А.2.Коррекция апертурных искажений

Апертурные искажения вызывают уменьшение амплитуды сигнала мелких деталей изображения и растягивание резких перепадов яркости. Таким образом, апертур­ные искажения сходны с искажениями видеосигнала, вызываемы­ми спадом частотной характеристики видеотракта в области верх­них частот. Имеется, однако, существенное отличие, которое при­водит к необходимости применения специальных схем коррекции апертурных искажений. В видеоусилителях частотные искажения обычно сопровождаются фазовыми. Апертурные искажения, если они вызываются лучом с симметричной формой поперечного сечения, не сопровождаются фазовыми сдвигами отдельных спектраль­ных компонент. Эта особенность апертурных искажений поясняет­ся на рис. 2.13,а и б. При развертке изображения белой верти­кальной полосы на черном фоне симметричным лучом с диамет­ром dл импульс видеосигнала также симметричен относительно вертикальной оси, т. е. является функцией четной, и последовательность таких импульсов может быть представлена рядом Фурье, со­держащим только косинусоидальные составляющие. Соответствен­но апертурная характеристика должна аппроксимироваться чет­ной функцией.


Апертурные корректоры выполняются по двум распространен­ным схемам. Одна из «них основана на применении дифференциру­ющих цепей. Сущность метода дифференциальной апертурной коррекции заключается в следующем.

Рис. 2.13. Образование сигнала при симметричной форме считываю­щего луча: а) передаваемое изображение; б) форма видеосигнала; в) аппроксимирующая функция

 

Апертурная характеристика аппроксимируется следующей четной функцией:

, (2.11)

где — частота, при которой амплитуда сигнала уменьшается в е раз (е — основание натуральных логарифмов). Графически функ­ция (2.11) изображена на рис. 2.13,в. Выражение (2.11) может быть представлено в виде:

, (2.12)

где , , и т.д.

Корректирующее устройство должно иметь обратную частотную характеристику вида

(2.13)

Дифференциальная апертурная коррекция сводится к синтезу частотной характеристики, описываемой выражением (2.13). Как видно из (2.13), общая частотная характеристика может быть представлена как сумма частотных характеристик , и т. д. Характеристики такого типа могут быть получены при помощи обычных дифференцирующих цепей. Частотная харак­теристика однозвенной дифференцирующей цепи (рис. 2.13,а) опре­деляется выражением:

, (2.14)

При соответствующем выборе постоянной времени RC выпол­няется следующее неравенство ωRC << 1

, (2.15)

Фазовая характеристика:

, (2.16)

При выполнении неравенства ωRC << 1 получим .

Ча­стотная и фазовая характеристики однозвенной дифференцирующей цепи изображены на рис. 2.14б и в.


Можно показать, что при последовательном соединении двух дифференцирующих цепей частотная характеристика будет опре­деляться соотношением , а четырех —

Рис 2.14 Дифференцирующая цепь: а) принципиальная схема, б) частотная характеристика, в) фазовая характе­ристика.

Фазовый сдвиг, равный для однозвенной цепи π/2, для двух по­следовательно соединенных цепей составит π, а для четырех це­пей 2π.

На практике обычно используются более сложные дифферен­цирующие цепи, обеспечивающие за счет применения дополни­тельных элементов больший коэффициент передачи при сохранении линейной фазовой характеристики. Применяются также цепи двой­ного дифференцирования, позволяющие получить сразу сигнал второй производной.

Структурная схема апертурного корректора дифференциально­го типа представлена на рис. 2.15. Здесь корректирование частот­ной характеристики осуществляется добавлением к основному сиг­налу сигналов второй и четвертой производных. Суммирование корректирующих сигналов с основным осуществляется в суммато­рах и . В цепь формирования сигнала второй производной включен фазоинвертор, что необходимо, поскольку двухзвенная дифференцирующая цепь изменяет фазу входного сигнала на .

 


 

Рис.2.15. Структурная схема апертурного корректора дифференциального типа.

 

Линии задержки JI3-1 и Л3-2 используются для временного согла­сования основного и корректирующего сигналов в том случае, если вместо простейших дифференцирующих цепей применяются более сложные цепи, вносящие задержку дифференцированного сигнала относительно основного.

