Схема восстановления постоянной составляющей (ВПС)Особенностью телевизионного сигнала является наличие в его составе постоянной составляющей, содержащей информацию о средней освещенности передаваемой сцены. Отдельные каскады усилительного тракта выполняются по схеме усилителей переменного тока и содержат переходные RC-цепи, которые задерживают постоянную составляющую сигнала. На рисунке 4.10 показано, как изменяются уровни в видеосигнале «белых» и «черных» строк при потере постоянной составляющей.
Рисунок 4.10 – К пояснению работы схемы ВПС: а) сигнал с постоянной составляющей; б) сигнал с потерянной постоянной составляющей Видно, что уровень черного, который должен быть постоянным, изменяется в зависимости от уровня потерянной постоянной составляющей. Уровни черного и белого сближаются (см. рисунок 4.10, б); это и есть яркостные искажения в сигнале, возникающие из-за потери постоянной составляющей. Также видно, что размах видеосигнала с потерянной постоянной составляющей увеличивается в 1, 6 раза, что приводит к нерациональному использованию динамического диапазона ТВ усилительного тракта; например, уменьшается в 1, 6 раза коэффициент модуляции передатчика изображения при переходе от уровня синхроимпульсов к уровню белого. Из осциллограмм рисунка 4.10, б следует, что уровень излучения передатчика на уровне синхроимпульсов будет зависеть от содержания изображения, что не допускается действующим стандартом и может привести к неустойчивой синхронизации разверток ТВ приемника. Сказанного достаточно, чтобы принять меры к восстановлению утерянной постоянной составляющей сигнала. Для начала отметим, что эта операция выполнима не для любого сигнала. В этом смысле телевизионный сигнал является исключением, так как в самой форме сигнала имеется в закодированном виде информация о том, что нужно сделать, чтобы восстановить утраченную постоянную составляющую сигнала. Сравнивая осциллограммы а) и б) на рисунке 4.10, приходим к выводу, что для восстановления постоянной составляющей сигнала нужно, не изменяя форму видеосигнала внутри строки, переместить каждую строку по вертикали таким образом, чтобы зафиксировать на одном уровне (уровне черного) во всех строках горизонтальные площадки, соответствующие строчным гасящим импульсам. Данная операция осуществляется с помощью схемы ВПС (схемы фиксации уровня). В настоящее время в основном используются управляемые схемы ВПС, принцип работы которых поясняется на рисунке 4.11. Схема ВПС состоит из конденсатора C и ключа K, управляемого импульсами фиксации ИФ, которые по времени совпадают с задней площадкой строчных гасящих импульсов.
Рисунок 4.11 – Принцип работы схемы ВПС Во время действия ИФ ключ K замкнут и в сигнале U вых задняя площадка фиксируется на нулевом уровне, независимо от его уровня во входном сигнале. При разомкнутом ключе K (т.е. в промежутке между соседними ИФ) сигнал проходит на выход через переходную цепь с постоянной времени τ = CR i > > T c, (4.25) где R i – сопротивление разомкнутого ключа. Так как при этом конденсатор C не успевает сколько-нибудь заметно зарядиться (или разрядиться), любое приращение входного сигнала полностью и без искажений передается на выход. Образно говоря, схема ВПС разрезает входной видеосигнал на строчные отрезки и выстраивает эти отрезки по вертикали таким образом, чтобы вершины строчных гасящих импульсов вытянулись в прямую линию, совпадающую с уровнем фиксации (на рисунке 4.11 это нулевой уровень). Практическая схема ВПС для цветного телевидения приведена на рисунке 4.12. На входе схемы включен повторитель, обеспечивающий малую постоянную времени цепи заряда конденсатора C при открытом ключевом транзисторе T. Повторитель на выходе схемы ВПС обеспечивает выполнение условия (4.25) при разомкнутом ключе. Уровень фиксации сделан переменным с помощью резистора R. Эта регулировка по смыслу соответствует регулировке «яркость». Колебательный контур в коллекторной цепи ключевого транзистора T настроен на частоту поднесущей f 0 и предотвращает искажение вспышки поднесущей в составе ПЦТС на задней площадке строчного гасящего импульса.
Рисунок 4.12 – Схема ВПС для сигнала ЦТ В схеме рисунка 4.11, например, вспышка поднесущей будет уничтожена путем короткого замыкания на землю через открытый ключ K. В заключение отметим, что в качестве ИФ удобно использовать упоминаемый ранее сигнал СИ-строб.
|
