noțiuni de bază despre televiziune

7/23/2019 Noțiuni de Bază Despre Televiziune

http://slidepdf.com/reader/full/noiuni-de-baza-despre-televiziune 1/18

NO!IUNI DE BAZ" DESPRE TELEVIZIUNE

Televiziunea poate fi definit! ca un ansamblul de principii, metode

"i

tehnici de natur ! electronic!, utilizate pentru transmiterea la distan#! a imaginilor în mi"care, prin intermediul canalelor de comunica#ie.

Folosirea televiziunii, ca modalitate de transmitere simultan! a imaginilor "ia sunetelor, în cele mai diverse domenii de activitate, a adus la o diversificare aaparatelor "i sistemelor de televiziune.

Din punct de vedere al calit !" ii informa" iei de imagine, sistemele deteleviziune se pot clasifica în:

• Sisteme de televiziune alb-negru;• Sisteme de televiziune în culori;

• Sisteme de televiziune de înalt! defini#ie;• Sisteme de televiziune în spa#iu.Din punct de vedere al modului în care sunt procesate informa" iile (captare

imagine, prelucrare, transmisie, refacere imagine, etc.), sistemele de televiziunese împart în:

• Sisteme de televiziune analogic!;• Sisteme de televiziune analog-digital!;• Sisteme de televiziune digital!.Din punct de vedre al destina" iei sistemele de televiziune se pot clasifica în:

• Sisteme de televiziune difuzat!, care cuprinde:o sisteme de televiziune radiodifuzat!;o sisteme de televiziune prin cablu (coaxial sau optic);

• Sisteme de televiziune aplicat!, care cuprinde multitudinea de sisteme dineconomie, medicin!, industrie, etc.

sistemeVarietatea de sisteme de televiziune amintite prezint! particularit!#i

determinate de condi#iile diferite de aplicare. Aceasta are implica#ii "i asupracaracteristicilor "i parametrilor func#ionali care variaz! într-o gam! foarte larg! dela un sistem de televiziune la altul.

Televiziunea în culori (TVC ) pentru marele public s-a dezvoltat pe

infrastructura existent! în cadrul re#elei de difuzare a televiziunii alb-negru (TV- AN ), ca singura solu#ie posibil! la aceea dat!, datorit! existen#ei sutelor de



emi#!toare "i a milioanelor de televizoare monocrome func#ionale în cadrul unor norme interna#ionale. Din acest motiv, sistemul de TVC trebuie s! corespund! cerin#elor impuse în TV-AN . În televiziunea alb-negru se transmite un singur semnal de imagine,semnal care poart! informa#ia referitoare la varia#ia de luminan#!. În televiziuneacolor este necesar s! fie transmise trei semnale care s! poarte direct sauindirect informa#iile referitoare la cele trei culori primare (Red, Green, Blue)folosite în analiza "i sinteza imaginii. Modul în care se aleg "i mai ales cum setransmit aceste semnale trebuie s! asigure ceea ce se nume"te compatibilitatefa#!/cu de sistemul de televiziune alb-negru.

Tehnica televiziunii a fost supus! unor mari schimb!ri care au urm!riteliminarea neajunsurile sistemelor de televiziune actuale, în sensul îmbun!t!#iriicalit!#ii imaginii. Televiziunea de înalt! defini#ie HDTV (High Definition Television)asigur ! cre"terea defini#iei de dou! ori fa#! de sistemele actuale, ceea ceechivaleaz! cu cre"terea de patru ori a num!rului de elemente de imagine de peecran. La aceste sisteme se îmbun!t!#e"te reproducerea culorilor prin l!rgireabenzilor de frecven#! ale semnalelor de luminan#! "i de crominan#!, "i calitateasunetului cre"te prin transmiterea stereofonic! a informa#iilor de sunet.

Semnalele televiziunii de înalt! defini#ie au nevoie de o band! de frecven#!de 30 MHz, mult mai larg! decât au re#elele actuale de difuzare de 6MHz (pentrunorma OIRT ). Rezolvarea este asigurat! prin metode de compresie atât îndomeniul timp cât "i în domeniul frecven#!. În acest sens sistemul MAC (Multiplex Analog Components) asigur ! transmiterea multiplexat! în timp asemnalelor de luminan#! "i de crominan#!, iar sistemul MUSE (Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding) asigur ! multiplexarea "i sube"antionareasemnalelor de imagine. Perspectivele sistemului de televiziune de înalt

! defini

#ie

a crescut odat! cu prelucrarea numeric! a semnalelor TV, prelucrarestandardizat! interna#ional prin sistemul digital denumit generic 4:2:2.

Sistemele de televiziune actuale cu transmisie prin unde radio sau princablu se înscriu în prevederile unor normative cunoscute sub denumirea destandarde de televiziune.

#. Particularit$%i ale transmiterii semnalului de imagine

Formarea semnalului ce caracterizeaz! imaginea de televiziune,transmiterea acestuia "i reconstituirea imaginii originale, ca etape esen#iale alecomunica#iilor în televiziune, prezint! o serie de aspecte particulare, specifice înraport cu transmiterea "i natura informa#iei. Pentru în#elegerea acestor aspecteeste necesar ! cunoa"terea unor no#iuni de baz! în domeniul sistemului depercep#ie vizual! "i a colorimetriei. Este important!, de asemenea, o vedere deansamblu asupra principiului transmiterii imaginilor în televiziune.

Imaginea reprezint! o distribu#ie de energie radiant! variabil! în timp "icolor [DAM83]. Acest tip de imagine intereseaz! în transmisiunile de televiziune.

