Задан испытательный сигнал, формирующий изображение,
представляющее собой чёрно-белый ромб, вписанный в цветной квадрат,
расположенный симметрично границам экрана. Слева и справа от квадрата находятся
желтая и синяя полосы одинаковой ширины. Номенклатура испытательного сигнала в
формате Uчб.мах / Uчб.мin / Uцв.мах / Uцв.мin приведена в таблице 3.
Здесь Uчб.мах и Uчб.мin - соответственно
максимальная и минимальная амплитуды сигналов основных цветов UR, UG, UB на неокрашенных полосах,
Uцв.мах и Uцв.мin - на цветных.
Номенклатура
испытательного сигнала
|
Номера строк
для расчёта
|
Uчб.мах
|
Uчб.мin
|
Uцв.мах
|
Uцв.мin
|
|
71
|
19
|
81
|
19
|
NB · 9 +
30
|
|
|
|
|
|
|
Требуется рассчитать в заданных строках следующие параметры:
уровень яркостного сигнала UY;
уровни цветоразностных сигналов UR-Y, UG-Y, UB-Y;
значения сигналов U и V;
для системы PAL:
амплитуду SСЦ и фазу φСЦ сигнала цветности;
уровни огибающей U+ и U - ПЦТС;
для системы SECAM:
значения сигналов DR и DB;
девиацию частоты цветовой поднесущей в «красной» (ΔfR) и «синей» (ΔfB) строках;
мгновенные значения частоты цветовой поднесущей в «красной» (fМГН.R) и «синей» (fМГН.B) строках;
уровни огибающей U+ и U - ПЦТС (без учёта выбросов на фронтах ЦРС,
создаваемых контурами НЧ-предыскажений).
Результаты расчёта свести в таблицу 4. Также в масштабе
строки построить осциллограммы сигналов UY, UR-Y, UG-Y, UB-Y, U, V и ПЦТС системы PAL. Осциллограммы сигналов DR, DB, а также ПЦТС системы SECAM построить для двух
(«красной» и «синей») строк.
Решение
Номер строки определяем из выражения:
Nстр = NВ ∙ 9 + 30 = 201
Определяем расположение строки на изображении - смещение
относительно верхней Δh+ границы экрана (рисунок
3):
Δh+ = (Nстр - Nверх) / (Nнижн-Nверх)
Nверх
Δh+
Определение положения строки на экране и передаваемых в ней
цветах
Nстр tц.1 tц.2 tц.3 tц.4 tц.5 tц.6
Nнижн
Δh+=(201-23)/(310,5-23)=178/287,5=0,6.
Так как Δh+>0,5, то будем
рассматривать нижнюю часть фигуры.
Определяем значения сигналов основных цветов UR, UG, UB.
Желтого - UR = UG = 0,81; UB = 0,19.
Голубой - UR = 0,19; UG = UB = 0,81.
Белого - UR = UG = UB = 0,71.
Чёрного - UR = UG = UB = 0,19.
Пурпурный - UR = 0,81; UG = 0,19; UB = 0,81.
Синего - UR = UG = 0,19; UB = 0,81.
Яркостные и цветоразностные сигналы находятся по следующим
выражениям:
UY = 0,3UR + 0,59UG + 0,11UB.
Для жёлтого: UY = 0,3 · 0,81 + 0,59 · 0,81 + 0,11 · 0,19 = 0,742
В.
UR-Y = UR - UY =
0,7UR - 0,59UG - 0,11UB;
Для жёлтого: UR-Y = 0,81 - 0,742= 0,068 В.
UG-Y = UG - UY =
- 0,3UR + 0,41UG - 0,11UB;
Для жёлтого: UG-Y = 0,81 - 0,742 = 0,068
В.
UB-Y = UB - UY =
-0,3UR - 0,59UG + 0,89UB;
Для жёлтого: UB-Y = 0,19 - 0,742 = -0,552
В.
Для голубой: UY = 0,3 · 0,19 + 0,59 · 0,81+ 0,11 · 0,81 = 0,624
В.
UR-Y = UR - UY =
0,7UR - 0,59UG - 0,11UB;
Для голубой: UR-Y = 0,19 - 0,624= -0,434
В.
UG-Y = UG - UY =
- 0,3UR + 0,41UG - 0,11UB;
Для голубой: UG-Y = 0,81 - 0,624 = 0,186
В.
UB-Y = UB - UY =
- 0,3UR - 0,59UG + 0,89UB;
Для голубой: UB-Y = 0,81 - 0,624 = 0,186
В.
Для белого: UY = 0,3 · 0,71 + 0,59 · 0,71+ 0,11 · 0,71 = 0,71
В.
UR-Y = UR - UY =
0,7UR - 0,59UG - 0,11UB;
Для белого: UR-Y = 0,71 - 0,71= 0 В.
UG-Y = UG - UY =
- 0,3UR + 0,41UG - 0,11UB;
Для белого: UG-Y = 0,71 - 0,71 = 0 В.
Для белого: UB-Y = 0,71 - 0,71 = 0 В.
Для чёрного: UY = 0,3 · 0,19 + 0,59 · 0,19+ 0,11 · 0,19 = 0,19
В.
UR-Y = UR - UY =
0,7UR - 0,59UG - 0,11UB;
Для чёрного: UR-Y = 0,19 - 0,19= 0 В.
UG-Y = UG - UY =
- 0,3UR + 0,41UG - 0,11UB;
Для чёрного: UG-Y = 0,19 - 0,19 = 0 В.
UB-Y = UB - UY =
- 0,3UR - 0,59UG + 0,89UB;
Для чёрного: UB-Y = 0,19 - 0,19 = 0 В.
Для пурпурный: UY = 0,3 · 0,81 + 0,59 · 0,19+ 0,11 · 0,81 = 0,444
В.
UR-Y = UR - UY = 0,7UR - 0,59UG - 0,11UB;
Для пурпурный: UR-Y = 0,81 - 0,444= 0,366 В.
UG-Y = UG - UY =
- 0,3UR + 0,41UG - 0,11UB;
Для пурпурный: UG-Y = 0,19 - 0,444 = -0,254
В.
UB-Y = UB - UY =
- 0,3UR - 0,59UG + 0,89UB;
Для пурпурный: UB-Y = 0,81 - 0,444 = 0,366
В.
Для cинего: UY = 0,3 · 0,19 + 0,59 · 0,19+ 0,11 · 0,81 = 0,258
В.
UR-Y = UR - UY =
0,7UR - 0,59UG - 0,11UB;
Для cинего: UR-Y = 0,19 - 0,258= -0,068
В.
UG-Y = UG - UY =
- 0,3UR + 0,41UG - 0,11UB;
Для cинего: UG-Y = 0,19 - 0,258 = -0,068
В.
UB-Y = UB - UY =
- 0,3UR - 0,59UG + 0,89UB;
Для cинего: UB-Y = 0,81 - 0,258 = 0,552
В.
Расчёт параметров ПЦТС PAL производим следующим
образом:
вычисляем сигналы U и V.
V = 0,877UR-Y; U = 0,493UB-Y.
Для жёлтого: V = 0,877· 0,068 = 0,06 В; U = 0,493 · (- 0,552) = -
0,272 В.
Для голубого: V=0,877· (-0,434)=-0,381 В; U = 0,493 · 0,186 = 0,092
В.
Для белого: V=0,877· 0 =0 В; U = 0,493 · 0 = 0 В.
Для чёрного: V=0,877· 0 =0 В; U = 0,493 · 0 = 0 В.
Для пурпурного: V=0,877·0,366= 0,321 В; U=0,493·0,366= 0,18 В.
Для cинего: V=0,877·(-0,068)= -0,06 В; U=0,493 ·0,552= 0,272 В.
рассчитывается амплитуда SСЦ и фаза φСЦ сигнала цветности.
Для жёлтого:
Для голубого:
Для белого:
Для чёрного:
Для пурпурного:
Для cинего:
φСЦ = arctg (V/U) - для случая
фазы поднесущей цветности в канале V φV = 90o.
Для жёлтого: φСЦ = arctg
(0,06/(-0,272)) = -12,46о.
Для голубого: φСЦ = arctg
((-0,381)/0,092) = -76,42о.
Для белого: φСЦ = arctg (0/0) =0о.
Для чёрного: φСЦ = arctg (0/0) =0о.
Для пурпурного: φСЦ = arctg
(0,321/0,18) =60,71о.
Для cинего: φСЦ = arctg
((-0,06)/0,272) = -12,46о.
φСЦ = arctg (-V/U) - для случая
фазы поднесущей цветности в канале V φV = 270o.
Для жёлтого: φСЦ = arctg
(-0,06/(-0,272)) = 12,46о.
Для голубого: φСЦ = arctg (-
(-0,381)/0,092) = 76,42о.
Для белого: φСЦ = arctg (0/0) =0о.
Для чёрного: φСЦ = arctg (0/0) =0о.
Для пурпурного: φСЦ = arctg (-
0,321)/0,18) = -60,71о.
Для cинего: φСЦ = arctg (-
(-0,06)/0,272) =12,46о.
На основании теоретически рассчитанных значений фазы φСЦ сигнала
цветности и рисунка 4, определим действительные значения фазы φСЦ сигнала цветности.
Векторная диаграмма сигналов цветности различных цветов в системе
PAL
сигнал экран испытательный цветность
Для жёлтого: при φV = 90o φСЦ=167,54 ○.
при φV = 270o
φСЦ =192,46○.
Для голубого: при φV = 90o φСЦ =76,42○.
при φV = 270o
φСЦ =283,58○.
Для пурпурного: при φV = 90o φСЦ =60,71○.
при φV = 270o
φСЦ =299,29○.
Для cинего: при φV = 90o φСЦ =12,46○.
при φV = 270o
φСЦ =347,54○.
рассчитываем амплитудные значения огибающей ПЦТС:
UПЦТС+ = UY + SСЦ / 2; UПЦТС - = UY - SСЦ / 2.
Для жёлтого: UПЦТС+ = 0,742 + 0,279 /2 = 0,882 В.
UПЦТС - =
0,742 - 0,279 /2 = 0,602 В.
Для голубого: UПЦТС+ = 0,624 + 0,391 /2 = 0,82 В.
UПЦТС - =
0,624 - 0,391 /2 = 0,428 В.
UПЦТС - =
0,71 - 0/2 = 0,71 В.
Для чёрного: UПЦТС+ = 0,19 + 0/2 = 0,19 В.
UПЦТС - =
0,19 - 0/2 = 0,19 В.
Для пурпурного: UПЦТС+ = 0,444 + 0,367 /2 = 0,628 В.
UПЦТС - =
0,444 - 0,367 /2 = 0,26 В.
Для cинего: UПЦТС+ =
0,258 + 0,279/2 = 0,398 В.
UПЦТС - =
0,258 - 0,279 /2 = 0,118 В.
Для расчёта параметров ПЦТС SECAM определяем:
амплитуду сигналов DR и DB:
DR = -1,9UR - Y; DB
= 1,5UB - Y.
Для жёлтого: DR =
-1,9 ·0,068 = -0,129 В;
DB = 1,5 · (-0,552) = -0,828 В.
Для голубого: DR =
-1,9 ·(-0,434) = 0,825 В;
DB = 1,5 · 0,186 = 0,279 В.
Для белого: DR =
-1,9 ·0 = 0 В;
DB = 1,5 · 0 = 0 В.
Для чёрного: DR =
-1,9 ·0 = 0 В;
DB = 1,5 · 0 = 0 В.
Для пурпурного: DR =
-1,9 ·0,366 = -0,695 В;
DB = 1,5 · 0,366 = 0,549 В.
Для cинего: DR = -1,9 ·(-0,068) = 0,129 В;
DB = 1,5 · 0,552 =0,828 В.
- девиацию частоты в «красных» и «синих» строках:
∆fR = ∆fR НОМ · DR; ∆fB = ∆fB НОМ · DB,
где ∆fR
НОМ = 280 кГц, ∆fB НОМ = 230 кГц - номинальная девиация в «красных» и «синих»
строках, соответственно.
Для жёлтого:∆fR
=280 · (-0,129)= - 36,12 кГц;
∆fB =230 · (-0,828)= -190,44 кГц.
