Содержание

 

 

1 Лабораторная работа №1. Измерение параметров  тракта передачи

 ТВ сигнала………........ ……………..………………………………………4

2 Лабораторная работа №2.   Синхронизация разверток ТВ

 приемника….………………………………..……………………………….8

3 Лабораторная работа №3. Восстановление постоянной составляющей телевизионного сигнала…………………………..…………………………13

4 Лабораторная работа №4. Исследование  гамма-корректора……………………………………........………................................ 18

Список литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .………...................25     

 

 

 

                         1 Лабораторная работа №1

 

         Измерение параметров  тракта передачи ТВ сигнала

          Цель работы: приобретение навыков в измерении различных       параметров ТВ сигнала и сравнения их с ГОСТом.

 

         1.1Теоретическая подготовка

Сигналы испытательных строк  замешиваются в полный  ТВ-сигнал во время передачи гасящих импульсов полей (ГИП), чтобы они не были видны на изображении, в интервалах с 16-й(330) по 22-ю(335) строку и располагаются на экране ВКУ выше изображения. Для передачи испытательных сигналов используются две строки. Первая испытательная строка содержит четыре контрольных сигнала:

         -прямоугольный импульс «белого», длительностью 10мкс;

         -cинус-квадратичный импульс 2Тна уровне половины размаха 0,16мкс;

         -cложный cинус-квадратичный импульс 20Т;

         - ступенчатый сигнал c наложенной на него sin-ой насадкой  (4.43МГц) или без нее.

 

                                                  

                 прямоугольный

                         импульс                            

                        «белого»          cинус-квадратичный

                                                        импульс                    cложный

                                                                              cинус-квадратичный

                                                                                            импульс             

                                         Рисунок 1.1

Вторая строка содержит испытательный сигнал, состоящий из пакетов синусоидальных колебаний шести частот от 0,5 - 6 МГц, расположенных на пьедестале, и контрольный прямоугольный импульс.

                                                                 Рисунок 1.2

      Соединить схему проведения измерений по рисунку 1.3;

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3

 

         1.2 Методика проведения работы

         1.2.1 Cнять амплитудно-частотную характеристику тракта передачи

ТВ-сигнала для этого:

 

         1.2.2 С «основного выхода 75Ω»  ГИС Г6-8 подать сигнал качающейся частоты (ручку «вид сигнала» в положение «КЧ») с девиацией частоты  6,5 МГц, промодулированный в полосе 1-6МГц (c генератора Г4-102), тумблер «вход 75Ω» перевести в положение «внешн.изм.сигнал»

на видеовход РЦТА.

         1.2.3 С  вых. РЦТА сигнал подать на антенный вход  телевизора через аттенюатор;

         1.2.4 С видеовыхода  телевизора подать сигнал на Y-вх. осциллографа.

         1.2.5 Изменяя частоту модулирующего сигнала в полосе 1 – 6 МГц, измерить напряжение на видеовыходе телевизора.

         1.2.6 Построить АЧХ, по степени ее равномерности судить о качестве тракта передачи сигнала. 

 

По количеству пакетов в сигнале судить  о ширине полосы канала. Всего шесть пакетов, если передается четыре из них -  это входит в пределы для  допустимого  качества изображения.

 

         1.3 Измерение нестабильности уровня гашения.

Оценивается по разнице амплитуд прямоугольных и пилообразных импульсов.

         1.3.1Не изменяя схемы проведения измерений, отключить питание генератора модулирующего напряжения Г4-102 и перевести тумблер «вход75Ω» Г6-8 в положение «внутр.»

         1.3.2 С генератора телевизионных измерительных сигналов Г6-8 подать на вх. РЦТА

      П-сигнал (вид сигнала перевести в пол. « П и sin²») и с помощью осциллографа С9-1 измерить его амплитуду.

         1.3.3  Переключить ручку «вид сигнала» в положение, соответствующее пилообразному сигналу, и также измерить амплитуду импульса  по рисунку 1.4

                                                                   Рисунок 1.4

         1.3.4 Подставив в формулу 1.1 полученные значения, рассчитать

Δ Uг – нестабильность уровня гашения.

 

Δ U_г =   (U_г^I – U_г^II) 100%

                                                             (U_н ^I + U_н^II)                                  (1.1)

   Сравнить полученное значение с ГОСТ (ΔUг = 5%)

 

         1.4 Измерение переходной характеристики в области средних времен.

