Автоматизированные системы обработки информации и управления

цветного телевидения NTSC (National Ю System Commile) предусматривает

только 525 строк и кадровую частоту 60 Гц, а в Европе принята система PAL

(Phase Alternation Line) 625 строк и частота кадров 50 Гц. Телевидение

будущего – HDTV (High Definition Television) – использовать совсем другое

раз решение. Здесь размер изображения имеет соотношение ширины к высоте

4:3, кратное киноформату – 16:9.

Как вы уже заметили, разрешение телевизионного изображения и

графического изображения PC значительно отличаются друг от друга.

Перевод видеоданных в цифровую форму

Перевод видеоданных в цифровую форму можно выполнить с помощью

специальных устройств ввода видеосигналов и программ Media Player и Video

for Windows.

Прежде всего необходимы программные продукты. Видеоданные,

обработанные с помощью выше упомянутых программных средств, могут быть

отображены только в окне определенного размера – 160х120 точек изображения.

На стандартном мониторе с кинескопом размером 14" такое окно занимает всего

лишь 1/16 его полной величины. Хотя имеется возможность увеличивать размер

изображения, но при этом автоматически включается драйвер Windows Desktop и

выбирается более низкое разрешение. Этого может быть вполне достаточно для

того, чтобы составить общее представление о мультимедиа. Для серьезной же

работы все эти средства не пригодны.

В принципе, видеоклип всегда может быть воспроизведен с качеством, с

которым он был записан. Цифровая обработка делает возможной технику

увеличения размера окна (без потери качества), для чего необходимы только

соответствующие графические возможности системы.

Для создания окон более крупных форматов, например, размером 320х240

или 480х360 пикселов, необходимо несколько большее количество информации.

Карты типа Overlay, такие как Video Blaster Pro, miroMovie Pro,

ScreenMachine и т. п., обрабатывают входные видеосигналы от аналоговых

источников так, что эти сигналы могут преобразовываться в изображение на

экране монитора с помощью обычной графической карты PC.

Таким образом, большинство карт типа Overlay работает совместно с

обычной картой стандарта VGA, не подменяя ее. Обе карты связываются через

разъем Feature Connector VGA-карты или/и через внешние разъемы обеих карт.

Иногда электронные схемы, обеспечивающие функцию Overlay, интегрируются

непосредственно на карту VGA.

Устройства захвата видеосигнала

С момента появления первого видеобластера (Video Blaster) сингапурской

фирмы Creative Labs, ознаменовавшего начало эры массового распространения

устройств ввода телевизионных сигналов в PC. Подобные устройства должны

обеспечивать:

. Прием низкочастотного видеосигнала (от видеокамеры, магнитофона или

телевизионного тюнера) на один из выбираемых программно видеовходов

(не менее трех)

. Отображение принимаемого видео в реальном времени в масштабируемом

окне среды Windows (VGA-монитор можно использовать вместо

телевизора)

. Замораживание кадра оцифрованного видео

. Сохранение захваченного кадра на винчестере или другом доступном

устройстве хранения информации в виде файла в одном из принятых

графических стандартов (TIP, TGA, PCX, GIF и др.)

Эти видеоплаты называются захватчиками изображений, устройствами ввода

видео, ТВ-грабберами (grab – захватывать), имидж - кепчерами (image capture

– захват изображения), просто видеобластерами.

Обобщенная структурная схема этих устройств состоит из четырех базовых

элементов, реализованным соответствующими наборами микросхем (Рис. 4.1.13).

[pic]

Рис. 4.1.13. Обобщенная структурная схема видеобластера

Первым из них является видеодекодер, обеспечивающий прием сигнала с

одного из входов, его оцифровку, цифровое декодирование согласно

телевизионному стандарту и передачу полученных YUV-данных видеоконтроллеру.