На практике для упрощения схемы часто ограничиваются фор­мированием только второй производной сигнала.

На рис. 2.16 показана простая схема дифференциальной апертурной коррекции с применением корректирующего сигнала второй производной. Сигнал поступает на входы двух транзисторов — T1 и Т2 через разделительный кон­денсатор C1. В анодную цель T1 включен контур C3L4, настроенный на верхнюю граничную частоту и играющий роль цепи двойного дифференцирования. Действи­тельно, при настройке контура на верхнюю граничную частоту его частотная характеристика (на частотах ниже граничной) близка по форме к квадратичной параболе, что и позволяет получить вторую производную сигнала. Основ­ной сигнал поступает на выход с нагрузки эмиттерного повторите­ля через индуктивность L4.

Рис.2.16. Принципиальная схема дифференциального апертурного корректора.

 

Необходимая полярность корректирующего сигнала обеспечивается транзистором Т1, выполняющим также функции фазоинвертора. Резистор R9 предотвращает подъем частотной характеристики за счет образования колебательного контура, состоящего из индук­тивности L4 и входной емкости следующего каскада.

 

2.2.3. Яркость телевизионного изображения [7]

Для спокойного, не утомительного наблюдения ТВ изображения необходимо, чтобы оно обладало достаточной яркостью. Недостаточная яркость, так же как и чрезмерно большая, будет плохо восприниматься телезрителем. В случае малой яркости зритель будет невольно с напряжением всматриваться в изображение на экране, что быстро приведет его к утомлению. Чрезмерно большая, слепящая яркость также быстро утомляет зрителя.

Многолетний опыт показывает, что как в кино, так и в ТВ надо считать нормальным на белых участках изображения яркости порядка 40 – 80 кд /м2. В темном же помещении окажется достаточной яркость в 20 кд /м2. Следует иметь в виду, что большая яркость экрана в тщательно затемненном помещении вызывает неприятное ощущение «зияющего окна» (яркий прямоугольник на черном фоне). Гораздо мягче и спокойнее выглядит изображение в окружении небольшой внешней подсветки.

Видимая яркость ТВ экрана, являющегося мелькающим источником света, при частоте этих мельканий выше критической определяется как средняя величина за один цикл: (2.17)

где Ввиз – визуальная (видимая глазом) яркость экрана; Т – период следования световых импульсов. Равный в нашем случае периоду кадра; В(t) – мгновенное и истинное значение яркости элемента изображения в каждый момент времени. Зависимость (2.17) носит название закона Тальбота.

Для пояснения смысла формулы (2.17) обратимся к графику на рис. 2.17., на котором с некоторой идеализацией показаны импульсы яркости какого - либо одного элемента изображения. Когда при развертке экрана кинескопа электронный луч попадает на данный элемент, возникает свечение В(t), за время передачи этого элемента Тэл достигающее максимального значения яркости Вm. После того как электронный луч покинет данный элемент, его свечение будет падать приблизительно по экспоненциальному закону:

(2.18)

 

       
 
   
Рис. 2.17. К определению визуальной яркости экрана кинескопа
 

 

 


Определим для этого случая связь между максимальной (импульсной) яркостью Вm и ее средним (визуальным) значением Ввиз. С этой целью воспользуемся формулой Тальбота:

(2.19)

где t - постоянная времени послесвечения экрана; Тк – период передачи одного кадра (ничтожно малым интервалом Тэл » Тк / 500000 для простоты расчетов пренебрегаем).

Избыточное время послесвечения может привести к некоторому «размазыванию» передаваемых движущихся изображений. Следует считать допустимым, если за период кадровой развертки остаточная яркость послесвечения будет составлять не более 5 – 10 % от начальной. В этом случае, из выражения (2.17) (0,05 ¸ 0.1)Вm = Вmе-Тк/t, откуда Тк /t =3 ¸ 2,3.

Подставляя эти значения в (2.19), получим Вm = (2,6 ¸ 3,2)Ввиз, в среднем Вm » 3Ввиз. При яркости ТВ-экрана Ввиз = 40 кд/м2 максимальное значение яркости (под лучом) составит Вm = 120 кд/м2.

 








Дата добавления: 2015-03-20; просмотров: 2643;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.