Методические указания для студентов по проведению практических занятий по дисциплине Телевидение и организация радиовещания (стр. 4 )

4.1 Цель работы

4.2 Краткие теоретические сведения.

4.3 Задания.

4.4 Осциллограммы измерительных сигналов

4.5 Графики для каждого расчета.

4.6 Ответы на контрольные вопросы

5 Конторольные вопросы

5.1 Дайте определение испытательному импульсу и привидите его в графический вид

5.2 Как отлиается между собой сигналы яркости и цветности

5.3 Что представляет собой модулированные по амплитуде импульсы?

6 Список литературы

6.1 Под ред. . Телевидение: Учебник для вузов/-М.: Радио и связь, 1997.-640с.

6.2 ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений.

6.3 Смирнов цифрового телевидения: Учеб. Пособия.- М.: Горячая линия -Телеком, 2001.-224с.

6.4 , и др. Мультисервисные сети кабельного телевидения. – СПб.: Наука, 2000.

Практическое занятие 6

Расчет помехоустойчивости в системе СЕКАМ

1 Цель работы:

1.1 Рассчитать напряжение взвешенных помех (Ё) при прямом включении камеры и ВКУ,

1.2 Рассчитать напряжение взвешенных помех (Ё) при включения между камерой и ВКУ кодирующую и декодирующую матрицу, ФНЧ, если ФП в тракте передачи отсутствуют (Ётр),

1.3 Рассчитать напряжение взвешенных помех (Ё) при включения между камерой и ВКУ кодирующую и декодирующую матрицу, ФНЧ и при наличия ФП в тракте передачи (Ётр),

2. Пояснение к работе

2.1 Краткие теоретические сведения

В теории связи помехоустойчивость характеризует как степень соответствия принято го сообщения переданному при заданной помехе. Но это общее определение применительно к вещательному телевидению является слишком широким и подходит, скорее, в качестве критерия качества изображения, поскольку под него попадают все виде искажения. Определенность вносить выбор количественной меры помехоустойчивости. В телевидение в качестве такого критерия используют отношение сигнал - помеха, т. е. отношение размаха сигнала к эффективному напряжению флуктуационной помехи. Флуктационные помехи (ФП) ухудшают различение мелких деталей и полутонов в изображении, т. е. сокращают количество информации, передаваемой ТВ системы.

В ТВ вещании имеется четыре основных источника ФП: формирование видеосигналов в передающих камерах, видеозапись, передача по линиям дальней связи и эфирный прием. Так как три последних вносят шумы в полный цветовой ТВ сигнал, то в сигнале на входе цветового декодера существует два компонента ФП: помехи камеры, «скрытые» в сигнале цветности, и помехи, добавленные к полному цветовому сигналу, представляющие собой сумму помех камеры в яркостном сигнале и помех тракта.

Рисунок 1 - Функциональная схема преобразования сигналов и помех в системе СЕКАМ

За критерии помехоустойчивости системы примем величину, характеризирующую визуальную зашумленность цветного изображения, а именно напряжение взвешенных помех СЕ):

(6.1)

, где а, ~, Е - коэффициенты относительности видности помех (смотри таблицу 2).

Возьмем трехтрубочную камеру RGB. Пусть на выходе камерного канала отношение сигнал - шум: 'l'R = 'l' G =ув =40 дБ. В полосе частот БМГц. Примем номинальные размахи сигналов: UR= UG = UB = Uy =1 В. Тогда напряжение трех ФП: ER =Ес= Ев=10В Взвешенные значение помех: ЁR =Ёс= Ёв=А(6) = 0,34 * 10 = 3,4мВ. Подав три сигнала основных цветов непосредственно на ВКУ, получим изображение зашумленностью:

Теперь включим между камерой и ВКУ кодирующею и декодирующею матрицу, ФНЧ, т. е. определим влияние перехода на сигналы У, R-Y, D-Y (Рис l)Показана функциональная схема преобразования сигналов и помех в системе СЕКАМ. В кодирующей матрице шумы суммируются по мощности:

, где а, Ь, с, d, f - коэффициенты определяющие долю видеосигнала основных цветов (см. таб. 2).

Цветоразностные сигналы проходя через ФНЧ ограничиваются по полосе от б до 1,5 МГц, что уменьшает помехи в них в 2 раза.

При кодирование СЕКАМ формируются сигналы DR, DB помехи в которых равны:

где значения А, В смотрим в таблице 2.