         1.4.1 C Г6-8 подать П-импульс, растянув его вершину на экране осциллографа, как показано на рисунке 1.5.

         1.4.2 Измерения проводятся по искажению плоской части импульса В3, входящего в состав измерительного сигнала.

 

                                                                 Рисунок 1.5

 

Искажение вершин импульса В₃ ΔU_В3 определяется разностью уровней  в точках b₃ и b₄ (рис.1.4), отстоящих на 1 и 22 мкс от фронта импульса В₃.Величина искажения считается положительной, если уровень в точке b₄ выше уровня в точке b₃. 

 

Искажения оцениваются по формуле 1.2

 

Δ_В3 =  ΔU_В3    100% / U_В3                        (1.2)

         1.5 Собрать схему соединения по рисунку 1.6:

 

 

 

  

 

Рисунок 1.6

         1.5.1 Считать установленное значение глубины модуляции соответствующим  ГОСТу.

С ГИС подать П-сигнал и sin² на вход РЦТА. На экране  узкая полоса (sin²) и более широкая  полоса (П) – перепады уровней яркости четкие и контрастные.Зарисовать сигнал в строчном периоде, измерив амплитуду и время фронта спада импульсов.

         1.5.2  Изменить значение глубины модуляции в сторону увеличения  по отношению к  ГОСТ до появления искажений перепадов яркости на экране телевизора. На экране осциллографа при этом будут различаться выбросы амплитуд на заднем фронте импульса. Зарисовать сигнал в строчном периоде, измерив  амплитуду и  время фронта спада импульсов.

Полученное  значение глубины модуляции соответствует 100%.

 

         1.5.3  Изменить значение глубины модуляции в сторону уменьшения по отношению к ГОСТ и зарисовать осциллограмму, описав искажения на экране телевизора.

                                                           Рисунок 1.7

        

1.5.4 Рассчитать ее значение по формуле 1.3:

                         m_c = (U_п 100%)/ U_н                                                        ( 1.3)

         1.5.5 Полученное значение сравнить со значением глубины модуляции, соответствующей ГОСТу (на боковой панели РЦТА).

По степени отклонения полученного параметра от  нормированного значения и качеству изображения на экране сделать выводы.

 

         2 Лабораторная  работа №2

         Синхронизация разверток ТВ приемника

 Цель работы: изучение различных способов выделения синхронизирующих импульсов из полного телевизионного сигнала и экспериментальное исследование основных характеристик селекторов синхронизирующих импульсов строчной и кадровой частот.

 

         2.1 Теоретическая подготовка

В работе используются методы:

            а) выделение КИ с помощью слабого дифференцирования сигнала ССП;

         б) выделение КИ с помощью однозвенной интегрирующей цепи;

            в) выделение    КИ    с    помощью    многозвенной   (трехзвенной) интегрирующей цепи;

         г) выделение СИ с помощью дифференцирующей цепи.

Рассматривается также инерционная синхронизация строк – способ повышения помехоустойчивости     строчной     синхронизации     путем автоподстройки   частоты   и   фазы   опорного   колебания   Ufz   (АПЧиФ).

         Однозвенные интегрирующие схемы выделения КИ просты и обладают большой помехоустойчивостью, однако, недостаточно крутой фронт сформированного на выходе ФНЧ импульса может вызвать нестабильность момента синхронизации. Многозвенные интегрирующие цепи (двух- и трехзвенные) обеспечивают значительно лучшее подавление СИ и (или) большую крутизну фронтов КИ. Способ слабого дифференцирования обеспечивает крутой фронт нарастания КИ (это отрицательный выброс врезок в импульс синхронизации полей), однако, этот способ более сложен и менее помехоустойчив.

         Способы выделения СИ с помощью дифференцирующей цепи, однако, не могу т защитить генератор строчной развертки от влияния помех, поэтому наибольшее распространение получила схема инерционной синхронизации строчной развертки, состоящая из: фазового детектора ФД, в котором сравниваются по фазе импульсы ССП и генератора строк; ФНЧ -инерционного звена, формирующего медленно меняющееся управляющее напряжение и позволяющего эффективно подавить помехи; управляемого генератора СИ. При флуктуационном ("белом") шуме помеха через дифференцирующие цепи проникает в канал синхронизации генератора строчной развертки; в то же время нарушение кадровой синхронизации обычно не происходит вследствие применения в этом канале интегрирующих цепей. Однако шумовая помеха, поступающая с выхода примененного в блоке лабораторной работы генератора шума Гш, является крупноструктурной (низкочастотной) с полосой частот менее 100 кГц. Поэтому такая шумовая помеха, в отличие от флуктуационной и импульсной, интегрирующими цепями практически не устраняется. В то же время применение АПЧиФ в целях строчной синхронизации и в этом случае дает хороший положительный эффект.

         2.2 Структурная и функциональная схемы лабораторной работы

         В данной работе, кроме основного блока, используется устройство формирования полного ТВ  сигнала (в центральной стойке), видеоконтрольное устройство рабочего комплекта

и осциллограф, развертки которого синхронизируются импульсами строчной или кадровой частоты.

         Структурная схема блока лабораторной работы изображена на рис.2.1. Полный ТВ-сигнал Uc (ПТВС) с соответствующего контрольного гнезда на лицевой панели стойки подается на вход амплитудного селектора (АС); в сумматоре к нему может быть замешан сигнал шумовой помехи Uni. С помощью АС сигнал синхронизации приемника (ССП), состоящий их строчных (СИ) и кадровых (КИ) синхронизирующих импульсов, отделяется от видеосигнала. Разделение СИ и КИ между собой производится с помощью дифференцирующих (выделяют строчные более короткие импульсы) и интегрирующих (выделяют импульсы полей) схем.

 

         Функциональная схема блока приведена на рис.2.2. Видеосигнал подается в Гн1, величина шума (до 20% от размаха сигнала) регулируется потенциометром R1, а суммарный сигнал можно подать на осциллограф с Гн2 или (после усиления) с ГнЗ. Режим работы АС регулируется потенциометром R2 (режим АС). Степень слабого дифференцирования цепью C1R3 подбирают потенциометром R3 (слабое дифференцирование). Потенциометром R5 (режим АО) подбирают оптимальный режим работы амплитудного ограничителя (АО) на диоде D1. В Гн4 можно наблюдать сигнал ССП отрицательной полярности на выходе АС; в Гн5 - после слабого дифференцирования; в Гнб - выходные КИ после АО. На другой выход АС (Гн7) поступают импульсы ССП положительной полярности. С Гн8 снимают КИ после однозвенной интегрирующей цепи с Гн9 - после трехзвенной. Дифференцирующая цепь C5R9 («Диф») служит для выделения СИ (Гн10). Схема АПЧиФ собрана на ИМС К174АФ1. Амплитудный селектор схемы формирует ССП (Гн11), который подается на схему АПЧиФ. Выходные импульсы генератора строчной частоты подведены к Гн12; подстройка частоты осуществляется потенциометром R10 ("частота"). Фазовые соотношения импульсов ССП и задающего генератора U2 можно наблюдать по осциллограмме сигнала, подведенного от фазового генератора кГн13(ФД).

Рисунок 2.2 - Функциональная схема блока лабораторной работы

        

2.3 Порядок выполнения работы

         2.3.1 Амплитудная селекция и выделение сигнала синхронизации кадровой развертки

В первой части работы необходимо провести следующие исследования:

         а) подать полный телевизионный сигнал (ПТВС) на вход работы;

         б) включить генератор флуктуационного шума (выключатель 8ш)  и,
меняя уровень шума в пределах (0…0,2) Uc (потенциометр R1), проследить изменение   формы   полного   телевизионного   сигнала,   обратив   особое внимание на искажения сигнала синхронизации (Гн2, ГнЗ). Зарисовать строчные и кадровые осциллограммы сигнала при наличии и отсутствии шума (всего 4 осциллограммы);

            в) изучить   работу   амплитудного   селектора,    изменяя   уровень ограничения   (R2  -   "Режим   АС").   Зарисовать   строчные   и   кадровые осциллограммы разнополярных сигналов на выходе АС (гнезда Гн4 и Гн7)
при наличии и отсутствии помех (всего 8 осциллограмм);

            г) изучить работу однозвенной интегрирующей схемы выделения кадровых  синхронизирующих  импульсов  (Гн8).   Проследить   изменение формы сигналов при наличии и отсутствии помех (2 осциллограммы).
Внешняя    синхронизация    разверток    осциллографа    в    этом    случае осуществляется импульсами частоты  кадров (гнездо  "КИ"  на лицевой панели стойки);

            д)  то же для многозвенной интегрирующей цепи (Гн9);

            е) то  же для способа слабого дифференцирования  (ГнЗ  и Гнб).Степень дифференцирования регулируется потенциометром R3  "Сл.диф."), уровень  ограничения  -  потенциометром R5  ("Режим АО").  Зарисовать осциллограммы (по 2 в Гн5 и Гнб).