Видеоконтроллер выполняет ключевую роль в организации потоков

оцифрованных данных между элементами видеоплаты. Он осуществляет

необходимые цифровые преобразования данных (например, YUV в RGB,

масштабирование), организует их хранение в буфере собственной памяти –

третьем элементе видеоплаты, пересылку данных по шине компьютера при

сохранении на винчестере, а также их передачу цифро-аналоговому

преобразователю (ЦАП) с VGA-выходом. Последний совместно с

видеоконтроллером участвует в формировании "живого" ТВ - окна на экране

монитора VGA. Он выполняет обратное аналоговое преобразование цифрового

захваченного изображения и в соответствии с ключевым сигналом,

вырабатываемым видеоконтроллером, осуществляет передачу VGA-сигнала от VGA-

адаптера, либо RGB-сигнала из буфера памяти на монитор,

Рассмотрим работу этих элементов более подробно. Наиболее важными

характеристиками видеобластера являются:

. Формат принимаемых низкочастотных видеосигналов

. Поддерживаемые телевизионные стандарты

. Частота и глубина оцифровки

. Возможность регулировки оцифрованного сигнала

Представление телевизионного сигнала

Как уже отмечалось, низкочастотный телевизионный видеосигнал является

композитным, то есть представляет собой результат сложения яркостного

сигнала Y, двух цветовых поднесущих, модулированных цветоразностными

сигналами U и V, которые образуют сигнал цветности С {Chroninance}, а также

синхроимпульсов. Причем, благодаря дискретной структуре спектра сигнала

яркости и определенному выбору частоты поднесущей, сигналы цветности

передаются в полосе частот сигнала яркости, обеспечивается так называемое

частотное перемещение спектров. Это делается с целью обеспечения

совместимости систем цветного и черно-белого телевидения, а также для

уплотнения спектра телевизионного сигнала. Эта мера приводит к

необходимости разделения сигналов яркости и цветности на приемной стороне

и, как следствие качества этого разделения, появлению перекрестных

искажений на изображении, вызванных взаимным влиянием этих сигналов друг на

друга.

Эффективное разделение этих сигналов возможно с помощью специальных

гребенчатых фильтров. Однако подобные фильтры весьма сложны и дороги, а

потому, в основном, используются в профессиональной аппаратуре высокого

разрешения,

В бытовых устройствах ограничиваются более простыми и дешевыми

полосовыми фильтрами, заметно снижающими четкость изображения. Так,

видеомагнитофоны и камеры форматов VHS {Video Home System} и Video-8

работают только с композитными видеосигналами, при этом разрешение

составляет не более 240 телевизионных линий (твл). Кроме того, даже полный

учет всех различий сигналов все равно не позволяет идеально разделить их.

Более эффективным оказывается использование не единого композитного

сигнала, а двух (Y/C): Y – сигнал яркости с синхроимпульсами, а С– сигнал

цветности. Такой сигнал называют S-Video, он применяется при

записи/воспроизведении на аппаратуре форматов S-VHS и Hi-8. При этом

обеспечивается разрешение около 400 твл.

Следующим шагом к повышению качества является переход к компонент ному

сигналу YUV, составляющие которого передаются раздельно. Он используется в

профессиональной аппаратуре формата Betacam и обеспечивает разрешение до

500 твл. И наконец, последним в этой череде является RGB - представление,

при котором отсутствуют какие-либо кодирование и модуляция, обеспечивается

наиболее простая и точная передача цвета. Тем не менее, достигаемое здесь

повышение качества изображения становится уже визуально неощутимо. Поэтому

подобное представление реально используется только в высокоточной научной

измерительной аппаратуре.

Входы видеобластеров

Ранние модели видеобластеров были основаны на декодере Philips SAA9051

и имели три композитных входа, в то время как в современных видеоплатах

нормой считается наличие одного S-Video и двух композитных входов,

поддерживаемых, например, декодером Philips SAA7110. Для S-Video он

обеспечивает параллельную оцифровку Y- и С - сигналов. Если SAA9051

"понимает" сигналы только стандартов PAL/NTSC, то SAA7110 позволяет

декодировать и SECAM. Более того, он имеет встроенную схему автоматического

распознавания системы кодирования сигналов цветности.

