16264

Вектороскоп

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторная работа №8. Вектороскоп. 1 Цель работы: 1.1 Изучить параметры телевизионного сигнала системы PAL. 2 Литература: 2.1 Джакония В.Е. Телевидение. М.: Радио и связь 1980. 2.2 Телевизионная техника. Справочник./ Под редакцией Зубарева Ю.Б .и Глориозова Г.Л.М.: Ради...

Русский

2013-06-20

491.5 KB

10 чел.

Лабораторная работа №8.

Вектороскоп.

1 Цель работы:

1.1 Изучить параметры телевизионного сигнала системы PAL.

2 Литература:

2.1 Джакония В.Е. Телевидение. - М.: Радио и связь, 1980.

2.2 Телевизионная техника. Справочник./ Под редакцией Зубарева Ю.Б .и Глориозова Г.Л.-М.: Радио и Связь, 1994.

2.3 Приложение А.

2.4 Приложение Б.

2.5 Приложение В.

2.6 Приложение Г

3 Подготовка к работе:

3.1 Повторить систему PAL..

3.2 Ответить на вопросы допуска к работе:

3.2.1 Чем система PAL отличается от системы NTSC?

3.2.2 Какие сигналы цветности передаются в системе PAL?

3.2.3 Как в системе PAL происходит компенсация искажений цветового тона?

3.2.4 Перечислите варианты декодирования в системе PAL?

3.3 Подготовить бланк отчёта.

4 Основное оборудование:

4.1 Персональный компьютер с платой нелинейного монтажа DV RAPTOR max.

4.2 Монитор СТХ PR 750F.

5 Задание:

5.1 Познакомиться с программой EDIUS.

5.3 Изучить принцип переключения фазы сигнала цветности (Приложения В, Г).

5.2 Зарисовать осциллограммы ПЦТС, яркостного сигнала, а также векторные диаграммы сигнала цветности в соседних строках.

6 Порядок выполнения работы

6.1 Включить компьютер.

6.2 Запустить программу EDIUS (Приложение А).

6.3 Зарисуйте ПЦТС, яркостный сигнал, а также векторные диаграммы сигнала цветности.

6.4 Каждый из сигналов дополните уровнями гашения и синхроимпульсами, на ПЦТС изобразите «вспышку».

6.5 Заполнить таблицу 1 согласно показаний вектороскопа и приложению Б.

Таблица 1- Показания вектороскопа

Белый

Жёлтый

Голубой

Зелёный

Пурпурный

Красный

Синий

Чёрный

IRE

Y:

U:

V:

R:

G:

B:

6.6 Выйти из программы EDIUS.

6.7 Выключить компьютер.

7. Содержание отчёта:

7.1 Наименование работы.

7.2 Цель работы.

7.3 Основное оборудование

7.4 Содержание работы:

7.4.1 Основные схемы.

7.4.2 Формулы для расчёта.

7.4.3 Таблицы.

7.4.4 Графики, диаграммы, характеристики.

7.4.5 Выводы и анализ полученных результатов.

8 Контрольные вопросы:

8.1 В какой четверти располагается красный цвет прямого сигнала?

8.2 К чему приводит ограниченная полоса частот сигнала цветности?

8.3 Чему равна поднесущая цветности системы?

8.4 Какие искажения вносит система?.

8.5 Какую задержку должна давать линия задержки, чтобы обеспечить совпадение фаз прямого и задержанного сигналов?

8.6 По каким причинам полустрочный сдвиг не может быть использован в системе PAL?

8.7 Что такое масштабирование?


Приложение А.

(информационное)

Работа с программой EDIUS.

1 Запуск программы.

1.1 Дважды щёлкните на ярлыке программы EDIUS.

1.2 В появившемся диалоговом окне (рисунок 1) запустите новый проект, нажав кнопку New.

Рисунок 1- Окно запуска проектов

1.2 Появится диалоговое окно (рисунок 2) Project Settings (Настройки проекта). Согласитесь со всеми настройками, нажав ОК.

Рисунок 2- Окно настройки параметров проекта Project Settings.

1.3 Откройте БИН-окно, нажав кнопку Show Bin (рисунок 3).

Рисунок 3- Интерфейс программы EDIUS.

1.4 В БИН-окне нажмите кнопку запуска нового клипа New Clip и выберите функцию Color Bars (рисунок 4).

Рисунок 4- Расположение кнопки New Clip.

1.5 Появится диалоговое окно настройки цвета градационного клина Color Bars Setup (рисунок 5).

Рисунок 5- Окно настройки цветовой таблицы.

1.6 В строке Color Bar Type нажмите на стрелку и выберите 100/х/100/х Color Bar. Затем нажмите ОК.

1.7 В БИН-окне появится изображение цветных полос. С помощью мыши перетащите его на дорожку.

2 Работа с вектороскопом.

2.1 Запустите вектороскоп, нажав кнопку Vector Scope/Wave Form (рисунок 6).

Рисунок 6- Интерфейс вектороскопа.

2.2 Зарисуйте осциллограммы ПЦТС.

2.3 С помощью кнопки IRE переключитесь на яркостный сигнал и зарисуйте его осциллограмму.

2.4 Зарисуйте векторные диаграммы сигнала цветности для прямой и задержанной строк, подпишите все цвета.

1.10 Выйдите из программы.


Приложение Б

(информационное)

Определение цифровых сигналов Y, CR, CB

Цифровые сигналы могут быть получены из сигналов яркости Е’y, ER-Ey, EB-Ey, а также из сигналов основных цветов ER, EB и EG.

2.1 В первом случае оцифровка производится в 2 этапа: масштабирование и расстановка уровней.

2.1.1 Формирование масштабированных цветоразностных сигналов Е’CR, Е’CB.

Необходимо свести диапазон изменений обычных цветоразностных сигналов к единице (уровни от 0,5 до -0,5) с помощью масштабных коэффициентов КR и KB.

Масштабированные красный и синий цветоразностные сигналы описываются формулами (1) и (2).

Е’CR= 0,713*(ER-Ey)= 0,500*ER-0,419*EG-0,081*EB                     (1)

Е’CB= 0,564* (EB-Ey)= -0,169* ER-0,331*EG+0,500* EB             (2)

2.1.2 Расстановка уровней квантования для цифровых сигналов Y, CR, и CB.

Поскольку при 8-разрядном кодировании для сигнала яркости выделяется только 220 уровней квантования, причём его уровень чёрного совмещается с уровнем 16, то десятичное значение аналогового сигнала яркости, подаваемого на АЦП, выразится формулой (3).

                                           = 219* Е’y+16                                        (3)

После квантования соответствующим номером уровня становится ближайшее целое число.

Для каждого цветоразностного сигнала выделяется 225 уровней, а его нулевой уровень совмещается с уровнем 128. Десятичное значение цветоразностных сигналов до квантования выразится формулами (4) и (5).

                                         V= R= 224* Е’CR+128                                (4)

                                                            U= B= 224* Е’CB+128                                (5)

После квантования соответствующим номером уровня становится ближайшее целое число.

Эквивалентные цифровые видеосигналы обозначены как Y, CR, CB.


Приложение В

(информационное)

Квадратурная модуляция в системах цветового телевидения

В системах NTSC и PAL сигнал цветности образуется путём квадратурной модуляции цветовой поднесущей двумя цветоразностными сигналами. Квадратурная модуляция - амплитудная балансная модуляция двух сдвинутых на 90° составляющих одной поднесущей (каждая своим сигналом) и сложение их в единый сигнал. Результирующий сигнал приобретает амплитудную и фазовую модуляции:

 US = U1*sinωt + U2*cosωt = U*cos(ωt+φ), (1)

где  - амплитуда несущей;

φ = arctgU1/U2 – начальная фаза несущей.

На рисунке 1 показана векторная диаграмма сигнала цветности при передаче изображения цветных полос.

Рисунок 1 - Векторные диаграммы сигнала цветности при квадратурной модуляции

На рисунке показаны вектора для желтого(Ж), голубого (Г), зеленого (З), пурпурного (П), красного (К) и синего (С) цветов. Не трудно видеть, что белый и черный цвета находятся в начале координат, что говорит об отсутствии поднесущей цветности. Отсюда одно из достоинств систем с квадратурной модуляцией: при передаче неокрашенных изображений ПЦТС превращается в ПТС.

Сигналы в приёмнике разделяют путём синхронного детектирования – умножения принятого колебания US на синусоиду той же частоты, фаза которой совпадает с фазой полезной составляющей, и последующей НЧ фильтрации продуктов умножения. Рассмотрим этот процесс с точки зрения математики:

Для детектирования сигнала R-Y на синхронный детектор вместе с сигналом цветности US подается sinωt. Таким образом, на выходе синхронного детектора будет действовать сигнал, описываемый выражением:

US*sinωt = Ucos(ωt+φ) * sin ωt (2)

Для решения этого выражения распишем косинус суммы:

 

 Ucos(ωt+φ) = U(cosωt * cosφsinωt * sinφ) (3)

Таким образом:

 US*sinωt = sinωt * U(cosωt * cosφ – sinωt * sinφ)=

 

=U sinωt * cosωt * cosφ - U sin2ωt * sinφ (4)

Спектр сигнала, описываемого последним выражением можно оценить, разложив его в ряд Фурье.

 (5)

Для упрощения этого процесса будем пользоваться следующими рассуждениями:

После перемножения, как это было сказано выше, следует низкочастотная фильтрация, после которой из спектра последнего выражения останется только низкочастотная составляющая. По этому из всего спектра нас интересует только низкочастотная составляющая, описываемая первым коэффициентом ряда Фурье а0, который находится по выражению:

 (6)

Из выражения (4) только составляющая U sin2ωt * sinφ будет иметь коэффициент а0, т.к. это выражение описывает четную функцию. Выражение, U sinωt * cosωt * cosφ описывает нечетную функцию, поэтому не имеет коэффициента а0 и нас не интересует.

Подставив вторую часть выражения (4) в (6) и решив интеграл получим:

  (7)

Для детектирования сигнала B-Y на синхронный детектор вместе с сигналом цветности US подается cosωt. Таким образом, на выходе синхронного детектора будет действовать сигнал, описываемый выражением:

 US*sinωt = Ucos(ωt+φ) * cos ωt (8)

Производя аналогичные решения и умозаключения: а0=U2.

Таким образом, синхронный детектор выполняет операцию проецирования вектора US на вектор опорной поднесущей, так что мешающий сигнал, ортогональный последнему, подавляется.

Правильное детектирование сигнала цветности возможно только при правильном восстановлении фазы поднесущей цветности на приемном конце Информацию об опорной фазе модуляции передают пакетом колебаний поднесущей частоты (вспышкой), расположенным в интервалах гашения по строкам. На рисунке 2 показана часть строки ПЦТС систем NTSC или PAL отрицательной полярности со вспышкой на задней площадке строчного гасящего импульса.

Рисунок 2 – Вспышка. Расположение на строчном гасящем импульсе

Недостатком системы NTSC является ее подверженность фазовым искажениям. Фазовая ошибка опорной поднесущей δ вызывает перекрёстные искажения сигналов U1 и U2 со значением tgδ. При фазовой ошибке δ>50 искажения цвета начинают быть заметны.


