- •6.1.2. Спектральный состав телевизионного сигнала
- •6.1.3. Принципы формирования сигналов в системах цветного телевидения
- •6.2. Способы обработки телевизионного сигнала
- •6.2.1. Особенности видеоусилительных трактов телевизионных систем
- •6.2.2. Коррекция апертурных искажений видеосигналов
- •6.2.3. Электронная цветокоррекция видеосигналов телевизионной камеры
- •6.2.4. Коррекция нелинейных искажений видеосигналов
- •6.2.5. Восстановление средней составляющей телевизионного сигнала
- •6.2.6. Конструктивные особенности шумоподавителей
- •6.3. Цифровое кодирование телевизионного сигнала
- •6.3.1. Общие принципы построения системы цифрового телевидения
- •6.3.2. Дискретизация телевизионного сигнала
- •6.3.3. Квантование телевизионного сигнала
- •6.3.4. Международные стандарты цифрового преобразования телевизионных сигналов
- •6.4. Практическое использование видеокомпрессии в телевидении
- •6.4.1. Стандарт кодирования mpeg-2
- •6.4.2. Компрессия видеоданных
- •6.4.3. Кодируемые кадры
- •6.4.4. Компенсация движения
- •6.4.5. Использование дкп в стандарте кодирования mpeg-2
- •6.4.6. Формирование транспортного потока данных в устройствах кодирования mpeg-2
- •7. Конструктивные особенности телевизионной аппаратуры
- •7.1. Обобщенные структурные схемы телецентров
- •7.2. Устройства преобразования изображений в электрические сигналы
- •7.2.1. Основные требования к преобразователям свет-сигнал
- •7.2.2. Передающие трубки с внутренним фотоэффектом
- •7.2.3. Физические принципы построения преобразователей свет-сигнал на приборах с зарядовой связью (пзс)
- •7.3. Телевизионные передающие камеры
- •7.4. Телевизионные преобразователи электрических сигналов в оптическое изображение
- •7.4.1. Конструкция цветного масочного кинескопа
- •7.4.2. Жидкокристаллические устройства воспроизведения изображений
- •7.4.3. Воспроизводящие устройства плазменного типа
- •8. Особенности построения телевизионных систем
- •8.1. Принципы передачи сигналов вещательного телевидения по радиоканалу
- •8.2. Вещательные системы цветного телевидения
- •8.2.1. Система цветного телевидения secam-III
- •8.2.2. Краткие сведения о системах цветного телевидения ntsc, pal
- •8.3. Способы модуляции, используемые в цифровом телевидении
- •8.3.1. Общие требования к способам модуляции
- •8.3.2. Квадратурная амплитудная модуляция (qam)
- •8.3.3. Квадратурная фазовая манипуляция (qpsk)
- •8.3.4. Способ частотного уплотнения с ортогональными несущими (ofdm)
- •8.3.5. Многоуровневая амплитудная модуляция с частично подавленной несущей и боковой полосой частот (vsb)
- •8.4. Стандарты цифрового наземного телевизионного вещания
- •8.4.1. Концепция построения цифровых телевизионных систем
- •8.4.2. Принципы функционирования стандарта цифрового наземного телевидения dvb-t
- •8.5. Конструктивные особенности современных телевизионных приемников
- •8.5.1. Классификация отечественных стационарных телевизоров
- •8.5.2. Структурная схема телевизора унифицированной модели четвертого поколения
- •8.5.3. Конструкция телевизоров пятого поколения
- •8.5.4. Приемные устройства цифровых телевизионных сигналов
- •9. Сети телевизионного вещания
- •9.1. Структура передающей сети телевизионного вещания
- •9.2. Планирование передающей телевизионной сети
- •9.3. Передача телевизионных сигналов по спутниковым линиям связи
- •9.3.1. Принципы спутникового вещания
- •9.3.2. Спутниковые системы распределения телевизионных программ
- •9.3.3. Организация непосредственного телевизионного вещания с помощью исз
- •9.3.4. Передача цифровых сигналов mpeg-2/dvb-s по спутниковым каналам
- •9.3.5. Особенности построения приемопередающих устройств системы непосредственного телевизионного вещания
- •9.4. Особенности передачи аналоговых телевизионных . Сигналов по радиорелейным линиям
- •9.5. Системы кабельного телевидения
- •9.5.1. Принципы построения систем кабельного телевидения
- •9.5.2. Способы построения систем кабельного телевидения на коаксиальном кабеле
- •9.5.3. Конструктивные особенности систем кабельного телевидения на основе волоконно-оптического кабеля
- •9.5.4. Сети цифрового интерактивного кабельного телевидения
- •9.6.Сотовые системы телевидения
- •9.7. Принципы организации звукового и телевизионного вещания в сети Интернет
- •9.8. Контроль и измерения в телевизионных системах передачи
- •9.8.1. Принципы организации контроля качества аналогового телевизионного вещания
- •9.8.2. Измерение качества изображения в цифровых телевизионных каналах с компрессией
- •Заключение
- •Список сокращений
- •Список литературы
- •Вышли в свет и имеются в продаже:
9. Сети телевизионного вещания
9.1. Структура передающей сети телевизионного вещания
Сигналы телевизионных программ передаются абонентам (телезрителям) в основном с помощью наземной телевизионной передающей сети, систем кабельного телевидения (СКТВ) и системы Непосредственного телевизионного вещания, использующей связные искусственные спутники Земли, находящиеся на геостационарной орбите (ГСО), а также систем сотового телевидения и сети Интернет.
