Для получения синхронизирующих и управляющих импульсов используется специальное устройство — синхрогенератор, с помощью которого формируются импульсы с требуемыми формой и временными параметрами. Число независимых друг от друга выходов для каждого вида импульса устанавливается в соответствии с числом потребителей на ТВ центре. Эти задачи решаются путем выполнения синхрогенератором следующих функций: в задающем устройстве (хронизаторе) устанавливается жесткая связь между частотами переменных напряжений, из которых впоследствии будут сформированы импульсы. В формирующем устройстве создаются импульсы требуемой формы и временных сдвигов между ними. В устройствах согласования и распределения импульсов каждый из видов импульсов распределяется по нескольким кабельным линиям, соединяющим синхрогенератор с многочисленными потребителями.

Хронизатор синхрогенератора состоит из задающего генератора и формирователя набора (сетки) опорных частот.

Частота задающего генератора определяется стандартом развертки. При построчной развертке частота кадров f = n (n — число кадров в секунду), число строк в кадре z и частота строк f связаны простым соотношением: f = nz, которое определяет структуру задающей части (рис.7.9). С помощью ряда делителей строчная частота f делится на z, в результате чего на выходе получается сигнал с кадровой частотой f. Таким образом, частоты f и f оказываются жестко связанными между собой, что и обеспечивает постоянство числа строк в каждом кадре изображения.

При чересстрочной развертке каждый кадр изображения состоит из двух полей. Частота, с которой работает кадровая развертка, оказывается вдвое больше, чем частота кадров, т.е. f = 2f. Эта частота связана с числом строк в одном поле и частотой строк соотношением

f=zf.

Чтобы получить частоту полей f из частоты строк f, необходимо строчную частоту разделить на z/2, т.е. на число строк в одном поле. Но при чересстрочной развертке число строк в кадре берется нечетным, и z/2 получится дробным. Способов же точного деления частоты с дробным коэффициентом деления не существует. Поэтому поступают следующим образом. Задающий генератор работает на удвоенной частоте строк 2f (рис.7.10). Эта частота делится на целое число z, и на выходе устройства получается частота полей f. Для получения частоты строк f частоту задающего генератора 2f делят на 2. С выхода устройства снимаются три напряжения с частотами: двойной строчной 2f, строчной f и полей f.

Значение частоты колебаний задающего генератора, равное двойной строчной частоте, является минимально возможным. В современных синхрогенераторах, как будет показано ниже, для обеспечения работы формирующего устройства необходима широкая номенклатура импульсов с разными частотами, значительно превышающими строчную или двойную строчную частоту. Значения этих частот колеблются от сотен килогерц до нескольких мегагерц. Тем не менее из приведенных выше рассуждений следует, что частота задающего генератора должна быть кратной f при построчной развертке и 2f -при чересстрочной.

Стабильность работы задающих генераторов должна быть достаточно высока, чтобы обеспечить в соответствии со стандартом погрешность частоты строк не более 0,016 Гц, что в пересчете в относительную погрешность составит величину = 10^-6.

Обобщенная структурная схема современного синхрогенератора (рис.7.11) претерпевает определенные изменения в зависимости от режима работы синхрогенератора.

Существует три основных режима работы синхрогенератора: автономный, ведомый и режим централизованной синхронизации.

В автономном режиме в качестве задающего генератора в хронизаторе используется высокостабильный (кварцованный) автогенератор. Переключатель В1 устанавливается в этом случае в положение Авт. Задающий генератор работает с высокой стабильностью, определяемой стандартом. Этот режим применяется, когда телевизионная программа создается аппаратурой, обслуживаемой одним синхрогенератором. В создании телевизионной программы на крупном телевизионном центре используется очень большой объем оборудования, размещенного в различных аппаратных. Оно должно работать

Рисунок 7.11. Обобщенная структурная схема синхрогенератора: ФССИ, ФКСИ, ФССП, ФСГ, ФСС – формирователи сигналов строчных синхронизирующих, кадровых синхронизирующих, синхронизации приемника, гашения, служебных соответственно; ВК – выходные каскады

