• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БАГАТОСТАНДАРТНОСТІ І БАГАТОСИСТЕМНОСТІ В ТЕЛЕПРИЙМАЧАХ.

5.1. Способи забезпечення в телебаченні багатостандартності та багатосистемності прийому. (стор.330-337) [1 ]

Електронний комутатор (Рис.1.1) первинного стандарту , t що має число контактів, рівне числу елементів в рядку, розбиває рядок вхідного первинного стандарту на відповідне число послідовних дискретних значень. Кожен контакт комутатора первинного стандарту з'єднаний з конденсатором або іншим накопичувачем 2 і відповідним контактом комутатора вторинного стандарту 3.

Час одного циклу (повного обороту) комутатора t дорівнює тривалості рядка первинного стандарту, а цикл комутації другого комутатора дорівнює тривалості рядка вторинного стандарту. Принцип дії цього перетворювача заснований на накопиченні інформації одного рядка поелементно на накопичувачах, які запам'ятовують відлік, що надходить в момент замикання контакту, на весь період рядка першого стандарту з наступним зчитуванням цих відліків зі швидкістю другого стандарту.

При перетворенні растру з 625 рядків в растр з 525 рядками надлишкові рядки, а їх в даному випадку буде 100, виключаються шляхом вилучення з 625-рядкового растра кожного шостого рядка. При зворотному перетворенні (тобто 525 в 625 рядків) відсутнє число рядків заповнюється повторним відтворенням деяких рядків.

Електронне перетворення аналогових ТВ сигналів, що мають різні частоти кадрів, являє собою більш складну проблему. У цьому випадку перетворювач повинен бути здатний запам'ятати ТВ сигнал одного поля, що вимагає пристрою пам'яті з місткістю приблизно в 300 разів більше, ніж в перетворювачі рядків.

Рис. 5.1.1. Структурна схема перетворювача частоти рядків.

В якості елементів пам'яті використовувалися дискретні кварцові ультразвукові лінії затримки, магнітні пристрої пам'яті або лінії затримки з рухомим струмознімачем. Принцип дії перетворювача стандартів кадрової частоти полягає в повторені кожного п'ятого кадру двічі або виключення кожного п'ятого кадру в залежності від параметрів перетворюваних стандартів (50 60 або 60 50).

Перетворювач параметрів сигналу в загальному

випадку складається з: АЦП, перетворюючого ТБ сигнал вхідного стандарту (стандарт 1) в цифрову форму; ЦПС, що складається з цифрової пам'яті, інтерполятора рядків і кадрів (руху) і пристроїв керування ними; ЦАП, що перетворює цифровий сигнал в аналоговий вихідного стандарту (стандарт 2). У табл.1.2.1 показані параметри системи кольорового телебачення, які піддаються зміні при перетвореннях.

Таб.5.1.1. Параметри системи кольорового телебачення, які

піддаються зміні при перетвореннях

З таблиці видно, що в загальному випадку необхідно

перетворити не тільки параметри розкладання (число рядків, кадрів), але і систему кольорового телебачення.

Для зменшення обсягу цифрової пам'яті ЦПС будуються з

урахуванням обробки не повного телевізійного рядка тривалістю 64 мкс, а тільки активної його частини.

Всі основні операції по перетворенню стандартів, по інтерполяції рядків і кадрів, по корекції сигналів здійснюються за допомогою пристроїв з великою ємністю цифрової пам'яті, яка є основним елементом ЦПС. Зазвичай в АЦП колірний сигнал дискредитується на потроєнії частоті під несучої при 256 рівнях квантування (8 біт на відлік). У цьому випадку цифровий потік виходить рівним 106 Мбіт / с, а період проходження імпульсів в потоці 9,4 нс. Звідси неважко підрахувати, що часовий інтервал тривалістю в один ТБ рядок містить 6,8 Кбіт. Отже, пристрій пам'яті для зберігання кадру зображення повинен володіти інформаційною ємністю до 4,26 Мбіт.

Практична реалізація пристроїв пам'яті з більшою

швидкодією, що дозволяє працювати в реальному масштабі часу, і використання мікропроцесорів, які здійснюють інтерполяцію рядків і кадрів, дозволили в даний час перейти до ЦПС.

Як уже зазначалося, спряжіння частот рядків і кадрів

при перетворенні стандартів розкладання зводиться до вилучення зайвих або додаванню відсутніх рядків і кадрів. Однак просте вилучення або звичайне повторне відтворення деяких рядків через рівні інтервали часу при формуванні ТВ кадру призводить до специфічних перекручувань, що характеризується порушенням безперервності суцільних похилих ліній (розрив) у переданому зображенні (рис.1.2.1).

Рис.5.1.2. Спотворення похилих лінії при перетворені рядків.

