Lect. dr. ing. POPESCU EUGENIU [311521]

UNIVERSITATEA ,,OVIDIUS”, [anonimizat], ELECTRONICĂ ȘI TEHNOLOGIA PETROLULUI

SPECIALIZAREA: ELECTRONICĂ APLICATĂ

LUCRARE DE LICENȚĂ

ÎNDRUMĂTOR ȘTIINȚIFIC:

Lect. dr. ing. POPESCU EUGENIU

ABSOLVENT: [anonimizat]

2009

[anonimizat], [anonimizat] o aplicație practică a [anonimizat]8759BN.

[anonimizat], [anonimizat], cât și digital.

Primul capitol tratează noțiuni generale de televiziune și aplicarea acestora în cadrul televiziunii în culori și a [anonimizat], [anonimizat], precum și unele generalități legate de sistemele de televiziune color.

[anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat], cum ar fi circuitul de separare a semnalului de crominanță și circuitul de identificare.

Capitolul patru prezintă concepte de codare și decodare digitală a [anonimizat], [anonimizat].

În capitolul final este analizat decodorul de culoare realizat cu ajutorul circuitului integrat TA8759BN, bazat pe receptorul TV 2000A MK8.

Cuprins

Capitolul 1.

Generalități.

Televiziunea. Receptoare de televiziune

Televiziunea reprezintă transportul electronic al sunetului și imaginilor în mișcare de la sursă la receptor. Semnalele TV sunt transmise acum prin intermediul undelor radio terestre (transmisia clasică TV), cu ajutorul cablurilor coaxiale (televiziunea prin cablu), folosindu-se sateliți geostaționari ([anonimizat]), cu ajutorul înregistrărilor pe bandă magnetică sau videocasetelor și înregistrărilor optice pe discuri video digitale (DVD).

[anonimizat] (alb-negru) [anonimizat] 20 [anonimizat]. O atenție deosebită este acordată rezoluției imaginii (HDTV – high-definition television) și schimbării dimensiunilor receptorului TV pentru a [anonimizat] (pe ecran lat). [anonimizat], cu scopul de a oferi servicii interactive și posibilitatea emiterii a multiple programe în paralel în cadrul spațiului ocupat în prezent de către un singur program.

1.1. Analiza imaginii

Deoarece o [anonimizat]. Aceasta implică un proces de analiza și necesită un element de sincronizare pentru definirea ratei de analiză; elementul de sincronizare trebuie să fie prezent atât la sursă cât și la emițător, astfel încât analiza imaginii la sursă cât și construirea simultană a imaginii la receptor să aibă loc în același timp, sincronizat. O imagine TV poate fi descompusă în orice manieră, atâta timp cât receptorul asamblează imaginea exact în același fel, dar legătura dintre emițător și receptor trebuie să conțină două căi distincte de transport a informației: semnalul video, un semnal electric reprezentând echivalentul electric al semnalului luminos transmis, și timpul de sincronizare pentru a defini etapele din procesul de descompunere. Prezența elementului de sincronizare sugerează că fiecare imagine va fi reconstruită într-un anumit interval de timp, acest interval de timp depinzând de cât de repede putem converti elementele imaginii, iar aceasta, la rândul său, depinzând de lățimea de bandă disponibilă în sistemul de transmisie.

Fig. 1.1.a. Scanarea imaginii

Fig.1.1.b. Scanarea formei de undă în dinte de fierăstrău

Procesul de scanare. Liniile orizontale se mișcă de la stânga la dreapta ecranului pe direcție orizontală și se înșiruie pe verticală de-a lungul câmpului de deflexie pe verticală de viteză redusă.

1.2. Procesul de scanare

Dupa concentrarea imaginii ce urmează a fi televizată pe o suprafață light-sensitive, urmeaza următoarea etapă a procesului de descompunere, și anume diviziunea tiparului în elemente ale imaginii sau pixeli. Fiecare pixel este asemenea punctelor ce compun o fotografie, fiecare putând oferi o singură nuanță. Așadar detaliile sau definiția imaginii reproduse sunt proporționale cu un număr de pixeli. În televiziunea cu 625 de linii avem aproximativ 450.000 de pixeli, un număr potrivit pentru un receptor cu diagonala de 67 centimetri, dar cu mult insuficient pentru un ecran cu diagonala mai mare. Figura 1.1. arată procesul de scanare, linie cu linie, de citire sub formă serială a tiparului de lumini și umbre ce alcătuiesc imaginea. Când jumătate din linii au fost alcătuite, punctul de scanare a ajuns în partea de jos a imaginii și s-a realizat trasarea unui câmp. Acum se reîntoarce în partea de sus a ecranului pentru trasarea restului din 625 de linii în spațiul dintre liniile trasate anterior. Acesta este cunoscut ca procesul de interlacing (întrețesere) și oferă avantajele unui flicker rate (rată de fluctuare) de 50 Hz (cicluri pe secundă) cu o viteză de scanare și lățime de bandă inferioară necesară pentru un frame rate (frecvență de imagine) de 25 Hz.

Toate sistemele TV folosesc tehnica de întrețesere 2:1, depinzând doar de declanșarea precisă a scanării de cadru.

Fig. 1.2. Matrice de fotodiode pe bază de silicon aflate într-un cip de captare imagine

1.3. Senzorul de imagine

La începuturi, dispozitivul de captare a imaginii era un tub termoelectric a cărei față de plasare sensibilă la lumina reală scanată de un fascicul electronic concentrat. În prezent, este folosit un dispozitiv în corp solid, ca în figură 1.2. Suprafața sa de trasare este construită dintr-o serie de sute de mii de fotodiode pe bază de siliciu montate pe un cip, cu o diagonală tipică de 7 mm, aranjate pe linii și coloane. Cu toate că un senzor real de acest tip poate să conțină 750 diode pe linie și 575 de rânduri, figura 1.2. reprezintă o matrice de 12×9 pentru simplitate. În timpul perioadei active de câmp, fiecare dioda cu prag inversat se comporta asemenea unui convertor, obținând o încărcătură electrică proporțională cu cantitatea de lumină captată: imaginea de televiziune este concentrată de către suprafața de trasare a senzorului spre un sistem optic de lentile. Fiecare diodă este adresată pe rând de către circuitul de sincronizare al senzorului deoarece încărcătura din partea superioară a rândului de fotodiode este citită întâi, de la stânga la dreapta. Fiecare linie este citită pe rând, avansând pe partea de jos, până când linia din partea inferioară este atinsă după 20 de ms. Prima scanare pe verticală implica fiecare linie impară din matricea de diode (1, 3, 5, s.a.m.d.). Apoi începe o nouă scanare, de data asta fiind adresate pe rând fotodiodele din liniile pare (2, 4, 6 etc), acest proces fiind încheiat în alte 20 ms. În acest punct, imaginea a fost deja scanata într-un interval total de 40 ms, fiind realizată simularea tiparului și secvenței din figura 1.1.

1.4. Cuplajul de sarcină

Condensatoarele formate de fotodiodele pe bază de silicon sunt reprezentate prin C1, C2, C3 și C4 în figura 1.3, ce reprezintă primii 4 pixeli dintr-o linie a unui semnal de televiziune. C1 dobândește o sarcină proporțională cu nivelul de lumină al primului pixel și apare ca fiind tensiunea de la ieșirea primului amplificator A1. Dacă toate comutatoarele S1-S3 sunt închise temporar, încărcătura lui C1 va fi transmisă către C2, a cărui încărcătură va fi transferată spre C3 și așa mai departe până la ultimul din linie, în partea din dreapta a diagramei. Prin închiderea sincronă temporară a tuturor comutatoarelor, sarcina nivelului de strălucire corespunzător fiecărui pixel poate “defila” spre dreapta unde poate fi recepționată o citire secvențială a tiparului de lumină de-a lungul acelei linii, la o rată ce depinde de frecvență de comutare (de ceas). Aceasta va forma semnalul video cu citirea secvențială a fiecărei linii TV, într-o manieră similară a unui registru de deplasare. Acest proces sta la baza funcționării unui CCD (cuplaj de sarcina). Amplificatoarele A1, A2, etc, sunt incluse în cipul senzorului astfel încât conectorii externi să necesite doar impulsul de tact și transfer. Pornind din colțul dreapta-jos al senzorului, exista un semnal video analogic care după filtrarea rămășițelor de tact, este similar aceluia arătat în figura 1.4, o analogie electrică a tiparului imaginii, cu zone “blank” la intervale de 64 μs și 20 ms, intervale în care va avea loc returul în cadrul displayului. De fapt, senzorul de imagine scanează o linie completa orizontală în 52 μs și face o pauză de 12 μs înaintea scanării liniei următoare. În mod similar, scanarea pe verticală ocupa 18,4 ms, cu un interval de retur de 1,6 ms.

Astfel se obține semnalul video și este momentul de a introduce al doilea semnal, cel de tact, pentru a se realiza sincronizarea cu receptorul TV.

Fig. 1.3. Conceptul unui senzor de imagine CCD. Tiparele luminoase sunt ținute ca încărcături ale condensatoarelor, una pentru fiecare pixel

Fig. 1.4. Liniile de semnal video: a) luminozitate mare, b) luminozitate scazuta, c) conținut de imagine

1.5. Impulsurile de sincronizare

Receptorul sau monitorul ce va fi folosit pentru afișarea imaginii are generatoare de formă de undă de scanare ce trebuie rulate sincron cu procesul de citire al liniilor de pixeli și coloane în senzorul de imagine. Aceasta asigura că fiecare pixel recepționat de către senzor este reprodus la locul potrivit pe afișaj. În cazul în care camera detectează un spot luminos în colțul din dreapta sus a imaginii, iar punctul de scanare al monitorului este în centrul ecranului când imaginea este reprodusa, acesta va fi reprezentată distorsionat.

Fig. 1.5. Semnalul de bază TV analogic – aranjarea semnalului video și informația de sincronizare precum și relația dintre timing-ul semnalului și formele de undă de scanare

Această distorsiune este prevenită prin introducerea impulsurilor de sincronizare în forma de undă a semnalului video, la intervale regulate fiind inclus un mod de recunoaștere al acestora pentru a putea fi recepționate de către receptorul TV. Pentru a indica începutul unei noi linii de scanare, este introdus un puls negativ de 4.7 μs în fiecare perioadă de blancare, iar pentru a iniția returul de câmp se introduce o serie de impulsuri similare în fiecare perioada de suprimare. Acestea sunt reprezentate în figură 1.5, ce prezintă un semnal video complex (VBS – video black level and sync). Nivelul de negru este stabilit la 0.3V din care semnalul se ridică la 1V pentru vârful de alb, nivelurile cu strălucire inferioară având un voltaj corespunzător mai scăzut. De fiecare dată când are loc un puls de sincronizare, tensiunea semnalului scade la 0 pe toată durata acestuia. Timing-ul șirurilor de impulsuri de sincronizare este critic pentru buna întrețesere în imaginea afișată, iar generatorul de impulsuri de sincronizare este proiectat chiar în acest scop.

1.6. Reproducerea imaginii

Semnalul video complex obținut se afla într-o formă ce combina atât informația video cât și cea de sincronizare. Procesul de generare a imaginii simplificat, pe ecranul tubului catodic, presupune existența unui circuit închis și legarea camerei video cu monitorul cu un singur cablu coaxial. La partea de emisie exista un senzor de imagine ce conține lentilele necesare și circuitele de sincronizare.

În continuarea sa, se afla generatorul principal de impulsuri de sincronizare ce declanșează generatorul de sincronizare din cameră și oferă semnalul de blancare folosit în amplificatorul de procesare video. A doua pereche de ieșiri din secțiunea sa de impulsuri de sincronizare este conectată la un etaj sumator unde are loc procesul de inserție în semnalul video, apoi semnalul video complet fiind transportat spre cablul de transmisie.

Odată ajuns la monitor, semnalul este întâi amplificat, apoi este transmis spre catodul tubului cinescop. A doua cale este spre etajul de separare al sincronizării ce funcționează pe baza diferențelor de amplitudine pentru a separa impulsurile de sincronizare în scopul folosirii în generatoarele bază de timp. Ele funcționează în aceeași manieră ca și cele din cameră pentru a genera un curent sub forma de dinte de fierăstrău în bobinele de scanare ce folosește la deflexia undei de scanare în tubul cinescop. Așadar există două sisteme de scanare, unul la emisie și unul la recepție, ce variază de sus în jos și de jos în sus într-o perfectă sincronizare; și o tensiune în continuă schimbare sub forma semnalului video ce se modifica pe baza tiparului de lumini și umbre din senzorul de imagine al tubului cinescop.

1.7. Modulația și tipurile de modulație folosite în televiziune

Modulația în contextul televiziunii și al semnalelor video, reprezintă imprimarea unei forme de undă (video, sunet sau puls digital) pe o undă purtătoare. Natura undei purtătoare depinde de mediul ce urmează a fi traversat, fie el spațiu, cablu, fibră optică; distanța ce urmează a fi străbătută; precum și natura informației transportate. Așadar banda de frecvențe medii (FM) este potrivită pentru emisia la mare distanță a unor semnale audio, dar este de puțin folos pentru televiziune; la cealaltă extremă, banda de frecvență super înalta (SHF – Super-High Frequency) este potrivită pentru transmisia semnalului de televiziune având ca sursa un satelit orbital.

Tipurile de modulație folosite în comunicații pentru atașarea informației la unda purtătoare sunt: modulația de amplitudine, modulația de frecvență, modulația de fază precum și modulația în impulsuri codificate.

În transmisiile audio sunt folosite de obicei modulația de amplitudine și cea de frecvență, cea din urmă fiind folosită la banda de frecvențe joase (LF – Low Frequency), medii (MF – Medium Frequency) și înalte (HF – High Frequency) iar cea în amplitudine este folosită la frecvențe foarte înalte (VHF – Very High Frequency).

În transmisia TV terestră transmisiile în amplitudine sunt folosite pentru imagine, iar cele în frecvență pentru sunet. Televiziunea se folosește de toate cele patru tipuri de modulație, forma modulației de faza fiind folosită pentru semnalul de culoare, iar unele transmisii TV moderne se folosesc chiar și de modulația în impulsuri codificate (PCM – Pulse Code Modulation)

În toate standardele TV se folosește modulația de amplitudine pentru transmiterea semnalelor imaginii alb-negru. Pentru transmiterea sunetului însoțitor, toate standardele, cu excepția celui francez și celui englez se utilizează modulația in frecvență.

Pentru transmiterea informației de culoare, se folosesc metode diferite pentru purtătoarea de culoare, funcție de tipul sistemului de televiziune în culori, astfel:

Modulația de amplitudine în cuadratură (QAM – Quadrature Amplitude Modulation) în sistemele de televiziune în culori NTSC (National Television System Colour) și PAL (Phase Alternation Line);

Modulația în frecvență a două subpurtătoare de crominanță în sistemul de televiziune în culori SECAM (Sequentiel a Memoire).

Modulația în amplitudine a fost printre primele tipuri de modulație folosite, fiind probabil cel mai ușor de înțeles. Unul din avantajele sale este simplitatea detecției sau procesul de modulare ce necesită în forma originală doar un redresor și un filtru pentru recuperarea informației de modulație.

Modulația în frecvență este folosită pentru transmisiile audio de înaltă fidelitate în banda VHF II. Majoritatea acestor transmisii sunt codate multiplex-stereo. Principalul uz al modulației în frecvență este transmiterea semnalului de sunet ce însoțește transmisia TV la frecvențe ultra-înalte (UHF – Ultra High Frequency) pe 625 linii și pentru transmisiile TV prin satelit. În acest tip de modulație amplitudinea semnalului este menținută constantă, iar frecvența undei este variată la o rata dependentă de frecvența semnalului modulator și de o cantitate dependentă de puterea semnalului modulator.

1.8. Sisteme de TV în culori

Sistemele de TV în culori actuale sunt:

Sistemul NTSC (National Television System Colour), apărut în Statele Unite, a fost primul sistem de televiziune color și care prezintă ca deficiență majoră o sensibilitate ridicată la defazările suferite de semnalele de culoare în procesul propagării, sensibilitate manifestată prin distorsionarea culorilor în cazul unor defazări mai mari de 50 Hz;

Sistemul PAL (Phase Alternating Line), se folosește de principiul alternării fazelor de la o linie la alta a componentei de crominanța pentru corectarea unor neajunsuri ale sistemului NTSC.

