Începe conversația despre reprezentarea frecvenței semnalului. ia în considerare modul în care depinde de natura imaginii transmise, poziția componentelor sale pe axa de frecvență.
Distribuția semnalelor de-a lungul axei de frecvență
Cea mai mică frecvență a semnalului de imagine
În figura 1, fragmentul (1) prezintă cel mai mic semnal de frecvență care este obținut atunci când se transmite o imagine statică, constând din două benzi orizontale - una albă și una negru.
Semnalul corespunzător acestei imagini este impulsurile care urmează frecvența de refresh a cadrului Ff = 50 Hz.
Semnalul (2) corespunde unui semnal cu o frecvență de armonică fundamentală de trei ori mai mare (m / 2) decât y (1), deoarece la fiecare pereche de benzi corespunde o perioadă a semnalului.
Frecvența armonicii fundamentale a imaginii (3) va fi egală cu frecvența liniilor. Frecvența armonicii fundamentale a imaginii (4) va fi de patru ori mai mare (mv / 2) decât (3). Cu o creștere a numărului de benzi verticale și cu o scădere a lățimii lor, frecvența semnalului de imagine va crește în consecință. Atunci când lățimea benzilor este egală cu mărimea elementelor de extindere, frecvența semnalului de imagine atinge valoarea maximă.
Fig.1. Dependența frecvenței primei armonici a semnalului de imaginea transmisă.
VD Kryzhanovsky, Yu.V. Kostykov "Televiziune color și alb-negru." "Communication", Editura, Moscova, 1980, p. 33.
Aplicarea scanării intercalate permite:
- pe de o parte, să ia o frecvență pe jumătate (cadru frecvență de scanare Fkadr) definind pâlpâirea ecranului egală cu frecvența rețelei de 50 Hz și, astfel, să elimine flicker și pentru a reduce interferența pe AC;
- Pe de altă parte, frecvența cadrului ffd este de 25 Hz. care determină cea mai mare frecvență a semnalului de imagine - 6 MHz.
Pentru scanarea progresivă cu ff = 50 Hz, frecvența mai mare a semnalului de imagine ar fi de 13 MHz.
Frecvența minimă a semnalului de imagine fs.min rămâne egală cu frecvența scanării verticale, Ff = 50 Hz (adică frecvența câmpurilor de jumătate de cadru), frecvența cadrului ff = 25 Hz - este jumătate din timpul.
Reprezentarea spectrală a semnalelor
Având în vedere interconexiunea mare între rânduri și cadre, este posibilă reprezentarea tensiunii de semnal ca o funcție temporară cu o perioadă de repetare a Tcp inferior. și personalul. alezoare.
Oscilația periodică constă în suma unei componente constante (a cărei frecvență este zero) și a unui număr de oscilații armonice (sinusoidale). Amplitudinea componentelor de frecvență ale semnalului TV scade cu frecvență în creștere (număr armonic). Prima componentă armonică cu frecvența fk1 = Fcd = 50 Hz. Mai mult, porțiunea de frecvență joasă a spectrului este ocupată de armonici ale frecvenței de scanare a cadrelor. A doua armonică are o frecvență fk2 = 2F cadru = 100 Hz.
Frecvența liniilor (armonica 625 a ratei cadrelor) și toate armonicile sale sunt armonice ale ratei cadrelor.
După cum se vede în figura 2, transmiterea de imagini statice care constituie aproximativ spectrul de armonici FSTR frecvență orizontală spectre grupate lateral, având, de asemenea, sub forma unor linii discrete de frecvență multiplă scanare Fkadr cadru (± 50 Hz).
În cazul transmisiei cu un singur cadru, atunci când rata cadrelor tinde la zero și liniile spectrale se îmbină, spectrul este transformat într-unul continuu.
Prezența în semnalul de televiziune complet (compozit) a impulsurilor orizontale de blocare și de sincronizare crește intensitatea armonicilor spectrului de semnal, multiplii frecvenței liniei, prin numărul și amplitudinea lor.
De fapt, maximele și minimele din spectru sunt mult mai mari decât cele prezentate în figura 2.
Este suficient să spunem că frecvența de 1 MHz corespunde celei de-a 64-a armonici a frecvenței liniilor.
O sută douăzeci și opta armonică a frecvenței liniei fs128 = 2 MHz, 3 MHz = fs192, fs256 = 4 MHz, fs320 = 5 MHz, 6 MHz = fs384, fs400 = 6,25 MHz.
În sistemele de televiziune cu circuit închis, imaginile în mișcare sunt transmise în principal, astfel încât semnalul cadrului următor va fi puțin diferit de semnalul precedentului. Nu mai poate fi considerat ca pur periodic, prin urmare, spectrul său nu va mai fi discret.
Liniile discrete ale spectrului de imagini statice cu o imagine în mișcare "împrăștiate" în benzi, zone pline cu un semnal. Acest lucru este evident în Figura 3.
Figura 3. Extinderea spectrului cu o imagine în mișcare.