Розглянемо докладно виникнення цих спотворень і їх корекцію. На рис. 1.2.2.а суцільними лініями показані 9 рядків перетворюваного 625-рядкового

Рис.5.1.3. Спотворення передачі похилих ліній, перетворення частоти рядків і принцип інтерполяцій рядків.

вхідного кадру. На цих рядках представлено зображення похилої ліній сукупністю елементів А, Б, В, Г, ..., К, які для наочності на рис. 1.2.2а. показані у вигляді імпульсів. Штриховими лініями зображені рядки перетвореного 525-рядкового вихідного кадру. З цього малюнка видно, що місце розташування імпульсу А, що знаходиться на першому вхідному рядку, збігається з імпульсом А, відтворюваним на першому вихідному рядку. Однак з огляду на те, що положення другого вихідного рядка по вертикалі зміниться щодо другого рядка вхідного кадру (кількість рядків менше, відстань між рядками більше), імпульс Б відтворюється на вихідному рядку імпульсом б. Аналогічно будуть відтворені всі наступні імпульси. Оскільки кожниї шостий рядок виключається, імпульс Е, існуючий на шостий вхідному рядку, не буде відтворений у вихідному кадрі. Точки Ж, І, К, що лежачі на наступних рядках вихідного кадру, будуть відтворені рядками вихідного кадру аналогічно попереднім шести рядках. Звідси видно, що відтворениї вихідним стандартом зображення має геометричні спотворення у вигляді похилої лінії через кожні 5 рядків.

Геометричні спотворення, що виникають у результаті виключення або додавання частини рядків з кадру, можуть бути значно зменшені, якщо сигнал зображення кожного рядка і кадру вихідного стандарту буде містити інформацію попереднього і наступного рядків кадру вхідного стандарту. Цей процес називається інтерполяцією рядків і здійснюється шляхом формування сумарного сигналу від двох сусідніх рядків. Нове положення імпульсу на вихідний рядку обчислюється як зважена сума амплітуд імпульсів від двох найближчих рядків вхідного стандарту. Ваги визначаютьсявідстанями від інтерпольованого рядка вихідного стандарту і двома рядками вхідного стандарту, між якими лежить інтерпольованої рядок. На рис. 1.2.2б показаний той же випадок передачі зображення похилої лінії після інтерполяції. У цьому прикладі вихідниї рядок, не збігається по вертикалі з вхідним рядком, буде нести інформацію потрібної амплітуди від двох сусідніх вхідних рядків. Як і впопередньому випадку, імпульс А, що лежить на першому вхідному рядку, збігається з імпульсом а на першому вихідному рядку. Однак вихідний рядок 2, що лежить між другим і третім вхідними рядками,

на яких показані імпульси Б і В, буде відтворювати імпульси б і в відповідно. Амплітуда цих імпульсів буде визначатися відстанями Бб і Вв (обернено пропорційно цим відстаням). Аналогічно будуть відтворюватися імпульси у всіх наступних рядках. В результаті такого формування вихідного кадру значно зменшуються геометричні спотворення, викликані винятком або додаванням рядків растра.

У технічному відношенні найбільш складним є перетворення частоти полів, а витрати на його реалізацію складають 70% від загальної вартості перетворювача.

Розглянемо принцип дії перетворювача частоти полів в ЦПС. На рис.1.2.3а показані графіки, що пояснюють роботу перетворювача полів з частотами 50 в 60 полів в секунду. Для цього використовуються три блоки пам'яті БП, кожен ємністю на одне телевізійне поле. Ці блоки пам'яті управляються за певним алгоритмом. Сигнали вхідного стандарту в блок пам'яті записуються послідовно; до першого блоку БП-1 - перше поле, у другій БП-2-друге поле, в третій БП-3 - третє поле, а далі знову - в перший блок пам'яті вже четверте поле і т.д. Зчитування здійснюється також послідовно з кожного блоку пам'яті зі швидкістю, що відповідає вихідному стандарту. В даному випадку необхідно за час передачі п'яти полів вхідного стандарту відтворити шість полів вихідного стандарту. Для цього друге поле вхідного стандарту відтворюється двічі: спочатку формується друге поле, а потім при повторному прочитуванні - третє поле вихідного стандарту. На рис. 1.2.3а показаниї розподілу полів вхідного і вихідного стандартів.

На рис. 1.2.3б показані графіки, що пояснюють роботу перетворювача полів з частотами 60 в 50 полів в секунду. Аналогічно попередньому використовуються три блоки пам'яті, в які записуються послідовно поля вхідного стандарту. Зчитування здіїснюється з кожного блоку пам'яті зі швидкістю, що відповідає вихідному стандарту, для чого необхідно з 6 полів вхідного стандарту вилучити одне поле. Практично це здійснюється пропуском третього вхідного поля, записаного в блоці пам'яті БП-3. При

Рис.5.1.4. Принцип перетворення частоти полів.