        

         2.4 Содержание отчета.

         2.4.1 Функциональная схема исследуемой работы.

         2.4.2 Осциллограммы и краткая их характеристика по пп.2.2....2..6.

 

            2.5 Контрольные вопросы

         2.5.1 В   чем   особенности   систем   синхронизации   развертывающих устройств ТВ приемников?

         2.5.2 С  какой целью  вводятся  врезки двойной  строчной частоты  кадровые синхронизирующие импульсы?

         2.5.3  В  чем преимущество  метода слабого дифференцирования для выделения кадровых синхронизирующих импульсов?

         2.5.4  Достоинства      и      недостатки      применения      многозвенных интегрирующих цепей по сравнению с однозвенными?

         2.5.5 Помехозащищенность какого из изученных методов выделения кадровых синхронизирующих импульсов наибольшая?

           

            2.6 Синхронизация строчной развертки

         2.7 Методика проведения измерений по второй части работы

            2.7.1изучить и зарисовать форму сигнала синхронизации  строчной развертки  (Гн10) при различных параметрах дифференцирующей  цепи C5R9 (R9 - "Диф") и при наличии и отсутствии помехи (регулируя R1). Внешняя синхронизация разверток осциллографа в  этом  случае  осуществляется  импульсами частоты строк (гнездо "СИ" на лицевой панели стойки).

         2.7.2  Изучить работу АПЧиФ и составить (по литературе и конспекту лекции) ее структурную схему.

            2.7.3 Проиллюстрировать работу АПЧиФ осциллограммами сигналов:

         -входного сигнала (ПТВС) на входе микросхемы (Гн З);

         -сигнала ССП на выходе АС микросхемы (Гн11);

         -поступающего    с    ФД    комбинированного    сигнала    (Гн13),
составленного их двух сравниваемых сигналов - ССП и пилообразного
напряжения, поступающего от ЗГ ГСР. Зарисовать две осциллограммы с
разными фазовыми соотношениями этих сигналов (R10 - "частота").

         2.7.4 Выходного сигнала (Гн12 - "СИ");

         2.7.5 Вводя помеху различного уровня Urn = (0...0,2)Uc (регулятор Rl), сравнить схемы АПЧиФ и дифференцирования по устойчивости синхронизации строчной развертки (Гн12 и Гн10).

 Сделать выводы.

            2.8 Содержание отчета

         2.8.1Структурная схема АПЧиФ.

         2.8.2 Осциллограммы и их краткие характеристики.

         2.8.3 Выводы .

 

         2.9 Контрольные вопросы

         2.9.1 Назовите достоинства и недостатки схемы выделения строчных
синхроимпульсов с помощью дифференцирования.

         2.9.2 Назовите достоинства и недостатки инерционной схемы строчной синхронизации.

         2.9.3  Каким   образом   повышается   помехоустойчивость   устройства

синхронизации?

         2.9.4  Чем определяется скорость срабатывания системы АПЧиФ?

 

         3 Лабораторная работа № 3

         Восстановление постоянной составляющей телевизионного сигнала

          Цель работы: изучение процесса восстановления постоянной составляющей телевизионного сигнала с помощью фиксирующих сетей.

         3.1 Теоретическая подготовка

Исследованию подвергаются: неуправляемая схема ВИС, собранная на диоде VD1 с параллельно включенным резистором R3, который служит для подбора стабилизации величины сопротивления разряда Rp; управляемая схема фиксации мостового типа на четырех диодах VD2 - VD5 и резисторе R8, улучшающем баланс моста; управляемая схема ВПС на

транзисторе VT2 с трансформатором Тр (рисунки 3.1,3.2).

            3.2 Структурная и функциональная схемы лабораторной работы

Рисунок 3.1 – Структурная схема

 

Уровень фиксации определяется источником напряжения смещения - Есм и потенциометрами R2, R6 и R13. Переключатель В 2 служит для выбора величины зарядно-разрядной емкости (С5, С6 или С7), оптимальной с точки зрения наименьших искажений ТВ сигнала.

От генератора испытательных сигналов (ГИС) на вход схемы могут быть поданы:

            а) набор испытательных сигналов от ГИС - 02Т (переключатель В1 в положение 1);

         б)П-образные импульсы частоты полей со скважностью 2, прорезанные гасящими импульсами строчной частоты (переключатель В1 в пол. 2);

            в)гасящие      импульсы      строчной      частоты,      модулированные
синусоидальными сигналами 50 Гц (переключатель В1 в положение 3).

