Кафедра телевидения и управления (ТУ)

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра телевидения и управления (ТУ)

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой ТУ, профессор

___________И.Н. Пустынский

«____»________________2007 г.

 

 

Лабораторный практикум по дисциплине

«Телевидение»

РАЗРАБОТАЛИ

Доцент кафедры ТУ

_____________А.Г. Ильин

Доцент кафедры ТУ

__________Г.Д. Казанцев

Доцент кафедры ТУ

__________М.И. Курячий

Инженер кафедры ТУ

_________А.В. Богатырёв

«____»___________2007 г.

Лабораторная работа № 2

ИЗУЧЕНИЕ ФОРМ И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОЛНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛ

 

Цель работы: Изучение формы и параметров полного телевизионного сигнала.

Вводная часть

За прошедший век в телевидении произошли существенные изменения, связанные с общим техническим процессом. На смену оптико-механическим ТВ системам невысокого качества пришли системы электронного телевидения. Черно-белое телевидение повсеместно вытеснено системами цветного ТВ вещания. Аналоговое телевидение постепенно превращается в цифровое. Однако, несмотря на столь очевидный прогресс, телевидение развивалось и развивается в рамках направления, ограниченного предложениями Дж. Керри и П.И. Бахметьева (разбиение изображения на отдельные элементы). И действительно, понятие элемента изображения (элемент разложения, пиксель) является фундаментальным в современном телевидении, а развертка - основным технологическим процессом при анализе и синтезе телевизионного изображения.

Принцип действия современной системы визуального телевидения основан на использовании процесса развертки, осуществляемого дважды - на передающей и приемной сторонах. В процессе развертки на передающей стороне формируется видеосигнал, при этом происходит пространственно-временная дискретизация, т.е разложение изображения на кадры, строки и элементы.

Исполнительным органом процесса дискретизации является разлагающая (развертывающая, анализирующая) апертура, в роли которой могут выступать (в различных устройствах) сфокусированный электронный луч, световое пятно, отверстие в непрозрачном экране, элемент матричной структуры. В процессе развертки разлагающая апертура перемещается по закону развертки относительно передаваемого изображения. Мгновенное значение видеосигнала, генерируемого в процессе разложения, пропорционально освещенности опрашиваемого элемента, т.е. того элемента, который совмещен в данный момент с разлагающей апертурой. Траектория движения разлагающей апертуры за время кадра называется растром. К структуре растра, определяемого законом развертки, предъявляются следующие требования: растр должен охватывать все элементы изображения; строки растра должны равномерно заполнять все поле изображения; процедура опроса любого элемента изображения должна быть одинаковой.

В наибольшей степени указанным требованиям отвечают так называемые линейные растры, формируемые с помощью линейных разверток. В телевидении широкое распространение получили два типа линейных разверток – построчная и чересстрочная.

В вещательных системах телевидения используется исключительно чересстрочная развертка, так как она позволяет, не снижая качества изображения, уменьшить вдвое верхнюю граничную частоту f_В спектра видеосигнала. При чересстрочной развертке каждый кадр разбивается на два одинаковых по длительности поля (полукадра) с периодом Т_П = Т_К/2. Чересстрочный растр возможен при нечетном числе строк в кадре, при этом строки четного поля располагаются в середине промежутков между соседними строками нечетного поля.

На рисунке 1 показана структура видеосигнала и его связь с геометрическими и яркостными характеристиками изображения. Из рисунка видно, что полное представление о структуре видеосигнала можно получить, рассматривая его в двух масштабах - в масштабе строки Т_С и в масштабе поля (полукадра) T_К.

 

Рисунок 1 – К пояснению структуры видеосигнала.

 

Из рисунка также видно, что видеосигнал состоит из двух компонент – информационного сигнала изображения (сигнала яркости) и служебных сигналов, к которым относятся строчные и кадровые гасящие и синхронизирующие импульсы.

