3. Виведіть формулу, якою визначається верхня частота смуги частот телевізійного сигналу.

Смуга частот телевізійного відеосигналу. Смуга частот телевізійного відеосигналу обмежується найвищою f _в та найнижчою f _н частотами. Щоб оцінити ці частоти, доцільно уявити собі відповідні сцени, зображення яких передаються телевізійною системою. Легко збагнути, що найвища частота відповідатиме зображенню, показаному на рис. 8.3,а, якщо ширина смужок відповідає вибраному розмірові  елемента розкладання зображення. При русі скануючого елемента СЕ, що має безмежно малі розміри, поперек смужок виникатиме відеосигнал, зображений на рис. 8.3,б. Основну гармоніку цього сигналу будемо вважати найвищою частотою

6. _в  1 Т _в  1 2 ,

де  - тривалість сканування одного елемента зображення.

При відомому часі формування кадру T_K

•  T_K N ,

де N - число елементів у кадрі зображення, яке з урахуванням формату зображення k  w h та числа рядків у зображенні Z , дорівнює:

N  Z  Z w h Z ²k .

Враховуючи, що T_K  1 F_K , остаточно отримуємо:

f_в  kZ² F_K / 2 ,

де F_K - частота формування кадрів зображення.

a)	w	б)
		u ВС
CE
		h

Рис. 8.3. До визначення найвищої частоти телевізійного відеосигналу.

Якщо вибрати з умови відсутності миготіння зображення F_K  F_KM  50 Гц, та прийняти k  4 3 і Z  625, одержимо f_в  13 МГц.

При застосуванні черезрядкової розгортки миготіння практично не буде помітним, якщо забезпечити рівність F_П  F_КМ , де F_П - частота формування полів. Як зазначалося у розділі 7, при черезрядковій розгортці T_K  2T_П , тобто F_K  F_П / 2 . Звідси випливає, що найвища частота буде удвічі меншою.

4. Приведіть особливості формування сигналу в системі ntsc.

Система кольорового телебачення NTSC (National Television System Commitee - національний комітет з телевізійної системи) була розроблена у США в 1950-1953 рр. і використовується там, а також у більшості країн американського континенту, Японії, Кореї, Тайвані і ряді інших країн по сьогодні.

Основними особливостями системи NTSC є:

• одночасне передавання кольорорізницевих сигналів

• використання для передавання кольорорізницевих сигналів одного коливання піднесівної частоти

• застосування для передавання кольорорізницевих сигналів амплітудної квадратурної балансної модуляції.

Застосування амплітудної квадратурної модуляції дозволяє сформувати один

сигнал, в якому містяться обидві кольорорізницеві складові. Нехай необхідно передати складові E_RY та E_BY . Для цього попередньо формують два коливання піднесівної частоти f _ПН , які взаємно зміщені за фазою на кут 90⁰. У результаті амплітудної модуляції цих двох коливань отримаємо напруги

u_RY  U _RY cos2f _ПН t  та u_BY  U _BY sin2f _ПН t ,

які можна подати векторами, як це для певних миттєвих значень E_RY та E_BY показано на рис. 9.7,а.

а)	б)		EBY
		U ПН sin2f ПН t 
U RY	U K

ГПНК ФП

U _ПН cos2f _ПН t 

^ERY

21. BY

Рис. 9.7. До здійснення амплітудної квадратурної модуляції.

АМ

BY

• K

RY

АМ

При додаванні цих двох напруг отримаємо результуючу напругу u_K , яку називають сигналом колірності, тобто

u_K  U _K sin2f _ПН t ,

де, як бачимо з рисунку,

U  U ²_ U²_;arctgU_ U _.

K R Y B Y R Y B Y

Слід зазначити, що забезпечення кута зсуву фаз 90⁰ між двома складовими піднесівного коливання з достатньо високою точністю є необхідною умовою розділення сигналу колірності на дві кольорорізницеві складові на приймальній стороні.

Рис. 9.7,б, де ГПНК - генератор піднесівного коливання, АМ - амплітудні модулятори, ФП - фазозсувний пристрій на 90⁰, С - суматор, ілюструє принцип формування сигналу колірності.

Різним кольорам у передаваному зображенні відповідають різні значення складових U _RY та U _BY і, отже, фаза  результуючого коливання характеризує колір.

Додаткові переваги дає застосування замість звичайної амплітудної модуляції так званої балансної амплітудної модуляції. Як відомо, балансна модуляція усуває зі спектру модульованого коливання складову з несівною частотою, залишаються тільки нижня та верхня бокові смуги спектру. При передаванні сигналу безколірних ділянок зображення складові цих смуг дорівнюють нулеві, а за рахунок балансної модуляції нулеві дорівнює також складова з несівною частотою і, таким чином, зменшується загроза виникнення помітних на екрані приймача завад від піднесівного коливання. Однак відсутність складової з несівною частотою породжує необхідність введення у повний телевізійний відеосигнал спеціальної складової - так званого спалаху, необхідного для правильного відтворення кольорорізницевих складових на приймальній стороні (див. нижче).

При балансній модуляції напруги U _RY та U _BY можуть приймати як додатні, так і від'ємні значення і, отже, вектори кольорів будуть розташовані в усіх чотирьох квадрантах

діаграми, як це показано на рис. 9.8. Кожному кольору відповідає певне значення кута  . Своєю чергою, довжина вектора характеризує насиченість кольору, чим коротший вектор - тим менша насиченість кольору. На діаграмі вказані основні кольори - червоний (Ч), зелений (З) та синій (С), а також кольори, які відповідають протилежним напрямкам основних кольорів, а саме, блакитний (Б), пурпуровий (П) та жовтий (Ж). Зауважимо, що, як слід було чекати, вектор червоного кольору не збігається з віссю R-Y, а вектор синього кольору - з віссю B-Y. Безколірному зображенню на цій діаграмі відповідає точка, розташована у початку координат.

• реальному американському варіанті системи NTSC на балансні модулятори замість сигналів E_RY та E_BY подаються сигнали E_I та E_Q , які відповідають осям I та Q на діаграмі

рис.9.8. Ці сигнали можна однозначно визначити через складові E_RY та E_BY або складові E_R , E_G , та E_B . Використання складових E_I та E_Q дозволило суттєво зменшити смугу частот, у якій формується сигнал E_Q , оскільки цей сигнал відповідає кольорові, у якому роздільна здатність ока є низькою. У той же час, сигнал E_I відповідає кольорові, у якому роздільна здатність ока є найбільшою. Для нього забезпечується ширша смуга.

			  90 0
		вісь І
			Ч
			вісь R-Y
			П
			вісь Q
		Ж
  180 0			вісь B-Y	  00
			С

З

Б

•  270 ⁰

Рис. 9.8. Векторна діаграма сигналів колірності в системі NTSC для ряду кольорів.

На рис. 9.9 показані смуги частот телевізійних каналів в американському (а) та європейському (б) варіантах системи NTSC. Як бачимо, смуга частот, відведена для сигналу E_Q , складає 1 МГц, для сигналу E_I - 1,8 МГц, причому верхня бокова смуга цього сигналу дещо придушена. У європейському варіанті обидва сигнали E_RY та E_BY передаються у смузі 3 МГц.

а)	EY
f НЗО				f НЗВ
		f ПН
	EI
	EQ	0,5	0,5	МГц
		1,3
	3,58
		4,5
		6,0

б)
EY
НЗО	f ПН		НЗВ
RY
B Y	1,5	1,5	МГц
4,43
	6,5
	8,0

Рис. 9.9. Смуги частот телевізійних каналів у американському (а) та європейському (б) варіантах системи NTSC.