Тема 4.4. Кодер совместимой системы ЦТВ
Необходимость сокращения полосы частот, занимаемой ЦРС. Формирование СЦ, сигнала цветовой синхронизации (СЦС) и полного цветового ТВ сигнала Uцтв. Основные различия между совместимыми системами ЦТВ – в законах формирования СЦ и СЦС. Вариант кодера W, R, B.
Тема 4.5. Декодирующее устройство совместимой системы ЦТВ
Эффект самокомпенсации цветовой поднесущей и СЦ. Перемежение спектров СЯ и СЦ – необходимое и достаточное условие для самокомпенсации. Методы обеспечения перемежения спектров. Способы разделения СЯ и СЦ (варианты с ФНЧ и ПФ, РФ и ПФ). Разделение СЯ и СЦ с помощью гребенчатых фильтров (ГФ). Вывод выражения для АЧХ ГФ(в области временных и пространственно-временных частот). Два способа подачи сигналов на кинескоп. Сравнение сигналов, модулирующих электронные лучи кинескопа, и качества изображения в совместимых и несовместимых, а также в композитных и компонентных системах ЦТВ.
Тема 4.6. Кодирующее и декодирующее устройства системы НТСЦ
Оптимальная структурная схема амплитудно-фазового модулятора: применение балансной модуляции (БМ) и фазового сдвига 900 между поднесущими "красного" и "синего" каналов – наилучшее решение по критерию помехозащищённости. Формирование СЦ – математическое и векторное представление СЦ. Спектры сигналов СЦR и СЦB на выходе БМR и БМB соответственно и СЦ на выходе сумматора. Необходимость сигнала цветовой синхронизации (СЦС) и способ его передачи в составе Uцтв.
Декодер системы НТСЦ-4.43. Искажения типа дифференциальная фаза (ДФ) и дифференциальное усиление (ДУ) – причина искажений цветового тона и насыщенности. Работа схемы ФАПЧ. Возникновение перекрестных искажений между ЦРС при появлении дополнительных фазовых сдвигов между СЦ и СЦС. Особенность системы НТСЦ-3,58 по стандарту США.
Тема 4.7. Кодирующее устройство системы ПАЛ
Механизм компенсации фазовых искажений при построчном изменении фазы цветовой поднесущей в "красном" канале на 1 в одной строке и 2700 – в другой). Пространственное и временное усреднение искажений цветового тона в декодере ПАЛS и путем суммирования СЦ соседних строк в декодере ПАЛD.
Тема 4.8. Отличительные особенности кодера ПАЛ
Коммутация фазы поднесущей "красного" канала на 1800 и фазы СЦС на + 450 по отношению к фазам аналогичных сигналов НТСЦ. Двойное назначение СЦС. Выбор и обоснование значения цветовой поднесущей, невозможность использования принятого в НТСЦ значения поднесущей. Обоснование четвертьстрочного сдвига частоты поднесущей для получения эффекта временного усреднения и сдвига на 25 Гц – для пространственного усреднения между строками соседних полей.
Спектры UсцR и UсцB, их перемежение между собой и со спектром сигнала яркости. Разделение Uсц на UсцR и UсцB (т. е. на две в квадратуре промодулированные поднесущие) до синхронных детекторов в декодере с помощью ГФ. АЧХ этих фильтров. Устранение перекрестных искажений между ЦРС. Обоснование необходимого времени задержки ЛЗ в ГФ. Векторные диаграммы, поясняющие разделение СЦ на составляющие.
Тема 4.9. Декодер системы ПАЛ
Работа схемы ФАПЧ и формирователя импульсов коммутации фазы цветовой поднесущей в "красном" канале (900 или 2700). Разделение спектров СЯ и СЦ с помощью РФ и ПФ, а также ГФ. Нечувствительность к ЧПОБП СЦ. Влияние неточности задержки СЦ в приемнике ПАЛ на разделение СЦ (на две составляющие) и качество цветного изображения. Цветовая четкость изображения в двух направлениях. Достоинства и недостатки системы ПАЛ.
Тема 4.10. Система ЦТВ СЕКАМ
Обоснование способа последовательной через строку передачи ЦРС. Структурные схемы кодера и декодера (упрощенный вариант). Обоснование коэффициентов при формировании ЦРС DR и DB. Восполнение с помощью линии задержки недостающей информации об одном из ЦРС в приемнике. Детальная структурная схема кодера СЕКАМ. Назначение блоков.
Тема 4.11. Кодер СЕКАМ
Низкочастотные предыскажения (НЧ) ЦРС, оценка их эффективности. Неизбежность частичного ограничения выбросов в ЦРС. Пороги ограничения ЦРС. Коррекция НЧ предыскажений. Параметры СЦ – номинальная и максимальная девиация частоты в "красной" и "синей" строках. Пределы изменения мгновенной частоты поднесущей в "красном" и "синем" каналах.
Параметры частотной модуляции в системе СЕКАМ. Работа схемы ФАПЧ цветовой поднесущей. Обеспечение номинальных и пиковых (с учетом предыскажений) значений девиации частоты в "красном" и "синем" каналах. Выбор и обоснование значений частот покоя цветовых поднесущих. Необходимость обеспечения одинаковой фазы поднесущей в начале каждой строки.
Тема 4.12. ВЧ-предыскажение в системе СЕКАМ
Необходимость и эффективность по критериям совместимости и помехозащищенности. Стандартная коммутация фазы СЦ. Спектр СЦ с коммутацией фазы. Взаимное расположение спектральных составляющих СЯ и СЦ. Новый закон коммутации, обеспечивающий перемежение спектральных составляющих СЯ и СЦ. Сигнал цветовой синхронизации в СЕКАМ: СЦСk и СЦСc (кадровый и строчный). Совместное влияние НЧ и ВЧ-предыскажений на совместимость и помехозащищенность системы. Особенность канала яркости кодера СЕКАМ, формирование сигнала Uцтв .