Во время прямого хода кадровой развертки формируются активные строки. В каждой строке можно выделить время прямого хода и время обратного хода. Во время прямого хода в активных строках формируется сигнал изображения, содержащий информацию о распределении освещенности (яркости) вдоль текущей строки. Во время обратного хода строчной развертки передаются служебные сигналы - строчный гасящий импульс (СГИ) и расположенный на его вершине строчный синхронизирующий импульс (ССИ).

Полярность видеосигнала принято считать положительной, если большим значениям яркости соответствуют большие значения сигнала, при этом гасящие и синхронизирующие импульсы отрицательны (см рисунок 1).

На рисунке 2 представлена близкая к реальной осциллограмма видеосигнала (положительной полярности) с указанием уровней и длительностей для ТВ стандарта России (ГОСТ 7845-92).

Рисунок 2 – Форма видеосигнала в масштабе строки.

 

Из рисунка видно, что сигнал изображения (яркости) и служебные сигналы разнесены не только во времени, но и по амплитуде (т.е по динамическому диапазону), что позволяет надежно изолировать их друг от друга и избежать взаимных помех, а также обеспечить сравнительно простое выделение синхросигнала из видеосигнала.

Обращаясь вновь к рисунку 1, видим, что после окончания прямого хода по кадру формируется кадровый гасящий импульс (КГИ) длительностью t_к, на вершине которого располагаются кадровый синхронизирующий импульс (КСИ), относящиеся к пассивным строкам кадра. Совмещенная последовательность строчных и кадровых синхроимпульсов называется синхросмесью (СС), которая передается в составе видеосигнала и предназначена для синхронизации блока разверток ТВ приемника. Для обеспечения устойчивости синхронизации принимаются специальные меры, приводящие к существенному усложнению синхросмеси в окрестности КСИ, причем наибольшее усложнение имеет место при чересстрочной развертке (рисунок 3).

Рисунок 3 – Полный телевизионный сигнал

 

 

Усложнение состоит во введении уравнивающих импульсов и врезок в кадровом синхроимпульсе, идущих с двойной строчной частотой. В результате форма синхросмеси в окрестности КСИ оказывается совершенно одинаковой для четных и нечетных полей.

В телевизионном приемнике синхронизирующие импульсы выделяются из полного телевизионного сигнала амплитудным селектором, затем производится разделение кадровых и строчных синхроимпульсов. Строчные импульсы выделяются с помощью дифференцирующих цепей, кадровые - с помощью интегрирующих (рисунок 4). При этом разница в длительностях ССИ и КСИ преобразуется в разницу по амплитуде. После интегрирующей цепочки амплитуда строчных синхроимпульсов значительно ниже амплитуды кадровых синхроимпульсов. Для более надежного выделения КСИ используются двух- и трехзвенные интегрирующие цепочки.

 

Рисунок 4 – Разделение синхроимпульсов с помощью дифференцирующих и интегрирующих цепей.

 

Развитие телевидения, создание новых ТВ систем, разработка и изготовление многочисленными заводами разнообразной аппаратуры, пригодной к совместной работе, обмен телевизионными программами были бы невозможны, если бы не существовало некоего руководящего документа, в котором перечислены основные требования к ТВ аппаратуре, ее основные технические и эксплуатационные характеристики. Таким документом является телевизионный стандарт. В мире в настоящее время действуют 9 стандартов. В России действуют стандарты D/K. Подробные сведения о ТВ стандарте России изложены в документе ГОСТ 7845-92. В таблице 1 для этого стандарта приведены некоторые основные параметры растра и видеосигнала.