Наземная телевизионная передающая сеть состоит из телецентров, работающих совместно с радиотелевизионными передающими станциями (РТПС), телевизионных ретрансляторов и технических средств передачи телевизионных сигналов на большие расстояния. Телецентры представляют собой комплексы радиотехнической аппаратуры, помещений и служб, необходимых для создания телевизионных программ. С телецентров сформированные телевизионные сигналы непосредственно передаются на РТПС.
Сеть телевизионного вещания Российской Федерации является одной из крупнейших в мире и охватывает до 98,8% населения (двумя программами - 96,4%, тремя - 65,2%, четырьмя и более - 31%). Эти показатели обеспечиваются комплексной сетью телевизионного вещания, включающей:
- 334 радиотелевизионные передающие станции мощностью от 5 До 50 кВт, из них 294 могут передавать две и более программ, 7 тыс. ретрансляторов мощностью 1...1000 Вт (всего в стране эксплуатируются более 13 тыс. телевизионных передатчиков);
- около 300 тыс. км наземных, в основном радиорелейных, телевизионных каналов;
- 29 спутниковых телевизионных каналов на 14 космических аппаратах (связных искусственных спутниках Земли);
- около 9 тыс. приемных телевизионных станций спутниковых систем коллективного типа.
Основным назначением телевизионных ретрансляторов является обеспечение более равномерного покрытия густонаселенной территории телевизионным вещанием. Телевизионные ретрансляторы требуются, как правило, в двух случаях: во-первых, вне зоны уверенного приема основной мощности РТПС и, во-вторых, внутри зоны в местах, в которых по географическим причинам сигнал основной станции ослаблен и не обеспечивает удовлетворительного качества приема. Причем около 18 000 ретрансляторов имеют спутниковые приемные антенны.
Распределение сигналов телевизионных программ на большие расстояния по территории России осуществляется с помощью разветвленной сети радиорелейных линий (РРЛ) и спутниковых систем связи «Орбита», «Экран», «Москва». Причем наземная распределительная сеть включает в себя свыше 300 тыс. канало-километров РРЛ.
В состав современной сети телевизионного вещания нашей страны входят также около 85 млн. телевизоров.
Организовано телевизионное вещание по зональному принципу с поочередным повторением передачи центральных программ для каждой из пяти существующих зон со сдвигом во времени на два часа.
В РФ для организации телевизионного и звукового радиовещания с частотной модуляцией (ОВЧ ЧМ) выделены определенные полосы частот. С целью классификации выделенные для телевизионного вещания в стране полосы частот электромагнитных колебаний условно разбиты на пять частотных диапазонов, в которых может быть размещено 73 радиоканала:
I диапазон 48,5...66 МГц (радиоканалы 1 и 2);
II диапазон 76...100 МГц (радиоканалы 3-5);
III диапазон 174...230 МГц (радиоканалы 6-12);
IV диапазон 470...582 МГц (радиоканалы 21-34);
V диапазон 582...960 МГц (радиоканалы 35-82).
Радиоканалы первых трех частотных диапазонов соответствуют метровым волнам, а радиоканалы четвертого и пятого частотных диапазонов - дециметровым волнам. Следует заметить, что между вторым и третьим диапазонами расположена полоса частот, отведенная для ОВЧ ЧМ вещания, равная 7 МГц (66...73 МГц).
Частоты fн, fв, ограничивающие полосу любого дециметрового канала, и частота несущей изображения f0из радиоканала могут быть определены по номеру канала из следующих соотношений:
fн = 470 + (Nк - 21 )8 = 302 + 8Nк МГц;
fв = 470 + (Nк - 20)8 = 310 + 8Nк, МГц;
f0из = 470 + (Nк — 21)8 + 1,25 = 303,25 + 8Nк, МГц.
Выбор нижней границы I диапазона определяется тем, что для упрощения конструкции телевизионных приемников и снижения частотных искажений при выделении полного телевизионного сигнала из радиосигнала необходимо, чтобы несущая частота изображения в несколько раз превышала максимальную частоту спектра модулирующего телевизионного сигнала fB = 6,25 МГц. Кроме того, частотный диапазон примерно до 40 МГц практически полностью занят для целей радиовещания и радиосвязи и других радиослужб. Верхняя граница V частотного диапазона ограничена длинами радиоволн, на которых начинают сказываться значительное их поглощение в атмосфере и влияние ее неоднородностей - дождя, тумана и т.д.