Материал: Изучение телевизионного сигнала. методические указания к лабораторной работе по дисциплинам «Основы телевидения», «Основы телевидения и видеотехники» и «Телевизионная техника». Зеленин И.А

Рис. П2.6. Испытательное изображение шахматного

поля

Сигналы горизонтальной и вертикальной черно-белых полос

Испытательные сигналы горизонтальной (рис. П2.7,а) и

в

36

ертикальной (рис. П2.7,б) полос используют для измерения переходной характеристики канала изображения в области соответственно низких и средних частот, для проверки степе-ни фиксации уровня гасящего сигнала в яркостном канале, а также в качестве стандартных уровней по отношению к другим сигналам.

Сигнал (рис. П2.7,а) во время активной части строк, соответствующих горизонтальной полосе, представляет собой яркостный сигнал и имеет уровень, равный уровню белого, а во время активной части строк оставшейся активной части поля – уровню черного. Испытательный сигнал вертикальной полосы (рис. П2.7,б) во время активной части активных строк имеет уровень, соответствующий уровню белого в течение

Рис. П2.7. Сигналы черно-белых полос (на рис. П2.7,а

37 Гасящие и синхронизирующие импульсы строк не показаны)

примерно 25 мкс. В остальной активной части строк передают яркостный сигнал на уровне черного. Образующиеся сигналы черно-белых и бело-черных перепадов представляют собой импульсы прямоугольной формы со строчной частотой следования. Длительность фронта импульса должна быть примерно равной 0,15 мкс при допустимом перекосе плоской части импульса не более 3 %.

Испытательный сигнал вертикальных полос (рис. П2.7,в) служит для контроля и измерения переходной характеристики в области верхних частот. Во время активной части строк, соответствующих активной части поля, яркостный сигнал периодически скачками изменяется от уровня черного до уровня белого. Он представляет собой прямоугольные импульсы с частотой повторения около 10f_стр. Длительность фронта (спада) импульсов обычно равна 0,12 мкс при выбросе не более 10 %.

Сигнал градаций яркости (шкала серого)

Испытательный сигнал градаций яркости и соответствующее ему изображение (рис. П2.8, П2.9) позволяют оценить качественные показатели ТВ изображения, а также некоторые параметры ТВ тракта. Например, такая форма сигнала может быть использована для:

а) визуальной оценки качества воспроизведения полутонов ТВ изображения, т. е. проверки правильности воспроизведения градаций яркости при приеме черно-белого изображения;

б) контроля установки уровня черного и контраста, при этом черная полоса является уровнем минимальной, а белая – опорным уровнем максимальной яркости (рис. П2.9,ж);

в

38

) проверки и регулировки баланса белого ТВ изображения на разных уровнях яркости при подаче его одновременно для модуляции всех трех лучей, т. е. динамического баланса;

Рис. П2.8. Испытательное

изображение градаций

яркости (шкала серого)

Р

39

ис. П2.9. Процесс формирования сигнала градаций яркости

г) контроля степени подавления сигнала цветности на разных уровнях яркости;

д) проверки линейности амплитудной характеристики каналов.

Шкала серого (рис. П2.8), называемая также градационным (серым) клином, является обязательным элементом универсальных электронных и электрических испытательных таблиц. При отсутствии сигнала серой шкалы можно использовать шкалу градаций яркости, получаемую при приеме сигнала цветных полос и выключенном канале цветности. Поэтому яркость градационных уровней может соответствовать яркостному сигналу нормализованных цветных полос.

На рис. П2.9,а-ж приведены графики, поясняющие процесс формирования сигнала градаций яркости Е_ГЯ. Как показано на рис. П2.9,е,ж, сигнал градаций яркости за время действия активной части строки Н_акт скачкообразно уменьшается от уровня белого в начале ее до уровня черного в конце. При подаче такого сигнала на видеовход телевизора на его экране воспроизводятся вертикальные полосы, убывающие по яркости от максимума в левой части экрана до минимума в правой. Основные характеристики изображения градаций яркости следующие:

направление градаций – вертикальное или горизонтальное;

направление градационных уровней бывает преимущественно от белого к черному;

число градаций яркости может изменяться в широких

пределах, но обычно число ступенек равняется 6, 8 или 10.

С

40

уществуют различные методы формирования ступенчатого сигнала, но для получения изображения градационного клина наиболее подходящими являются цифро-аналоговые методы, отличающиеся сравнительной простотой. Кроме того, они позволяют получить точность и стабильность размаха ступенек лучше 0,1 %.

Ч аще всего сигнал градаций яркости получают преобразованием с помощью резистивных матриц сигнала цифрового двоичного кода в аналоговый сигнал. Сигнал двоичного кода обычно формируют триггерным счетчиком, на вход которого подают тактовые импульсы (рис. 2.9,б). Период повторения последних определяет длительность ступенек. Следовательно, временны́е интервалы градационного клина можно изменять в широких пределах при изменении частоты тактовых импульсов. Число триггеров счетчика (его разрядность) N выбирают в зависимости от числа ступенек, т. е. количества воспроизводимых градаций яркости на экране телевизора М: N = log₂ М. Квадратные скобки означают операцию округления до целого числа.

Сигнал вертикальных цветных полос

В цветном телевидении для расчета, нормирования и проверки параметров тракта прохождения сигналов, а также для настройки ТВ и видеоаппаратуры наиболее часто используют сигналы, создающие испытательные изображения в виде вертикальных (рис. П2.10) или горизонтальных (рис. П2.11) цветных полос. Испытательный сигнал вертикальных цветных полос позволяет выполнить комплексную проверку и настройку каналов цветности и яркости телевизора, оценить качественные показатели ТВ изображения, т. е. осуществить такие операции, как:

а) контроль правильности воспроизведения основных

и дополнительных цветов;

б) проверка точности регулировки, устраняющей муары и влияние перекрестных искажений;

в) контроль насыщенности цвета в смежных строках;

г) проверка прохождения сигналов поднесущих частот через канал цветности;

д

41

) выравнивание уровней сигналов цветности в прямом и задержанном каналах;

Рис. П2.10. Испытательное изображение вертикальных

цветных полос в последовательности: а – убывания яркости;

б – максимальных скачков яркости; в – максимальных

скачков частоты в системе SECAM (или фазы в системах NTSC и PAL); Б – белый, Ж – желтый, Г – голубой,

З – зеленый, П – пурпурный, К – красный, С – синий,

Ч – черный

Рис. П2.11. Испытательное изображение

горизонтальных цветных полос

е) проверка и настройка устройств коррекции предыскажений сигналов цветности и цветоразностных сигналов;

42

ж) проверка точности установки нулевых точек частотных детекторов, линейности их демодуляционных характеристик;

з) контроль и регулировка уровней цветоразностных сигналов;

и) регулировка и проверка устройства цветовой синхронизации, устойчивости его работы;

к) проверка и регулировка цветового матрицирования, т. е. взвешенного суммирования сигналов основных цветов и (или) цветоразностных сигналов, сигнала яркости и цветоразностных сигналов, относящихся к одному цветному изображению.

Если же последовательно подключать осциллограф к соответствующим контрольным точкам блока цветности телевизора, то можно воспроизвести весь процесс восстановления цветоразностных сигналов. Таким образом, сигнал вертикальных цветных полос является универсальным измерительным сигналом, при помощи которого осуществляют контроль правильности функционирования всех узлов тракта цветного телевидения (от студийной аппаратуры до телевизора включительно).

Изображение, соответствующее сигналу цветных полос, обязательно содержит в себе три полосы основных цветов с

максимальной насыщенностью (красную К, или R; зеленую З,

или G; синюю С, или B), три полосы дополнительных к ним

цветов (голубую Г, пурпурную П, желтую Ж), а также две ахроматические полосы – белую Б и черную Ч, создающих опорные уровни в сигнале. При воспроизведении кинес-копом основных цветов отпирается электронный луч одного из трех электронных прожекторов, при воспроизведении дополнительных цветов открываются два из трех прожекторов, а при воспроизведении белого цвета – все три прожектора.

В

43

ажное значение имеет выбор порядка следования цветных полос. В настоящее время используют три вида чередования цветных полос: в последовательности убывания яркости, в последовательности максимальных скачков яркости и частоты. Изображения вертикальных цветных полос для всех этих случаев показаны на рис. П2.10.

1. Белая, желтая, голубая, зеленая, пурпурная, красная, синяя, черная. Для этой последовательности характерно то, что с изменением цвета яркость экрана вдоль строки (кадра – для горизонтальных полос) уменьшается, так как яркостный сигнал при этом имеет ступенчатую форму и почти равномерно уменьшается от своего максимального значения до нуля. При выключенном канале цветности телевизора в этом случае на экране воспроизводится монохромный градационный клин (серая шкала). Данная форма сигнала имеет определенное преимущество и поэтому наиболее распространена, поскольку позволяет легко оценить ряд качественных показателей ТВ изображения и параметров ТВ тракта, например, облегчает оценку баланса белого воспроизводимого на экране телевизора или видеомонитора изображения на разных уровнях яркости.

2. Белая, пурпурная, желтая, красная, голубая, синяя, зеленая, черная. Данная последовательность цветных полос характеризуется наличием наибольших яркостных скачков. Такой сигнал удобен для проверки видеоканала цветного те-

левидения, так как показывают какова его реакция на скачкообразное изменение сигнала яркости.

3. Белая, синяя, желтая, голубая, красная, зеленая, пурпурная, черная. Эта последовательность характеризуется наибольшими скачками сигнала цветности по частоте в системе SECAM и наибольшими скачками по фазе в системах NTSC, PAL.

Форма сигналов основных цветов, необходимых для формирования цветных полос рассмотренных последовательностей, показана на рис. П2.12. Из рисунка видно, что первая и вторая последовательности требуют одних и тех же сигналов, однако подавать их следует на каналы управления другими цветами.

Д

44

ля сигналов цветных полос используют обозначение, содержащее четыре числа, записываемые через дробь. При этом уровни сигналов основных цветов выражают в процен-

45

тах от размаха сигнала между уровнями белого и черного, принимаемого за 100 %. Принята следующая нумерация чисел уровней:

1-е число – уровень сигнала основного цвета во время передачи белой полосы (уровень белого);

2-е число – уровень сигнала основного цвета во время передачи черной полосы (уровень черного);

3-е число – максимальный уровень сигнала основного цвета во время передачи цветных полос (желтой, голубой, зеленой, пурпурной, красной, синей);

4-е число – минимальный уровень сигнала основного цвета во время передачи цветных полос.

Так, обозначение 100/0/75/0 означает, что белая полоса формируется сигналами основных цветов единичного уровня, черная – нулевого уровня, а цветные полосы – различными комбинациями сигналов основных цветов с уровнями 0,75

и 0.

В качестве примера на рис. П2.13 показаны сигналы красного для трех типов цветных полос. Причем на практике используют первые два, т. е. цвета с предельными (100 %-ными) яркостью и насыщенностью, которые редко встречаются в передаваемых цветных изображениях и цвета с 75 %-ной яркостью и 100 %-ной насыщенностью, более близкие к реальным передаваемым цветным изображениям.

Часто первая полоса состоит из двух частей: белой

(100 %-ной яркости) и серой (75 %-ной яркости). Такое сочетание уровней (рис. П2.13,б) оказывается удобным, так как наличие белой и серой полос позволяет судить о сохранении баланса белого на двух уровнях яркости и, следовательно, создает наибольшее удобство настройки телевизора. Кроме

этого, размах полного цветового видеосигнала не превышает уровня белого.