Тема 4.13. Чувствительность СЦ системы СЕКАМ
Чувствительность к искажениям ДФ и ДУ, ЧП ОБП СЦ. Декодер СЕКАМ. Обоснование характеристик частотных детекторов. Канал цветовой синхронизации – основное назначение и функции.
Тема 4.14. Работа канала цветовой синхронизации
Разделение спектров СЯ и СЦ. Оптимизация устройств разделения для многосистемного цветного телевизора с учетом: спектров СЯ и СЦ в системах НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ, качества разделения и простоты реализации на стандартных микросхемах.
Параметры системы ЦТВ СЕКАМ. Реализация канала цветовой синхронизации с СЦСс. Принципы появления в декодере перекрестных искажений между ЦРС и пути их уменьшения.
Тема 4.15. Сравнение систем НТСЦ, ПАЛ и СЕКАМ
Сравнение по основным параметрам и характеристикам. Особенность построения современных многосистемных цветных телевизоров. Реализация дополнительных функций и пути повышения качества изображения и звукового сопровождения. Измерение основных характеристик систем ЦТВ и сравнение систем между собой.
Раздел 5. Передача дополнительной информации
в составе ТВ сигнала
Тема 5.1. Измерительные сигналы (ИС)
Принцип передачи и назначение. Измерение и контроль параметров и характеристик тракта по ИС непосредственно во время передачи. Передача буквенно-графической информации – телетекст. Требования к системам телетекста открытого типа. Варианты систем телетекста. Структурная схема системы передачи сигналов телетекста.
Тема 5.2. Структура строки данных в системе телетекста
Расчет основных параметров системы телетекста и отображение данных на экране телевизора: длительность байта, число (максимальное) байтов в пакете, число ТВ строк в ряде в одном поле (кадре) на экране, число (максимальное) рядов знаков на экране, число рядов знаков на экране в одной странице, число пакетов дополнительной информации (число рядов) в одном кадре, число кадров в одной странице, длительность передачи одной страницы, число страниц, передаваемых в одну минуту. Декодеры телетекста. Передача данных с использованием технологии VBI.
Раздел 6. Системы телевидения повышенного
качества (ТПК)
Тема 6.1. Пути повышения качества воспроизводимого изображения
Повышение без изменения стандарта разложения на телецентре: дополнительная обработка сигналов на телецентре; изменение стандарта излучения; обработка сигналов в телевизоре и преобразование вида развертки. Структурная схема телевизора повышенного качества. Передача стереофонического звукового сопровождения.
Тема 6.2. Системы ТПК с временным уплотнением аналоговых компонентов – типа МАС
Формирование сигнала МАC в интервале строки и в кадровом масштабе. Параметры стандартов МАC систем. Формат данных для системы D2-МАС.
Тема 6.3. Структурная схема декодера С/D/D2-МАС
Уменьшение искажений в ТВ-системах с поочередной передачей цветоразностных сигналов. Другие системы ТПК, напр. ПАЛ-плюс, СЕКАМ-плюс.
Раздел 7. цифровое Телевидение
Тема 7.1. Цифровое представление ТВ сигнала
Необходимая мера для: повышения помехозащищенности ТВ систем и их надежности; существенного расширения функциональных возможностей ТВ аппаратуры; использования современных методов цифровой обработки ТВ сигналов и сжатия видеоинформации. Цифровое телевидение – путь к интеграции систем телекоммуникаций, возможность сочетания с компьютерными технологиями (B-ISDN, SDH, в том числе и с Интернет). Цифровой тракт – совокупность кодеров источника, канала и модулятора.
Тема 7.2. Статистические характеристики ТВ изображения
и сигнала
Корреляционные свойства ТВ сигнала. Избыточность изображения. Особенности зрительного восприятия: представление зрительной системы в виде 2-х каналов: непрерывного – для анализа неподвижных изображений (с высоким пространственным и низким временным разрешением – большая ширина полосы частот DF и низкая частота кадров fk); переходного – для анализа движущейся части изображений (с высоким временным и низким пространственным разрешением – большая fk, малая DF). Зависимость контрастной чувствительности зрения от структуры изображения.
Тема 7.3. Пропускная способность канала
Энтропия источника сообщения как мера количества информации, которое несет в себе сообщение от данного источника. Максимальная энтропия для статистически независимых и равновероятных событий. Среднестатистическое количество информации с учетом вероятности появления символов. Необходимость кодирования источника.
Тема 7.4. Аналого-цифровое преобразование ТВ сигнала
Совокупность процессов дискретизации, квантования и кодирования. Теорема отсчетов Котельникова – Найквиста. Обоснование выбора частоты дискретизации с точки зрения удовлетворения требованиям двух стандартов разложения изображения. Спектральное представление дискретизированного сигнала: обоснование условия fД ³ 2FВ и возможности использования в ТВ условия fД<2FВ и гребенчатого фильтра для восстановления аналогового сигнала. Требования к пред - и постфильтрам для компонентных сигналов.
Тема 7.5. Временное представление восстановленного по дискретным отсчетам сигнала
В виде бесконечной суммы произведения отсчетных значений на функции отсчетов (т. е. функции Котельникова). Связь минимальной длительности импульса на выходе идеального ФНЧ с его полосой частот. Иерархия форматов цифрового представления (4:4:4; 4:2:2; 4:1:1 и 4:2:0). Необходимость увеличения частоты fД при формате 16:9. Цифровое представление композитных сигналов цветного телевидения.