Полезной особенностью декодера является возможность регулировки

принимаемого видеосигнала по яркости, насыщенности, контрастности. Это

позволяет учитывать конкретные условия съемки и в определенных рамках

компенсировать недостатки изображения до его сохранения. При этом

визуальный контроль процесса настройки можно осуществлять по формируемому

видеоизображению в окне VGA-монитора.

Организация хранения элементов изображения

Хранение элементов изображения организовано в виде матрицы, например,

512х512, 1024х512 или 1024х1024, В зависимости от конкретного способа

кодировки размер буфера памяти может меняться от 256 Кб до 2 Мб (Таблица

4.1.1), и в то же время при одном и том же размере буфера эффективность

использования памяти может быть различной. Таким образом, даже если декодер

и обеспечивает оцифровку входного видеосигнала без ухудшения качества, но

объем памяти недостаточен, результирующее изображение окажется

некачественным (размытые детали, цветовые пятна и т. д.). Обратное также

верно. Например, если память организована как 1024х512 и достаточна для

размещения в ней 768 элементов строки, но частота оцифровки 13,5 МГц, то

результирующий размер изображения не может быть более 702х512. Впрочем,

качество видеосигнала многих бытовых видеокамер столь невысоко, что

возлагать вину за плохое качество захваченного изображения только на

видеобластер было бы несправедливым.

Таблица 4.1.1. Зависимость размера буфера памяти от способа кодировки

|256Кб |RGB 5:6:5 |2 |64 тыс. |512х256 |512х256 |

|512Кб |RGB 5:6:5 |2 |64 тыс. |512х512 |512х512 |

|768Кб |RGB 8:8:8 |3 |16 млн. |512х512 |512х512 |

|1 Мб |RGB 5:6:5 |2 |64 тыс. |1024х512 |768х512 |

|1 Мб |YUV4:2:2 |2 |16 млн. |1024х512 |768х512 |

|1.5Мб |RGB 8:8:8 |3 |16 млн. |1024х512 |768х512 |

|2 Мб |YUV4:2:2 |2 |16 млн. |1024х1024 |768х576 |

Выбор видеобластера

При выборе видеобластера в первую очередь следует обращать внимание

на:

. Число поддерживаемых телевизионных стандартов (рекомендуется PAL/SECAM, 1

вход композитный, 1 S-Video)

. Точность оцифровки входного сигнала (рекомендуется YUV 4:2:2)

. Физическое разрешение изображения (рекомендуется 768х576х1б млн. цветов)

. Размер буфера памяти и ее организация (не менее 1 Мб при YUV 4:2:2;

. 1,5 Мб при RGB 8:8:8)

. Возможность подстройки входного сигнала

. Наличие ограничений на размер RAM компьютера, способ связи с

видеоадаптером (требование разъема Feature Connector)

. Поддерживаемое разрешение Windows (рекомендуется не хуже 800х600, 64 тыс.

цветовых оттенков)

. Визуальное качество оцифрованного изображения

8 Мультимедиа-ускорители

Под мультимедиа-ускорителями понимают совокупность программно-

аппаратных средств, которые объединяют базовые возможности графических

ускорителей с одной или несколькими функциями мультимедиа, требующими

обычно установки в PC дополнительных устройств. Например, к мультимедиа-

функциям относятся:

. Цифровая фильтрация и масштабирование видеоизображений (далее – видео)

. Аппаратная цифровая компрессия и декомпрессия видео

. Ускорение графических операций, связанных с ЗD-гpaфикoй

. Поддержка видео в реальном масштабе времени на экране монитора

. Формирование полного цветового видеосигнала для передачи его во внешние

устройства (видеомагнитофон, телевизор)

. Вывод телевизионного сигнала на монитор

В настоящее время большинство хороших графических карт-ускорителей в

состоянии выполнять ряд мультимедийных функций. В частности, сигнал

изображения из пространства RGB может преобразовываться в пространство YUV,

над ним могут выполняться такие операции, как сжатие, билинейное

масштабирование, линейная интерполяция, фильтрация и растрирование

(dithering). Многие современные видеопроцессоры ускоряют процессы

декомпрессии стандартных кодеков, включая, например, Indeo, Cinepak и MPEG-

Мультимедиа-ускорители, как правило, представляют собой 32- и 64-

разрядные графические контроллеры с чередованием блоков памяти. Кроме того,

эти карты оснащаются объемом видеопамяти 2 Мб и более и характеризуются

поддержкой повышенных частот обновления изображения (100 Гц и более), новых

стандартов DPMS, DDC и DCI, поддержкой воспроизведения цифрового видео и

ускорением трехмерных (3D) графических операций.

Ускорители трехмерной графики

В настоящее время возникла необходимость в решении таких задач, когда

уровень развития существующих видеоадаптеров, даже "монстров" с объемом

видеопамяти 8 Мб и стоимостью свыше 1000 USD, уже не в состоянии с ними

справиться. Для решения этих задач требуются еще большие скорости по

генерированию многоугольников и просчету в реальном масштабе времени

трехмерных объектов. Это новейшие разработки в области виртуальной

реальности, профессиональные 2D- и ЗD - приложения CAD, компьютерное

моделирование, обработка трехмерных изображений и т. п. Кроме того,

появление программ ЗD - анимации и аппаратно-ориентированных игровых

приставок типа 3DO, Sony Plantation или Sega Saturn еще более стимулировало

развитие индустрии в области видео.

Среди передовых технологий, которые могут значительно ускорить процесс

внедрения 3D в мир PC, первой следует назвать Intel MMX (Multimedia

Extension).

Любая трехмерная операция в принципе может быть запрограммирована

обычными средствами без применения аппаратного ускорения или только при

помощи "двухмерных" функций. Однако даже современные высокопроизводительные

CPU Pentium и качественные программы далеко не всегда позволяют достичь

удовлетворительного соотношения между реалистичностью изображения и

частотой кадровой развертки монитора. При мощностях со временных

процессоров любое усложнение изображения или увеличение разрешения

неизбежно потребует либо применения аппаратного ускорения трехмерной

графики, либо снижения частоты кадров до неприемлемого уровня.

Все вышесказанное и послужило причиной появления аппаратных 3D-

ycкoрителей, или, как их еще называют, 3D-блacтеров, 3D-акселераторов.

3D-aкceлepaторы – это аппаратные средства, способные самостоятельно,

без участия процессора, рассчитывать взаимное расположение фигур в трех

мерном пространстве и в реальном масштабе времени отображать требуемую

двухмерную проекцию на мониторе PC.

Функции 3D-акселераторов

Для создания наиболее реалистичного изображения используются различные

методы.

Закраска Гуро выглядит реалистичнее простой плоской закраски,

получаемой при интерполяции значений цветов вдоль поверхностей

многоугольников. Отображение текстуры подразумевает наложение шаблонов,

представляемых битовыми картами на поверхности объектов с учетом эффектов

перспективы.

Функция сглаживания интерполирует цвета смежных пикселов для

устранения ступенчатости на границах объектов. Другие специальные приемы,

та кие как дымка, альфа-смешение цветов и пространственное упорядочение,

помогают улучшить правдоподобность изображения.

Функция Z-буферизации использует информацию о пространственном

положении каждого пиксела, чтобы определить, нужно ли выводить данный

пиксел или он закрыт более близким объектом,

Двойная буферизация обеспечивает более плавную анимацию путем

формирования следующего кадра во внутреннем буфере одновременно с выводом

на экран текущего кадра. Двойная и Z-буферизация иногда дополняются

механизмами быстрого вывода на экран и пространственного удаления. Шаблоны,

маски и информация об отсечении частей объекта или целых объектов,

невидимых в зависимости от ракурса, используются для определения атрибутов

каждого пиксела и сужения пространства графического вывода, а также

дополняют основные приемы визуализации.

Офисное оборудование

1 Телевидение

1 Телевизионные стандарты

Введение

Начало развития телевидения обычно относят к 1875–1877 гг., когда были

сформулированы основные принципы получения и передачи сигналов изображения

движущихся объектов. Это – разбивка его на отдельные элементы и поочередно-

последовательная их передача и воспроизведение. Они сохранились до наших

дней. Сам термин "телевидение" впервые был использован русским инженером-

электриком К. Д. Перским в 1900 г. в докладе "Электрическое телевидение" на

Международном конгрессе в Париже.

Неизменной сохраняется и структура тракта передачи: преобразователь

оптических изображений в электрические сигналы, каналы передачи сигналов

изображения и звукового сопровождения, устройства их приема и

воспроизведение изображения и звука у потребителя. Параметры сигналов и

звеньев тракта, а также используемые технические решения непрерывно

совершенствовались.

На первом этапе все технические решения в мире основывались на оптико-

механических способах малострочного разложения и обратного синтеза

изображения.

Первые массовые передачи относят в Англии, США и СССР к 1925 – 1926

гг., а регулярное вещание – к 1928 – 1931 гг.

Телевизионные стандарты

С точки зрения телевизионных стандартов, можно сказать, мир

«раскололся» на 11 групп. В телевизионном стандарте оговорены основные

параметры вещания – телевизионные системы, частотные каналы, система

цветного телевидения.

Параметры телевизионных систем полностью определяют содержание

видеосигнала, число строк разложения изображения, ширину канала, виды

модуляции поднесущих частот изображения и звука и др.

Существуют три основные системы цветного телевидения – SECAM (СЕКАМ),

PAL (ПАЛ), NTSC (НТСЦ).

Различные комбинации составляющих телевизионного стандарта и составили

действующие в мире 11 групп стандартов.

Для удобства обозначений их в краткой форме была введена буквенная,

условная индексация. Расшифровка основных параметров телевизионных систем,

соответствующих буквенным индексам, приведена в таблице (см. Табл. 5.1.1)

Полное условное наименование телевизионного стандарта составляется из

индекса телевизионной системы и наименования системы кодирования (сигнала

цветности), например:

B/PAL, D/SECAM, M/NTSC (в некоторых случаях возможно написание PAL-B,

SECAM-D. NTSC-M).

Таким образом, аппарат с условным обозначением B/PAL характеризуется:

* возможностью работы по стандарту (см. Табл. 5.1.1);

* с числом строк – 625;

* частотой полей – 50;

* разносом между несущими изображения и звука–5,5 МГц (эта

частота в телевизионном приемнике используется для демодуляции

сигналов звукового сопровождения);

* система кодирования (декодирования) цветового сигнала – PAL

метровый диапазон.

В нашей стране применен телевизионный стандарт, соответствующий

обозначениям D/SECAM (в диапазоне MB), K/SECAM (в диапазоне ДМВ).

Табл. 5.1.1

|Телевизионного |Условный индекс телевизионного стандарта |

|стандарта | |

| |М |N |В, О* |Н |I |D, К* |KI |L |

|Число строк за |525 |625 |625 |625 |625 |625 |625 |625 |

|Частота полей, Гц |60 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |50 |

|Частота строк, Гц |15750|15625|15625 |15625|15625 |15625 |15625|15625 |

|Ширина полосы |6 |6 |В-7 |8 |8 |8 |8 |8 |

|радиоканала, МГц | | |G-8 | | | | | |

|Ширина основной |4,2 |4,2 |5 |5 |5,5 |6 |6 |6 |

|Ширина частично |0,75 |0,75 |0,75 |1,25 |1,25 |0,75 |1,25 |1,25 |

|Частотный разнос |4,5 |4,5 |5,5 |5,5 |6 |6,5 |6,5 |6,5 |

|модуляции несущей |ив |ив |в |ив | | |ив |в |

|Вид модуляции |ЧМ |ЧМ |ЧМ |ЧМ |ЧМ |ЧМ |ЧМ |AM |

|Девиация частоты |±25 |±25 |±50 |±50 |±50 |±50 |±50 | |

|Стандарты: В и G, D и К различаются значениями частот телевизионных каналов |

Телевизионные передатчики

Когда передающая телевизионная студия сформирует полный телевизионный

сигнал, его можно передать в эфир. Первые передачи электронного телевидения

с высокой четкостью (625 строк разложения) велись на метровых волнах УКВ

диапазона. Выделенные каналы сохранились до настоящего времени. Это каналы

I-V на частотах 48,5...100 Мгц (6,2...3м).