Взвешенные значения помех сигналов DR, DB.

Эти помехи проходят через канал цветности без изменений, но в декодере к ним добавляется шумы из сигнала У, преобразованные в ЧМ модуляторе:

где а - спектральная плотность шумов. Если помехи в тракте передачи отсутствуют, то спектральная плотность шумов на входе канала цветности: а = 2,74 мВМГц -1/2 .Суммарное напряжение помех в цветоразностных сигналах вычисляется следующим образом:

На выходе аттенюатора получаем преобразованное напряжение помех в цветоразностных сигналов в виде:

где значения А, В смотрим в таблице 2.

На выходе матрицы декодера напряжение помех в сигналах R, G, В определяется:

где Ё'у- взвешенное значение помех в сигнале У: Ё·у = А(6) Еу = 0,34*6,7= 2,28мВ.

Общая зашумленность выражается суммарным напряжением помех:

Введем в рассмотрении ФП в тракте передачи Етр, ограничившись случаем гладкой помехи и приняв на входе декодера 'Р= 30дБ (Етр =30мВ). Общая помеха в яркостном сигнале возрастает до уровня:

Еу TP=[(Eyi+ (Етр)2] 1/2 ,мВ, (6.22)

,где Еу-определяется по (2.2)

Взвешенные значение помех определяется теперь Фактический только шумами тракта:

Еу тр =0,34* Еу тр, мВ, (6.23)

При наличие ФП в тракте передачи спектральная плотность шумов на входе канала определяется: о' у тр = Еу тр/ --./6, мВ*МГц-1I2 Подставляя значение () у ТР В выражение (2.11) и (2.12) получаем значения взвешенные значения помех на выходе ЧМ демодулятора.

Далее, повторяем ход расчетов.

Пример расчета:

Таблица 1 - Исходные данные

N~по списку	а	b	e	а	Ь	с	d	f	А	В
30	0,40	1	0,35	0,3	0,59	0,11	0,7	0,89	1,9	1,5

Подав три сигнала основных цветов непосредственно на ВКУ, получим изображение зашумленностью:

ЁI = 3,4(а 2+~2 +,82)1/2= 3,4* [(0,40i+ 1 + (0.35)2] 1/2 =3,84 мВ.

Теперь включим между камерой и ВКУ кодирующею и декодирующею матрицу, ФНЧ, Т. е. определим влияние перехода на сигналы У, R - У, D - У (Рис 1 )Показана функциональная схема преобразования сигналов и помех в системе СЕКАМ. В кодирующей матрице шумы суммируются по мощности:

Цветоразностные сигналы проходя через ФНЧ ограничиваются по полосе от 6 до 1,5 МГц, что уменьшает помехи в них в 2 раза.

При кодирование СЕКАМ формируются сигналы DR, DB помехи в которых равны:

Взвешенные значения помех для сигналов DR, DB:

Эти помехи проходят через канал цветности без изменений, но в декодере к ним добавляется шумы из сигнала У, преобразованные в ЧМ модуляторе:

Суммарное напряжение помех в цветоразностных сигналах вычисляется следующим образом:

 

На выходе аттенюатора получаем преобразованное напряжение помех в цветоразностных сигналов в виде:

 

На выходе матрицы декодера напряжение помех в сигналах R, G, В определяется

 

Общая зашумленность выражается суммарным напряжением помех:

BI= [(аВ* R)2 + (~B*o)2 + (Ев*в)2] 1/2 = [0,402 * 5,з2 + 3,592 + 0,352 * 7,242] 1/2 =4,88 мВ.

Введем в рассмотрении ФП в тракте передачи Етр, ограничившись случаем гладкой помехи и приняв на входе декодера ЧJ= 30дБ (Етр=30мВ). Общая помеха в яркостном сигнале возрастает до уровня:

Еутр=[(Еу)2+ (Етр)2]1/2 = (6,72 + 302)1/2 = 30,7 мВ.

Взвешенные значение помех определяется теперь Фактический только шумами тракта:

Ву тр =0,34* Еу тр = 0,34 * 30,7 = 10,4 мВ.

При наличие ФП в тракте передачи спектральная плотность шумов на входе канала определяется: ()утр = Еутр/ ~6 =30,7 / ~6 = 12,5 мВ*МГц-1I2.

Подставляя значение ()утрВ выражение (2.11) и (2.12) получаем значения

взвешенные значения помех:

 

Суммарное напряжение помех в цветоразностных сигналах вычисляется следующим образом:

 

 

На выходе аттенюатора получаем преобразованное напряжение помех в цветоразностных сигналов в виде:

 

На выходе матрицы декодера напряжение помех в сигналах R, G, В определяется:

 

Общая зашумленность выражается суммарным напряжением помех:

3 Задание

3.1 Рассчитать напряжение взвешенных помех (Ё) при прямом включении камеры иВКУ

3.2 Рассчитать напряжение взвешенных помех (Ё) при включения между камерой и ВКУ кодирующую и декодирующую матрицу, ФНЧ, если ФП в тракте передачи отсутствуют (Ётр)

3.3 Рассчитать напряжение взвешенных помех (Ё) при включения между камерой и ВКУ кодирующую и декодирующую матрицу, ФНЧ и при наличия ФП в тракте передачи (Ётр)

3.4 Зарисуйте функциональную схему преобразования сигналов и помех в системе СЕКАМ

3.5 Укажите формируемые сигналы на выходе каждого блока Исходные данные для расчетов взять из таблицы 2.

Таблица 2- исходные данные

NQПО списку	а	b	Е	а	Ь	с	d	f	А	В
1	0,395	0,999	0,348	0,291	0,498	0,1059	0,741	0,8901	1.911	1.512
2	0,399	0,698	0,349	0,289	0,482	0,1085	0,725	0,7954	1.894	1.499
3	0,385	0,854	0,350	0,298	0,561	0,1094	0,711	0,7482	1.987	1.489
4	0,391	0,987	0,347	0,311	0,493	0,1078	0,698	0,8895	1.900	1.499
5	0,387	0,958	0,346	0,324	0,584	0,1100	0,687	0,8899	1.897	1.500
6	0,375	0,935	0,351	0,293	0,591	0,1110	0,697	0,8911	1.859	1.510
7	0,389	1,000	0,347	0,285	0,499	0,1081	0,700	0,8900	1.879	1.521
8	0,388	1,001	0,346	0,295	0,593	0,1067	0,701	0,7482	1.901	1.479
9	0,401	1,010	0,349	0,305	0,478	0,1093	0,710	0,8895	1.897	1.492
10	0,400	0,899	0,350	0,309	0,597	0,1100	0,658	0,8899	1.859	1.512
11	0,369	0,987	0,347	0,291	0,489	0,1094	0,698	0,8901	1.879	1.499
12	0,408	0,999	0,348	0,289	0,498	0,1078	0,687	0,7954	1.901	1.489
13	0,389	0,698	0,349	0,298	0,482	0,1100	0,697	0,7482	1.894	1.499
14	0,388	0,854	0,350	0,311	0,561	0,1110	0,700	0,8895	1.987	1.500
15	0,401	0,987	0,347	0,324	0,493	0,1081	0,741	0,8899	1.900	1.530
16	0,400	0,958	0,346	0,293	0,499	0,1067	0,725	0,8911	1.897	1.510
17	0,399	0,935	0,349	0,285	0,593	0,1059	0,687	0,8900	1.859	1.521
18	0,385	0,921	0,350	0,295	0,478	0,1085	0,697	0,7482	1.879	1.479
19	0,391	0,935	0,347	0,305	0,597	0,1094	0,741	0,8895	1.897	1.492
20	0,387	1,000	0,348	0,309	0,498	0,1078	0,725	0,8899	1.859	1.499
21	0,375	1,001	0,349	0,289	0,482	0,1100	0,711	0,8911	1.879	1.488
22	0,389	0,999	0,350	0,298	0,561	0,1110	0,698	0,8901	1.901	1.500
23	0,388	0,698	0,347	0,311	0,493	0,1081	0,687	0,7954	1.894	1.530
24	0,401	0,854	0,346	0,324	0,591	0,1067	0,697	0,7482	1.987	1.510
25	0,375	0,987	0,350	0,293	0,499	0,1093	0,700	0,8895	1.900	1.521
26	0,389	0,958	0,347	0,285	0,593	0,1100	0,701	0,8899	1.859	1.530
27	0,388	0,935	0,348	0,295	0,478	0,1078	0,710	0,8911	1.879	1.510
28	0,401	1,000	0,349	0,305	0,597	0,1100	0,658	0,8900	1.901	1.499

4 Контрольные вопросы