Система вещания PAL

PAL (Phase Alternation Line - строка с переменной фазой) - система цветного телевидения, предложенная фирмой Telefunken (Германия). Создана из-за необходимости компенсировать фазовые сдвиги в сигнале. Основное отличие от NTSC - модуляция цветоразностным сигналом Еr-у поднесущей, имеющей не постоянную фазу, а изменяющуюся от строки к строке на 180 градусов. В приемнике PAL сигнал цветности проходит линию задержки на длительность одной строки, после чего происходит его сложение и вычитание с основным (незадержанным) сигналом. В процессе этого совпадающие по фазе сигналы складываются, а противоположные по фазе - вычитаются. Таким образом, сигналы Еr-у и Еb-у полностью разделяются, что исключает возникновение перекрестных искажений.

Рис.11.2. Кодер PAL

Это является одним из основных преимуществ системы PAL по сравнению с NTSC, где фазовая ошибка генератора поднесущей не может быть более 10 градусов, в то время как в PAL - до 26 градусов (это позволяет при равном качестве цветопередачи иметь для оборудования PAL более грубый допуск на фазовую ошибку генератора поднесущей). Система PAL малочувствительна к искажениям типа «дифференциальная фаза».

Стремление улучшить качество систем PAL и NTSC привело к разработке оборудования, в котором сигнал яркости и поднесущая цветности передаются по двум раздельным проводам, нигде не смешиваются и не требуют разделения. Такой двухпроводный способ передачи видеосигнала называют S-Video или Y/C. S-Video позволяет использовать полную полосу частот яркости (обеспечивает высокую разрешающую способность по горизонтали) и отказаться от неизбежной для композитного сигнала фильтрации при разделении яркость/цветность. Таким образом, двухпроводный способ передачи исключает накапливающиеся при фильтрации частотные и фазовые искажения.

Структурная схема декодирующего устройства PAL. В настоящее время существует большое разнообразие каналов цветности PAL. На рис.11.3 приведена укрупненная структурная схема наиболее распространенного варианта, в котором используется блок задержки. Этот канал получил название PALd (от слова delay — задержка).

Полный цветовой сигнал u_п разделяется с помощью режекторного и полосового фильтров на два сигнала: яркости Е'_Y и цветности u_S. Фильтры настроены на частоту цветовой поднесущей f_S = 4,43 МГц. В более совершенных декодирующих устройствах это разделение сигналов осуществляется с помощью гребенчатых фильтров. Канал яркостного сигнала практически ничем не отличается от соответствующих каналов в декодерах систем NTSC и SECAM. Сигнал цветности, прежде чем поступить на блок задержки, подвергается автоматической регулировке усиления (АРУ), производимой по амплитуде цветовой вспышки. Последняя выделяется из полного сигнала клапанной схемой Кл с помощью стробирующих импульсов, формируемых из импульсов строчной синхронизации. Блок задержки, содержащий устройство задержки на 64 мкс, инвертор на 180° и два сумматора, был рассмотрен выше.

Рис. 11.3.Декодирующее устройство системы PAL

Однако следует отметить некоторые дополнительные особенности его работы. В частности, необходимо более полно рассмотреть вопрос о времени задержки. Принцип действия системы PAL предполагает время задержки равным длительности строчного интервала, т.е. 64 мкс. Однако для правильной работы сумматоров необходимо также учитывать фазовые соотношения прямого и задержанного сигналов, у которых сдвиг по фазе в соответствии с выбором поднесущей частоты составляет четверть периода поднесущего колебания. При таких условиях в сумматорах не происходит разделение квадратурных составляющих uU и uV. Для правильного функционирования сумматоров необходимо, чтобы прямой и задержанный сигналы находились либо в фазе, либо в противофазе. Только в этом случае сложением или вычитанием компенсируется одна из квадратурных составляющих и сигналы разделяются. Достичь этого можно, если задержка будет составлять целое число полупериодов поднесущей частоты. Ближайшими к длительности строчного интервала являются значения задержки τ=568T_S или 567T_S/2, где Ts — период поднесущего колебания. Было выбрано второе значение, и устройства задержки PAL изготовляют с τ=567Ts/2.

Отличие величины задержки от длительности строки оказывается очень небольшим и не приводит к появлению упоминаемых ранее искажений в виде зазубренности вертикальных цветовых переходов. Напомним, что подобные искажения становятся заметными, если рассовмещение прямого и задержанного сигналов будет соизмеримым с размером одного элемента изображения.

Выбор величины задержки в системе PAL, равной нечетному числу полу-периодов поднесущей, обусловливает противофазность сигнала u_U в двух соседних строках и соответственно синфазность сигнала u_V. Поэтому в структурной схеме (рис. 11.3) инвертор на 180° перенесен из канала u_V в канал u_{U .} Разделенные в блоке задержки сигналы u_V и u_U подаются на входы двух синхронных детекторов, осуществляющих демодуляцию цвето­разностных сигналов E'_R-Y и Е'_B-Y.

Необходимые для работы синхронных детекторов опорные колебания поднесущей вырабатываются генератором fs, частота и фаза которого задаются цветовой вспышкой с помощью управляющего сигнала. Этот сигнал вырабатывается в устройстве фазовой авто­подстройки частоты, содержащим кроме генератора фазовый детектор (ФД) и ФНЧ. Колебания генератора в ФД сравниваются по частоте и фазе с колебаниями цветовой вспышки. Генератор должен вырабатывать колебания, фаза которых совпадает с положительным направлением оси R-Y (90°). При этом на выходе ФД вырабатываются симметричные разнополярные импульсы, соответствующие чередованию фазы вспышки ±135°. Напряжение на выходе ФНЧ, выделяющего постоянную составляющую из этих симметричных импульсов, будет равно нулю. Если фаза колебаний генератора fs по каким-либо причинам не совпадает с осью R-Y, амплитуды импульсов на выходе ФД не будут равны и ФНЧ выработает отличное от нуля управляющее напряжение, которое подстроит фазу генератора. Сдвиг фазы генератора на 90° обеспечит опорное колебание для синхронного детектора B-Y. На этот синхронный детектор подается поднесущая, у которой фаза коммутируется через строку (90/270°).

Коммутатор фазы в приемном устройстве должен работать синфазно с коммутацией сигнала на передающем конце системы. Для этого генератор коммутирующих импульсов управляется устройством цветовой синхронизации. На это устройство в качестве информации о том, какой в данный момент времени передается сигнал (U_V или U^*v), с выхода фазового детектора поступают импульсы, полярность которых определяется направлением вектора цветовой вспышки. Кроме того, устройство цветовой синхронизации закрывает канал цветности и выключает режекцию в яркостном канале, если передается черно-белая программа или принимается сигнал другой вещательной системы.

Дата добавления: 2014-01-06