Размах указанных сигналов регулируется потенциометром R1 и контролируется в Гн З. При прохождении исследуемого сигнала через разделительный конденсатор С4, включенный на входе эмиттерного повторителя ЭП1 (транзистор VT1), теряется постоянная составляющая. Вследствие этого в осциллограмме сигнала на выходе эмиттерного повторителя (Гн4) уровни черного и белого не фиксированы и зависят от содержания изображения. Наблюдаются также характерные искажения ТВ сигнала -перенос низкочастотных импульсов. Переключатель ВЗ обеспечивает подключение на ЭП2 одной из схем ВПС (положение 2, 3,4). При этом в гнезде Гн5 уровни черного ТВ сигнала с определенной степенью точности в зависимости от типа и параметров схемы ВПС соответствуют постоянному потенциалу. Положение 1 переключателя ВЗ соответствует отсутствию схемы ВПС. В Гнб и Гн7 сигнал контролируется осциллографом и визуально на выходе ЭП2(транзистор VT3). На управляемые схемы ВПС (VD2 - VD5 и VT2) от ГУИ поданы управляющие импульсы строк, которые контролируются в гнездах Гн1 и Гн2. Разнополярные импульсы отпирают диоды VD2 - VD5 в течение коротких интервалов времени (2...3 мкс) во время строчного гасящего импульса (после синхроимпульса). В остальное время мостовая схема закрыта напряжениями, накопленными на разделительных конденсаторах С2, С3. Ключевой транзистор VT2 переводится в режим насыщения одним отрицательным управляющим импульсом, поданным на базу через трансформатор Тр. В интервале между импульсами транзистор VT2 заперт (рисунок 3.2).

Для исследования процессов компенсации низкочастотных помех к ТВ сигналу может добавляться напряжение с выхода генератора синусоидальной помехи (ГСП), размах помехи регулируется потенциометром R5.

На выходе и входе схем ВПС включены эмиттерные повторители ЭП1 и ЭП2. Выходное сопротивление ЭП1 мало, поэтому быстродействие схемы возрастает (уменьшается время перезаряда конденсатора С6, С7, С8). Входное сопротивление ЭП2относительно велико, поэтому постоянная времени разряда увеличивается и перекос яркости вдоль строки уменьшается.

Контроль сигналов осуществляется с помощью осциллографа С9-1 и ВКУ. При выполнении работы необходимо иметь в виду, что для каждого

исследуемого сигнала нужно, как правило, зарисовать две oсциллограммы, соответствующие строчному и полукадровому периодам.

 

         3.3 Порядок выполнения работы

         3.3.1 Рассмотреть форму сигналов, подаваемых на исследуемую схему от генератора испытательных сигналов.

         3.3.2  Зарисовать осциллограммы в ГнЗ при положениях переключателя S1 - 1, 2, 3. Изображения, создаваемые этими сигналами, рассматриваются на ВКУ. Все рисунки здесь и далее должны быть пронумерованы  и  иметь подписи, поясняющие их содержание.

 

Рисунок 3.2- Функциональная схема

 

         3.3.3  Установить   назначение,   зарисовать   осциллограммы   сигналов, создаваемых генератором управляющих импульсов (Гн1, Гн2), и измерить их размах и длительность.

         3.3.4 Исследовать искажения П-образных импульсов частоты полей, для чего переключатель S1 (в пол 2). При этом на вход исследуемой схемы (на R1) подается испытательный сигнал в виде импульса,, составляющего 0.3- 0.5 длительности кадра и синхронизированного с кадровой разверткой. Данный НЧ-импульс (соответствующий горизонтальной широкой полосе на темном фоне) прорезан строчными гасящими импульсами. Характер сигнала исследуется с помощью осциллографа (ГнЗ), а его уровень с помощью движка R1 устанавливается равным 1В.

         3.3.5 Исследовать   характерные   искажения   сигнала,   когда   ВПС   не производится. Поставить S3 в положение 1 и наблюдать форму сигнала при помощи осциллографа (ГнЗ) и ВКУ при различных значениях емкостей С5= 3300 пФ, С6=2800 пФ и С7=100мкФ. Все осциллограммы и характерные искажения изображений описать и зарисовать. Сделать выводы.

