Особенности кодирования и декодирования системы PAL.

Система PAL была разработана и внедрена в начале 60-х годов фирмой "Телефункен" (ФРГ). Система PAL является более совершенной, чем NTSC. Она позволяет существенно уменьшить присущие системе NTSC фазовые искажения. Впоследствии выяснился еще ряд преимуществ этой системы. Основные характеристики системы PAL: число строк 525, частота полей 60 Гц, поднесущая цветности 4.433618 МГц, ширина полосы 1.3 МГц, несущая звука 4.5 МГц. Рассмотрим эту систему более подробно. Как и в системе NTSC, в системе PAL применена квадратурная модуляция (цветовой) поднесущей, но в отличие от нее фаза составляющей поднесущей, которая модулируется красным цветоразностным сигналом, меняется от строки к строке на 180 градусов (рис.23). Модуляция осуществляется сигналами Еu = 0,493Eb-y и Еv = 0,877Еr-y. Составляющая поднесущей, модулируемая синим цветоразностным сигналом, имеет постоянную фазу. Частота поднесущей выбрана равной f0 = 4,43361875 МГц с учетом минимальной заметности этой поднесущей на окрашенных участках цветного изображения. На черно-белых участках изображения помеха от поднесущей отсутствует, так как она подавляется при передаче черно-белого изображения. Модуляция поднесущей осуществляется с помощью балансных модуляторов (рис.24).

Сигналы, получаемые на выходах балансных модуляторов, складываются в суммирующем устройстве, образуя результирующий сигнал цветности Vрез . Из рис.24 видно, что поднесущая, которая подается на модулятор "В-Y" с генератора Г, подается непосредственно (фаза 0 градусов), а на модулятор "R-Y" через электронный коммутатор ЭК, переключаемый сигналом полустрочной частоты fстр/2. Причем в одной строке поднесущая поступает на модулятор через фазовращатель 90 градусов, а в другой - через инвертор 180 градусов. Как и в системе NTSC, результирующее колебание Vрез имеет одновременно амплитудную и фазовую модуляции. При этом амплитуда сигнала цветности определяет насыщенность, а фаза - цветовой тон передаваемого изображения. Для восстановления в телевизоре подавленной поднесущей цветности, как и в системе NTSC, на задней площадке строчного гасящего импульса передается вспышка поднесущей, состоящая из десяти периодов цветовой поднесущей. В отличие от NTSC фаза вспышки равна +45 градусов и - 45 градусов относительно отрицательного направления оси R-Y в четной и нечетной строках соответственно. По фазе вспышки в телевизоре определяется знак составляющей Uv. Рассмотрим упрощенную структурную схему одного из вариантов декодера PAL (рис.25).

Полный цветовой телевизионный сигнал поступает на полосовой фильтр ПФ, настроенный на полосу частот, которую занимает сигнал цветности в спектре видеосигнала. Выделенный полосовым фильтром сигнал цветности поступает на вход ультразвуковой линии задержки УЛЗ на время одной строки (64 мкс), на электронный ключ К, выделяющий сигнал цветовой синхронизации (вспышку), и на устройство сложения (+) и вычитания (-). В результате сложения прямого сигнала U0 с задержанным подавляются составляющие Uv и выделяются удвоенные составляющие Uu с постоянным знаком. При вычитании задержанного сигнала из прямого подавляются составляющие Uu и выделяются удвоенные составляющие Uv. Знак Uu чередуется от строки к строке. На рис.26 показаны векторограммы, поясняющие принцип разделения сигналов цветности PAL. Для получения из компонент Uv и Uu цветоразностных сигналов необходимо их продетектировать. Применяется синхронное детектирование. Для его работы нужно иметь опорный сигнал, частота и фаза которого равны сигналу подавленной цветовой поднесущей. Сигнал формируется из вспышки, которая выделяется с помощью электронного ключа К из ПЦТС. Вспышка подается на генератор, выполненный по системе фазовой автоматической подстройки частоты ФАПЧ (рис.27).

Система ФАПЧ состоит из генератора, управляемого напряжением ГУН, фазового детектора ФД и фильтра нижних частот ФНЧ. Напряжендетектора, на другой вход - сигнал вспышки. Если частота ГУН близка частоте вспышки, то происходит захват ГУН по частоте и фазе. В установившемся режиме опорный сигнал на выходе ГУН равен частоте вспышки, т. е. частоте цветовой поднесущей, а его фаза совпадает с осью R-Y и равна 90°. Для повышения стабильности работы ФАПЧ а также его помехозащищенности частоту ГУН стабилизируют кварцем. Разделенные сигналы цветности поступают на входы синхронных детекторов СД. Для правильного детектирования необходимо обеспечить совпадение фаз опорного сигнала с сигналами цветности. Для этого на СД сигнала цветности (В-Y) опорный сигнал необходимо подавать через фазовращатель на 90 градусов, на СД сигнала цветности (R-Y) опорный сигнал подают на один из входов электронного коммутатора ЭК непосредственно, а на другой - через фазоинвертор на 180 градусов. ЭК переключается с помощью сигнала полустрочной частоты fстр/2. Фаза работы ЭК засинхронизирована с помощью блока цветовой синхронизации (на рис.25 не показан). Если во входном сигнале есть фазовые искажения, то при сложении (вычитании) прямого и задержанного сигналов во время их разделения эти искажения компенсируются. Система PAL обладает рядом достоинств:

· Отсутствует помеха от поднесущей на неокрашенных участках изображения, так как поднесущая не передается.

· Фазовые искажения отсутствуют и поэтому не вызывают нарушений цветового тона.

· Малая чувствительность к "асимметрии" полосы пропускания канала цветности.

· При разделении сигналов цветности выделяется удвоенная амплитуда составляющих Uv и Uu , что повышает отношение сигнал/шум.

· Уменьшаются "перекрестные" искажения, возникающие между сигналами яркости и цветности (определяется оптимальным выбором частоты поднесущей).

Недостатком системы PAL является понижение четкости изображения из-за усреднения сигнала цветности в двух последующих строках.