Принцип организации контроля качества телевизионного вещания. Большой объем технических средств, используемых в процессе ТВ вещания, требует непрерывного контроля за его качеством.

Широко распространенным средством постоянного контроля является наблюдение ТВ изображения на экранах мониторов. Мониторы включаются во всех узловых точках тракта телецентра, начиная от ТВ камеры и кончая выходом на радиопередатчик или на междугороднюю линию связи.

В эксплуатационных условиях быструю оценку качества изображения и тракта передачи производят с помощью испытательных таблиц. Если изображение таблицы соответствует установленным нормам, то гарантируется номинальное качество при наблюдении реальных сюжетов. Таблицы содержат элементы, с помощью которых можно судить об искажения сигналов и иметьпредставление о соответствующих изменениях параметров отдельных звеньев тракта.

Однако наиболее широко используется не контроль самих параметров изображения, а измерение характеристик технических средств, обеспечивающих передачу и прием ТВ сигналов и определяющих в конечном счете качественные параметры ТВ изображения. При этом очень важно определить, какой участок тракта вносит искажения. Для этого в интервалах КГИ передаются измерительные (испытательные) сигналы для контроля основных параметров элементов тракта в процессе передачи. Такой контроль производится в течение всего времени работы ТВ линии связи.

Измерительные сигналы системы непрерывного контроля работы телевизионного тракта. В соответствии с ГОСТ 18471-83 установлена стандартная форма измерительных сигналов, передаваемых в интервалах испытательных строк (сигналы 1, 2, 3, 4, 5) (рисунки 10.11-10.15).

Измерительный сигнал 1 передается в интервалах строк 17 и 20. Он состоит из прямоугольного импульса B длительностью 10 ±0,5 мкс, синусквадратичного импульса В длительностью 166 ± 10 нс на уровне половины его размаха, составного синусквадратичного импульса F длительностью 2,0±0,1 мкс, состоящего из суммы синусквадратичного импульса и синусоидального колебания, модулированного этим же синусквадратичным импульсом, и пятиступенчатого сигнала D с размахом каждой ступени 140 + 4 мВ (см. рисунок 10.11). Импульс В используется для контроля диаграммы уровней и переходной характеристики ТВ тракта в области средних времен. Импульс F позволяет определить различие усиления и расхождения во времени сигналов яркости и цветности, а сигнал D дает возможность контролировать нелинейность амплитудной характеристики ТВ тракта. Размах каждого из измерительных импульсов составляет 700 ± 7 мВ.

Измерительный сигнал 2 (строки 18 и 21) состоит из двух последовательно передаваемых прямоугольных импульсов положительной и отрицательной полярности С₁ с размахом 210 мВ и 6 пакетов синусоидальных колебаний с частотами 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 4,8; 5,8 МГц, расположенных на пьедестале (см. рисунок 10.12). Пакеты синусоидальных колебаний предназначены для контроля АЧХ тракта в 6 точках.

Рисунок 10.11. Осциллограмма измерительного сигнала I

Рисунок 10.12. Осциллограмма измерительного сигнала II

Рисунок 10.13. Осциллограмма измерительного сигнала III

Рисунок 10.14. Осциллограмма измерительного сигнала IV

Измерительный сигнал 3 (строки 330 и 333) состоит из прямоугольного импульса B, синусквадратичного импульса В и пятиступенчатого сигнала D с наложенными на него синусоидальными колебаниями частотой 4,43 МГц (см. рисунок 10.13). Размах синусоидальных колебаний на каждой ступени 280 мВ. Сигнал D позволяет оценить дифференциальное усиление и дифференциальную фазу, характеризуемую изменением фазы цветовой поднесущей на разных уровнях относительно фазы поднесущей по уровню гашения.

Измерительный сигнал 4 (строки 331 и 334) состоит из трехуровневого сигнала G₂ (синусоидальные колебания частоты цветовой поднесущей 4,43 МГц, модулированные трехступенчатым сигналом) и опорного сигнала цветовой поднесущей Е, расположенного на пьедестале с размахом 350 мВ, представляющего собой синусоидальные колебания, модулированные прямоугольным импульсом (см. рисунок 10.14). С помощью сигнала G₂ определяется различие в усилении яркостного и цветоразностных сигналов, а также оценивается нелинейность сигнала цветности. Сигнал Е позволяет определить нелинейность яркостного сигнала.

Сигнал 5 (строки 16, 19, 329, 332) состоит из четырех прямоугольных импульсов переменной длительности от 1 до 10 мкс через 1 мкс (рисунок 10.15). С помощью данного сигнала обеспечивается возможность опознавания до 10000 пунктов введения совокупности измерительных сигналов.

Рисунок 10.15. Осциллограмма измерительного сигнала V

Во время передачи измерительных сигналов электронные лучи кинескопов в ТВ приемниках погашены с помощью КГИ, поэтому помех приему изображения не создается. Передаваемые измерительные сигналы не оказывают влияния и на качество синхронизации в ТВ системе, поскольку они размещаются между уровнями белого и черного во временном интервале между ССИ.

Требования, предъявляемые к основным параметрам ТВ трактов передачи, непосредственно нормируются для гипотетической эталонной цепи, которая представляет собой кабельную или радиорелейную линию связи протяженностью 2500 км с двумя переприемами по видеочастоте.

Контроль диаграммы уровней и переходной характеристики. Контроль диаграммы уровней и переходной характеристики в области малых и средних времен (область средних и высоких частот) осуществляется с помощью прямоугольного импульса В(см. рисунок 10. 11). Размах этого импульса соответствует контрольному уровню белого, относительно которого оценивают величины других измерительных сигналов. Переходная характеристика в области средних времен оценивается по искажениям (спаду) горизонтального участка прямоугольного импульса, соответствующего передаче уровня белого. Искажения в области малых времен характеризуются изменением формы фронта и спадом горизонтального участка прямоугольного импульса. При осциллографическом методе измерения искажения фронта и вершины импульса В₂ не должны выходить за границы трафарета (рисунок). Этот трафарет рассчитан на допусковый контроль линейных искажений ТВ сигнала при прохождении по протяженным линиям связи.

Частотная характеристика канала связи для передачи ТВ сигналов эквивалентна частотной характеристике ФНЧ с частотой среза, равной максимальной частоте спектра ТВ сигнала на уровне 0,707 (f6,0 МГц), а прямоугольный измерительный импульс В₂ занимает спектр частот, который превышает полосу пропускания канала связи. Поэтому форма осциллограммы измерительного импульса В₂ на выходе канала всегда имеет искажения, вызванные не только искажениями в полосе пропускания канала, но и ограничением спектра измерительного импульса в канале связи. При этом не всегда легко оценить искажения, созданные каналом в полосе его пропускания. Измерительные импульсы должны обладать ограниченным спектром частот, соответствующим рабочей полосе пропускания канала связи. Неудобство измерений с помощью сигнала прямоугольной формы заключается еще и в том, что при наличии искажений плоской вершины трудно фиксировать положение уровней 0,1U₀ и 0,9U₀, (U₀ -номинальный размах импульса B₂), между которым отсчитывается время нарастания фронта. Поэтому для измерения переходной характеристики тракта в области малых времен применяют синусквадратичный импульс В₁, который имеет форму положительной полуволны, описываемую уравнением

Рисунок 10.16. Трафарет поля допуска переходной характеристики

Рисунок 10.17. Форма синусквадратичного импульса

Рисунок 10.18. Спектральная функция синусквадратичного импульса

где - длительность импульса на уровне 0,5 его номинальной (первоначальной) амплитуды U₀. График синусквадратичного импульса при U₀=1В показан на рисунке 10.17, а спектр импульса - на рисунке 10.18. Из анализа относительной спектральной функции S(k) следует, что преимущество синусквадратичного импульса заключается в том, что его частотный спектр в основном сосредоточен в полосе от 0 до f=1/. В данном случае =1/f=1/166 нс. Искажения синусквадратичного импульса не должны выходить за границы трафарета (рисунок 10.19), где - нормирующий коэффициент. Величину его выбирают от 0,05% до нескольких процентов в зависимости от допустимых искажений ТВ сигнала при прохождении отдельных звеньев тракта.

Рисунок 10.19. Трафарет поля допуска импульсной характеристики

Для оценки линейных искажений ТВ сигнала, обусловленных его прохождением через тракт передачи, дополнительно к переходной характеристике измеряется неравномерность АЧХ тракта. На практике неравномерность АЧХ оценивают с помощью опорных прямоугольных импульсов С₁ и пакетов синусоидальных колебаний С₂ (см. рисунок 10.11), наблюдаемых на экране осциллографа в пункте выделения измерительных сигналов. Размах синусоидальных колебаний измеряют на каждой из указанных частот и сравнивают с импульсами С. На основе этих данных строится график АЧХ тракта передачи.

Измерение нелинейных характеристик телевизионного тракта. Линейность амплитудной характеристики ТВ тракта на практике приближенно оценивают по измерительному сигналу ступенчатой формы D₁, содержащему пять ступенек одинаковой величины (рисунок 10.11), с использованием осциллографического способа. При наличии нелинейности размах отдельных ступенек будет отличаться от номинального значения 0,14 В. Критерием нелинейности является отношение наименьшего размаха ступеньки к наибольшему. Погрешность измерения амплитудной характеристики по ступенчатому каналу составляет 5-10%.

Влияние яркостного сигнала Е_Y на сигнал цветности проверяется с помощью ступенчатого сигнала D₂ с наложенными на него синусоидальными колебаниями условной поднесущей 4,43 МГц с равными амплитудами (см. рисунок 10.13). Нелинейность амплитудной характеристики тракта передачи сигнала Е приводит к дифференциальному усилению сигналов цветности в динамическом диапазоне от уровня черного до уровня белого, а также к фазовым сдвигам поднесущей, зависящим от уровня яркостного сигнала.

Оценка дифференциального усиления производится по формуле

m= [(m- m)/m%,

где m_max и m - максимальное и минимальное значения амплитуд синусоидальных колебаний на ступеньках сигнала D₂. Допустимым принимается значение m=32%.

Дифференциальную фазу поднесущей определяют разность максимального и минимального сдвигов фаз синусоидальных колебаний (в градусах) на разных уровнях синусоидального сигнала: = - . Принцип измерения дифференциальной фазы заключается в сравнении фазы колебаний на ступеньках (на разных уровнях) сигнала D с фазой опорного колебания (сигнал Е, см. рисунки 10.13, 10.14). Допустимой считается величина =30 .

Оценку нелинейных искажений сигнала цветности производят по измерительному сигналу сложной формы G₂, состоящему из яркостного Е_Y с постоянным номинальным уровнем A₀₀ и ступенчатого сигнала цветности (см. рисунок 10.14). Номинальные значения амплитуд A₁₀, А₂₀, A₃₀ синусоидальных колебаний с частотой 4,43 МГц на отдельных ступеньках находятся в соотношении 1:3:5. В этом случае нелинейные искажения сигнала цветности m, вызывающие нарушение пропорциональности между размахами цветовой поднесущей отдельных ступенек, определяется по следующим формулам:

%; %,

где А₁, А₂, A₃ - размахи поднесущей соответственно меньшей, средней и большей ступенек сигнала на выходе проверяемого тракта, измеряемые с помощью осциллографа. Для оценки искажений используется наибольшее из полученных значений и .

Измерительный сигнал G₂ используется также для проверки влияния сигнала цветности на сигнал яркости. Искажения яркостного сигнала m с номинальным уровнем A₀₀ наблюдаются по осциллограмме при выключении и включении сигнала цветности, в данном случае цветовой поднесущей, наложенной на яркостный сигнал. Для подавления поднесущей сигнал G пропускается через ФНЧ с частотой среза 23 МГц.

Оценку этих искажений производят по формуле

m%,

где A₀ - максимальная или минимальная величина яркостного сигнала (пьедестала), на котором расположены пакеты поднесущей разного размаха, при выключении сигнала цветности.

Оценка передачи сигналов цветности. Измерение расхождения во времени сигналов яркости и цветности. Данный вид измерений производится с помощью составного синусквадратичного импульса F (см. рисунок 10.11). При наличии расхождения искажаются границы отличающихся по цвету и яркости участков изображения. Расхождение во времени иллюстрирует рисунок 10.20. Временной сдвиг t между этими сигналами не должен превышать 50100 нс.

Различие усиления сигналов яркости и цветности. Различие усиления сигналов яркости и цветности проверяется путем сравнения размахов импульсов В₂ и F (см. рисунок 10.11). В этом случае импульс B₂ является опорным, его размах соответствует уровню белого. Одной из основных причин различия является неравномерность АЧХ в области частоты 4,43 МГц, где размещен спектр сигналов цветности. Допустимое различие усиления находится в пределах ± 3 дБ.

Рисунок 10.20. Расхождение сигналов яркости и цветности