Sistemul SECAM (Séquentiel Couleur À Mémoire), sistem apărut în Franța care, pentru îmbunătățirea sistemului NTSC, folosește principiul transmiterii secvențiale a componentelor semnalelor de crominanță. Transmiterea componentelor de crominanță se face prin modularea în frecvență cu benzi laterale inegale, de către fiecare componentă, a câte unei subpurtătoare de crominanță cu frecvențele de 4,25 MHz și respectiv 4,41 MHz.

Capitolul 2.

Sistemul PAL

În Europa a fost întârziată adoptarea unui standard al televiziunii color, fiind considerate mai multe sisteme între anii 1953-1967, sisteme compatibile cu standardul european de 625 de linii, 50 de câmpuri pe secundă, 2:1 întrețesut, monocrom. Specificațiile NTSC au fost modificate pentru a corecta gradul mare de integritate necesar al fazei și amplitudinii în timpul transmisiunii pentru a evita distorsiunile de culoare.

Sistemul PAL (Phase Alternation Line) a fost pus la punct de dr. Walter Bruch în anul 1962 și reprezintă o variantă îmbunătățită a sistemului TV color cu modulație în cuadratură.

Sistemul PAL implementează o inversare linie cu linie a fazei unei culori componente, bazându-se la origine pe proprietatea ochiului de a face media oricărei distorsiuni de culoare și astfel, a o aduce la o culoare potrivită. Emisia în sistem PAL a început în anul 1967 în Germania și Marea Britanie, fiecare folosind variante relativ diferite ale acestui sistem.

Ochiul uman este mai sensibil la distorsiunile de nuanță decât la cele de puritate. Se poate demonstra că distorsiunile liniare ce apar pe canal nu afectează nuanța redată, putând fi compensate. Distorsiunile neliniare determină o nuanță eronat redată.

2.1. Semnalul video complex color PAL

Crominanța modulată este adăugată la informația de luminanță împreună cu semnalele de sincronizare pe orizontală și verticală, semnalul de suprimare, precum și semnalele color burst (salva de culoare), pentru a genera formele de unda ale semnalului video complex arătate în figura 2.1.

(2.1)

unde :

–- semnalul de luminanță;

–- semnalul de crominanță;

–- semnalul de sincronizare a subpurtătoarei de culoare;

–- semnalele de sincronizare linii și cadre ( pot fi considerate incluse în).

Fig. 2.1. Semnalul video PAL composite pentru barele de culoare 75%

(2.2)

Cele două semne alternative se adoptă după algoritmul următor:

semnul superior este adoptat pe durata liniilor impare, semicadrelor 1 și 2 și a liniilor pare în semicadrele 3 și 4;

semnul inferior este adoptat pe durata liniilor pare, semicadrelor 1 și 2 și a liniilor impare în semicadrele 3 și 4.

Se observă felul particular în care s-a scris semnalul de sincronizare a culorii, ținându-se cont de faptul că amplitudinea sa va fi reglată distinct, în funcție de impulsul de sincronizare linii.

Ca și la NTSC, componentele de luminanță sunt aflate la o distanță FH datorită suprimării pe orizontală. Deoarece componenta EV este schimbată simetric la jumătate din viteza de schimbare a liniei, sunt create numai armonici impare rezultând în componente EV aflate la distanța FH . Componentele EV sunt aflate la distanță de jumătate de linie de componentele EU, componente ce au de asemenea distanțe FH. Dacă subpurtătoarea ar fi avut o defazare de jumătate dre linie precum în cazul NTSC, componentele de culoare EU ar fi fost perfect întrețesute, dar componentele EV ar fi coincis cu semnalul de luminanță EY astfel nefiind întrețesut provocând apariția unor puncte verticale staționare. Din acest motiv în sistemul PAL este folosită o defazare de ¼ din mărimea liniei pentru subpurtătoarei de frecvență.

FSC = [(1135/4) + (1/625)] FH pentru (B, D, G, H, I, N) PAL

FSC = (909/4) FH pentru (M) PAL

FSC = [(917/4) + (1/625)] FH pentru (NC) PAL

unde:

Fsc – frecvența subpurtatoarei de crominanță

FH – frecvența de scanare pe orizontală

Factorul adițional (1/625) FH (25 Hz) realizează deplasarea punctelor de culoare, reducând vizibilitatea acestora. Figura 2.2. ilustrează frecvențele rezultate și întrețeserea acestora. O tranziție de opt câmpuri complete este necesară pentru a reveni la aceeași poziție.

Fig.2.2. Principiul de întrețesere al luminanței și crominanței

2.1.1. Semnalul de luminanță PAL

Semnalul de luminanță monocrom este derivat din R`G`B:

(2.3)

Ca și la NTSC, semnalul de luminanță ocupă întreaga lățime de bandă. PAL și are unele variații, în funcție de banda video și plasarea subpurtatoarei audio. Semnalul video complex are o lățime de bandă de 4.2, 5.0, 5.5 sau 6 MHz, în funcție de standardul PAL folosit.

2.1.2. Semnalul de crominanță PAL

Semnalele utilizate în sistemul PAL sunt semnalele (semnalele diferență de culoare obținute din și respectiv în urma compresiei cu și . Relația de calcul a semnalelor și , calculată direct cu ajutorul semnalelor de culoare primare este următoarea:

(2.4)

Lățimea de bandă a semnalelor și este de 1.3MHz. Semnalul de crominanță este descris cu relația modulației în cuadratură :

, (2.5)

unde indicele p provine de la PAL

2.1.3. Compensarea erorii de fază folosind modulația în cuadratură în sistemul PAL

Ca și în semnalul NTSC, se folosesc semnalele diferență de culoare EU si EV pentru a modula subpurtătoarea de culoare, folosind două modulatoare în echilibru ce operează în cuadratură: un modulator este condus de subpurtătoarea în fază sinus, iar celălalt modulator este condus de subpurtătoarea în fază cosinus. Produsul celor două modulatoare este reunit pentru a forma semnalul modulat de crominanță:

FSC = 4.43361875 MHz (± 5 Hz) pentru (B, D, G, H, I, N) PAL

FSC = 3.58205625 MHz (± 5 Hz) pentru (NC) PAL

FSC = 3.57561149 MHz (± 10 Hz) pentru (M) PAL

Semnalul de crominanță în PAL se poate scrie sub forma:

(2.6)

unde semnul ± este interpretat în sensul că pe durata unei linii semnul este “+” iar pe durata liniei următoare semnul este “-“.

În PAL, faza lui EV se inversează după fiecare linie. EV a fost selectat pentru procesul de inversiune deoarece are un factor de câștig mai mic decât EU, astfel fiind mai puțin susceptibil la instabilitatea apărută la jumătate din rația de schimbare a lui FH. Rezultatul alternării fazei lui EV este că orice eroare a fazei subpurtătoarei de culoare produce erori complementare, permițând efectuarea mediei linie cu linie la receptor pentru anularea erorilor și generarea nuanței corecte cu o saturație puțin redusă. Această tehnică necesită că receptorul PAL să poată determina faza corectă a lui EV. Identificarea fazei lui EV se face folosind o tehnică cunoscută precum sincronizarea AB, sincronizarea PAL, comutarea PAL sau oscilarea salvelor, ce consistă în alternarea fazelor salvelor de culoare cu ±45° la frecvența de linie în cauză. Diagrama vectorială EU-EV este arătată în figurile 2.3 și 2.4. Decodoarele simple PAL se bazează pe însușirea ochiului de a face media erorilor linie cu linie de nuanță. Decodoarele standard PAL folosesc o linie de întârziere 1H pentru a separa EU de EV în procesul de mediere a valorilor. Ambele implementări au problema barelor Hanover, în care perechile de linii adiacente au o eroare reală și complementară de nuanță. Rezoluția verticală a crominanței este redusă datorită operației de mediere.

Fig. 2.3. și 2.4. Diagrama vectorială EU – EV pentru barele de culoare 75%, linie [n] PAL switch = 0, respectiv linie [n+1] și PAL switch = 1

2.1.4. Alegerea frecvenței subpurtătoarei de culoare Fp

Lățimea de bandă a semnalului de luminanță EY are componentele la distanța proporțională cu FH, precum și componente secundare aflate la distanța FV.

Lățimea de bandă a lui EU are o structură similară cu cea a semnalului de luminanță. Cea al lui EV, datorită comutării fazei, are componentele principale la distanță proporțională cu multipli impari de FH/2 iar componenta continuă lipsește.

Fig. 2.5. Interlacing-ul spectrelor în cazul PAL

Datorită acestor particularități, dacă în sistemul PAL s-ar alege frecvența purtătoare ca și în NTSC, multiplu impar de FH/2 componentele spectrale ale lui EU ar fi aflate la o distanță potrivită în raport cu EY, însă componentele lui EV ar coincide cu cele ale lui EY.

Pentru a avea cea mai redusă vizibilitate a subpurtătoarei, aceasta se alege cu o defazare de un sfert de linie, apoi va fi introdusă o mică corecție:

(2.7)

Astfel, FP 4,43 Mhz

Astfel se realizeaza interlacing-ul semnalelor EY, EU și EV, ilustrat în fig. 2.5. Din relația anterioară se poate deduce o relație între perioadele semnalelor:

(2.8)

Subpurtătoarea de culoare diferă de la o linie la alta cu un sfert de perioadă. Aceasta face ca pe un receptor alb-negru subpurtătoarea de culoare să fie vizibilă sub forma unei întrețeseri fine de linii fixe oblice. Vizibilitatea este ameliorată dacă se execută o deplasare laterală de la semicadru la semicadru. În acest scop, frecvenței purtătoare de culoare i se adaugă FV/2 = 25 Hz.

Rezultă relația exactă adoptată pentru determinarea frecvenței subpurtătoarei de culoare:

(2.9)

Frecvența exactă dată, unde FH = 15.625 kHz și FV = 50 Hz este:

Se aproximeaza la 4,43 MHz.

Alegând frecvența cu relația precedentă, subpurtătoarea de culoare se va manifesta sub forma unei țesături fine de linii oblice care se deplasează de la semicadru la semicadru. Se pune problema după câte cadre perturbația va ocupa aceeași poziție. În acest scop se calculează:

(2.10)

Se va determina care este cel mai mic k, astfel încât kTH să fie un multiplu întreg de TP:

kTH = nTP sau (2.11)

Cel mai mic k este chiar 4·625, adică după 4 cadre complete se va obține un număr întreg de tip Tp, aceasta fiind perioada perturbației dată de subpurtătoarea Fp pe un receptor monocrom.

Pentru standardele de canal TV cu lățimea de banda de 6 MHz, semnalul de crominanță se transmite complet, cu ambele benzi laterale : Fp 1,3 MHz.

Pentru standardele având canalul TV cu lățimea de 5 MHz, semnalul de crominanță se transmite cu banda .

2.1.5. Semnalul de sincronizare a culorii în PAL

Ca în NTSC, pe parcursul impulsului de stingere linii este transmis un semnal cu rol de sincronizare, EF, constând într-o salvă de 10 ( 1) perioade. Pentru o detecție corectă a semnului EV, semnalul EF nu se va transmite cu faza 180 (ca în cazul NTSC), ci cu o fază alternantă sincron cu EV:

Fig. 2.6. Semnalul salvă (burst)

+ 135 pentru +EV.

– 135 pentru – EV .

Față de axa 180, faza semnalului de sincronizare culoare va fi de 45, iar față de axa 0 acesta se va scrie:

EF = EFsin(pt + 180 45) = |EF| sin(pt 45) (2.12)

Un comutator este folosit la dirijarea corectă a lui EF cu cele două faze, sincron cu comutatorul lui EV dupa urmatoarea regula:

+135, pe timpul liniilor impare din semicadrele 1 și 2 și pe timpul liniilor pare din semicadrele 3 si 4.

-135, pe timpul liniilor pare din semicadre 1 și 2 și pe timpul liniilor impare din semicadrele 3 și 4.

Intervalul de repetiție al impulsurilor de sincronizare este de 2 cadre, iar in intervalul de stingere pe verticală semnalul de sincronizare a culorii nu mai este transmis.

2.2. PALplus

PALplus (ITU-R BT.1197 și ETSI ETS 300 731) este rezultatul proiectului cooperativ început în anul 1990 de mai multe televiziuni europene. Până în anul 1995 obiectivul lor era să ofere un sistem de înaltă definiție îmbunătățit (EDTV – Enhanced Definition Television System), compatibil cu receptoarele deja existente.

Transmisia în PALplus a început în anul 1994 în cadrul mai multor televiziuni. O imagine PALplus are o rație de 16:9, ce este afișată pe televizoarele convenționale ca o imagine de 16:9 letterboxed cu 430 de linii active. Pe televizoarele cu suport PALplus, este afișată ca o imagine de 16:9 cu 574 linii active cu rezoluție verticală extinsă. Întreaga bandă video este disponibilă pentru detaliile de luminanță. Artefactele dintre culori sunt reduse prin codare.

2.2.1. Semnalizarea Wide Screen

Linia 23 conține controlul semnalizării widescreen (WSS – Wide Screen Signaling), definită prin ITU-R BT.1119 și ETSI EN 300 294, folosite de televizoarele PALplus. Acest semnal indică:

Formatul imaginii programului de televiziune:

– Formatul complet 4:3;

– Formatul Letterbox 14:9 Center;

– Formatul Letterbox 14:9 Top;

– Formatul complet 14:9 Center;

– Formatul Letterbox 16:9 Center;

– Formatul Letterbox 16:9 Top;

– Formatul complet 16:9 Anamorphic;

– Formatul Letterbox >16:9 Center.

Serviciile îmbunătățite:

– Camera Mode;

– Film Mode.

Subtitrări:

– Subtitrări incluse în teletext;

– Open Subtitles..

PALplus este definit ca fiind un format letterbox 16:9 centrat, camera mode sau film mode, iar semnalele de ajutor prezente folosesc modulația și curățarea imaginii prin codare. Subtitrările incluse în teletext sunt sau nu prezente, iar subtitrările de tip open subtitle pot fi prezente numai în zona de imagine activă.

În timpul unei transmisii PALplus orice semnal video transmis pe liniile 23 și 623 este șters înaintea procesului de codare. În plus față de datele WSS, linia 23 include 48±1 cicluri ale unei purtătoare de 300 ± 9 mV cu o fază –U, începând la 51 μs ±250 ns după 0H. Linia 623 conțină un impuls alb de 10 μs ± 250 ns, ce începe la 20 μs ± 250 ns după 0H.

Un televizor PALplus are opțiunea de deinterlacing a unui semnal film mode și afișarea acestuia pe un afișaj cu o frecvență de scanare progresivă de 50 Hz sau folosind un afișaj ce folosește un repetor de câmp cu o frecvență de 100Hz interlaced.

2.2.2. Ghost Cancellation

Un semnal opțional de ghost cancellation poate fi prezent pe linia 318, definit prin ITU-R BT.1124 și ETSI ETS 300 732, care permite unui receptor TV cu această funcție să măsoare semnalele de tip ghost (fantomă) și să anuleze orice prezență a acestora în timpul rulării video activ. Un receptor PALplus poate suporta sau nu această funcție.

2.2.3. Filtrarea pe verticală

Toate sursele PALplus încep ca o imagine anamorfica YCbCr 16:9, ocupând toate cele 576 de linii active de scanare. Orice semnal video activ pe liniile 23 și 623 este șters înaintea procesului de codare (deoarece aceste linii sunt folosite pentru WSS și informația de referință), rezultând 574 linii active pe cadru. Liniile 24-310 și 336-622 conțin semnalul video activ.