перетворенні частоти полів 60 в 50 в секунду інформація з БП-1 і БП-2 зчитується і на вході формуються перше і друге поля вихідного стандарту, а третє поле отримуеться з четвертого поля вхідного стандарту і т.д. Блок управління пам'яттю здійснює зчитування сигналів з певною швидкістю,що забезпечуючи відповідне стискання або розширення періоду вихідного поля.

У випадку найбільш простого рішення, що полягає у виключенні кожного шостого вхідного поля і у відповідному продовженні попередніх п'яти полів, швидкість передачі руху в зображенні сповільнюється в 5 ... 6 рази, і при цьому виникне прискорениї переривчастиї рух, стрибки з частотою 6 разів на секунду. Усунути ці недоліки дозволяє спосіб, заснований на інтерполяції руху.

Інтерполяція полів дозволяє згладити "посмикування" рухомих зображень, тому цей вид корекції називають іноді інтерполяцією рухів. В ЦПС інтерполяція поля вихідного стандарту проводиться шляхом зваженого усереднення сигналів двох найближчих до нього полів вхідного стандарту, записаних в блоки пам'яті.

На рис. 1.2.4 представлено структурну схему цифрового перетворювача системи NTSC зі стандартом розкладання 525/60 в систему PAL або SECAM зі стандартом розкладання 625/50. Такий перетворювач використовується при передачі сигналів кольорового телебачення з американського континенту в Європу. Сигнал кольорового телебачення NTSC із стандартом розкладення 525/60 подається на АЦП, де перетворюється в цифрову форму з частотою дискретизації 10,7 МГц, що відповідає третій гармоніці піднесучої NTSC.

У АЦП аналоговий сигнал піддається лінійному квантуванню на 256 рівнів. Квантовані значення сигналу виражаються восьмирозрядним паралельним двійковим кодом. Сигнал після АЦП подається на протязі тривалості першого поля на запам'ятовуючий пристрії ЗП-1, а протягом другого поля - в запам'ятовуючий пристрій ЗП-2. Надалі сигнал надходить на два канали в пристрої просторової фільтрації сигналу ППФС-1 і ППФС-2. У цих пристроях усувається перемежіння рядків через використання черезрядковості,

Рис.5.1.5. Електрична cтруктурна схема перетворювача NTSC в PAL, SECAM 525/60 в 625/50.

розділяються сигнали яскравості і кольоровості і демодулюється сигнал кольоровості для отримання кольрово різницевих сигналів Е'_І, і E'_Q. Для усунення перемежіння рядків застосовується інтерполяція трьох рядків суміжних полів. Сигнали яскравості і кольоровості розділяються методами цифрової фільтрації восьмирозрядних кодових слів, які визначають поточні відліки сигналу. В залежності від структури вживаного алгоритму обробки сигналу і кількості оброблюваних відліків зображення визначається форма просторових частотних характеристик. Надалі в пристроях ПВП-1 і ПВП-2 три отримані цифрові сигнали об'єднуються в загальний цифровий потік шляхом ущільнення їх у часі.

Проблема перетворення телевізійних стандартів пов'язана з характером обробки сигналу кольорового зображення. Фаза колірної піднесучої сигналу NTSC в кожному наступному телевізійному рядку змінюється на 180 °. Таким чином, міжрядкова інтерполяція придатна для сигналу яскравості, а для сигналу колірної піднесучої призводить до помилок. Тому для здійснення правильної інтерполяції повного кольорового сигналу NTSC застосовуються просторові цифрові фільтри, за допомогою яких цифровий сигнал кольорового зображення розкладається на окремі цифрові сигнали Е'_y, E'_I і E'_Q, які мультиплексуються в єдиний послідовний цифровий сигнал. Таким чином, одному періоду колірної під несучої відповідають п'ять упорядкованих кодових слів (У, І, Y, Q, I).

Подальша обробка сигналу проводиться в двоканальному перетворювачі полів І1 і інтерполяторі рухів, де перетворюються частоти полів 60 Гц в частоту нового стандарту 50 Гц. У інтерполяторі І2 здійснюються перетворення рядків і їх інтерполяція. На цьому перетворення параметрів розкладання закінчується, і на виході І2 виходить цифровий сигнал, відповідний стандарту 625/50. У цифрових перетворювачах стандартів розкладання отримується необхідне число рядків і кадрів і їх інтерполяція здійснюються відповідно до заданого алгоритмом.