Imaginea poate fi caracterizat! de un vector luminan#! B(x,y,t), dependent

de dou! dimensiuni spa#iale (x,y) – imagine plan! – "i o dimensiune temporal! (t) – imagine în mi"care. Vectorul B(x,y,t) poate fi descris prin trei componente, care



(4.

reprezint! un set arbitrar de culori primare (R, G, B) alese astfel încât s! egalezesubiectiv senza#ia de culoare produs! de culoarea original! [DAM83]:

B(x,y,t) = [BR (x,y,t), BG(x,y,t), BB(x,y,t)] $)

Canalele de transmisiune existente sunt canale unidimensionale, în sensulc! pe canal se transmit semnale de o singur ! variabil! – timpul.

Problema specific! televiziunii este transformarea func#iei vectorialeB(x,y,t) într-un semnal s(t), transmiterea acestuia pe canal "i reconstituireaimagini Br (x,y,t) într-un mod cât mai fidel posibil. Formarea semnalului deteleviziune, transmiterea acestuia pe canal, recep#ionarea semnalului "irefacerea imaginii sunt realizate în mai multe etape, a"a cum sunt prezentate înfigura 4.$.

În transform!rile B(x,y,t)→ Br (x,y,t) este necesar s! se #in! seama deurm!toarele aspecte:a) în procesul de transformare imagine - semnal electric, vor trebui luate înconsidera#ie toate caracteristicile receptorului c!ruia îi este adresat! informa#ia –sistemul vizual uman – ;b) semnalul electric format trebuie s! fie adaptat canalului de transmisiune.

În ambele transform!ri este necesar s! se #in! cont de caracteristicilestatice ale imaginii "i ale semnalului format. În televiziune se eviden#iaz! clar modelul lui Fano pentru un sistem de transmisiune a informa#iei: codorul surs! –care pe baza unui criteriu de fidelitate a receptorului împarte mul#imea mesajelor generate de surs! în clase de echivalen#! "i transmite câte un reprezentant alacestor clase; "i codorul canalului - care adapteaz! caracteristicile statistice ale

semnalului la cele ale canalului [NAI98].Semnifica#ia elementelor sistemului de televiziune reprezentat în figura 4.$sunt:

SOFI – sistem optic de formare a imaginii (ansamblu de lentile, prisme "ioglinzi dicroice);

TOE – traductor optoelectronic (senzor de imagine, transform! imagineaoptic! în semnal electric);

DB – dispozitiv de baleiere;GSA – generator de semnale ajut!toare – produce semnale de stingere,

sincronizare, etc., necesare func#ion!rii corecte a sistemelor de transmisie "i

recep#ie a imaginii;CC – codor de culoare;E – emi#!tor;E’ R , E’ G , E’ B – semnale primare de culoare;SVCC – semnal video complex color;R – receptor;S – separator de semnale;DC – decodor de culoareTEO – traductor electronooptic (transform! semnalul optic în semnal TV );DB + TEO – formeaz! tubul cinescop (partea 4 din fig.4.$);

SOFI + TOE + DB – formeaz! camera de televiziune (partea $ din fig.4.$).



Codarea sursei ( # ). Imaginea reprezentat! prin vectorul B(x,y,t), esteaplicat! prin sistemul optic de formare a imaginii (SOFI) unor traductoareoptoelectronice (TOE) ce transform! fiecare imagine optic! plan! "imonocromatic! (BR (x,y,t), BG(x,y,t), BB(x,y,t)) într-o imagine electronic! (I R (x,y,t),I G(x,y,t), I B(x,y,t)). Imaginile electronice sunt distribu#ii spa#iale de sarcini electricela suprafa#a #intei tuburilor de luat vederi sau în materialul semiconductor dindispozitivele cu cuplaj de sarcin!. SOFI are rolul de a descompune imagineacolor în componentele primare alese în sistemul de televiziune. Formareasemnalelor E ’ R , E ’ G, $i E ’ B este realizat! de sistemul de explorare (DB) care arefunc#ia de a transforma distribu#ia electronic! bidimensional! variabil! în timp însemnalele unidimensionale E

’ R , E

’ G, E

’ B.

Codarea de canal (2). Prin codorul de culoare (CC ), cele trei semnale

corespunz!toare culorilor primare sunt transformate într-un semnal unic s(t), careeste însumat cu semnale auxiliare (sa) generate de GSA pentru procesul dereconstituire a imaginii, dup! care este adaptat prin emi#!torul E la canalul de

Fig. 4.# Structura sistemului de televiziune "i etapele prelucr !rii semnalelor TV

SaSa

Br (x,y,t)

I’B

I’G

I’R

E’B

E’G

E’R

SVCCSv

s t R S DC DB TEO

GSA

3 4

s(t)

B(x,y,t

Sa

SaSa

SVCE!c

E’B

E’G

E’R

IB

IG

IR

BB

BG

BR

SOFI TOE DB CC E

GSA

1 2

"



transmisiune (C ), prin modula#ie pentru canalele analogice "i prin codare deimpulsuri pentru canalele digitale.

Decodarea de canal (3). Receptorul (R ), separatorul (S) "i decodorul deculoare (DC ) refac semnalele E’ R , E’ G si E’ B, precum "i semnalele desincronizare sa.

Decodarea sursei (4) reface prin sistemul de explorare (DB) "i traductorulelectronooptic (TEO) imaginea caracterizat! de vectorul Br (x,y,t).

4.2. Modula%ia folosit$ în televiziune pentru transmiterea informa%iei

În toate standardele de televiziune se utilizeaz! modula#ia de amplitudine(MA) pentru transmiterea semnalelor corespunz!toare imaginii alb-negru. Pentrutransmiterea sunetului înso#itor, toate standardele, cu excep#ia celui francez "ienglez (anexa $) utilizeaz! modula#ia de frecven#! .

Pentru transmiterea informa#iei de crominan#! (culoare), se utilizeaz!modalit!#i diferite pentru purt!toarea de culoare, în func#ie de tipul sistemului deteleviziune color, astfel:

• Modula#ia de amplitudine în cuadratur ! (QAM - Quadrature AmplitudeModulation) în sistemele de televiziune NTSC (National Television SystemColour) "i PAL (Phase Alternation Line);

• Modula#ia în frecven#! a dou! subpurt!toare de crominan#! în sistemul deteleviziune SECAM (Sequentiel a Memoire).

4.3. Particularit$%i ale sistemelor de televiziune color

Sistemele de televiziune color standardizate, cele mai r !spândite sunt:! Sistemul NTSC (National Television System Colour), este un sistem

american, primul sistem de televiziune color ap!rut "i care prezint! cadeficien#! major !, sensibilitatea ridicat! la defaz!rile suferite de semnalelede culoare în procesul propag!rii, sensibilitate manifestat! prindenaturarea culorilor pentru defaz!ri mai mari de 50;

! Sistemul PAL (Phase Alternating Line), este un sistem german care,pentru eliminarea neajunsului func#ional al sistemului NTSC, utilizeaz!

principiul transmiterii cu faz! schimbat! de la o linie la alta a componenteide crominan#! E ’ R - E ’ Y . Transmiterea componentelor de crominan#! seface, ca "i în cazul sistemului NTSC, prin modularea în amplitudine a uneisubpurt!toare de crominan#! cu frecven#a de 4,4336$8 MHz;

! Sistemul SECAM (Sequientiel a Memoire), este un sistem francez care,pentru eliminarea neajunsului func#ional al sistemului NTSC, utilizeaz!principiul transmiterii secven#iale de la o linie la alta a componentelor semnalelor de culoare (o component! (E ’ B - E ’ Y ) pe o linie "i cealalt!component! (E

’ R - E

’ Y .) pe linia urm!toare. Transmiterea componentelor de

crominan#! se face prin modularea în frecven#! cu benzi laterale inegale,

de c!tre fiecare component!, a câte unei subpurt!toare de crominan#! cufrecven#ele de 4,250 MHz "i respectiv 4,406 MHz.



În cele ce urmeaz! se prezint! particularit!#ile sistemelor de televiziune PAL"i SECAM ca sisteme europene aflate în produc#ie "i exploatare în #ara noastr !.

4.3.#. Semnale utilizate în sistemul de televiziune PAL

Sistem de televiziune PAL, adoptat "i la noi, folose"te urm!toarelesemnale de videofrecven#!:Semnalul de luminan!" (E ’ y), transmis din motive de compatibilitate cureceptoarele alb-negru. Expresia semnalului de luminan#! a fost determinat! prinexperimente "i m!sur !ri practice asupra caracteristicii de vizibilitate relativ! asistemului vizual uman:

E’ Y = 0,30 E’ R + 0,59 E’ G + 0,## E’ B (4.2)

Semnalul de crominan!" (E ! c), con#ine informa#ia privind culoarea imaginii "ieste alc!tuit din dou! componente bazate pe semnalele diferen#! de culoare (E’ B- E’ Y ) $i (E’ R - E’ Y ).

Expresia componentelor de crominan#! este:

E’ U ≅ 0,49 (E’ B - E’ Y ) (4.3)± E’ V ≅ 0,88 (E’ R - E’ Y ) (4.4)

Componenta E’ V (rela#ia 4.4) se transmite cu faza alternant! de la o linie la alta.Semnalul de crominan#! se transmite modulând în amplitudine un semnal

de radiofrecven#! având frecven#a (f sc ), astfel determinat! încât s! plasezespectrul semnalului de culoare în partea superioar ! a spectrului semnalului deluminan#! "i între#esut cu acesta. Valoarea frecven#ei subpurt!toare decrominan#! a fost determinat! la 4,4336.. MHz.

Modula#ia de amplitudine utilizat! în procesul cod!rii informa#iei de culoareeste o modula#ie în cuadratur ! (QAM ) ob#inut! prin modularea în amplitudine dec!tre componentele de culoare a subpurt!toarei de crominan#! cu faz! zero "i cufaz! de 900. Se ob#ine astfel semnalul de crominan#! cu expresia:

E’ C = E’ U sin ω SC t + E’ U cos ω SC t pentru linia n (4.5)

E’ C = E’ U sin ω SC t- E’ U cos ω SC t . pentru linia n+# (4.6)

Semnalul de crominan#! ± E’ C se poate reprezenta fazorial ca în figura4.2.a "i din care se poate deduce expresia modulului $i a defazajului:

2

YB

2

YR C )'E'E()'E'E('E −+−= (4.7)

con#ine informa#ie despre satura#ia culorii;

YB

YR C

'E'E

'E'Earctg

−

−±=ϕ (4.8)

con#ine informa#ie despre nuan#a culorii.



Astfel, orice culoare poate fi codificat ! în vederea transmisiei prin modulul $i defazajul componentei de crominan"!.

Modul de transmisie a componentelor de crominan#! cu faz! alternat! dela o linie la alta permite, la recep#ie, compensarea erorilor de faz! "i eliminareadistorsiunilor de culoare datorate propag!rii.

