Notiuni de Baza Despre Televiziune

7/30/2019 Notiuni de Baza Despre Televiziune

1/18

73

Capitolul 4

NOIUNI DE BAZ DESPRE TELEVIZIUNE

Televiziunea poate fi definit

ca un ansamblul de principii, metodei

tehnici de natur electronic, utilizate pentru transmiterea la distan a imaginilorn micare, prin intermediul canalelor de comunicaie.

Folosirea televiziunii, ca modalitate de transmitere simultan a imaginiloria sunetelor, n cele mai diverse domenii de activitate, a adus la o diversificare aaparatelori sistemelor de televiziune.

Din punct de vedere al calitii informaiei de imagine, sistemele deteleviziune se pot clasifica n:

Sisteme de televiziune alb-negru; Sisteme de televiziune n culori;

Sisteme de televiziune de nalt definiie; Sisteme de televiziune n spaiu.Din punct de vedere al modului n care sunt procesate informaiile (captare

imagine, prelucrare, transmisie, refacere imagine, etc.), sistemele de televiziunese mpart n:

Sisteme de televiziune analogic; Sisteme de televiziune analog-digital; Sisteme de televiziune digital.Din punct de vedre al destinaiei sistemele de televiziune se pot clasifica n:

Sisteme de televiziune difuzat, care cuprinde:o sisteme de televiziune radiodifuzat;o sisteme de televiziune prin cablu (coaxial sau optic);

Sisteme de televiziune aplicat, care cuprinde multitudinea de sisteme dineconomie, medicin, industrie, etc.

sistemeVarietatea de sisteme de televiziune amintite prezint particulariti

determinate de condiiile diferite de aplicare. Aceasta are implicaii i asupracaracteristicilori parametrilor funcionali care variaz ntr-o gam foarte larg dela un sistem de televiziune la altul.

Televiziunea n culori (TVC) pentru marele public s-a dezvoltat pe

infrastructura existent n cadrul reelei de difuzare a televiziunii alb-negru (TV-AN), ca singura soluie posibil la aceea dat, datorit existenei sutelor de


2/18

74

emitoare i a milioanelor de televizoare monocrome funcionale n cadrul unornorme internaionale.

Din acest motiv, sistemul de TVCtrebuie s corespund cerinelor impusen TV-AN. n televiziunea alb-negru se transmite un singur semnal de imagine,semnal care poart informaia referitoare la variaia de luminan. n televiziuneacolor este necesar s fie transmise trei semnale care s poarte direct sauindirect informaiile referitoare la cele trei culori primare (Red, Green, Blue)folosite n analiza i sinteza imaginii. Modul n care se aleg i mai ales cum setransmit aceste semnale trebuie s asigure ceea ce se numete compatibilitatefa/cu de sistemul de televiziune alb-negru.

Tehnica televiziunii a fost supus unor mari schimbri care au urmriteliminarea neajunsurile sistemelor de televiziune actuale, n sensul mbuntiriicalitii imaginii. Televiziunea de nalt definiie HDTV(High Definition Television)asigur creterea definiiei de dou ori fa de sistemele actuale, ceea ceechivaleaz cu creterea de patru ori a numrului de elemente de imagine de peecran. La aceste sisteme se mbuntete reproducerea culorilor prin lrgireabenzilor de frecven ale semnalelor de luminani de crominan, i calitateasunetului crete prin transmiterea stereofonic a informaiilor de sunet.

Semnalele televiziunii de nalt definiie au nevoie de o band de frecvende 30 MHz, mult mai larg dect au reelele actuale de difuzare de 6MHz (pentrunorma OIRT). Rezolvarea este asigurat prin metode de compresie att ndomeniul timp ct i n domeniul frecven. n acest sens sistemul MAC(Multiplex Analog Components) asigur transmiterea multiplexat n timp asemnalelor de luminan i de crominan, iar sistemul MUSE (Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding) asigur multiplexarea i subeantionareasemnalelor de imagine. Perspectivele sistemului de televiziune de nalt

defini

ie

a crescut odat cu prelucrarea numeric a semnalelor TV, prelucrarestandardizat internaional prin sistemul digital denumit generic 4:2:2.

Sistemele de televiziune actuale cu transmisie prin unde radio sau princablu se nscriu n prevederile unor normative cunoscute sub denumirea destandarde de televiziune.

4.1. Particulariti ale transmiterii semnalului de imagine

Formarea semnalului ce caracterizeaz imaginea de televiziune,transmiterea acestuia i reconstituirea imaginii originale, ca etape eseniale alecomunicaiilor n televiziune, prezint o serie de aspecte particulare, specifice nraport cu transmiterea i natura informaiei. Pentru nelegerea acestor aspecteeste necesar cunoaterea unor noiuni de baz n domeniul sistemului depercepie vizuali a colorimetriei. Este important, de asemenea, o vedere deansamblu asupra principiului transmiterii imaginilor n televiziune.

Imaginea reprezint o distribuie de energie radiant variabil n timp icolor [DAM83]. Acest tip de imagine intereseaz n transmisiunile de televiziune.

Imaginea poate fi caracterizat de un vector luminanB(x,y,t), dependent

de dou dimensiuni spaiale (x,y) imagine plan i o dimensiune temporal(t) imagine n micare. Vectorul B(x,y,t) poate fi descris prin trei componente, care


3/18

75

reprezint un set arbitrar de culori primare (R, G, B) alese astfel nct s egalezesubiectiv senzaia de culoare produs de culoarea original [DAM83]:

B(x,y,t) = [BR(x,y,t), BG(x,y,t), BB(x,y,t)] (4.1)

Canalele de transmisiune existente sunt canale unidimensionale, n sensulc pe canal se transmit semnale de o singur variabil timpul.

Problema specific televiziunii este transformarea funciei vectorialeB(x,y,t) ntr-un semnal s(t), transmiterea acestuia pe canal i reconstituireaimagini Br(x,y,t) ntr-un mod ct mai fidel posibil. Formarea semnalului deteleviziune, transmiterea acestuia pe canal, recepionarea semnalului irefacerea imaginii sunt realizate n mai multe etape, aa cum sunt prezentate nfigura 4.1.

n transformrile B(x,y,t)Br(x,y,t) este necesar s se in seama deurmtoarele aspecte:a) n procesul de transformare imagine - semnal electric, vor trebui luate nconsideraie toate caracteristicile receptorului cruia i este adresat informaia sistemul vizual uman ;b) semnalul electric format trebuie s fie adaptat canalului de transmisiune.

n ambele transformri este necesar s se in cont de caracteristicilestatice ale imaginii i ale semnalului format. n televiziune se evideniaz clarmodelul lui Fano pentru un sistem de transmisiune a informaiei: codorul surs care pe baza unui criteriu de fidelitate a receptorului mparte mulimea mesajelorgenerate de surs n clase de echivaleni transmite cte un reprezentant alacestor clase; i codorul canalului - care adapteaz caracteristicile statistice ale

semnalului la cele ale canalului [NAI98].Semnificaia elementelor sistemului de televiziune reprezentat n figura 4.1sunt:

SOFI sistem optic de formare a imaginii (ansamblu de lentile, prisme ioglinzi dicroice);

TOE traductor optoelectronic (senzor de imagine, transform imagineaoptic n semnal electric);

DB dispozitiv de baleiere;GSA generator de semnale ajuttoare produce semnale de stingere,

sincronizare, etc., necesare funcionrii corecte a sistemelor de transmisie i

recepie a imaginii;CC codor de culoare;E emitor;ER, EG, EB semnale primare de culoare;SVCC semnal video complex color;R receptor;S separator de semnale;DC decodor de culoareTEO traductor electronooptic (transform semnalul optic n semnal TV);DB + TEO formeaz tubul cinescop (partea 4 din fig.4.1);

SOFI + TOE + DB formeaz camera de televiziune (partea 1 din fig.4.1).


4/18

76

Codarea sursei (1). Imaginea reprezentat prin vectorul B(x,y,t), esteaplicat prin sistemul optic de formare a imaginii (SOFI) unor traductoareoptoelectronice (TOE) ce transform fiecare imagine optic plan imonocromatic(BR(x,y,t), BG(x,y,t), BB(x,y,t)) ntr-o imagine electronic(IR(x,y,t),IG(x,y,t), IB(x,y,t)). Imaginile electronice sunt distribuii spaiale de sarcini electricela suprafaa intei tuburilor de luat vederi sau n materialul semiconductor dindispozitivele cu cuplaj de sarcin. SOFI are rolul de a descompune imagineacolor n componentele primare alese n sistemul de televiziune. FormareasemnalelorER, E

G, i E

B este realizat de sistemul de explorare (DB) care are

funcia de a transforma distribuia electronic bidimensional variabil n timp nsemnalele unidimensionale ER, E

G,E

B.

Codarea de canal (2). Prin codorul de culoare (CC), cele trei semnale

corespunztoare culorilor primare sunt transformate ntr-un semnal unic s(t), careeste nsumat cu semnale auxiliare (sa) generate de GSA pentru procesul dereconstituire a imaginii, dup care este adaptat prin emitorul E la canalul de

Fig. 4.1 Structura sistemului de televiziune i etapele prelucrrii semnalelor TV

SaSa

Br(x,y,t)

IB

IG

IR

EB

EG

ER

SVCCSv

s tR S DC DB TEO

GSA

3 4

s(t)

B(x,y,t

Sa

SaSa

SVCEc

EB

EG

ER

IBIG

IR

BB

BG

BR

SOFI TOE DB CC E

GSA

1 2


5/18

77

transmisiune (C), prin modulaie pentru canalele analogice i prin codare deimpulsuri pentru canalele digitale.

Decodarea de canal (3). Receptorul (R), separatorul (S) i decodorul deculoare (DC) refac semnalele ER, EG si EB, precum i semnalele desincronizare sa.

Decodarea sursei(4) reface prin sistemul de explorare (DB) i traductorulelectronooptic (TEO) imaginea caracterizat de vectorul Br(x,y,t).

4.2. Modulaia folosit n televiziune pentru transmiterea informaiei

n toate standardele de televiziune se utilizeaz modulaia de amplitudine(MA) pentru transmiterea semnalelor corespunztoare imaginii alb-negru. Pentrutransmiterea sunetului nsoitor, toate standardele, cu excepia celui francez ienglez (anexa 1) utilizeaz modulaia de frecven .

Pentru transmiterea informaiei de crominan (culoare), se utilizeazmodaliti diferite pentru purttoarea de culoare, n funcie de tipul sistemului deteleviziune color, astfel:

Modulaia de amplitudine n cuadratur (QAM - Quadrature AmplitudeModulation) n sistemele de televiziune NTSC (National Television SystemColour) i PAL (Phase Alternation Line);

Modulaia n frecven a dou subpurttoare de crominan n sistemul deteleviziune SECAM (Sequentiel a Memoire).

4.3. Particulariti ale sistemelor de televiziune colorSistemele de televiziune color standardizate, cele mai rspndite sunt:

! Sistemul NTSC (National Television System Colour), este un sistemamerican, primul sistem de televiziune color aprut i care prezint cadeficien major, sensibilitatea ridicat la defazrile suferite de semnalelede culoare n procesul propagrii, sensibilitate manifestat prindenaturarea culorilor pentru defazri mai mari de 50;

! Sistemul PAL (Phase Alternating Line), este un sistem german care,pentru eliminarea neajunsului funcional al sistemului NTSC, utilizeaz

principiul transmiterii cu faz schimbat de la o linie la alta a componenteide crominan ER - EY. Transmiterea componentelor de crominan se

face, ca i n cazul sistemului NTSC, prin modularea n amplitudine a uneisubpurttoare de crominan cu frecvena de 4,433618 MHz;

! Sistemul SECAM (Sequientiel a Memoire), este un sistem francez care,pentru eliminarea neajunsului funcional al sistemului NTSC, utilizeazprincipiul transmiterii secveniale de la o linie la alta a componentelorsemnalelor de culoare (o component (EB - E

Y) pe o linie i cealalt

component (ER- EY.) pe linia urmtoare. Transmiterea componentelor de

crominan se face prin modularea n frecven cu benzi laterale inegale,

de ctre fiecare component, a cte unei subpurttoare de crominan cufrecvenele de 4,250 MHz i respectiv 4,406 MHz.


6/18

78

n cele ce urmeaz se prezint particularitile sistemelor de televiziune PALi SECAM ca sisteme europene aflate n producie i exploatare n ara noastr.

4.3.1. Semnale utilizate n sistemul de televiziune PAL

Sistem de televiziune PAL, adoptat i la noi, folosete urmtoarelesemnale de videofrecven:Semnalul de luminan (Ey), transmis din motive de compatibilitate cureceptoarele alb-negru. Expresia semnalului de luminan a fost determinat prinexperimente i msurri practice asupra caracteristicii de vizibilitate relativ asistemului vizual uman:

EY= 0,30 ER+ 0,59 EG + 0,11 EB (4.2)

Semnalul de crominan (Ec), conine informaia privind culoarea imaginii ieste alctuit din dou componente bazate pe semnalele diferen de culoare (EB- EY) i (ER- EY).

Expresia componentelor de crominan este:

EU0,49 (EB - EY) (4.3)EV0,88 (ER - EY) (4.4)

Componenta EV(relaia 4.4) se transmite cu faza alternant de la o linie la alta.Semnalul de crominan se transmite modulnd n amplitudine un semnal

de radiofrecven avnd frecvena (fsc), astfel determinat nct s plasezespectrul semnalului de culoare n partea superioar a spectrului semnalului deluminan i ntreesut cu acesta. Valoarea frecvenei subpurttoare decrominan a fost determinat la 4,4336.. MHz.

Modulaia de amplitudine utilizat n procesul codrii informaiei de culoareeste o modulaie n cuadratur (QAM) obinut prin modularea n amplitudine dectre componentele de culoare a subpurttoarei de crominan cu faz zero i cufaz de 900. Se obine astfel semnalul de crominan cu expresia:

EC= EUsin SCt + EUcos SC t pentru linia n (4.5)

EC= EUsin SCt- EUcos SC t . pentru linia n+1 (4.6)

Semnalul de crominan EC se poate reprezenta fazorial ca n figura4.2.a i din care se poate deduce expresia modululuii a defazajului:

2

YB

2

YRC )'E'E()'E'E('E += (4.7)

conine informaie despre saturaia culorii;

YB

YRC

'E'E

'E'Earctg

= (4.8)

conine informaie despre nuana culorii.


7/18

79

Astfel, orice culoare poate fi codificat n vederea transmisiei prin modululi defazajul componentei de crominan.

Modul de transmisie a componentelor de crominan cu faz alternat dela o linie la alta permite, la recepie, compensarea erorilor de fazi eliminareadistorsiunilor de culoare datorate propagrii.

Compensarea erorilor de faz se realizeaz la recepie n decodorul deculoare. Acesta este prevzut cu o linie de ntrziere de 64s i asigurnsumarea semnalului de crominan de la dou linii succesive. Prin aceast

prelucrare sistemul de televiziune color PAL poate compensa i procesacorespunztor semnale de crominan cu erori ale defazajului de pn la 180.Pentru funcionarea corect a decodoarelor de culoare din receptoarele de

televiziune, la emisie sunt transmise semnale de burst constituite din 12oscilaii complete de radiofrecven avnd frecvena egal cu frecvenasubpurttoarei de crominan. Semnalele de burst se transmit pe durataimpulsurilor de stingere linii (fig.4.2.b).

4.3.2. Semnale utilizate n sistemul de televiziune SECAM

Sistemul de televiziune SECAM folosete urmtoarele semnale devideofrecven:

Semnalul de luminan (Ey), transmis din motive de compatibilitate cureceptoarele alb-negru. Expresia semnalului de luminan a fost determinat prinexperimente i msurri practice asupra caracteristicii de vizibilitate relativ asistemului vizual uman:

EY= 0,30 ER+ 0,59 EG + 0,11 EB (4.9)

Semnalul de crominan (Ec), conine informaia privind culoarea

imaginii i este alctuit din dou componente bazate pe semnalele diferen deculoare: (EB - EY) i (ER- EY).

Fig. 4.2 Semnale ale sistemul de televiziune PALa) Reprezentarea fazorial a semnalului de crominan.b) Semnalul de burst dispus pe palierul din dreapta al semnalului

de stin ere linii.

v

EV

-EV

EU

EC

EC

ulinia n

linia n+1

+C

-C

a)

A

THi = 12s

2,25s5,6s

A/2

b)

Impuls desincronizare linii


8/18

80

Expresia componentelor de crominan, n concordan cu pondereaculorilor din natur, este:

DB = 1,5 (EB EY) (4.10)DR= -1,9 (ER EY) (4.11)

Cele dou componente de crominanDB i DR , n vederea transmiterii,moduleaz n frecven dou subpurttoare de crominan cu frecvenele:

fOB= 272 fH= 4,250 MHz (4.12)fOR= 282 fH= 4,406 MHz (4.13)

Frecvenele subpurttoarelor de crominan sunt astfel alese nct sasigure compatibilitatea direct cu receptoarele alb negru (AN) i eliminareaefectelor nedorite, perturbatoare, care pot s apar pe ecranele receptoarelor.

Modulaia n frecven a subpurttoarelor fOB i fOR se face cu benziinegale, prin adoptarea unor deviaii de frecven asimetrice, astfel:

+=

kHz350

kHz500fOB

+=

kHz500

kHz300fOR (4.14)

Pentru funcionarea corect a decodoarelor de culoare din receptoarele deteleviziune, la emisie sunt transmise semnale de burst i semnale deidentificare a culorii.

Semnalele de burst sunt constituite din 12 oscilaii de radiofrecven

avnd frecvena egal cu frecvena subpurttoarei de crominan care setransmite pe linia respectivfOB sau fOR. Semnalele de burst se transmit pedurata impulsurilor de stingere linii, asemntor cu modul de transmitere lasistemul PAL (fig.4.2), avnd ns durata de 5s i amplitudini (71% sau 77%)determinate de procesul de predistorsionare de radiofrecven cu filtru cucaracteristic anticlopot, din sistemul de emisie.

Semnalele de identificare a culorii (DB, DR), sunt impulsuri devideofrecven care moduleaz n frecven subpurttoarele de crominan (fOB,fOR), obinndu-se impulsuri de radiofrecven care se transmit pe durataimpulsurilor de stingere cadre.

Semnalele de identificare a culorii sunt n numr de nou pentru fiecaresemicadru ocupnd liniile 7 la 15 i respectiv 320 la 328 i se transmit succesivcorespunztor transmiterii secveniale a componentelor de culoare.

Semnalele de identificare a culorii servesc sincronizrii comutatoruluiSECAM din decodorul de culoare al receptorului de televiziune n vedereademodulrii corecte a componentelor de culoare DB,i D

R.

Pornind de la sensibilitatea mult mai sczut a sistemului vizual umanpentru informaia de culoare comparativ cu cea de luminan (forma obiectelor),banda semnalelor de crominan este de (2x1,3) MHz n cazul sistemului PAL ide 1,5 MHz n cazul sistemului SECAM (fig.4.3).

Potrivit principiului compatibilitii, caracteristica amplitudine frecven asemnalelor de culoare este plasat n partea superioar a caracteristicisemnalului de luminan (fig.4.3). Frecvenele subpurttoarelor de crominan


9/18

81

sunt astfel alese nct s se asigure ntreeserea spectrului semnalului decrominan cu spectrul semnalului de luminan.

4.4. Structura semnalului video complex de televiziune

Semnalul obinut prin nsumarea semnalului video corespunztor imaginiicu semnalul complex de stingere

i cu semnalul de sincronizare pentru linii

i

cadre, constituie semnalul video complex (SVC).Semnalul de videofrecven este produs de ctre senzorul de imagine

(TOE) din structura camerei de televiziune. Aceasta corespunde n cadrulfiecrei linii TV, punct cu punct, cu intensitatea luminoas a radiaiei provenit dela imaginea optic.

Semnalul complex de stingere i sincronizare este un semnal devideofrecven format din impulsul de stingere peste care este suprapus impulsulde sincronizare. Acest semnal este diferit ca structur i parametrii de timppentru desfurarea pe orizontali pentru desfurarea pe vertical (fig.4.4 i

fig.4.5).Cu ajutorul semnalului complex de sincronizare, transmis odat cusemnalul de imagine, se asigur recepionarea unei imagini sincronizate cu ceade la emisie. Indiferent de tipul de modulaiei pozitiv sau negativ semnalulde sincronizare se transmite ncepnd de la un nivel care depete nivelul denegru, pentru ca acesta s nu se vad pe imaginea de televiziune.

n figura 4.4 i figura 4.5 sunt prezentate caracteristicile semnalului desincronizare pe vertical i a semnalului de sincronizare pe orizontal pentrustandardul de televiziune OIRT (CCIR D/K).La semnalul complex de stingere ide sincronizare se remarc durata mult mai mare a impulsurilor de stingere

vertical i de sincronizare vertical n raport cu impulsurile corespunztoarebaleiajului pe orizontal.

B

A/A0

1 EYfSC

f [MHz]1 3 4,43.. 6,5

EC

a)

f [MHz]B

A/A0

1 EYf0B f0R

1 3 4 5 6,5

EC

b)

Fig. 4.3 Caracteristica amplitudine frecven a semnalului de luminani asemnalului de crominan n norma OIRT pentru sistemul: a) PAL i b) SECAM


10/18

82

n consecin pe scara de amplitudini se pot distinge patru nivele deamplitudine ale semnalul video complex:

! nivelul impulsurilor de sincronizare (valoarea minim, pentru semnal videopozitiv figura 4.7.a);

! nivelul de stingere;! nivelul de negru, foarte apropiat de nivelul de stingere;! nivelul de alb (corespunde valorii maxime a semnalului n cazul video

pozitiv).

Transmiterea semnalelor de sincronizare orizontal are loc i pe ntreagadurat a impulsului de stingere pe vertical, inclusiv pe durata impulsului desincronizare vertical. Impulsul de sincronizare cadre este precedat de cinciimpulsuri de preegalizare, este urmat de alte cinci impulsuri de postegalizare ipe durata sa este crestat cu cinci impulsuri de crestare (fig.4.6.b.i d).

Fig. 4.5 Forma semnalului complex de stingere i de sincronizare

semicadre conform standardului OIRT

t1600s

160s 160s

20TH21/2TH2

1/2TH

uS(t)

100%

78%

10%

impuls de stingere semicadre

impuls de sincronizare semicadre

25TH

t12s64s

52s

uS(t)

100%

78%

10%

0

5s

impuls sincronizare linii

impuls stingere linii

semnal video

Fig. 4.4 Semnal complex de stingere i de sincronizare pe liniiconform standardului OIRT


11/18

83

n figura 4.6.a i 4.6.c sunt reprezentate semnale compuse din impulsuride stingere i sincronizare de linie i de semicadru, iar n figura 4.6.b i 4.6.dsunt reprezentate semnale compuse din impulsuri de sincronizare i de stingerede semicadru. (1-semicadru cu linii impare , 2-semicadru cu linii pare). n acestereprezentri se observ utilizarea mai multor tipuri de impulsuri i anume :

! Impulsuri de stingere de liniii de semicadre, care sunt transmise n timpulcurselor inverse de linii (fig.4.6.a), respectiv de semicadru (fig.4.6.b).Durata impulsurilor de stingere este cu puin mai mare dect a curselorinverse de baleiaj. Aceste impulsuri au rolul de a produce stingerearegimurilor tranzitorii naintea aplicrii impulsului de sincronizare i de astinge traseele curselor inverse de baleiaj.

! Impulsurile de sincronizare de linii si cadre (fig 4.4 i fig.4.5). Acesteimpulsuri, situate n infranegru au aceeai amplitudine, ns difer prindurat. n anexa 1 sunt date caracteristicile impulsurilor de sincronizare ipentru alte standarde de televiziune.

Cele doua tipuri de impulsuri sunt separate dup criteriul de durat, pentru asincroniza baleiajul de linii, respectiv cadre . n cazul normei OIRT (fig 4.6) seimpune analiza impulsului de sincronizare linii (I, k) i a impulsului desincronizare semicadre (d). Pentru sincronizarea generatorului de baleiaj peorizontal pe durata impulsului de sincronizare semicadre (d) se prevdcrestturile (m) care se succed la intervale de timp egale cu durata unei jumtide linie (1/2TH).

Fig. 4.6 Forma semnalului de sincronizare ntre doua cmpuri succesive

c

d)

c)

a)

kl

1 21/2TH

1/2TH

TH

edb

12

a

m

b)


12/18

84

De asemenea din figura 4.6 se poate observa c poziia ultimului impuls desincronizare linii fa de impulsul de sincronizare semicadre difer pentru celedou tipuri de cmpuri pare i impare, datorit specificului baleiajului ntreesut.Ca urmare, nainte i dup fiecare impuls de sincronizare semicadre esteintrodus cte un grup de 5 impulsuri de egalizare pe duratele b i e din figura4.6.b, semnale ce se succed la intervale egale cu durata unei jumti de linie.

4.5. Polaritatea semnalului video modulator

Polaritatea semnalului modulator poate fi pozitiv sau negativ, dup cumamplitudinea maxim a semnalului video complex marcheaz transmitereaprilor luminoase sau a prilor ntunecate ale imaginii. n figura 4.7 suntprezentate cele dou polariti ale semnalului video modulatori diferitele niveleale semnalului video complex .

n cazul modulaiei negative, utilizat de exemplu n standardele OIRTiCCIR, este necesar ca nivelul semnalului de videofrecven s nu scad sub10% , pentru a asigura recepia semnalului de sunet n bune condiiuni, frbrum, prin utilizarea procedeului intercarrier .

t

100% nivel de alb

33% nivel de negru

30% nivel de stingere

impulsuri de sincronizare

US

a) SVC cu modulaie pozitiv

100% impulsuri de sincronizare

75% nivel de stingere

72% nivel de negru

10% nivel de alb

US

tb SVC cu modula ie ne ativ

Fig. 4.7 Polaritatea semnalului video complex deteleviziune


13/18

85

4.6. Baleiajul n televiziune

n televiziune se utilizeaz baleiajul de tip rastru. Rastrul este o succesiunede linii luminoase paralele si echidistante dispuse pe orizontal, obinute prinbombardarea unui ecran luminiscent cu un fascicul de electroni.

Rastrul este format din linii i cadre. Cadrul reprezint totalitatea liniilorcare acoper la un moment dat suprafaa ecranului.

Rastrului se realizeaz cu ajutorul unui ansamblu de bobine de deflexie (opereche de bobine pentru deflexia pe orizontali o pereche pentru deflexia pevertical), strbtute de cureni de deflexie liniar variabili sub form de dinte defierstru.

Cmpul electromagnetic creat de bobinele de deflexie prezint ocomponent vertical i una orizontal din punct de vedere al forelor ce voraciona asupra electronilor. Fascicolul de electroni se va deplasa dup orezultant care i permite crearea rastrului de televiziune.Caracteristici de explorare.

Toate standardele moderne de televiziune utilizeaz explorareantreesut, care duce la ngustarea benzii de frecven necesar transmiteriiimaginii, de la 13,5 MHz la 6,75 MHz. Un cadru complet, format din 625 de linii(pentru normele europene) este descompus n dou cmpuri cu numr impar delinii.

Liniile celor dou cmpuri se intercaleaz (ntrees) i creeaz imaginea,datorit persistenei luminoforului i a proprietii de integrare temporal asistemului vizual uman (ochiului).

Parametrii tehnici ai explorrii: numrul de linii pe imagine, frecvenele deexplorare pe vertical

i de explorare pe orizontal

i raportul de aspect al

imaginii transmise sunt prezentate n anexa 3.

4.7. Transmisiunea semnalelor n televiziune

Prin transmisiunea (transmiterea) semnalelor n televiziune se nelegetransferul semnalului complexe de televiziune, deci a semnalului video complexi a sunetului, la destinaie unde sunt dispuse receptoarele de televiziune.

Transmisiunea imaginii se poate face n videofrecven (VF), n banda de

baz, sau n radiofrecven (RF), n diverse benzi de frecven, prin medii diferitede transmisie.Transmisiunea imaginii n VFse face pe distane scurte:

de ordinul zecilor sau sutelor de metri ntre camere i carele de reportajsau ntre studiouri i un studio de control general;

de ordinul kilometrilor, mai rar, ntre un centru de TV i un emitor.Transmisiunea se face prin cabluri coaxiale caracterizate prin:

o impedana caracteristicZCa cablului coaxial (de obicei ZC= 50 );o valoarea i variaia timpului de ntrziere de grup G;o atenuarea pe unitatea de lungime i variaia atenurii cu frecvena:

= f().


14/18

86

Transmisiunea semnalelor de imagine se poate face n radiofrecven (RF)n una din benzile rezervate transmisiilor de televiziune prin radiaieelectromagnetic sau prin cablu coaxial / optic, potrivit unor norme internaionale.Norma reprezint o colecie de prescripii metodologice i tehnice care definescatt sistemele de televiziune ct i corelaia dintre emisia i recepia unuiprogram de televiziune. Sunt cunoscute, ca fiind cele mai extinse, normele:

" norma american (FCC);" normele europene (CCIRi OIRT);" norma francez (L);" norma englez (I).

Standardulcaracterizeaz sistemele de televiziune, deci i receptoarele TV, prinintermediul unei game largi de parametrii tehnici specifici emisiei i recepiei deinformaii de natur video i audio.

n anexa 3 sunt prezentai parametrii tehnici ai celor mai rspndite normede televiziune din Europa.

Pentru transmisiunea prin radiaie electromagnetic, pentru televiziune,sunt prevzute mai multe benzi de frecven. n Europa aceste benzi sunt situaten dou domenii de frecven (FIFi UIF). Fiecare band TV cuprinde un numrdiferit de canale de televiziune. n anexele 4 i 5 sunt prezentate repartizarea nfrecven a principalelor canale de televiziune [STA81, NAI98].

Un canal TV din norma OIRT ocup o band de 8MHz pentrutransmisiunea de imagine i sunet aferent. Deoarece pentru transmisiuneainformaiei de imagine se folosete modulaia n amplitudine (MA)i c bandasemnalului n videofrecven (VF) este de 6 MHz, nu se folosete o transmisiuneclasic de MA cu banda dubl (BLD), ci se folosete o transmisiune cu bandlateral

par

ial suprimat

, denumit

transmisiune cu rest de band

lateral

(RBL).Pentru o transmisiune corect a semnalului de televiziune, receptorul

trebuie s aib o caracteristic de frecven (fig.4.8) cu atenuare progresiv njurul purttoarei i s utilizeze o demodulare de produs sincroni cu defazajnul.

Semnalul de televiziune se transmite pe principiul legturilor de radio-comunicaii bazat pe un emitor (n studioul TV ) i unul sau mai multereceptoare. Se folosesc undele radio asigurndu-se transmisia att a informaieide imagine ct i a celei de sunet. Informaia de imagine moduleaz n

amplitudine un semnal de radio-frecven denumit purttoare de imagine (fpi), iarinformaia de sunet moduleaz n frecven o purttoare de sunet (fps).Frecvenele celor dou purttoare satisfac condiia:

pips ff > (4.15)

Diferena (fps - fpi) dintre purttoarea de sunet (fps) i purttoarea deimagine (fpi) reprezint ecartul de frecven a crui valoare este de 5,5 MHzpentru norma CCIRi de 6,5 MHz pentru norma OIRT.

Banda de frecven radio ocupat de purttoarea de imagine modulat n

amplitudine i de purttoarea de sunet modulat n frecven poart denumireade canal de televiziune.


15/18

87

Semnalul videocomplex cu o lrgime de band de 6,5 MHz nu are odistribuie continu de energie n acest domeniu de frecven. Aceasta datoritfaptului c imaginea este decupat periodic de ctre sistemul de baleiaj att cufrecvena liniilor ct i cu frecvena semicadrelor.

Energia semnalului, corespunztoare spectrului de frecven, se grupeazn pachete energetice formate din linii spectrale centrate n jurul unor multipli aifrecvenei de explorare pe linii (fH). Liniile spectrale sunt dispuse la intervalecorespunztoare frecvenei de explorare pe vertical (fV), aa cum estereprezentat n figura 4.9.

Ponderarea cea mai mare a energiei semnalului de televiziune esteconcentrat n jurul componentelor spectrale cu frecven joas, undecomponentele din marginile pachetelor energetice nvecinate se ntreptrund.

n cazul unor imagini fixe, spectrul este discret si are forma din figura 4.9,dac se transmit imagini n micare are loc o pendulare a liniilor spectrale fa depoziia de repaus. Deoarece deplasarea elementelor imaginii optice n faacamerei TV se face cu viteza mica (comparativ cu fv), rezult o pendulare aliniilor spectrale n jurul poziiei de origine cu o frecven de aproximativ 10Hz,ceea ce permite s se considere, i n acest caz, c spectrul semnalului de

televiziune are o distribuie discret de energie.

Fig. 4.8 Caracteristica de frecven a canalului de televiziune, corespunztornormei OIRT

fpsfpi

B = 1,25+6+0,25+ 2x0,25 =8MHz

f[MHz]-1,25 0 1 2 3 4 5 6 6,5

Caracteristica de frecvenpentru sunet

A doua frecven sunetCaracteristica defrecven imagine

Spaiul de gard imagine-sunet (0,25MHz)

Banda de sunet(2x0,25) MHz

BLSBLI

redus

Fi . 4.9 S ectrul semnalului de televiziune entru ima ini fixe

fV

0 fH 2fH nfH

f

Ener ie


16/18

88

4.8. Receptoare de televiziune

Receptoarele de televiziune au cunoscut o modernizare continu, prin: introducerea circuitelor integrate de mare capacitate; folosirea unor tipuri noi de cinescoape cu parametrii mbuntii;

introducerea circuitelor integrate cu prelucrare numeric i amicroprocesoarelor specializate; folosirea memoriilor pentru cadre i pentru informaiile transmise prin

teletext; performarea sistemelor numerice de comandi control de la distan.

Receptoarele de televiziune color sunt astfel structurate constructiv (anexa7) nct asigur prelucrarea separat a semnalului de luminan, n amplificatorulde luminan, i a semnalului de crominan, n decodorul de culoare. Dacamplificatorul de luminan este principial acelai pentru sistemele europene(PAL i SECAM), n ceea ce privete decodorul de culoare exist deosebiri

fundamentale datorate principiilor specifice pentru efectuarea unei decodri desemnale de crominan codate, din punct de vedre al modulaiei, n mod diferit(MA-PS n PAL i MF cu dou suburttoare n cazul sistemului SECAM). Dinschema bloc (anexa 7) reies deosebirile constructive ale receptoarelor deteleviziune color comparativ cu receptoarele alb-negru.

Progresele tehnologice de realizare a circuitelor de procesare asemnalelor au dus la extinderea circuitelor integrate specializate n procesareaanalogic a semnalelor. Astzi, sunt este cunoscut o extinderea rapid areceptoarelor de televiziune cu prelucrare numeric a semnalelor. n anexa 8este prezentat schema bloc a receptorului de televiziune analog-digital. Se

desprinde concluzia c procesarea digital este aplicat semnalelor devideofrecven i a celor destinate comenzii i controlului facil al receptorului[NIC02].

Introducerea n receptorul de televiziune a prelucrrii i coreciei digitale asemnalelor, mbuntete calitatea imaginii prin eliminarea unor distorsiuniinerente prelucrrii analogice din receptoarele TV analogice. Receptoarele TVmoderne conin memorii de cadre, corectoare digitale de zgomot, memorii pentruconservarea informaiilor transmise prin teletext.

Pentru sistemele TV cu procesare digital a semnalelor standardul ITU-RBT.601 este standardul de eantionare i cuantizare a semnalelor video.

Standardul a fost elaborat de un grup operativ mixt SMPTE/EBU n vedereadeterminrii parametrilor semnalului video cu component digital pentrusistemele de televiziune 525/50 i 525/60. Aceast activitate a avut ca rezultatRecomandare CCIR 60 cunoscut astzi sub denumirea standardul ITU-RBT.601 [WWTE].

Acest document specific modul de eantionare utilizat att pentrusemnalele corespunztoare sistemelor TV cu 525 linii, ct i pentru cele cu 625linii. Pentru semnalele de luminan analogice este specificat o eantionareortogonal la 13,5 MHz, iar pentru cele dou semnale analogice de diferenierecromatic este specificat o eantionare ortogonal la 6,75 MHz. Pentru

componenta de luminan digital, valoarea de eantionare este Y, iar pentrucomponentele digitale de difereniere cromatic valorile de eantionare sunt Cbi Cr, acestea fiind versiuni scalate ale componentelor analogice gamma


17/18

89

corectate B Yi R Y. Frecvena de eantionare de 13,5 MHz a fost aleasdeoarece submultiplul de 2,25 MHz este un factor comun pentru ambele sistemede linie 525 i 625

ITU-R BT.601permite fie eantionarea pe 8 bii (corespunde unui domeniude 256 de nivele 00h la FFh) sau eantionarea pe 10 bii (corespunde unuidomeniu de 1024 nivele, ntre 000h i 3FFh). Valorile cuvintelor pe 8 bii pot fidirect convertite la o valoare pe 10 bii, iar valorile pe 10 bii pot fi rotunjite lavalori pe 8 bii pentru interoperabilitate. Valorile semnalelor diferen de culoareCb i Cr, ntre 040h i 3C0h corespund semnalelor analogice ntre 350mV(fig.4.10). Excursiile de semnal sunt permise n afara domeniului de 350mV.Valoarea nominal a domeniului total disponibil este de 400mV.

Valoarea componentei de luminan Y n domeniul 040h i 3AChcorespund semnalelor analogice ntre 0mV i 700mV (fig.4.11).

Fig. 4.10 Cuantizarea semnalelor diferen de culoare potrivit standarduluiITU-R BT.601

Fig. 4.11 Cuantizarea semnalului de luminan potrivit standarduluiITU-R BT.601


18/18

90

Excursiile de semnal sunt, de asemenea, permise n afara domeniului, cuo valoare total nominal ntre 50mV i 766mV pentru a permite suprasarcinipeste nivelul de alb.

Convertoarele analog-digitale pentru semnalul de luminan, suntconfigurate astfel nct s nu genereze nivele de 10 bii ntre 000h i 003h, ntre3FCh i 3FFh, pentru a permite interoperabilitatea cu sistemele pe 8 bii. Nivelelede cuantificare sunt astfel selectate c, nivelele de 8 bii cu dou zerouriadugate vor avea aceleai valori ca nivelele pe 10 bii.

Potrivit standardului ITU-R BT.601, n convertoarele analog-digitale desemnal de luminani de semnale de crominan valorile cuprinse ntre 000hi003hi ntre 3FChi 3FFh sunt rezervate pentru sincronizare.

n figura 4.12 se prezint poziia eantioanelori a valorilor numerice nconcordan cu o linie analogic orizontal.

Informaia de sincronizare de timp este purtat de pachetele de sfrit delinie activ video (EAV) i de nceput de linie activ video (SAV), motiv pentru

care nu este nevoie de semnale convenionale de sincronizare. Intervalul destingere pe orizontali intervalele tuturor liniilor cuprinse pe durata intervaluluide stingere pe vertical pot fi folosite pentru transportul informaiei audio sau aunor date auxiliare.

Particularitile constructive ale sistemelor de televiziune color fa de celealb-negru, a diferenelor semnificative ntre sistemele de televiziune color i amodului n care sunt procesate semnale au dus la diversificarea metodelor demsurare a caracteristicilori indicilor de calitate ai receptoarelor de televiziune.A fost realizate instrumente de msur i control specifice care s permitmsurarea i controlul parametrilor funcionali ai sistemului de televiziune n

funcie de particularitile acestuia i de domeniul valorilor standardizate.

Fig. 4.12 Imaginea digital a intervalului de stingere pe orizontal cupoziia eantioanelori a valorilor numerice

Documents

Notiuni de Baza Despre Televiziune