Учебное пособие елец 2008 удк ббк з
 Скачать 1.64 Mb.
|
Глава 10. Цифровое телевидение
В течение длительного времени в радиоэлектронике и технике связи ис- пользовались преимущественно аналоговые сигналы. С их помощью удава- лось решать достаточно сложные проблемы, имеющие место в радиосвязи, радиолокации, телевидении и т.д. Аналоговые сигналы сравнительно просто можно генерировать, усиливать, преобразовывать и обрабатывать с помощью электронных устройств непрерывного действия – ламповых и транзисторных приборов. Аналоговый (непрерывный) сигнал U(t) определён для любого значения времени t и может принимать любое значение в пределах некоторого диапа- зона UC min ÷ UC max . Такой сигнал является аналогом некоторого физическо- го процесса и, как правило, представляется в виде напряжения. Например, напряжение электрического сигнала на выходе преобразователя «свет- сигнал» (передающей телевизионной трубки) пропорционально яркости развёртываемых элементов изображения. В начале 60-х годов 20 века стали разрабатываться радиотехнические сис- темы, основанные на обработке дискретных сигналов. Эти системы позволя- ют располагать в интервалах времени между отсчётами одних дискретных сигналов отсчёты других дискретных сигналов. В результате появилась воз- можность по одному каналу связи передавать несколько сообщений, осущест- вляя многоканальную связь с разделением каналов по времени. Такие систе- мы получили название каналов связи с временным уплотнением. Дальнейшим развитием техники получения и обработки дискретных сиг- налов являются цифровыерадиотехнические системы. Наиболее существен- ное влияние на разработку цифровых систем оказало развитие микросхемо- техники. Широкое внедрение цифровой обработки сигналов в радиотехнике было обусловлено увеличением дальности связи и требованием высокой её помехоустойчивости. Цифровые методы приобрели также первостепенное значение в обработке, преобразовании и хранении телевизионных сигналов изображения, аудиосигналов и пр. Цифровоетелевидение–это область телевизионной техники, в которой операции формирования, обработки, консервации и передачи ТВ-сигнала осуществляются при преобразовании его в цифровую форму. Цифровой сигнал может быть получен в аналого-цифровых преобразовате- лях (АЦП) «свет-сигнал» или с выхода аналоговых ТВ-датчиков. В последнем случае преобразование аналогового ТВ-сигнала в цифровой осуществляется в кодирующем устройстве ТВ-системы. По сравнению с аналоговым телевидением, цифровое телевидение пред- ставляет собой более высокую ступень развития ТВ-техники. Преимущества цифровых методов обработки и передачи ТВ-изображения заключаются в следующем:
простоты перестройки (перепрограммирования) цифровых устройств на реализацию других функций;
Одной из основных причин внедрения цифрового вещания является тот факт, что аналоговый сигнал по мере его распространения в любой среде претерпевает существенные искажения, не компенсируемые на приёмной стороне. Одним из таких значимых значений, характеризующих качество сигнала, является отношение сигнал/шум (C/N).  Рис.10.1. Зависимость соотношения сигнал/шум в зависимости от расстояния для цифрового и аналогового сигнала. Для цифрового сигнала характерна та особенность, что его качество ос- таётся неизменным при снижении уровня входного сигнала (что эквива- лентно снижению C/N) до некоторого минимального значения, именуемо- го порогом (пороговым значением по тому или иному критерию). Однако следует заметить, что сам исходный сигнал в аналоговом виде более высо- кого качества в сравнении с цифровым, что понятно из самого его физиче- ского смысла. Но это различие невелико как по объективным, так и по субъективным показателям. Однако при всех перечисленных достоинствах цифровое телевидение име- ет один главный недостаток: необходимость значительного расширения поло- сы частот, занимаемых информационными сигналами, по сравнению с анало- говым телевидением. Цифровые методы обработки и передачи ТВ-сигналов могут применяться во всём ТВ-тракте, начиная от преобразователя «свет-сигнал» и заканчивая преобразователем «сигнал-свет», или только в его отдельных звеньях, напри- мер, в аппаратно-студийном комплексе (АСК) или в отдельных узлах приём- ных устройств. Применение аналого-цифровых методов обработки ТВ- сигналов в АСК позволяет осуществить высококачественное преобразование и анализ видеоизображения, реализовать эффективное управление ТВ- устройствами, которое практически невозможно достигнуть в аналоговых АСК. Применение цифровых методов обработки при передаче ТВ-сигналов по магистральным линиям значительно повышает помехозащищённость этих линий и улучшает качество передачи информации на большие расстояния. Выбор соответствующего стандарта кодирования цифрового сигнала по- зволяет создать общую систему для обмена ТВ-программами в международ- ном масштабе и устранить необходимость преобразования (транскодирова- ния) ТВ-стандартов. |