Формирователи цифровых телевизионных сигналов

Рассмотрим два варианта структурной схемы формирователя цифрового телевизионного сигнала в соответствии с Рекомендацией ITU-R ВТ 601. В устройстве (см. структурную схему на рисунке 1.12,а) сигналы основных цветов Е_R, Е_G, Е_B с источника телевизионных сигналов (телекамеры) вначале поступают на гамма-корректоры (ГК). Сформированные сигналы Е^’_R, Е^’_G, Е^’_B в кодирующей матрице (КМ) преобразуются в сигнал яркости Е^’_Y и цветоразностные сигналы E^’_R-Y, E^’_B-Y. далее эти сигналы преобразуются АЦП в цифровые сигналы Y, C_R, C_B, соответственно. На входах АЦП имеются дополнительные аналоговые узлы, выполняющие масштабирование и сдвиг сигналов. Число разрядов каждого АЦП, как правило, равно восьми. Синхроимпульсы (СИ) развертки источника ТВ сигналов поступают на формирователь цифровых СИ (ФЦСИ), вырабатывающий синхросигналы НАС и КАС. Кроме того, СИ используются для синхронизации генератора тактовых импульсов (ГТИ), который вырабатывает импульсы с частотами 27, 13,5 и 6,75 МГц, поступающие на другие узлы устройства. ГТИ содержит схему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), с помощью которой обеспечивается требуемое количество периодов тактовых импульсов за период строчной развертки источника ТВ сигналов.

Рисунок 1.12 – Варианты структурной схемы формирователя цифрового телевизионного сигнала

Мультиплексор (MS) в заданной последовательности передает на выход цифровые сигналы Y, C_R, C_B и цифровые синхросигналы. В результате на выходе устройства оказывается сформированным цифровой телевизионный сигнал (ЦТС).

В другом варианте устройства (рисунок 1.12,6) сигналы основных цветов Е_R, Е_G, Е_B сразу преобразуются в цифровые сигналы R_d, G_d, B_d, соответственно. При этом каждый АЦП должен иметь, по меньшей мере, 10, а лучше 12 двоичных разрядов.

Далее цифровые сигналы R_d, G_d, B_d поступают на цифровые гамма-корректоры (ЦГК), в которых выполняются нелинейные преобразования. Число двоичных разрядов прошедших гамма-коррекцию цифровых сигналов R^’_d, G^’_d, B^’_d равно 8. Затем сигналы R^’_d, G^’_d, B^’_d в цифровой кодирующей матрице (ЦКМ) преобразуются в цифровой сигнал яркости Y и цифровые цветоразностные сигналы C_R и C_B.

Формирование синхросигналов и тактовых импульсов и работа мультиплексора осуществляются аналогично первому варианту устройства. Выполнение гамма-коррекции цифровыми средствами обеспечивает более точное задание требуемой функции преобразования, но при этом необходимы имеющие больше двоичных разрядов и, следовательно, более дорогие АЦП.

Формирователи цифровых телевизионных сигналов в виде специализированных БИС, которые можно использовать, например, в устройствах оцифровки и ввода телевизионных сигналов в персональные компьютеры. Так, фирма PHILIPS производит БИС SAA 7111A, в которой выполняются преобразование в цифровую форму ПЦТС или отдельных сигналов яркости и цветности, цифровое декодирование сигнала цветности всех распространенных стандартов цветного телевидения и формирование выходных цифровых сигналов в соответствии с Рекомендацией 601 с форматами 4:2:2 и 4:1:1. Тактовая частота 27 МГц вырабатывается встроенным генератором с ФАПЧ и привязывается к частоте строчных синхроимпульсов входного телевизионного сигнала. Гамма-коррекция не требуется, так как в цифровую форму преобразуется ПЦТС, пришедший с телевизионной студии, где он прошел гамма-корректор.

Перейдем к передаче цифрового телевизионного сигнала. Рекомендацией ITU-R ВТ 656 предусмотрены два варианта интерфейса для этой цели: параллельный видеостык и последовательный видеостык.