Таблица 1 – Параметры ТВ стандарта

Параметр ТВ стандарта	Условное обозначение	Значение параметра
1. Номинальный уровень белого, %	–
2. Номинальный уровень гашения, %	–
3. Номинальный уровень синхронизации, %	–
4. Номинальная длительность строки, мкс	Н
5. Длительность гасящего импульса строк, мкс	a	12,0±0,3
6. Интервал между фронтами гасящего и синхронизирующего импульсов строк, мкс	c	1,5±0,3
7. Длительность синхронизирующего импульса строк, мкс	d	4,7±0,2
8. Номинальная длительность поля, мс	–
9. Длительность гасящего импульса полей	j	25 H + a
10. Длительность первой последовательности уравнивающих импульсов	l	2,5 H
11. Длительность последовательности синхронизирующих импульсов полей	m	2,5 H
12. Длительность второй последовательности уравнивающих импульсов	n	2,5 H
13. Длительность уравнивающего импульса, мкс	p	2,35±0,10
14. Длительность синхронизирующего импульса полей, мкс	q	27,3
15. Интервал между соседними синхронизирующими импульсами полей, мкс	r	4,7±0,2

 

Проблема оценки и сравнения качества различной электронной аппаратуры возникла, возможно, раньше появления самой этой аппаратуры. Применительно к телевизионной технике эта проблема решается с помощью специальных измерительных и тестовых таблиц.

Существует большое количество вариаций испытательных таблиц, разработанных ассоциациями радиоинженеров, радиоэлектронными фирмами, телевизионными вещательными компаниями.

Естественно, что формат таблицы определяется стандартом передаваемого ТВ-сигнала, поэтому внешний вид таблиц, используемых для систем NTSC, PAL или SECAM, будет несколько отличаться друг от друга. На рисунке 5 показана таблица, используемая большинством вещательных телеканалов по всему миру. Универсальная таблица прекрасно знакома большинству. Ее мы видим на наших экранах во время перерывов вещания. Кроме того, существует еще множество узкоспециализированных измерительных сигналов, как, например, сетчатое поле для проверки сведения лучей, шахматное поле и т.д.

 

Рисунок 5 – Универсальная испытательная таблица

А теперь на примере знакомой всем «нашей» универсальной таблицы посмотрим, что можно увидеть и понять с ее помощью. Для удобства обозначения отдельные элементы таблицы обозначены по горизонтали буквами, а по вертикали цифрами. Итак, какие параметры видеотехники можно оценить по измерительной таблице, просто на глаз, без каких-либо измерительных приборов.

Размер изображения. Как известно, на экране ТВ-приемника мы видим гораздо меньше того, что передается на самом деле. Реально изображение на экране обрезано на 10–15 % по сравнению с передаваемым сигналом. Стандартный размер кадра устанавливается по имеющимся в таблице реперным линиям, которые совмещают с краями обрамления кинескопа. Точность настройки формата изображения можно оценить по квадратам и окружностям в составе таблицы.

Геометрические искажения. Геометрические искажения изображения вызываются нелинейностью сигналов, вырабатываемых генераторами строчной и кадровой разверток. Скажем сразу, что у большинства современных телевизоров благодаря отработанной схемотехнике проблем с этим практически не возникает. Оценить же нелинейность разверток можно по виду окружностей, входящих в таблицу, которые при наличии искажений приобретают форму эллипса. Величину нелинейности при желании можно оценить количественно. Для этого достаточно измерить соотношение сторон квадрата, который из-за нелинейных искажений может превратиться в прямоугольник.

Сведение лучей. Правильность статического сведения лучей цветного кинескопа может быть проверена по белому кресту, изображенному на сером фоне в центре таблицы. При наличии статического сведения лучей изображение белого креста не содержит цветных окантовок. Участки белой сетки в угловых зонах таблицы служат для контроля динамического сведения по всему полю экрана.

Разрешающая способность изображения легко и удобно оценить по полосе 13, в которой сформированы 7 групп штрихов. Эти штриховые полосы создаются пачками синусоидальных напряжений с частотами, приблизительно соответствующими 200, 300, 400 и 500 линиям. При этом в центре размещен участок наивысшей частоты, а по краям – группы низких частот. С их помощью оценивается разрешающая способность яркостного канала. Для оценки четкости изображения по краям растра в малых кругах расположены группы вертикальных штрихов, соответствующие 300 и 400 линиям. В полосе 9 таблицы от колонки f до колонки u расположены три группы парных цветных штрихов – пурпурно-зеленые, желто-синие и красно-голубые. С помощью этих цветных штрихов оценивается цветовая четкость. Нужно еще заметить, что штрихи в полосе 13 на экране цветного телевизора могут приобретать окраску, которая называется муаром.