         3.3.6  Проделать аналогичные исследования при S3 в положении 2. Случай  соответствует ВПС простой неуправляемой фиксирующей цепью. При данном исследовании вначале с помощью потенциометра R2 подобрать потенциал фиксации сигнала на базе VT3 равным потенциалу смещения на нем при ВЗ в положении 

1. Контроль потенциалов производится при "открытом входе" осциллографа. С помощью   S2   подобрать   значение   переходной   емкости  для   наименьших искажений сигнала последовательно для получения малой инерционности и малого перекоса яркости вдоль строки. Зарисовать осциллограммы сигналов и характерные искажения изображения на экране ВКУ. Оценить полученные результаты.

         3.3.7 Произвести  подобное  исследование  восстановления  постоянной составляющей при помощи мостовой схемы, а затем схемы на VT2. Для этого поставить переключатель S 3 последовательно, в положения 3 и 4. Исследование управляемых схем ВПС провести при трех положениях S2.
Подобрать значение переходной емкости, при котором искажение формы импульсов,    соответствующих    строчному    и    полукадровому    периодам, минимальны. Регулируя потенциометром R1 размах сигнала, убедиться, что при   правильно   подобранных   параметрах  схемы  ВПС   положение  уровня черного на экране осциллографа не изменяется, а следовательно, и не зависит от содержания изображения. Отметить инерционность работы схемы ВПС в положении 3 переключателя S2.

         3.3.8 Исследовать искажения ТВ сигнала от ГИС-02Т. Для этого следует перевести переключатель S1 в положение 1. Искажения изображения при всех положениях переключателя S2 (для каждого из положений ВЗ) следует оценить визуально по ВКУ (Гн7).

         3.3.9 Исследовать   возможность   подавления   фиксирующими   цепями низкочастотных  помех.  Переключатель  S1   установить  в положение   1.  С помощью R2 во входной испытательный сигнал ввести синусоидальную помеху 50 Гц (от генератора синусоидальной помехи). При этом помеха будет линейно сложена с полезным сигналом. Пользуясь указанной методикой, исследовать способность    фиксирующих   цепей   подавлять   эту   помеху.    Определить оптимальную величину переходной емкости (S2) с точки зрения наилучшего подавления   помехи.   Формы   сигналов   представить  на  рисунках.   Описать характерные явления, наблюдаемые на ВКУ.

         3.3.10  Подобным   же   образом   исследовать   возможность   подавления низкочастотных помех, модулирующих видеосигнал (S1 в положении 3).

 

         3.4     Содержание отчета

         3.4.1 Структурная схема лабораторной работы.

         3.4.2 Принципиальные схемы неуправляемой фиксирующей цепи, ВПС мостового типа и на транзисторе VT2.

         3.4.3 Осциллограммы сигнала с пояснением их особенностей, значения измеренных и рассчитанных параметров.

 

            3.5 Контрольные вопросы:

         3.5.1  Перечислите,  для  каких целей используется  фиксация уровня ТВ-сигнала.

         3.5.2 Поясните, каким образом по тракту передачи ТВ сигнала (состоящему из  усилителей  переменного  тока)  передается  «постоянная  составляющая», пропорциональная средней яркости ТВ изображения.

         3.5.3  Перечислите недостатки неуправляемой схемы фиксации уровня по сравнению с управляемыми схемами.

         3.5.4  Какие искажения ТВ изображения возникают в приемнике, если в нем не восстанавливается "постоянная составляющая" ТВ сигнала? Как зритель может "скомпенсировать" эти искажения?

         3.5.5 Что такое инерционность схемы фиксации?

         3.5.6 От какого параметра схемы фиксации зависит величина перекоса яркости вдоль строки?

         3.5.7 Перечислите достоинства и недостатки управляемой схемы ВПС мостового типа.

         3.5.8 Перечислите достоинства и недостатки управляемой схемы ВПС транзисторного типа.

 

         4 Лабораторная работа №4 Исследование гамма-корректора .

          Цель работы: исследование воздействия нелинейности телевизионного тракта на форму сигнала и характер воспроизведения полутонов изображения, а также изучение методики коррекции нелинейных искажений (гамма-коррекция).

         4.1 Теоретическая подготовка

         В  лабораторной работе исследуется двухканальный гамма-корректор (рис.4.1), состоящий из видеоусилителя, двух нелинейных усилительных каскадов с противоположными характеристиками нелинейности, смесительной резистивной цепи, двух фиксирующих цепей выходного эмиттерного повторителя (ЭП). Гамма-корректор первый из каналов (верхнего на рис. 4.1) обладает формой характеристики нелинейности, соответствующей степенной функции с показателем степени, меньшим 1 ( g= 0.5). Такая форма характеристики понижает степень различения градаций яркости в светлых деталях изображения.