Înaintea transmisiei, toate cele 574 linii de scanare active a imaginii 16:9 sunt comprimate în 430 de linii de scanare. Pentru a evita probleme de aliasing, rezoluția verticală este redusă prin folosirea unui filtru trece-jos. Pentru semnalul de luminanță EY, filtrare pe verticală este făcută folosind unui filtru oglindit în cuadratură (QMF) realizat cu ajutorul unei perechi trece-sus și trece-jos. Folosind QMF procesul permite informației trece-sus și trece-jos să fie resampled, transmisă și mai apoi recombinată cu pierderi minime.

Ieșirea de luminanță EY QMF trece-jos este reconstruita la ¾ din înălțimea originală, puține informații fiind pierdute procesului de aliasing. După un clean encoding rezultă semnalul de tip letterbox afișat de către televizoarele 4:3 convenționale.

Ieșirea de luminanță EY QMF trece-sus conține restul frecvenței originale pe verticală. Este folosită pentru a genera semnalele de ajutor, sunt transmise folosind linii de scanare negre neutilizate de către imaginea de tip letterbox.

2.2.4. Film Mode

O emisie de tip film mode are ambele câmpuri ale unui cadru rezultate din aceeași imagine, cum este cazul cu un film înregistrat folosind o telecameră.

În film mode, rezoluția maximă pe verticală per cadru este de aproximativ 287 cicluri raportat la înălțimea activă a imaginii (cph – cycles per active picture height), limitate de cele 574 linii active de scanare per cadru.

Rezoluția pe verticală a luminanței EY este redusă la 215 cph pentru a putea fi transmisă folosind doar 430 de linii active. Filtrele trece-jos și trece-sus QMF împart informația de luminanță EY pe verticală în DC–215 cph și 216–287 cph.

Informația de luminanță EY trece-jos este rescanată la 430 de linii pentru a putea deveni imaginea de tip letterbox. Deoarece frecvența pe verticală este limitată la un maxim de 215 cph, nici o informație nu este pierdută.

Informația de luminanță EY trece-sus este redusă astfel încât numai una din patru linii este transmisă mai departe. Aceste 144 de linii sunt folosite pentru transmiterea semnalelor ajutătoare. Din cauza procesului QMF nici o informație nu este pierdută din cauza reducerii informației de luminanță.

Cele 72 de linii din partea superioară și cele 72 de linii din partea inferioară a celor 430 de linii centrale sunt folosite pentru transmiterea celor 144 de linii ale semnalelor ajutătoare. Aceasta rezultă într-o imagine standard activă de 574 de linii dar cu o imagine la rația originală, centrată între semnalele ajutătoare. Liniile de scanare ce conțin cei 300 mV ai semnalelor ajutătoare sunt modulate folosind subpurtătoarea U așa că aspectul lor este negru, nefiind vizibil privitorului.

După procesarea fixă Colorplus, cele 574 linii de scanare sunt codate PAL și transmise ca un cadru standard întrețesut PAL.

2.2.5. Camera Mode

Modul camera (sau video) presupune independența câmpurilor unui cadru, unul față de celălalt cum ar fi cazul unei camere ce filmează o scenă în mișcare. Așadar, imaginea s-ar fi putut schimba între câmpuri. Este realizată numai procesarea intra-cîmpuri.

În modul camera, rezoluția maximă verticală pe câmp este de aproximativ 143 cicluri pe înălțimea imaginii active (cph), limitată de cele 287 linii de scanare active pe câmp.

Rezoluția verticală a luminanței este redusă la 107 cph pentru a putea fi transmisă folosind cele 215 linii active. Perechea de filtrare trece-jos și trece-sus QMF împarte informația de luminanță pe verticală în DC–107 cph și 108–143 cph.

Informația de luminanță EY trece-jos este rescanată în 215 linii pentru a deveni imaginea tip letterbox. Deoarece frecvență pe verticală este limitată la un maximum 107 cph, nici o informație nu este pierdută.

Ieșirea informației de luminanță EY trece-sus este redusă, astfel încât una din patru linii este transmisă. Aceste 72 de linii sunt folosite pentru transmiterea semnalelor ajutătoare. Din cauza procesului QMF nici o informație nu este pierdută din cauza reducerii.

Cele 36 linii superioare și cele 36 linii inferioare celor 215 linii ale imaginii de tip letterbox sunt folosite în transmiterea semnalului ajutător. Aceasta rezultă în apariția unei imagini de 287 linii active, dar cu imaginea originală la rația inițială, centrată între semnalele ajutătoare. Liniile de scanare ce conțin cei 300mV ai semnalelor ajutătoare sunt modulate folosind subpurtătoarea U, astfel încât ele vor fi negre, invizibile privitorului. După procesarea fixă sau Motion Adaptive ColorPlus, cele 287 linii sunt codate PAL și transmise sub formă de câmpuri.

2.2.6. Clean Encoding

Numai porțiunea de tip letterbox a semnalului PALplus este codată in mod clean. Semnalele ajutătoare nu sunt în realitate semnale video PAL, însă ele sunt suficient de apropiate de semnalul video pentru a trece prin calea de transmisie și a rămâne aparent invizibile pe televizoarele standard

2.2.7. Procesarea ColorPlus

ColorPlus de tip fix

Modul film folosește o tehnică ColorPlus de tip fix folosindu-se de lipsa de mișcare dintre două câmpuri ale cadrului. ColorPlus de tip fix depinde de faza de subpurtătoare a semnalului PAL complex, fază având starea opusă la diferență de 312 linii. Dacă aceste două linii au aceeași informație de luminanță și crominanță, ele pot fi separate adăugând și apoi scăzând semnalele complexe unul din celălalt. Adăugarea anulează crominanță lăsând doar semnalul de luminanță, pe când scăderea anulează luminanța, lăsând doar semnalul de crominanță.

În practică, informația de luminanță EY de peste 3 MHz (EYHF) este adusă la medie între cadre, deoarece împarte spectrul de frecvență cu semnalul de crominanță modulat.

Pentru linie [n], EYHF este calculat cu ajutorul relației:

EYHF(60 + n) = 0.5(EYHF (372 + n)+ EYHF(60 + n)) (2.13)

EYHF(372 + n) = EYHF (60 + n). (2.14)

(0 ≤ n ≤ 214 pentru 430 linii, imagine letterboxed)

Semnalul de luminanță EYHF de înaltă frecvență este adăugat informației de luminanță de joasă frecvență EYLF . Același proces de mediere intracadru este folosit și pentru Cb și Cr. Imaginea letterbox de 430 de linii este apoi codată PAL. Așadar informația de luminanță de peste 3 MHz și informația CbCr este aceeași pe liniile [n] și [n+312]. Informația de luminanță sub 3 MHz poate fi diferită pe aceste linii. Întreaga rezoluție verticală de 287 cph este apoi reconstruită de decodor folosind semnalele ajutătoare.

Motion Adaptive ColorPlus (MACP)

Modul camera folosește fie Motion Adaptive ColorPlus, fie ColorPlus de tip fix în funcție de cantitatea de mișcare dintre câmpuri. Aceasta este este necesară în mișcare atâta în codor cât și în decodor.

Pentru detectarea mișcării, datele CbCr pe liniile [n] și [n+312] sunt comparate. Dacă se potrivesc este presupusă absența mișcării și este folosit ColorPlus de tip fix. Dacă datele CbCr nu coincid este presupusă mișcarea și operația de Motion Adaptive ColorPlus este folosită.

În timpul operației de Motion Adaptive ColorPlus cantitatea de informație de luminanță de înaltă frecvență adăugată informației de joasă frecvență este dependentă de diferența dintre CbCr(n) și CbCr(n+312). Pentru diferența maximă CbCr nici o informație de luminanță de înaltă frecvență pentru linii [n] și [n+312] nu este transmis

În plus, cantitatea de date CbCr a căror medie a fost realizată intra-frame mixată cu cantitatea directă de date CbCr depinde de diferența dintre CbCr(n) și CbCr(n+312). Pentru diferența maximă CbCr numai datele directe CbCr sunt transmise separat pentru liniile [n] și [n+312].

Capitolul 3.

Decodorul analogic de culoare PAL

3.1. Generalități

Odată descris modul în care semnalul video complex color (SVCC) conține atât informația de luminanță, corespunzătoare strălucirii imaginii transmise, cât și informația de culoare, corespunzătoare saturației și nuanței culorilor ce urmează a fi reprezentate pe ecranul receptorului TV, se poate trece mai departe la blocul specific televizorului în culori, ce realizează prelucrarea informației de culoare și a semnalului de crominanță compus, decodorul de culoare.

Decodorul de culoare realizează extragerea semnalului de crominanță complex (SCC) din SVCC, demodulează cele două semnale de crominanță, formează cele trei semnale diferență de culoare E`R–E`Y, E`G–E`Y și E`B–E`Y în scopul transmiterii spre matricea RGB.

Din cauza alcătuirii diferite a semnalului de crominanță complex în sistemele de televiziune în culori NTSC, PAL și SECAM, precum și din cauza procedeelor diferite utilizate la codarea semnalelor în cazul celor trei sisteme de televiziune în culori, și circuitele de decodare utilizate pentru prelucrarea semnalelor în cele trei sisteme vor avea deosebiri esențiale.

Decodoarele de culoare în cele trei sisteme de televiziune în culori au unele trăsături comune:

semnalul de crominanță complex se extrage din semnalul video complex color cu ajutorul unor circuite selective;

demodularea semnalelor se efectuează cu două demodulatoare distincte, corespunzătoare celor două semnale de crominanță utilizate;

există posibilitatea reglării din receptor a amplitudinii semnalelor diferență de culoare, acționându-se de fapt asupra reglajului de contrast sau saturație.

În condițiile în care semnalul recepționat nu mai asigură redarea corectă a culorii pe

ecran, semnalele de la ieșirea decodorului de culoare se vor anula automat (blocarea căii de culoare). Blocarea automată a culorii (BAC) se va efectua în cazul recepției unui semnal care:

este un semnal de televiziune monocrom;

are un nivel scăzut, raportul semnal/zgomot de la intrarea în decodor este mai mic decât 12dB;

este codat conform unui alt sistem de televiziune în culori decât cel pentru care este realizat decodorul;

nu corespunde normelor în vigoare pentru sistemul respectiv;

receptorul TV nu este bine acordat pe semnalul recepționat.

Deosebirile esențiale între decodoarele de culoare se referă în principal la modul de realizare al demodulării semnalului de crominanță.

3.2. Caracteristici și parametri ai decodoarelor de culoare

Decodoarele realizate pentru oricare din sistemele de televiziune în culori au o serie de parametri comuni, valabili în cazul oricăror sistem.

SVCC la intrare are amplitudine de 1-4 Vcc;

semnalele diferență de culoare de la ieșire au o amplitudine de 0-5 Vcc. Raportul amplitudinilor acestor semnale corespunde amplitudinilor necesare la intrarea în matricea RGB, în scopul obținerii semnalelor primare de culoare cu amplitudinea necesară;

dinamica reglajului de contrast este de 15-25 dB;

dinamica reglajului de saturație este de peste 20 dB;

modificarea raportului între semnalele diferență de culoare E`R – E`Y și E`B – E`Y este mai mică decât 1 dB;

amplitudinea minimă utilizabilă a SCC la intrarea în circuitul de separare este de -20…-25 dB față de amplitudinea de intrare maximă a acestui semnal. Pentru semnale mai mici acționează curentul de BAC;

constanta de timp a circuitului de BAC (timpul după care se blochează culoarea dacă dispare semnalul de culoare la intrare) este de 300-600 ms;

diafotia dintre căile celor două semnale de crominanță, în cazul unui semnal de intrare fără distorsiuni de faza diferențiala, este de 20-40 dB;

banda globală de frecvență corespunzătoare redării semnalelor diferență de culoare este de 0.6-1 MHz.

3.3. Decodorul de culoare PAL

La fel ca și sistemul de televiziune în culori PAL, varianta îmbunătățită a sistemului NTSC, decodorul de culoare PAL are atât în privința realizării semnalului complex de crominanță cât și a codării informației de culoare unele deosebiri esențiale.

În acest subcapitol vor fi prezentate unele circuite similare cu cele existente în schema bloc a decodorului NTSC cât și circuitele specifice sistemului PAL, cum ar fi circuitul de separare a semnalului de crominanță și circuitul de identificare.

Decodorul PAL cu linie de întârziere este realizat în multe variante, avându-se în vedere asigurarea unui raport performanta – cost optim, cât mai bun.

3.3.1. Caracteristici și parametri ai decodorului PAL

Parametri specifici ai decodorului de culoare PAL:

dinamica reglajului automat al amplificării semnalului de crominanță compus este de minim 20-30 dB;

gama maximă de reglaj a fazei relative între salvele de sincronizare și subpurtătoarea regenerată este de ;

domeniul de menținere a oscilatorului pilot pentru regenerarea subpurtătoarei este de ;

domeniul de prindere al aceluiași oscilator este de ;

eroarea statică de faza a subpurtătoarei este de ;

nivelul minim al semnalului de la intrarea în decodor pentru care se asigura funcționarea corectă a circuitului de identificare PAL este de circa (-16 dB) față de nivelul semnalului de intrare normal.

3.3.2. Schema bloc a decodorului PAL

În cele ce urmează este prezentată schema bloc a decodorului analogic PAL, în configurația schemei cât și modul de funcționare regăsindu-se unele asemănări și deosebiri față de schema bloc a decodorului NTSC.

Figura 3.1. Schema bloc a decodorului de culoare PAL

Semnalul video complex color este aplicat la intrarea amplificatorului de crominanță, ce selectează și amplifică semnalul de crominanță complex.

Amplificarea este reglată atât în mod automat, prin comanda efectuată de o tensiune de reglaj automat al amplificării, cât și manual, prin intermediul reglajului de contrast și saturație.

Mai departe, semnalul de la ieșirea amplificatorului de crominanță este aplicat unui circuit destinat separării semnalului de crominanță UV și UU. UV și UU sunt semnalele de crominanță rezultate prin modularea subpurtătoarei PAL cu semnalele diferența de culoare E`V și E`U.

Circuitul de separare cuprinde calea directă, calea întârziată (realizată cu linie întârziată de crominanță) și cele două circuite de adunare. Cele două semnale de la ieșirea caii directe și întârziate UD și UI sunt aplicate circuitelor de adunare K1 și K2. Circuitul K1 aduna cele două semnale cu semn pozitiv, la ieșirea lui rezultând semnalul de crominanță UV. Circuitul K2 realizează adunarea lui Ud cu semnul “plus” și UI cu semnul “minus”; semnalul de la ieșire va fi UU.

Demodulatoarele sincrone, folosite la detecția semnalelor de crominanță, transmise prin modulație în amplitudine cu purtătoare suprimată (MAPS), sunt atașate atât de semnalul corespunzător de crominanță, cât și de subpurtătoarea sincronă cu faza semnalului ce urmează a fi demodulat. Demodulatorul semnalului UV urmează a furniza semnalul EV`, iar demodulatorul semnalului UU furnizează semnalul diferență de culoare EU`. Având în vedere faptul că semnalele diferența de culoare au fost ponderate diferit în codor, înaintea de modularea sincronă este necesară o compensare corespunzătoare cu ajutorul a doua circuite situate după demodulatoare. Compensarea, câteodată, este efectuată chiar prin procesul de demodulare, având în vedere că amplitudinea semnalului demodulat depinde de amplitudinea semnalului de la intrarea în modulator. Înlăturarea semnalelor perturbatoare, rezultate prin demodulare, se efectuează cu ajutorul unor filtre trece-jos. Semnalul diferența de culoare EG`-EY` se obține prin matriciere.

Refacerea subpurtătoarei de crominanță și păstrarea unei diferențe fixe față de faza semnalului de sincronizare a culorii se asigura cu ajutorul unei bucle de sincronizare a fazei. Comparatorului de faza i se aplică atât subpurtătoarea furnizată de oscilatorul pilot, cât și salvele de sincronizare, extrase din SCC (semnalul de crominanță complex) din amplificatorul de crominanță. Tensiunea de reglaj furnizată de comparator este filtrată și aplicată elementului de reactanță sau unui circuit de defazare în scopul modificării frecvenței de oscilație a oscilatorului pilot și sincronizării fazei semnalului regenerat. Subpurtătoarea furnizată de oscilator, fiind defazată cu 90° față de semnalul de sincronizare a culorii, va fi aplicată demodulatorului EV` după ce i se va schimba faza secvențial, de la o linie la alta, cu 0/180°, cu ajutorul comutatorului PAL. Subpurtătoarea necesară pentru demodulatorul EU` va fi obținută cu ajutorul unui circuit de defazare de 90°.

Comparatorul de faza furnizează și tensiunea necesară pentru asigurarea funcționarii circuitului de identificare – detecție a tensiunii de RAASC și comanda blocării automate a culorii. Acest circuit compara faza tensiunii de identificare, cu frecvența de repetiție, cu faza de comutație a circuitului basculant bistabil, ce furnizează impulsuri dreptunghiulare cu frecvența, factor de umplere ½. În cazul în care circuitul identifică faza de comutație corectă a CBB, tensiunea de identificare furnizată și aplicată iarăși CBB nu va influența funcționa funcționarea acestuia din urmă. Funcționarea comutatorului PAL, comandat de CBB, va rămâne neschimbată. Dacă circuitul constată că CBB efectuează un ciclu de comutări în contratimp cu faza salvelor (comutata cu față de faza semnalului UV), tensiunea de identificare rezultantă va forța CBB să-și schimbe faza de comutație; subpurtătoarea U0V a cărei faza este acum în mod corect stabilită de comutatorul PAL, va fi din nou în faza cu semnalul de crominanță UV.

Tensiunea de identificare este strict dependentă de amplitudinea salvelor de sincronizare, deci a semnalului complex de crominanță recepționat. Din această cauză este posibil ca din aceeași tensiune să se formeze și tensiunea de comandă pentru RAASC, efectuat în urma amplificatorului de crominanță. Așa cum va arăta la descrierea detaliată a decodorului PAL, tensiunea de identificare PAL are o valoare complet diferită față de valoarea ei de regim în cazul în care nu sunt asigurate condițiile de recepție, pentru o imagine în culori acceptabilă, transmisă în sistemul PAL.

Din această cauză, tensiunea de identificare poate fi utilizată și pentru formarea unei tensiuni destinate blocării automate a căii de crominanță (tensiune BAC). Tensiunea menționată va fi uneori suprapusă peste tensiunea de reglaj manual al saturației, în scopul reducerii semnalului de crominanță la o valoare cât mai apropiată de 0. Este deosebit de important ca reglajul saturației și blocarea automată a culorii să se efectueze după extragerea semnalului de sincronizare a culorii din semnalul de crominanță compus.

O altă variantă pentru schema bloc a decodorului PAL

Folosindu-se o nouă gamă de circuite integrate, s-a obținut o nouă serie de decodoare de culoare ce prezintă următoarele caracteristici:

extragerea semnalului de sincronizare a culorii din SCC doar după ce a parcurs circuitul de separare a semnalelor de crominanță. În acest fel, defazajele nedorite dintre semnalele de crominanță și semnalul de sincronizare a culorii vor fi mai mici iar tolerantele inerente ale atenuării introduse de linia de întârziere de crominanță vor fi compensate de RAASC;

oscilatorul pilot funcționează pe frecvență dublă față de frecvență subpurtătoarei de culoare 2FSP, astfel se va evita utilizarea unui circuit de defazare cu 90°.

Schema bloc a decodorului de culoare PAL în această variantă este următoarea:

Fig 3.2. Schema bloc a decodorului var.2

Constatăm că salvele de sincronizare se extrag din UU și UV, ce atacă simetric circuitul de separare. Semnalul de referință furnizat de oscilatorul pilot are frecvența. Circuitul de înjumătățire a frecvenței acestui semnal furnizează atât un semnal de frecvență FSP, defazat cu 90°, cât și un semnal cu fază situată la 180° față de salve. Din această cauză nu mai este necesară utilizarea unui circuit de defazare cu 90° pentru subpurtătoarea necesară demodulatorului EU`. Din modul de realizare prezentat, rezultă următoarele cerințe:

reglajul de contrast și saturație (modificarea amplitudinii semnalului de crominanță compus) trebuie să fie realizat în așa fel încât amplitudinea salvelor de sincronizare să rămână neschimbată;

blocarea automată a semnalului de crominanță trebuie să efectueze după extragerea salvelor de sincronizare a culorii, realizată de obicei la nivelul demodulatoarelor sincrone.

În continuare vor fi prezentate o serie de detalii legate de funcționarea blocurilor componente ale decodorului de culoare PAL.

3.3.3. Amplificatorul de crominanță

Acest bloc extrage SCC din SVCC, îl amplifica la o amplitudine corespunzătoare pentru atacul circuitului de separare, asigura reglajul automat al amplificării SCC în scopul compensării fluctuațiilor de amplitudine de la intrare și asigurării unui semnal de nivel constant la ieșire, oferă posibilitatea reglajului manual al amplitudinii semnalului de crominanță compus (reglajul de saturație), suprima semnalul de sincronizare a culorii și realizează stingerea pe intervalul de stingere linii și cadre. Funcțiile enumerate sunt ilustrate în schema bloc 3.3.

Fig. 3.3. Schema bloc a amplificatorului de crominanta

Selectivitatea amplificatorului de crominanță se realizează cu ajutorul unui filtru compact situat chiar la intrarea în amplificator. În scopul transmisiunii unei benzi de circa va rezulta un factor de calitate necesar destul de redus:

Reglajul automat al amplificării SCC este necesar pentru a compensa următoarele:

eventualele scăderi ale amplitudinii SCC pe lanțul de transmisie;

scăderi ale amplitudinii salvelor de sincronizare din cauza unor erori de amplitudine diferențială;

erori cauzate de un acord incorect al televizorului de către utilizator.

Astfel este asigurat un semnal de amplitudine constantă la ieșire, cu scopul unei bune funcționări a demodulatoarelor sincrone, precum și evitării apariției unor distorsiuni în etajele următoare.

Reglajul saturației poate fi efectuat în cazul decodorului PAL în mod direct asupra amplitudinii semnalului de crominanță compus, având în vedere că amplitudinea semnalului demodulat este direct proporțională cu amplitudinea semnalului de crominanță de la intrarea în demodulator. În cazul tuturor montajelor de fabricație bazate pe utilizarea circuitelor integrate este folosit un circuit denumit “potențiometru electronic”, ce are calitatea că reglajul se efectuează cu ajutorul unei tensiuni continue.

Pentru a reduce contrastul imaginii, deci amplitudinea semnalelor primare de culoare EB`, EG` și ER` care urmează să fie aplicate pe catozii cinescopului, este necesar reglajul simultan al amplitudinii semnalului EY` precum și al amplitudinii semnalului de crominanță compus. Din această cauza în schema bloc din figura 3.3 apare atât un circuit de reglaj al contrastului, cât și un circuit de reglaj al saturației.

Etajul de ieșire al amplificatorului de crominanță asigură suprimarea semnalului salvă precum și stingerea completă pe intervalul de stingere linii și cadre al semnalului amplificat.

Aceste funcții sunt realizate din următoarele motive:

salvele de sincronizare nesuprimate ar produce după detecție impulsuri care ar putea împiedica bună funcționare a circuitelor de axare din etajele următoare;

prezența unor semnale sau a zgomotului nesuprimat pe durata stingerii pe linii sau cadre ar face vizibil intervalul de stingere linii și cadre.

3.3.4. Linia de întârziere de crominanță

Întârzierea semnalului de crominanță compus cu circa 64 μs este una din problemele principale ale decodării semnalelor de crominanță în sistemul de televiziune PAL. Practic se utilizează în acest scop linii de întârziere cu ultrasunete. Astfel se pot îndeplini condițiile de bază impuse acestei linii de întârziere (timp de întârziere relativ mare, precizie si constanță cu temperatura a timpului de întârziere, necesitatea unei adaptări simple la intrare și ieșire, asigurarea unui randament cât mai bun și a benzii de frecvență necesară, atenuare cât mai bună a ecourilor “2τ” și “3τ”).

Mediul de propagare utilizat în prezent este o sticlă specială, transformarea semnalului electric într-un semnal acustic (la intrare) și transformarea (la ieșire) în semnal electric se realizează cu ajutorul unor transductoare piezoelectrice.

3.3.5. Separarea semnalelor de crominanță

Așa cum rezultă din schemele bloc reprezentate în figurile 3.1 și 3.2 în cazul decodorului de culoare realizat conform variantei PALDL, se utilizează pentru separarea celor două semnale de crominanță un circuit echipat cu linia de întârziere de 64 μs.

În cele ce urmează se va arăta că circuitul de separare menționat, rezolvă și problema înlăturării efectului erorilor de fază introduse pe canalul de transmisie, fiind transformate într-o eroare de amplitudine.

Circuitul de separare trebuie să conțină următoarele:

o cale directă (d), cu defazajul de 0°;

o cale întârziată (i), cu defazajul de 0° sau 180°;

două circuite de adunare, respectiv scădere, K1 și K2.

Pentru început trebuie stabilit cu exactitate timpul de întârziere introdus de linia de întârziere de crominanță.

(3.1)

Din cauză că n este impar, defazajul introdus va fi de 180°.

Diferența de 57 ns va provoca (din cauza medierii liniilor alăturate) un decalaj orizontal de circa 0.5 mm (la diagonală de 66 cm), fenomen fără importanță practică.

La intrarea în circuitul de separare descris se aplică suma semnalelor UV și UU, ce reprezintă semnalele de crominanță obținute prin modularea subpurtatoarei cu semnalele diferență de culoare EV` și EU`.

Având în vedere că amplitudinea și faza SCC diferă puțin de la o linie la alta, semnalele furnizate de cele două căi sunt:

(3.2)

Semnalele Ud și Ui se adună, respectiv se scad cu ajutorul circuitelor K1 și K2, potrivit celor prezentate în schemele bloc anterioare.

(3.3.)

Se fac următoarele constatări:

semnalele de crominanță UV și UU au fost separate între ele;

semnalul UK1 (proporțional cu UV) schimbă polaritatea de la o linie la alta.

Compensarea atenuării se face printr-o comutare secvențială, fie a acestui semnal de crominanță, fie a subpurtătoarei regenerate, destinate demodulării sincrone a semnalului de crominanță UV.

Pentru a demonstra felul în care decodorul PALDL diminuează foarte mult efectul erorilor de fază, transformându-le în erori de amplitudine, se folosește ipoteza că eroarea de fază diferă puțin de la o linie la alta.

În prezența unei erori de fază α (păstrându-se aceleași notații) semnalele ce rezultă vor fi următoarele:

(3.4)

Efectuându-se adunările rezultă:

(3.5)

Constatăm că fiecare semnal conține în primul rând o componentă utilă, a cărei amplitudine este redusă doar cu cosα (α de valoare mică), precum și o componentă perturbatoare, de amplitudine redusă (sinα este mic). La tratarea problemei detecției sincrone a semnalelor de crominanță se va arăta că efectul acestor efecte pertubatoare va fi redus la un minim neobservabil.

Erorile introduse de acest etaj au cauzele următoare:

amplitudini diferite ale semnalului direct și întârziat;

eroare de fază γ și de amplitudine introdusă pe calea întârziată;

diafotie între semnalul UV și UU la ieșire;

ecou parazitar “2τ” sau “3τ”.

Semnalele de la ieșirea celor două sumatoare vor avea expresiile:

(3.6)

Se poate arăta că diafotia între cele două căi de crominanță corespunzătoare celor două semnale UU și UV va introduce componente parazite, ce se adună cu semnalele utile.

După demodularea apar erori numa în măsura în care . Pentru a = 0.9 (valoarea ideală 1), α = 70°, rezultă o diafotie de 20 dB între cele două semnale de crominanță dacă γ<12°. Această condiție se asigură dacă linia de întârziere se caracterizează printr-o precizie de:

Din experiență rezultă din cauza influenței temperaturii asupra timpului de întârziere , valoare ce se află sub abaterea admisibilă, calculată.

Referitor la ecourile parazite de “2τ” și “3τ” introduse de linia de întârziere, se poate face afirmația că aceste perturbații au un conținut de imagine similar cu semnalul util.

Ecourile parazitare ale liniei de întârziere de crominanță vor introduce pe cele două

căi ale semnalului de crominanță câte două componente perturbatoare: una proporțională cu componenta utilă a acelui canal, alta proporțională cu componenta de crominanță din canalul alăturat.

3.3.6. Demodularea semnalelor de crominanță

În sistemul PAL, procedeul utilizat pentru modularea subpurtătoarei de culoare cu cele două semnale diferență de culoare EU` și EV` este reprezentat de modulația în amplitudine cu purtătoarea suprimată.

Spre deosebire de situația în care transmisiunea s-ar efectua în modulație de amplitudine obișnuită (cu purtătoarea), anvelopa semnalului transmis prin MAPS nu mai coincide cu alura semnalului modulator ci cu un semnal distorsionat, cu o frecvență egală cu 2 FSP. Astfel este necesar ca la demodularea semnalelor MAPS să dispunem și de subpurtătoarea nemodulată, ce va coincide în frecvență și fază cu subpurtătoarea utilizată la modulare, refacerea semnalului diferență de culoare fiind astfel realizată prin demodulare sincronă.

În cazul acestui procedeu este important faptul că demodularea de amplitudine realizată este în același timp o demodulare selectivă de fază, amplitudinea semnalului demodulat fiind dependentă de faza relativă între subpurtatoare și semnalul de crominanță. Această proprietate este esențială pentru separarea celor două semnale diferență de culoare în cazul sistemului PAL sau NTSC simplu, precum și pentru suprimarea semnalelor parazite care ar putea să rezulte prin demodularea semnalelor de crominanță provenite din canalul adiacent în PALDL.

Ideea de bază a demodulării sincrone este stabilirea valorii instantanee a semnalului de crominanță pentru intervalele de timp, corespunzătoare vârfurilor pozitive ale oscilației subpurtătoarei de referință, utilizată la demodulare.

În figură 3.4 este reprezentat grafic modul în care faza subpurtătoarei de referință, utilizată pentru demodularea sincronă a semnalului de crominanță UU poate influența amplitudinea semnalului de la ieșirea demodulatorului.

Fig. 3.4. Dependența amplitudinii semnalului demodulat față de faza subpurtătoarei de referință:

a – semnalul de crominanță; b – subpurtătoarea de referință perfect sincronă; c – subpurtătoarea defazată cu 30° față de faza corectă; d – semnalul diferență de culoare demodulat, cu amplitudinea dependentă de faza subpurtătoarei.

Punctele de maxim ale sinusoidelor subpurtătoarelor de referință cad în puncte diferite ale sinusoidei modulate a semnalului de crominanță. În timp ce punctele de reper ale subpurtătoarei nedefazate cad exact pe maximele sau minimele oscilațiilor modulate ale semnalului de crominanță, punctele corespunzătoare ale subpurtătoarei defazate cad pe puncte cu un nivel mai scăzut, rezultând astfel un semnal demodulat de amplitudine mai mică, reducerea fiind în funcție de defazaj.

Dacă subpurtătoarea din figura 3.4.b este și cea din 3.4.c este , semnalul demodulat din 3.4.d va fi redus cu factorul cos φ.

Un alt mod de a realiza demodularea sincronă se bazează pe înmulțirea semnalului de crominanță cu subpurtătoarea, demodulatorul respectiv fiind în acest caz multiplicativ.

Într-adevăr dacă înmulțim cele două semnale de crominanță de la ieșirea etajului de separare a subpurtătoarele sincrone, rezultă:

– la ieșirea demodulatorului EU

(3.7)

– la ieșirea demodulatorului EV

(3.8)

Dacă se înlătură prin filtrare componentele de frecvență apropiată de 2 se obțin semnale diferență de culoare, avându-se în vedere că EoU și EoV sunt constante.

Situația tratată grafic în figură 3.4 poate fi rezolvată în felul următor:

Semnalul ce rezultă la ieșirea demodulatorului EU`este:

, (3.9)

din care componentă din domeniul de frecvență al semnalelor diferență de culoare este .

În mod similar rezultă la ieșirea demodulatorului EV`:

(3.10)

din care se reține prin filtrare .