În practică, abaterea frecvenței de repetiție a semnalului de la frecvența orizontală fstr = 15625 Hz este numai "unitățile Hz". Atunci când dinamica imaginii se schimbă, se schimbă și poziția liniilor spectrale. Spectrul, așa cum a fost, "respiră" în raport cu armonicile frecvenței liniilor.
Secțiunile benzilor de semnal vor fi mai mari, iar spațiile goale mai mici, cu atât viteza de mișcare a detaliilor obiectului transmis este mai mare. Dar chiar și la viteze relativ mari, golurile goale din spectrul semnalului sunt atât de importante încât puteți pune informații suplimentare despre cromaticitatea obiectelor transmise.
Acesta este un subcarrier de crominanță, care este un impuls radio cu o durată de 2.25 μs și o frecvență purtătoare de 4.4336 MHz. "Caracterul puls" al unui impuls de sincronizare a culorilor determină faptul că spectrul său are o lățime suficient de largă și are, de asemenea, o formă discretă. Figura 2 arată modul în care grupurile spectrului energetic al impulsului de sincronizare a culorilor sunt plasate în spațiile spectrului luminanței semnalului. Așa-numitele "spectre de intercalare" apar atunci când spectrul a două semnale: semnalul de luminanță și semnalul de crominanță ocupă părți comune ale axei de frecvență, fără a încălca performanțele fiecărui semnal prin funcțiile lor. În figura 2, spectrul semnalului de crominanță este, pentru claritate, ușor în jos.
Principalul lucru este că toate aceste varietăți de componente de frecvență trebuie reținute în timpul transmisiei. Cele mai multe componente armonice participă la formarea semnalului de ieșire, cu cât mai exact corespunde semnalului de intrare, semnalul original.
Vom discuta rezoluția de mai jos, dar acum remarcăm încă o dată că numai într-un sistem cu o lățime de bandă de cel puțin 6 MHz poate oferi o rezoluție potențial ridicată.
În semnalul complet de televiziune (vezi Fig.4), impulsurile de sincronizare orizontale și verticale sunt situate sub nivelul negru. care coincide cu nivelul impulsurilor de stingere introduse în semnal. În acest caz, impulsurile de blocare servesc ca un piedestal pentru impulsurile de sincronizare.
În timpul unei curse inverse de linii și cadre, semnalul are o valoare minimă - nivelul negru. Nivelul de "negru" este întotdeauna stabilizat. Cea mai mare valoare a semnalului se numește nivelul albului. Nivelul alb și, împreună cu acesta, nivelul mediu al semnalului (componenta constantă) variază și depinde de luminozitatea celor mai ușoare zone ale imaginii transmise.
Figura 4. Oscilograma unui semnal complet de televiziune alb-negru.
Acest puls RF bipolar cu o frecvență de 4,43 MHz și o deschidere de aproximativ 0,3 (mai precis 0,286 in) aranjate ca pe un soclu de pe un raft alungit de obturare pe orizontală a impulsului de sincronizare pe orizontală.
Pe oscilogramă, amplitudinea pulsului de sincronizare a crominanței nu a atins nici măcar valoarea de 0,1 V. Aceasta este o consecință a faptului că frecvența limită a osciloscopului utilizat este de numai 5 MHz. Pentru a măsura parametrii impulsurilor radio (cu acoperire de frecvență) acest lucru nu este suficient.
Figura 5. Oscilograma semnalului de televiziune color plin.
Dificultatea de fixare pe un osciloscop convențional având nici un sistem de selecție rând constă în faptul că așa-numita „subcarrier flash“ în sistem PAL funcționează pentru o perioadă limitată de timp - pentru 8 domenii alternativ de două ori pentru două perioade în seara și linii ciudate.
Astfel, spre deosebire de impulsurile de sincronizare pe orizontală care urmează o constantă frecvență 15625 Hz, „subcarrier flash“ este un „pachet“ de 8-10 impulsuri la o FSTR frecvență, urmată de o pauză de mai mult de 600 de cicluri de scanare linie. Toate acestea lasă amprenta asupra spectrului secvenței acestor semnale: noi componente apar în spectru și se extind.
Se pune o întrebare legitimă: de ce este posibil să se observe un impuls radio cu o frecvență de 4,43 MHz fără distorsiuni ale formei și amplitudinii cu ajutorul unui osciloscop cu o frecvență de decuplare de 5 MHz?
În figura 1, în calcule, numărul fc max = 6,5 MHz a fost obținut. După cum se va arăta atunci când se ia în considerare rezoluția sistemului, în sistemele de televiziune cu circuit închis pentru a asigura o rezoluție orizontală ridicată, în unele cazuri este necesar să se asigure o lățime de bandă de până la 7 MHz.
Figura 6. Spectrul de impuls radio.
Acum ar trebui să fie clar de ce pe oscilogramă (Fig.5). Pulsul radio este afișat cu o amplitudine mică - un amplificator osciloscop cu o lățime de bandă de 5 MHz a fost pur și simplu "înjunghiat".
