4.4.5 Построение канала телевизионного вещания по АСП с ЧРК

Более подробно материал по данному вопросу изложен в [7, стр.254…262].

Телевизионный (ТВ) сигнал состоит из сигналов изображения и звукового сопровождения. Полный ТВ-сигнал изображения включает :

- сигнал яркости и сигнал синхронизации для черно-белого изображения;

- сигналы яркости, цветности и синхронизации для цветного изображения.

Ширина видеоспектра составляет 6 МГц и зависит от характера передаваемого изображения. Динамический диапазон лежит в пределах 26…30,5 дБ. Сигнал звукового сопровождения соответствует сигналу ЗВ высшего класса с полосой 30…15000 Гц и динамическим диапазоном 50…60 дБ.

ТВ-канал включает тракт передачи изображения и тракт передачи звукового сопровождения.

Электрические характеристики каналов, предназначенных для передачи ТВ-сигналов, нормируются в соответствии с рекомендациями МККТТ для эталонной цепи коаксиального кабеля длиной 2500 км, имеющей два переприема на частоте исходного сигнала (т.е. видеочастоте).

Основные характеристики тракта передачи изображения:

- эффективно передаваемая полоса частот 50 Гц…6 МГЦ (при стандарте четкости 625 строк);

- остаточное затухание 0±0,9 дБ (на частоте 240 кГц);

- нестабильность остаточного затухания за короткий период времени (1с)  – не более ± 0,3 дБ; за средний период (1 час) – не более ± 1 дБ;

- неравномерность АЧХ тракта передачи изображения Δa, дБ на частоте       240 кГц должна вписываться в шаблон (рис.4.137,а);

- неравномерность частотной характеристики группового времени передачи (запаздывания) Δτ_гр тракта изображения на частоте 240 кГц – в шаблон (рис.4.137,б).

 

  

 

Рис.4.137 Шаблоны неравномерности ЧХ тракта изображения

 

Сигналы изображения и звукового сопровождения в АСП с ЧРК, работающих по коаксиальному кабелю (К-1920, К-3600) передаются совместно с остальными канальными сигналами по общему ВЧ-тракту. При этом применяется амплитудная модуляция, обеспечивающая минимальную ширину спектра модулированного сигнала. Для уменьшения полосы частот, занимаемой при передаче модулированного сигнала изображения по кабелю, обычно используется частичное подавление одной из боковых полос. Полное подавление реализовать затруднительно, поскольку нижняя частота модулирующего колебания равна 50 Гц, следовательно частотный промежуток между боковыми полосами составляет всего 100 Гц при высокой частоте несущей.

Состав, назначение и функции, выполняемые основными узлами передатчика и приемника, рассмотрим на примере оконечного оборудования ТВ-канала АСП    К-3600 [7]. Линейный спектр АСП К-3600 при организации ТВ-канала показан на рис.4.138.

Рис.4.138 Линейный спектр АСП К-3600

 

На вход передатчика канала ТВ (рис.4.139) сигнал изображения от телецентра поступает через соединительную линию СЛ. Если СЛ включает усилители с разделительными емкостями или трансформаторы, сигнал теряет постоянную составляющую. Для ее восстановления вводят специальное устройство – восстановитель постоянной составляющей ВПС, которое поддерживает постоянными полярность и амплитуду синхронизирующих импульсов на выходе видеоусилителя ВУ. Поскольку исходный (0…6 МГц) и линейный     (1,8911…8,4911 МГц) спектры сигнала изображения перекрываются, формирование линейного сигнала производится двумя ступенями преобразования.

 

 

Рис.4.139 Передающий тракт ТВ-канала АСП К-3600

 

В качестве первого преобразователя М₁ может использоваться кольцевой преобразователь, на пары диодов которого подается постоянное напряжение смещения. Изменяя последнее, можно установить нужный уровень остатка тока несущей частоты f_н1 на выходе М₁. Частота f_н1 выбрана равной 16,0089 МГЦ, соответственно, боковые полосы лежат в диапазоне 10,0089… 22,0089 МГц. Полосовой фильтр, выделяя частоты 10,0089…16,7 МГц, частично (предварительно) подавляет верхнюю боковую полосу частот.

В качестве второго преобразователя частоты М₂ используется балансная схема. Значение f_н2=18,5 МГц выбрано выше f_н1 для того, чтобы линейная несущая частота f_л (2,4911 МГц) размещалась в нижнем участке линейного спектра. Остатки несущей f_н2 и другие побочные продукты преобразования подавляются фильтром   Д-8,5.

Несущие частоты f_н1, f_н2 можно получать от двух независимых генераторов. Однако обеспечение необходимой для синхронного приема стабильности линейной несущей частоты в этом случае потребовало бы исключительно высокой стабильности каждого из генераторов. При генерации несущих по схеме рис.4.139 требуется лишь один высокостабильный генератор частоты 2,4911 МГц. Отклонение f_н2 от номинального значения компенсируется изменением частоты f_н1= f_н2 - f_л. Окончательное формирование ТВ-сигнала изображения (линейного спектра) осуществляется с помощью формирующего фильтра ФФ, имеющего кососимметричную характеристику коэффициента передачи в полосе 1,8911…3,0911 МГц.

Для уменьшения загрузки линейного тракта уровни группирующихся возле f_л наиболее мощных составляющих ТВ-сигнала изображения снижают устройством предварительного искажения УПИ. Возникающие при этом искажения устраняются с помощью контура последующих искажений КПИ в схеме приемника. Примерные частотные характеристики затухания УПИ и КПИ показаны на рис.4.140.

 

                    

 

Рис.4.140 Частотные характеристики затухания УПИ и КПИ

 

Остаточные искажения частотных характеристик затухания и фазы узлов передатчика устраняются корректором КК. После коррекции сигналы усиливаются и через ФВЧ К-1,3 поступают на вход оконечного оборудования линейного тракта. Оконечное оборудование содержит систему фильтров, объединяющих ТВ- и групповой сигналы, а также режекторные фильтры, которые подавляют составляющие ТВ-сигнала, близкие по частоте к линейным контрольным частотам.

На входе приемника ТВ-канала (рис.4.141) последовательно включены ФВЧ К-1,3, гармонический корректор ГК и КПИ.

 

     

 

Рис.4.141 Приемный тракт ТВ-канала АСП К-3600

 

Фильтр ВЧ отделяет сигналы изображения от сигналов звукового сопровождения. ГК служит для окончательной коррекции частотных характеристик ТВ-канала.

Преобразование линейного спектра сигнала изображения с полосой      1,8911… 8,4911 МГц в промежуточный спектр 10,0089…16,6089 МГц выполняется демодулятором Дем₁. Необходимая для его работы несущая f_н2 =18,5 МГц формируется  местным независимым генератором. Трансформация промежуточного спектра в видеоспектр производится синхронным детектором Дем₂. Необходимое для синфазного приема совпадение фаз несущей частоты f_н1 =16,0089 МГц, поступающей на Дем₂ от передатчика (вместе с сигналом) и от местного генератора,  достигается следующим образом.

В приемном тракте ТВ-канала (рис.4.141) любое изменение частоты сигнала на выходе Дем₁, вызванное изменением f_н2 , компенсируется таким же изменением частоты f_н1 = f_н2 – f '_л несущего колебания на Дем₂. Поэтому для сохранения однажды установленного с помощью фазорегулятора φ соотношение фаз напряжений на входах Дем₂ достаточно осуществить принудительную синхронизацию местного генератора, формирующего напряжение с частотой             f '_л, сигналом с частотой f_л, поступающим по ТВ-каналу от передатчика. Для этого напряжение линейной несущей частоты f_л ответвляется и через амплитудный селектор АС подается на фазовый детектор ФД. На второй вход ФД подается сигнал с частотой f '_л от местного генератора. Разность фаз напряжений на входах ФД вызывает появление напряжения на его выходе. Данное напряжение используется для регулировки частоты и фазы синхронизируемого генератора, подстраивая их под частоту и фазу несущей частоты линейного сигнала. Видеосигнал на выходе Дем₂ освобождается от побочных продуктов преобразования с помощью фильтра  Д-6, усиливается видеоусилителем ВУ и по соединительной линии подается на телецентр.

Сигналы звукового сопровождения ТВ передаются в полосе частот      919…936 кГц по тому же групповому тракту, что и сигналы изображения. Преобразование исходного спектра звукового сопровождения (полоса частот соответствует каналу ЗВ высшего класса) в линейный спектр производится с помощью одной ступени амплитудной модуляции (несущая частота 936 кГц) – рис.4.139. Поскольку частотный промежуток, разделяющий боковые полосы на выходе модулятора, крайне мал (60 Гц), то НБП подавляется фазоразностной схемой.

Для уменьшения числа побочных продуктов преобразования исходный спектр сигнала ограничивается фильтром Д-17. Повышение уровня ВЧ-составляющих сигнала обеспечивается предыскажением. С этой целью контур предварительного наклона КПН вносит затухание, уменьшающееся с ростом частоты. Искажения, вносимые КПН, устраняются на приемной стороне контуром последующих искажений КПИ. Для повышения защищенности сигналов на магистралях большой протяженности используется сжатие динамического диапазона сигнала компрессором К.

В приемном тракте (рис.4.141) линейный сигнал звукового сопровождения отделяется от сигналов изображения фильтром НЧ Д-1,3 и после усиления поступает на вход фазоразностной схемы. Трансформированный в исходный спектр, он ограничивается по частоте фильтром Д-17 и через КПИ  или экспандер Э подается по соединительной линии на телецентр.

Для мониторинга тракта звукового сопровождения и узлов оконечной аппаратуры вместе с сигналом звукового сопровождения ТВ передается сигнал контрольной частоты 16,714 кГц.