Цветное телевидение?.. Это почти просто! - Евгений Айсберг

г) Ограничение полосы

Тот факт, что для одной строки из двух передается сигнал I, а для другой из этой пары строк сигнал — I (симметричный относительно начала координат), делает также симметричными и боковые полосы I. Верхняя и нижняя полосы воздействуют одна на другую. Квадратурное искажение β, увеличивающее угол между осями I и Q до величины 90°+ β, на следующей строке превращается в сумму и разность обеих поднесущих, благодаря чему искажение β уничтожается. Следовательно, в стандартной системе PAL при срезе полосы не происходит взаимных помех между двумя сигналами цветности; можно заметить лишь некоторое снижение насыщенности при частично подавленной полосе, т. е. снижение хроматической четкости передаваемого цветного изображения.

д) Повторные сигналы

Известное для системы NTSC явление повторного сигнала в системе PAL отсутствует — причина та же, что и в изложенном случае; замена кварца в декодирующем устройстве управляемым резонатором.

е) Особенности системы PAL

Таким образом, стандартная система PAL существенно лучше системы NTSC по таким показателям, как искажения, связанные с распространением или передачей сигналов.

Системе PAL ставили в упрек снижение хроматической разрешающей способности по вертикали (это определяется тем, что информация о цветности используется дважды на двух соседних строках); этот упрек не имеет никакого смысла, если вспомнить, что хроматическая четкость по горизонтали в 4–5 раз ниже яркостной четкости. В ходе последующего изложения мы увидим, что в системе SECAM значительно раньше решили использовать это излишество четкости для повышения помехоустойчивости информации о цвете.

Одновременно необходимо отметить, что в приемнике для стандартной системы PAL, который в принципе устраняет влияние фазового искажения (при условии, что оно незначительно изменяется от строки к строке), имеется риск возникновения новых искажений, скорректировать которые невозможно.

Действительно, время прохождения сигнала по линии задержки, которая служит для хранения поднесущей на время развертки одной строки, должно быть точным и постоянным с тем, чтобы фазы прямой несущей Q и задержанной несущей Q строго совпадали. Сдвиг фазы вызывает такое же искажение цветопередачи, что и в системе NTSC (в настоящее время эти искажения маловероятны вследствие повышения качества ультразвуковых линий задержки. Прим. ред.).

Рис. 63. Устранение квадратурного искажения в системе PAL.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ О СИСТЕМЕ PAL

Система PAL более удобна в эксплуатации, чем система NTSC (легкость магнитной записи, возможность использования аппаратуры с небезупречными фазовыми характеристиками), обычно она дает изображение лучшего качества, но ее приемник более сложен.

В системе PAL по сравнению с обычным черно-белым телевизором телезрителю приходится пользоваться только одной дополнительной регулировкой: регулировкой насыщенности цветов.

В заключение заметим, что название PAL применяется для весьма различных категорий телевизоров: стандартная система PAL, которая обладает всеми перечисленными преимуществами, и упрощенная система PAL, которая дает такие же или даже худшие, чем система NTSC, результаты (в настоящее время изобретено декодирующее устройство по системе PALN, в котором производится непрерывная подстройка фазы опорной поднесущей, что исключает искажения, вызываемые видеомагнитофонами. Прим. ред.).

1. КОДИРОВАНИЕ

Система SECAM полностью отвергает двойную квадратурную модуляцию. Ее принципы можно кратко изложить следующим образом: при желании избежать взаимовлияния сигналов цветности их не следует передавать одновременно; при желании избежать взаимовлияния сигналов яркости и цветности нужно, чтобы сигнал яркости модулировал главную несущую по амплитуде, а цветоразностные сигналы модулировали поднесущую по частоте.

Поднесущая в каждый отдельно взятый момент передает один из сигналов цветности; например, (R — Y); в следующий момент она передает другой сигнал: (В — Y). Коммутация производится во время обратного хода луча (чтобы помехи не появлялись на экране). Впрочем, для передачи максимального количества информации периоды повторения отрезков (R — Y) и (B — Y) должны быть, как можно короче. Поэтому модулирующий поднесущую сигнал изменяется на каждой строке. Выбор частоты для поднесущей определяется совершенно иными, нежели в системе NTSC, критериями. Действительно, использование частотной модуляции разрушает сетку из неподвижных точек.