Ущільнений цифровий сигнал в блоці тимчасового розділення БЧР знову перетвориться в три цифрових потокуи відповідних сигналам Е'_у, Е ' _і , E'_Q з тими ж параметрами паралельного коду, що і перед тимчасовим ущільненням. Складові цифрового сигналу кольорового телебачення виходять за допомогою гребінчастих або смугових фільтрів. Неповний розподіл сигналів яскравості і кольоровості призводить до спотворень кольорового зображення. Складові сигналу яскравості, що залишилися в сигналі кольоровості, будуть перетворені піднесучою частотою і проявляться на зображенні у вигляді паразитної колірної завади. Тому при транскодування висуваються підвищені вимоги до систем розподілу сигналів кольоровості і їх перетворенню. У ЦАП сигнали E'_R, Е'_і, E'_Q перетворюються в аналогові, і всі подальші перетворення виробляються з аналоговим сигналом. У матриці М з сигналів E'_R, Е'_і, E'_Q формуються сигнали основних кольорів E_R, Е_G і Є_B. У коду.xjve пристрої (КП) перетворються сигнали основних кольорів в сигнали систем SECAM і PAL. Аналогічно (за невеликим винятком) здійснюється перетворення стандартів SECAM або PAL в NTSC.

Зазвичай цифрові перетворювачі стандартів формують також і введення в нього випробувальних сигналів, корекцію тимчасових спотворень і синхронізацію.

Процес транскодування сигналів кольорового телебачення при однакових стандартах розгортки зводиться до наступних основних операцій: а) поділ повного ТБ сигналу перетворюваної системи кольорового телебачення на складові сигнали яркравості і кольоровості; б) зміна частоти піднесучої сигналів кольоровості; в) зміна методу модуляції сигналів кольоровості; г ) додавання сигналу яскравості і сигналів кольоровості для отримання повного сигналу перетвореної системи кольорового телебачення.

5.2. Схеми та елементна база мульти-стандартних і мультисистемних вузлів телеприймача. (стор.338-345) [ 1].

Технічно реалізувати декодери можна за допомогою сучасних мікросхем.

Розглянемо два приклади. Найчастіше використовуються декодери PAL, зібрані на багатофункціональній мікросхеміTDA4510 виробництва фірми Вальво (ФРН), яка в сіоєму складі має:

- два синхронних детектора;

- схему автоматичного регулювання підсилення ;

- генератор під несучої частоти 8,86 МГц;

- блок колірної синхронізації;

- селектор;

- електронний комутатор.

Декодер на цій мікросхемі може бути зібраний за схемою рис. 2.3.1.

Для формування затриманого сигналу використовуєтьсяультрозвукова лінія затримки УЛЗ 64-8 (Росія), вона характеризується допуском на час затримки не більше 0,0053мкс (задля стабільної роботи декодера допуск не повинен

Рис.5.2.1. Схема електрична принципова декодера автомата ПАЛ, на мікросхемі TDA4510.

перевищувати 0,005 мкс). Лінії затримки УЛЗ 64-4 і УЛЗ 64-5, що зазвичай використовуються в декодерах SECAM (із допуском 0,03 мкс) в декодерах PAL працюють нестійко. Тому бажано використовувати наступні лінії затримки: німецька типу CV20-C, бельгійська фірми «Сільванія» SDL145, голандська фірми «Філіпс»DL610 із допуском на час затримки не більше 0,005 мкс. Номінальна затримка сигналу колірності на 63, 943 мкс встановлюється при налагоджені декодера підлаштуванням котушок індуктивності L2 и L3. Змінний резистор R5 вирівнює рівень прямого і затриманого сигналів. На вивід 2 декодера подається трирівневий імпульс SSC (схема генератора імпульсів SSC приведена на рис.2.3.2).

Рис.5.2.2. Схема генератора імпульсів.

Ще для прикладу можна взяти мікросхему VPU2203 фирмы ITT багатостандарний цифровий відеопроцесор, який здатен виконувати наступні функції:

- мультиплексування даних;

- регулювання затримки;

- фазове компарирування;

- Декодування сигналів системи PAL;

- кодове перетворення;

- аналого-цифрове перетворення;

- регулювання контрастності і насиченості.

Структурна схема мікросхеми VPU2203 приведена на рис.2.3.3 микросхема виготовлена в корпусі QFP-40.

Рис.5.2.3. Електрична структурна схема мікросхеми VPU2203.

Читайте також:

1. I. Введення в розробку програмного забезпечення
2. II.1 Програмне забезпечення
3. III. Етапи розробки програмного забезпечення
4. XX1. Забезпечення відкритості та прозорості при проведенні прийому до вищих навчальних закладів
5. Авалювання векселів. Видача гарантій на забезпечення оплати векселів
6. Адвокатура — неодмінний складовий елемент механізму забезпечення прав людини.
7. Адміністративно-правові методи забезпечення економічного механізму управління охороною довкілля
8. Аналіз програмного забезпечення з управління проектами.
9. Апаратне забезпечення USB
10. Апаратне забезпечення мереж
11. Аудит формування і використання власного капіталу та забезпечення зобов'язань.
12. Безстокові (замкнуті) системи водозабезпечення

Переглядів: 1019