9.2 Структурная схема системы передачи черно-белого изображения

Структурная схема телевизионной системы (без учета передачи звукового сопровождения телевизионных программ) приведена на рисунке 9.3.

Рис. 9.3 Структурная схема системы передачи черно-белого изображения

Преобразование оптического изображения в электрический сигнал осуществляется с помощью оптико-электрического преобразователя, формирующего сигнал яркости (освещенности) элемента изображения. С помощью генераторов строчной и кадровой развертки формируется растр, и в течение кадрового интервала вырабатываются сигналы яркости от всех элементов изображения текущего кадра. Работа генераторов кадровой и строчной развертки синхронизируется специальными сигналами синхронизации кадровой и строчной развертки, вырабатываемых синхрогенератором. В видеоусилителе сигнал изображения усиливается и объединяется с дополнительными сигналами, обеспечивающими согласованное формирование растра передатчика и приемника телевизионной системы.

Сигнал на выходе видеоусилителя кроме сигнала изображения содержит кадровые и строчные синхросигналы и сигналы гашения обратного хода кадровой и строчной развертки и называется полным телевизионным сигналом. Полный телевизионный сигнал поступает на модулятор, на второй вход которого поступает колебание несущей частоты с выхода генератора несущей частоты. Модулированное колебание несущей частоты с выхода модулятора подается на передающую антенну после необходимого усиления в усилителе мощности.

Излучаемый передающей антенной сигнал достигает приемной антенны и вместе с сигналами других телевизионных каналов и наведенными помехами поступает на вход телевизионного приемника. Селектор каналов и преобразователь частоты с помощью гетеродина обеспечивают выбор нужного канала приема и переносят спектр принимаемого сигнала на фиксированную промежуточную частоту, на которой осуществляется основное усиление сигналов.

Усиленный сигнал промежуточной частоты поступает на видеодетектор, на выходе которого выделяется объединенный сигнал изображения и сигналы синхронизации и гашения обратного хода развертки. Сигналы видеодетектора поступают на электронно-оптический преобразователь и селектор синхросигналов. Селектор синхросигналов выделяет кадровый и строчный синхросигналы для управления работой генераторов кадровой и строчной разверток приемника телевизионных сигналов. Генераторы кадровой и строчной развертки формируют сигналы, обеспечивающие формирование развертки изображения на экране телевизионного приемника.

Электронно-оптический преобразователь преобразует электрический сигнал в яркостную отметку одного элемента изображения. В результате совместной работы электронно-оптического преобразователя и устройства формирования развертки на экране телевизионного приемника будет сформировано черно-белое изображение, соответствующее освещенности (яркости) оригинала на входе передающего устройства системы связи.

Реальные системы телевизионного вещания помимо передачи сигналов изображения обеспечивают также звуковое сопровождение телевизионных программ. Кроме того, современные системы телевидения позволяют обеспечить дополнительные сервисные функции.

Структура полного телевизионного сигнала на интервале длительности одной строки во время прямого хода кадровой развертки приведена на рисунке 9.4.

Рис. 9.4 Полный телевизионный сигнал на интервале активной строки

На интервале времени ТСПР, соответствующему прямому ходу строчной развертки, передается сигнал яркости изображения. Величина сигнала в каждый момент времени зависит от освещенности (яркости) соответствующего элемента разложения и его отражательной способности. Уровень сигнала на выходе оптико-электрического преобразователя в зависимости от освещенности объекта может изменяться от так называемого уровня черного до уровня белого. Для сигнала, приведенного на рисунке 9.4, принято, что самому освещенному (яркому) элементу разложения изображения соответствует наименьшее значение сигнала на выходе оптико-электрического преобразователя, а самому темному элементу соответствует максимальное значение сигнала. Такая зависимость уровня электрического сигнала на выходе оптико-электрического преобразователя от интенсивности оптического сигнала (яркости, освещенности) называется отрицательным кодированием яркости сигнала.

На интервале времени, соответствующему обратному ходу строчной развертки, к сигналу изображения добавляется строчный гасящий импульс. Величина телевизионного сигнала на этом интервале независимо от освещенности объекта принимает значение, превышающее уровень черного. Это сделано для того, чтобы ни один элемент экрана не был «подсвечен» случайной помехой во время обратного хода строчной развертки.

Во время обратного хода развертки передается также сигнал строчной синхронизации. Уровень этих сигналов находится в так называемой области «чернее черного», поэтому эти сигналы не влияют на формирование сигнала изображения.

Принцип формирования кадровых строчных импульсов и кадровых гасящих импульсов такой же, как и соответствующих строчных импульсов. В течение обратного хода кадровой развертки формируют кадровый гасящий импульс, его уровень такой же, как и уровень строчного гасящего импульса, а длительность соответствует длительности обратного хода кадровой развертки. Кадровый синхроимпульс предназначен обеспечивать синхронность кадровых разверток передатчика и приемника.

Принцип формирования кадровых строчных импульсов и кадровых гасящих импульсов такой же, как и соответствующих строчных импульсов. В течение обратного хода кадровой развертки формируют кадровый гасящий импульс, его уровень такой же, как и уровень строчного гасящего импульса, а длительность соответствует длительности обратного хода кадровой развертки.

Кадровые синхроимпульсы предназначены для обеспечения синхронности в работе кадровых разверток передатчика и приемника. Для того, чтобы в телевизионном приемнике можно было разделить кадровые и строчные синхроимпульсы, длительность кадровых синхроимпульсов выбрана значительно больше длительности строчных синхроимпульсов.

Поскольку кадровые и строчные синхроимпульсы имеют одинаковый уровень, то во время обратного хода кадровой развертки строчные синхроимпульсы перекрываются кадровыми синхроимпульсами и в полном телевизионном сигнале может быть потеряна информация о строчной синхронизации. За время отсутствия строчных синхроимпульсов может быть нарушен синхронизм строчной развертки. Для исключения подобной ситуации в кадровом синхроимпульсе формируют специальные так называемые импульсы врезки. Синхронизацию строчной развертки на этапе формирования кадрового синхроимпульса осуществляют по заднему фронту импульса врезки (вне интервала кадрового синхроимпульса синхронизацию строчной развертки осуществляют по переднему фронту строчных синхроимпульсов).

Структура полного телевизионного сигнала на интервале кадрового гасящего импульса приведена на рисунке 9.5.

Рис. 9.5 Полный телевизионный сигнал во время обратного хода кадровой развертки

При чересстрочной развертке кадровые синхроимпульсы начинаются с начала строки в нечетном полукадре и с середины строки в четном полукадре. Для выравнивания работы схемы выделения синхроимпульсов для четных и нечетных полукадров частоту повторения импульсов врезки делают вдвое больше частоты следования строчных синхроимпульсов. Кроме того, непосредственно перед кадровым синхроимпульсом и сразу после него вводят по 5 импульсов с частотой следования, равной удвоенной частоте повторения строчных синхроимпульсов, называемых выравнивающими импульсами.