De aici rezultă concluzia dacă defazajele și sunt egale, eroarea intră în categoria erorilor de fază ce se transformă în eroare de saturație, datorată faptului că raportul semnalului demodulate, deci nuanța culorilor redate, rămâne constant.

Dacă , raportul semnalelor se schimbă, producându-se o eroare de nuanță.

3.3.7. Eliminarea distorsiunilor de cuadratură prin demodularea sincrona PAL

Distorsiunile de cuadratură, specifice procedeului de transmitere simultană a două semnale modulate în amplitudine cu bandă laterală parțială suprimată, sunt motivul pentru care în cazul sistemului de televiziune în culori NTSC este necesar ca unul din semnalele diferență de culoare să fie transmis cu o bandă de frecvență mai redusă, de circa 0.4 MHz.

În cazul sistemului PAL, folosindu-se procedeul comutării secvențiale a fazei unuia din semnalele de crominanță modulate, iar pentru refacerea semnalelor diferență de culoare, demodularea sincronă, există posibilitatea compensării erorii de cuadratură.

Pentru explicarea acestei afirmații, se face presupunerea că semnalul diferență de culoare transmis este sinusoidal, astfel încât:

. (3.11)

Semnalul de la ieșirea unuia din sumatoarele circuitului de separare este conform relației:

(3.12)

Pentru a pune în evidență cele două benzi laterale ale acestui semnal, îl putem scrie sub forma:

(3.13)

Punem în evidență faptul că banda laterală superioară se va reduce cu factorul k=0…1 față de banda laterală inferioară, k fiind dependent de frecvență de modulație:

(3.14)

La ieșirea demodulatorului EV` rezultă semnalul:

(3.15)

După efectuarea înmulțirii și eliminarea termenilor a căror frecvență depășește banda de frecvență a semnalelor diferență de culoare, rezultă:

(3.16)

Pornind de la semnalul , rezultă la ieșirea celuilalt sumator .

După calcule similare ca în cazul precedent, la ieșirea demodulatorului EU` rezultă un semnal de formă:

(3.17)

Constatăm că ambele semnale au fost reduse în amplitudine cu factorul , ceea ce dovedește că nu s-a modificat nuanța, ci doar saturația culorilor redate.

3.3.8. Compensarea reducerii diferite a amplitudinii semnalelor diferență de culoare EU` și EV`

Compensarea ponderării celor două semnale se realizează printr-o amplificare mai mică a semnalului diferență de culoare EV`, factorul de reducere față de EU` fiind .

Din punct de vedere practic, acest circuit nu apare de obicei ca atare în schema de principiu a decodorului PAL. Amplificarea celor două culori de crominanță poate fi ponderată chiar din demodulatoare, având în vedere că amplitudinea produselor de demodulare este proporțională cu amplitudinea semnalelor de crominanță de la intrare, precum și amplitudinea subpurtatoarelor de crominanță utilizate la demodulare.

3.3.9. Matricea EG`-EY`

Refacerea în decodor a semnalului diferență de culoare EG`-EY` pe baza semnalelor ER`-EY` și EB`-EY`este o operație simplă. Modul de realizarea a matricierii pentru formarea semnalului EG`-EY` rezultă din relația următoare:

. (3.18)

Un exemplu practic de circuite de matriciere EG`-EY` este prezentat în figură 3.5. Rezistențele R2882, R2883, R2884 divizează semnalele diferență de culoare -(ER`-EY`) și –(EB`-EY`) cu factorii proporționali din relația precedentă. Cele două semnale divizate sunt adunate în terminalul 11 al circuitului integrat TCA660B. Tranzistorul T61 schimbă semnul semnalului, astfel încât la terminalul 12 rezultă –(EG`-EY`).

Fig. 3.5. Exemplu practic matrice E`G-E`Y

3.3.10. Regenerarea subpurtătoarei de culoare

Demodularea sincronă a semnalelor de crominanță UU și UV presupune existența unor oscilații sinusoidale neîntrerupte, într-o sincronizare perfectă cu fazele semnalelor ce urmează a fi demodulate.

În acest scop se utilizează o subpurtătoare regenerată pe baza informației pe care o furnizează în acest scop semnalul de sincronizare a culorii. În acest scop se utilizează circuite cu buclă de sincronizare a fazei.

Comparatorul de fază

Acest circuit furnizează o tensiune dependentă de diferența de fază a celor două semnale aplicate: semnalul salvă, extras din SCC, și subpurtătoarea regenerată de oscilator. Dacă notăm cu θ defazajul celor două semnale, iar cu , rezultă la ieșirea comparatorului unde este un parametru important, denumit panta comparatorului de fază. Pentru defazaje mici se poate scrie

(3.19)

Parametrul se măsoară în .

Daca notăm cu fundamentala spectrului semnalului salvă si cu subpurtătoarea utilizată de oscilator, rezultă prin înmulțire:

(3.20)

După filtrare rezultă:

(3.21)

Din cauză că erorile de fază sunt de obicei mici, . Prin urmare:

(3.22)

Filtrul tensiunii de reglaj

Acest circuit are rolul suprimării componentelor de frecvență superioară ale tensiunii de reglaj furnizate de comparator, avându-se în vedere că abaterile scurte și rapide de fază ale oscilatorului față de semnalul de referință nu trebuie să se reflecte în spectrul acestei tensiuni de comandă.

Pentru filtrul prezentat în figură 3.6 se poate calcula caracteristica de transfer în tensiune.

Fig. 3.6. Filtru utilizat pentru tensiunea de reglaj a fazei

, (3.23)

unde T = RC.

Un parametru important al filtrului este m, raportul factorului de transfer la frecvențe mari și la frecvențe mici:

. (3.24)

Elementul de reactanță

Această parte a blocului de sincronizare asigură transformarea tensiunii de comandă într-o modificare a frecvenței de oscilație a oscilatorului local.

Elementul de reactanță este caracterizat de parametrul β, ce poartă denumirea de “sensibilitatea elementrului de reactanță” și se măsoară în Hz/V. Dacă eroarea de frecvență a oscilatorului este, este necesar să i se aplice o tensiune de control V pentru a corecta frecvența aducerii la sincronism.

În scopul precizării modului în care o anumită eroare de fază influențează frecvența de oscilație a generatorului subpurtatoare se utilizează o pantă de reglaj (amplificarea buclei), notată cu fS.

. (3.25)

Oscilatorul de generare a subpurtatoarei de culoare

Pentru că sunt impuse o multitudine de condiții pentru funcționarea buclei de sincronizare, domeniul de prindere realizabil va fi limitat la sute de Hz și domeniul de menținere la 1-2KHz. Asemenea condiții severe pentru precizia frecvenței generate nu pot fi îndeplinite decât dacă se utilizează oscilatoare cu cuarț.

Pentru frecvența de oscilație sunt impuse următoarele condiții:

să fie reglabilă în fabricația televizorului;

să fie reglată automat în timpul funcționării;

să aibă o stabilitate bună în timp și cu variația temperaturii.

Frecvența de rezonanță este în mare măsură determinată de parametri cuarțului dar este sensibilă și la elemente externe, cum ar fi legarea în serie a unui condensator. Decalarea frecvenței de acord este dată de expresia:

(3.26)

Valoarea frecvenței de rezonanță cu temperatura se exprimă în . Variația frecvenței de timp are loc după o lege logaritmică, modificarea cea mai importantă a acestuia petrecându-se în primele săptămâni de la utilizare.

Extragerea salvelor de sincronizare

Salvele de sincronizare în sistem PAL se extrag din SCC cu ajutorul unui circuit poartă care se deschide pe durata transmiterii acestui semnal, fiind urmată de un circuit selectiv, ce separa semnalul extras de componente perturbatoare. Din analiza spectrală a semnalului salvă, rezultă că acest semnal conține pe lângă frecvența fSP și un număr însemnat de armonici ce pot produce o sincronizare eronată a subpurtătoarei. Acest etaj trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

suprimarea SCC să fie suficient de bună, pentru a nu se produce perturbarea funcționării circuitelor de sincronizare a culorii;

banda de frecvență trebuie să fie suficient de mică, pentru ca armonicile (la distanță FH) să fie suficient de mult atenuate;

frontul anterior al impulsului de extragere să fie cât mai apropiat de începutul acestui semnal, iar frontul posterior al impulsului să nu se afle după sfârșitul intervalului de stingere pe linii.

Bucla în sincronism

Una din condițiile esențiale pentru funcționarea buclei în starea de sincronism este menținerea ei în această stare și în condițiile în care frecvența liberă de oscilație a generatorului de subpurtătoare diferă de FSP. De asemenea, se impune condiția ca faza semnalului regenerat să fie cât mai apropiată de valoarea necesară.

Eroarea statică de fază

În cazul în care diferența între frecvența FSP și frecvența de oscilație este notată cu , panta de reglaj a buclei fiind notată cu Fs, rezultă o diferență de fază între subpurtătoarea regenerată și semnalul de sincronizare a culorii, egală cu θ.

(3.27)

Pentru o abatere de frecvență , se poate scrie, prin urmare rezultă:

(3.28)

Din condiția de existență a acestei funcții rezultă .

Dacă din anumite motive, în timpul funcționării circuitului, crește astfel încât bucla va ieși din sincronism.

Domeniul de mentinere

Din condiția de existență menționată mai sus rezultă domeniul de menținere al buclei unde Fm este abaterea maximă de la frecvența FSP pentru ca sistemul să rămână în sincronism, dacă Fd pentru cuarțul utilizat este de cel mult 50Hz, rezultând un domeniu de menținere necesar:

Caracteristica fază – frecvență a buclei de sincronizare

Această caracteristică exprimă raportul între variația fazei de la ieșirea generatorului de subpurtătoare, notată cu și o variație de fază a salvelor de sincronizare. Astfel, la ieșirea filtrului trece-jos rezultă o tensiune de reglaj egală cu:

(3.29)

Această tensiune produce o modificare a frecvenței oscilatorului egală cu:

(3.30)

După efectuarea calculelor, fiind transpus în factorul, rezultă:

. (3.31)

Banda de zgomot

Comportamentul în regim dinamic al buclei de sincronizare se caracterizează și prin masura în care fluctuațiile rapide de fază influențează funcționarea buclei.

În acest scop se utilizează banda de zgomot fz definită ca fiind aria delimitată de dreptunghiul cu laturile Q 2(0) și fz, egale cu aria totală inclusă de axe și curbă.

(3.32)

Banda de zgomot fz va stabili valoarea erorii dinamice de fază, presupunând că zgomotul suprapus peste salvele de sincronizare are o valoare bine determinată.

Fig.3.7. Pătratul caracteristicii fază – frecvență a buclei de sincronizare și banda de zgomot a acesteia.

Factorul de atenuare a funcției de transfer

Alura funcției de transfer trebuie să fie cât mai plată, în caz contrar pot apărea regimuri oscilatorii în momentul sincronizării. În scopul caracterizării acestui fenomen este introdus factorul de atenuare K, ce are expresia

(3.33)

În condițiile de mai sus rezultă faptul că , condiție ce se îndeplinește prin alegerea corespunzătoare a constantei de timp T.

Intrarea buclei în sincronism

O condiție importantă pentru funcționarea buclei de sincronizare a fazei este ca la pornirea circuitului, bucla să fie capabilă să între în sincronism într-un timp cât mai scurt, chiar dacă frecvența inițială de oscilație diferă de FSP.

Domeniul de prindere

Diferența maximă între frecvența de oscilație și FSP, pentru care sistemul este capabil să între în sincronism, denumită, este dată de expresia

(3.34)

Pentru a asigura un domeniu de prindere suficient de mare, valoarea lui ar trebui să fie mare.

Timpul de intrare în sincronism

Intrarea în sincronism trebuie să aibă loc aperiodic, fără oscilații, într-un interval de timp cât mai scurt. Acest timp este:

(3.35)

Se poate arăta că Tf este minim pentru K = 1/2.

Circuitul de defazare cu

Dacă oscilatorul pentru generarea subpurtătoarei de referință funcționează pe frecvența FSP, oscilația de referință necesară pentru demodularea sincronă a semnalului de crominanță UU va fi obținută prin defazarea cu a subpurtătoarei furnizată de oscilator.

Acestui circuit i se impun condițiile:

defazajul să fie reglabil în anumite limite;

tensiunea de ieșire să fie independentă de defazaj;

circuitul să nu introducă distorsiuni.

Comutatorul secvențial

Conform schemelor bloc din figurile 3.1 și 3.2 rezultă necesitatea comutării secvențiale cu a subpurtătoarei regenerate utilizate pentru demodularea sincronă a semnalului de crominanță UoV.

Un circuit practic este prezentat în figură 3.7. Subpurtătoarea provenită de la oscilator este aplicată în baza tranzistorului T1. Curenții de colector ai tranzistoarelor T1 și T2 sunt în antifază și preiau curenții perechilor de tranzistoare T3, T4 respectiv T5, T6. Impulsurile cu frecvența de repetiție FH/2, factor de umplere ½, furnizate de CBB se aplică simetric între bazele tranzistoarelor T4, T5 respectiv T5, T6, ceea ce trage după sine ca tranzistoarele T4 și T5 să conducă în timpul unei linii, iar pe timpul liniei următoare să conducă pe T3 și T6.

Dacă conduc T4 și T5, tensiunea între colectorii tranzistoarelor T1 și T5 se transpune într-o tensiune între B și A; dacă conduc T3 și T6, această tensiune își schimbă semnul, fiind orientată de la A la B. Așadar constatăm că subpurtătoarea își va schimbă semnul de la o linie la alta, compensând astfel comutarea secvențială a fazei semnalului de crominanță UV.

Este menționat faptul că în cazul unor decodoare PAL realizate cu circuite integrate nu se efectuează comutarea secvențială a subpurtătoarei, ci chiar a semnalului de crominanță UV înainte de demodulare. Rezultatul final, după demodulare, va fi același ca și în cazul comutării subpurtătoarei.

Fig. 3.8. Comutatorul secvențial pentru subpurtătoarea destinată demodulatorului EV`.

3.3.11. Circuitul de identificare, de generare a tensiunii de control pentru RAASC și a tensiunii pentru blocarea automată a culorii (BAC)

Necesitatea identificării în sistemul PAL rezultă din existența comutării secvențiale a fazei subpurtătoarei sau a semnalului de crominanță UV și din necesitatea ca această comutare să fie sincronizată cu cea efectuată în codor. Informația necesară pentru sincronizarea comutării secvențiale este transmisă cu ajutorul semnalului salvă, cu fază alternativă. Din cauză că această schimbare secvențială a fazelor salvelor de sincronizare este absolut specifică pentru sistemul PAL, precum și din cauză că amplitudinea salvelor este proporțională cu amplitudinea semnalului de crominanță, este posibil ca impulsurile obținute în urma detecției salvelor să fie utilizate și pentru generarea unei tensiuni de comandă pentru RAASC și pentru BAC.

Cerințele esențiale impuse acestui bloc al decodorului PAL sunt următoarele:

generarea unei tensiuni de aducere în sincronism a CBB, chiar și pentru un semnal de intrare cu un raport semnal/zgomot scăzut;

generarea unei tensiuni de RAASC de eficacitate ridicată;

generarea tensiunii de BAC, care să asigure blocarea întregii căi de crominanță. În cazul în care semnalul de recepție devine foarte slab, blocarea culorii trebuie să producă înainte de o eventuală ieșire din funcțiune a circuitului de identificare.

Capitolul 4.

Codarea și decodarea digitală a semnalelor video PAL

Cu toate că semnalul PAL nu este tocmai semnal video digital, acesta este unul din cele mai folosite semnale video. Deși semnalul video PAL este analog, acesta poate fi codat și decodat aproape în întregime în format digital.

Codoarele și decodoarele analogice PAL există de o lungă durată de timp, cu toate acestea folosirea lor a fost dificilă având nevoie de ajustări și oferind o calitate video scăzută.

Folosirea tehnicilor digitale în implementarea codării și decodării PAL, prezintă un număr mare de avantaje, cum ar fi simplitatea utilizării acestora, ajustările analogice minime și calitate video excelentă.

