2015-05-13
4576
Глава 15
ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРИЕМНИКИ
Особенности передачи и приема телевизионных сигналов наземного вещания
Для передачи сигналов изображения используются УКВ диапазон частот от 40 до 10000 МГц (λ =7.5м-3см). Нижний предел несущих частот определяется спектром видеосигнала, который необходимо передать. Частота несущей изображения fнес.из должна быть в несколько раз больше максимальной частоты видеосигнала fс.макс, иначе потеряется возможность модуляции. Поэтому для телевизионного вещания отводятся частоты в диапазоне УКВ. В наиболее низкочастотном канале fнес.из в 8 раз больше fc.макс.
Верхняя граница характеризуется тем, что при уменьшении длины волны λ (от 3 см и меньше) резко увеличивается их поглощение в атмосфере (туман, дым, осадки и т.д.)
Телевизионное вещание по радиоэфиру от телецентра до абонента ведется в диапазоне метровых и дециметровых волн. Сантиметровый диапазон волн используется в спутниковом вещании и при передаче сигналов изображения по радиорелейным линиям связи.
В видеопередатчиках, работающих в диапазоне частот от 40 до 900 МГц применяется только амплитудная модуляция (АМ). Частотная модуляция (ЧМ) не применяется, так как при малом индексе модуляции она не дает преимуществ перед АМ и в то же время усложняет аппаратуру. При АМ для передачи информации достаточно передавать только одну боковую частоту, что практически осуществляется частичным подавлением боковой полосы (НБП) (рис. 15.1).
Звуковое сопровождение передается с использованием ЧМ. На один ТВ канал отводится 8 МГц. Разнос несущих звука и изображения равен 6,5 МГц.
Разные виды модуляции радиосигналов ТВ вещания облегчают их разделение в телевизионных приемниках. Составляющие спектра каждой боковой полосы — нижней и верхней — содержат всю информацию о передаваемом сигнале. Поэтому подавление нижней боковой полосы спектра радиосигнала изображения устраняет избыточность информации и дает возможность сократить полосу частот, занимаемую ТВ каналом. В результате в одном и том же диапазоне удается разместить большее число каналов. Однако практически для уменьшения квадратурных искажений ТВ сигнала, возникающих в линейном амплитудном детекторе приемника при подавлении одной боковой полосы, оставляют неподавленной небольшую часть спектра нижней боковой шириной 0,75 МГц (рис.15.1,а). В этом случае крупные детали будут передаваться без градационных искажений, а искажения в мелких деталях глаз не воспринимает, так как имеет характеристику ФНЧ в области высоких пространственных частот. При этом несколько усложняется формирование АЧХ радиоканала изображения ТВ приемника. Она должна соответствовать кривой (рис.15.1,б),с кососимметричным склоном, так называемым склоном Найквиста, в частности уровень несущей частоты изображения должен ослабляться на 6 дБ (в 2 раза), а составляющая 0,75 МГц нижней боковой — на 20 дБ (по сравнению с уровнем опорной частоты спектра 1,5 МГц верхней боковой). В этом случае после детектирования радиосигнала изображения суммарное номинальное напряжение, образующееся на нагрузке детектора от симметричных частот, составляющих нижней и верхней боковых полос, на любой частоте спектра в пределах 0...6 МГц всегда будет равно единице (в относительных величинах). Это означает, что форма результирующей АЧХ тракта передачи радиосигнала изображения от модулятора передатчика до нагрузки детектора приемника (характеристика верности) будет равномерной в заданной полосе частот 6 МГц (рис.15.1, в ).
Рис.15.1 Номинальные АЧХ. Рис.15.2. Полярности модуляции
а - боковых полос ТВ радио передатчика; б - изображения:
радиоканала изображения ТВ приемника; в - а - негативная; б – позитивная
результирующая тракта передачи радиосигнала
изображения; г -УПЧИ приемника
В связи с большой помехоустойчивостью передаваемого методом широкополосной ЧМ звукового сопровождения и для уменьшения помехи от него в канале изображения мощность излучения несущей звука в 10 раз уменьшена по отношению к мощности несущей изображения.
Полярность модуляции радиосигнала изображения. Радиосигнал изображения может иметь позитивную или негативную полярность в зависимости от полярности модулирующего ТВ сигнала (рис15.2). В большинстве стран принята негативная полярность модуляции, при которой максимальная амплитуда несущей частоты соответствует уровню сигнала синхронизации, а минимальная — уровню белого. В этом случае:
а) передатчик излучает в среднем существенно меньшую мощность, так как по
статистике в вещании преобладают светлые сцены и поэтому огибающая AM
несущей изображения прижимается к временной оси (см. рис15.2, а и б);
б) импульсные помехи чаще проявляются в виде темных точек и визуально менее
заметны;
в) повышается помехоустойчивость системы синхронизации из-за того, что при
передаче сигнала синхронизации передатчик излучает максимальную (пиковую)
мощность;
г) облегчается построение АРУ приемников; в качестве опорного сигнала АРУ
используется сигнал синхронизации разверток приемников, так как он не зависит от
содержания изображения. Опорный сигнал при негативной полярности
соответствует максимальному размаху несущей, и поэтому для его выделения можно использовать простые устройства.
В телевизионном вещании не допускается 100 %-ной модуляции. Для черно-белого телевидения остаточный уровень непромодулиро-ванной несущей составляет 15 %, а для цветного вещания — 7 %.
Поляризация волн электромагнитного излучения. Согласно ГОСТ 7845—92 допускается использовать горизонтальную или вертикальную поляризацию волн электромагнитного излучения ТВ радиопередатчика. Преимущество отдается горизонтальной поляризации, так как в этом случае наблюдается несколько меньшее воздействие промышленных помех. Однако при наличии взаимных помех между радиопередатчиками использование вертикальной поляризации дает возможность уменьшить взаимные помехи не менее чем на 10 дБ.
