Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Analogový televizní signál - 2 Orbis pictus 21. století Analogový televizní signál - 2 Obor: Elektrikář Ročník: 3. Vypracoval: prof. Ing. Stanislav Hanus, CSc. OB21-OP-EL-ELZ-HAN-U-3-004 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

4 Úplný obrazový signál Úplný obrazový signál UO je zatemněný jasový signál doplněný směsí řádkových a půlsnímkových synchronizačních impulsů. Synchronizační impulsy určují začátek řádku nebo půlsnímku a zajišťují synchronizaci mezi snímaným obrazem ve vysílací části a reprodukovaným obrazem v přijímací části přenosového řetězce.

Řádkový synchronizační impuls ŘSI má šířku přibližně 5 ms, půlsnímkový synchronizační impuls SSI má délku 2,5 H (2,5 řádku). Před a za SSI je 5 vyrovnávacích impulsů, které se využívají v oddělovači synchronizační směsi v TVP. Samotný SSI je rozdělen 5 udržovacími impulsy pro zajištění řádkové synchronizace. Signál synchronizační směsi má velikost odpovídající 25 % celkového rozkmitu obrazového signálu. V televizním přijímači se synchronizační směs odděluje v amplitudových oddělovačích. Půlsnímkové synchronizační impulsy se oddělují pomocí integračních článků.

Úplný obrazový signál ÚOS může být v negativní nebo pozitivní polaritě. Negativní polarita ÚOS: Větší jas obrazu = menší signál. Používá se při modulaci ÚOS na vysokofrekvenční nosnou. Pozitivní polarita ÚOS: Větší jas obrazu = větší signál. Používá se při zpracování a rozvodu signálu v základním pásmu (signály s rozkmitem 1 Všš / 75 W, na konektorech SCART, CINCH).

Stejnosměrná složka ÚOS se nepřenáší (není to fyzikálně možné), ale podle potřeby se v důležitých bodech přenosového řetězce obnovuje pomocí obnovitelů stejnosměrné složky – signál se upíná k temeni ŘZI. Za dolní hranici kmitočtového spektra ÚOS se považuje snímkový kmitočet fSN = 25 Hz. Vlivem periodičnosti zatemňovacích a synchronizačních signálů je spektrum ÚOS pro statický obraz diskrétní. Při pohyblivém obraze se spektrum posouvá řádově pouze v jednotkách Hz. Spektrum ÚOS tvoří jednotlivé kmitočtové domény vzdálené od sebe o celistvý násobek řádkového kmitočtu fR = 15 625 Hz, přičemž velikost spektrálních čar klesá směrem k vyšším kmitočtům.

5 Základní barevné signály Základní barevné signály UR (červený), UG (zelený), UB (modrý) jsou vytvářeny ve snímačích CCD (dříve snímací elektronky – vidikon) v kamerách BTV. Spektrum každého z těchto signálů má maximální kmitočet daný příslušnou normou, podobně jako jasový signál (6 MHz pro normy D/K; 5 MHz pro normy B/G). 6 Chrominanční signály Chrominanční signály se vytvářejí lineární kombinací základních barevných signálů a signálu jasového. Označují se UR - UY , UG - UY a UB - UY . V soustavách barevné televize přenášejí informaci o barvě (barevném tónu a barevné sytosti). Poněvadž rozlišovací schopnost lidského oka na barvu je menší než na jas, je kmitočtové spektrum chrominančních signálů omezeno a má menší šířku pásma než signál jasový. V soustavě PAL je šířka pásma chrominančních signálů 0 až 1,3 MHz.

7 Úplný barevný signál Při zavádění barevné televize musel být splněn požadavek, aby barevné TV vysílání bylo kompatibilní s již zavedeným černobílým TV vysíláním. Pro splnění této podmínky byly zavedeny tři základní principy barevné televize, které se používají dodnes i v digitální televizi. a) Princip konstantního jasu Jas každého bodu obrazu musí být stejný jak při černobílém, tak i barevném TV přenosu. Proto se při barevném přenosu přenáší jasový signál UY , stejně jako u černobílého TV přenosu. Informace o barvě obrazu se přenáší pomocí dvou chrominančních signálů UR - UY a UB - UY . b) Princip smíšených výšek Lidské oko vnímá detaily snímané scény pouze černobíle. Vyšší spektrální složky (od kmitočtu 1,3 MHz – v závislosti na soustavě BTV) nesou informace pouze o jasu obrazu.

c) Princip sdílení kmitočtového pásma Informace o barvě musela být vložena do stejného kmitočtového pásma, jaké již využívala černobílá televize. Chrominanční signály UR - UY a UB - UY , kmitočtově omezené (snížená barevná rozlišovací schopnost lidského oka) jsou v soustavě PAL modulovány kvadraturní modulací na barvonosnou přesného a stabilního kmitočtu fnb (číselná hodnota je odvozena z řádkového a snímkového kmitočtu). Čárová spektra modulovaného signálu (U, V) a úplného obrazového signálu (Y) jsou proložena (viz obrázek). Na přijímací straně se oddělení spekter provádí hřebenovými filtry.