Компромисс был найден в результате продолжительной экспериментальной работы (рис. 64).

Рис. 64. Упрощенная блок-схема кодирующего устройства системы SECAM.

Выбранная для поднесущей частота равна произведению строчной частоты на целое число (282 для сигнала R — Y и 272 для сигнала В — Y); при отсутствии модуляции точки устанавливаются в вертикальные полосы и поэтому очень заметны на экране. Тогда прибегают к искусственному «смещению», инвертируя фазу поднесущей на одной строке из трех и в каждом полукадре. При любой глубине частотной модуляции видимость этого переплетения точек минимальна (рис. 65).

Рис. 65. Чередующееся расположение точек, вызываемых на экране телевизора поднесущей системы SECAM.

Сигналы цветности подвергаются предыскажению и амплитуда поднесущей определяется фильтром, форма частотной характеристики которого напоминает перевернутый колокол (фильтр «антиклеш»); функции этого фильтра мы рассмотрим несколько позднее.

Отметим также, что сигналы (R — Y) и (В — Y) передаются с противоположной полярностью, т. е. вызываемое сигналом (R — Y) отклонение направлено в противоположную сторону по сравнению с отклонением частоты, вызываемым сигналом (В — Y) с тем же знаком. Подтвержденные экспериментами теоретические исследования показывают, что таким образом снижается видимость поднесущей в совместимом (черно-белом) изображении и при этом повышается помехозащищенность сигнала цветности.

Мы видим, что в системе SEGAM декодирующее устройство, как и в системе PAL, должно «знать», какая информация в данный момент передается; R — Y или В — Y. Поэтому для опознавания цветов передается дополнительная информация, состоящая из поднесущей, модулированной сигналами:

R — Y < 0;

В — Y < 0,

Эта информация, представляющая собой чередующиеся пачки сигналов, передается на девяти строках, размещенных в интервале кадрового гасящего импульса. В это время передаются следующие сигналы цветности:

CR > 0;

CB < 0,

потому что, как уже отмечалось, эти сигналы передаются с противоположной полярностью.

2. ДЕКОДИРОВАНИЕ

В блоке цветности декодирующего устройства (рис. 66) прежде всего мы видим фильтр с колоколообразной характеристикой (клеш-фильтр), который по амплитуде и по фазе компенсирует воздействие стоящего в кодирующем устройстве антиклеш-фильтра; иначе говоря, действие обоих фильтров взаимно аннулируется. Но тогда возникает вопрос, зачем же их поставили? Если между двумя фильтрами, например, на пути прохождения телевизионного сигнала по эфиру ввести какой-либо посторонний сигнал (различного рода помехи), то полосой пропускания приемника для этого сигнала будет узкая полоса клеш-фильтра, тогда как для предыскаженного антиклеш-фильтром сигнала она имеет максимальную ширину. Таким образом, повышают защищенность цветоразностных сигналов от посторонних помех. Воздействие клеш-фильтра завершает коррекцию предыскажающих.

Рис. 66. Упрощенная блок-схема декодирующего устройства системы SECAM.

Затем поднесущая направляется на линию задержки, время прохождения сигнала по которой равно времени развертки одной строки, т. е. 64 мксек для телевизионного стандарта с разложением на 625 строк. Известно, что название SECAM означает «Последовательная передача цветов с запоминающим устройством» (SEquences de Couleurs Avec Mémoire), и мы уже видели, что сигналы цветности передаются последовательно, а не одновременно; линия задержки служит запоминающим устройством. Следовательно, если выходящая из линии задержки поднесущая модулирована сигналом Сr, то прямо на вход поступает поднесущая, модулированная сигналом Сb, и наоборот. Электронный инвертор (коммутатор), управляемый импульсами обратного хода электронного луча по строкам, поочередно подключает вход и выход линии задержки к демодуляторам (R — Y) и (В — Y), состоящим из ограничителей, дискриминаторов и ячеек фильтра коррекции предыскажений.