Принципы организации контроля качества аналогового телевизионного вещания

Оценка качества телевизионных изображений с помощью испытательных таблиц.Большой объем технических средств, используемых в процессе телевизионного вещания, требует непрерывного контроля за его качеством.

Широко распространенным средством постоянного контроля является наблюдение телевизионного изображения на экранах мониторов. Мониторы включаются во всех узловых точках видеотракта телецентра, начиная от телевизионной передающей камеры и кончая выходом на радиопередатчик или на междугородную линию связи.

В эксплуатационных условиях быструю оценку качества телевизионного изображения и тракта передачи производят с помощью испытательных таблиц. Если изображение таблицы соответствует установленным нормам, то гарантируется номинальное качество при наблюдении реальных сюжетов. Таблицы содержат элементы, с помощью которых можно судить об искажениях сигналов и иметь представление о соответствующих изменениях параметров отдельных звеньев тракта. Наиболее часто оценку качества телевизионных изображений осуществляют с помощью универсальной электронной испытательной таблицы-УЭИТ (рис. 9.30).

С помощью УЭИТ проверяются следующие параметры: геометрические размеры, формат кадра и центровка изображения; геометрические и нелинейные искажения растра; яркость и контраст изображения; размах полного телевизионного сигнала и его составляющих; качество и устойчивость синхронизации; статическое и динамическое сведение лучей; линейные искажения сигналов; яркостная и цветовая четкость; баланс белого; воспроизведение градаций яркости; соответствие уровней яркостного и цветоразностных сигналов; установка нулей характеристик частотных детекторов; верность воспроизведения цветов; контроль коррекции предыскажений по высокой частоте; совпадение во времени яркостного и цветоразностных сигналов [10].

Рис. 9.30. Эскиз универсальной электронной испытательной таблицы

Основу испытательной таблицы составляет сетчатое поле, образованное 19 горизонтальными и 25 вертикальными белыми линиями (рис. 9.30). Вертикальные линии высвечиваются синусквадратичными импульсами длительностью 2τ_эл = 0,16...0,17 мкс, где τ_эл - длительность воспроизведения одного элемента телевизионного изображения. Горизонтальные линии имеют толщину в две строки. Уровень сигнала белых линий составляет 75%, а темных промежутков между ними -37% максимального размаха сигнала. Сетчатое поле служит для контроля координатных (геометрических и нелинейных) искажений растра и сведения лучей в цветном кинескопе.

Рамка таблицы состоит из черно-белых элементов, толщина которых составляет 3% от высоты и ширины изображений таблицы. Реперные белые линии между черными полосами рамки обозначают рабочее поле таблицы при формате кадра 4:3. Сигналы рамки служат для контроля устойчивости синхронизации, а также для измерения максимального размаха сигнала в каждой строке и в каждом поле.

Участки таблицы, находящиеся за пределами большого центрального и малых угловых кругов, а также за пределами полос 6, 7, 8 б-щ и 13, 14, 15 б-щ служат для контроля равномерности яркости и цвета по полю таблицы. В малых кругах находятся белые перекрестки для контроля сведения лучей цветного кинескопа и штриховые миры для оценки четкости изображения по углам. Мирам с цифрой 3 соответствует сигнал с частотой 3,8 МГц, а с цифрой 4 -4,8 МГц. В квадратах 5 и-т располагаются надписи, обозначающие цифровой код опознавания передающей станции. В верхней и нижней частях центрального (большого) круга (3, 4 м-п и 17-18 м-п) имеется сетчатое поле на сером фоне для контроля сведения лучей цветного кинескопа.

На горизонтальной полосе 6, 7 б-щ находятся участки белого (Б), желтого (Ж), голубого (Г), зеленого (3), пурпурного (П), красного (К), синего (С) и* серого цветов пониженной насыщенности, в которых уровень белого 75%, уровень черного 37,5%, максимальный уровень сигнала цветных полос 75%, минимальный уровень сигнала цветных полос 37,5% максимального размаха сигнала. На горизонтальной полосе 14, 15 б-щ находятся участки указанных цветов максимальной насыщенности. Эти цветные полосы с различными яркостью и насыщенностью служат для оценки верности цветопередачи на разных уровнях яркости и визуального контроля качества воспроизведения цветов.

На горизонтальной полосе 8 б-щ расположена серая шкала (шкала градаций яркости), создаваемая ступенчатым сигналом (рис. 9.31). Ширина отдельных участков на этой шкале равна двум клеткам сетчатого поля. Участок 8 в соответствует сигналу, уровень которого на 3% ниже уровня черного. С помощью серой шкалы контролируют: воспроизведение градаций яркости, установку уровня черного, чистоту цвета, динамический баланс белого, положение нулей дискриминаторов в декодирующем устройстве. Серая шкала содержит опорные уровни сигнала, соответствующие минимальной и максимальной яркостям.

Рис. 9.31. Осциллограмма ступенчатого телевизионного сигнала, соответствующего участку 8 б-щ УЭИТ

В полосе 9 е-х содержатся цветные штрихи: пурпурно-зеленые (е-к), желто-синие (л-р), красно-голубые (с-х), создаваемые импульсами с частотой 0,5 МГц и уровнями соответственно 75%, 37,5%, 75% и 37,5% относительно максимального размаха сигнала. Эти штриха предназначены для контроля коррекции высокочастотных предыскажений.

Участки 10 е-х и 11 е-х имеют бело-серо-черные и черно-серобелые протяженные элементы для контроля низкочастотных искажений сигнала, проявляющихся в виде тянущихся продолжений. Наклонные линии на участках 11 е-к и 10 с-х служат для оценки качества чересстрочного разложения. Создаваемые синусквадратичными импульсами 2τ_эл одиночные вертикальные штрихи, черный на белом фоне (10 е) и белый на черном фоне (11 е), служат для обнаружения отраженных сигналов и оценки фазочастотных искажений.

Перекрещенные белые линии, совпадающие с сетчатым полем на участке 10, 11 но, являются центром таблицы, по которому оценивается центровка растра и производится сведение лучей цветного кинескопа в центре экрана.

Горизонтальная ось таблицы между полосами 10 и 11 имеет отметки через две клетки сетчатого поля. По этим отметкам определяется линейность развертки по строкам.

Полоса 12 е-х представляет собой «радугу», в которой цвет изменяется непрерывно от зеленого до пурпурного с переходом через серое в середине полосы. Она создается цветоразностными сигналами и СУВ, плавно изменяющимися от -1 до +1 и от +1 до -1, и позволяет оценивать уход нуля дискриминаторов, контролировать линейность характеристик частотных модуляторов и дискриминаторов (с помощью осциллографа). Полоса 13 используется для оценки четкости изображения, создаваемого яркостным сигналом, и искажений АЧХ канала изображения.

Черные и белые квадраты полосы 16 служат для контроля тянущихся продолжений, а также совместно с изображениями цветных полей с максимальной насыщенностью - для оценки правильности матрицирования. Большой круг диаметром 480 строк и малые окружности диаметром 120 строк позволяют приближенно оценить координатные искажения и искажения формата.

Кроме субъективной оценки качества цветного телевизионного изображения УЭИТ позволяет осуществлять объективный контроль основных параметров, как изображения, так и непосредственно видеотракта.

Рассмотрим на конкретных примерах применение УЭИТ для контроля некоторых параметров видеотракта телецентра и воспроизводимых телевизионных изображений.

Установка яркости и контраста изображения. Для получения объективных результатов по оценке качества изображения прежде всего необходимо правильно установить яркость и контраст. Это производится по серой шкале (полоса 8 б-щ). Регулятор контрастности устанавливается в минимальное положение, яркость регулируется таким образом, чтобы сначала яркость в 8 в была заметно меньше, чем в 8 б и 8 г. Затем яркость уменьшается до потери различимости этих участков. После этого регулятор контрастности устанавливается в положение, при котором обеспечивается различие максимального числа градаций яркости в полосе 8 б-щ.

Контроль размаха сигнала. Размах сигнала контролируют по элементам рамки таблицы, например 1 а-э и 20 а-э. Для этого используют осциллограф с выделением строки. Размах сигнала от уровня гашения до уровня белого сравнивают с величиной синхронизирующих импульсов.

Контроль формата изображения. Формат изображения проверяют по большому кругу, форма которого должна быть неискаженной. Рабочее поле изображения устанавливают по реперным линиям таблицы. При формате 4:3 реперные линии должны быть совмещены с внутренними краями обрамления кинескопа. При формате 5:4 с обрамлением кинескопа совмещают внешние края рамки 1 а-е и 20 а-э и внутренние края полос 1-20 а и 1-20 э. Центровку изображения контролируют по положению перекрестия в центре таблицы. Смещение изображения относительно центра экрана не должно превышать 3...5%.

Оценка координатных искажений. Координатные искажения изображения вызываются геометрическими и нелинейными искажениями растра. К геометрическим относятся искажения типа «трапеция», «параллелограмм», «подушка» и «бочка» (рис. 9.32). В результате происходят перекос изображения и искривление прямых линий. Эти искажения оцениваются величиной ∆b/b (рис. 9.32, а-д). Искажения вида параллелограмм (рис. 9.32, б) определяются отношением (с-а)/(с+а). Величины искажений типов «подушка» и «бочка» должны быть не более 0,02...0,05. Искажения в виде искривления вертикальных линий из-за фона переменного тока (рис. 9.32, д) должны быть не более 0,01...0,02. Эти искажения наиболее заметны, так как волнистая линия непрерывно перемещается в вертикальном направлении.

Нелинейные искажения растра вызываются отклонением от линейного закона перемещений электронных пучков в плоскости мишени передающей трубки или экрана кинескопа в процессе развертки. Они приводят к локальному изменению масштаба изображения в зависимости от положения на растре. Приближенная визуальная оценка нелинейных искажений производится по окружностям таблицы.

Рис. 9.32. Геометрические искажения телевизионного растра:

а - искажение изображения типа «трапеция»; 6 - искажение изображения типа «параллелограмм»; в - искажение изображения типа «подушка»; г - искажение изображения типа «бочка»; д - искажение изображения из-за фона переменного тока

При наличии этих искажений окружности приобретают яйцеобразную форму. Расчет коэффициента нелинейных искажений производится по формуле

где a_max и a_min - максимальная и минимальная ширина прямоугольников сетчатого поля в горизонтальной полосе при измерении коэффициента нелинейности в направлении строчной развертки или при измерении нелинейности по кадрам (например, вдоль вертикального столбца 1-20 б). Допустимая величина коэффициента нелинейных искажений для профессиональных мониторов составляет 0,04. ..0,05, для абонентских телевизоров k_нел = 0,08...0,12.

Качество синхронизации разверток. Синхронизацию разверток контролируют по воспроизведению изображений черно-белых элементов рамки таблицы. При нарушении синхронизации вертикальные линии становятся ломаными. Качество чересстрочного разложения проверяют по наклонным линиям в 10 с-х и 11 е-к. При нарушении чересстрочного эти линии приобретают изломы и изгибы. Если же строки четного и нечетного полей полностью накладываются друг на друга, наклонные линии воспроизводятся в виде двух дорожек. Неправильная работа цветовой синхронизации вызывает периодическое нарушение окраски цветных полос 6, 7 б-щ и 14,15 б-щ.

Проверка статического и динамического сведения лучей кинескопа. Процесс сведения лучей кинескопа заключается в обеспечении направления трех электронных пучков в одно отверстие в металлической маске с тем, чтобы эти пучки попадали на «свои» люминофорные штрихи на экране. Статическое сведение лучей проверяют по воспроизведению перекрестия таблицы - пересечению горизонтальной и вертикальной осевых линий сетчатого поля. Это перекрестие должно наблюдаться без расслоения (без цветных контуров). Под динамическим понимается сведение лучей по полю экрана. При проверке динамического сведения используют линии сетчатого поля. Нарушение динамического сведения лучей приводит к появлению цветных окантовок контуров средних и крупных деталей изображения, мелкие детали становятся окрашенными. Наиболее точным сведение лучей должно быть в первой зоне - в круге диаметром, равным высоте экрана h. Здесь рассовмещение растров допускается на 0,25...0,4% высоты экрана. Во второй зоне - в кольце между первой зоной и окружностью диаметром 1,1h - 0,45...0,65%, а на оставшейся площади - 0,6...0,8%. Эти нормы согласуются с физиологическими особенностями восприятия зрением изображений на экране цветного кинескопа при заданном расстоянии наблюдения 5...6h.

Контроль баланса белого. Баланс белого (цветовой баланс) заключается в отсутствии окрашивания черно-белого изображения при различных уровнях яркости деталей. Баланс белого проверяют по серой шкале 8 б-ц, все ступени которой должны иметь нейтральный тон. В цветном изображении цветовой тон раскрашенных деталей также не должен зависеть от яркости и насыщенности. Это контролируют путем сопоставления окрасок одноименных участков полос 6, 7 и 14, 15. Баланс белого определяют соотношением токов трех лучей кинескопа и регулируют путем изменения напряжений на ускоряющих электродах.

Проверка четкости в горизонтальном направлении. Эту проверку проводят с помощью групповой штриховой миры полосы 13 б-щ. Штрихи создаются синусоидальными колебаниями с частотами 2,8; 3,8; 4,8 и 5,8 МГц. Этим частотам соответствует четкость 200, 300, 400 и 500 линий. Однозначные цифры на таблице обозначают количество сотен этих линий. Четкость оценивают при предельной различимости штрихов. Если выделить строку этой полосы, на экране осциллографа будут наблюдаться пакеты синусоидальных колебаний с указанными частотами. Неравномерность размаха этих колебаний свидетельствует об искажении АЧХ. Подобным образом приближенно оценивают четкость по изображению штрихов, находящихся в малых окружностях (по углам). Искажения АЧХ в области низких и высоких частот являются причиной линейных искажений, приводящих к изменению формы сигнала. Если АЧХ в области высоких частот имеет подъем и резкий спад на границе полосы пропускания, на переходной характеристике возникают выбросы и на изображении появляются многоконтурность и окантовка. Наличие этих искажений контролируют с помощью одиночных штрихов 10, 11 е, вертикальных линий сетчатого поля и черно-белых квадратов 16 б-щ. Если АЧХ имеет спад в области низких частот, на изображении заметны тянущиеся продолжения, уровень которых визуально контролируют по черно-белым квадратам полосы 16 б-щ, а также бело-серо-черному и черно-серо-белому переходам в участках 10, 11 е-х. Наличие тянущихся продолжений вызывает неравномерность яркости серых деталей в горизонтальном направлении.

Контроль установки нулей частотных характеристик детекторов. Установку нулей частотных характеристик детекторов системы SECAM проверяют по серой шкале 8 б-ц. При переключении телевизора или монитора на цветное и черно-белое изображение не должен изменяться нейтральный тон участков серой шкалы. Если же серая шкала оказывается слегка окрашенной при включении канала цветности, это свидетельствует о неверной настройке нулевых точек частотных характеристик детекторов. При этом на черно-белых участках цветного изображения присутствуют сигналы с частотами f_0R = 4,406 МГц и f_0B = 4,25 МГц. На выходах частотных детекторов появляется постоянная составляющая, приводящая к искажениям цветового тона на всех цветах. Нулевые точки частотных характеристик детекторов не должны смещаться более чем на ±6 кГц от номинальных значений. Наиболее неприятные оттенки зеленого и пурпурного цветов проявляются при воспроизведении телесного цвета, к восприятию которого зрительный аппарат весьма критичен. Уход нулей частотных характеристик детекторов контролируют также по полосе 12 е-х, на которой имеется непрерывное изменение цвета от зеленого до пурпурного с переходом через серое в середине полосы. При значительном уходе нулей участок серого в радуге смещается влево или вправо от центра. Линейность частотных характеристик модуляторов и детекторов контролируют по пилообразным сигналам D_B и D_R радуги с помощью осциллографа с выделением строки. При отсутствии линейности модуляционных характеристик форма их будет искаженной.

Контроль качества матрицирования. Этот вид контроля заключается в проверке соответствия уровней яркостного и цветоразностных сигналов. Контроль производят по цветовой полосе с максимальной насыщенностью 14,15 б-щ и по белым полям полосы 16 б-щ. При этом предварительно должны быть установлены чистота цвета и баланс белого. В процессе контроля, например, уровня цветоразностного сигнала Е_R-Y, выключают зеленый и синий электронные пучки кинескопа и визуально сравнивают между собой яркости участков 14,15 с-у и 16 т, светящиеся красным цветом. Если яркости этих участков одинаковы, то уровень сигнала Е_R-Y соответствует уровню яркостного сигнала Е_Y. При необходимости добиваются этого соответствия регулировками указанных сигналов.

Проверка уровня сигнала Е_B-Y производится подобным образом при выключенных красном и зеленом лучах. При регулировке равенства яркостей участков 14, 15 ф-ц и 16 ф не изменяют установленный ранее уровень сигнала Е_Y. Невозможность установки равенства яркостей в процессе указанных выше регулировок свидетельствует о нелинейности амплитудных характеристик усилителей яркостного и цветоразностного сигналов.

Верность и качество цветов. Верность и качество цветов на экране кинескопа проверяют путем сравнения соответственных цветов горизонтальных полос 6, 7 и 14, 15, воспроизводимых с различной насыщенностью. Последовательность и цветность участков должны соответствовать образцу таблицы. Расхождение уровней яркостного и цветоразностных сигналов вызывает цветовые искажения, особенно проявляющиеся при воспроизведении телесного цвета.

Коррекция высокочастотных предыскажений. Коррекцию осуществляют с помощью настройки полосового фильтра на входе канала цветности приемника или монитора. Этот фильтр имеет резонансную частоту 4286 кГц. Расстройка колебательного контура вызывает ухудшение отношения-сигнал-помеха в цветоразностных сигналах и искажения (разрывы) при воспроизведении вертикальных границ на изображении. Расстройка контура в сторону высоких частот вызывает потерю окраски желтых и красных штрихов в правой части полосы 9, а расстройка этого контура в сторону низких частот - потерю окраски синих и голубых штрихов. Допустимой является расстройка контура в пределах ±30 кГц.

Измерительные сигналы системы непрерывного контроля работы телевизионного тракта. На практике наиболее широко используется не эпизодический контроль совокупности параметров изображения, а оперативное измерение характеристик технических средств, обеспечивающих передачу и прием телевизионных сигналов и определяющих в конечном счете качественные показатели телевизионного изображения. При этом очень важно определить, какой участок тракта вносит искажения. Для этого в интервалах КГИ пере даются измерительные (испытательные) сигналы для контроля основных параметров элементов тракта в процессе передачи. Такой контроль производится в течение всего времени работы телевизионной линии связи.

В соответствии с ГОСТ 18471-83 установлена стандартная форма измерительных сигналов, передаваемых в интервалах испытательных строк (сигналы 1, 2, 3, 4, 5) (рис. 9.33-9.37) [57].

Измерительный сигнал 1 передается в интервалах строк 17 и 20. Он состоит из прямоугольного импульса й2 длительностью 10±0,5 мкс, синусквадратичного импульса В, длительностью 166±10 не на уровне половины его размаха, составного синусквадратичного импульса F длительностью 2,0±0,1 мкс, состоящего из суммы синусквадратичного импульса и синусоидального колебания, модулированного этим же синусквадратичным импульсом, и пятиступенчатого сигнала D₁ с размахом каждой ступени 140±4 мВ (см. рис. 9.33). Импульс В₂ используется для контроля диаграммы уровней и переходной характеристики телевизионного тракта в области средних времен. Импульс F позволяет определить различие усиления и расхождения во времени сигналов яркости и цветности, а сигнал D₁, дает возможность контролировать нелинейность амплитудной характеристики телевизионного тракта. Размах каждого из измерительных импульсов составляет 700±7 мВ.

На пятиступенчатый сигнал может быть наложено синусоидальное напряжение частоты 1,2 МГц или 4,43 МГц для контроля нелинейности амплитудной характеристики, дифференциального усиления и дифференциальной фазы (при насадке 4,43 МГц), влияние сигнала цветности на сигнал яркости (путем включения и выключения насадки 4,43 МГц).

Измерительный сигнал 2 (строки 18 и 21) состоит из двух последовательно передаваемых прямоугольных импульсов положительной и отрицательной полярности C₁, с размахом 210 мВ и шести пакетов синусоидальных колебаний с частотами 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 4,8; 5,8 МГц, расположенных на пьедестале (сигнал С₂) (см. рис. 9.34). Пакеты синусоидальных колебаний предназначены для контроля АЧХ тракта в шести точках. Размахи пакетов синусоидальных колебаний на выходе контролируемого канала измеряются в процентах относительно размаха прямоугольного импульса, расположенного перед пакетами.

Измерительный сигнал 3 (строки 330 и 333) состоит из прямоугольного импульса В₂, синусквадратичного импульса B₁ и пятиступенчатого сигнала D₂ с наложенными на него синусоидальными колебаниями частотой 4,43 МГц (см. рис. 9.35). Размах синусоидальных колебаний на каждой ступени 280 мВ.

Рис. 9.33. Осциллограмма измерительного сигнала 1

Рис. 9.34. Осциллограмма измерительного сигнала 2

Рис. 9.35. Осциллограмма измерительного сигнала 3

Рис. 9.36. Осциллограмма измерительного сигнала 4

Рис. 9.37. Осциллограмма измерительного сигнала 5

Сигнал D2 позволяет оценить дифференциальное усиление и дифференциальную фазу, характеризуемую изменением фазы цветовой поднесущей на разных уровнях относительно фазы поднесущей по уровню гашения.

Измерительный сигнал 4 (строки 331 и 334) состоит из трехуровневого сигнала G₂ (синусоидальные колебания частоты цветовой поднесущей 4,43 МГц, модулированные трехступенчатым сигналом) и опорного сигнала цветовой поднесущей Е, расположенного на пьедестале с размахом 350 мВ, представляющего собой синусоидальные колебания, модулированные прямоугольным импульсом (см. рис. 9.36). С помощью сигнала G₂ определяется различие в усилении яркостного и цветоразностных сигналов, а также оценивается нелинейность сигнала цветности. Сигнал Е позволяет определить нелинейность яркостного сигнала.

Сигнал 5 (строки 16, 19, 329, 332) состоит из четырех прямоугольных импульсов переменной длительности от 1 до 10 мкс через 1 мкс (рис. 9.37). С помощью данного сигнала обеспечивается возможность опознавания до 10 000 пунктов введения совокупности измерительных сигналов.

Во время передачи измерительных сигналов электронные лучи кинескопов в телевизионных приемниках погашены с помощью КГИ, поэтому помех приему изображения не создается. Передаваемые измерительные сигналы не оказывают влияния и на качество синхронизации в телевизионной системе, поскольку они размещаются между уровнями белого и черного во временном интервале между ССИ.

Требования, предъявляемые к основным параметрам телевизионных трактов передачи, непосредственно нормируются для гипотетической эталонной цепи, которая представляет собой кабельную или радиорелейную линию связи протяженностью 2500 км с двумя переприемами по видеочастоте.

Контроль диаграммы уровней и переходной характеристики. Контроль диаграммы уровней и переходной характеристики в области малых и средних времен (область средних и высоких частот) осуществляется с помощью прямоугольного импульса В₂ (см. рис. 9.33).

Рис. 9.38. Трафарет поля допуска переходной характеристики

Размах этого импульса соответствует контрольному уровню белого, относительно которого оценивают величины других измерительных сигналов. Переходная характеристика в области средних времен оценивается по искажениям (спаду) горизонтального участка прямоугольного импульса (вершины), соответствующего передаче уровня белого. Искажения в области малых времен характеризуются изменением форм фронта и среза импульса. При осциллографическом методе измерения искажения фронта и вершины импульса В₂ не должны выходить за границы трафарета (рис. 9.38). Этот трафарет рассчитан на допусковый контроль линейных искажений телевизионного сигнала при прохождении по протяженным линиям связи.

Частотная характеристика канала связи для передачи телевизионных сигналов эквивалентна частотной характеристике ФНЧ с частотой среза, равной максимальной частоте спектра телевизионного сигнала на уровне 0,707 (f_B ≈ 6,0 МГц), а прямоугольный измерительный импульс В₂ занимает спектр частот, который превышает полосу пропускания канала связи. Поэтому форма осциллограммы измерительного импульса В₂ на выходе канала всегда имеет искажения, вызванные не только искажениями в полосе пропускания канала, но и ограничением спектра измерительного импульса в канале связи. При этом не всегда легко оценить искажения, созданные каналом в полосе его пропускания. Измерительные импульсы должны обладать ограниченным спектром частот, соответствующим рабочей полосе пропускания канала связи. Неудобство измерений с помощью сигнала прямоугольной формы заключается еще и в том, что при наличии искажений плоской вершины трудно фиксировать положение уровней 0,1U₀ и 0,9U₀ (U₀ - номинальный размах им пульса B₂), между которым отсчитывается время нарастания фронта. Поэтому для измерения переходной характеристики тракта в области малых времен применяют синусквадратичный импульс В₁, который имеет форму положительной полуволны, описываемую уравнением

,

где Т^' - длительность импульса на уровне 0,5 его номинальной (первоначальной) амплитуды U₀.

График синусквадратичного импульса при U₀ = 1 В показан на рис. 9.39, а спектр импульса - на рис. 9.40. Из анализа относительной спектральной функции S(k) следует, что преимущество синусквадратичного импульса заключается в том, что его частотный спектр в основном сосредоточен в полосе от 0 до f = 1/T.

Рис. 9.39. Форма синусквадратичного импульса

Рис. 9.40. Спектральная функция синусквадратичного импульса

Рис. 9.41. Трафарет поля допуска импульсной характеристики

В данном случае T' = 1/f_В = 1/6,25∙10⁶ ≈ 166 не. Искажения синусквадратичного импульса не должны выходить за границы трафарета (рис. 9.41), где К' - нормирующий коэффициент. Величину его выбирают от 0,05 % до нескольких процентов в зависимости от допустимых искажений телевизионного сигнала при прохождении отдельных звеньев тракта.

Для оценки линейных искажений телевизионного сигнала, обусловленных его прохождением через тракт передачи, дополнительно к переходной характеристике измеряется неравномерность АЧХ тракта. На практике неравномерность АЧХ оценивают с помощью опорных прямоугольных импульсов C₁ и пакетов синусоидальных колебаний С₂ (см. рис. 9.34), наблюдаемых на экране осциллографа в пункте выделения измерительных сигналов. Размах синусоидальных колебаний измеряют на каждой из указанных частот и сравнивают с импульсами C₁. На основе этих данных строится график АЧХ тракта передачи.

Измерение нелинейных характеристик телевизионного тракта. Линейность амплитудной характеристики телевизионного тракта на практике приближенно оценивают по измерительному сигналу ступенчатой формы D₁, содержащему пять ступенек одинаковой величины (см. рис. 9.33), с использованием осциллографического способа. При наличии нелинейности размах отдельных ступенек будет отличаться от номинального значения 0,14 В. Критерием нелинейности является отношение наименьшего размаха ступеньки к наибольшему. Погрешность измерения амплитудной характеристики по ступенчатому каналу составляет 5... 10 %.

Влияние яркостного сигнала Еу на сигнал цветности проверяется с помощью ступенчатого сигнала D2 с наложенными на него синусоидальными колебаниями условной поднесущей 4,43 МГц с равными амплитудами (см. рис. 9.35). Нелинейность амплитудной характеристики тракта передачи сигнала Еу приводит к дифференциальному усилению сигналов цветности в динамическом диапазоне от уровня черного до уровня белого, а также к фазовым сдвигам поднесущей, зависящим от уровня яркостного сигнала.

Оценка дифференциального усиления производится по формуле

m_DY = [(m_max - m_mix)/ m_max]100%

где m_max и m_mix - максимальное и минимальное значения амплитуд синусоидальных колебаний на ступеньках сигнала D₂. Допустимым принимается значение m_DY = 32 %.

Дифференциальную фазу поднесущей φ_дф определяют разностью максимального и минимального сдвигов фаз синусоидальных колебаний (в градусах) на разных уровнях синусоидального сигнала: φ_дф = φ_max - φ_min. Принцип измерения дифференциальной фазы заключается в сравнении фазы колебаний на ступеньках (на разных уровнях) сигнала D₂ (см. рис. 9.35) с фазой опорного колебания сигнала Е (см. рис. 9.35, 9.36). Допустимой считается величина φ_дф = 30°.

Оценку нелинейных искажений сигнала цветности производят по измерительному сигналу сложной формы G₂, состоящему из яркостного Е_Y с постоянным номинальным уровнем A₀₀ и ступенчатого сигнала цветности (см. рис. 9.36). Номинальные значения амплитуд A₁₀, A₂₀, A₃₀ синусоидальных колебаний с частотой 4,43 МГц на отдельных ступеньках находятся в соотношении 1:3:5. В этом случае нелинейные искажения сигнала цветности m_цв, вызывающие нарушение пропорциональности между размахами цветовой поднесущей отдельных ступенек, определяются по следующим формулам:

где А₁, А₂, А₃ - размахи поднесущей соответственно меньшей, средней и большей ступенек сигнала G₂ на выходе проверяемого тракта, измеряемые с помощью осциллографа. Для оценки искажений используется наибольшее из полученных значений и .

Измерительный сигнал G₂ используется также для проверки влияния сигнала цветности на сигнал яркости. Искажения яркостного сигнала m_я с номинальным уровнем А₀₀ наблюдаются по осциллограмме при выключении и включении сигнала цветности, в данном случае цветовой поднесущей, наложенной на яркостный сигнал. Для подавления поднесущей сигнал G₂ пропускается через ФНЧ с частотой среза 2...3 МГц. Если указанное влияние из-за нелинейности тракта имеется, то исходный уровень яркостного сигнала в интервалах времени t₁-t₂, t₂-t₃, t₃-t₄ (см. рис. 9.36) не остается постоянным. Оценку этих искажений производят по формуле

,

где A₀ - максимальная или минимальная величина яркостного сигнала (пьедестала), на котором расположены пакеты поднесущей разного размаха, при выключении сигнала цветности.

Оценка передачи сигналов цветности. Измерение расхождения во времени сигналов яркости и цветности. Данный вид измерений производится с помощью составного синусквадратичного импульса F (см. рис. 9.33). При наличии расхождения искажаются границы отличающихся по цвету и яркости участков изображения. Расхождение во времени иллюстрирует рис. 9.42. Временной сдвиг t_рв между этими сигналами не должен превышать 50... 100 не.

Различие усиления сигналов яркости и цветности проверяется путем сравнения размахов импульсов В₂ и F (см. рис. 9.33). В этом случае импульс В₂ является опорным, его размах соответствует уровню белого. Одной из основных причин различия является неравномерность АЧХ в области частоты 4,43 МГц, где размещен спектр сигналов цветности. Допустимое различие усиления находится в пределах ±3 дБ.

Рис. 9.42. Расхождение во времени сигналов яркости и цветности