Установка яркости, контрастности и баланса белого. Пожалуй, это наиболее популярная часть измерительной таблицы. Именно по ней можно установить правильную яркость и контрастность принимаемого изображения. В полосе 8 таблицы расположена серая шкала, содержащая фрагменты с различной яркостью. Эта зона служит для установки контрастности и уровня черного. Регуляторы яркости и контрастности следует установить таким образом, чтобы на изображении различались все фрагменты серой шкалы. В крайнем случае, считается допустимым слияние двух соседних фрагментов на участке черного и темно-серого цветов. Серая шкала служит также для контроля и настройки баланса белого цвета. Если баланс настроен правильно, все градации серой шкалы остаются нейтрально серыми, не приобретают какой-либо окраски.

Оценка отраженных сигналов. Отраженные сигналы возникают в условиях некачественного приема, когда, помимо полезного сигнала, на антенный вход телевизора воздействуют паразитные сигналы, отраженные от каких-либо объектов, зданий. Наличие отраженных сигналов оценивается по одиночным штрихам, расположенным в зонах 10 h–j и 11 r–t. Любопытно, что измерив положение штрихов, вызванных паразитным сигналом, не так сложно вычислить расстояние до мешающего объекта.

Правильность передачи цвета изображения. Верность и точность цветопередачи обеспечивается настройкой схемы матрицирования сигналов и системы цветовой синхронизации в телевизионном приемнике. Для контроля цветопередачи предназначены два ряда цветных прямоугольников (полоса 6–7 и 14–15) последовательно: белый, желтый, голубой, пурпурный, красный, синий и черный. На прямоугольниках верхнего ряда (полоса 6–7) насыщенность цвета должна быть около 75%, а в нижнем ряду (полоса 14–15) - насыщенность 100%. Цвета прямоугольников могут искажаться при расстройке схемы матрицирования. Нарушение цветовой синхронизации может вызывать потерю цветности. В этой же зоне оценивается четкость цветовых переходов. Особо проблемным является переход между зеленым и пурпурным цветами.

Чересстрочная развертка. О точности чересстрочной развертки можно судить по виду наклонных линий, расположенных на участках 11, g–j и 10, q–u таблицы. Наличие изломов означает, что строки соседних кадров частично накладываются.

Многоконтурность и тянущиеся продолжения. Для оценки этого вида искажений служат контрастные метки (узкие полоски; белая на черном и черная на белом фоне) в зоне 10 и 11 f–u таблицы. Помехи, возникающие из-за, например, плохого согласования антенны, хорошо видны на контрастном фоне этих участков, при отсутствии помех метки остаются четкими и одиночными.

Оценка линейности характеристики канала цветности. Сигнал, создающий в полосе 12 f–u, таблицы широкую линию, плавно меняющую окраску от зеленого до пурпурного, служит для оценки линейности характеристики канала цветности. Отсутствие каких-либо визуальных искажений или дополнительной подкраски говорит о хорошей линейности.

 

Порядок выполнения работы

Перед началом работы изучить данное описание и инструкцию пользования осциллографом.

Включить телевизор в режим AV1 и осциллограф, через минуту включить лабораторный макет.

4.1. Кнопку К1 «Выбор режима» на макете поставить в положение «нажато». Установить перед видеокамерой универсальную испытательную таблицу. По изображению на экране телевизора:

4.1.1. Измерить разрешающую способность в центре и по углам.

4.1.2. Рассчитать коэффициент нелинейности по горизонтали и вертикали.

,

где b – стороны квадратов по горизонтали,

h – стороны квадратов по вертикали.

4.1.3. Подсчитать количество различимых градаций яркости и оценить правильность настройки баланса белого цвета.

4.1.4. Оценить правильность статического и динамического сведения лучей.

4.1.5. Оценить правильность передачи цвета изображения и четкость цветовых переходов.