Гамма-корректор второго канала обладает формой характеристики нелинейности, которая соответствует степенной функции с показателем степени, большим 1 (g = 2.0). Такая форма характеристики, наоборот, повышает степень различия градаций яркости в светлых деталях и понижает ее в амплитудном диапазоне вблизи уровня черного.

Если движок потенциометра установлен в крайнее верхнее (по схеме) положение, сигнал снимается с выхода верхнего канала. Характер нелинейных искажений будет соответствовать характеристике нелинейности гамма-корректора с

 g =0.5. Если движок установлен в крайнее нижнее положение, сигнал снимается  с нижнего канала и характер    искажений будет соответствовать g =2.0. Установка движка в промежуточные положения позволяет, с известной степенью точности, получить соответствующие промежуточные значения показателей контрастности, в частности, его среднее положение соответствует

 g= 1.0. Следует отметить, что двухканальная схема гамма-корректора позволяет менять значения «g» при постоянном уровне выходного сигнала.

Таким образом, в блоке лабораторной работы могут быть исследованы искажения входного сигнала при прохождении его через гамма-корректор с  g =0.5...2.0.

Неуправляемые схемы восстановления постоянной составляющей ТВ сигнала (ВПС), включенные на входе обоих каналов гамма-корректора, обеспечивают фиксацию уровней черного сигнала яркости к одному потенциалу. Потенциалы фиксации можно изменять с помощью подстроечных  потенциометров (на рис.4.1 не указаны), это необходимо для установления оптимального режима работы транзисторов.

Испытательными сигналами при исследовании двух систем нелинейной коррекции ТВ сигнала (с g >1 и g<1) являются линейно-нарастающее напряжение строчной частоты или ступенчатый сигнал "серой шкалы" от испытательной УЭИТ. Они позволяют изучать осциллограммы в различных точках схемы каждого из корректоров (Гн2...Гн5 - на входе, Гнб и Гн7 - на выходе) и суммарного сигнала (Гн8, Гн9), а также характер изменения изображения на экране ВКУ. Коэффициент контрастности оценивается по форме испытательного линейно-нарастающего или ступенчатого напряжения на выходе корректора (рис.4.2) в соответствии с формулой

g = lg y l / lg x l. Результирующая форма характеристики нелинейности гамма-корректора ( g =0,5...2,0) устанавливается потенциометром R2.

Логарифмы чисел от 0 до 1 приведены ниже:

х,    у	0 .1	0,2	0 .3	0 .4	0 .5	0 .6	0,7   .7	0,8	0 .9	1.0
lg х,  lg у	1.0	0.7	0.52	0.4	0.3	0.22	0.15	0.09	0.05	0 :0

 

         4.2 Функциональная схема лабораторной установки

Гн5

Гн9

Гн8

Рисунок 4.1- Функциональная схема двухканального гамма - корректора

 

Рисунок 4.2 – Принципиальная схема нелинейного узла гамма -корректора

 

Требуемая форма характеристики нелинейности первого канала гамма-коррекции (рис.4.3 а) достигается тем, что параллельно нагрузке R1 ЭП на VT1 (рис.4.3) включен делитель R3, R2, часть которого (R3) шунтируется диодами VD1, VD2 с электролитическим конденсатором С1 и резистором R9 соответственно. Диоды запираются последовательно с возрастанием входного сигнала, а их уровни запирания задаются величинами сопротивлений переменных резисторов R5, R8 (внутри блока). По мере запирания диодов увеличиваются сопротивления, шунтирующие R3 делителя R2 , R3 (Xc1- R9 - ~), в связи с чем напряжение, снимаемое с R2, растет нелинейно. Это и определяет указанную форму характеристики нелинейности каскада с g = 0.5.

Гамма-корректор второго канала построен аналогично, но полярность включения диодов VD3, VD4 изменена, так что при увеличении сигнала они последовательно отпираются и возрастает шунтирующее действие подключаемых сопротивлений (~ - R18 - X _c3) на R12 резистивного делителя напряжения Rll, R12. Напряжение, снимаемое с R11, при этом растет нелинейно. Характеристика нелинейности каскада в этом случае соответствует степенной функции со степенью больше 1 (рис.4.3 б,  g =2.0).

Напряжения с нагрузочных резисторов обоих корректоров (R2, R11) подаются через конденсаторы С2 и С4 на смесительный потенциометр R19.

Для того, чтобы компенсировать сильное ослабление сигнала при прохождении его через нелинейные каналы, перед ними включен усилитель (см. рис.4.1).

 

               

 

                           а)                                                               б)

         Рисунок 4.3 – К определению коэффициента контраста

 

         4.5 Порядок выполнения работы

         4.5.1 Изучить функциональную и принципиальную электрические схемы гамма - корректоров, назначение отдельных элементов и органов регулировки.

         4.5.2 Подать на вход схемы испытательный сигнал пилообразной формы (верхнее положение переключателя Sc ); убедиться (Гн З, Гн4, Гн5) в работоспособности схем ВПС:

         а)при изменении уровня входного сигнала (R1) его уровни черного (в Гн4 и Гн5) должны соответствовать одному и тому же потенциалу (вход осциллографа - открытый); в то же время в Гн З уровни черного не фиксированы;

         б)установить размах испытательного сигнала, равный 0,6 В (Гн2) с помощью потенциометра R1;

         в)убедиться в отсутствии ограничения сигнала на выходе схемы;

         г)зарисовать форму испытательного сигнала на экране осциллографа (ГнЗ) и оценить изображение на экране ВКУ (Гн2);

         д)с помощью регулировки усиления осциллографа на его экране установить одинаковыми (например, по 5см) ординату и абсциссу осциллограммы испытательного сигнала (х = у = 1);

         е)определить коэффициент контраста "У (см. Осцилл. на рис.4.3)

g  =   lg yl / lg xl, где у - ордината измеряемой точки осциллограммы, х- абсцисса этой точки;

         ж)для получения более точных результатов необходимо произвести измерения для трех точек осциллограммы и определить величину g по среднеарифметическому значению этих измерений.

         4.5.3 Определить характер изменения изображения на экране ВКУ (Гнб) и  формы  испытательного   сигнала  на  экране  осциллографа  (Гнб)  в результате прохождения этого сигнала через гамма-корректор с   g= 0.5;
зарисовать    осциллограмму    напряжения         сигнала; определить коэффициент  g .

         4.5.4 Определить характер изменения изображения на экране ВКУ (Гн7) и  формы  испытательного  сигнала  на  экране  осциллографа  (Гн7)  в результате прохождения этого сигнала через гамма-корректор с  g= 2.0;
зарисовать        осциллограмму        напряжения        сигнала;    определить коэффициент  g.

         4.5.5 Исследовать с помощью R2 изменение коэффициента g на экране осциллографа (Гн8) и его влияние на характер изображения на экране ВКУ (Гн9) при изменении соотношения сигналов с выхода корректоров;

         - зарисовать осциллограммы (для двух крайних и среднего положений потенциометра R2);

         - исследовать постоянство размаха сигнала при изменении коэффициента g с помощью R2;

         - определить характер изменения изображения при  g  = 0.5; 1; 2.

         4.5.6  На вход блока (Гн1) подать сигнал испытательной УЭИТ или 0249 (переключатель Sc) и установить его размах на входе схемы (Гн2) 0,6В.
Найти положение движка R2, при котором получается наилучшее качество
изображения. Затем на вход снова подать испытательный пилообразный
сигнал (Sc) и по характеру выходного испытательного сигнала (Гн8)
определить для этого случая оптимальное значение коэффициента по  трем точкам осциллограммы.

           

            4.6 Содержание работы

         4.6.1Схема одного из  гамма - корректоров.

         4.6.2 Осциллограммы в контрольных точках с измеренными значениями величины.

            4.7 Контрольные вопросы

         4.7.1 Какова роль резистора R1 на рис.4.1?

         4.7.2 Как  изменяется  напряжение  запирания  диодов  VD1,  VD2  при изменении R5, R8?

         4.7.3 Как    изменяется напряжение отпирания диодов второго каналаVD3,VD4 при изменении соответствующих сопротивлений?

         4.7.4 Как изменяется коэффициент контраста  при перемещении движка R19 от средней точки (см.рис 4.1 и 4.2)?

         4.7.5 Как определяется величина g по испытательному пилообразному сигналу?

         4.7.6 Поясните принцип работы гамма -корректора с   g = 0.5.

         4.7.7 Поясните принцип работы гамма -корректора с   g = 2.0.

         4.7.8 Для чего необходима гамма -коррекция?

 

Список литературы

 

         1.Смирнов А.В.Основы цифрового телевидения: Учебное пособие.-

М.: Горячая линия – телеком, 2001.

         2. Мамаев Н.С. и др. Цифровое телевидение./Под редакцией Н.С. Мамаева/- М.: Горячая линия – телеком, 2001.