Особенности сигнала цветовой синхронизации

Применение балансной модуляции требует синхронизации с точностью до фазы опорного генератора в приёмнике. Поэтому в системе PAL так же, как и в системе NTSC, на задней площадке строчного гасящего импульса передаётся сигнал цветовой синхронизации (цветовая вспышка), по форме аналогичный сигналу NTSC (см. рисунок 5.11). Различие этих сигналов заключается в фазе колебаний вспышки. В системе PAL необходимо передавать информацию о том, в какой фазе (90° или 270°) передаётся в данной строке составляющая U _V. Эта информация кодируется изменением фазы колебаний цветовой вспышки. При передаче сигнала U _V, совпадающего по фазе с положительным направлением оси R–Y, фаза цветовой вспышки делается равной 135°. В следующей строке сигнал U _V меняет свою фазу на 180°, соответственно изменяется фаза вспышки (-135°).

Формирование цветовой вспышки в кодирующем устройстве сводится к замешиванию в сигналы U и V прямоугольных импульсов отрицательной и положительной полярности соответственно. Этими импульсами, временное положение которых соответствует задней площадке строчного гасящего импульса, в балансных модуляторах будут созданы две квадратурные составляющие вспышки. Одна из этих составляющих всегда совпадает с отрицательным направлением оси B–Y (180°), другая – с положительным или отрицательным направлением оси R–Y (90° или 270°). Результирующий вектор цветовой вспышки при равных по амплитуде импульсах будет иметь фазу +135°.

Структурная схема декодирующего устройства

В настоящее время существует большое разнообразие каналов цветности PAL. На рисунке 5.28 приведена укрупнённая структурная схема широко распространённого варианта, в котором используется рассмотренный ранее на рисунке 5.26 блок задержки. Этот канал получил название PAL_D (от слова delay – задержка).

Рис. 5.28. Декодирующее устройство системы PAL

Полный цветовой сигнал U_П разделяется с помощью режекторного и полосового фильтров на два сигнала: яркости и цветности U_S. Фильтры настроены на частоту цветовой поднесущей f_S = 4,43 МГц. Канал яркостного сигнала практически ничем не отличается от соответствующих каналов в декодерах NTSC и SECAM. Сигнал цветности, прежде чем поступить на блок задержки, подвергается автоматической регулировке усиления (АРУ), производимой по амплитуде цветовой вспышки. Последняя выделяется из полного сигнала клапанной схемой Кл с помощью стробирующих импульсов, формируемых из импульсов строчной синхронизации. Блок задержки, содержащий ультразвуковую линию задержки (УЛЗ), инвертор на 180° и два сумматора, был рассмотрен ранее. Но следует уточнить время задержки УЛЗ.

Принцип работы системы PAL предполагает время задержки равным длительности строчного интервала, т.е. 64 мкс. Однако. для правильной работы сумматоров необходимо ещё учитывать фазовые соотношения прямого и задержанного сигналов. А они таковы, что сдвиг по фазе между этими сигналами в соответствии с выбором поднесущей частоты составляет четверть периода поднесущего колебания. При таких условиях в сумматорах не произойдёт разделения квадратурных составляющих U _U и U _V. Для правильного функционирования сумматоров необходимо, чтобы прямой и задержанный сигналы находились либо в фазе, либо в противофазе. Только тогда сложением или вычитанием компенсируется одна из квадратурных составляющих, и сигналы разделяются. Достичь этого можно, если задержка будет составлять целое число полупериодов поднесущей частоты. Ближайшими к длительности строчного интервала являются значения задержки:

,

где T_S – период полустрочной частоты. Было выбрано второе значение, и УЛЗ системы PAL изготовляют с задержкой:

. (5.14)

Отличие величины задержки от длительности строки оказывается очень небольшим, примерно 57 нс, и не приводит к появлению упоминаемых ранее искажений в виде зазубренности вертикальных цветовых переходов. Установлено, что подобные искажения становятся заметными, если рассовмещение прямого и задержанного сигналов будет превышать размеры одного элемента изображения (80 нс). Требование к погрешности задержки составляет в УЛЗ PAL около 5 нс, что позволяет использовать эту линию в декодерах SECAM.

Выбор величины задержки в системе PAL, равной нечётному числу полупериодов поднесущей, обусловливает противофазность сигнала U _U в двух соседних строках и соответственно синфазность сигнала U _V. Поэтому в структурной схеме на рисунке 5.28 инвертор на 180° перенесён из канала U _V в канал U _U (для сравнения см. рисунок 5.26).

Разделенные в блоке задержки сигналы U _U и U _V подаются на входы двух синхронных детекторов, осуществляющих демодуляцию цветоразностных сигналов .

Необходимые для работы синхронных детекторов опорные колебания поднесущей вырабатываются генератором f_S, частота и фаза которого управляются сигналом цветовой синхронизации (цветовой вспышкой). Управляющий сигнал вырабатывается в устройстве фазовой автоподстройки частоты, содержащем кроме генератора f_S фазовый детектор (ФД) и ФНЧ. Генератор вырабатывает колебания, фаза которых совпадает с положительным направлением оси R–Y (90°). При этом на выходе ФД вырабатываются симметричные разнополярные импульсы, соответствующие чередованию фазы вспышки ±135°. Напряжение на выходе ФНЧ, выделяющего постоянную составляющую из этих импульсов, будет равно в этом случае нулю. Если фаза колебаний генератора f_S не совпадёт с осью R–Y, амплитуды импульсов на выходе ФД не будут равны, и ФНЧ выработает управляющее напряжение, которое подстроит фазу генератора. Сдвиг фазы генератора на –90° обеспечит опорное колебание для синхронного детектора B–Y. На этот детектор подаётся поднесущая, у которой фаза коммутируется через строку (90°/270°).

Коммутатор фазы в приёмном устройстве должен работать синфазно с коммутацией сигнала U _V на передающем конце системы. Для этого генератор коммутирующих импульсов управляется устройством цветовой синхронизации. В этом устройстве в качестве признака того, какой в данный момент времени передаётся сигнал (), передаются разнополярные импульсы с выхода ФД.

Кроме того, устройство цветовой синхронизации закрывает канал цветности и выключает режекцию в яркостном канале, если передаётся чёрно-белая программа или принимается сигнал другой вещательной системы.