Цель работы: изучение формы полного телевизионного сигнала и роли его компонент в процессе синхронизации развертывающих устройств
Лабораторная работа 3
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА
Цель работы: изучение формы полного телевизионного сигнала и роли его компонент в процессе синхронизации развертывающих устройств.
Синхронизация развертывающих устройств передающей камеры и телевизионного приемника осуществляется от единого источника синхросигнала – синхрогенератора. Развертывающие устройства передающей телевизионной камеры синхронизируются непосредственно импульсами строчной и кадровой синхронизации, а синхронизация приемного устройства осуществляется сложным синхросигналом, замешанным в видеосигнал и передаваемым совместно с ним по каналу связи в виде полного телевизионного сигнала. Соотношение между уровнями составляющих полного телевизионного сигнала, их форма и расположение во времени определяются ГОСТ 7845-79.
Вид полного телевизионного сигнала (ПТВС) в той его части, где присутствует полная синхрогруппа импульсов, приведен ниже при смене первого поля (полукадра) на второе и при смене второго поля (полукадра) на первое.
3.1. Лабораторная установка
В состав лабораторной установки входят: телевизионная система, световая панель с испытательной таблицей, блок выделения и разделения синхросигнала и измерительная аппаратура.
Синхрогенератор телевизионной системы наряду со стандартным синхросигналом (режим I) позволяет формировать следующие его модификации:
- без импульсов врезок (режим II);
- с импульсами врезок строчной частоты (III);
- без уравнивающих импульсов (IY);
- без уравнивающих импульсов и врезок (Y);
- без уравнивающих импульсов с врезками строчной частоты (YI).
Сформированный в системе полный телевизионный сигнал подается на блок выделения и разделения синхросигнала, содержащий амплитудный селектор, схему выделения строчных импульсов и схемы выделения полукадровых импульсов с интегрированием синхросигнала и с его неполным дифференцированием, с выходов которых полукадровые синхроимпульсы выводятся через переключатель. Сбой строчной синхронизации легче фиксируется на экране видеоконтрольного устройства (ВКУ), а качество чересстрочного разложения проще контролировать в растре передающей трубки, поэтому выделенные из полного телевизионного сигнала синхроимпульсы подаются: строчные – на синхронизацию горизонтальной развертки ВКУ, полукадровые – на синхронизацию вертикальной развертки в передающей камере.
В состав измерительной аппаратуры входят стандартный телевизионный осциллограф для детального изучения формы сигналов и блок выделения сигналов трех строк – для измерения величины спаривания строк в растре передающей трубки.
3.2. Программа экспериментальных исследований
Для проведения экспериментальных исследований необходимо предварительно изучить по рекомендованной литературе [1], [2, глава 9] и [3, лабораторная работа № 3] следующие вопросы:
- форму полного телевизионного сигнала;
- назначение отдельных составляющих полного телевизионного сигнала и их параметры;
- методы выделения и разделения синхросигнала;
- измерение точности построения чересстрочного растра (величины спаривания строк).
1. Настроить телевизионную систему при работе синхрогенератора в режиме I.
2. Получить на экране осциллографа участок полного телевизионного сигнала, содержащий все его составляющие, и измерить их уровни.
3. Зарисовать и сопоставить форму полного телевизионного сигнала нечетного и четного полей.
4. Изучить процесс обработки сигнала в блоке выделения и разделения синхросигнала, зарисовать осциллограммы сигналов в контрольных точках блока в нечетном и четном полях. Соответствующие осциллограммы ( временные диаграммы ) должны быть зарисованы друг под другом без смещения положения соответствующих импульсов по временной оси !!!)
5. Повторить исследования по п.4 при работе синхрогенератора в одном из режимов (II–YI) по указанию преподавателя.
6. Получить на экране осциллографа одновременное изображение полукадровых синхроимпульсов нечетного и четного полей, выделенных с помощью интегрирования. Для этого осциллограф поставить в режим одновременного наблюдения строк первого и второго полей с помощью переключателя БВС осциллографа. Измерить расхождение их фронтов, соответствующее временной ошибке в синхронизации полей.
7. Повторить измерения по п.6 для полукадровых синхроимпульсов, выделенных с помощью неполного дифференцирования
8. Измерить величину спаривания строк в растре передающей трубки. Для этого в макете включить блок выделения трех строк и осциллограф поставить в режим одновременного наблюдения строк первого и второго полей с помощью переключателя БВС осциллографа. Найти на тест-изображении ВКУ наклонные штрихи, выбрать один из них и перевести соответствующими ручками смещения по вертикали и горизонтали, а также переключателем масштаба развертки осциллографа подсвеченный участок на выбранный наклонный штрих, получив на экране осциллографа отклики от трех строк растра. Измерения величин спаривания оценить по временному расхождению фронтов трех откликов сигнала, получаемых от наклонного штриха. Измерения провести по середине перепада фронтов. Измерить коэффициент слипания (спаривания) строк K по формуле:
K=(A–B)/(A+B),
где A – расхождение фронтов первого и второго отклика; B – расхождение фронтов второго и третьего откликов.
9. Установить наличие (отсутствие) сбоя синхронизации строк ВКУ. (Данный пункт выполняется по указанию преподавателя.)
10. Проанализировать полученные результаты, сравнить их с ожидаемыми по пунктам программы и сформулировать соответствующие выводы.
Полученные в процессе выполнения работы экспериментальные результаты оформляются в форме отчета, анализируются, сопоставляются с ожидаемыми, выявляются и комментируются их расхождения. В конце отчета формулируются общие выводы.
3.3 Рекомендации к домашнему заданию для отчета.
1. Оформить титульный лист, на котором должны быть отражены: название учебного учреждения, кафедра, название работы, состав бригады исполнителей и номер группы, преподаватель, проверяющий отчет, год выполнения
2. В отчете должны быть приведены листы с формой полного телевизионного сигнала (ПТВС) и схемой выделения синхроимпульсов из ПТВС.
3. На выдаваемой студентам листе временных диаграмм ПТВС все строки в кадре пронумерованы (от 1 до 625), приведены только те два участка ПТВС, на которых в пределах одного кадра присутствуют все импульсы синхросигнала. Смена первого поля на второе показана на верхней диаграмме– это половина текущего кадра (номера строк 308…336). Смена второго поля на первое показана на нижней диаграмме – это смена кадров (текущего на следующий). Начала строк указаны штрихами. Каждый студент в бригаде строит временные диаграммы в контрольных точках схемы выделения синхроимпульсов согласно индивидуально указанной преподавателем модификации. Всего контрольных точек 9 (К1…К9). Необходимо построить диаграммы в 8 первых точках. Диаграммы строятся для случаев смены первого поля на второе (8 диаграмм) и второе на первое (тоже 8 диаграмм). Всего диаграмм получается 16 штук. При построении диаграмм желательно использовать линованную бумагу. Диаграммы строятся друг под другом без временного сдвига соответствующих импульсов по горизонтали. То есть тот или иной импульс (или его модификация) во всех диаграммах во всех 8 контрольных точках той или иной модификации по вертикали не должен быть смещен, а должен быть расположен в том же месте, что и в первой временной диаграмме.
4. Пояснения к схеме выделения синхроимпульсов. Данная схема – это одна из схем амплитудного селектора, который присутствует в любом телевизионном приемнике. Она выделяет из ПТВС синхросигнал, отсекая сигнал изображения, и далее из полученного синхросигнала на RC–цепочках выделяет раздельно кадровые (КСИ) и строчные (ССИ) синхроимпульсы для запуска соответствующих генераторов разверток в телевизионном приемнике. Схема содержит три усилительных каскада, выполненные по схеме с общим эмиттером. Такое включение предполагает усиление и инверсию входного сигнала. Разделительные конденсаторы между входом первого каскада усиления и входным разъемом схемы выделения синхроимпульсов (контрольные точки К1 и К2), а также выходом первого каскада усиления и входом второго каскада (контрольные точки К3 и К4) убирают соответствующие постоянные составляющие. Первый каскад работает в режиме линейного усиления (режим А), без искажения формы сигнала. На выходе каскада (контрольная точка 3) выделяется полный телевизионный сигнал усиленный и проинвертированный. Второй каскад работает в режиме отсечки (режим Б), осуществляя операцию амплитудной селекции. На выходе данного каскада (контрольная точка К5) есть только импульсы, входящие в синхросигнал, сигнал изображения отсекается. Амплитуда синхроимпульсов соответствует напряжению питания. Третий каскад – ключевой каскад, осуществляющий инверсию импульсов синхросигнала, поступающих с выхода второго каскада. Инверсия необходима для того, чтобы импульсы синхронизации поступали на RC–цепочки в правильной фазе. Кадровые синхроимпульсы (КСИ) в данной схеме выделяются двумя способами. Основной способ – на интегрирующей RC–цепочке (контрольная точка К7), дополнительный способ – на дифференцирующей RC–цепочке (контрольная точка К9). Строчные синхроимпульсы (ССИ) выделяются дифференцирующей RC–цепочкой (контрольная точка К8). При построении временных диаграмм необходимо помнить, что операциям интегрирования и дифференцирования подвергаются прямоугольные импульсы.
5. Пояснения к модификациям синхросигнала:
– Первая модификация (I) – это неискаженный синхросигнал со всеми импульсами, приведенный в тексте методических указаний и входящий в состав ПТВС, выдаваемый студентам на отдельном листе.
– Вторая модификация(II) – это синхросигнал без импульсов врезок. Студент должен перед построением временных диаграмм найти импульсы врезок ( они находятся внутри КСИ) в ПТВС и мысленно удалить их из ПТВС. После чего изобразить получаемый модифицированный ПТВС на листе бумаги. Этот сигнал и будет для данного студента исходным (контрольная точка 1) при дальнейшем построении всех остальных временных диаграмм.
– Третья модификация (III) – это синхросигнал с врезками только строчной частоты. Студенту необходимо мысленно удалить каждую вторую врезку в ПТВС. Удаляются только те врезки, которые не совпадают с началом временных интервалов строчной частоты в кадре. (В ПТВС начала временных интервалов строк указаны штрихами поверх импульсов синхросигнала и рядом проставлены номера строк в кадре). После этого на листе бумаги изображается модифицированный синхросигнал, который и является исходным для данного студента.
– Четвертая модификация (IY) – это синхросигнал без уравнивающих импульсов. Студент мысленно убирает все уравнивающие импульсы (и передние (ПУИ) и задние (ЗУИ)) из ПТВС. На те места в ПТВС, которые отмечены штрихами, как начала строк, ставятся строчные синхроимпульсы (ССИ). После чего изображается временная диаграмма получаемого модифицированного синхросигнала, которая является исходной в данном случае.
– Пятая модификация (Y) – это синхросигнал без уравнивающих импульсов и врезок. Это симбиоз (II) и (IY) модификаций. Студент мысленно проделывает с ПТВС те операции, которые описаны выше при построении временных диаграмм для (II) и (IY) модификаций. Полученная в результате временная диаграмма изображается на бумаге и принимается исходной для данной модификации.
– Шестая модификация (YI) – это синхросигнал без уравнивающих импульсов с врезками строчной частоты. Это симбиоз (III) и (IY) модификаций. Студент мысленно проделывает с ПТВС те операции, которые описаны выше при построении временных диаграмм для (III) и (IY) модификаций. Полученная в результате временная диаграмма изображается на бумаге и принимается исходной для данной модификации.