Compensarea erorilor de faz! se realizeaz! la recep#ie în decodorul deculoare. Acesta este prev!zut cu o linie de întârziere de 64µs "i asigur ! însumarea semnalului de crominan#! de la dou! linii succesive. Prin aceast!

prelucrare sistemul de televiziune color PAL poate compensa "i procesacorespunz!tor semnale de crominan#! cu erori ale defazajului de pân! la $80.Pentru func#ionarea corect! a decodoarelor de culoare din receptoarele de

televiziune, la emisie sunt transmise semnale de „burst” constituite din $2oscila#ii complete de radiofrecven#! având frecven#a egal! cu frecven#asubpurt!toarei de crominan#!. Semnalele de „burst” se transmit pe durataimpulsurilor de stingere linii (fig.4.2.b).

4.3.2. Semnale utilizate în sistemul de televiziune SECAM

Sistemul de televiziune SECAM folose"te urm!toarele semnale devideofrecven#!:

Semnalul de luminan!" (E ’ y), transmis din motive de compatibilitate cureceptoarele alb-negru. Expresia semnalului de luminan#! a fost determinat! prinexperimente "i m!sur !ri practice asupra caracteristicii de vizibilitate relativ! asistemului vizual uman:

E’ Y = 0,30 E’ R + 0,59 E’ G + 0,## E’ B (4.9)

Semnalul de crominan!" (E ’ c), con#ine informa#ia privind culoarea

imaginii "i este alc!tuit din dou! componente bazate pe semnalele diferen#! deculoare: (E’ B - E’ Y ) $i (E’ R - E’ Y ).

Fig. 4.2 Semnale ale sistemul de televiziune PALa) Reprezentarea fazorial! a semnalului de crominan#!.b) Semnalul de „burst” dispus pe palierul din dreapta al semnalului

de stin ere linii.

v

E’V

-E’V

E’U

E’C

E’C

ulinia n

linia n+1

+ϕC

-ϕC

a)

A

THi = #2µs

2,25µs5,6µs

A/2

b)

Impuls desincronizare linii



Expresia componentelor de crominan#!, în concordan#! cu pondereaculorilor din natur !, este:

D’ B = #,5 (E’ B – E’ Y ) (4.$0)D’ R = -#,9 (E’ R – E’ Y ) (4.$$)

Cele dou! componente de crominan#! D’ B $i D’ R , în vederea transmiterii,moduleaz! în frecven#! dou! subpurt!toare de crominan#! cu frecven#ele:

f OB = 272 f H = 4,250 MHz (4.$2)f OR = 282 f H = 4,406 MHz (4.$3)

Frecven#ele subpurt!toarelor de crominan#! sunt astfel alese încât s!asigure compatibilitatea direct! cu receptoarele alb negru ( AN ) "i eliminareaefectelor nedorite, perturbatoare, care pot s! apar ! pe ecranele receptoarelor.

Modula#ia în frecven#! a subpurt!toarelor f OB "i f OR se face cu benziinegale, prin adoptarea unor devia#ii de frecven#! asimetrice, astfel:

−

+=∆

kHz350

kHz500f OB

−

+=∆

kHz500

kHz300f OR (4.$4)

Pentru func#ionarea corect! a decodoarelor de culoare din receptoarele deteleviziune, la emisie sunt transmise semnale de „burst” "i semnale deidentificare a culorii.

Semnalele de „burst” sunt constituite din $2 oscila#ii de radiofrecven#!

având frecven#a egal! cu frecven#a subpurt!toarei de crominan#! care setransmite pe linia respectiv! f OB sau f OR . Semnalele de „burst” se transmit pedurata impulsurilor de stingere linii, asem!n!tor cu modul de transmitere lasistemul PAL (fig.4.2), având îns! durata de 5µs "i amplitudini (7$% sau 77%)determinate de procesul de predistorsionare de radiofrecven#! cu filtru cucaracteristic! anticlopot, din sistemul de emisie.

Semnalele de identificare a culorii (DB, DR ), sunt impulsuri devideofrecven#! care moduleaz! în frecven#! subpurt!toarele de crominan#! (f OB,f OR ), ob#inându-se impulsuri de radiofrecven#! care se transmit pe durataimpulsurilor de stingere cadre.

Semnalele de identificare a culorii sunt în num!r de nou! pentru fiecaresemicadru ocupând liniile 7 la $5 "i respectiv 320 la 328 "i se transmit succesivcorespunz!tor transmiterii secven#iale a componentelor de culoare.

Semnalele de identificare a culorii servesc sincroniz!rii comutatoruluiSECAM din decodorul de culoare al receptorului de televiziune în vedereademodul!rii corecte a componentelor de culoare D’

B,"i D’ R .

Pornind de la sensibilitatea mult mai sc!zut! a sistemului vizual umanpentru informa#ia de culoare comparativ cu cea de luminan#! (forma obiectelor),banda semnalelor de crominan#! este de (2x$,3) MHz în cazul sistemului PAL "ide $,5 MHz în cazul sistemului SECAM (fig.4.3).

Potrivit principiului compatibilit!#ii, caracteristica amplitudine – frecven#! asemnalelor de culoare este plasat! în partea superioar ! a caracteristicisemnalului de luminan#! (fig.4.3). Frecven#ele subpurt!toarelor de crominan#!



sunt astfel alese încât s! se asigure între#eserea spectrului semnalului decrominan#! cu spectrul semnalului de luminan#!.

4.4. Structura semnalului video complex de televiziune

Semnalul ob#inut prin însumarea semnalului video corespunz!tor imaginiicu semnalul complex de stingere

"i cu semnalul de sincronizare pentru linii

"i

cadre, constituie semnalul video complex (SVC ).Semnalul de videofrecven"! este produs de c!tre senzorul de imagine

(TOE ) din structura camerei de televiziune. Aceasta corespunde în cadrulfiec!rei linii TV, punct cu punct, cu intensitatea luminoas! a radia#iei provenit! dela imaginea optic!.

Semnalul complex de stingere $i sincronizare este un semnal devideofrecven#! format din impulsul de stingere peste care este suprapus impulsulde sincronizare. Acest semnal este diferit ca structur ! "i parametrii de timppentru desf !"urarea pe orizontal! "i pentru desf !"urarea pe vertical! (fig.4.4 "i

fig.4.5).Cu ajutorul semnalului complex de sincronizare, transmis odat! cusemnalul de imagine, se asigur ! recep#ionarea unei imagini sincronizate cu ceade la emisie. Indiferent de tipul de modula#iei – pozitiv! sau negativ! – semnalulde sincronizare se transmite începând de la un nivel care dep!"e"te nivelul denegru, pentru ca acesta s! nu se vad! pe imaginea de televiziune.

În figura 4.4 "i figura 4.5 sunt prezentate caracteristicile semnalului desincronizare pe vertical! "i a semnalului de sincronizare pe orizontal! pentrustandardul de televiziune OIRT (CCIR D/K). La semnalul complex de stingere "ide sincronizare se remarc! durata mult mai mare a impulsurilor de stingere

vertical! "i de sincronizare vertical! în raport cu impulsurile corespunz!toarebaleiajului pe orizontal!.

B

A/A0

# E’Yf SC

f [MHz]# 3 4,43.. 6,5

E’C

a)

f [MHz]B

A/A0

# E’Y

f 0B f 0R

# 3 4 5 6,5

E’C

b)

Fig. 4.3 Caracteristica amplitudine – frecven#! a semnalului de luminan#! "i asemnalului de crominan#! în norma OIRT pentru sistemul: a) PAL "i b) SECAM



În consecin#! pe scara de amplitudini se pot distinge patru nivele deamplitudine ale semnalul video complex:

! nivelul impulsurilor de sincronizare (valoarea minim!, pentru semnal videopozitiv – figura 4.7.a);

! nivelul de stingere;! nivelul de negru, foarte apropiat de nivelul de stingere;! nivelul de alb (corespunde valorii maxime a semnalului în cazul video

pozitiv).

Transmiterea semnalelor de sincronizare orizontal! are loc "i pe întreagadurat! a impulsului de stingere pe vertical!, inclusiv pe durata impulsului desincronizare vertical!. Impulsul de sincronizare cadre este precedat de cinciimpulsuri de preegalizare, este urmat de alte cinci impulsuri de postegalizare "ipe durata sa este crestat cu cinci impulsuri de crestare (fig.4.6.b."i d).

Fig. 4.5 Forma semnalului complex de stingere "i de sincronizare

semicadre conform standardului OIRT

t#600µs

#60µs #60µs

20TH2#/2TH2#/2TH

uS(t)

$00%

78%

$0%

impuls de stingere semicadre

impuls de sincronizare semicadre

25TH

t#2µs64µs

52µs

uS(t)

$00%

78%

$0%

0

5µs

impuls sincronizare linii

impuls stingere linii

semnal video

Fig. 4.4 Semnal complex de stingere "i de sincronizare pe liniiconform standardului OIRT



În figura 4.6.a "i 4.6.c sunt reprezentate semnale compuse din impulsuride stingere "i sincronizare de linie "i de semicadru, iar în figura 4.6.b "i 4.6.dsunt reprezentate semnale compuse din impulsuri de sincronizare "i de stingerede semicadru. ($-semicadru cu linii impare , 2-semicadru cu linii pare). În acestereprezent!ri se observ! utilizarea mai multor tipuri de impulsuri "i anume :

! Impulsuri de stingere de linii $i de semicadre, care sunt transmise în timpulcurselor inverse de linii (fig.4.6.a), respectiv de semicadru (fig.4.6.b).Durata impulsurilor de stingere este cu pu#in mai mare decât a curselor inverse de baleiaj. Aceste impulsuri au rolul de a produce stingerearegimurilor tranzitorii înaintea aplic!rii impulsului de sincronizare "i de astinge traseele curselor inverse de baleiaj.

! Impulsurile de sincronizare de linii si cadre (fig 4.4 "i fig.4.5). Acesteimpulsuri, situate în “infranegru “ au aceea"i amplitudine, îns! difer ! prindurat!. În anexa $ sunt date caracteristicile impulsurilor de sincronizare "ipentru alte standarde de televiziune.

Cele doua tipuri de impulsuri sunt separate dup! criteriul de durat!, pentru asincroniza baleiajul de linii, respectiv cadre . În cazul normei OIRT (fig 4.6) seimpune analiza impulsului de sincronizare linii (I, k ) "i a impulsului desincronizare semicadre (d ). Pentru sincronizarea generatorului de baleiaj peorizontal! pe durata impulsului de sincronizare semicadre (d ) se prev!dcrest!turile (m) care se succed la intervale de timp egale cu durata unei jum!t!#ide linie (# /2T H ).

Fig. 4.6 Forma semnalului de sincronizare între doua câmpuri succesive

c

d)

c)

a)

k l

# 2#/2TH

#/2TH

TH

ed b

#2

a

m

b)



De asemenea din figura 4.6 se poate observa c! pozi#ia ultimului impuls desincronizare linii fa#! de impulsul de sincronizare semicadre difer ! pentru celedou! tipuri de câmpuri pare "i impare, datorit! specificului baleiajului între#esut.Ca urmare, înainte "i dup! fiecare impuls de sincronizare semicadre esteintrodus câte un grup de 5 impulsuri de egalizare pe duratele b $i e din figura4.6.b, semnale ce se succed la intervale egale cu durata unei jum!t!#i de linie.

4.5. Polaritatea semnalului video modulator

Polaritatea semnalului modulator poate fi pozitiv! sau negativ!, dup! cumamplitudinea maxim! a semnalului video complex marcheaz! transmitereap!r #ilor luminoase sau a p!r #ilor întunecate ale imaginii. În figura 4.7 suntprezentate cele dou! polarit!#i ale semnalului video modulator "i diferitele niveleale semnalului video complex .

În cazul modula#iei negative, utilizat! de exemplu în standardele OIRT "iCCIR , este necesar ca nivelul semnalului de videofrecven#! s! nu scad! sub$0% , pentru a asigura recep#ia semnalului de sunet în bune condi#iuni, f !r !“brum”, prin utilizarea procedeului “intercarrier “.

t

#00% nivel de alb

33% nivel de negru

30% nivel de stingere

impulsuri de sincronizare

US

a) SVC cu modula#ie pozitiv!

#00% impulsuri de sincronizare

75% nivel de stingere

72% nivel de negru

#0% nivel de alb

US

tb SVC cu modula ie ne ativ!

Fig. 4.7 Polaritatea semnalului video complex deteleviziune



4.6. Baleiajul în televiziune

În televiziune se utilizeaz! baleiajul de tip rastru. Rastrul este o succesiunede linii luminoase paralele si echidistante dispuse pe orizontal!, ob#inute prinbombardarea unui ecran luminiscent cu un fascicul de electroni.

Rastrul este format din linii "i cadre. Cadrul reprezint! totalitatea liniilor care acoper ! la un moment dat suprafa#a ecranului.

Rastrului se realizeaz! cu ajutorul unui ansamblu de bobine de deflexie (opereche de bobine pentru deflexia pe orizontal! "i o pereche pentru deflexia pevertical!), str !b!tute de curen#i de deflexie liniar variabili sub form! de “dinte defier !str !u”.

Câmpul electromagnetic creat de bobinele de deflexie prezint! ocomponent! vertical! "i una orizontal! din punct de vedere al for #elor ce vor ac#iona asupra electronilor. Fascicolul de electroni se va deplasa dup! orezultant! care îi permite crearea rastrului de televiziune.Caracteristici de explorare.

Toate standardele moderne de televiziune utilizeaz! explorarea între#esut!, care duce la îngustarea benzii de frecven#! necesar ! transmiteriiimaginii, de la $3,5 MHz la 6,75 MHz. Un cadru complet, format din 625 de linii(pentru normele europene) este descompus în dou! câmpuri cu num!r impar delinii.

Liniile celor dou! câmpuri se intercaleaz! (între#es) "i creeaz! imaginea,datorit! persisten#ei luminoforului "i a propriet!#ii de integrare temporal! asistemului vizual uman (ochiului).

Parametrii tehnici ai explor !rii: num!rul de linii pe imagine, frecven#ele deexplorare pe vertical

! "i de explorare pe orizontal

! "i raportul de aspect al

imaginii transmise sunt prezentate în anexa 3.

4.7. Transmisiunea semnalelor în televiziune

Prin transmisiunea (transmiterea) semnalelor în televiziune se în#elegetransferul semnalului complexe de televiziune, deci a semnalului video complex"i a sunetului, la destina#ie unde sunt dispuse receptoarele de televiziune.

Transmisiunea imaginii se poate face în videofrecven#! (VF ), în banda de

baz!, sau în radiofrecven#! (RF ), în diverse benzi de frecven#!, prin medii diferitede transmisie.Transmisiunea imaginii în VF se face pe distan#e scurte:

• de ordinul zecilor sau sutelor de metri între camere "i carele de reportajsau între studiouri "i un studio de control general;

• de ordinul kilometrilor, mai rar, între un centru de TV "i un emi#!tor.Transmisiunea se face prin cabluri coaxiale caracterizate prin:

o impedan#a caracteristic! Z C a cablului coaxial (de obicei Z C = 50 %);o valoarea "i varia#ia timpului de întârziere de grup τ G;o atenuarea pe unitatea de lungime "i varia#ia atenu!rii cu frecven#a:

α = f( ω ).



Transmisiunea semnalelor de imagine se poate face în radiofrecven#! (RF ) în una din benzile rezervate transmisiilor de televiziune prin radia#ieelectromagnetic! sau prin cablu coaxial / optic, potrivit unor norme interna#ionale.Norma reprezint! o colec#ie de prescrip#ii metodologice "i tehnice care definescatât sistemele de televiziune cât "i corela#ia dintre emisia "i recep#ia unuiprogram de televiziune. Sunt cunoscute, ca fiind cele mai extinse, normele:

" norma american! (FCC );" normele europene (CCIR "i OIRT );" norma francez! (L);" norma englez! (I ).

Standardul caracterizeaz! sistemele de televiziune, deci "i receptoarele TV, prinintermediul unei game largi de parametrii tehnici specifici emisiei "i recep#iei deinforma#ii de natur ! video "i audio.

În anexa 3 sunt prezenta#i parametrii tehnici ai celor mai r !spândite normede televiziune din Europa.

Pentru transmisiunea prin radia#ie electromagnetic!, pentru televiziune,sunt prev!zute mai multe benzi de frecven#!. În Europa aceste benzi sunt situate în dou! domenii de frecven#! (FIF "i UIF ). Fiecare band! TV cuprinde un num!r diferit de canale de televiziune. În anexele 4 "i 5 sunt prezentate repartizarea înfrecven#! a principalelor canale de televiziune [STA8$, NAI98].

