Основы телевидения и радиосвязи

Основы телевидения и радиосвязи

Расчётно-графическое задание № 1

по дисциплине «Основы телевидения»

Новосибирск 2011

Задача № 1

Изобразить вверху листа прямоугольник 12х9 см (формат B/H = 4/3). Вычертить посередине прямоугольника три буквы (Ваши ФИО). Высота шрифта 3 см, буквы черные с серой окантовкой, ширина черного и серого столбцов букв 5 мм. Пересечь фамилию горизонтальной линией. Вычертить под прямоугольником две осциллограммы развертки видеосигнала вдоль строки (100 % размаху видеосигнала Ес соответствует высота 2,5 см). Добавить к этим осциллограммам справа и слева импульсы гашения и синхронизации строк. Для первой осциллограммы принять апертуру луча пренебрежимо малой; для второй - апертура - квадрат (5´ 5) мм или круг Ø 5 мм. Указать, в соответствии со стандартом системы SECAM-3B, на осциллограммах:

длительности: полной строки (по передним фронтам импульсов синхронизации строк), ее активной части, импульса синхронизации, левой и правой полочек гасящего импульса строки;

уровни видеосигнала для белого, серого и черного элементов изображения, уровень гашения и нижний уровень синхроимпульсов.

Определить для первой осциллограммы для периодически повторяющихся структур сигнала значения частот их первых гармоник.

Параметры системы SECAM-3B:

уровни сигналов: белого - 100%, серого -53 %, черного - 6 %, гашения - 0 %, синхроимпульса строк ─ - 30%; длительности сигналов: Tстр = 64 мкс, Tгаш стр = 12 мкс, Tлев.полки гас.имп. = 1,5 мкс, Tправ. полки гас.имп = 6,0 мкс, T имп. синхр стр = 4,5 мкс. Коэффициенты потерь на обратные ходы разверток: а) по строке a = 0,18; в полукадре b = 0,08.

Задача № 2

При заданных Вам параметрах развертки ТВС (формат кадра 4/3) для пс (построчная) и чс (чересстрочная) разверток, приняв соотношения уровней сигналов и длительностей в строке и кадре (полукадре при чс) такими же, как в системе SECAM-3B, выполнить следующие расчеты.

Определить:

а) длительности кадров, строк, импульсов гашения и синхронизации;

б) частоты их следования.

Подсчитать количество элементов разложения в строке и кадре без учета и с учетом потерь на обратные ходы разверток.

Определить, используя данные п.2.2, требуемые полосы пропускания видеотракта (при пс и чс развертках).

Зарисовать для пс и чс разверток осциллограмму одной полной по длительности строки ТВ сигнала для изображения шахматного поля (число клеточек в строке - 16). Указать на осциллограммах видеосигналов строк амплитудные и полученные в п.2.1,а временные параметры; указать на осциллограммах период первой гармоники видеосигнала, определить их значения и соответствующие им частоты.

Определить максимальное разрешение (детальность) по В и Н для заданной Вам ТВС при размерах экрана ТВ приемника: В = 40 см и Н = 30 см.

Указать возможные области применения заданной Вам ТВС; охарактеризовать ее преимущества и недостатки, например в сравнении с SECAM-3B.

а) Определим длительности:

Длительности кадров

при ПС развёртке:

 мс

при ЧС развёртке:

 мс

Длительности строк

при ПС развёртке:

 мкс

при ЧС развёртке:

 мкс

Длительности импульсов гашения

при ПС развёртке:

 мкс

при ЧС развёртке:

 мкс

Длительности импульсов синхронизации

при ПС развёртке:

 мкс

при ЧС развёртке:

 мкс

б) Определим частоты следования:

Частоты следования строк

при ПС развёртке:

 кГц

при ЧС развёртке:

 кГц

Частоты следования кадров

при ПС развёртке:

 Гц

при ЧС развёртке:

 Гц

Частоты импульсов гашения и синхронизации

Частоты импульсов гашения при ПС и ЧС развёртке, соответственно:

 кГц

 кГц

Частоты импульсов синхронизации при ПС и ЧС развёртке, соответственно:

 Гц

 Гц

Подсчитаем количество элементов разложения

Без учёта потерь на обратные ходы развёрток

В кадре:

В строке:

С учётом потерь на обратные ходы развёрток

В кадре:

В строке:

При ПС развёртке:

 кГц

 кГц

При ЧС развёртке:

 кГц

кГц

(где ,

Зарисуем для ПС и ЧС развёрток осциллограмму одной полной по длительности строки ТВ сигнала для изображения шахматного поля (число клеточек в строке - 16).

Период первой гармоники видеосигнала:

При ПС развёртке:

 мкс

При ЧС развёртке:

 мкс

Частоты первой гармоники видеосигнала

При ПС развёртке:

 МГц

При ЧС развёртке:

 МГц

Определим максимальное разрешение (детальность) по В и Н для заданной ТВС

Детальность по B (по горизонтали) для ПС и СЧ развёртки:

 мкм

По H (по вертикали):

 мкм

кадр импульс яркостный видеосигнал

Область применения и характеристики заданной ТВС

Данная ТВ система имеет большее разрешение, чем система SECAM-3B из-за большего количества строк разложения (z=635, когда как для SECAM-3B z=625). Заданная частота мелькания 50 Гц, что соответствует вещательным ТВС (48-100 Гц). Система может использоваться для передачи цветных изображений и использоваться в ТВ вещании.

Задача № 3

Изобразить (на отдельном листе) для заданной Вам ТВС растры активной части строк при двух видах нелинейности (изгиб вверх - для пс развертки и изгиб вниз - для чс развертки). Принять:

а) относительные масштабы токов iкадрmax = iстрmax = 1,0;

б) число контрольных точек в строке - от 10 до 15;

в) размеры растра строки: В = 15 см, Н = 3,0 см;

г) номера строк:

для пс развертки Nпс = z/5N, где z - число строк в кадре; N - номер Вашего варианта;

для чс развертки: Nz1 - последняя строка первого поля и Nz2 - первая строка второго поля.

Указать на рисунках iстр = f(t) и iкадр = F(iстр):

а) номера искомых точек;

б) значения токов кадровой развертки: iкн - в начале и iкк - в конце каждой строки.

Выполним необходимые расчёты по определению значений кадровой развёртки для заданных строк

1.      для ПС развёртки:

Номер строки для ПС развёртки:

 ,

где N=2 - номер варианта

2.      для ЧС развёртки

0,0031

поле:

поле:

Задача № 4

Для заданных вариантов цветовых полос (см. Табл. 1) определить следующие величины.

1.      Значения цветоразностных сигналов Er-y и EB-y и соответствующие им значения сигналов DR , DB и D’R, D’, где D’R = DR + 0,25 мВ и D’B = DB - 0,02 мВ.

2.      Построить модуляционные характеристики ЧМГ: Fвых ЧМГ = f(D’R, D’B), если известно, что при D’R = 0,25 мВ и при D’B = -0,02 мВ частоты гармонических сигналов Fвых ЧМГ равны соответственно 4,406 и 4,25 МГц, а при D’R = 1,25 В и D’B = -1,52 мВ Fвых ЧМ соответственно равны 4,756 и 3,9 МГц. По этим характеристикам, зная уровни сигналов D’R и D’B для заданных Вам полос, определить соответствующие им значения частот гармонических сигналов на выходе ЧМГ.

.        Построить передаточную характеристику узла ВЧ предыскажений:

, где , fo= 4.286 МГц.

График построить в пределах изменения частоты f = 2.7…5.9 МГц.

.        По графику  для частот, соответствующих заданным цветовым полосам, найти значения напряжений гармонических сигналов ER ВЧп и EB ВЧп (мВ) на выходе узла ВЧ предыскажений.

Полученные в этой задаче результаты свести в таблицу.

Таблица 1

Для 3й полосы:

Для 6й полосы:

Для 5й полосы:

Для 3й полосы:

 ,

 ,

Для 3й полосы:

Для 6й полосы:

Для 5й полосы:

=0,885

Для 3й полосы:

=0,45 0,43

Построим модуляционные характеристики ЧМГ

Рис. 4.1 Характеристика преобразования ЧМГ

По этим характеристикам, зная уровни сигналов D’R и D’B для заданных полос, определим соответствующие им значения частот гармонических сигналов на выходе ЧМГ:

 МГц

 МГц

 МГц

 МГц

Построим передаточную характеристику узла ВЧ предыскажений

= 4.286 МГц.= 2.7…5.9 МГц

Рис. 4.2 АЧХ цепи ВЧ предыскажений

Рис. 4.3 Перемасштабированная АЧХ цепи ВЧ предыскажений

По графику рис 4.3 для частот, соответствующих заданным цветовым полосам, найдём значения напряжений гармонических сигналов ER ВЧп и EB ВЧп (мВ) на выходе узла ВЧ предыскаженийВЧп1=0,92 мВВЧп2=0,55 мВВЧп1=0,56 мВВЧп=0,37 мВ

Таблица вычисленных результатов по РГЗ

Таблица 2.

Задача № 5

Для ТВ изображения - восемь вертикальных цветовых полос - рассчитать, используя данные рис.1, для 8 тестовых полос значения яркостного EY и значения трех цветоразностных сигналов ER-Y, EG-Y и EB-Y. Зарисовать (во временном масштабе строки системы SECAM-3B) четыре осциллограммы этих сигналов с указанием временных интервалов строки, импульсов гашения и синхронизации, значений вычисленных уровней сигналов (для всех четырех сигналов).

При выполнении расчетов использовать уравнения:

для сигнала яркости

= 0,3ER + 0,59EG = + 0,11EB;

для цветоразностных сигналов:Y = 0,7ER - 0,59EG - 0,11EB,Y = - 0,3ER - 0,59EG + 0,89EB,Y = - 0,3ER + 0,41EG - 0,11EB.

Рис. 5.1. Изображение 8 цветовых полос и осциллограммы сигналов ER , EG и EB

Значения яркостного сигнала EY, а также цветоразностных ER-Y , EB-Y и EG-Y сигналов в строке для каждой цветовой полосы приведены в Таблице 3.

Таблица 3

Рис. 5.2 Осциллограмма сигнала яркости

Рис. 5.3 Осциллограмма цветоразностного сигнала ER-Y

Рис. 5.4 Осциллограмма цветоразностного сигнала EB-Y

Рис. 5.5 Осциллограмма цветоразностного сигнала EG-Y