4.1.6. Оценить точности чересстрочной развертки.

4.1.7. Оценить линейности характеристики канала цветности.

Результаты измерений по пунктам 4.1.1 – 4.1.7 занести в таблицу 2.

Таблица 2

критерий	оценка
разрешающую способность в центре в углах
коэффициент нелинейности по горизонтали по вертикали
количество различимых градаций яркости
правильность настройки баланса белого цвета
правильность статического и динамического сведения лучей
правильность передачи цвета изображения и четкость цветовых переходов
точность чересстрочной развертки
линейности характеристики канала цветности

 

4.2. Установить перед видеокамерой таблицу с вертикальными полосами.

4.2.1. Произвести внешнюю синхронизацию осциллографа строчными синхронизирующими импульсами, снимаемыми с гнезда ССИ. Длительность развёртки осциллографа выставить таким образом, чтобы на экране осциллографа укладывалась одна строка развёртки изображения вместе с обратным ходом. Это контролируется подачей на вход осциллографа тех же ССИ.

4.2.2. Измерить размах полного ТВ-сигнала (в вольтах), зарисовать его форму за время строки. Отметить на рисунке уровни белого, черного, гашения, синхроимпульсов и вычислить их соотношение в процентах от размаха полного ТВ-сигнала. Измерить период, длительность строчных гасящих и синхроимпульсов, вычислить их частоту. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3 – Параметры синхронизирующих и гасящих импульсов

	ССИ	СГИ	КСИ	КГИ	Врезки в КСИ
Период, с
Длительность, с
Частота, Гц

 

4.2.3. Измерить период и вычислить частоту повторения импульсов белых вертикальных полос в видеосигнале. Результаты измерений занести в таблицу 4.

Таблица 4 – Параметры видеоимпульсов.

	Период	Частота
Вертикальные полосы
Горизонтальные полосы

 

4.3. Установить перед видеокамерой таблицу с горизонтальными полосами.

4.3.1. Произвести внешнюю синхронизацию осциллографа кадровыми гасящими импульсами, снимаемыми с гнезда КСИ. Длительность развёртки осциллографа выставить таким образом, чтобы на экране осциллографа укладывалось одно поле развёртки изображения вместе с обратным ходом.

4.3.2. Зарисовать форму полного ТВ-сигнала за время полукадра, указать на рисунке кадровые гасящие и синхронизирующие импульсы. Измерить их период, длительность и вычислить частоту. Результаты измерений занести в таблицу 3.

4.3.3. Измерить период, длительность и вычислить частоту врезок в кадровом синхроимпульсе. Объяснить их назначение. Результаты измерений занести в таблицу 3.

4.3.4. Измерить период и вычислить частоту повторения импульсов белых горизонтальных полос в видеосигнале. Результаты измерений занести в таблицу 4.

4.4. Кнопку К1 «Выбор режима» на макете поставить в положение «отжато».

4.4.1. Повторить пункты 4.2.1 и 4.2.2.

4.4.2. Измерить период и вычислить частоту повторения импульсов белых вертикальных полос в видеосигнале. Определить соответствующую частоту и период по изображению на экране телевизора и сравнить с измеренными на осциллографе. Результаты занести в таблицу 5.

Таблица 5 – Параметры видеоимпульсов.

	Период	Частота
на осциллогр.	на ТВ	на осциллогр.	на ТВ
Вертикальные полосы
Горизонтальные полосы

 

4.4.3. На генераторе тест-сигнала нажать кнопку К3 «Горизонтальные полосы». Повторить пункты 4.3.1 – 4.3.3.

4.4.4. Измерить период и вычислить частоту повторения импульсов белых горизонтальных полос в видеосигнале. Определить соответствующую частоту и период по изображению на экране телевизора и сравнить с измеренными на осциллографе. Результаты занести в таблицу 5.

4.4.5. На генераторе тест-сигнала нажать кнопку К4 «Шахматное поле». Зарисовать форму полного ТВ-сигнала за время строки и полукадра, указать на рисунках гасящие и синхронизирующие импульсы.