Тема 7.6. Квантование
Т. е. дискретизация сигнала по уровням. Равномерная и неравномерная шкала квантования. Шаг квантования. Обоснование необходимого числа уровней М квантования с учетом контрастной чувствительности зрения (закон Вебера - Фехнера) для отсутствия ложных контуров (узоров). Мощность шумов квантования. Расчет отношения сигнал/шум квантования (ОСШКВ) при выбранном М. Требования к ОСШ ТВ камеры и ОСШКВ АЦП.
Тема 7.7. Двоичное кодирование ТВ сигнала
Тактовая частота. Скорость цифрового сигнала. Спектр ИКМ сигнала. Необходимость канального кодирования.
Варианты построения АЦП и ЦАП ТВ сигнала. Точностные характеристики. Требования к АЦП компонентных сигналов и полного цветового ТВ сигнала.
Тема 7.8. Классификация методов сжатия ТВ сигнала
Устранения избыточности. Простейший метод сжатия, основанный на зависимости контрастной чувствительности зрения от структуры изображения. Структурная схема, алгоритм работы устройства сжатия в три раза в реальном масштабе времени.
Тема 7.9. Кодирование ТВ изображений
Внутрикадровое и межкадровое предсказание. Помехоустойчивость систем с линейным предсказанием.
Тема 7.10. Групповое кодирование ТВ изображений
Преобразование Хаара, Адамара, Уолша и др. Дискретное косинусное преобразование. Адаптивное групповое кодирование.
Тема 7.11. Предсказание с компенсацией движения
Основа эффективного сокращения избыточности динамических изображений. Кодирование с компенсацией движения. Ускоренные методы анализа движения. Другие методы кодирования изображений: с использованием гибридных преобразований; интерполяционное; фрактальные методы.
Тема 7.12. Реализация цифровых методов кодирования видеоинформации
Стандарты МPEG сжатия цветных изображений. Профили и уровни. Кадры типа I, P и B. Структура группы видеокадров GOP.
Тема 7.13. Системы сжатия динамических изображений
Масштабируемость, т. е. возможность иерархической структуры битового потока в стандарте MPEG-2. Профили – простой, главный, масштабируемый по отношению сигнал/шум, пространственно-масштабируемый и высокий 422 или 420; уровни – низкий, главный, высокий – 1440 и высокий.
Тема 7.14. Структурные схемы кодеров и декодеров
По стандартам MPEG. Сравнение MPEG кодеров по качеству изображения при различной степени сжатия. Мультиплексирование, ремультиплексирование и статистическое мультиплексирование.
Тема 7.15. Современные достижения по сжатию ТВ сигнала
Использование их на практике: для обработки в аппаратной телецентра, передачи нескольких ТВ программ в стандартной полосе частот радиоканала и консервации на различные носители. Цифровые видеостыки.
Тема 7.16. Канальное кодирование
Общие принципы защиты от ошибок и их коррекции. Кодирование с исправлением ошибок. Типы кодов, используемых для канального кодирования цифровых ТВ сигналов. Особенности измерения характеристик цифровых трактов.
Тема 7.17. Организация цифрового ТВ вещания
Системы DVB, ATSC и ISDB. Классификация цифровых видов модуляции для передачи ТВ сигналов в спутниковом, наземном и кабельном телевидении. Структурные схемы модуляторов и демодуляторов (QPSK, QAM, СOFDM и др.). Спектры радиосигналов при различных видах модуляции несущей цифровым ТВ сигналом. Прием сигналов цифрового ТВ вещания. Интеграция DVB с Интернетом.
Раздел 8. Современные методы обработки ТВ
сигналов, достижения в аппаратной реализации
Тема 8.1. современные ТВ передающие камеры
Принципы построения, основные характеристики. Расширение их функциональных возможностей.
Тема 8.2. Методы коррекции искажений ТВ сигнала на телецентре
Цифровые методы в аппаратной - при коррекции, рир-проекции, видеоэффектах, в виртуальной студии. Безленточная технология создания ТВ программ.
Тема 8.3. интерактивное цифровое ТВ вещание (DVB)
Наземное, спутниковое, кабельное и эфирно-кабельное. Иерархический режим в DVB-Т. Платформа DVB-МНР. Интеграция телевидения с глобальными компьютерными сетями; сетями и системами телекоммуникаций - создание интерактивных универсальных информационных систем и оконечных (абонентских) многофункциональных терминалов.
Раздел 9. Телевидение высокой четкости (твч)
Тема 9.1. Требования к системам ТВЧ
Основные параметры систем ТВЧ (аналоговых компонентных сигналов и цифровых). Временные и амплитудные соотношения в сигналах (строка, поле, кадр, синхронизация, уровни).
Тема 9.2. варианты стандартов ТВЧ
Требования к АЦП для компонентных сигналов ТВЧ. Иерархия стандартов ТВЧ.
Алгоритмы сжатия (устранения избыточности) в сигналах ТВЧ.
Тема 9.3. Методы передачи сигналов ТВЧ по каналам связи
и распределения
Системы MUSE, HDMAC и др., их сравнение.
Тема 9.4. Цифровые способы передачи сигналов ТВЧ
Сигналы и их уровни. Стыки ТВЧ. Выбор вида модуляции для стандартов ATSC и DVB.
Тема 9.5. применения систем ТВЧ
В вещательном телевидении, электронном кинематографе и др. варианты систем ТВЧ с разным числом строк, частотой полей и/или кадров, включая fK=24 Гц при прогрессивной развертке.
Раздел 10. Методы и средства записи ТВ сигналов
на различные носители
Тема 10.1. Классификация методов записи ТВ сигналов
Аналоговых и цифровых, композитных и компонентных, без сжатия и со сжатием, одноканальная и двухканальная, продольная, поперечная и наклонно-строчная запись.
Тема 10.2. Магнитная видеозапись
Общие принципы, связь между скоростью движения ленты и высшей частотой записываемого сигнала. Форматы аналоговой видеозаписи. Удовлетворение компромиссных требований к записи низких и высоких частот. Модуляционный способ записи.
Тема 10.3. Аналоговая магнитная видеозапись двухканальная
Способы компонентной раздельной двухканальной записи – Betacam, М, МII, Lineplex, Betacam-SP и др.
Тема 10.4. Аналоговая магнитная видеозапись одноканальная
Форматы раздельной одноканальной записи - VHC, S-VHC, S-VHC–С, Betamax, Video8, Hi8 и др.
Тема 10.5. Цифровая магнитная видеозапись композитная
Форматы записи композитного сигнала D2,D3 и их основные характеристики. Форматы записи компонентных сигналов D1,D5,D6¸D9 и их основные характеристики.
Тема 10.6. Цифровая магнитная видеозапись компонентная
Форматы записи компонентных сигналов Betacam SX, DVCAM и Digital Betacam (Sony); Digital-S (JVC) и DVCPRO (Панасоник) - их основные характеристики.
Тема 10.7. Магнитная и магнитно-оптическая видеозапись
На компакт-диск, твердотельные накопители данных (CD-ROM). Стандарт DVD и его основные характеристики.
Хранение и доступ к цифровым данным на серверах. Среды создания и управления хранилищами данных.
Раздел 11. системы стереоскопического телевидения
Тема 11.1. Общие принципы формирования, передачи и приема сигналов стереоцветного телевидения (СЦТВ)
Классификация систем СЦТВ по признакам, характеризующим формирование, способы передачи и отображения. Системы СЦТВ ЛЭИС и МРТИ.
Тема 11.2. Способы и устройства отображения
Воспроизведения объемных изображений. Варианты устройств воспроизведения, включая проекционные, с различного типа очками у зрителя. Безочковые способы и устройства.
Примерный перечень лабораторных работ
1. Измерение и контроль параметров ТВ сигнала и изображения.
2. Исследование влияния линейных и нелинейных искажений на качество ТВ изображения.
3. Исследование спектра ТВ сигнала.
4. Исследование основных закономерностей формирования растров.
5. Исследование влияния шумов и помех на качество телевизионного изображения и измерение отношения сигнал/шум.
6. Исследование сигналов совместимой системы ЦТВ.
7. Исследование сигналов системы ЦТВ СЕКАМ.
8. Исследование сигналов системы ЦТВ ПАЛ.
9. Изучение схемы цветного телевизора (радиоканал и система управления).
10. Изучение схемы цветного телевизора (тракты промежуточной частоты изображения и звукового сопровождения).
11. Изучение схемы цветного телевизора (каналы яркости, цветности и развертки).
12. Изучение схемы приема сигналов дополнительной информации.
13. Исследование схемы «кадр в кадре» (PIP).
14. Исследование канала звукового сопровождения телевизора с порогопонижающим детектором и расширенными функциями.
15. Исследование ТВ модулятора головной станции КТВ.
16. Исследование магистрального усилителя системы КТВ.
17. Исследование канала записи – воспроизведения видеомагнитофона.
18. Исследование АЦП и ЦАП ТВ сигнала.
19. Изучение принципов построения и исследование основных характеристик приемной установки спутникового ТВ вещания (только для специальности
примечание: по специальностивыполняются следующие работы: 1, 4, 5. 6, 7, 8, 9 и 10, 19.
Примерный перечень практических занятий
1. Расчет взаимосвязи между параметрами ТВ сигнала и изображения.
2. Расчет спектра ТВ сигнала.
3. Расчет параметров сигналов основных цветов, яркости и цветоразностных.
4. Расчет координат цвета и цветности сложного излучения по известному его спектральному составу.
5. Расчет основных параметров композитных систем ЦТВ.
6. Расчет основных параметров головной станции КТВ.
7. Расчет основных параметров распределительной сети КТВ.
8. Присвоение частотных каналов в КТВ.
9. Расчет основных параметров АЦП и ЦАП ТВ сигнала.
10. Присвоение частотных каналов в наземном цифровом ТВ вещании.
Примерный перечень курсовых проектов
1. Система кабельного телевидения.
2. Крупная система коллективного приема телевидения.
3. Распределительная сеть КТВ с обратным каналом
4. Многофункциональная сеть КТВ.
5. Приемная распределительная сеть сигналов спутникового телевидения.
6. Усилительный тракт видеокамеры с противошумовой коррекцией.
7. Радиоканал цветного телевизора.
8. Нестандартный радиоканал цветного телевизора.
9. Синтез испытательных сигналов для визуальной настройки цветных телевизоров.
10. Канал записи-воспроизведения аналогового (или цифрового) видеомагнитофона.
11. Цветной телевизор с модулем «кадр в кадре» и двумя радиоканалами.
12. Многостандартный и (или) многосистемный цветной телевизор.
13. Проекционное воспроизводящее устройство (телевизор).
14. Аппаратная современного телецентра.
15. Распределительная сеть ТВ программ в сантиметровом (или миллиметровом) диапазоне волн.
16. Корректор резкости (или четкости) цветного телевизора.
17. Устройство повышения отношения ТВ сигнала к флуктуационному шуму.
18. Формирователь сигнала стереоцветного телевидения с уменьшенным уровнем перекрестных помех.
19. Декодер сигнала стереоцветного телевидения.
20. Синхронная сеть наземного цифрового ТВ вещания по стандарту DVB.
Примерный перечень компьютерных программ,
необходимого оборудования и дополнительных
материалов
1. Программно-аппаратный комплекс по генерированию телекоммуникационных сигналов, моделированию систем передачи, включая телевизионные, и другими функциями (разработан на кафедре СТК БГУИР).
2. Программное обеспечение для частотных присвоений в КТВ (разработано на кафедре СТК БГУИР).
3. Программное обеспечение для расчета комбинационных продуктов в сетях КТВ (разработано на кафедре СТК БГУИР).
4. Программное обеспечение для расчета зон обслуживания в наземном цифровом ТВ вещании по стандарту DVT-T (разработано на кафедре СТК БГУИР).
5. Демонстрационные макеты и промышленные образцы ТВ аппаратуры:
6. Передающие и приемные трубки и устройства к ним.
7. Четырехкамерная прикладная ТВ установка (ПТУ).
8. Малогабаритная ПТУ с передающей трубкой на ПЗС.
9. Камерный канал черно-белого телевидения (типа АТК).
10. Генераторы испытательных ТВ сигналов по системам СЕКАМ и ПАЛ.
11. Цветные телевизоры различных поколений, в том числе с декодерами сигналов телетекста, модулем кадр в кадре (PIP и вторым радиоканалом, макет разработан на кафедре СТК).
12. Видеомагнитофон с записями эталонных цветных тест изображений и достижений в области телевидения.
13. Транскодер ПАЛ-СЕКАМ.
14. ТВ камера с видеомагнитофоном (камкордер).
15. CD-ROM фирмы Snell & Wilcox с эталонной тест таблицей MPEG-2.
16. Приемные установки аналоговых и цифровых сигналов спутникового телевидения (ЧМ с ЧРК; DVB-S/MPEG-2 и D2-MAC).
17. Приемная установка сигналов системы MMDS.
18. Волоконно-оптическая система передачи ТВ сигналов (разработка кафедры СТК).
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Телевидение: Учебник для вузов /Под ред. – М.: Радио и связь, 2000.
2. , , Хоминич представление сигналов изображения и звукового сопровождения: Учеб. пособие по ТВ дисциплинам для студ. спец. «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения», «Многоканальные системы телекоммуникаций», «Радиотехника», «Радиоэлектронные системы» и «Радиоинформатика». – Мн.: БГУИР, 2003.
3. Телевизионная техника. В книге: Бытовая радиоэлектронная техника: Энциклопедический справочник /Под ред. – М.: БелЭн., 1995.
4. Ткаченко телевидение. – Мн.: Беларусь, 1981.
5. , Ткаченко и передача изображений: Учебное пособие для вузов. – Мн.:Выш. шк., 1988.
6. , Кириллов телевизионных измерений: Учебное пособие для вузов. – Мн.:Выш. шк., 1976.
7. Быков основы телевидения: Учебник для вузов.- СПб.: Лань, 1998.
8. Домбругов : Учебник для вузов. –2-е изд., перераб. и доп. К.:Выщ. шк., 1988.
9. Певзнер цветных телевизионных изображений. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Радио и связь, 1988.
10. , Хоминич качества изображения и звукового сопровождения: Учеб. пособие для студ. спец. «Телекоммуникационные системы», «Радиотехника» и «Радиотехнические системы». В 2 ч. Ч.1: Тракты промежуточной частоты изображения и звукового сопровождения. – Мн.: БГУИР, 2001.
11. , Ткаченко кабельного телевидения: Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию. – Мн.: БГУИР, 1997.
12. Реушкин коллективного телевизионного приема. - М.: Радио и связь,1998.
13. Хохлов устройства цветных телевизоров. - 3 изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь,1998.
14. Современная видеозапись: Пер. с венг. - М.: Радио и связь, 1987.
15. Ершов : Справ. пособие.- СПб.: Лениздат,1993.
16. Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов/Под ред. - М.: Радио и связь,1994.
17. Новаковский на экране телевизора. Основы телевизионной колориметрии: Учеб. пособие для вузов – М.: Радио и связь, 1997.
18. Новаковский задач по основам техники телевидения: Учеб. пособие для вузов – М.: Радио и связь, 1998.
19. Шерайзин коррекция и фильтрация телевизионного сигнала.- М.: Радио и связь, 1987.- 88с.
20. Телевизионные передающие камеры/ В. А. Петропавловский, , .-М.: Радио и связь, 1988.
21. Ибрагим приемники: Пер. с англ. - М.: Мир, 2000.
22. Ильинков фотометрии. Ч. 1: Характеристики оптического излучения. Оптические характеристики веществ и тел: Учеб. пособие для студ. спец. "Телекоммуникационные системы". – Мн.:БГУИР, 1994.
23. Ильинков фотометрии. Ч. 2: Источники оптического излучения: Учеб. пособие для студ. спец. "Телекоммуникационные системы". - Мн.: БГУИР.1996.
24. , Федунин телевидение. – М.: Радио и связь, 2000.
25. Локшин вещание: от студии к телезрителю. – М.: Компания Сайрус Системс, 2001.
26. Справочник по цифровому телевидению. – Жуковский: «ЭРА», 2001.
27. , , Красносельский телевизионное вещание: основы, методы, системы. – М.: НИИР, 2001.
28. Мамчев устройства отображения информации. - М.: Радио и связь,1983.
Дополнительная
1. Игнатьев , и её приложения. - М.:Связь,1980.
2. Телевизионная техника: Справочник /Под ред. и – М.: Радио и связь, 1994.
3. Кривошеев телевизионных измерений. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1989.
4. Цифровое телевидение. Теория и техника. Пер. с чешск. - М.: Радио и связь,1990.
5. Цифровое кодирование телевизионных изображений/ Под ред. – М.: Радио и связь, 1981.
6. Цифровое телевидение/Под ред. М. И Кривошеева. – М.: Связь, 1980.
7. Лямичев отображения информации с плоскими экранами. - М.: Радио и связь, 1983.
8. , Самохин видеомагнитофоны. - М.: Радио и связь, 1989.
9. , Шишигин видеомагнитофоны формата VHS. Ч. 1.- СПб.:1994..
10. , , Штейнберг видеосистемы.- М: СП"Панас", 1993.
11. Новаковский методы формирования телевизионных изображений: Конспект лекций. - М.: МИС,1 990.
12. Новаковский системы цветного телевидения.- М.:Связь,1976.
13. , Котельников системы телевидения. Цифровые методы обработки видеосигналов. - М.: Радио и связь,1992.
14. Кабельное телевидение/Под ред. .- М.: Радио и связь,1994.
15. , , Куликов . Передача и компьютерная обработка видеоинформации. - М.: Радио и связь,1991.
16. А,, П., , Шибанов сети кабельного телевидения / Под ред. .- СПб.: Наука, 2000.
17. Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений /Под ред. и . - 2-е изд, перераб. и доп.- М.: НАТ, 1997.
18. Англо-русский словарь по телевидению, аудио - и видеотехнике /Авторы составители , ./Под ред. .-Мн.:БелЭн, 1с.; 2-е издс.
19. , Цикин компьютерной видеоконференцсвязи. – М.: коммуникации», 1999.
20. , Ткаченко построения каналов звукового сопровождения в ТВ - приемниках повышенного качества // Известия Белорусской инж. академии. Спец. выпуск. Материалы II межд. НТК «Современные средства связи». –1997. №1(3)/1. –С.171-175.
21. , , Системы стереофонического звукового сопровождения в телевидении // Радиотехника и электроника: республ. межвед. сб. науч. трудов. –Мн.: БГУИР, 1999. –Вып.24. - С.3-10.
22. , , Принципы построения устройств отображения стереоизображений // Радиотехника и электроника: республ. межвед. сб. науч. трудов. –Мн.: БГУИР, 1999. –Вып.24. - С.11-28.
23. , , Нестандартный радиоканал цветного телевизора // Радиотехника и электроника: республ. межвед. сб. науч. трудов. – Мн.: БГУИР, 1999. –Вып.24. – С.135-139.
24. , , Ткаченко построения сетей наземного цифрового ТВ вещания // Радиотехника и электроника: республ. межвед. сб. науч. трудов. – Мн.: БГУИР, 2001. – Вып.25.
25. Патент РБ № 000. Способ настройки фильтра коррекции высокочастотных предыскажений в телевизоре цветного изображения /. - Официальный бюллетень, 1994. - №4. – С.181
26. А. с. 1163487 (СССР). Способ формирования цифрового ТВ сигнала / и др. – Бюллетень изобретений, 1982. - №4; 1985. - №23.
27. А. с. 882026 (СССР). Способы и устройства для передачи и приема стереоцветных ТВ изображений / и др. – Бюллетень изобретений, 1980. - №32; 1981.- №5; 1981.- №10; 1981. - №42.
28. , , Ключник планирование в системах кабельного телевидения //1-я республиканская НТК «Цифровое телевизионное и радиовещание»: тезисы докладов. – Минск - Раубичи, 14-16 апреля 1999. – С.48-51.
29. Патент РБ № 000. Способ проверки правильности матрицирования цветоразностных сигналов /А, П. Ткаченко, , . - Официальный бюллетень, 2002. - №3 (34). – С.192.
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь
по образованию в области информатики
и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-069/тип.
РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям 1Радиотехника,
1Радиоэлектронные системы,
1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составители:
, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук;
доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук;
доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук.
Рецензенты:
Кафедра приемно-передающих устройств Военной Академии Республики Беларусь (протокол от 01.01.2001 г.);
Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол от 01.01.2001 г.);
, заведующий кафедрой радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», кандидат технических наук
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г.)
Научно-методическим советом по группе специальностей 1Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.);
Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)
Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.108-98
Ответственный за редакцию:
Ответственный за выпуск:
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа по дисциплине «Радиопередающие устройства» разработана для студентов высших учебных заведений для специальностей 1Радиотехника, 1Радиоэлектронные системы, 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.108-98.
В результате освоения курса «Радиопередающие устройства» студент должен
знать:
- принципы работы и теорию радиоэлектронных устройств генерирования, усиление и формирования колебаний радиочастоты;
уметь:
- осуществлять схемотехническое проектирование этих устройств;
- выполнять расчёты, связанные с выбором параметров элементов, обеспечивающих реализацию требований, предъявляемым к разрабатываемым устройствам;
- определять параметры и характеристики спроектированных устройств;
- производить настройку каскадов радиопередатчика.
Программа рассчитана на объем 150 часов, из них аудиторных - 100 часов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Предмет, содержание и последовательность изложения разделов курса, его связь с другими дисциплинами учебного плана.
Радиосигнал и его характеристики.
Назначение и области применения радиопередающих устройств (РПдУ). Основные этапы развития. Основные требования, предъявляемые к РПдУ: Энергетические показатели, характеристики электромагнитной совместимости, качественные показатели. Классификация РПдУ. Международное сотрудничество в области радиосвязи.
Раздел 1. УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Колебательные цепи генераторов: резонаторы на отрезках длинных линий, торроидальные резонаторы, коаксиальные резонаторы, волноводные резонаторы, полосковые резонаторы.
