![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Передача постоянной составляющей и низких частот , в видеосигнале. Фиксирующие цепи
Средняя яркость объекта передачи может меняться в широких пределах от Lmin до Lmax. Соответственно меняется и размах ТВ сигнала в тракте передачи. При этом, если на пути прохождения видеосигнала имеется хотя бы один разделительный конденсатор, то произойдет потеря постоянной составляющей сигнала и ухудшится передача очень низких частот (независимо от того, даст ли датчик информацию о средней яркости или нет). На осциллограмме такой видеосигнал" при изменении яркости объекта перемещается вверх или вниз, стремясь сбалансироваться относительно линии равных площадей (рис.5.1). При этом меняется положение уровней сигналов от одинаково освещенных деталей объекта в зависимости от содержания изображения. Это требует увеличенного почти в 2 раза раствора амплитудной характеристики тракта, иначе неизбежны нелинейные искажения и даже ограничения. Видеосигнал без средней составляющей, поданный на кинескоп, будет воспроизводиться с градационными искажениями, требующими непрерывной регулировки яркости этого кинескопа в зависимости от содержания передачи. Таким образом, наличие средней составляющей в ТВ сигнале обязательно. Однако строить весь ТВ тракт на усилителях постоянного тока невозможно из-за их большой нестабильности. Однако не все звенья передачи ТВ сигнала требуют сохранения информации о постоянной составляющей и низких частотах в его спектре. В ряде случаев целесообразно исключить передачу постоянной составляющей, особенно обусловленной режимом работы цепей передачи ТВ сигнала. При этом крайне низкие частоты также будут значительно ослаблены. Но степень их подавления можно контролировать по форме переходной характеристики в области низких частот, иценивая спад вершин прямоугольных импульсов в установившемся режиме. При нахождении спада вершин П-импульсов расчетным путем с использованием приближенных формул можно получить большие погрешности. Во многих случаях целесообразно пользоваться хотя и громоздкой, но точной формулой: где гп - длительность периода следования импульсов, с; хи - длительность импульса, с; х = O(Rr + RH) - постоянная времени переходной цепи, с; С - емкость переходного конденсатора, Ф; Rr - выходное сопротивление генератора (предыдущей цепи), Ом; RH - сопротивление нагрузки (входное сопротивление последующей цепи), Ом, При нахождении спада П-импульсов от нескольких последовательно включенных переходных цепей можно воспользоваться обычным суммированием спадов от отдельных звеньев если величина общего спада не превьппает 50%.
Для точного подсчета общего спада горизонтальных вершин импульсов в многозвенном устройстве может быть также применена точная формула. Необходимо, однако, учитывать, что в этом случае вместо тп/т и хи/т должны использоваться соответственно Однако для большей части ТВ устройств требуется совершенно неискаженная передача низких частот вплоть до постоянного тока. Поэтому цепи фиксации (т.е. восстановления постоянной составляющей, обеспечивающей передачу среднего уровня яркости изображения) имеются в различных точках видеотракта: в датчиках сигнала, в камерных каналах, в микшерно-коммутационных устройствах, в модуляторах радиопередающих устройств, в ТВ приемниках и мониторах. Без фиксирующих цепей просто невозможна правильная работа таких устройств, как ограничители ТВ сигнала или гамма-корректоры. Современные преобразователи свет-сигнал (ПСС), включая " бегущий луч", генерируют видеосигнал, в котором уровень черного совпадает с уровнем вершин гасящих импульсов или отличается от него на некоторую величину, не меняющуюся в процессе передачи. Это свойство ТВ сигнала позволяет терять постоянную составляющую и применять в устройствах стабильные цепи с разделительными конденсаторами, однако в ответственных участках тракта постоянную составляющую восстанавливать с помощью фиксирующих цепей. Различают схемы управляемой и неуправляемой фиксации.
Неуправляемая фиксирующая схема состоит из диода VD, резистора R и конденсатора С (рис.5.2). При поступлении первого же импульса (строчного гасящего) на вход схемы, через С и VD потечет ток заряда i3 и на конденсаторе начнет накапливаться заряд. Через несколько строчных периодов процесс стабилизируется. Будет происходить только небольшой подзаряд конденсатора вершинами гасящих импульсов, а в паузах между импульсами конденсатор будет частично разряжаться током ip, протекающим через R и источник сигнала с внутренним сопротивлением Rj. Постоянная времени цепи разряда так как R» Rfl. По этой причине разряд в паузе происходи! медленно, а заряд во время импульса - быстро. В установившемся режиме на выходе схемы от строк с неизменным содержанием (светлых) образуется определенное значение постоянной" составляющей Ucpl и спад сигнала к концу строки AU. Если теперь на вход схемы начнет поступать видеосигнал темных строк, то Ucpi мгновенно измениться не сможет и в течение нескольких периодов будет происходить перезаряд конденсатора С, пока вершины гасящих импульсов вновь не зафиксируются на нулевом уровне. В установившемся режиме образуется новое значение постоянной составляющей Ucp2.
Основным недостатком схемы неуправляемой фиксации является неодинаковая скорость срабатывания при уменьшении и увеличении постоянной составляющей в видеосигнале, причем если во входном сигнале имелось резкое уменьшение постоянной составляющей, то возникает так называемый " отрыв", когда фиксация фактически не работает и все это время существуют градационные искажения. Другой недостаток этой схемы - перекос вершин гасящих импульсов AU, а значит, и изменение яркости изображения вдоль строки. При практически незаметном изменении яркости относительная величина перекоса (называемая еще точностью фиксации) составляет 5%, т.е.
откуда Так, при Тс = 64 мке; Тсг= 12 мке; Д = 0, 05; (R||Rflo6p||RB]J = 100 кОм, получим С = 10 нФ. Значительно лучшими характеристиками обладают управляемые схемы фиксации. Хотя принцип работы управляемой схемы фиксации аналогичен рассмотренному, она не имеет отмеченных выше недостатков. Главное отличие ее состоит в том, что управление проводимостью диода (или другого ключа, установленного вместо диода; осуществляется не видеосигналом, а специальными управляющими импульсами, которые его надежно отпирают при любом мгновенном значении размаха ТВ сигнала. Наиболее распространены схемы управляемой фиксации, показанные на рис.5.3. С помощью схем управляемой фиксации можно скорректировать наклон вершин симметричных П-имнульсов частоты полей величиной даже в 75%, возникший после разделительного конденсатора, допустив строчный перекос всего А = 0, 01. Если на видеосигнал воздействует синусоидальное напряжение помехи с частотой 50 Гц, образуя линейную сумму, то при Д ~~ 0, 01 отношение сигнал / помеха можно повысить в 50 раз по сравнению со схемой без фиксации (рис.5.4). Важным параметром устройств управляемой фиксации является время установления, выраженное, например, в числе строк, за которые точность фиксации Д достигнет заданного значения.
Это необходимо знать, например, при смене источников сигнала с различными постоянными смещениями, при импульсной помехе в ТВ канале и т.д. (рис.5.5). Выражение для нахождения времени установления фиксированного состояния ТВ сигнала имеет вид:
где - относительная величина помехи, срываю- щей фиксацию. Так, при Ап = 2; Тиф = Тсг = 12 мке; С = 10 нФ; R, = 10 Ом; Ккл-мин ■ = 90 Ом; Якл-макс = ЮО кОм и Д = 0, 01 получим п = 0, 5, т.е. процесс фиксации завершится менее чем за одну строку, или Туст = п Тс = 0, 5 64 мке = 32 мкс.
|