Обработка видеосигнала при воспроизведении

Схема канала обработки видеосигнала при воспроизведении.

Сигналы, считываемые с магнитной ленты видеоголовками А и В, через вращающийся трансформатор и усилители видеоголовок поступают на коммутатор видеоголовок. Коммутатор управляется импульсами с частотой следования 25 Гц, получаемыми от датчика вращения диска БВГ. Далее сигнал разделяется фильтрами ФВЧ и ФНЧ на частотно-модулированный сигнал яркости

ЧМ – Y и низкочастотный сигнал цветности НЧ – С. эти сигналы обрабатываются отдельно в каналах яркости и цветности.

На рис.10.18 представлена функциональная схема обработки видеосигнала при воспроизведении с магнитной ленты в формате VHS.

Рис.10.18. Функциональная схема обработки видеосигнала при воспроизведении: ФНЧ – фильтр нижних частот; ФВЧ – фильтр верхних частот; ПФ – полосовой фильтр; ГФ – гребенчатый фильтр; АРУ – усилитель с автоматической регулировкой усиления; КВ – компенсатор выпадений; ЧД – частотный детектор; КП – компенсатор предыскажений; УЧ – схемы улучшения четкости; ЛЗ – линия задержки; См – смеситель; Г – гетеродин; ВЦ – выключатель цвета

В канале яркости сигнал ЧМ – Y усиливается, при этом его амплитуда стабилизируется системой АРУ. Компенсатор выпадений КВ замещает пропавшие участки сигнала соответствующими участками соседней строки. Частотный детектор ЧД преобразует частотно-модулированный сигнал яркости ЧМ – Y в сигнал яркости Y. Фильтр нижних частот ФНЧ выделяет сигнал Y и подавляет остатки несущей ЧМ – Y. Компенсатор предыскажений КП компенсирует предварительные искажения, которые вводились при записи. Схема улучшения четкости УЧ подчеркивает контуры изображения за счет дополнительного усиления верхних частот, увеличивая крутизну фронтов импульсов. Линия задержки уравнивает время прохождения сигналов через каналы яркости и цветности, восстанавливая соответствие между яркостными и цветовыми переходами на экране кинескопа.

В канале цветности сигнал НЧ – С усиливается, при этом его амплитуда стабилизируется системой АРУ. Управляющее напряжение АРУ вырабатывается по цветовой вспышке и пропорционально её амплитуде. При отсутствии цветовой вспышки вырабатывается сигнал отключения цвета. Далее низкочастотный сигнал цветности преобразуется по частоте смесителем См, на который подается сигнал гетеродина Г (рис.10.17). Одновременно происходит фазовое декодирование сигнала в чётных полях. Сигнал разностной частоты 4.43 МГц выделяется полосовым фильтром ПФ. Гребенчатый фильтр ГФ устраняет перекрестные искажения и улучшает отношение сигнал/шум. Выключатель цветности отключает канал цветности при приеме черно-белого изображения или при уменьшении амплитуды цветовой вспышки.

Далее сигналы яркости Y и цветности С с выходов каналов яркости и цветности суммируются и образуют ПЦТС. Этот сигнал либо подается на низкочастотный вход телевизионного приемника, либо поступает на согласующее высокочастотное устройство видеомагнитофона (рис.10.10) и преобразуется в высокочастотный сигнал, который через антенный распределитель подается на антенное гнездо телевизора.

Функциональные узлы канала воспроизведения видеосигнала. Вращающиеся видеоголовки располагаются в БВГ на вращающемся диске и сдвинуты на нем по отношению друг к другу на 180°. Зазоры головок имеют азимутальный разворот, благодаря чему головка А может считывать только тот сигнал, который записан головкой А, а головка В – только тот, который записан головкой В. В результате если головка А записывает и считывает только четные поля, то головка В – нечетные. За один полный оборот видеобарабана считывается два поля, т.е. полный телевизионный кадр. В формате VHS головки считывают композитный сигнал (ЧМ – Y)+(НЧ – С). Передача сигнала от вращающихся видеоголовок к неподвижным схемам обработки видеосигнала производится через вращающийся трансформатор, одна обмотка которого неподвижна, а другая вращается.

Коммутатор видеоголовок поочередно подключает видеоголовки к входу схемы обработки сигнала. Каждый раз подключается та головка, которая считывает сигнал с магнитной ленты. От усилителя, подключенного к другой видеоголовке, так как она не имеет контакта с лентой, в это время идут только шумы. Благодаря коммутации видеоголовок в два раза снижается уровень шумов в канале обработки видеосигнала. Моменты переключения видеоголовок должны четко соответствовать моментам смены полей. Следовательно, они должны происходить синхронно с вращением видеобарабана. Импульсы переключения видеоголовок синхронизируются сигналами от датчика вращения БВГ и имеют частоту, соответствующую частоте смены полей 25 Гц.

Фильтры, разделяющие композитный сигнал на ЧМ сигнал яркости и НЧ сигнал цветности, конструируются в виде фильтра верхних частот ФВЧ с частотой среза около 1.3 МГц и фильтра нижних частот ФНЧ с частотой среза порядка 1.1 МГц. Это обеспечивает разделение спектров сигнала без их перекрытия, уменьшая возможность возникновения перекрестных помех. Участок спектра 1.1…1.3 МГц в видеомагнитофонах VHS–Hi-Fi используется для высококачественной записи сигналов звукового сопровождения вращающимися звуковыми головками.

Частотный детектор осуществляет демодуляцию ЧМ сигнала яркости, т.е. преобразует его в сигнал яркости Y с полосой 0…3 МГц. Отметим, что в сигнале яркости содержатся также гасящие и синхронизирующие импульсы. Для улучшения формы синхроимпульсов, они могут также генерироваться специальными схемами видеомагнитофона и вставляться в видеосигнал в нужном месте.

Компенсатор выпадений электронным путем замещает сигнал яркости при выпадении сигналом, взятым из предыдущей строки развертки. Выпадения сигнала представляют собой значительные (20 дБ и более) уменьшения амплитуды ЧМ - сигнала яркости, длительность которых может составлять часть телевизионной строки или даже несколько строк. Выпадения сигнала обычно возникают в результате загрязнения либо дефекта магнитного слоя ленты. Идея

Рис. 10.19. Компенсатор выпадений: ДВ – детектор выпадений; ЛЗ – линия задержки

компенсации состоит в том, чтобы на месте выпавшего участка изображения воспроизвести аналогичный участок из предыдущей строки. Так как соседние строки обычно отличаются незначительно, такая замена оказывается малозаметной.

входа на второй.

На второй вход коммутатора поступает сигнал с выхода компенсатора, задержанный на длительность телевизионной строки H=64 мкс. При переключении на него коммутатора на выходе видеомагнитофона начинает воспроизводится предыдущая строка. Её воспроизведение продолжается, пока длится выпадение сигнала и коммутатор остается переключенным на второй вход. Схема позволяет заместить часть строки, целую строку или несколько строк с небольшой потерей качества.

Осциллограммы сигналов приведены на рис. 10.20.

Рис. 10.20. Осциллограммы сигналов в компенсаторе выпадений: U1 – ЧМ-сигнал яркости на входе; U2 – огибающая сигнала; U3 – импульс переключения коммутатора

На интервале t1…t2 резко уменьшается амплитуда частотно-модулированного сигнала яркости, детектор выпадений обнаруживает уменьшение уровня огибающей до значений ниже –20 дБ и вырабатывает импульс переключения коммутатора.

Корректор предыскажений корректирует стандартные предыскажения ЧМ сигнала, для чего имеет амплитудно-частотную характеристику обратную той, которая показана на рис. 10.12, т.е. со спадом в области частот 1…3 МГц. Как уже указывалось, вводится также дополнительная временная задержка сигнала яркости, компенсирующая разность запаздывания сигналов в каналах яркости и цветности. Могут также корректироваться временные искажения сигнала, вызванные неточностью установки видеоголовок или “качанием” скорости вращения двигателя головок. В процессе коррекции электронным путем определяется необходимое время задержки сигнала в данный момент и организуется эта задержка, что предотвращает излом вертикальных линий на экране.

Гребенчатый фильтр в канале цветности применяется для уменьшения перекрестных искажений (PAL, NTSC) и для улучшения отношения сигнал/шум. Функциональная схема гребенчатого фильтра представлена на рис. 10.21.

Входной сигнал поступает на сумматор непосредственно и через линию задержки на удвоенную длительность строки 2Н=128 мкс. За счет этого в значительной степени уменьшаются помехи от соседних строчек записи, что связано с функционированием системы фазового кодирования. АЧХ фильтра имеет спады на тех частотах, где располагается сигнал яркости (рис. 10.15), что уменьшает уровень помех от сигнала яркости в канале цветности.