Телевизионный синхрогенератор

 

Цель работы: Изучение работы телевизионного синхрогенератора и принципов формирования строчных и кадровых импульсов с помощью цифровых элементов.

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.