4.4.6. На генераторе тест-сигнала нажать кнопку К5 «Бело-чёрное поле». Зарисовать форму полного ТВ-сигнала за время строки и полукадра, указать на рисунках гасящие и синхронизирующие импульсы.

4.5. Зарисовать формы сигналов на выходе селектора синхроимпульсов после дифференцирующей и интегрирующих цепочек. Измерить соотношение амплитуд кадровых и строчных синхроимпульсов на выходе каждой интегрирующей цепочки. Результаты измерения занести в таблицу 6.

Таблица 6 – Соотношение амплитуд кадровых и строчных синхроимпульсов на выходе интегрирующих цепей.

	однозвенная	двухзвенная	трехзвенная

 

Содержание отчёта

1. Функциональная схема макета.

2. Методика проведения эксперимента с краткими пояснениями.

3. Экспериментальные осциллограммы с краткими пояснениями.

4. Таблицы.

5. Выводы по каждому пункту выполненной работы.

 

6. Контрольные вопросы

1. По изображению на экране телевизора, заданному преподавателем, нарисовать форму телевизионного сигнала за время строки.

2. По заданной форме сигнала за время строки (кадра) нарисовать вид изображения на экране телевизора.

3. Определить количество воспроизводимых на экране телевизора черных и белых полос при заданной частоте повторения импульсов.

 

Литература

1. Казанцев Г.Д. Основы телевидения: Учебное пособие. – Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2002. –160с.

2. ГОСТ 7845-92 «Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений».

3. Константин Нихорошев, Евгений Сокол «Телевизионные испытательные таблицы» Stereo&video - М.: КАТМАТ, 09’2

Лабораторная работа № 3

Вводная часть

Связь между частотами и фазами строчной и кадровой разверток обеспечивается с помощью синхронизирующих импульсов, вырабатываемых телевизионным синхрогенератором. Основными параметрами стандарта разложения, определяющими структуру телевизионного растра и частоты разверток, являются следующие величины:

Z - число строк разложения;

f _Z - частота строчной развертки;

f _K - частота кадровой развертки;

f _П - частота полей;

m - кратность перемежения, (m - целое число).

Связь между этими величинами выражается следующими соотношениями:

(1)

где n - целое число.

Задающая часть синхрогенератора вырабатывает импульсы с частотами mf _Z, f _Z, f _П, которые называются ведущими. На их основе вырабатываются все необходимые сигналы (синхронизирующие, гасящие, уравнивающие импульсы). Структурная схема задающей части синхрогенератора в общем случае (при любой кратности перемежения m) представлена на рисунке 1а. Наиболее широко в прикладном телевидении применяются построчная (m = 1) и в вещательном чересстрочная (m = 2) развертки. Принципиально возможно построение растра с m > 2, однако практически такие развертки не используются.

Структурная схема синхрогенератора для построчной развертки приведена на рисунке 1б. В этом случае частота полей f _П равна частоте кадров f _K. Для обеспечения незаметности мельканий частота кадров должна быть не менее 40 –60 Гц, что при Z = 625 соответствует полосе частот видеосигнала 12,5 МГц.

 

Рисунок 1 - Структурные схемы задающей части синхрогенератора

Для сужения полосы частот вдвое, для передачи видеосигнала по каналу связи применяют чересстрочную развертку, при которой полный кадр разбивается на два полукадра (поля). За время первого полукадра передаются все нечетные строки изображения, за время второго – четные строки, расположенные на экране в промежутках между нечетными строками. Полукадры воспринимаются зрителем во времени раздельно, так что частота мельканий равна частоте полей; однако за счет инерционности зрения изображение воспринимается как слитное с полным числом строк. Выбирая частоту полей f _П равной критической частоте мельканий (40-60 Гц) получаем частоту кадров f _K = 20-30 Гц, что соответствует полосе частот видеосигнала 6,25 МГц (при Z = 625), т.е. вдвое меньшей, чем при построчной развертке. Структурная схема задающей части синхрогенератора для чересстрочной развертки приведена на рисунке 1в. В данном случае задающий генератор вырабатывает импульсы двойной строчной частоты 2 f _Z.

В телевизионных системах синхрогенератор вырабатывает высокочастотные тактовые импульсы, синхронизирующие импульсы частоты строк, полей, гасящие импульсы и сигнал синхронизации приемников. Этих сигналов достаточно для задания частоты повторения и начальной фазы всех операций по формированию и обработке телевизионного сигнала. Тактовые импульсы служат для временной дискретизации телевизионного сигнала в цифровых устройствах, кроме того, они используются для формирования синхронизирующих и гасящих импульсов с помощью цифровых элементов.

Синхрогенератор работает в автономном режиме, либо в режиме синхронизации внешним сигналом (ведомый режим). В ведомом режиме частота и временное положение всех сигналов, вырабатываемых синхрогенератором, определяются внешним сигналом. Ведомый режим синхрогенератора применяют при построении больших комплексов аппаратуры с центральным ведущим синхрогенератором, такие комплексы используются для решения задач телевизионного вещания и телевизионной автоматики.

Параметры основных сигналов, которые вырабатывает телевизионный синхрогенератор, работающий в вещательном стандарте, следующие:

· ССИ – строчные синхронизирующие импульсы (период 64мкс, длительность 4,8 мкс);

· СГИ – строчные гасящие импульсы (период 64мкс, длительность 12 мкс);

· КСИ – синхроимпульсы полей (период 20мс, длительность 160 мкс);

· КГИ – гасящие импульсы полей (период 20мс, длительность 1600 мкс);

· СС – полная синхросмесь;

· МНП – меандр нечетного поля (период 40мс, длительность 20 мс);

· 2 f_стр – импульсы двойной строчной частоты (период 32мкс, длительность 2,4 мкс);

На рисунке 2 приведена структура полного телевизионного сигнала. В таблице 1 приведены значения амплитудных и временных параметров полного видеосигнала и его составляющих.

Рисунок 3 – Полный телевизионный сигнал

Таблица 1 – Значения амплитудных и временных параметров полного телевизионного сигнала и его составляющих.

Наименование параметра	Условное обозначение	Значение параметра
1. Номинальный уровень гашения (опорный уровень), %	–
2. Номинальный уровень белого, %	–
3. Номинальный уровень синхронизации (уровень синхронизирующих импульсов), %	–
4.Защитный интервал, %	–	От 0 до 7
5. Размах сигнала цветности при f = f0 , %	–	23,0±2,5
6. Номинальный размах полного видеосигнала от уровня синхронизирующих импульсов до уровня белого, В	–
7. Размах сигнала яркости от уровня гашения до уровня белого, мВ	–	700±20
8. Размах немодулированных цветовых поднесущих на задних площадках гасящих импульсов строк, а также при передаче черно-белых участков изображения, мВ: в красных строках в синих строках	– –	540 ±50 500 ±50
10. Размах выброса синхронизирующих, гасящих и уравнивающих импульсов по отношению к размаху импульса, % не более	–
11. Номинальная длительность строки, мкс	Н
12. Отклонение длительностей отдельных строк от среднего значения и разность длительностей двух соседних строк, нс, не более	–
13. Длительность гасящего импульса строк, мкс	a	12,0±0,3
14. Интервал между фронтами гасящего и синхронизирующего импульсов строк, мкс	c	1,5±0,3
15. Интервал между началом строки 0н и срезом гасящего импульса строк (расчетное номинальное значение), мкс	b=a - c	10,5
16. Длительность синхронизирующего импульса строк, мкс	d	4,7±0,2
17. Длительность фронта (среза) гасящего импульса строк, мкс	e	0,3±0,1
18. Длительность фронта (среза) синхронизирующего импульса строк, мкс	f	0,2±0,1
19. Интервал от фронта синхронизирующего импульса строк (от начала строки0н) до начала немодулированных цветовых поднесущих (до конца гашения сигнала цветности), мкс	i	5,6±0,2