Un canal TV din norma OIRT ocup! o band! de 8MHz pentrutransmisiunea de imagine "i sunet aferent. Deoarece pentru transmisiuneainforma#iei de imagine se folose"te modula#ia în amplitudine (MA) "i c! bandasemnalului în videofrecven#! (VF) este de 6 MHz, nu se folose"te o transmisiuneclasic! de MA cu banda dubl! (BLD), ci se folose"te o transmisiune cu band!lateral

! par

#ial suprimat

!, denumit

! transmisiune cu rest de band

! lateral

!(RBL).Pentru o transmisiune corect! a semnalului de televiziune, receptorul

trebuie s! aib! o caracteristic! de frecven#! (fig.4.8) cu atenuare progresiv! în jurul purt!toarei "i s! utilizeze o demodulare de produs sincron! "i cu defazajnul.

Semnalul de televiziune se transmite pe principiul leg!turilor de radio-comunica#ii bazat pe un emi#!tor (în studioul TV ) "i unul sau mai multereceptoare. Se folosesc undele radio asigurându-se transmisia atât a informa#ieide imagine cât "i a celei de sunet. Informa#ia de imagine moduleaz! în

amplitudine un semnal de radio-frecven#! denumit purt!toare de imagine (f pi ), iar informa#ia de sunet moduleaz! în frecven#! o purt!toare de sunet (f ps ).Frecven#ele celor dou! purt!toare satisfac condi#ia:

pi ps f f > (4.$5)

Diferen#a (f ps - f pi ) dintre purt!toarea de sunet (f ps ) "i purt!toarea deimagine (f pi ) reprezint! ecartul de frecven!" a c!rui valoare este de 5,5 MHzpentru norma CCIR "i de 6,5 MHz pentru norma OIRT .

Banda de frecven"! radio ocupat ! de purt !toarea de imagine modulat ! în

amplitudine $i de purt !toarea de sunet modulat ! în frecven"! poart ! denumireade canal de televiziune.



Semnalul videocomplex cu o l!rgime de band! de 6,5 MHz nu are odistribu#ie continu! de energie în acest domeniu de frecven#!. Aceasta datorit!faptului c! imaginea este “decupat!” periodic de c!tre sistemul de baleiaj atât cufrecven#a liniilor cât "i cu frecven#a semicadrelor.

Energia semnalului, corespunz!toare spectrului de frecven#!, se grupeaz! în pachete energetice formate din linii spectrale “centrate“ în jurul unor multipli aifrecven#ei de explorare pe linii (f H ). Liniile spectrale sunt dispuse la intervalecorespunz!toare frecven#ei de explorare pe vertical! (f V ), a"a cum estereprezentat în figura 4.9.

Ponderarea cea mai mare a energiei semnalului de televiziune esteconcentrat! în jurul componentelor spectrale cu frecven#! joas!, undecomponentele din marginile pachetelor energetice învecinate se întrep!trund.

În cazul unor imagini fixe, spectrul este discret si are forma din figura 4.9,dac! se transmit imagini în mi"care are loc o pendulare a liniilor spectrale fa#! depozi#ia de repaus. Deoarece deplasarea elementelor imaginii optice în fa#acamerei TV se face cu viteza mica (comparativ cu f v ), rezult! o pendulare aliniilor spectrale în jurul pozi#iei de origine cu o frecven#! de aproximativ $0Hz,ceea ce permite s! se considere, "i în acest caz, c! spectrul semnalului de

televiziune are o distribu#ie discret! de energie.

Fig. 4.8 Caracteristica de frecven#! a canalului de televiziune, corespunz!tor normei OIRT

f psf pi

B = #,25+6+0,25+ 2x0,25 =8MHz

f[MHz]-#,25 0 # 2 3 4 5 6 6,5

Caracteristica de frecven#!pentru sunet

A doua frecven#! sunetCaracteristica defrecven#! imagine

Spa#iul de gard! imagine-sunet (0,25MHz)

Banda de sunet(2x0,25) MHz

BLSBLI

redus$

Fi . 4.9 S ectrul semnalului de televiziune entru ima ini fixe

f V

0 f H 2f H nf H

f

Ener ie



4.8. Receptoare de televiziune

Receptoarele de televiziune au cunoscut o modernizare continu!, prin:• introducerea circuitelor integrate de mare capacitate;• folosirea unor tipuri noi de cinescoape cu parametrii îmbun!t!#i#i;

• introducerea circuitelor integrate cu prelucrare numeric! "i amicroprocesoarelor specializate;• folosirea memoriilor pentru cadre "i pentru informa#iile transmise prin

teletext;• performarea sistemelor numerice de comand! "i control de la distan#!.

Receptoarele de televiziune color sunt astfel structurate constructiv (anexa7) încât asigur ! prelucrarea separat! a semnalului de luminan#!, în amplificatorulde luminan#!, "i a semnalului de crominan#!, în decodorul de culoare. Dac!amplificatorul de luminan#! este principial acela"i pentru sistemele europene(PAL $i SECAM ), în ceea ce prive"te decodorul de culoare exist! deosebiri

fundamentale datorate principiilor specifice pentru efectuarea unei decod!ri desemnale de crominan#! codate, din punct de vedre al modula#iei, în mod diferit(MA-PS în PAL $i MF cu dou! suburt!toare în cazul sistemului SECAM ). Dinschema bloc (anexa 7) reies deosebirile constructive ale receptoarelor deteleviziune color comparativ cu receptoarele alb-negru.

Progresele tehnologice de realizare a circuitelor de procesare asemnalelor au dus la extinderea circuitelor integrate specializate în procesareaanalogic! a semnalelor. Ast!zi, sunt este cunoscut! o extinderea rapid! areceptoarelor de televiziune cu prelucrare numeric! a semnalelor. În anexa 8este prezentat! schema bloc a receptorului de televiziune analog-digital. Se

desprinde concluzia c! procesarea digital! este aplicat! semnalelor devideofrecven#! "i a celor destinate comenzii "i controlului facil al receptorului[NIC02].

Introducerea în receptorul de televiziune a prelucr !rii "i corec#iei digitale asemnalelor, îmbun!t!#e"te calitatea imaginii prin eliminarea unor distorsiuniinerente prelucr !rii analogice din receptoarele TV analogice. Receptoarele TVmoderne con#in memorii de cadre, corectoare digitale de zgomot, memorii pentruconservarea informa#iilor transmise prin teletext.

Pentru sistemele TV cu procesare digital! a semnalelor standardul ITU-R BT.60 # este standardul de e"antionare "i cuantizare a semnalelor video.

Standardul a fost elaborat de un grup operativ mixt SMPTE/EBU în vedereadetermin!rii parametrilor semnalului video cu component! digital! pentrusistemele de televiziune 525/50 "i 525/60. Aceast! activitate a avut ca rezultatRecomandare CCIR 60 cunoscut! ast!zi sub denumirea standardul ITU-R BT.60 # [WWTE].

Acest document specific! modul de e"antionare utilizat atât pentrusemnalele corespunz!toare sistemelor TV cu 525 linii, cât "i pentru cele cu 625linii. Pentru semnalele de luminan#! analogice este specificat! o e"antionareortogonal! la $3,5 MHz, iar pentru cele dou! semnale analogice de diferen#ierecromatic! este specificat! o e"antionare ortogonal! la 6,75 MHz. Pentru

componenta de luminan#! digital!, valoarea de e"antionare este Y’ , iar pentrucomponentele digitale de diferen#iere cromatic! valorile de e"antionare sunt C’b$i C’r , acestea fiind versiuni scalate ale componentelor analogice gamma



corectate B’ – Y’ $i R’ – Y’ . Frecven#a de e"antionare de $3,5 MHz a fost aleas!deoarece submultiplul de 2,25 MHz este un factor comun pentru ambele sistemede linie 525 "i 625

ITU-R BT.60 # permite fie e"antionarea pe 8 bi#i (corespunde unui domeniude 256 de nivele 00h la FFh) sau e"antionarea pe $0 bi#i (corespunde unuidomeniu de $024 nivele, între 000h "i 3FFh). Valorile cuvintelor pe 8 bi#i pot fidirect convertite la o valoare pe $0 bi#i, iar valorile pe $0 bi#i pot fi rotunjite lavalori pe 8 bi#i pentru interoperabilitate. Valorile semnalelor diferen#! de culoareC’b $i C’r , între 040h "i 3C0h corespund semnalelor analogice între ±350mV(fig.4.$0). Excursiile de semnal sunt permise în afara domeniului de ±350mV.Valoarea nominal! a domeniului total disponibil este de ±400mV.

Valoarea componentei de luminan#! Y’ în domeniul 040h "i 3AChcorespund semnalelor analogice între 0mV "i 700mV (fig.4.$$).

Fig. 4.#0 Cuantizarea semnalelor diferen#! de culoare potrivit standarduluiITU-R BT.60$

Fig. 4.## Cuantizarea semnalului de luminan#! potrivit standarduluiITU-R BT.60$



Excursiile de semnal sunt, de asemenea, permise în afara domeniului, cuo valoare total! nominal! între –50mV "i 766mV pentru a permite suprasarcinipeste nivelul de alb.

Convertoarele analog-digitale pentru semnalul de luminan#!, suntconfigurate astfel încât s! nu genereze nivele de $0 bi#i între 000h "i 003h, între3FCh "i 3FFh, pentru a permite interoperabilitatea cu sistemele pe 8 bi#i. Nivelelede cuantificare sunt astfel selectate c!, nivelele de 8 bi#i cu dou! zerouriad!ugate vor avea acelea"i valori ca nivelele pe $0 bi#i.

Potrivit standardului ITU-R BT.60 #, în convertoarele analog-digitale desemnal de luminan#! "i de semnale de crominan#! valorile cuprinse între 000h "i003h "i între 3FCh "i 3FFh sunt rezervate pentru sincronizare.

În figura 4.$2 se prezint! pozi#ia e"antioanelor "i a valorilor numerice înconcordan#! cu o linie analogic! orizontal!.

Informa#ia de sincronizare de timp este purtat! de pachetele de sfâr "it delinie activ! video (EAV ) "i de început de linie activ! video (SAV ), motiv pentru

care nu este nevoie de semnale conven#ionale de sincronizare. Intervalul destingere pe orizontal! "i intervalele tuturor liniilor cuprinse pe durata intervaluluide stingere pe vertical! pot fi folosite pentru transportul informa#iei audio sau aunor date auxiliare.

Particularit!#ile constructive ale sistemelor de televiziune color fa#! de celealb-negru, a diferen#elor semnificative între sistemele de televiziune color "i amodului în care sunt procesate semnale au dus la diversificarea metodelor dem!surare a caracteristicilor "i indicilor de calitate ai receptoarelor de televiziune. A fost realizate instrumente de m!sur ! "i control specifice care s! permit!m!surarea "i controlul parametrilor func#ionali ai sistemului de televiziune în

func#ie de particularit!#ile acestuia "i de domeniul valorilor standardizate.

Fig. 4.#2 Imaginea digital! a intervalului de stingere pe orizontal! cupozi#ia e"antioanelor "i a valorilor numerice

noțiuni de bază despre televiziune

Documents