Pentru ca spectrul impulsului radio să nu treacă prin circuitele de amplificare ale osciloscopului, lățimea de bandă a osciloscopului trebuie să fie de cel puțin 6 MHz și mai bine de 10 MHz.
Pierderile prin gradare sunt determinate de o scădere a numărului de nivele distincte de diferențe de luminozitate (semitone), pe care se bazează recunoașterea detaliilor obiectelor.
Spațiul de pierderi de informații este asociat cu o scădere a amplitudinii componentelor armonice individuale din care este compusă imaginea originală și depinde de forma răspunsului tranzitoriu. Puterea de rezolvare a sistemului este strâns legată de ele.
În televiziune, frecvența spațială este exprimată în termeni de număr de "jumătăți" ale componentei armonice a imaginii, nu pe unitate de lungime, ci pe înălțimea rasterului.
Aceste valori sunt de obicei măsurate nu în milimetri, ci în numărul liniilor de descompunere. Și numărul de linii active este Za. care sunt doar pentru timpul cursei directe a scanării cadrului (până la înălțimea rasterului), liniile de descompunere.
Unitatea de măsură a frecvenței spațiale este linia de televiziune (TVL).
Rezoluția verticală (transversală) este limitată la numărul de linii orizontale de expansiune. Pentru standardul existent cu numărul de rânduri Z = 625, numărul de linii active Za = 575, care corespunde rezoluției verticale maxime de 430 TVL.
Pentru a exclude dependența puterii de rezolvare de distanța de observare, este necesar să se ia în considerare imaginea dungilor orizontale ale mesei la o distanță relativ apropiată.
În cazul unei observații practice, ar trebui să ne limităm la o rezoluție verticală de 400 TVL.
În condiții reale, dacă natura obiectului este cunoscută, este posibil, în proiectarea sistemului, să se determine în prealabil condițiile pentru detectarea sau identificarea detaliilor mici ale imaginii prin numărul de linii.
Numărul experimental stabilit de elemente distinctive per dimensiune verticală a părții detectabile este după cum urmează:
- fața unei persoane poate fi recunoscută cu - 30 de elemente distincte.
- masina in miscare - la 3.
- vehiculul staționează la 8.
Recomandări generale:
- Detectarea unui obiect necesită aproximativ 2-3 linii TV pe dimensiunea minimă;
- discriminare - 8 TVL;
- identificare - 12,8 tvl.
Astfel, cu cât partea este mai mare, cu atât este mai mică rezoluția sistemului pentru detectarea sau identificarea acestuia.
Luând în considerare formatul cadrului de televiziune 4: 3 (raportul dintre lățime și înălțime) și faptul că rezoluția verticală în practică este de 400 TVL. și maxim - 430 tvl. determinarea numărului maxim de linii verticale - rezoluție orizontală în liniile TV (TVL).
În practică, pentru a vedea liniile TV 570 pe masa de testare, lățimea de bandă a transmisiei dispozitivului de transmisie nu este mai mică de 7 MHz. Un alt lucru este că nu este întotdeauna necesară o astfel de permisiune.
Apoi, prezentăm datele practice pentru banda de frecvență necesară, în funcție de rezoluția dată.
Este cunoscut faptul că, în formarea și care se încadrează în creștere marginile de impulsuri joaca armonici de ordin superior ale unui anumit rol, în ciuda faptului că amplitudinea lor este mult mai mică decât amplitudinea primelor armonici.
Pentru a estima banda de frecvență necesară, pot fi utilizate următoarele relații practice:
- alb-negru cu o rezoluție de 380 TVL - permite o lățime de bandă de până la 5 MHz;
- imagine color cu o rezoluție de 380 TVL - lățime de bandă necesară la 6 MHz;
- o imagine alb-negru cu o rezoluție de 480 TVL - aveți nevoie de o lățime de bandă de până la 6 MHz.
Iată un paragraf care, dacă este înțeles greșit, poate duce la mari concepții greșite.
Toate neajunsurile sistemului de transmisie vor afecta în mod inevitabil forma pulsului de sincronizare orizontală, care poate fi utilizat pentru a evalua calitatea sistemului de transport în ansamblu.
A doua oscilogramă arată că vârful plat al impulsului de sincronizare are o teșitură "pe tipul de diferențiere". Acest fenomen este numit overcorrection.
Dacă acest fenomen are armonici de înaltă frecvență amplitudine supraestimare, care provoacă eliberarea suplimentară, în partea din față de sincronizare pe orizontală, cât și la cel mai mare puls obturare margine. Acest lucru duce în mod inevitabil la defecțiuni în funcționarea dispozitivelor digitale. Există un "contrast" al imaginii.
Pe a treia oscilogramă, se observă un impuls orizontal de sincronizare "în funcție de tipul de integrare".
Acest fenomen se numește subcorticare.
Undercorecția nu generează pauze orizontale la lucrul cu dispozitivele digitale, dar face ca imaginea să fie neclară. nu vă permite să distingeți părțile mici, reduce contrastul imaginii.
Cu subcorticarea, puterea de rezolvare și claritatea aparentă aparentă a imaginii sunt reduse.
Trimiteți-le prietenilor: