Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Orbis pictus 21. století Analogový televizní signál - 2 Obor: ElektrikářRočník:3.Vypracoval:prof. Ing. Stanislav Hanus, CSc. OB21-OP-EL-ELZ-HAN-U-3-004 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3. 4 Úplný obrazový signál • Úplný obrazový signál UO je zatemněný jasový signál doplněný směsí řádkových a půlsnímkových synchronizačních impulsů. • Synchronizační impulsy určují začátek řádku nebo půlsnímku a zajišťují synchronizaci mezi snímaným obrazem ve vysílací části a reprodukovaným obrazem v přijímací části přenosového řetězce.

4. Řádkový synchronizační impuls ŘSI má šířku přibližně 5 ms, půlsnímkový synchronizační impuls SSI má délku 2,5 H (2,5 řádku). • Před a za SSI je 5 vyrovnávacích impulsů, které se využívají v oddělovači synchronizační směsi v TVP. Samotný SSI je rozdělen 5 udržovacími impulsy pro zajištění řádkové synchronizace. • Signál synchronizační směsi má velikost odpovídající 25 % celkového rozkmitu obrazového signálu. • V televizním přijímači se synchronizační směs odděluje v amplitudových oddělovačích. Půlsnímkové synchronizační impulsy se oddělují pomocí integračních článků.

5. Úplný obrazový signál ÚOS může být v negativní nebo pozitivní polaritě. Negativní polarita ÚOS: Větší jas obrazu = menší signál. Používá se při modulaci ÚOS na vysokofrekvenční nosnou. Pozitivní polarita ÚOS: Větší jas obrazu = větší signál. Používá se při zpracování a rozvodu signálu v základním pásmu (signály s rozkmitem 1 Všš / 75 W, na konektorech SCART, CINCH).

6. Vlivem periodičnosti zatemňovacích a synchronizačních signálů je spektrum ÚOS pro statický obraz diskrétní. Při pohyblivém obraze se spektrum posouvá řádově pouze v jednotkách Hz. • Spektrum ÚOS tvoří jednotlivé kmitočtové domény vzdálené od sebe o celistvý násobek řádkového kmitočtu fR = 15 625 Hz, přičemž velikost spektrálních čar klesá směrem k vyšším kmitočtům. • Stejnosměrná složka ÚOS se nepřenáší (není to fyzikálně možné), ale podle potřeby se v důležitých bodech přenosového řetězce obnovuje pomocí obnovitelů stejnosměrné složky – signál se upíná k temeni ŘZI. • Za dolní hranici kmitočtového spektra ÚOS se považuje snímkový kmitočet fSN = 25 Hz.

7. 6 Chrominanční signály • Chrominanční signály se vytvářejí lineární kombinací základních barevných signálů a signálu jasového. Označují se UR - UY , UG - UY a UB - UY . V soustavách barevné televize přenášejí informaci o barvě (barevném tónu a barevné sytosti). • Poněvadž rozlišovací schopnost lidského oka na barvu je menší než na jas, je kmitočtové spektrum chrominančních signálů omezeno a má menší šířku pásma než signál jasový. V soustavě PAL je šířka pásma chrominančních signálů 0 až 1,3 MHz. 5 Základní barevné signály • Základní barevné signály UR (červený), UG (zelený), UB (modrý) jsou vytvářeny ve snímačích CCD (dříve snímací elektronky – vidikon) v kamerách BTV. • Spektrum každého z těchto signálů má maximální kmitočet daný příslušnou normou, podobně jako jasový signál (6 MHz pro normy D/K; 5 MHz pro normy B/G).

8. 7 Úplný barevný signál • Při zavádění barevné televize musel být splněn požadavek, aby barevné TV vysílání bylo kompatibilní s již zavedeným černobílým TV vysíláním. • Pro splnění této podmínky byly zavedeny tři základní principy barevné televize, které se používají dodnes i v digitální televizi. • a) Princip konstantního jasu • Jas každého bodu obrazu musí být stejný jak při černobílém, tak i barevném TV přenosu. • Proto se při barevném přenosu přenáší jasový signál UY , stejně jako u černobílého TV přenosu. Informace o barvě obrazu se přenáší pomocí dvou chrominančních signálů UR - UY a UB - UY . • b) Princip smíšených výšek • Lidské oko vnímá detaily snímané scény pouze černobíle. Vyšší spektrální složky (od kmitočtu 1,3 MHz – v závislosti na soustavě BTV) nesou informace pouze o jasu obrazu.

9. c) Princip sdílení kmitočtového pásma • Informace o barvě musela být vložena do stejného kmitočtového pásma, jaké již využívala černobílá televize. • Chrominanční signály UR - UY a UB - UY , kmitočtově omezené (snížená barevná rozlišovací schopnost lidského oka) jsou v soustavě PAL modulovány kvadraturní modulací na barvonosnou přesného a stabilního kmitočtu fnb (číselná hodnota je odvozena z řádkového a snímkového kmitočtu). • Čárová spektra modulovaného signálu (U, V) a úplného obrazového signálu (Y) jsou proložena (viz obrázek). Na přijímací straně se oddělení spekter provádí hřebenovými filtry.

10. Úplný barevný signál PAL se vytváří v kódovacích obvodech.

11. Ve výstupním součtovém obvodu se ÚBS PAL vytváří superpozicí úplného obrazového signálu ÚOS, chrominančních signálů namodulovaných na barvonosnou (U, V) a synchronizačního impulsu barvy SIB (burst). • Úplný obrazový signál se také označuje se zkratkami CVBS (v angličtině) nebo FBAS (v němčině), • Na obrázku je nakreslen časový průběh úplného barevného signálu jednoho televizního řádku pro obrazec normalizovaných barevných pruhů.

12. 8 Televizní signál • Televizní signál TS je úplný obrazový (ÚOS) nebo úplný barevný signál (ÚBS) v základním pásmu (0 až fmax) modulovaný na vysokofrekvenční nosnou obrazu fno. • Pro pozemní (terestriální) vysílání analogového signálu se používá amplitudová modulace (AM) s částečně potlačeným dolním postranním pásmem – potlačení dolního postranního pásma od kmitočtu fno- f1 . • Z důvodu částečného potlačení dolního postranního pásma je nutné na přijímací straně signál kmitočtově upravit (Nyquistova hrana) v mezifrekvenčním obrazovém zesilovači TVP (před demodulací). • a) Signál ÚBS v základním pásmu, • c) křivka selektivity TV vysílače.

13. Nosná obrazu fno může být modulována signálem negativní nebo pozitivní polarity. Většinou se používá televizní signál s negativní polaritou ÚBS (CCIR D/K, B/G). • Srovnání obou modulovaných signálů z energetického hlediska se jeví výhodněji pro modulovaný signál s negativní polaritou ÚBS: Wnegativní : Wpozitivní = 0,735. Televizní signál s POZITIVNÍ polaritou ÚBS Televizní signál s NEGATIVNÍ polaritou ÚBS

14. 9 Úplný televizní signál • Úplný televizní signál ÚTS je televizní signál doplněný signálem zvukového doprovodu, který je modulovaný kmitočtovou modulací FM na nosnou zvuku. • Pro stereofonní zvukový doprovod se v ČR používá soustava se dvěma nosnými zvuku s kmitočty fnz1 (hlavní) a fnz2 (vedlejší).

15. Na obrázku je nakresleno umístění nosných pro normy B/G a D/K používané v ČR. • Pro potlačení interferencí se vedlejší nosná vysílá s výkonem o 7 dB (5x) menším než je výkon hlavní nosné.

16. Z důvodu kompatibility s dřívějším monofonním vysíláním zvuku, se hlavní nosná moduluje signálem (L+R)/2 a vedlejší nosná signálem R, kde L (Left) a R (Right) jsou zvukové signály levého resp. pravého kanálu. • V obou případech se používá kmitočtová modulace s maximálním kmitočtovým zdvihem ∆f = ± 30 kHz.

17. Důležité parametry TV normy: 10 Televizní normy • Televizní norma je souhrn pravidel pro tvorbu televizního signálu a technických údajů nezbytných pro TV vysílání. • U analogové televize jsou v normě definovány všechny technické parametry obrazových a zvukových signálů, dále systém kódování barevné informace a parametry teletextu.

18. Přehled zajímavých TV norem:

19. Každá televizní norma bývá doplněna údajem o soustavě barevné televize. • První soustavu barevné televize s označenímNTSCvyvinula americká organizace National Television System Committee. Od roku 1954 se používala v USA, později se rozšířila ve světě. Existuje i evropská varianta. Chrominanční signály jsou kvadraturně modulovány na barvonosnou. Spektra jasového a barvonosného signálu jsou proložena s půlřádkovým ofsetem. • Soustavu SECAMnavrhl v letech 1955-6 francouz Henri de France. Byla první evropskou soustavou barevné televize. Chrominanční signály se přenášejí postupně v následujících řádcích. V televizním přijímači se používá zpožďovací linka, která vždy jeden z chrominančních signálů zpozdí, aby mohly být oba signály pro daný řádek dekódovány současně. • Soustava PAL (Phase Alternating Line) byla vyvinuta v roce 1963 týmem Dr. Brucha z firmy Telefunken v Německu. Změnou fáze „červeného“ chrominančního signálu v každém následujícím řádku je eliminován hlavní nedostatek soustavy NTSC, a to vliv lineárního zkreslení na barevný tón obrazu. Pro modulaci se používá kvadraturní modulace QAM, ale spektra jasového a barvonosného signálu jsou proložena se čtvrtřádkovým ofsetem.

20. 11 Televizní pásma • Úplný barevný televizní signál se zvukovým doprovodem je možné přenášet k divákovi třemi způsoby – pozemním (terestriálním) vysíláním pomocí rádiových vln, kabelovým přenosem a družicovým vysíláním. Pro jednotlivé způsoby vysílání byla stanovena televizní pásma, která jsou rozdělena na televizní kanály. • Oblast 1 (Evropa, Afrika a část Asie), Oblast 2 (Amerika), Oblast 3 (JV Asie a Austrálie).

21. Děkuji Vám za pozornost Stanislav Hanus Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky