основы радиосвязи. Основы радиосвязи и телесвязи. 1. Основы радиосвязи

• Название: 1. Основы радиосвязи
• Анкор: основы радиосвязи
• Дата: 29.03.2022
• Размер: 2.77 Mb.
• Имя файла: Основы радиосвязи и телесвязи.doc
• Тип: Документы; #424290
• страница: 6 из 21

Вопросы для самоконтроля

4.1. С помощью каких приборов оптические изображения преобразуются в электрический сигнал?

4.2. Поясните принцип работы передающих ТВ трубок.

4.3. Назовите основные конструктивные особенности твердотельных преобразователей на основе ПЗС.

4.4. Поясните принцип построения передающих ТВ камер.

4.5. В чем заключаются особенности камер цветного телевидения?

4.6. Сформулируйте основные требования, которые предъявляются к передающим камерам.

4.7. Перечислите важнейшие параметры современных передающих ТВ камер и дайте им физическое обоснование.

4.8. Объясните особенности работы передающей ТВ камеры типа RGB с переносом изображения.

4.9. Назовите основные конструктивные особенности четырехтрубочной ТВ камеры с призменным цветоделительным блоком.

4.10. Поясните принцип построения оптической схемы трехтрубочной передающей ТВ камеры типа YRB с переносом изображения в одном из каналов.

Список рекомендуемой литературы

1. 
   Телевидение/ Под ред. В.Е. Джаконии.– М.: Радио и связь, 1997.– 640 с.
   
2. 
   Телевизионные передающие камеры / В.А. Петропавловский, Л.Н. Постникова, А.Я. Хесин, А.Л. Штейнберг.– М.: Радио и связь, 1998.– 304 с.
   
3. 
   Техника цветного телевидения / Под ред. С.В. Новаковского.– М.: Связь,1976.– 496 с.
   
4. 
   Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. – Основы цветного телевидения. – М.: Радио и связь, 1982. – 160 с.
   
5. 
   Проектирование и техническая эксплуатация телевизионной аппаратуры / Под ред. С.В. Новаковского.– М.: Радио и связь, 1994.– 360 с.
   

5. Обработка видеосигналов в камерном канале цветного телевидения

5.1. Основные элементы камерного канала

5.2. Коррекция апертурных искажений видеосигналов

5.3. Электронная цветокоррекция видеосигналов телевизионной камеры

5.4. Коррекция нелинейных искажений видеосигналов

Целью изучения данной темы является ознакомление с функциональной схемой камерного канала, с принципами возникновения апертурных, градационных искажений, знания примеров построения апертурных, гамма и цветокорректоров.

5.1. Основные элементы камерного канала

Передающая камера является неотъемлемой частью камерного канала, в котором производится вся обработка видеосигналов основных цветов. Обобщенная структурная схема камерного канала для одного из видеосигналов, формируемых многотрубочной камерой, представлена на рисунке 5.1. Процесс обработки включает несколько этапов преобразования сигналов Е_R, E_G, Е_В. При прохождении по кабелю длиной, превышающей несколько сотен метров, в видеосигналах ослабляются высокочастотные компоненты из-за повышенного затухания соединительного кабеля в области граничных частот спектра. Поэтому первое преобразование видеосигнала заключается в коррекции искажений, вносимых кабелем. Затем видеосигналы поступают на входы идентичных смесителей, куда на вторые входы подаются раздельно для каждого цветоделенного сигнала выходные напряжения корректоров светорассеяния и сигналы коррекции неравномерности уровней черного для обеспечения баланса черного.

Основным источником неравномерности уровней черного, достигающей 5%, является неравномерность подсветки. Типичная картина неравномерности освещенности на мишени трубки имеет вид размытого эллипса, поэтому для ее коррекции используют смесь четырех сигналов параболической и пилообразной формы с частотой строк и полей, позволяющей получить распределение яркости той же формы, но обратного знака. Однако эти сигналы не позволяют компенсировать резкие локальные неравномерности вблизи краев растра, возникающие вследствие утечки зарядов из участков мишеней, не подвергающихся сканированию электронными лучами. Для коррекции этих краевых неравномерностей в некоторых камерах формируют дополнительные корректирующие сигналы. Иногда для этой цели используют дополнительную шумоподобную краевую развертку электронных лучей. В последних моделях передающих камер корректирующие сигналы любой формы вырабатываются адаптивными системами авторегулирования на основе микропроцессоров.

Следующий этап обработки – коррекция апертурных искажений, вносимых передающими трубками камеры. В простейшем случае ограничиваются применением апертурной коррекции в горизонтальном направлении, причем степень коррекции делается регулируемой.

Скорректированные таким способом цветоделенные видеосигналы поступают на матричный цветокорректор. Параметры данного устройства (коэффициенты матрицы цветокоррекции), наряду с характеристиками цветоделительного блока оптической системы, в основном определяют цветопередачу камеры.



1 – корректор затухания в кабеле; 2 – смеситель;

3 – апертурный корректор; 4 – матричный цветокорректор;

5 – гамма-корректор; 6 – усилитель-ограничитель;

7 – корректоры светорассеяния и неравномерности уровня черного;

8 – фиксирующая схема

Рисунок 5.1. Структурная схема камерного канала цветного телевидения

Затем цветоделенные сигналы Е_R, E_G, E_B поступают на входы трех идентичных гамма-корректоров, амплитудные характеристики которых близки к степенной функции



Для гамма-корректоров рекомендуется номинальное значение γ_к=0,45 с тем, чтобы амплитудные характеристики камеры были приблизительно обратны характеристикам цветных кинескопов (γ_z =2,8). Поскольку амплитудные характеристики сильно влияют на передачу контраста и цветопередачу, их часто делают регулируемыми. Перед гамма-корректорами включены фиксирующие схемы для обеспечения постоянства уровня черного видеосигналов относительно амплитудной характеристики корректоров независимо от сюжета изображений.

Заканчивается камерный канал усилителем-ограничителем, в котором также осуществляется введение гасящих импульсов приемных трубок. Уровень ограничения гасящих импульсов, замешанных в видеосигналы, должен плавно регулироваться для установки защитной полосы между этим уровнем и уровнем черного в видеосигналах. В целом усилители-ограничители служат для защиты последующих звеньев ТВ системы от перегрузки.

С выхода усилителей-ограничителей видеосигналы поступают на кодирующее устройство. В зависимости от типа применяемой камеры камерный канал может быть рассчитан на формирование либо трех, либо четырех видеосигналов. В последнем случае канал сигнала яркости Е_y должен обеспечивать пропускание полной полосы частот, а каналы цветоделенных сигналов могут быть узкополосными.

5.2. Коррекция апертурных искажений видеосигналов

Одной из важнейших обработок видеосигнала, осуществляемых в камерном канале, является коррекция апертурных искажений, вносимых передающими трубками. Апертурные искажения связаны с конечным размером апертуры (сечения) электронного луча и приводят к потере четкости ТВ изображения как по горизонтали, так и по вертикали. В приемных ТВ трубках апертурные искажения значительно меньше, чем в передающих, и ими обычно пренебрегают.

Простейшим способом апертурной коррекции (коррекции четкости изображения) являются подъем верхних частот спектра путем пропускания сигнала через фильтр верхних частот (ФВЧ) и суммирования полученного сигнала с исходным в определенном соотношении. Это соотношение определяет, насколько повышается относительный контраст мелких деталей результирующего изображения по сравнению с исходным контрастом, полученным на выходе преобразователя свет-сигнал. Для получения оптимального сигнала коррекции требуется ФВЧ, АЧХ которого в рабочем диапазоне частот аппроксимируется функцией

где f_max - частота максимального подъема АЧХ, обычно выбирается в пределах 5 ...10 МГц.

В некоторых случаях используют два параллельно включенных ФВЧ с параметрами f_max1≈3 МГц и f_max2≈7 МГц. При этом подъем АЧХ на частоте f_max1 обеспечивает заметное повышение крутизны фронта сигнала (коррекцию резкости) ценой значительного увеличения выбросов (оконтуривания) слева и справа от яркостной границы.

На практике применяют два варианта ФВЧ, из которых трансверсальный фильтр (рисунок 5.2 а), обеспечивая строгую линейность фазочастотной характеристики (ФВЧ), т.е. симметричность (слева и справа) подчеркивания яркостной границы, более критичен в настройке по сравнению с двухконтурным RLC-фильтром (рисунок 5.2 б), ФЧХ которого на частотах выше f_max значительно отличается от линейной. В обоих случаях необходимо компенсировать задержку ФВЧ путем пропускания основного (низкочастотного) сигнала через линию задержки. Как трансверсальный, так и двухконтурный ФВЧ реализует операцию вычисления второй производной сигнала в ограниченной полосе частот.



а) с трансверсальным фильтром; б) с двухконтурным RLC-фильтром.

Рисунок 5.2. Структурные схемы горизонтальных апертурных корректоров

Следует отметить, что иногда апертурные корректоры располагаются непосредственно в телекамерах. Это относится к отдельным конструкциям бытовых и прикладных телекамер. В этом случае используются простейшие двузвенные дифференцирующие RС-цепи, которые, к сожалению, вызывают резкое возрастание внеполосных шумов и помех.

Увеличение размаха составляющих видеосигнала на частоте f_max в 2...4 раза за счет апертурной коррекции вызывает возрастание уровня внутри-полосных высокочастотных составляющих шума и общее ухудшение отношения сигнал-шум видеосигнала на 8... 10 дБ. От этого недостатка свободен нелинейный апертурный корректор с шумоподавлением (рисунок 5.3). В нем сигнал основного канала пропускается через ФНЧ1 с плавно спадающей ФЧХ. При этом отношение сигнал-шум в основном канале улучшается на 3...4 дБ, а снижение в результате фильтрации уровня полезных высокочастотных составляющих компенсируется увеличением степени апертурной коррекции. Причем сигнал коррекции U_коp дополнительно обрабатывается ограничителями по минимуму, которые не пропускают сигналы размахом менее 2...5 %. Такая мера исключает возрастание шумов на участках изображения, соответствующих крупным деталям, где они наиболее заметны, но не снижает уровня шумов вблизи мелких деталей и на периодических структурах. Кроме того, из-за уменьшения размаха сигнала U_коp на выходе ограничителя падает четкость малоконтрастных деталей. Тем не менее общее улучшение качества изображения вследствие меньшей зашумленности участков изображения, соответствующих крупным деталям, настолько явное, что в современной ТВ аппаратуре применяются исключительно нелинейные апертурные корректоры.



1 – ФНЧ; 2 – линия задержки; 3,5 – запоминающие устройства;

4,7 – двухсторонние ограничители; 6 – ФВЧ.

Рисунок 5.3. Структурная схема нелинейного апертурного корректора с шумоподавлением

Наряду с коррекцией четкости по горизонтали необходимо корректировать ее и по вертикали. Имеется несколько различных возможностей для сочетания коррекции по вертикали и горизонтали.

Для двумерной (полной) коррекции четкости, т.е. в горизонтальном и вертикальном направлениях изображения, очень часто используется разностный метод апертурной коррекции с применением линий задержек (ЛЗ) на строку и на элемент разложения. Данный метод основан на устранении паразитной информации на переходах от черного к белому, проникающей в полезный сигнал передаваемого изображения. Для этого формируется сигнал коррекции, получаемый вычитанием из основного сигнала сигналов соседних элементов изображения. Сигналы для коррекции в горизонтальном и вертикальном направлениях можно представить в виде следующего выражения:

,

где U₁ и U₂ – сигналы, задержанные относительно исходного видеосигнала U на время, равное длительности двух и четырех элементов разложения. Из-за использования чересстрочного разложения апертурная коррекция осуществляется через строку по вертикали и через элемент по горизонтали. Для горизонтальной апертурной коррекции время задержки для U₁ равно 125 нc, а для U₂ – 250 нc. Для вертикальной апертурной коррекции оно соответственно равно 64 и 128 мкс. Полученный корректирующий сигнал U_коp суммируется с сигналом, задержанным на два элемента разложения относительно исходного для временного согласования. В результате коррекции длительность перехода от черного к белому уменьшается примерно в два раза. Степень коррекции можно менять, задавая уровень корректирующего сигнала. Для устранения появляющихся выбросов и уменьшения шумов используется схема двустороннего амплитудного ограничения по минимуму.

Функциональная схема разностного двумерного апертурного корректора приведена на рисунке 5.4.



Рисунок 5.4. Функциональная схема разностного двумерного апертурного корректора

Широкополосные линии задержки (ЛЗ) 1, 2 обеспечивают задержку исходного сигнала на строку, т.е. на 64 мкс. Такая задержка реализуется с помощью ультразвуковых ЛЗ с предварительной модуляцией и последующей демодуляцией видеосигнала. Инверторы 3, 5, 7, 10 используются для изменения полярности сигнала, ЛЗ 8, 9, обеспечивающие задержку сигнала на два элемента разложения в горизонтальном направлении, реализуются на пассивных RС-элементах. ЛЗ 12 обеспечивает согласование во времени сигналов вертикальной и горизонтальной коррекций. С помощью переменных резисторов R1 и R2 схема позволяет осуществить плавную независимую регулировку сигнала вертикальной U_кop.в и горизонтальной U_{коp г} коррекции. В состав схемы входят также суммирующие устройства 4, 6, 14 и усилители видеосигналов 11, 13 и двусторонний амплитудный ограничитель по минимуму 15.

При использовании в камерном канале цифровых методов обработки видеосигналов алгоритм работы апертурной коррекции остается прежним. В качестве элементов задержки используется многоотводная цифровая ЛЗ на основе регистров сдвига.

В некоторых конструкциях камерного канала сигнал коррекции U_коp вводится в цветоделенные видеосигналы E_R, E_G, Е_B дважды – до и после гамма-корректоров, что позволяет дополнительно улучшить компромисс между четкостью и зашумленностью темных участков изображения.

5.3. Электронная цветокоррекция видеосигналов телевизионной камеры

Спектральные характеристики передающей камеры цветного ТВ должны строго соответствовать основным цветам приемника Rⁿ, Gⁿ, Вⁿ. В этом случае они называются идеальными и обеспечивают отсутствие искажений цветопередачи в изображениях на экране телевизора. Идеальные спектральные характеристики передающей камеры в относительных величинах от входа объектива до выхода передающей трубки определяются системой трех линейных уравнений:

, (5.1)

где k¹ , .... k⁹ - постоянные коэффициенты, зависящие от выбора основных цветов приемника и опорного белого цвета; ,  ,  - удельные координаты спектральных цветов мощностью 1 Вт в системе XYZ, являющиеся функциями от длины волны света. Координаты основных цветов приемника Rⁿ, Gⁿ, Вⁿ по европейскому стандарту определяются следующей матрицей:



В качестве опорного белого цвета выбран европейский эталонный источник для цветного ТВ D⁶⁵⁰⁰, имеющий координаты цветности: х =0,313; y  = 0,329 ;z  = 0,358.

Рассчитанные в соответствии с уравнениями (6.1) идеальные спектральные характеристики чувствительности отдельных каналов цветной передающей камеры представлены на рис.5.5. Как видно из рис.5.5, они имеют отрицательные ветви (характеристика   имеет два положительных горба) и обеспечивают неискаженное воспроизведение всех цветностей, представленных точками внутри треугольника RⁿGⁿBⁿ на диаграмме цветностей МКО. Следует отметить, что отрицательные ветви вызваны тем, что треугольник RⁿGⁿBⁿ расположен внутри спектрального локуса на этой диаграмме цветностей.



Рис.5.5. Идеальные спектральные характеристики  ,  ,   передающей камеры



Рис.5.6. Реальные спектральные характеристики камеры  ,  , 

В реальных спектральных характеристиках передающей камеры отрицательные ветви и малые положительные горбы (вторичные максимумы) отсутствуют. Отличие реальных спектральных характеристик от идеальных приводит к искажениям цветопередачи в телевизорах для всех цветов, кроме опорного белого, который искусственно устанавливается в телевизорах как равносигнальный путем подбора режимов электродов цветного кинескопа (баланс белого цвета). Реальные спектральные характеристики камеры обычно выбирают близкими к главным положительным горбам идеальных характеристик, а для повышения светочувствительности камеры их делают немного более широкими, чем эти горбы (рис.5.6). Для уменьшения ошибок цветопередачи применяются цветокорректирующие матрицы, состоящие из трех субматриц - по одной субматрице в каждом канале R, G, В камеры.

Сигналы на входе и выходе цветокорректирующей матрицы, включенной в видеотракт передающей камеры, взаимосвязаны:



где а¹¹,..., а³³ - коэффициенты матрицирования, рассчитываемые методом итераций для набора испытательных цветов, рекомендованных МКО.

При расчете коэффициентов матрицирования должны выполняться следующие условия:

• 
  равенство суммы коэффициентов каждого ряда матрицы единице для сохранения равенства между сигналами при передаче эталонного белого цвета;
  

• 
  абсолютные значения двух коэффициентов матрицирования в одном ряду должны быть малыми в сравнении с третьим, в противном случае происходит ухудшение отношения сигнал-шум и увеличение заметности цветных окантовок при неточном совмещении сигналов во времени;
  

• 
  допустимые искажения цветности испытательных цветов должны иметь разные весовые коэффициенты, определяемые экспериментально с учетом особенностей восприятия ТВ изображения, поскольку чувствительность глаза неодинакова к изменениям разных цветностей.
  

Очень часто коэффициенты матрицы, обеспечивающие выполнение данных условий, делаются нерегулируемыми. В случае регулируемых коэффициентов работа цветокорректирующей матрицы описывается системой следующих уравнений:



где а, b - коэффициенты матрицирования.

Регулируемая цветокорректирующая матрица (рис.5.7) позволяет абсолютно точно передать цветности 6 цветов, по которым настраивают камеру, так как с ее помощью можно изменять соотношения видеосигналов E_R, E_G, Е_B для воспроизведения цвета, изменяя коэффициенты a, b. Причем при передаче видеосигналов ахроматических объектов (Е = E = E ) сохраняется баланс белого цвета (Е =E = E ).



1 – формирователи разностных сигналов; 2 - сумматоры

Рис.5.7. Структурная схема регулируемой цветокорректирующей матрицы

Удовлетворительное качество цветопередачи телекамер прикладного и бытового назначения можно получить без применения электронных цветокорректирующих матриц. Для компенсации отсутствия отрицательных ветвей спектральных характеристик камеры формы кривых спектральной чувствительности выбирают более узкими, что несколько снижает чувствительность камер.

Сохранение равенства видеосигналов E_R, E_G, E_B при передаче белого цвета и изменении цветовой температуры источника света можно обеспечить, используя в оптическом блоке камеры приводные светофильтры со специально подобранными спектральными характеристиками пропускания, которые приводят спектральное распределение излучения источника света к исходному, т.е. к такому, для которого рассчитывалась цветопередача камеры. При этом цветности всех объектов будут восприниматься камерой как цветности объектов, освещенных источником опорного белого, и, таким образом, их искажения не возникают. Однако при этом может снижаться чувствительность передающих камер.

5.4. Коррекция нелинейных искажений видеосигналов

В цветном телевидении гамма-корректор исправляет искажения цветового тона и насыщенности света, вызванные нелинейностью амплитудной характеристики тракта от света до света. Причем требуется высокая идентичность амплитудных характеристик гамма-корректоров в трех цветовых каналах. Несовпадение амплитудных характеристик гамма-корректоров цветовых каналов на 1-2% приводит к заметным искажениям цветности изображения.

Нелинейность амплитудной характеристики ТВ тракта вызывается нелинейностью его отдельных элементов. В основном нелинейность ТВ тракта определяется амплитудными характеристиками передающей и приемной ТВ трубок. Световая характеристика передающей трубки (другое название амплитудной характеристики) аппроксимируется выражением

U = k L ,

где U  - напряжение на нагрузочном сопротивлении передающей трубки; k  - коэффициент пропорциональности; L_o6 - яркость объекта наблюдения;   - показатель степени, определяющий форму световой характеристики передающей трубки. Например, для передающей трубки типа видикон  0,6 0,7. Плюмбикон имеет практически линейную световую характеристику с  1.

Амплитудная характеристика приемных трубок, называемая также модуляционной характеристикой, представляет зависимость яркости свечения экрана кинескопа от направления на модулирующем электроде, т.е. L  = f(U ). Эта зависимость определяется функцией

L = k U .

В цветных кинескопах управляющий сигнал подается как на катод, так и на модулятор. Величина   для цветного кинескопа не является постоянной. Она зависит от напряжения сигнала. Обычно   изменяется от 2,5 до 3,5 при подаче сигнала на модулятор и от 2,5 до 2,7 при подаче на катод.

В этом случае общая амплитудная характеристика ТВ тракта от света до света определяется зависимостью

L = k (k L ) = kL ,

где k = k k  и   =  .

Коррекция формы амплитудной характеристики тракта осуществляется с помощью устройства с нелинейной амплитудной характеристикой, обычно являющейся смешанной функцией с показателем степени  . В этом случае результирующий коэффициент   всего тракта от света до света будет выражаться соотношением

.

С теоретической точки зрения в цветном телевидении результирующая характеристика должна быть линейной; т.е.  =1, тогда из предыдущего соотношения следует

. (5.2)

В простейшем случае три корректора нелинейности амплитудной характеристики выносятся непосредственно в каналы прохождения трех цветоделенных сигналов. Однако по такой схеме строятся ТВ системы замкнутого типа, используемые в прикладных целях, когда сформированные цветоделенные сигналы поступают по отдельным кабелям непосредственно на цветное воспроизводящее устройство.

В вещательном телевидении передается иной набор сигналов, обеспечивающих возможность уплотнения ТВ канала и совместимость черно-белого и цветного телевидения. С этой целью формируется яркостный видеосигнал Е  и цветоразностные сигналы E  и Е . При использовании в ТВ системе передающих камер трехтрубочного типа, последовательность преобразований получается следующей.

1. 
   Сигналы E_R, E_G, E_B подвергаются гамма-коррекции согласно выражению (6.2). Видеосигналы E  , Е , E  принято
   

обозначать  ,  ,   соответственно.

2. 
   Из сигналов E'_R, E'_G, Е'_B формируется сигнал E'_Y согласно основному колориметрическому уравнению.
   
3. 
   Цветоразностные сигналы   и   формируются методом матрицирования в соответствии с соотношениями
   

 = 0,7   - 0,59  - 0,11 ,

= -0,3 - 0,59  +0,89 .

Иначе осуществляется формирование сигналов в видеоусилительном тракте при использовании четырехтрубочных камер с отдельным каналом сигнала Е . В четырехтрубочной камере выравниваются сигналы E , Е , Е  и E . (Индекс W означает, что яркостный видеосигнал, получаемый от отдельной трубки, является широкополосным). Цветоделенные видеосигналы формируются в сокращенной полосе частот до 1,5 МГц. Имеются различные способы получения полного цветового сигнала из четырех сигналов, формируемых камерой. Наиболее распространенными являются способы, предложенные Левингстоном и Джеймсом.

Структурная схема формирования сигналов по методу Левингстона показана на рис.5.8. Сигнал яркости, создаваемый отдельной передающей трубкой, подвергается гамма-коррекции и используется в качестве широкополосного сигнала яркости. Для получения цветоразностных сигналов с помощью матрицы 5 формируется сигнал  . В отличие от сигнала яркости, образующегося в камерном канале трехтрубочной камеры, в данном случае сигнал имеет полосу частот до 1,5 МГц. Следует отметить, что в образовании цветоразностных сигналов   не участвует.



1, 2, 4, 6 – гамма-корректоры; 3 – матрица сигнала  ; 5 – матрица сигнала  ; 7 – матрица сигнала 

Рис.5.8. Структурная схема формирования сигналов по методу Левингстона

В ТВ приемнике из сигналов E'_{R -Y} и E'_B-_Y матрицированием получают третий цветоразностный сигнал E'_G-Y. Затем цветоразностные сигналы подаются на модуляторы кинескопа, а яркостный сигнал  _YW сразу на три катода. В результате сложения цветоразностных сигналов с сигналом E'_YW формируются цветовые сигналы, с помощью которых образуется цветное изображение. Однако при этом возникают некоторые погрешности цветопередачи. Это следует из рассмотрения следующих соотношений:



где  .

Ошибка в восстановлении сигналов, равная Е , приводит к небольшим искажениям цветового тока, насыщенности и яркости, которые вполне допустимы на практике.



1, 2, 6, 8 – гамма-корректоры; 3 – кодирующая матрица; 4 – ФНЧ; 5,7 – вычитающие устройства

Рис.5.9. Структурная схема формирования сигналов по методу Джеймса

Особенность другого метода формирования сигналов (метода Джеймса) заключается в том, что спектр сигнала яркости, передаваемого ТВ приемникам, формируется из двух частей. В полосе до 1,5 МГц сигнал яркости соответствует основному колориметрическому уравнению. В полосе от 1,5 МГц и выше передаются составляющие яркостного сигнала  , полученного от отдельной трубки.

Структурная схема формирования сигналов по методу Джеймса представлены на рис.5.9 . В данном случае цветоразностные сигналы получаются из цветоделенных сигналов E'_R, E'_G, E'_B в кодирующей матрице так же, как в канале трехтрубочной камеры. Сигнал яркости формируется в виде

E , (5.3)

где   - сигнал яркости, получаемый с отдельной трубки, полоса частот сигнала яркости ограничена 1,5 МГц.

Широкополосный сигнал яркости (см. рис.5.9), подвергнутый гамма-коррекции, поступает на ФНЧ, который ограничивает его спектр до 1,5 МГц. Далее из образовавшегося сигнала вычитается E'_Y, полученный результат, в свою очередь, вычитается из сигнала E . Из соотношения (5.3) следует, что в полосе частот от 0 до 1,5 МГц имеются все три сигнала. Поэтому в полосе частот от 0 до 1,5 МГц сигнал   ничем не отличается от яркостного сигнала, передаваемого с помощью трехтрубочной камеры и обеспечивающего неискаженное воспроизведение цветного изображения. В полосе частот от 1,5 МГц и выше сигналы   и E'_Y равны нулю. Следовательно, в этом частотном диапазоне Е  = E . Наличие высокочастотных компонентов E  необходимо лишь для получения высокой четкости изображения и не приводят к погрешностям в воспроизведении цвета.

Рассмотренный метод обеспечивает высокое качество цветного изображения, однако при этом необходима высокая точность выполнения всех преобразований.

Принципиальная схема одного из вариантов гамма-корректора, применяемого в камерном канале цветного телевидения, приведена на рис.5.10 Основным узлом устройства является каскад на транзисторе VT6 с нелинейной амплитудной характеристикой, подчиненной заданному закону гамма-коррекции с кусочно-ломаной аппроксимацией. Нелинейный закон амплитудной характеристики получается за счет подключения параллельно коллекторной нагрузке диодной матрицы VD2 и набора резисторов R13, ..., R20. Все диоды матрицы на участке сигнала в области, близкой к уровню черного, заперты. Коэффициент передачи каскада в этой области максимальный и определяется соотношением коллекторной и эмиттерной нагрузок. При увеличении размаха сигнала диоды матрицы последовательно открываются, шунтируя коллекторную нагрузку, и снижается тем самым коэффициент усиления. В области белого все диоды матрицы открываются, коэффициент передачи каскада при этом минимальный. Сопротивление параллельно соединенных резисторов делителя и внутреннее сопротивление открытых диодов определяет наклон участков амплитудной характеристики.



Рис. 5.10. Принципиальная схема гамма-корректора

Для того чтобы сигналы, соответствующие одинаковой яркости изображения, имели одни и те же постоянные уровни независимо от содержания изображения и находились на одних и тех же участках амплитудной характеристики, перед гамма-корректором включена схема фиксации уровня черного. Нагрузкой схемы фиксации является дифференциальный каскад на транзисторах VT3, VT4, передающий с большой точностью напряжение фиксации на усилители с линейной (VT5) и нелинейной (VТ6) амплитудными характеристиками. С выходов этих каскадов сигналы подаются на эмиттерные повторители на VT7 и VT8 для последующей суммации на резисторе R22. На этом резисторе происходит смешивание сигналов с различными амплитудными характеристиками. Степень нелинейности результирующей амплитудной характеристики тракта регулируется в пределах  =0,4...1.