Приложение Г

(информационное)

Компенсация фазовых искажений в системе PAL

Система PAL - вариант системы NTSC, в которой возможна компенсация фазовых искажений. Для этого фаза одной из квадратурных составляющих поднесущей (вектора UR-Y) изменяется от строки к строке на 180°, а частота цветовой поднесущей имеет не полустрочный, а четвертьстрочный офсет. Фаза чередуется для подавления дифференциально-фазовых и фазочастотных искажений сигнала цветности; полустрочный офсет при этом непригоден, так как указанное чередование фазы фактически ликвидирует его для составляющей UR-Y. Модулирующие сигналы здесь те же, что в NTSC в полосе частот до 0.6МГц, и обозначаются U=0.493*UB-Y, V=0.877*UR-Y. Вектор сигнала цветности в одной строке такой же, как в NTSC, US=U-jV, а в следующей перевернут относительно оси U (рисунок 1, сплошная линия). Вариант компенсации фазовых искажений рассмотрим для пурпурного цвета.

Рисунок 8-Векторные диаграммы сигнала цветности PAL в соседних строках

Поэтому направление поворота фаз на одних и тех же цветовых переходах от строки к строке меняется на обратное. Фазовые искажения в одной строке увеличивают фазу вектора цветности, а в следующей уменьшают её на то же значение. В итоге вызванные ими искажения цветного тона в соседних строках и кадрах направлены встречно и компенсируют друг друга. Компенсация достигается суммированием сигналов соседних строк, для чего в приёмнике используют линию задержки на время строки; в наиболее простых из них это достигается и без суммирования, путём усреднения  соседних строк и кадров зрением наблюдателя. Фаза опорной вспышки S от строки к строке изменяется на 90°, занимая положение +135° (в строке n на рисунке 8) или -135° (в строке n+1); тем самым передаётся информация цветовой синхронизации.  Сигналы U и V чередуются непрерывно во всех полях и кадрах, так что цикл составляет 4 поля; с учётом четырёхкадрового изменения фазы поднесущей при ¼- строчном офсете полный цветной кадр PAL состоит из восьми полей, что необходимо учитывать при видеомонтаже во избежание паразитных скачков фазы.


Тсси = 4.7 мкс

PAGE  3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31605. ПОРУШЕННЯ ТРАВЛЕННЯ У КИШЕЧНИКУ. (МАЛЬДІГЕСТІЯ) 76 KB
  Він виникає внаслідок: 1 недостатності секреторної функції шлунка; 2 недостатності секреції соку підшлункової залози; 3 недостатньої секреції жовчі; 4 недостатньої секреції кишкового соку 12палої та порожньої кишок. П р и ч и н а м и такого явища можуть бути: а нейрогенне гальмування зовнішньосекреторної функції підшлункової залози при зменшенні тонусу блукаючого нерва чи отруєнні атропіном і ін. Такі фактори ведуть до порушення надходження у 12палу кишку ферментів підшлункової залози які відіграють вирішальну роль в травленні...
31606. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧІ І МЕТОДИ ПАТОЛОГІЧНОЇ ФІЗІОЛОГІЇ 78 KB
  Патологічна фізіологія це наука яка вивчає загальні закономірності виникнення розвитку і завершення хвороби. Особливість предмету патологічної фізіології полягає в тому що вона вивчає найбільш загальні закономірності виникнення і розвитку хвороби у той час як інші науки вивчають особливе спеціальне кожної хвороби. При цьому патологічна фізіологія як наука вирішує наступні задачі: 1 Встановлення сутності хвороби що таке хвороба. 2 Вивчення причин і умов виникнення хвороби чому виникає хвороба чи патологічний процес.
31607. ПУХЛИНИ 85.5 KB
  Доброякісні пухлини складаються із добре диференційованих клітин і зберігають типову структуру тієї тканини з якої виростають. Злоякісні пухлини характеризуються втратою диференціювання клітин спрощенням і атиповістю будови. Певна частина пухлин походить із клітин крові тобто є гемобластозами або із клітин сполучної тканини і є саркомами. Ендогенними називають канцерогени які утворюються в організмі з його нормальних компонентів: а канцерогенні поліциклічні ароматичні вуглеводні метилхолантрен які синтезуються із холестерину...
31608. РЕАКТИВНІСТЬ і АЛЕРГІЯ 138.5 KB
  4 За патогенезом: а алергійні реакції гуморального типу I II III і V типи реакцій; 2 алергійні реакції клітинного типу IV тип реакцій за Кумбсом і Джеллом. У патогенезі алергійних реакцій виділяють наступні стадії: 1 імунологічну 2 патохімічну 3 патофізіологічну стадію клінічних проявів. 2 Патохімічна стадія це період часу від початку взаємодії алергену з ефекторами імунної системи антитілами чи Тлімфоцитами до появи біологічно активних речовин медіаторів алергійних реакцій. 3 Патофізіологічна стадія це період...
31609. АЛЕРГІЯ. Алергійні реакції III типу за Кумбсом і Джеллом - імунокомплексні реакції 75.5 KB
  Антиген і антитіло перебувають у вільному стані не фіксовані на поверхні клітин. В результаті активації комплементу і дії продуктів які продукуються макрофагами відбувається ушкодження клітин і розвивається запалення. Алергійні реакції IV типу за Кумбсом і Джеллом гіперчутливість cповільненого типу або клітинноопосередкований тип алергії. Такими клітинами є Тхелпери1 CD41 які мають специфічні до відповідного антигену рецептори Тірецептори.
31610. РОЗЛАДИ РУХОВОЇ І ТРОФІЧНОЇ ФУНКЦІЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ 86.5 KB
  Регуляція довільних рухів поперечнопосмугованих м’язів здійснюється руховим аналізатором розташованим переважно в лобовій частці кори півкуль великого мозку клітини Беца передньої центральної звивини через двохнейронний пірамідний шлях: а корковоядерний і б корковоспинномозковий. Регуляція тонусу скелетних м’язів і мимовільних автоматичних рухів здійснюється екстрапірамідною системою яка складається із підкіркових ядер кінцевого мозку хвостатого сочевицеподібного ядер огорожі структур проміжного мозку таламуса...
31611. СЕРЦЕВА НЕДОСТАТНІСТЬ 87.5 KB
  Недостатність серця це патологічний стан при якому навантаження на серце перевищує його здатність виконувати роботу по переміщенню крові у кровоносному руслі та забезпечувати кровопостачання органів і тканин відповідно до їх потреб. Недостатність серця класифікують: I. У залежності від клінічного перебігу розрізняють: а гостру і б хронічну недостатність серця. За виразністю клінічних проявів виділяють: а компенсовану і б декомпенсовану недостатність серця.
31612. СЕРЦЕВА НЕДОСТАТНІСТЬ 131.5 KB
  При цьому стан кровообігу визначається: а діяльністю серця б тонусом судин і в станом крові її загальною і циркулюючою масою а також реологічними властивостями. Порушення функції серця судинного тонусу чи зміни в системі крові можуть призвести до недостатності кровообігу. Усього на сьогоднішній день відомо більш 50 факторів ризику істотна роль яких у виникненні хвороб серця і судин чітко встановлена. Недостатність серця патологічний стан обумовлений нездатністю серця забезпечити кровопостачання органів і тканин відповідно до їх...
31613. СПАДКОВІСТЬ І ПАТОЛОГІЯ 85.5 KB
  Першу групу складають власне спадкові хвороби у яких етіологічну роль відіграє зміна спадкових структур роль середовища полягає лише в модифікації проявів захворювання. У цю групу входять: генні і хромосомні хвороби. □ Друга група екогенетична спадкові хвороби обумовлені патологічною мутацією однак для їх прояву необхідний специфічний вплив середовища. Основним етіологічним фактором у їх виникненні є несприятливий вплив середовища але реалізація дії фактора залежить від індивідуальної генетично детермінованої схильності організму у...