строго синхронно и синфазно, т.е. от одних и тех же синхронизирующих импульсов. Это требование означало бы необходимость иметь на телевизионном центре сложнейшую разветвленную сеть распределения синхросигналов от одного синхрогенератора. На практике поступают иначе. В каждой из аппаратных телецентра имеется свой синхрогенератор, структура которого определена рис.7.11. Каждый из синхрогенераторов обслуживает оборудование только данной аппаратной. Если при создании телевизионной программы требуется участие нескольких аппаратных, то их синхрогенераторы переводятся в режим централизованной синхронизации (переключатель В1 в положении ССЦ). В этом случае задающие генераторы синхрокомплектов отключены, а на вход формирователей опорных частот поступает по кабелю сигнал от одного, общего для телецентра задающего генератора. Таким образом, вместо сложной разветвленной сети распределения синхросигналов каждая аппаратная работает от одной линии, по которой поступает исходная, общая для всех частота.

Особые условия возникают при организации телевизионной программы несколькими, далеко расположенными друг от друга источниками сигнала. Например, когда программа компонуется из сюжетов, доставляемых с передвижных телевизионных станций или даже со станций разных городов. Телевизионные сигналы внешних источников из-за несинхронности нельзя микшировать (смешивать) с сигналом местной станции, в них нельзя вводить ее титры и видеоэффекты. Это сужает творческие и художественные возможности создателей комбинированной программы. Кроме того, несинхронность сигналов местного и внешнего источников при их смене будет приводить к скачкам фазы синхронизирующих импульсов, что обусловит возможные кратковременные сбои синхронизации в телевизионных приемниках, нарушит работу в линиях связи и ретрансляторах, устройствах видеозаписи и др. Таким образом, необходимо синхронизировать различные источники программы. Для этого синхрогенератор местного источника ставится в автономный режим. Из полученного от внешнего источника по радиоканалу или другой линии связи телевизионного сигнала выделяется с помощью амплитудного селектора сигнал синхронизации приемника ССП, который подается на фазовый детектор системы ФАПЧ, имеющийся в синхрогенераторе. На второй вход этого детектора подаются импульсы ССП от местного синхрогенератора. Происходит сравнение двух сигналов синхронизации: от местного и внешнего источников. Системой ФАПЧ вырабатывается сигнал ошибки, который представляет собой постоянно или медленно меняющееся напряжение. Этот сигнал по отдельному каналу связи, в качестве которого можно использовать обычную телефонную линию, направляется обратно к внешнему источнику программы и подается на вход перестраиваемого генератора опорной частоты хронизатора. Переключатель В1 в хронизаторе внешнего источника должен быть переведен в положение Вед. Сигнал ошибки, воздействуя на генератор, подстраивает его частоту и фазу до тех пор, пока ошибка не станет равной нулю, т.е. до равенства частот и фаз синхроимпульсов местного и внешнего источников. Внешний источник, таким образом, как бы ведется местным, отчего и режим работы внешнего синхрогенератора называется ведомым.

На рис.7.11 в качестве примера изображены элементы двух систем ФАПЧ, позволяющих подчинить местному синхрогенератору два внешних источника программы.

Возможен вариант ведомого режима работы синхрогенератора, в котором источник местной программы должен быть синхронизирован источником внешней программы без использования отдельного канала синхронизации между ними. В этом случае сигнал ССП внешнего источника должен быть подан в соответствии с рис.7.11 на вход ФАПЧ2, а полученный сигнал ошибки, скоммутированный переключателем В2 на собственный генератор опорной частоты, подстроит частоту и фазу местного источника под внешний источник. Этот режим оказывается эквивалентным режиму синхронизации телевизионного приемника. Использован он может быть, когда в программу местного источника необходимо включить только фрагменты программы внешнего источника, а не осуществлять его полную ретрансляцию.