Формирователи цифровых телевизионных сигналов

Рассмотрим два варианта структурной схемы формирователя цифрового телевизионного сигнала в соответствии с Рекомендацией ITU-R ВТ 601. В устройстве, показанном на рис. 5.13,а, сигналы основных цветов Е_R , Е_G , Е_B с источника телевизионных сигналов (телекамеры) вначале поступают на гамма-корректоры (ГК), сформированные в которых сигналы E'_R , E'_G , E'_B в кодирующей матрице (КМ) по известным соотношениям преобразуются в сигнал яркости Е'_Y и цветоразностные сигналы Е'_R-Y и Е'_B-Y. Далее эти сигналы преобразуются в АЦП в цифровые сигналы Y , С_R и С_B ,соответственно. Число разрядов каждого АЦП, как правило, равно 8.

Синхроимпульсы развертки источника телевизионных сигналов поступают на формирователь цифровых синхроимпульсов (ФЦСИ). Кроме того, синхроимпульсы 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 число периодов тактовых импульсов за период строчной развертки источника телевизионных сигналов.

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

В другом варианте устройства (рис. 5.13, б) сигналы основных цветов E_R , Е_G , Е_B сразу преобразуются в цифровые сигналы R'_d , G'_d , B'_d . 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 С_R и С_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 требуются имеющие больше двоичных разрядов и, следовательно, более дорогие АЦП.

Рис. 5.13. Варианты структурной схемы формирователя цифрового
телевизионного сигнала

5.7. Структурная схема цифровой телевизионной системы (рис. 5.14)

В кодере видео осуществляется эффективное кодирование видеоинформации с целью уменьшения скорости передачи данных (дв. симв.) в канале связи. Звуковая информация сжимается в кодере звука. Кодированные данные видео и звука объединяются в мультиплексоре Мп в единый поток данных. В кодере канала выполняется кодирование цифровых сигналов для повышения их помехоустойчивости. Далее цифровые сигналы модулируют несущую и передаются в канал связи.

В приёмной части системы осуществляется обратная операция - демодуляция принятого сигнала и преобразование их в аналоговую форму.

Рис. 5.14. Структурная схема цифровой ТВ системы

Для ТВ вещания хорошего качества требуется битовая скорость на входе модулятора 15 Мбит/сек.[12]. Для вещания высокой чёткости требуется скорость 60 Мбит/с для 1440 пикселов на строку и 80 Мбит/с для 1920 пикселов на строку.

Рассмотрим основные компоненты системы цифрового телевидения, осуществляющей вещание четырёх программ по одному ВЧ-каналу. Программы, содержащие сжатую видеоинформацию и звук, вместе с пакетами служебных данных мультиплексируются (уплотняются) в один би­товый поток, называемый элементарным программным потоком (PES - programme elementary stream). Элементарный поток каждой программы мульти­плексируется еще раз в общий битовый поток, называемый транспортным потоком. Эл­е­мен­тар­ный программный поток содержит идентификацион­ные данные, временную ­мет­ку и специфическую программную информа­цию; эти составляющие потока поз­воляют распаковывать пакеты данных на стороне приемника по программам и кадрам для восстановления исходного изображения. Транспортный поток поступает в модулятор и затем передает­ся по одному ВЧ-каналу 8 МГц (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Цифровое ТВ-вещание: мультиплексирование