По мере строительства телецентров во всех крупных городах этих каналов

оказалось недостаточно, ведь расположенные рядом телецентры должны работать

на разных каналах, иначе на границе областей обслуживания возможны сильные

помехи. Выделили еще семь каналов в диапазоне частот 174...230 МГц (1,7…1,3

м). К настоящему времени и этого оказалось недостаточно, и к 12 каналам на

метровых волнах добавили еще два десятка каналов на ДМВ в диапазоне

470...630 МГц (64...47 см).

Телевизионный диапазон частот

Телевизионное вещание осуществлялось в основном на 12 каналах МВ Табл.

5.1.2. Ширина каждого канала 8 МГц. Разнос между несущими частотами

изображения и звука 6,5 Мгц. В настоящее время освоено еще 19 каналов Табл.

5.1.2. Они размещаются в области от 480 до 622 Мгц. В связи с тем, что

длина волны любого канала менее 1 м, их принято называть телевизионными

каналами дециметрового диапазона ДМВ.

Табл. 5.1.2

| | | | |

| |От |До |f, МГц |(, м |f, МГц |(, м |

|1 |48,5 |56,5 |49,75 |6,03 |56,25 |5.33 |

|2 |58,0 |66,0 |59,25 |5,06 |65,75 |4,56 |

|3 |76,0 |84,0 |77,25 |3,88 |83,75 |3.58 |

|4 |84,0 |92,0 |85,25 |3,52 |91.75 |3,27 |

|5 |92.0 |100,0 |93.25 |3,22 |99,75 |3,01 |

|6 |174.4 |182,0 |175,25 |1,71 |181,75 |1,65 |

|7 |182,0 |190,0 |183,25 |1,64 |189,75 |1,58 |

|8 |190,0 |198,0 |191,25 |1,57 |197,75 |1,52 |

|9 |198.0 |206,0 |199,25 |1,51 |205,75 |1,46 |

|10 |206;t)|214,0 |207,25 |1,45 |213,75 |1,41 |

|11 |214,0 |222,0 |215.25 |1,40 |221,75 |1,36 |

|12 |222,0 |230,0 |223,25 |1,35 |229,75 |1,31 |

Табл. 5.1.3

| |МГц |ения, |ия, дм |МГц |дм |

|канала | |МГц | | | |

| |От |До | | | | |

|21 |470 |478 |471,25|6,36 |477,75 |6,27 |

|22 |478 |486 |479,25|6,26 |485,75 |6,16 |

|23 |486 |494 |487.25|6,15 |493,75 |6,07 |

|24 |494 |502 |495.25|6,05 |501,75 |5,97 |

|25 |502 |510 |503,25|5,96 |509,75 |5,88 |

|26 |510 |518 |511,25|5,86 |517,75 |5,79 |

|27 |518 |526 |519,25|5,77 |525,75 |5,70 |

|28 |526 |534 |527,25|5,69 |533,75 |5,62 |

|29 |534 |542 |535,25|5,60 |541,75 |5,53 |

|30 |542 |550 |543,25|5,52 |549,75 |5,50 |

|31 |550 |558 |551,25|5.44 |557.75 |5,37 |

|32 |558 |566 |559,25|5,36 |565,75 |5,35 |

|33 |566 |574 |567,25|5,28 |573,75 |5,22 |

|34 |574 |582 |575,25|5,21 |581,75 |5,15 |

|35 |582 |590 |583,25|5,14 |589,75 |5,08 |

|36 |590 |598 |591,25|5,07 |597,75 |5,01 |

|37 |598 |606 |599,25|5,00 |605,75 |4,95 |

|38 |606 |614 |607,25|4,94 |613,75 |4,88 |

|39 |614 |622 |615,25|4,87 |621,75 |4,82 |

Табл. 5.1.4

ОРТ 2 м диапазон - 1 канал

НТР 4 м диапазон - 2 канал

ВОЛГА 7 м диапазон - 3 канал

НТВ 9 м диапазон - 4 канал

РТР 10 м диапазон - 5 канал

СЕТИ НН 12 м диапазон - 6 канал

ТНТ 23 дм в диапазон - 7 канал

СТС 31 дм в диапазон - 8 канал

Диалог 44 дм в диапазон - 9 канал

Стрежень 49 дм в диапазон - 10 канал

Спектр видеосигнала

[pic]

Рис. 5.1.1. Спектр видеосигнала

[pic]

Рис. 5.1.2. Совмещенные спектры сигналов яркости и цветности

Упрощенная функциональная схема передатчик изображения

[pic]

Рис. 5.1.3. Упрощенная функциональная схема передатчика изображения

Телевизионный передатчик изображения (Рис. 5.1.3.) предназначен для

формирования полного телевизионного радиосигнала и излучения его в эфир на

стандартных частотных каналах.

Состав:

. Задающий генератор;

. Модулятор;

. Усилитель мощности;

Принцип работы

Усиленный и сформированный видео сигнал по кабелю поступает на

модулятор. Одновременно на модулятор поступает высокочастотный сигнал от

задающего генератора, где и происходит амплитудная модуляция

видеоизображения. Сформированный таким образом высокочастотный радио

сигнал, поступает на усилитель мощности и по антенно-фидерному тракту – к

излучающей антенне.

2 Упрощенная функциональная схема передатчик звука

Телевизионный передатчик звука (Рис. 5.1.4.) предназначен для

формирования звукового радиосигнала и излучения его в эфир одновременно с

передаваемым видеоизображением на соответствующих радиочастотных каналах.

Состав:

o УЗЧ - усилитель звуковой частоты;

o ЗГ - задающий генератор;

o x n - умножитель частоты.

o Усилитель мощности.

Принцип работы

Звуковой сигнал от микрофона по кабелю поступает на усилитель звуковой

частоты, где происходит его усиление достаточного для управления задающим

генератором высокой частоты. Частота генератора изменяется в зависимости от

звукового сигнала и далее поступает трехкаскадный умножитель, а после на

усилитель мощности. Усиленный по мощности высокочастотный радиосигнал по

высокочастотному кабелю поступает на антенну для излучения.

[pic]

Рис. 5.1.4. Упрощенная функциональная схема передатчик звука

Полный телевизионный сигнал

Прежде чем знакомиться с отдельными узлами телевизора, необходимо ясно

представить себе полный телевизионный сигнал, форма которого показана на

(Рис. 5.1.5.).

[pic]

Рис. 5.1.5. Полный телевизионный сигнал черно-белого изображения:

а) – четный, полукадровый импульс; б) – нечетный полукадровый импульс;

1 – уровень черного; 2 – уровень белого; 3 – уравнивающие импульсы; 4 –

кадровый синхронизирующий импульс: 5 – строчные синхронизирующие импульсы;

6 – сигнал изображения; 7 – кадровый гасящий импульс; 5 – строчный гасящий

импульс.

Полный телевизионный сигнал черно-белого изображения состоит из

видеосигналов, строчных и кадровых гасящих импульсов, уравнивающих

импульсов и импульсов синхронизации. Вершины строчных гасящих импульсов

передаются на уровне черного и запирают кинескоп на время обратного хода

луча по строке.

Строчные синхронизирующие импульсы передаются во время обратного хода

луча кинескопа. Они управляют работой генератора строчной развертки и

служат для того, чтобы время начала каждой строки в телевизионном приемнике

строго совпадало со временем начала строки в передающей камере.

Кадровые импульсы по структуре гораздо сложнее строчных импульсов, так

как при чересстрочной развертке полный кадр передается двумя полями:

сначала передаются все нечетные строки– 1, 3, 5, 7 и т. д., а затем луч

возвращается к началу кадра, и передаются все четные строки – 2, 4, 6, 8 и

т. д.

Кадровые синхроимпульсы управляют работой генератора кадровой

развертки и служат для того, чтобы время начала каждого кадра в

телевизионном приемнике строго совпадало со временем начала кадра в

передающей камере.

Структурная схема черно-белого телевизионного приемника

Телевизионный сигнал, переданный от телевизионной станции, принимается

приемной антенной. Чаще всего для этого служит коллективная телевизионная

антенна, от которой проведен кабель и к вашему телевизору. Телевизионных

антенн разработано великое множество, но основным типом остается знакомый

нам полуволновый диполь - вибратор. Для того чтобы он лучше принимал сигнал

от телецентра и ослаблял приходящие помехи, радом с вибратором

устанавливают другие, пассивные вибраторы, формирующие желаемую диаграмму

направленности.

Первый блок на структурной схеме (Рис. 5.1.6) – ПТК (переключатель

телевизионных каналов). В ПТК входит усилитель радиочастоты, смеситель и

гетеродин - элементы, имеющиеся в каждом супергетеродинном приемнике. На

каждый канал имеется набор катушек, все они закреплены на общем барабане.

Поворачивая барабан ручкой переключения каналов, мы можем включать

определенный комплект катушек, соответствующий выбранному каналу.

Переключатель телевизионных каналов с барабанными переключателями теперь

используется все реже. Им на смену пришли ПТК с электронной настройкой,

малогабаритные и более надежные. Для перестройки резонансной частоты

контуров в них установлены специальные полупроводниковые диоды - варикапы.

На варикап подается запирающее напряжение смещения, при этом р-п переход не

пропускает электрический ток. Его емкость изменяется при изменениях

напряжения смещения. Необходимое для настройки на каждый канал напряжение

устанавливается заранее с помощью потенциометров, а включение канала

производится нажатием кнопки или сенсорного контакта. После преобразования

частоты сигнала приводятся к единой для всех каналов полосе. Промежуточная

частота несущей частоты изображения по существующему стандарту равна. 38

МГц, звука - 31,5 МГц.

Далее следует УПЧИ - усилитель промежуточной частоты изображения. (Он

содержит три - четыре ламповых каскада усиления, или - несколько

транзисторных каскадов).

[pic]

Рис. 5.1.6. Структурная схема телевизионного приемника

Состав:

ПТК - Переключатель телевизионных каналов

УПЧИ – Усилитель промежуточной частоты изображения

УПЗЧ – Усилитель промежуточной звуковой частоты

ЧД – Частотный дискриминатор

УЗЧ – Усилитель звуковой частоты

ГР - Громкоговоритель (динамик)

ССИ – селектор синхроимпульсов

ГКР – Генератор кадровой развертки

ГСР – Генератор строчной развертки

ВВ – Высоковольтный выпрямитель

Между каскадами установлены колебательные контуры и фильтры,

выделяющие только нужный спектр частот. Они определяют селективность

приемника. Усиленный сигнал подается на детектор, а продетектированный

видеосигнал через видеоусилитель - на управляющий электрод кинескопа для

управления током луча, а, следовательно, и яркостью элементов изображения в

соответствии с передаваемым сюжетом. Сигнал звуковой частоты выделяется

после видеодетектора и дополнительно усиливается в УПЧЗ - усилителе

промежуточной частоты звука. Сигнал ПЧЗ промодулирован по амплитуде

видеосигналом и по частоте звуковым сопровождением. Амплитудную модуляцию

можно исключить ограничителем. В результате на выходе ЧД выделяется

звуковой сигнал, подаваемый через усилитель звуковой частоты (УЗЧ) на

громкоговоритель.

Следующий блок, подключенный к выходу видеоусилителя, селектор

синхроимпульсов (ССИ). Он отделяет синхроимпульсы от видеосигнала и подает

их на генератор кадровой развертки (ГКР) и строчной развертки (ГСР).

Генераторы вырабатывают ток пилообразной формы, питающий отклоняющие

катушки, для получения растра на экране кинескопа. Последний элемент

структурной схемы - высоковольтный выпрямитель (ВВ), питающий кинескоп

высоким напряжением, ускоряющим электроны. Выпрямитель присоединен к

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Рефераты

Автоматизированные системы обработки информации и управления