În afara semnalului video composite, standardul S-video (Super Video) mai este suportat de către echipamentul profesional sau de largă utilizare, așa că și el ar trebui să fie integrat. Standardul S-video presupune existența separată a semnalelor de luminanță și crominanță video analogice, pentru ca o calitate mai mare să poată fi menținută prin eliminarea procesului de separare a luminanței de crominanță.

În acest capitol va fi discutat designul unui codor și decodor digital ce suportă semnale PAL (B, D, G, H, I, Nc), precum și semnale (M) NTSC, ce sunt compatibile cu mici modificări.

Codoarele și decodoarele PAL sunt de obicei bazate pe semnalele video YCbCr sau YUV pe când cele NTSC sunt bazate pe semnale video YCbCr, YUV dar și YIQ.

4.1. Codarea digitală a semnalelor video PAL

Datele de intrare YCbCr au un domeniu nominal de 16-235 pentru luminanța Y și de 16-240 pentru semnalele de crominanță Cb și Cr. Datele de intrare RGB au o gamă de 0-255, aplicațiile video profesionale pot folosi chiar și o gamă de 16-235.

Deoarece valorile YCbCr în afara acestor limite au ca rezultat suprasolicitarea gamelor standard YIQ sau YUV pentru unele combinații de culoare, se pot utiliza mai multe metode de corecție în funcție de preferințe: (a) semnalul video să fie generat folosind domeniile extinse YIQ sau YUV; (b) limitarea saturației culorii pentru a asigura generarea unui semnal video de valori potrivite; (c) decuparea nivelelor YIQ sau YUV la domeniile adecvate.

Datele YCbCr 4:1:1, 4:2:0, or 4:2:2 trebuie a fi convertite la date YCbCr de tip 4:4:4 înainte de convertirea la date de tip YIQ sau YUV. Filtrele de crominanță trece-jos nu vor efectua procesul de interpolare în mod adecvat.

Fig. 4.1. Implementare tipica a unui codor digital NTSC/PAL

4.1.1. Oversampling 2x

Oversampling-ul 2x generează date YCbCr sau RGB de tip 8:8:8, simplificând filtrele analogice de ieșire. Oversampler-ul este de asemenea un loc convenabil de convertire a datelor de la 8 biți la 10 biți, oferind o amplificare a calității video.

4.1.2. Conversia spațiilor de culoare

Alegând nivelul video de 10 biți ca fiind alb = 800 și sincronizarea = 16 și știind faptul că amplitudinea de sincronizare la alb este de 1 V, valoarea nominală a ieșirii convertoarelor digital-analogice (DACs) este așadar de 1.305 V.

4.1.2.1. (M, N) PAL

Deoarece (M, N) PAL au un impuls de suprimare al fasciculului de 7.5 IRE și o amplitudine de sincronizare de 40 IRE, ecuațiile de conversie a spațiilor de culoare sunt derivate în așa fel încât ele să genereze o tensiune de 0.660 V semnal video activ.

Procesarea spațiilor de culoare YUV

Construcția codoarelor moderne se bazează pe spațiile de culoare YUV. Pentru aceste codoare, ecuațiile de conversie YCbCr-YUV sunt:

(4.1)

Ecuațiile de conversie R`G`B`-YUV sunt:

(4.2)

În cazul aplicațiilor video profesionale, unde se folosește un domeniu nominal de 10 biți cu o gamă de la 64-940 pentru RGB, ecuațiile de conversie R`G`B`-YUV sunt:

(4.3)

Luminanța Y are un domeniu nominal de la 0 la 518, crominanța U are un domeniu nominal de la 0 la ±226, iar V un domeniu nominal de la 0 la ±319. Valorile negative ale lui Y trebuie suportate pentru a permite trecerea semnalelor test, informației de manipulare (keying) și a semnalului video real-world prin codor cu distorsionare minimă.

Procesarea spațiilor de culoare YCbCr

Dacă designul codorului se bazează pe spațiile de culoare YUV, conversia Cb și Cr la U și V poate fi evitată prin scalarea valorilor de sinus și cosinus în timpul procesul de modulare sau scalare a coeficienților filtrelor trece-jos diferență de culoare. Acest proces are avantajul de a reduce procesarea căilor de date.

4.1.2.2. (B, D, G, H, I, NC) PAL

Deoarece aceste standarde PAL au un impuls de suprimare al fasciculului de 0 IRE și o amplitudine de sincronizare de 43 IRE, ecuațiile de conversie a spațiilor de culoare sunt derivate în așa fel încât să genereze 0.7 V de semnal video activ.

Procesarea spațiilor de culoare YUV

Ecuațiile de conversie YCbCr sunt:

(4.4)

Ecuațiile de conversie R`G`B`-YUV sunt:

(4.5)

Pentru aplicațiile profesionale ce folosesc un domeniu nominal de 10 biți și o gamă de 64-940 pentru R`G`B`, ecuațiile de conversie de la R`G`B` la YUV sunt:

(4.6)

Luminanța Y are un domeniu nominal de la 0 la 548, semnalul de crominanță U are un domeniu nominal de la 0 la ±239, iar semnalul de crominanță V are un domeniu nominal de la 0 la ±337. Valorile negative ale lui Y trebuie suportate pentru a permite trecerea semnalelor test, informației de manipulare (keying) și a semnalului video real-world prin codor cu distorsionare minimă.

Procesarea spațiilor de culoare YCbCr

Dacă designul codorului se bazează pe spațiile de culoare YUV, conversia Cb și Cr la U și V poate fi evitată prin scalarea valorilor de sinus și cosinus în timpul procesul de modulare sau scalare a coeficienților filtrelor trece-jos diferență de culoare. Acest proces are avantajul de a reduce procesarea căilor de date.

4.1.3 Procesarea semnalului de luminanță Y

Filtrarea trece-jos la aproximativ 6 MHz trebuie executată pentru înlăturarea componentelor de înaltă frecvență generate ca rezultat al procesului de oversampling 2x.

Un filtru opțional opreste-banda poate fi folosit pentru separarea frecvenței subpurtătoarei de culoare de către informația de luminanță. Aceasta îmbunătățește calitatea semnalului video decodat pentru decodoarele ce folosesc un proces simplu de separație Y/C (luminanță/crominanță). Filtrul de rejecție trebuie dezactivat în timpul generării semnalului S-video, RGB sau a celor YPbPr.

În continuare, un impuls de suprimare al fasciculului este adăugat pe durata semnalului video, apoi informația de blancare și sincronizare este și ea introdusă.

4.1.3.1. (M, N) PAL

Deoarece semnalele (M, N) PAL au un impuls de suprimare de 7.5 IRE, o valoare de 42 este adăugată la informația de luminanță în timpul semnalului video activ. Valoarea 0 este adăugată în timpul perioadei de blancare.

După adăugarea impulsului de suprimare al fascicolului, datele de luminanță sunt fixate de un semnal de blancare cu o distribuție a cosinusului mărită pentru a încetini viteza de creștere a începutului și sfârșitului semnalului video. Perioadele tipice de creștere și scădere a blancării sunt de 300 ±100 ns în cazul PAL.

Informația de sincronizare digitală în format composite este adăugată la informația de luminanță după ce procesarea de blancare a fost executată. Valori de la 16 (sincronizare prezentă) sau 240 (fără sincronizare) sunt asociate.

Perioadele de creștere și de scădere a sincronizării trebuie procesate pentru generarea unei distribuții de cosinus mărite (între 16 și 240) pentru a încetini rata de creștere a semnalului de sincronizare. În cazul PAL intervalele tipice de creștere și descreștere sunt de 250±50 ns, cu toate că un codor ar trebui să genereze margini de sincronizare de aproximativ 130 sau 240 ns pentru a compensa încetinirea provocată de filtrele de ieșire analogice asupra marginilor de sincronizare.

În acest moment a fost obținută atât informația de luminanță digitală cât și informația de sincronizare și blancare, după cum este ilustrat în tabelul 4.1.

4.1.3.2. (B, D, G, H, I, NC) PAL

În timpul generării semnalului video (B, D, G, H, I, NC) PAL, există un impuls de suprimare al fasciculului de 0 IRE. Așadar, nici un impuls de suprimare nu este adăugat semnalului de luminanță în timpul semnalului video activ.

Informația de suprimare este introdusă folosind aceeași tehnică ca și cea folosită la (M, N) PAL, însă perioadele tipice de creștere și descreștere a suprimării sunt de 300±100 ns.

Informația de sincronizare în standardul composite este adăugată folosindu-se aceeași tehnică ca în cazul (M, N) PAL, cu singura diferență că valorile de 16 (în prezența sincronizării) sau de 252 (în absența sincronizării) sunt folosite. Intervalele tipice de creștere și descreștere ale sincronizării sunt de 250±50 ns, cu toate că un codor ar trebui să genereze margini de sincronizare de aproximativ 240 ns pentru a compensa încetinirea provocată de filtrele de ieșire analogice asupra marginilor de sincronizare.

În acest moment a fost obținută atât informația de luminanță digitală cât și informația de sincronizare și blancare, după cum este ilustrat în tabelul 4.1.

Tabelul 4.1. Valorile semnalului de luminanță digital pe 10 biți

4.1.3.3. Generarea semnalului de luminanță analogic

Informațiile digitale de luminanță pot coordona un DAC de 10 biți ce generează o tensiune de 0-1.305V la ieșire pentru apariția unui semnal de luminanță Y în cadrul unei interfețe S-video (Y/C).

Pe măsură ce acțiunea de sample-and-hold a convertorului digital analogic introduce o caracteristică de (sin x)/x, datele video pot fi filtrate digital folosind un filtru [(sin x)/x]–1 pentru a compensa. Alternativ, un filtru analogic trece-jos fiind de obicei prezent după convertor, corecția poate avea loc în filtrul analogic. Ca opțiune, avem abilitatea de a întârzia informația de luminanță Y digitală un număr de cicluri programabil. Dacă informația de luminanță video analogică este filtrata folosind un filtru trece-jos după convertor, iar informația de crominanță video analogică folosind un filtru trece-bandă după convertor, calea informației de crominanță poate avea o mai lungă întârziere (de obicei până la 400ns) decât calea informației de luminanță. Ajustând întârzierea datelor de luminanță, cele două informații vor fi aliniate mult mai precis după filtrare, simplificând designul analogic.

4.1.4. Procesarea semnalelor diferență de culoare

Filtrarea trece-jos

Semnalele diferență de culoare (CbCr, UV sau IQ) ar trebui filtrate trece-jos folosind un filtru Gaussian. Acest tip de filtru minimizează dedublarea imaginii și supramodulația, evitând generarea artefactelor vizuale în cazul marginilor ascuțite.

Dacă codorul este folosit într-o aplicație de editare video, filtrările ar trebui să aibă o ondulație maximă de ±0.1 dB în banda de trecere. Aceasta minimizează acumularea de artefacte de câștig și pierdere datorită filtrelor, în special după ce procesele de codare și decodare au fost efectuate. La punctul final de codare, filtrele Gaussiene pot fi folosite.

Spațiile de culoare YCbCr și YUV

Semnalele de crominanță Cb și Cr sau U și V sunt filtrate trece-jos la aproximativ 1.3 MHz. Caracteristicile filtrelor tipice sunt: o atenuare mai mică de 2 dB la 1.3 MHz și o atenuare mai mare decât 20 dB la 3.6 MHz. Aceste caracteristice ale filtrelor sunt arătate în figura 4.2.

Fig. 4.2. Caracteristicile filtrului digital trece-jos (1.3 MHz, 0.6MHz)

4.1.5. Procesul de modulare al crominanței

PAL Switch

În teorie întrucât subpurtătoarele [sin ωt] și [cos ωt] sunt ortogonale, semnalele U și V pot fi separate perfect una de cealaltă în decodor. Însă, dacă semnalul video este supus distorsiunilor, cum ar fi atenuare asimetrică a benzilor laterale datorită filtrării trece-jos, ortogonalitatea acestora se degradează, rezultând în diafonii între semnalele U și V. PAL folosește schimbarea alternativă a liniilor semnalului V pentru a oferi o decalare de frecvență între subpurtătoarele U și V, în adiție la defazajul fazei subpurtătoarei de 90°. Odată decodate, componentele diafoniei apar modulate pe linia alternativă a frecvenței purtătoarei, în zonele de culoare solide producând un tipar în mișcare cunoscut precum Hanover bars. Acest tipar poate fi suprimat în decodor folosind un filtru comb ce realizează media contribuției celor două linii alternative.

Când switch-ul PAL este egal cu 0, faza subpurtătoarei de referință de 11 biți și faza semnalului de sincronizare coincid (135°). Așadar, 225° trebuie adăugate la faza subpurtătoarei de referință de 11 biți în timpul semnalului video activ pentru că ieșirea ROM-urilor sinus și cosinus să aibă fazele potrivite ale subpurtătoarei (respectiv, 0° și 90°).

Când switch-ul PAL este egal 1, 90° sunt adăugate la faza purtătoarei de referință de 11 biți, rezultând într-o fază a semnalului de sincronizare a culorii de 225°. Așadar, un unghi adițional de 225° trebuie adăugat la faza subpurtătoarei de referință în timpul semnalului video activ pentru că ieșirea ROM-urilor sinus și cosinus să aibă faza adecvată.

Spațiile de culoare YUV

Semnalul de crominanță este reprezentat de:

, (4.7)

semnul lui V alternând de la o linie la alta (fenomen cunoscut precum PAL switch sau alternarea PAL). Amplitudinea crominanței este de

Spațiile de culoare YCbCr

Dacă codorul se bazează pe spațiile de culoare YCbCr, semnalele de crominanță pentru (B, D, G, H, I, NC) PAL pot fi reprezentate de:

, (4.8)

pe când semnalele de crominanță pentru (M, N) PAL pot fi reprezentate de:

. (4.9)

În aceste cazuri valorile în ROM-urile sin și cos sunt scalate de către valorile indicate pentru a permite multiplicatorilor de modulație să accepte datele Cb și Cr direct, în locul datelor U și V.

Procesarea generală

Valorile subpurtătoarelor sinus și cosinus ar trebuie să aibă un semn de acuratețe de minim 9 biți plus.

Multiplicatoarele de modulație necesită logica saturației la ieșiri pentru a asigura condițiile de umplere și subumplere și saturația acestora la valori minime și maxime.

După ce semnalele diferență de culoare modulate sunt reunite, rezultatul este rotunjit la un semn de 9 biți plus. În acest moment, semnalul de crominanță digital-modulat are domeniile indicate în tabelul 4.2. Informațiile digitale de crominanță rezultate sunt fixate de către un semnal de blancare ce are aceleași valori ridicate de cosinus și încadrare în timp ca semnalul folosit la blancarea informațiilor de luminanță.

Tabelul 4.2. Valorile semnalului de crominanta digital pe 10 biti

Generarea semnalului de sincronizare a culorii

Conform figurii 4.1, semnalele diferență de culoare filtrate trece-jos sunt multiplexate împreună cu informația anvelopei semnalului de sincronizare. În timpul sincronizării, datele diferență de culoare trebuie ignorate iar anvelopa semnalului introdusă pe canalul Cb sau U (canalul Cr sau V este dus forțat la 0).

Intervalele de creștere și descreștere a anvelopei ar trebui să genereze o distribuție ridicată de cosinus pentru a încetini rata de creștere a anvelopei de sincronizare. Intervalele tipice de creștere și descreștere ale anvelopei sunt de 300±100 ns.

Anvelopa de sincronizare trebuie să fie suficient de lată pentru a genera 9 sau 10 cicluri de informație de sincronizare cu amplitudine mai mare sau egală cu 50%. Când anvelopa este multiplicată de ieșirea ROM-ului sin, salva de culoare este generată și va avea domeniul arătat în tabelul 4.2.

Pentru aplicațiile video profesionale, faza salvei de culoare ar trebui să fie programabilă într-un domeniu de la 0 la 360° pentru a oferi o fază opțională ce coincide cu cea a semnalelor video externe.

4.1.6. Generarea subpurtătoarei de culoare

Subpurtătoarea de culoare poate fi generată din sample clock folosind un oscilator discret în timp (DTO).

PAL necesită prezența unui PAL switch, ce este folosit la inversarea polarității datelor V la fiecare alternare a liniilor. Deoarece în acest design subpurtătoarea de culoare este derivată din sample clock, orice instabilitate în acesta va rezulta în generarea unei instabilități corespunzătoare în frecvența subpurtătoarei. Sample clock-ul este generat folosind un circuit PLL (Phase-Lock Loop), care nu are neapărat stabilitatea de sincronizare necesară pentru a menține instabilității fazei subpurtătoare sub 2°–3°.

4.1.7. Relațiile de frecvență

(B, D, G, H, I, N) PAL

Între frecvența subpurtătoarei (FSC) și frecvența de linie (FH) există o relație definită:

(4.10)

Sub presupunerea că (exemplu) frecvența sample clock-ului (FS) este de 13.5 MHz:

(4.11)

Combinând aceste ecuații, putem deduce ecuația ce leagă FSC și FS:

, (4.12)

ce mai pot fi exprimate în termeni ai perioadei sample clock-ului (TS) și de perioadă ai subpurtătoarei (TSC):

(4.13)

Faza subpurtătoarei de culoare trebuie avansată cu această fracțiune a unui ciclu al subpurtătoarei la fiecare sample clock.

(NC) PAL

În standardul (NC) PAL folosit în Argentina, există o altă relație între frecvența subpurtătoarei (FSC) și frecvența de linie (FH):

(4.14)

Sub presupunerea că (exemplu) frecvența sample clock-ului (FS) este de 13.5 MHz:

(4.15)

Combinând aceste ecuații, putem deduce ecuația ce leagă FSC și FS:

, (4.16)

ce mai pot fi exprimate în termeni ai perioadei sample clock-ului (TS) și de perioadă ai subpurtătoarei (TSC):

(4.17)

Faza subpurtătoarei de culoare trebuie avansată cu această fracțiune a unui ciclu al subpurtătoarei la fiecare sample clock.

4.1.8. Generarea subpurtătoarei în cuadratură

Un DTO este alcătuit dintr-un acumulator în care un număr mic [p] este adăugat în modul unui alt număr [q]. Numărătorul consistă într-un sumator și un registru, ca în figura 4.3. Conținutul acestui registru este suprimat în așa fel încât dacă acesta depășește sau egalează [q], [q] este extras din conținut. Semnalul de ieșire al sumatorului (XN) este:

(4.18)

Cu fiecare ciclu de sincronizare, [p] este adăugat pentru a produce o creștere liniară de valori digitale. Este important ca [q] să nu fie un număr întreg multiplu al lui [p], astfel încât valorile generate să fie diferite și restul să fie altul de la un ciclu la următorul.

Fig.4.3. Oscilator discret în timp single stage

DTO-ul este folosit la reducerea frecvenței eșantionului de sincronizare, FS, la frecvența subpurtătoarei de culoare FSC:

. (4.19)

Întrucât [p] are o lungime finită, frecvența de ieșire a DTO poate varia numai în trepte. Cu o lungime a lui [p] egală cu [w], cea mai mică treaptă de creștere a lui [p] este de 0.5 w și cea mai mică treaptă de frecvență a lui DTO este:

(4.20)

Frecvența de ieșire nu poate fi mai mare decât jumătatea frecvenței de intrare. Asta înseamnă că frecvența de ieșire FSC poate varia doar cu un increment [p] în cadrul domeniului de frecvență:

(4.21)

4.1.9. Sincronizarea pe orizontală și verticală

Pentru controlul sincronizării semnalului video sunt folosite numărătoare pe orizontală și verticală.

4.1.9.1. Sincronizarea pe orizontală

Un numărător de 11 biți pe orizontală este incrementat cu fiecare oscilație crescândă a eșantionului de sincronizare și resetat de HSYNC#. Valoarea numărătorului este monitorizată pentru a determina când să fie declarate și negate diferite semnale de control cu fiecare linie de scanare.

În timpul operației de sincronizare slave, dacă nu există un impuls HSYNC# la sfârșitul liniei, numărătoarea poate continua incrementarea (recomandat) sau se poate reseta automat.

4.1.9.2. Sincronizarea pe verticală

Un numărător de 10 biți pe verticală este incrementat cu fiecare nouă oscilație a lui HSYNC# și resetat cu fiecare oscilație coincidentă a lui VSYNC# și HSYNC#.

Pentru (B, D, G, H, I, N, NC) PAL interlaced, în timpul câmpurilor 1, 2, 5 și 6, informația de sincronizare a culorii ar trebui să fie dezactivată pe liniile de scanare 1-6, 310-318 și 623-625 inclusiv. În timpul câmpurilor 3, 4, 7 și 8, informația de sincronizare a culorii ar trebui dezactivată pe liniile 1-5, 311-319 și 622-625, inclusiv. Pe liniile de scanare rămase, informația de sincronizare a culorii ar trebui activată și dezactivată la valori adecvate ale numărătorii pe orizontală.

Pentru (M) PAL interlaced, în timpul câmpurilor 1, 2, 5 și 6, informația de sincronizare a culorii ar trebui să fie dezactivată pe liniile de scanare 1-8, 260-270 și 523-525, inclusiv. În timpul câmpurilor 3, 4, 7 și 8, informația de sincronizare a culorii ar trebui dezactivată pe liniile 1-7, 259-269 și 522-525, inclusiv. Pe liniile de scanare rămase, informația de sincronizare a culorii ar trebui activată și dezactivată la valori adecvate ale numărătorii pe orizontală.

Pentru (M) PAL noninterlaced, informația de sincronizare a culorii ar trebui dezactivată pe liniile de scanare 1-8 și 260-262, inclusiv. Pe liniile de scanare rămase, informația de sincronizare a culorii ar trebui activată și dezactivată la valorile adecvate ale numărătorii pe orizontală.

4.1.10. Parametrii codorului video

Mulți parametri video standard au fost definiți pentru a specifica calitatea relativă a codoarelor. Pentru măsurarea acestor parametri, ieșirea codorului (în timpul generării diverselor semnale video de test) este monitorizată folosind echipament de testare video.

Există parametri în curent alternativ, cum ar fi întârzierea de grup și factorii K, ce sunt dependenți de calitatea filtrelor de ieșire, precum și alți parametri cum ar fi frecvența de sincronizare și toleranța, frecvența pe orizontală, timpul de blancare pe orizontală, perioadele de creștere și descreștere ale sincronizării, perioadele de creștere și descreștere ale anvelopei de sincronizare și ale blancării video, precum și lățimea de bandă a componentelor YUV.

Mai există și parametri în curent continuu, cum ar fi nivelul de alb și toleranța, nivelul de blancare și toleranța, înălțimea de sincronizare și toleranța acesteia.

4.1.10.1. Distorsiuni de fază diferențială

Distorsiunea de fază diferențială specifică cât de mult este afectată faza crominanței de către nivelul de luminanță, în alte cuvinte, schimbările de nuanță ce apar când se modifică nivelul de luminanță. Pot fi prezente atât erori de fază pozitive cât și negative, așa că faza diferențială este exprimată ca fiind o măsurare de la vârf la vârf, fiind exprimată în grade ale fazei subpurtătoare.

Acest parametru este măsurat folosind culori de fază uniformă și amplitudinea la nivele diferite de luminanță cum ar fi porțiunea modulată de 5 trepte a semnalului de test composite. Distorsiunea de fază diferențială pentru un codor de calitate superioară se apropie de 0.2° sau mai puțin.

4.1.10.2. Neliniaritatea luminanței

Neliniaritatea luminanței, cunoscută ca și luminanță diferențială sau distorsiunea de luminanță neliniară, specifică cât de mult este afectat câștigul de luminanță de nivelul acesteia, o relație între nivelele generate și cele ideale de luminanță.

Folosind un semnal de testare nemodulat de 5 sau 10 trepte, diferența dintre treapta cea mai mare și cea mai joasă, exprimată ca un procentaj al treptei mari, este folosită pentru a specifica neliniaritatea de luminanță. Cu toate că acest parametru este inclus în rândul parametrilor de câștig diferențial sau fază, în mod tradițional este specificat independent.

Acuratețea nuanței

Acuratețea nuanței specifică cât de mult se apropie nuanța generată de valorile ideale. Pot fi prezente atât erori de fază pozitive cât și negative, așa că acuratețea nuanței reprezintă diferența dintre cea mai mare eroare pozitivă și cea mai mare eroare negativă față de valoare nominală, fiind exprimată în grade ale fazei subpurtătoare. Acest parametru este măsurat folosindu-se barele de culoare EIA sau EBU 75% ca semnal de testare.

4.1.10.4. Acuratețea saturației de culoare

Acuratețea saturației de culoare specifică cât de mult se apropie saturația generată de valorile ideale, folosind bara de testare EIA sau EBU 75%. Pot fi prezentat atât câștigul cât și atenuarea, așa că acuratețea saturației de culoare reprezintă diferența dintre cea mai mare eroare pozitivă și cea mai mare eroare negativă față de valoarea nominală, fiind exprimate în procente ale valorii nominale.

4.2. Decodarea digitală a semnalelor video PAL

Cu toate că într-un codor PAL componentele de luminanță și crominanță sunt combinate prin simplă alipire a semnalelor, separarea lor într-un decodor este mult mai dificilă. Decodoarele analogice există de o lungă perioadă de timp, însă ele au fost dificil de folosit, necesită ajustări și ofera calitate video limitată. Folosirea tehnicilor digitale în implementarea decodării video oferă multe avantaje, cum ar fi utilizarea simplă, ajustări analogice minime și calitate video excelentă. Folosirea circuitelor digitale mai permite și construirea de separatoare luminanță – crominanță și sisteme cu generator sincronizator mult mai robuste și sofisticate.

O diagramă bloc generală a unui decodor digital NTSC/PAL este arătată în figura 4.4.

Fig.4.4. Implementare tipică a decodoarelor digitale NTSC/PAL

4.2.1. Digitizarea semnalului video analogic

Primul pas în decodarea digitală a semnalelor video complexe este reprezentat de digitizarea întregului semnal video complex folosind un convertor analog/digital (ADC). Spre exemplu, în cazul folosirii unui ADC de 10 biți, valorile indicate sunt, de asemenea, de 10 biți.

Intrările video sunt de obicei sunt cuplate în curent alternativ și au o impedanță de intrare de 75 Ω în curent alternativ și curent continuu. Drept rezultat, semnalul video trebuie să fie refăcut în curent continuu cu fiecare linie de scanare în timpul sincronizării pe orizontală pentru positionarea vârfurilor de sincronizare la o tensiune cunoscută.

Semnalului video îi trebuie aplicat și un filtru trece-jos (de obicei pe la 6 MHz) pentru înlăturarea oricăror componente de înaltă frecvență ce pot rezulta în aliasing. Cu toate că lățimea de bandă video pentru broadcast este fixă, nu există nici un standard pentru echipamentele de uz casnic. Sursa video generează lățime de bandă în limita capabilităților tehnologice, iar echipamentul de recepție acceptă o bandă video pe măsură limitelor de procesare.

Decodorul ar trebui să suporte culori în procentaj de 100%, în ciuda faptului că pot fi emise numai culori în procentaj 75%. Această limitare nu există pentru semnalele video în bandă de bază. Culorile cu saturație mare devin mult mai comune odată cu introducerea și folosirea frecventă a graficilor și textului generat pe calculator.

4.2.2. Separarea Y/C (luminanță/crominanță)

În timpul procesului de decodare al semnalului video complex, luminanța și crominanța trebuie separate. După separarea Y/C, luminanța are valorile nominale indicate în 4.1. A se nota ca luminanța conține încă informația de blancare și sincronizare. Semnalul de crominanță modulat are valorile din tabelul 4.2.

Calitatea separării Y/C reprezintă un factor major al calității semnalului video generat de către decodor.

4.2.3. Procesarea semnalelor diferență de culoare

4.2.3.1. Procesul de demodulare al crominanței

Demodulatorul de crominanță (Fig.4.5.) acceptă semnale de crominanță modulată fie de la separatorul Y/C sau de la convertorul ADC de crominanță. Acesta generează informații diferență de culoare CbCr, UV sau IQ.

Fig. 4.5. Exemplu de demodulare a crominanței cu generarea directă a CbCr

(B, D, G, H, I, M, N, NC) PAL

În timpul semnalului video activ, informația de crominanță digitală (C) este demodulată folosind datele de subpurtătoare sinus și cosinus, ca în figură 4.5 avand ca rezultat datele CbCr sau UV.

Pentru toate ecuațiile,

(4.22)

Folosind o formă de undă alternantă în canalul Cr sau V putem înlătura și modulația alternanței PAL.

Spațiile de culoare YUV

Semnalul de crominanță este reprezentat de:

(4.23)

U este obținut prin multiplicarea informațiilor de crominanță cu [2 sin ωt], iar V este obținut prin multiplicarea cu [±2 cos ωt]:

. (4.24)

Componentele 2ωt sunt înlăturate prin filtrarea trece-jos rezultând în recuperarea semnalelor U și V. Semnalele UV sunt apoi rotunjite la un semn de nouă biți plus și filtrate trece-jos.

Spațiile de culoare YCbCr

Dacă decodorul se bazează pe spațiile de culoare YCbCr, semnalul de crominanță pentru (B, D, G, H, I, NC) PAL poate fi reprezentat prin:

(4.25)

Semnalul de crominanță pentru (M, N) PAL poate fi reprezentat prin:

(4.26)

În aceste cazuri valorile în ROM-urile sân și cos sunt scalate de către reciprocele valorilor indicate pentru a permite demodulatorului să genereze datele Cb și Cr direct, în locul datelor U și V.

4.2.3.2. Filtrarea trece-jos

Decodorul necesită filtre de desfășurare mai precise decât codorul pentru a asigura suprimarea adecvată a componentelor alias-ului de eșantionare. Filtrele cu o delimitare precisă accentuează fenomenul de ringing al marginilor de crominanță, de aceea sunt folosite filtre de desfășurare încete de 0.6 MHz. Acestea produc rezoluția culorii mai slabă dar minimizează încrucișarea culorilor, ringing-ul și diafonia diferențelor de culoare în margini. Dacă decodorul este folosit într-un mediu profesional de editare video, filtrele trebuie să aibă o ondulație maximă de ±0.1 dB în banda de trecere. Acest lucru este necesar pentru minimizarea acumulării artefactelor de câștig și pierdere datorate filtrării, în special când sunt necesare multiple repetări ale procesului de codare și decodare.

4.2.4. Procesarea luminanței (Y)

Pentru înlăturarea informației de sincronizare și blancare, informația de luminanță, fie din separatorul Y/C, fie din convertorul ADC de crominanță, are nivelul de negru extras. În acest moment, valori negative de luminanță sunt suportate pentru a permite semnalelor de testare, informației de modulare și semnalelor video real-world să treacă fără distorsiuni.

Un filtru trece-bandă, cu o frecvență centrală egală cu FSC este de obicei opțional. Poate fi folosit, de obicei, pentru înlăturarea rămășițelor de crominanță din informația de luminanță. Filtrul trece bandă este folositor, în special, pentru curățarea informației de luminanță când pentru PAL este folosit procesul de separare Y/C cu filtru cu spectru de frecvență în formă, datorită apropierii pachetelor de frecvență PAL.

Conversia spațiilor de culoare

Datele YUV sau YIQ sunt de obicei convertite în format YCbCr sau R`G`B` înainte de ieșirea din decodor. Dacă este realizată convertirea la R`G`B`, informațiile R`G`B` trebuie “tăiate” la valorile 0 și 1023 pentru combaterea erorile de înfășurare.

(M, N) PAL

Procesarea spațiilor de culoare YUV

Construcția decodoarelor moderne de culoare este bazată pe spațiile de culoare YUV. Pentru aceste decodoare, ecuațiile de conversie YUV – YCbCr sunt:

. (4.27)

Pentru generarea datelor R`G`B` într-un domeniu de la 0 la 1023, ecuațiile de conversie de la YUV la R`G`B` sunt:

. (4.28)

Valorile ideale pentru θR și θB sunt 90° și 0°, respectiv. Însă pentru echipamentele de uz general din Statele Unite, θR și θB au de obicei valori de 110° și 0° sau 100° și -10°, pentru reducerea vizibilității erorilor diferențiale de fază, cu costul preciziei de culoare.

Procesarea spațiilor de culoare YCbCr

Dacă designul este bazat pe spațiile de culoare YUV, conversia UV – CbCr poate fi evitată prin scalarea valorilor sinus și cosinus în timpul procesului de demodulare sau prin scalarea coeficienților filtrelor trece-jos diferență de culoare.

4.2.5. Sistem cu generator sincronizator

Scopul acestui circuit nu este de a recupera o mostră de eșantionare și semnale de control (cum ar fi cele ale sincronizării pe orizontală, verticală și ale subpurtătoarei de culoare) din semnalul video. Deoarece mostra de eșantionare originală nu este disponibilă, este de obicei generată prin multiplicarea frecvenței de linie pe orizontală, FH, de un număr dorit de eșantioane pe linie folosind un circuit PLL. De asemenea, subpurtătoarea de culoare trebuie regenerată și blocată la subpurtătoarea de culoare a semnalului video în curs de decodare.

Există, însă, unele probleme. Semnalele video pot conține zgomote, ce cauzează ca determinarea marginilor de sincronizare să nu fie precisă. Intervalul de timp dintre marginile de sincronizare pe orizontală poate varia cu fiecare linie, în special în cazul video recorderelor analogice, în special din cauza limitărilor mecanice.

Sincronizarea pe verticală, ca și cea pe orizontală, trebuie recuperată. Monitorizând sincronizarea liniilor pe orizontală este posibilă determinarea automată a faptului că sursa video este în modul de funcționare normal sau special feature.

În absența semnalului video, decodorul ar trebui să poată rula și singur, să genereze în mod continuu semnalul de sincronizare video sistemului, fără întârzieri. În timpul pierderii semnalului de intrare, orice circuite de câștig automat ar trebui dezactivate iar decodorul ar trebui să ofere opțiunea transparenței, pentru înregistrarea datelor de ieșire.

4.2.6. Generarea subpurtătoarei

Ca și în cazul codorului, subpurtătoarea de culoare este generată dintr-un eșantion de sincronizare folosind un DTO, aceleași relații ca în cazul codorului fiind folosite. Spre deosebire de codor, faza subpurtătoarei generate trebuie ajustată în mod continuu pentru a se potrivi cu cea a semnalului video în curs de codare.

Etajul de blocare al subpurtătoarei realizează o comparație între subpurtătoarea generată și subpurtătoarele de la intrare, rezultând într-un semnal de eroare FSC ce indică cantitatea de eroare de fază. Acest semnal este adăugat la valoarea [p] pentru a ajusta valoarea treptelor DTO și implicit la potrivirea subpurtătoarelor.

În cazul folosirii unui DTO single stage de 22 de biți la divizarea eșantionului de sincronizare și generarea subpurtătoarei, valoarea lui [p] se determină în felul următor:

, (4.29)

unde FSC = frecvența dorită a subpurtătoarei și FS= rata eșantionului de sincronizare.

4.2.7. Generarea semnalului de sincronizare video

4.2.7.1. Generarea semnalului de sincronizare video pe orizontală HSYNC#

Un numărător orizontal de 11 biți este incrementat cu fiecare oscilație în creștere a eșantionului de sincronizare. Numărătoarea este monitorizată pentru a determina momentul de generare a eșantionului, ieșirea HSYNC#, blancarea pe orizontală, etc. De fiecare data când numărătorul este resetat la valoarea 0x001, ieșirea HSYNC# este declarată. Sincronizarea exactă este dependentă de interfață video folosită.

4.2.7.2. Generarea semnalului de sincronizare video pe verticală HSYNC#

Un numărător vertical de 10 biți este incrementat cu fiecare oscilație în creștere a HSYNC#. În mod tipic, de fiecare data când numărătorul este resetat la 0x001, ieșirea VSYNC# este declarată. Sincronizarea exactă a VSYNC# este dependentă de interfețele video folosite.

4.2.7.3. Generarea semnalului BLANK#

Semnalul de blancare composite, BLANK#, este NOR-ul logic al semnalelor H și V. Când BLANK# este declarat, datele RGB pot fi forțate la valoarea 0. Datele YCbCr pot fi aduse forțat la valoarea de 8 biți din 16 pentru Y și 128 pentru Cb și Cr. În mod alternativ, datele de ieșire RGB și YCbCr nu pot fi blancate, permițând date ale intervalului de blancare pe verticală (VBI), cum ar fi closed caption, teletext, widescreen signaling, precum și alte informații la ieșire.

4.2.8. Parametrii decodorului video

Pentru specificarea calității relative a decodoarelor NTSC/PAL, au fost definiți un număr mare de parametri video ca standarde industriale. Pentru măsurarea acestor parametrii, semnalul de ieșire al decodorului este monitorizat folosind echipamente de testare.

Există parametri în curent alternativ, cum ar fi distorsiunile pe termen scurt ale formelor de undă, întârzieri în grup și factori K, ce sunt dependenți de calitatea filtrelor video analogice, etc, cât și parametri în curent continuu.

4.2.8.1. Distorsiuni de fază diferențială

Distorsiunea de fază diferențială specifică cât de mult este afectată faza crominanței de către nivelul de luminanță, în alte cuvinte, schimbările de nuanță ce apar când se modifică nivelul de luminanță. Pot fi prezente atât erori de fază pozitive cât și negative, așa că faza diferențială este exprimată ca fiind o măsurare de la vârf la vârf, fiind exprimată în grade ale fazei subpurtătoare.

Acest parametru este măsurat folosind culori de fază uniformă și amplitudinea la nivele diferite de luminanță cum ar fi porțiunea modulată de 5 trepte a semnalului de test composite. Distorsiunea de fază diferențială pentru un decodor de calitate superioară se apropie de 1° sau mai puțin.

4.2.8.2. Câștigul diferențial

Distorsiunea de câștig diferențial, cunoscută ca și câștigul diferențial, specifică cât de mult este afectat câștigul de crominanță de către nivelul luminanței. Atât atenuarea cât și amplificarea își pot face apariția, astfel încât câștigul diferențial este exprimat ca fiind cea mai mare schimbare de amplitudini dintre oricare două nivele, fiind exprimat ca un procent al celei mai mari amplitudini de crominanță.

Acest parametru este măsurat folosind un semnal de testare de fază uniformă și amplitudinea crominanței supraimpus la nivele diferite ale luminanței, cum ar fi semnalul de testare modulat în scara.

Parametru de câștig diferențial pentru un decodor de calitate superioară se apropie de 1% sau mai puțin.

4.2.8.3. Distorsiune de luminanță diferențială

Neliniaritatea luminanței, cunoscută ca și luminanță diferențială sau distorsiunea de luminanță diferențială, specifică cât de mult este afectat câștigul de luminanță de nivelul acesteia. În alte cuvinte, există o relație neliniară între nivelul luminanței codate și nivelul ideal de luminanță.

4.2.8.4. Intermodulația crominanță – luminanță

Intermodulația crominanță – luminanță, cunoscută ca și modulație încrucișată, specifică cât de mult este afectat nivelul luminanței de crominanță. Acesta poate fi rezultatul “decupării” nivelurilor extrem de saturate de crominanță sau distorsiunilor de cuadratură și poate apărea sub forma variațiilor neregulate de strălucire datorită schimbărilor în saturația de culoare.

Folosind un semnal de testare pedestal sau porțiunea de pedestal modulat al combinării semnalelor de testare, cea mai mare diferență dintre nivelul de luminanță 50 IRE și luminanța decodată, se specifică intermodulația crominanță – luminanță, exprimat în IRE sau ca un procent. Acest parametru este specificat independent, dar poate fi încadrat împreună cu alți parametri de câștig diferențiali sau fază.

Capitolul 5.

Elemente de realizare practică și parametri de funcționare ai decodorului de culoare PAL

Decodorul de culoare bazat pe circuitul integrat Toshiba TA8759BN

Circuitul integrat ce stă la baza decodorului de culoare exemplificat este reprezentat de circuitul TA8759BN, circuit de procesare al crominanței și semnalului de sincronizare pentru sistemele de televiziune în culori PAL/NTSC/SECAM. Circuitul TA8759BN reprezintă un subsistem de procesare video/crominanță/deflexie ce funcționează în sistemele PAL/NTSC/SECAM și include toate funcțiile necesare pentru realizarea unui receptor de televiziune compatibil multi-color, în conjuncție cu un circuit integrat PIF/SIF (Picture Intermediate Frequency/Sound Intermediate Frequency), aflat într-un pachet din material plastic cu 64 de pini pe două rânduri (fig.5.1.).

Fig. 5.1. Capsula folosită în realizarea circuitului integrat TA8759BN

Funcțiile îndeplinite de acesta sunt următoarele:

realizează o procesare complet automată în sistem multi-color împreună cu circuitul integrat TA8615N, cu un număr minim de componente externe;

selectarea automată a sistemului de televiziune în culori;

schimbarea automată a sistemului prin detecția subpurtătoarei;

ieșirea de schimbare a modului poate fi folosită pentru înlocuirea componentelor sau circuitelor externe;

interfață RGB cu viteză mare de alternare, control al semitonurilor și un control independent al contrastului.

Caracteristici ale circuitului integrat:

1. Etajul video

claritate a imaginii controlată în curent continuu, de ordin 2 diferențial;

control al contrastului bazat pe tiparul Uni-color control;

control al strălucirii cu piedestal de fixare;

blancare internă verticală.

2. Etajul de crominanță

circuit de control automat al culorii;

control al culorii/Uni-color control;

ieșiri ale demodulatorului RGB;

circuit de control automat al fazei lipsit de ajustări;

control al nuanței;

sistem de detecție automată PAL/NTSC/SECAM;

selectare forțată a sistemului de televiziune în culori/detectare automată a subpurtătoarei.

3. Etajul de deflexie

performanțe excelente ale separatorului de sincronizare;

sincronizare stabilă pe verticală;

control automat al frecvenței de tip dinte de fierăstrău;

detecție automată 50/60 Hz.

Schema bloc a circuitului integrat TA8759BN

Fig. 5.2. Schema bloc a circuitului integrat TA8759BN

Lista de terminale ale circuitului integrat și funcțiile acestora

Tabel 5.1. Lista de terminale ale circuitului integrat și funcțiile acestora

Tensiunea recomandată de alimentare a circuitului integrat

Tabel 5.2. Tensiunea recomandată de alimentare a circuitului integrat

Caracteristicile electrice ale circuitului integrat TA8759BN

Tabel 5.3. Caracteristicile electrice ale circuitului integrat TA8759BN

Caracteristicile în curent:

Tabel 6.4. Caracteristicile în curent

Realizarea lucrării practice

Pentru a ilustra caracteristicile acestui circuit va fi analizată funcționarea acestuia și rolul ca parte funcțională a receptorului de televiziune TV-2000A MK8. După prelucrarea în prealabil a acestuia, a blocurilor funcționale, verificarea tensiunilor și parametrilor de funcționare ai receptorului și în final măsurarea semnalelor generate în blocul decodor de culoare, vizualizarea acestora, compararea cu valorile standard și apoi ilustrarea acestora.

Receptorul de televiziune TV-2000A MK8 este unul multi-sistem, el funcționând atât în standardul PAL B/G, cât și în standardele NTSC 3.58/4.43MHz și SECAM B/G, D/K. Gama de canale recepționate de acesta este în domeniul OIRT + CCIR (VHF-L, VHF-H, UHF și CATV-MID). El va fi alimentat de la rețea cu o tensiune între 220-240V cu o frecvență de 50 Hz.

Schema bloc a receptorului TV-2000A MK8

Fig. 5.3. Schema bloc a receptorului TV-2000A MK8

Sursa folosită la alimentarea montajului

Fig. 5.4. Sursa folosită la alimentarea montajului

Măsurarea tensiunilor electrice de alimentare ale blocurilor și verificarea parametrilor funcționali

Având receptorul TV cu modulele funcționale conectate la placă de bază, capacul de protecție îndepărtat, se identifică punctele de măsură de pe placa de bază conform schemei electrice, apoi se alimentează receptorul la rețea trecându-l în starea de funcționare iar apoi se conectează sursa TV la mufa de intrare a receptorului. Folosind telecomanda se reglează receptorul pe un canal de televiziune în emisie pentru a obține un semnal de calitate optimă imagine/sunet. Folosind un aparat de măsură, se determină valorile efective ale tensiunilor, comparându-le cu valorile existente în fișa tehnică a receptorului.

Tabel 5.5. Comparație valori măsurate/valori tipice

Circuite integrate folosite în cadrul montajului

Circuitele funcționale utilizate în cadrul platformei de testare a decodorului de culoare sunt:

circuitul folosit la deflexia pe verticală este circuitul integrat AN5512;

circuitul integrat folosit pe post de microcontroler CMOS este TMP47C634AN pe 4 biți;

circuitul integrat folosit la procesarea semnalului video de crominanță și a semnalului de sincronizare pentru sistemele NTSC/PAL/SECAM este TA8759BN;

circuitul serial E2PROM X24C01A;

circuitul integrat AN5265 folosit în etajul de sunet;

circuitul de detecție PLL al sistemului M52313SP;

circuitul de control al volumului AN5285.

Determinarea parametrilor de formă, amplitudine și timp a semnalelor procesate de către decodorul de culoare.

Aparate și materiale utilizate:

platforma de testare a blocului decodor de culoare realizată;

generator de semnale TV;

multimetru digital;

osciloscop;

schemele electrice ale platformei de testare.

Modul de lucru:

se conectează la intrarea platformei generatorul de semnale TV;

se acordează platforma pe un canal TV apoi se fac reglaje pentru obținerea unui semnal de o claritate superioară;

se conectează osciloscopul la bornele de măsură și control;

se vizualizează formele de undă și se determină parametrii de formă, amplitudine și timp pentru semnalele studiate;

se fac aprecieri asupra conținutului de intrare și ieșire din decodorul de culoare;

se compară conținutul, forma și amplitudinea semnalelor de crominanță.

Parametrii determinați:

Pin 18 Intrarea semnalului SECAM Pin 20 Intrarea semnalului PAL

Pin 31 Oscilator dinte de fierastrau Pin 33 Sincronizare linii

Pin 39 Iesirea de comanda pe orizontala Pin 41 Red

Pin 43 Green Pin 44 Blue

Pin 58 Iesire semnal video

Decodor de culoare. Realizare practică.

Fig. 5.5. Decodor de culoare. Realizare practică.

BIBLIOGRAFIE

E. Trundle, Newnes Guide to Television and Video Engineering, Butterworth-Heinemann, 2001, capitolul 1, paginile 1-15, capitolul 4, paginile 43-51, capitolul 6, paginile 61-78;

Keith Jack, Video Demystified: A Handbook for the Digital Engineer Fifth Edition, Elsevier, 2007, capitolul 8, paginile 280-303, capitolul 9, paginile 388-465;

Keith Jack, Vladimir Tsatsulin, Dictionary of Video and Television Technology, Elsevier Science, 2002;

M. Silisteanu, Receptoare de TV în culori, Editura Tehnică, 1985, capitolul 1, paginile 34-40, 151-184;

Manualul de service al televizorului Funai TV-2000A MK8;

Marshall Jon Fisher, David E. Fisher, Encyclopædia Britannica, Television, 2009;

Nicolae George, Studiul principiilor de construcție și de funcționare ale receptoarelor TV, Editura Transilvania Brașov, 2006, capitolul 8, paginile 77-89;

Nicolae George, Olteanu Danut-Ioan, Caracteristici și indici de calitate ai receptoarelor radio și de televiziune, Editura Transilvania, 2003, capitolul 4, paginile 69-84, capitolul 5, paginile 87-105;

Șerban Naicu, Ion Tache, Receptoare moderne de TV în culori, Editura All Educațional București, 1998, capitolul 3, paginile 56-78.

*** Datasheet al circuitului integrat TA8759BN http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/T/A/8/7/TA8759BN.shtml