Цветовая синхронизация в системе SECAM

Поочередная передача сигналов цветности в системе СЕКАМ приводит к наличию в декодере электронного коммутатора, работающего с полустрочной частотой. Для управления коммутатором приходится использовать симметричный триггер, работающий в режиме деления на два частоты строчной развертки. Этот триггер, во-первых, в момент включения питания может с равной вероятностью оказаться в одном из двух устойчивых состояний и, во-вторых, в процессе работы может быть опрокинут в «неправильное» состояние помехой. Оба эти явления совершенно случайны в том смысле, что они никак не связаны с передаваемой цветовой информацией, а фаза работы триггера должна быть строго согласована с чередованием красных и синих строк в сигнале цветности, с тем, чтобы сигналы красных и синих строк попадали в свои каналы декодера. Из всего сказанного вытекает необходимость иметь в декодере систему цветовой синхронизации (СЦС), основное назначение которой заключается в принудительной установке правильной фазы работы триггера электронного коммутатора. Само собой разумеется, что для управления работой этой системы в ПЦТС должны быть служебные сигналы, однозначно связанные с порядком чередования красных и синих строк – сигналы цветовой синхронизации (СЦС). Другое название этих сигналов – сигналы опознавания цвета.

Следует иметь в виду, что при всем многообразии схемных решений системы цветовой синхронизации могут быть разделены на два класса: покадровые, где информация о взаимном расположении красных и синих строк извлекается из ПЦТС один раз за кадр (точнее, за поле), и построчные, где эта информация извлекается из каждой строки (точнее, из двух смежных).

Система СЕКАМ разрабатывалась в расчете на использование покадровой синхронизации, для чего на задней полке кадрового гасящего импульса (в строках 7-15 и 320-328) предусмотрена передача девяти пакетов ЧМ колебаний с предельной девиацией 350 кГц.

Длительность каждого из этих пакетов около 57 мкс, а предельные частоты в красной и синей строках 4756,25 кГц и 3900 кГц соответственно.

*

Рис. 20.

Такие сигналы цветовой синхронизации после частотных детекторов декодера имеют вид последовательности из девяти видеоимпульсов определенной полярности. Частота следования этих пачек – 50 Гц. Полярность импульсов пачки будет зависеть от того, в правильной или неправильной фазе работает электронный коммутатор. Проанализировав полярность импульсов, можно определить, правильно или неправильно работает коммутатор и, если фаза неправильная, сформировать сигнал для принудительного опрокидывания триггера, подав этот сигнал на установочный вход триггера (R или S), который обычно является приоритетным.

Информацию, необходимую для установки правильной фазы коммутации, можно получать и до частотных детекторов декодера непосредственно из сигнала цветности. Эта информация заключена в частоте колебаний внутри пакетов СЦС. Следовательно, необходимо решить задачу оценки частоты радиоимпульса. Подробно эта задача рассматривается в дисциплине «Радиотехнические системы». В телевизионных приемниках обычно решают эту задачу путем преобразования разницы в частотах в разницу амплитуд с помощью либо частотного дискриминатора, либо, чаще, с помощью колебательного контура, настроенного на одну из частот СЦС, и амплитудного детектора, после чего разницу амплитуд можно оценить с помощью амплитудного компаратора или ограничителя (само собой разумеется, что предварительно нужно выделить эти девять пакетов с помощью аналогового ключа и стробирующего импульса). На выходе схемы получатся видеоимпульсы с полустрочной частотой.

* Схему построчной синхронизации можно реализовать, если воспользоваться сигналом цветности, расположенным на задней полке строчного гасящего импульса. Каскад гашения в кодирующем устройстве выключает сигнал цветности на интервал времени, начинающийся по переднему фронту строчного гасящего импульса и заканчивающийся-
Рис. 21. через 5,6 мкс после переднего
фронта ССИ.

Т.к. длительность переднего уступа на СГИ равна 1,5 мкс, длительность пакета цветовой поднесущей на задней полке СГИ получается равной 4,9 мкс. Выделив эти пакеты с помощью аналогового ключа и применив колебательный контур, настроенный на частоту какой-либо цветовой поднесущей, можно путем таких же действий, как и при покадровой синхронизации, получить сигналы с полустрочной частотой, пригодные для принудительного управления фазой работы триггера. Главным недостатком этого варианта цветовой синхронизации является малая длительность обрабатываемого пакета (радиоимпульса). Разрешение по частоте при такой длительности не обеспечивается, но различение сигналов осуществить можно.

В современных ТВ приемниках система СЦС, кроме управления фазой работы триггера, решает еще ряд задач. Прежде всего, это выключение канала цветности при отсутствии сигналов СЦС (т.е. в случае черно-белой передачи). Это позволяет исключить попадание шумов канала цветности на выход декодера. Выключение режекторного фильтра яркостного канала (в такой же ситуации) устраняет снижение четкости черно-белой передачи. В некоторых моделях телевизоров организуется также перестройка режекторного фильтра от строки к строке.

Сравнивая в заключение систему SECAM с системами цветного телевидения NTSC и PAL, следует сказать, что применяемая в системах NTSC и PAL квадратурная модуляция весьма чувствительна к нелинейности характеристик канала связи. Зависимость размаха сигнала цветности от уровня сигнала яркости (искажения типа «дифференциальное усиление») приводит к нарушению насыщенности что, к счастью, не очень заметно. Зависимость фазы сигнала цветности от уровня сигнала яркости (искажения типа «дифференциальная фаза») приводит к нарушению цветового тона, что гораздо заметнее, чем нарушения насыщенности. Следствие – более жесткие по сравнению с системой SECAM требования к параметрам линий связи и (в том числе) телевизионного приемника.

Система PAL по существу является усовершенствованием системы NTSC. В этой системе при передаче вращают фазу красного сигнала от строки к строке на ± 90°. При приеме красные сигналы соседних строк осредняются с помощью линии задержки на 64 мкс, что позволяет компенсировать фазовые сдвиги в канале связи, т.е. искажения типа «дифференциальная фаза». Искажения типа «дифференциальное усиление» не компенсируются. Данное техническое решение привело к появлению в системе PAL цветовой синхронизации, которая отсутствует в системе NTSC.

Полезно знать, что в процессе развития международного обмена телепрограммами появились около десяти разновидностей систем NTSC, PAL, SECAM, которые обозначаются добавочными латинскими буквами (B, G, D, J, K, L и т.д.). Эти разновидности могут отличаться параметрами разложения (Z и F _K ), разносом частот несущих изображения и звука, разносом частот соседних каналов в пределах одного диапазона, видом модуляции и т.д.