Для голубого: ∆fR =280 · 0,825= 231 кГц;
∆fB =230 · 0,279= 64,17 кГц.
Для белого: ∆fR
=280 · 0= 0 кГц;
∆fB =230 · 0= 0 кГц.
Для чёрного: ∆fR
=280 · 0= 0 кГц;
∆fB =230 · 0= 0 кГц.
Для пурпурного: ∆fR =280 · (-0,695)= -194,6 кГц;
∆fB =230 · 0,549= 126,27 кГц.
Для cинего: ∆fR =280 · 0,129= 36,12 кГц;
∆fB =230 · 0,828= 190,44 кГц.
мгновенные значения частот цветовых поднесущих в «красных» и
«синих» строках:
fR МГН = f0 R + ∆fR; fB МГН = f0 B + ∆fB,
где f0 R=4406 кГц, f0 B=4250 кГц - частоты покоя модулятора в
«красных» и «синих» строках соответственно.
Для жёлтого: fR
МГН = 4406 + (-36,12) =
4369,88 кГц;
fB МГН = 4250 + (-190,44) = 4059,56 кГц.
Для голубого: fR
МГН = 4406 + 231 = 4637
кГц;
fB МГН = 4250 + 64,17 = 4314,17 кГц.
Для белого: fR
МГН = 4406 + 0 = 4406
кГц;
fB МГН = 4250 + 0 = 4250 кГц.
Для чёрного: fR
МГН = 4406 + 0 = 4406
кГц;
fB МГН = 4250 + 0 = 4250 кГц.
Для пурпурного: fR
МГН = 4406 + (-194,6)
=4211,4 кГц;
fB МГН = 4250 + 126,27 = 4376,27 кГц.
Для cинего: fR МГН = 4406 + 36,12 =4442,12 кГц;
fB МГН = 4250 + 190,44 = 4440,44 кГц.
размахи сигналов цветности (установившиеся значение, без учётов
выбросов на фронтах сигнала, вызванных действием контура низкочастотных
предыскажений) в «красных» и «синих» строках:
UСЦ R = UСЦ 0 · КВЧ(fR мгн) / КВЧ
(f0);
UСЦ B = UСЦ 0 · КВЧ(fB мгн) / КВЧ
(f0),
где UСЦ 0 - размах сигнала цветности на частоте f0 = 4,286 Мгц;
КВЧ (f) - коэффициент
передачи контура высокочастотных предыскажений.
Для жёлтого:
Для голубого:
Для белого:
Для чёрного:
Для пурпурного:
Для cинего:
- амплитудные значения огибающей ПЦТС в «красных» и «синих»
строках:
UПЦТС B + = UY + UСЦ B / 2.
Для жёлтого:
Для голубого:
Для белого:
Для чёрного:
Для пурпурного:
Для cинего:
Осциллограммы сигналов UY, UR-Y, UG-Y, UB-Y изображены на рисунке; осциллограммы сигналов U, V и ПЦТС системы
PAL изображены на рисунке; осциллограммы
сигналов DR, DB системы SECAM для двух («красной» и «синей») строк изображены на рисунке 7;
осциллограммы сигналов ПЦТС системы SECAM для
двух («красной» и «синей») строк изображены на рисунке.
Результаты
расчетов
Цвет полосы
|
Сигналы
общие для всех систем ЦТВ
|
|
UR
|
UG
|
UB
|
UY
|
UR-Y
|
UG-Y
|
UB-Y
|
1. Жёлтый
|
0,81
|
0,81
|
0,19
|
0,742
|
0,068
|
0,068
|
-0,552
|
2. Голубой
|
0,19
|
0,81
|
0,81
|
0,624
|
-0,434
|
0,186
|
0,186
|
3. Белый
|
0,81
|
0,81
|
0,81
|
0,71
|
0
|
0
|
0
|
4. Черный
|
0,19
|
0,19
|
0,19
|
0,19
|
0
|
0
|
0
|
5. Пурпурный
|
0,81
|
0,19
|
0,444
|
0,366
|
-0,254
|
-0,366
|
6. Синий
|
0,19
|
0,19
|
0,81
|
0,258
|
-0,068
|
-0,068
|
0,552
|