Продолжение таблицы 1

Наименование параметра	Условное обозначение	Значение параметра
20. Номинальная длительность поля, мс	–
21. Интервал между фронтами гасящего импульса полей и первого уравнивающего импульса, мкс	k	3±2
22. Длительность гасящего импульса полей	j	25 H + a
23. Длительность фронта (среза) гасящего импульса полей, мкс	–	0,3±0,1
24. Длительность первой последовательности уравнивающих импульсов	l	2,5 H
25. Длительность последовательности синхронизирующих импульсов полей	m	2,5 H
26. Длительность второй последовательности уравнивающих импульсов	n	2,5 H
27. Длительность уравнивающего импульса, мкс	p	2,35±0,10
28. Длительность синхронизирующего импульса полей, мкс	q	27,3
29. Интервал между соседними синхронизирующими импульсами полей, мкс	r	4,7±0,2
30. Длительность фронта (среза) синхронизирующего импульса полей и уравнивающего импульса, мкс	s	0,2±0,1

 

Рисунок 3.

 

Строчный делитель (640:1)

Делитель 640:1 представляет собой триггерный десятиразрядный делитель, который состоит из двух делителей 2:1 и 320:1. Коэффициент деления задается набором соответствующего кода с помощью логической схемы И1 (рисунок 5). До числа 320 счетчик считает в двоичном коде, затем происходит его обнуление и цикл повторяется. Функциональная схема строчного делителя приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Функциональная схема строчного делителя.

 

Кадровый делитель (625:1)

Входным сигналом кадрового делителя является двойная строчная частота 2 f _стр. Коэффициент деления задается с помощью набора кода 625 на входах логической схемы И1, которая формирует импульсы сброса счетчика в ноль (сброс Y). Выходные сигналы счетчика используются при формировании кадровых импульсов. Функциональная схема кадрового делителя приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Функциональная схема кадрового делителя.

 

Порядок выполнения работы

Перед началом работы следует изучить данное описание и инструкцию пользования осциллографом.

Включить осциллограф, затем включить лабораторный макет.

1. Изучить работу строчного канала синхрогенератора в ведущем режиме. Зарисовать осциллограммы в характерных точках, вычислить длительность, период и частоту. Набор сигналов для изучения принять, исходя из рисунков 5 и 6 данного описания.

2. Изучить работу кадрового канала синхрогенератора в ведущем режиме. Зарисовать осциллограммы в характерных точках, вычислить длительность, период и частоту. Набор сигналов для изучения принять, исходя из рисунков 7 и 8 данного описания.

3. Зарисовать осциллограммы полной синхросмеси для нечётного и чётного полей. Сравнить и сделать вывод. Вычислить длительность период и частоту уравнивающих импульсов и импульсов врезки. Сделать выводы.

Для этого ручку осциллографа «синхронизация» установить в положение «внешняя», переключатель «развертка» в положение «ждущий» и произвести синхронизацию меандром нечетного поля.

 

Содержание отчёта

6. Структурная схема телевизионного синхрогенератора.

7. Функциональные схемы отдельных узлов синхрогенератора.

8. Экспериментальные осциллограммы с краткими пояснениями. Осциллограммы приводить в соответствующем временном масштабе с учетом реальных временных сдвигов.

9. Выводы по каждому из пунктов выполненной работы.

 

5. Контрольные вопросы

1. Перечислите основные функции, выполняемые импульсами, которые вырабатывает синхрогенератор.

2. Поясните назначение ведущего и ведомого режимов работы синхрогенератора.

3. Составьте структурную схему задающей части синхрогенератора по следующим данным Z = 100, m = 1, f _K = 45 Гц. Определите частоту задающего генератора, строк и полей.

4. То же, что в вопросе 3 для Z = 313, m =2, f _K = 30 Гц.

5. Нарисуйте форму растра при Z = 11, m =2.

6. Возможно ли формирование чересстрочного растра при четном Z? Варианты ответа поясните.

7. Составьте функциональную схему делителя частоты на триггерах (счетчиках) с о