Евгений Айсберг - Цветное телевидение?.. Это почти просто!
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.).
Система SECAM
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.