Структурная схема генератора с внешним возбуждением (ГВВ). Баланс мощностей ГВВ. Типы и области применения различных активных элементов; статистические характеристики активных элементов и их аппроксимация. Режим работы активных элементов. Регулирование и нагрузочные характеристики ГВВ. Цепи согласования с нагрузкой. Особенности работы ГВВ на комплексную нагрузку. Использование ключевого и биполярного режимов работыв транзисторных ГВВ. Основы инженерного расчёта и автоматизации проектирования ГВВ.
Зависимость токов и энергетических показателей транзисторного генератора от частоты. Влияние питающих напряжений на режим ГВВ. Основы инженерного расчёта на режим ГВВ с учётом инерционных явлений. Особенности применения ЭВМ при проектировании транзисторных ГВВ.
Общие принципы построения схем ГВВ. Выходные цепи ГВВ, согласование генератора с нагрузкой. Фильтрация высших гармоник. Схемы входных ГВВ.
Области применения умножителей чистоты. Умножители частоты с безинерционными усилительными элементами. Особенности умножителей чистоты на инерционном нелинейном четырехполюснике.
Особенности и основные свойства радиочастотных трактов, построенных по принципу сложения мощностей генераторов. Параллельное включение усилительных элементов и двухтактные схемы. Схемы сложения мощности произвольного числа генераторов. Мостовые схемы сложения мощностей. Блочно-модульный принцип построения мощных широкополосных транзисторных усилителей. Сложение мощностей генераторов в пространстве.
Основные ограничения на широкополосные свойства ламповых и транзисторных усилителей. Схемы широкополосных усилителей (ШПУ): корректированные усилители, усилители с распределенным усилением, усилители с раздельным усилением в смежных полосах диапазона. ШПУ на трансформаторах с ферритами. Особенности работы широкополосных усилителей на комплексную нагрузку. Фильтрация высших гармоник в широкополосных усилителях. Основы инженерного расчета и автоматизация проектирования широкополосных усилителей.
Раздел 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ АВТОГЕНЕРАТОРОВ
Требования, предъявляемые к автогенераторам. Уравнение стационарного режима в автогенераторе. Обобщенная трехточечная схема автогенератора. Выбор режима работы усилительного элемента. Многочастотные и шумовые автогенераторы, их применение. Синхронизация автогенератора внешним сигналом. Принципы самосинхронизации. Полоса синхронизации. Применение синхронизации и самосинхронизации автогенераторов в РПдУ.
Одноконтурные схемы автогенераторов, области применения, особенности расчета. Многоконтурные автогенераторы. Автогенераторы с компенсацией инерционности активных элементов. Эквивалентная схема кварцевого резонатора. Схемы кварцевых автогенераторов и особенности их расчета. Гибридные и интегральные схемы автогенераторов. Автогенераторы с устройствами на поверхностных акустических волнах.
Влияние дестабилизирующих факторов и изменений элементов схемы на частоту колебаний. Условия обеспечения высокой стабильности частоты. Мгновенная и средняя частота, их статистические характеристики. Кратковременная и долговременная нестабильность частоты. Влияние нестабильности частоты на работу радиотехнических устройств и систем.
Основные характеристики синтезатора частоты. Методы синтеза дискретной сетки частот. Пассивные синтезаторы. Аналоговые синтезаторы с фазовой автоподстройкой частоты. Цифровые синтезаторы частоты с кольцом фазовой автоподстройки. Применение микропроцессоров в цифровых синтезаторах. Синтезаторы на основе квантовых стандартов частоты.
Раздел 3. УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ
Определение и классификация модуляции, основные характеристики радиосигналов. Амплитудная модуляция, импульсная модуляция. Полярная модуляция. Радиосигналы с частотной и фазовой модуляцией (ЧМ и ФМ). Дискретные виды модуляции. Области применения различных видов модуляции.
Модуляция смещением, анодная и коллекторная модуляция. Статистические модуляционные характеристики. Модуляция на многоэлектродных лампах. Комбинированные виды модуляции. Основные энергетические показатели, схемы осуществления. Усиление модулированных колебаний. Искажения при амплитудной модуляции.
Основные методы и схемы осуществления фазовой модуляции. Прямые и косвенные методы частотной модуляции, схемы осуществления и их сравнительные характеристики. Методы формирования сложных ФМ и ЧМ сигналов (линейная частотная модуляция, шумоподобные сигналы).
Основные особенности однополосной модуляции. Методы формирования однополосного сигнала. Основные элементы устройств формирования однополосного сигнала.
Амплитудная модуляция. Частотная и фазовая манипуляции, относительная фазовая телеграфия, основные характеристики, методы осуществления. Преобразования сигналов при дискретных видах модуляции.
Основные требования к возбудителям радиопередатчиков. Особенности формирования радиосигналов в возбудителях. Возбудители с синтезаторами частоты.
Раздел 4. Устройства генерирования и формирования радиосигналов СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ и оптического диапазона волн
Особенности режимов активных элементов и колебательных систем генераторов СВЧ диапазона. Конструкции и особенности расчета генераторов на коаксиальных, полосковых и микрополосковых линиях. Микрополосковые усилители СВЧ. Регулировочные и нагрузочные характеристики автогенераторов СВЧ. Интегральные и гибридно-интегральные схемы СВЧ генераторов. Применение ЭВМ при проектировании СВЧ генераторов.
Принцип действия лавинно-пролетного диода (ЛПД), режимы работы ЛПД, основные энергетические соотношения. Механизм возникновения отрицательной проводимости в диодах с междолинным переходом. Режимы работы диодов Ганна. Основные энергетические параметры генераторов. Схемы и конструкции генераторов на ЛПД и диодах Ганна.
Обобщённая схема умножителя частоты на двухполюсных нелинейных элементах. Эквивалентная схема варактора. Двухконтурные умножители частоты, схема, основные характеристики. Умножители частоты с ненагруженными контурами.
Основные показатели и области применения отражательных клистронов. Характеристики пролётных усилительных клистронов. Умножительные клистроны. Модуляция в пролётных клистронах.
Области применения и основные характеристики ламп бегущей волны (ЛБВ). ЛБВ типа “0” и типа “М”. Энергетические соотношения для ЛБВ типа “0”. Регулировочные характеристики усилителей на ЛБВ. Модуляция в ЛБВ.
Области применения магнетронов. Рабочие и нагрузочные характеристики магнетронов. Платинотронные генераторы. Платинотрон в режиме амплитрона и стабилотрона. Модуляция магнетронных и платинотронных генераторов. Особенности конструкции и основные характеристики митронного генератора.
Квантовые генераторы, инженерная теория, основные энергетические соотношения. Модуляция квантовых генераторов. Оптические линии связи.
Раздел 5. Структурные схемы радиопередающих устройств. Электромагнитная совместимость
Классификация связных и телеметрических радиопередатчиков. Модуляционные устройства передатчиков. Автоматическое управление радиопередающим устройством. Радиопередающие комплексы систем связи. Передатчики сотовых систем связи.
Структурные схемы телевизионных передатчиков изображения и звукового сопровождения. Особенности осуществления модуляции. Наземные и космические ретрансляторы. Передатчики для радиорелейной и тропосферной связи.
Классификация радиолокационных и радионавигационных передатчиков. Структурных схемы передатчиков. Особенности построения высокочастотных трактов передатчиков. Передатчики с фазированными антенными решётками.
Виды и причины возникновения паразитных колебаний. Паразитное самовозбуждение за счёт обратной связи. Возникновение паразитных колебаний радиочастотных трактов.
Понятие об электромагнитной совместимости (ЭМС) передатчиков и других элементов в системах связи, расположенных в непосредственной близости. Классификация побочных излучений.
Побочные излучения, возникающие в процессе формирования несущей, излучения, обусловленные паразитной модуляцией, шумовые излучения. Интермодуляционные излучения. Методы уменьшения побочных излучений.
Заключение
Перспективы развития теории и техники РПдУ.
Примерный перечень тем практических занятий
1. Структурные схемы радиопередающих устройств.
2. Использование аппроксимированных характеристик для расчёта режимов активных элементов.
3. Влияние питающих напряжений и сопротивления нагрузки на режим активного элемента в усилителе мощности.
4. Колебательные цепи генераторов.
5. Построение схем резонансных ГВВ.
6. Регулировочные характеристики автогенераторов.
7. Построение схем автогенераторов.
8. Электрический расчёт автогенератора.
9. Способы осуществления ЧМ.
10. Электрический расчёт частотного модулятора.
11. Транзисторный усилитель СВЧ мощности по схеме с общей базой и его расчёт.
12. Диодные СВЧ генераторы.
13. Расчёт генератора на диоде Ганна.
14. Расчёт характеристик синхронизированных генераторов.
15. Побочное излучение РПдУ.
Примерный перечень лабораторных работ
1. Исследование генераторов с внешним возбуждением.
2. Исследование цепей согласования выходных каскадов ГВВ.
3. Транзисторные автогенераторы.
4. Исследование стабильности частоты транзисторных автогенераторов.
5. Исследование генератора дециметрового диапазона волн.
6. Исследование амплитудной модуляции в транзисторных генераторах.
7. Частотно-модулированный автогенератор.
8. Радиопередатчик низовой связи.
9. Исследование характеристик генератора на диоде Ганна.
10. Импульсный модулятор с частичным разрядом накопителя.
11. Импульсный модулятор с полным разрядом накопителя.
12. Исследование генератора на ЛБВ.
13. Исследование модулятора с полным и частичным разрядом накопителя на магнетроне.
14. Оптический передатчик для волоконно-оптической линии связи.
Примерная тематика курсовых работ
В курсовом проекте предусматривается выполнение расчёта основных каскадов и эскизное проектирование передатчиков радио и оптического диапазонов волн на транзисторах, полупроводниковых диодах, лампах или других электронных приборах, в том числе с микропроцессорными системами настройки и регулирования. Курсовое проектирование, как правило, проводится с широким использованием средств современной вычислительной техники.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / Под ред. – М.: Радио и связь, 1996.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Устройства генерирования и формирования радиосигналов / , ёв, и др. Под ред. , , . – М.: Радио и связь, 1994.
2. , Романюк устройства на полупроводниковых приборах. – М.: Высш. шк., 1989.
3. Проектирование радиопередатчиков / , , и др. Под ред. . – М.: Радио и связь, 2000.
4. , , . Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. – М.: Радио и связь, 1987.
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь
по образованию в области информатики
и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-063/тип.
РАДИОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальностям 1Радиотехника,
1Радиотехнические системы,
1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составители:
, доцент кафедры радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук,
, доцент кафедры радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук.
Рецензенты:
, заведующий кафедрой «Терминальные устройства телекоммуникационных систем» Учреждения образования «Высший государственный колледж связи», доцент;
, главный метролог Белорусского государственного института метрологии, старший научный сотрудник, кандидат технических наук;
, заведующий кафедрой «телекоммуникационных систем» Учреждения образования «Высший государственный колледж связи», доцент, кандидат технических наук;
, заведующий кафедрой радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», кандидат технических наук;
Кафедра «Терминальные устройства телекоммуникационных систем» Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол от 01.01.2001 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г., протокол от 01.01.2001 г.);
|
Из за большого объема эта статья размещена на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