Úplný barevný signál PAL se vytváří v kódovacích obvodech.

Ve výstupním součtovém obvodu se ÚBS PAL vytváří superpozicí úplného obrazového signálu ÚOS, chrominančních signálů namodulovaných na barvonosnou (U, V) a synchronizačního impulsu barvy SIB (burst). Úplný obrazový signál se také označuje se zkratkami CVBS (v angličtině) nebo FBAS (v němčině), Na obrázku je nakreslen časový průběh úplného barevného signálu jednoho televizního řádku pro obrazec normalizovaných barevných pruhů.

8 Televizní signál Televizní signál TS je úplný obrazový (ÚOS) nebo úplný barevný signál (ÚBS) v základním pásmu (0 až fmax) modulovaný na vysokofrekvenční nosnou obrazu fno. Pro pozemní (terestriální) vysílání analogového signálu se používá amplitudová modulace (AM) s částečně potlačeným dolním postranním pásmem – potlačení dolního postranního pásma od kmitočtu fno- f1 . Z důvodu částečného potlačení dolního postranního pásma je nutné na přijímací straně signál kmitočtově upravit (Nyquistova hrana) v mezifrekvenčním obrazovém zesilovači TVP (před demodulací). a) Signál ÚBS v základním pásmu, c) křivka selektivity TV vysílače.

Nosná obrazu fno může být modulována signálem negativní nebo pozitivní polarity. Většinou se používá televizní signál s negativní polaritou ÚBS (CCIR D/K, B/G). Srovnání obou modulovaných signálů z energetického hlediska se jeví výhodněji pro modulovaný signál s negativní polaritou ÚBS: Wnegativní : Wpozitivní = 0,735. Televizní signál s POZITIVNÍ polaritou ÚBS Televizní signál s NEGATIVNÍ polaritou ÚBS

9 Úplný televizní signál Úplný televizní signál ÚTS je televizní signál doplněný signálem zvukového doprovodu, který je modulovaný kmitočtovou modulací FM na nosnou zvuku. Pro stereofonní zvukový doprovod se v ČR používá soustava se dvěma nosnými zvuku s kmitočty fnz1 (hlavní) a fnz2 (vedlejší).

Na obrázku je nakresleno umístění nosných pro normy B/G a D/K používané v ČR. Pro potlačení interferencí se vedlejší nosná vysílá s výkonem o 7 dB (5x) menším než je výkon hlavní nosné.

Z důvodu kompatibility s dřívějším monofonním vysíláním zvuku, se hlavní nosná moduluje signálem (L+R)/2 a vedlejší nosná signálem R, kde L (Left) a R (Right) jsou zvukové signály levého resp. pravého kanálu. V obou případech se používá kmitočtová modulace s maximálním kmitočtovým zdvihem ∆f = ± 30 kHz.

10 Televizní normy Televizní norma je souhrn pravidel pro tvorbu televizního signálu a technických údajů nezbytných pro TV vysílání. U analogové televize jsou v normě definovány všechny technické parametry obrazových a zvukových signálů, dále systém kódování barevné informace a parametry teletextu. Důležité parametry TV normy:

Přehled zajímavých TV norem:

Každá televizní norma bývá doplněna údajem o soustavě barevné televize. První soustavu barevné televize s označením NTSC vyvinula americká organizace National Television System Committee. Od roku 1954 se používala v USA, později se rozšířila ve světě. Existuje i evropská varianta. Chrominanční signály jsou kvadraturně modulovány na barvonosnou. Spektra jasového a barvonosného signálu jsou proložena s půlřádkovým ofsetem. Soustavu SECAM navrhl v letech 1955-6 francouz Henri de France. Byla první evropskou soustavou barevné televize. Chrominanční signály se přenášejí postupně v následujících řádcích. V televizním přijímači se používá zpožďovací linka, která vždy jeden z chrominančních signálů zpozdí, aby mohly být oba signály pro daný řádek dekódovány současně. Soustava PAL (Phase Alternating Line) byla vyvinuta v roce 1963 týmem Dr. Brucha z firmy Telefunken v Německu. Změnou fáze „červeného“ chrominančního signálu v každém následujícím řádku je eliminován hlavní nedostatek soustavy NTSC, a to vliv lineárního zkreslení na barevný tón obrazu. Pro modulaci se používá kvadraturní modulace QAM, ale spektra jasového a barvonosného signálu jsou proložena se čtvrtřádkovým ofsetem.

11 Televizní pásma Úplný barevný televizní signál se zvukovým doprovodem je možné přenášet k divákovi třemi způsoby – pozemním (terestriálním) vysíláním pomocí rádiových vln, kabelovým přenosem a družicovým vysíláním. Pro jednotlivé způsoby vysílání byla stanovena televizní pásma, která jsou rozdělena na televizní kanály. Oblast 1 (Evropa, Afrika a část Asie), Oblast 2 (Amerika), Oblast 3 (JV Asie a Austrálie).

Děkuji Vám za pozornost Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Stanislav Hanus Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky