автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Анализ и разработка методов расчета полей допусков линейных искажений телевизионных измерительных демодуляторов

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

На правах рукописи

УДК 621.397

АЛЬ КАЙСИ МОХАММАД ХАСАН

АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ДЕМОДУЛЯТОРОВ

Специальность 05.12.17 - Радиотехнические и телевизионные системы и устройства.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1994

Работа выполнена на кафедре метрологии, стандартизации и измерений в технике связи Московского технического университета связи и информатики.

Научные руководители - кандидат технических наук, доцент

IА.В.Кандинов

- доктор технических наук, профессор, академик Б.П. Хромой

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

C.B.Новаковский - кандидат технических наук, доцент П.Г.Попандопуло

Ведущая организация - Государственный испытательный центр телевизоров АО МНИТИ

Защита состоится 'Jjf ''Jjfê'/^àfi^x994 г. в "{I " часов на заседании специализированного совета К US.06.03 по присуждению ученой степени кандидата технических наук, в Московском техническом университете связи и информатики.

Адрес: 105855, ГСП, Москва, ул. Авиамоторная, д. 8-а, МТУСИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан •■J/» W. 1994 г. ■.,:<'•'•.."■}

Ученый секретарь „ ' ■ ' • • "

i

спеииализиоованного совета

К 118.06.03,- к.т.н., доцент у 0.В. .Матвеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Метрологическое обеспечение, являясь научной, прикладной и организационной основой достижения единства и достоверности измерений, стало, основным средством получения конкурентоспособной продукции. Трудности в метрологическом обеспечении производства телевизионной аппаратуры и ее эксплуатации обусловлены сложностью изделий, недостаточной априорной информацией о связях между измеренными величинами (параметрами) и качеством телевизионной аппаратуры, широкой номенклатурой применяемых видов измерений, трудоемкостью и. сложностью измерений, широким частотным диапазоном (от О до 1000 МГц), многообразием функциональных технологических измерений на различных этапах производства. Существенные трудности возникают из-за недостатка специализированной аппаратуры, что приводит к необходимости использования неаттестованной нестандартизированной измерительной аппаратуры и неадекватных методов измерений. .Применяемая в телевидении импортная контрольно-измерительная аппаратура как правило не вписывается в государственную поверочную схему.

В зависимости от условий измерений, дополнительной оснастки, алгоритмов обработки информации и других причин, погрешности измерений с помощью одних и тех же средств могут существенно отличаться друг от друга. Исключить неоднозначность результатов измерений можно только при правильном выборе и использовании аттестованных методик измерений.

При разработке и аттестации методик измерений решается еще одна важная задача - выбор норм точности измерений. Нормы точнос-

■2/Л

ти устанавливаются в зависимости от пределов допускаемых погрешностей, технологического и методического уровня выполнения измерении, заданного качества изготовления изделий, точности технологического процесса, закона распределения погрешностей измерения.

Аттестации методик выполнения измерений должна предшествовать работа по уточнению и по введению производственно-технологических запасов на параметры. Это связано с тем, что при производстве телевизоров и другой телевизионной аппаратуры нормы на параметры в государственных стандартах, технических условиях, контрольных картах одни и те же. Еще более актуальной является задача нормирования характеристик средств измерений, применяемых при производстве телевизионной аппаратуры. Особенно это касается телевизионных демодуляторов. Телевизионные демодуляторы, позволяющие производить измерения параметров по видеочастоте, необходимы для контроля параметров телевизионных передатчиков, приемников, ретрансляторов, аппаратуры кабельного телевидения.

Получивший распространение в России телевизионный демодуляг тор ВНР ТИ-0771 устарел и не отвечает современным требованиям. Разработка новых телевизионных систем повышенной четкости заставляет пересмотреть нормы на допустимые погрешности контрольно-измерительной аппаратуры, в частности на линейные искажения телевизионных демодуляторов.

Линейные искажения в телевидении принято оценивать по искажению формы импульсного измерительного сигнала, что позволяет достаточно точно оценить конечный результат, однако не позволяет поэтапное выполнение процесса настройки аппаратуры. При настройке аппаратуры обычно используются измерители АЧХ и ФЧХ.

Из изложенного следует актуальность задачи разработки методов расчета полей допусков на отклонение АЧХ и ФЧХ по заданным допускам искажений импульсных измерительных сигналов, а также установление связи этих искажений с искажениями цветовых переходов на экране телевизионного приемника.

Целью работы является разработка методов расчета полей допусков на отклонение амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик отдельных узлов телевизионного приемника и измерительного демодулятора.

Методы исследования - при решении поставленных задач использовался метод спектрального анализа, теория телевидения, теория электрических цепей, методы моделирования на ЗВМ.

Научная новизна. Основными результатами диссертации, обладающими научной новизной, являются:

1. Сравнительный анализ искажений формы измерительного сигнала в зависимости от вида частотных и фазовых искажений, позволяющий определить место возникновения искажений.

2. Исследование влияния переходных процессов в каналах Ер-У, Е(~-у, Еу приемного устройства на качество воспроизведения цветового перехода на экране кинескопа.

3. Методика расчета полей допуска АЧХ по искажениям формы испытательных сигналов, по искажениям частотной характеристики телевизионного приемника и измерительного демодулятора.

4. Обоснование новой формы трафарета для сценки искажений формы косинусквадратического измерительного сигнала.

Практическая ценность. Работа содержит

Г 7.1

необходимые данные для нормирования параметров узлоЬ измерительных демодуляторов и приемников, а также разработки методик настройки аппаратуры в процессе производства и ремонта.

Положения, выносимые на защиту.

1. Основным фактором, определяющим недостаточно высокое качество цветного изображения на экране отечественного телевизора, являются линейные искажения, возникающие в трактах ВЧ, УПЧИ и видеотракта. Точность настройки телевизоров в процессе производства и ремонта недостаточна из-за плохого состояния метрологического обеспечения и отсутствия измерительного' демодулятора с требуемыми' метрологическими характеристиками.

2. Зависимости формы испытательных сигналов от характерных искажений АЧХ и ФЧХ, позволяющие определить место возникновения искажений.

3. Метод оценки влияния переходных процессов в каналах Ея-у, Её-у и Еу на качество воспроизведения цвета, основанный на построении траектории точки на цветовом графике.

4. Методика расчета на ЭВМ полей допусков АЧХ и импульсных измерительных сигналов для ТВ демодулятора и приемника.

5. Результаты моделирования на ЭВМ процесса прохождения испытательных сигналов через цепи при случайном характере отклонения АЧХ.

6. Новая форма трафарета для оценки величины искажений формы измерительного косинусквадратического импульса.

Апробация работа

Основные результаты работы докладывались на заседаниях научного семинара кафедры МС и ИТС, научно-технической конференции

профессорского и преподавательского состава, сотрудников научно-исследовательской части и аспирантов МТУСИ в 1993 г.

Публикация работы

По материалам диссертации опубликованы две печатные работы.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения. Общий объем составляет 198 страниц, из них 131 страница основного машинописного текста, 63 рисунка, 7 таблиц, 12 страниц приложений, 5 страниц библиографии, содержащей 43 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, указаны цели исследования, приведены основные положения, выдвигаемые на защиту, определена научная новизна и практическая ценность.

В первой главе дан обзор опубликованных работ -по вопросам влияния линейных искажений на качество передачи цветовых переходов. Основное внимание до настоящего времени уделялось изучению влияния различного рода искажений на форму сигналов Еу, Ея-У, Ев-у. Значительно меньшее число работ посвящено оценке колориметрических искажений на стыке деталей изображения, имеющих различную цветность. Большинство авторов рассматривают колориметрические искажения, охватывающие значительные по геометрическим размерам летали изображения. Эти искажения вызываются изменением уровней сигналов, нелинейностью амплитудной характеристики тракта и другими причинами. Искажения цветовых переходов вызываются гораздо большим количеством причин. К ним можно отнести следующее.

1. Сокращение верхней границы полосы пропускания видеоканала из-за паразитных параметров цепей.

2/6

2. Неравномерность частотных характеристик и нелинейность фазовых характеристик устройств из-за погрешностей настройки элементов.

3. Наличие эхо-сигналов.

4. Неточность коррекции высокочастотных и низкочастотных предыскажений в системе SECAM.

5. Отклонение времени задержки ЛЗ от номинального значения в ТВ приемнике.

6. Искажения, возникающие из-за приема сигнала с частичным подавлением Соковой полосы.

Нормирование допустимых величин искажений является весьма сложной задачей. Первая причина заключается в том, что получателем информации является зрительный анализатор человека, характеристики которого изучены недостаточно. Очень трудно теоретически оценить интегральное качество цветного изображения при отклонении какого-либо его показателя от идеального. Вторая причина заключается в большом количестве звеньев, которые включены последовательно и каждое вносит однотипные искажения. Количество таких звеньев может изменяться, поскольку изображение передается на разное расстояние с помощью разных технических средств.

Правила сложения частотных и фазовых искажений известны. Однако при нормировании параметров тракта б целом они не могут быть применены непосредственно, так как речь идет не о сложении величин, а о сложении'допусков. Вопрос определения общего допуска по допускам на отклонение параметров последовательно включенных звеньев разработал слабо. Известна формула Люиса Н.. связывающая допуск Ап на тракт из п звеньев с допуском aj на 1-е звено:

гад

АП - (¿а,*)

1/Ь

В этом соотношении параметр И выбирается равным 1, 3/2 или 2. Основная трудность применения данной формулы заключается в неопределенности выбора параметра 11.

В диссертации приведены данные о существующих рекомендациях по допустимым величинам искажений на различные участки телевизионного тракта и отдельные устройства. Отмечается, что нормы на допустимые искажения весьма жесткие. Так, например, на АЧХ аппа-ратно-студийного комплекса отводятся искажения в пределах +0,8...-0,9 дБ в полосе частот до 5 МГц. Эти нормы накладывают высокие требования на используемые средства измерений, поскольку аппаратно-студийный комплекс содержит большое количество устройств, вносящих искажения АЧХ и, следовательно, их контроль должен выявлять существенно меньшие отклонения.

Вопросу нормирования линейных искажений в ТВ приемной аппаратуре посвящен ряд работ, однако вопрос нельзя считать решенным. Об этом прежде всего свидетельствует ГОСТ 18198-89 "Телевизоры (Общие технические условия)", срок действия которого установлен до 1996 г. В этом документе имеются нормы на все основные параметры телевизоров за исключением линейных искажений. Линейные искажения согласно п. 2.2 должны устанавливаться на конкретный тип телевизора. Примечательно, что указывается необходимость нормирования временных параметров (К-фактор 2Т-импульса, относительной неравномерности импульсов частоты строк и полей, импульсной характеристики канала изображения), а не отклонения АЧХ и ФЧХ. Эта тенденция прослеживается и в ГОСТ 9021-88 "Телевизоры. Методы из-

мерения параметров". в этом документе предписывается оценку линейных искажений осуществлять по искажениям импульсных испытательных сигналов.

Нормирование линейных искажений только на основе искажений формы сигнала позволяет добиться конечного результата, однако не дает ответа на вопрос как это может быть достигнуто в процессе покаскадной настройки аппаратуры. По искажению формы импульсного сигнала очень трудно определить источник искажений и локализовать его место в тракте. Таким образом при настройке телевизионного как передающего, так и приемного оборудования необходимо располагать сведениями о связи между АЧХ, ФЧХ и формой испытательных сигналов, а также допусков в частотной и временной области.

Вопросы измерения линейных искажений разработаны детально в работах М.И. Кривошеева и B.C. Дворковича. Основное внимание уделено оценке линейных искажений путем анализа формы испытательного импульсного сигнала. В качестве испытательных сигналов, в соответствии с рекомендациями МККР, используются косинусквадратичес-кие импульсы длительностью Т и 2Т, прямоугольные импульсы и ступенчатые. Применение испытательных сигналов решает задачу контроля качества ТВ тракта в целом или его сравнительно больших частей, например, ТВ передатчика. При производстве ТВ аппаратуры настройка осуществляется с помощью измерителей АЧХ и ФЧХ. Действительно, как иначе можно настроить цепи частотных предыскажений? Ведь из-за неравномерности АЧХ импульсный испытательный сигнал получит сложные искажения формы, по которым практически невозможно оценить качество настройки.

Из изложенного выше становится ясной необходимость пересчета

допусков на искажения во временной области в допуска на линейные искажения в частотной области, и деления общих допусков на частичные, для установления требований к отдельным узлам и к точности средств измерений.

■ Требования к величине допустимой погрешности средства измерения предложено устанавливать из следующих соображений. Если считать, что допустимая погрешность настройки аппаратуры характеризуется среднеквадратическим отклонением ба, а случайная погрешность средства измерений (СИ) - беи. то общая погрешность б может быть вычислена как среднегеометрическое значение ба и беи- Если допустить, что беи - (.1/3)ба, тогда:

Как видно из приведенной формулы, если среднеквадратическое значение случайной погрешности СИ составляет одну треть от допустимой погрешности настройки АЧХ, значение суммарной погрешности практически не отличается от погрешности настройки.

При определении требований к точности СИ систематическую погрешность СИ предложено учитывать следующим образом. Если принять, что среднеквадратическое значение случайной погрешности СИ не должно превышать 1/3 от допустимой погрешности настройки, а ее величина для отдельного узла аппаратуры не превышает ±0,1 дБ, то требования к допустимой случайной погрешности составят ±0,0"...0,03 дБ. Такие высокие требования не выполняются при применении метода непосредственной оценки и приходится применять более совершенные методы: нулевой, замещения и т.п. В этом случае согласно ГОСТ 8.003-84 допускается определение индивидуальных

3

метрологических характеристик СИ путем учета функций влияния. В етом случае систематическую составляющую погрешности можно считать практически устраненной, ее остаточное значение может быть рондомизировано и причислено к случайной составляющей.

Высокие требования ,к СИ приводят к необходимости применения при настройке приемной ТВ аппаратуры демодулятора. С помощью измерительного демодулятора .осуществляются преобразования сигнала, позволяющие контролировать -результаты настройки АЧХ и ФЧХ по импульсным- сигналам, что можно сделать лишь.по видеочастоте. ТВ измерительный' демодулятор может также применяться при настройке ТВ -передатчиков, устройств кабельного телевидения, ретрансляторов. Структура ТВ измерительного демодулятора в значительной степени повторяет структуру ТВ приемника,, однако техническое выполнение отдельных узлов может существенно отличаться, поскольку требования к точности в демодуляторе существенно выше. По этой причине при разработке методов-расчета полей допусков в дальнейшем' прини-' мались требования к точности, предъявляемые к ТВ демодуляторам.- .

В главе 2 рассмотрены аналитические методы расчета искажений испытательных сигналов при линейных искажениях в различных звеньях усилительного тракта телевизионного измерительного демодулято-,ра и приемника. Допуск на линейные искажения подразумевает возможность случайного отклонения характеристик устройств в определенных пределах. Эта задача может быть решена с помощью ЭВМ. Однако на практике отклонения АЧХ и ФЧХ часто происходят вследствие вполне конкретных причин и имеют форму, которая с достаточно высокой точностью может быть аппроксимирована сравнительно простой функцией или полиномом. К искажениям такого вида можно отнести

регулярную неравномерность АЧХ, связанную с" наличием эхо-сигнала вследствие отсутствия согласования и др.' Анализ влияния таких искажений представляет практический интерес по двум причинам.

1. Если известна взаимосвязь формы искаженного импульсного измерительного сигнала" с ' конкретным видом искажений АЧХ и ФЧХ, можно определить причину и место возникновения искажений, что важно при настройке, аппаратуры и ее ремонте.- '

2. Расчеты, выполненные для конкретных видов искажений, возникающих, на практике, могут быть сопоставлёны с результатами измерений. Таким образом можно проверить правильность расчетов. В свою очередь может быть косвенно оценена достоверность допуска, определенного с помощью ЭВМ для случаев отклонения АЧХ и ФЧХ по случайному закону.

При анализе известных методов расчета и результатов, полученных различными авторами, а также, при решении новых задач в качестве испытательных сигналов использовались: косинусквадратичес-кие импульсы, прямоугольные импульсы, единичный скачок напряжения. Такой выбор объясняется стандартизацией данных сигналов и возможностью сопоставления с ранее полученными результатами. Кроме того наша промышленность выпускает измерительные приборы, обеспечивающие формирование этих сигналов с высокой точностью и поэтому нормирование искажений именно этих сигналов имеет большое практическое значение.

При анализе искажений испытательных сигналов существенное различие имеется в методике расчетов для высокочастотного тракта и видеотракта. В первом случае расчеты ведутся для модулированного сигнала с частично подавленной нижней боковой полосой. Во вто-

т

ром случае с видеосигналом.

Подавление одной из боковых полос при передаче ТВ сигнала прежде всего связывают с экономией частотного диапазона, отводимого на один канал. Однако имеется и другая причина применения однополосной передачи. Она заключается в трудности сохранения на практике симметричности боковых полос в широкополосной системе. С точки зрения правильности воспроизведения сигнала требования к симметричности обоих полос существенно выше требований к частотным характеристикам в однополосной системе. Известно, что асимметричность боковых полос широкополосного приемника вызывает возникновение квадратурной составляющей сигнала и неминимально-фазо-вости телевизионного приемника в целом.

Искажения ФЧХ при анализе представлялись в виде суммы двух составляющих: четно-симметричной относительно несущей и нечетно-симметричной. Четно-симметричная составляющая, не вызывая каких-либо искажений фазо-частотной характеристики, приводит к искажениям амплитудно-частотной кривой верности и в конечном счете к искажениям формы сигнала.

Сигнал с частично подавленной боковой полосой частот поступает на вход приемника с передатчика. При настройке приемника или измерительного демодулятора сигнал может поступать с измерительного модулятора. В передатчике и модуляторе по ряду причин осуществляется лишь предварительное формирование спектра модулированного колебания. Окончательное формирование спектра осуществляется в УПЧИ ТВ приемника, имеющего нормированную форму склона Найквиста и частотной характеристики в районе граничной частоты. Таким образом АЧХ и ФЧХ однополосного канала определяются в ос-

новном фильтром демодулятора. От точности его настройки зависит качество принимаемого изображения.

В результате проведенного анализа сделан вывод о возможности выявления квадратурных искажений путем уменьшения глубины модуляции несущей испытательным сигналом. При уменьшении глубины модуляции от 1 до 0,г отклонение формы косинусквадратичного импульса уменьшается в 4 раза, размах отрицательного выброса в 5 раз, отклонение длительности импульса 4,7 раза. Таким образом может быть выявлен источник искажений сигнала и определена необходимость настройки высокочастотного тракта, а не других узлов демодулятора и приемника.

При контроле тракта с помощью испытательного сигнала в виде прямоугольных импульсов квадратурные и несимметрично фазовые искажения проявляются в отрицательных выбросах, величина которых примерно на 30% больше", чем в случае косинусквадратических импульсов. Приведенные в диссертации графики позволяют выявить причину искажений по форме искаженного сигнала.

Анализ искажений, . возникающих в видеотракте, позволил выявить следующие закономерности.

1. Снижение коэффициента передачи в определенной полосе частот значительно меньше влияет на переходной процесс, чем равное ему повышение коэффициента передачи.

2. Переходной процесс получается особенно длительным в том случае, когда искажения возникают в нижней половине АЧХ. Чем выше участок рабочего спектра частот, в пределах которого имеют место искажения коэффициента передачи, тем слабее влияние этих искажений.

3; Искажения АЧХ гармонического характера приводят к появлению опережающих и. отстающих сигналов и появлению дополнительных ■ изображений на экране, сдвинутых относительно основного.

4. Искажения ФЧХ оказывают сравнительно' малое влияние на крутизну фронта передаваемого сигнала, но весьма заметно изменяют величину выброса характеристики.

. Ъ, Влияние фазо-частотных искажений зависит от-того, в какой области спектра.полезного сигнала они возникают.' Чем' выше по спектру находится' область частот, в которой имеют место'искажения, тем слабее, их влияние на форму передаваемого сигнала. ■

6. Монотонные искажения ФЧХ вызывают асимметричные искажения фронта и спада передаваемых импульсов, а колебательные искажения вызывают появление отстающих и опережающих сигналов.

В главе 3 изложены результаты разработки методики оценки влияния переходных процессов на качество изображения. При исследованиях этого вопроса использован критерий колориметрической точности передачи. Данный' критерий выбран по причине обеспечения большей общности возможных результатов. Дело в том, что определение требований к каналу осуществляется на уровне проектирования системы цветного телевидения, а системы проектируются на основе выполнения требования колориметрической точности.

Связь искажений цветного изображения с искажениями сигналов в тракте передачи мсжно найти на основе методик, разработанных в трудах проф. Новаковского C.B. Применительно к решаемым задачам, связанным с оценкой цветовых искажений на границах различных цветных деталей в изображении развитие методики заключается в введении координаты времени в расчетные соотношения, поскольку

переходные процессы определены как функции напряжения от времени. Таким образом 'задача заключалась 'в отыскании функции изменения координат х,у и и,У во времени при переходе от цвета Ц1 к цвету -Иг- Число таких пар'цветов теоретически бесконечно,"однако разумное число сочетаний можно выделить, если исходить из стандартного Набора цветоЕ испытательного изображения , в' виде- вертикальных цветных полос. В этом случае результаты расчетов могут быть- сопоставимы с известными экспериментальными данными, Полученными с помощью этого стандартного испытательного' изображения, - а ' сами расчеты становятся более конкретными, поскольку известны коорди- ■ наты цветностей всех полос изображения.

При расчетах было принято, что ток луча электронного прожек- . тора кинескопа может быть определен по формуле Алларда-Мосса

1Л - М(Ес)Тк/Е3в, о . ' . ' (1)-

где Е3 - напряжение запирания прожектора, составляющее'0,36 от напряжения на первом аноде кинескопа, Ее - напряжение'видеосигнал ла, отсчитанное от напряжения запирания; М,_8, тк - постоянные коэффициенты. Яркость кинескопа в кд/м2 определяется формулой Ь - р1л. Коэффициент р определяется светоотдачей люминофора: •

При образовании на экране кинескопа белого цвета Дб5 обычно выполняется условие: Е'с - Е£ макс, одинаковое для всех трех каналов. Это позволило, введя коэффициенты сс - 0,223, в - 0,706 и 5 - 0,07128, оперировать в дальнейшем значениями относительной яркости, которое, например для красного электронного прожектора имеет вид: 1.0

г' Тк

- « -- (2)

4 Ея макс

Таким образом в формуле (2) имеется связь между сигналом, изменяющимся во времени в соответствии с соотношениями, выведенными в главе 2 и несущим в себе информацию об искажениях ФЧХ и ФЧХ, с яркостью свечения экрана. Для каналов 6 и В использовались аналогичные соотношения. Переход от относительных яркостей к координатам цветности осуществлялся с помощью следующих соотношений:

/ , ЛИ , ЛС , ЛВ -V

— + — + Ьв — УК Уй Ув '

Хц--(3)

Ья ЬБ ЬВ

О--+ — + — (4)

Уя Уй УВ

(й? + ь'с + ь'в)

Уц--(5)

<3

В этих соотношениях Ьс и Ь'в относительные яркости, определенные в функции времени; хя, уц, кс,, у а, хв, Ув координаты основных цветов кинескопа.

Таким образом оказалось возможным провести расчеты в следующей последовательности. Выбирается момент времени. Для него определяются значения сигналов, поступающих на кинескоп. Далее вычисляются относительные значения этих сигналов путем деления на номинальные. после подстановки относительных значений сигналов в расчетные формулы получаем значения яркостей ь'я, Ье, Ьв- Полученные величины яркостей и значения координат цветности псдставлл-гм е формулы (3), (4) и (5) и определяем координаты цветности >'и и Уц. Далее расчеты должны быть повторены для следующего момента времени. В диссертации были проведены по дгшной методике расчеты для нескольких цветовых переходов и осуществлен переход от коор-

динат х и у к координатам U и V колориметрической системы UVW.

Проведенные расчеты производились с учетом особенностей построения системы SECAM, а также совместимых систем ЦТ вообще. К ним относятся разные условия передачи сигналов яркости и цвето-разностных сигналов. В частности приведенные в главе 2 расчеты искажений относятся прежде всего к яркостному каналу. В процессе формирования цветного изображения сигнал яркости складывается с сигналом цветности. Как правило, сложение яркостного сигнала осуществляется с цветоразностными сигналами в самом кинескопе. В системе SECAM цветоразностные сигналы Ея-У и Ев-у имеют одинаковую полосу частот, однако разные переходные характеристики. Причина заключается в применении линейных и нелинейных предыскажений.

Применение предыскажений приводит к разной длительности переходных процессов в каналах цветности и рассовмещении сигналов цветности относительно друг друга и относительно сигнала яркости. С учетом этих особенностей результаты расчета приведены на рис.1. Здесь показана траектория точки, определяющих координаты цветности при переходе от зеленого цвета к пурпурному. Как видно из рисунка, за время переходного процесса точка, определяющие координаты цветности в различные моменты времени проходит координаты, соответствующие белому цвету Дб5 и, следовательно, на изображении должна иметь место хорошо заметная ахроматическая окантовка. Такие окантовки действительно хорошо заметны на испытательном изображении цветных полос.

В диссертации построен аналогичный график и для фазовых искажений. Для него характерен подобный переход через различные цветности, лежащие вблизи Дб5 даже в том случае, когда исходные

цвета лежат на одной стороне треугольника.

—I-1-1-:-1-1--

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 X

Рис. 1

Четвертая глава диссертации посвящена машинным методам расчета полей допусков канала изображения телевизионного демодулятора. Разработанные методы при условии достаточной малости искажений могут быть применимы и для решения аналогичных задач в телевизионном приемнике. Необходимость применения именно машинных методов связана с большим количеством вычислений.

Решение задачи определения допусков представлено в диссерта-

ции в двух вариантах.

Первый вариант заключается в задании' вариантов исходного испытательного сигнала, искаженного при передаче, но вписывающегося в известное по ГОСТу поле допуска. Для каждого варианта рассчитывается комплексный спектр. Рассчитывается комплексный спектр исходного (неискаженного) испытательного сигнала. По известным комплексным спектрам исходного и искаженного сигнала определяется коэффициент передачи для каждой реализации. Далее рассчитываются средние значения АЧХ, ФЧХ, ХГВЗ и дисперсии этих характеристик.

В случае аналогичных расчетов для радиотракта, он заменяется двумя эквивалентными видеотрактами, из выходных сигналов которых формируется выходной испытательный сигнал.

Второй вариант расчетов основан на решении обратной задачи определения поля допуска испытательного сигнала на основе известных величин отклонений частотных характеристик. В этом случае с помощью прямого преобразования Фурье вычисляется спектр исходного испытательного сигнала, который затем подвергается случайным возмущениям, создаваемым с помощью датчика случайных чисел. С помощью обратного преобразования Фурье осуществляется вычисление функции выходного сигнала. В дальнейшем вычисляются минимальные и максимальные отклонения от среднего значения.

При решении аналогичной задачи для радиотракта после ввода испытательного сигнала осуществляется его перемножение с сигналом, представляющим несущее колебание. После восстановления сигнала с помощью обратного преобразования 'Фурье осуществляется вычисление постоянной составляющей и устранение высших гармонических составляющих.

В диссертации дается математическое обоснование данных методов расчета, алгоритмы. В приложении приведены программы расчета и вариант распечатки результатов.

Усредненные результаты вычислений для импульсов косинусквад-ратической формы представлены на рис. 2. Здесь заштрихованная об-

ласть определяет границы, в которых укладывались искаженные сигналы в процессе моделирования. При построении графика было использовано 52 реализации при 246 в каждой реализации. Каждая реализация имела несимметричную форму. По мере учета все большего числа реализаций график симметрировался.

Сравнивая рис. 2 с шаблоном для К-фактора, установленного

ГОСТ 9021-88, можно заметить, что нижняя граница заштрихованной области при (t/T0) - 0 достаточно далеко отстоит от нормированного уровня 1,0. Так произошло потому, что в процессе моделирования выходной сигнал не нормировался. Результат моделирования позволяет сделать заключение, что такое нормирование (подбором размера осциллограммы) и не следует делать, поскольку изменения размаха импульса связаны с частотными искажениями и приводят к изменению цветности изображения. В диссертации дается рекомендация по новой ¡форме трафарета для учета искажений формы косинусквадратического импульса, объединенная с . трафаретом для прямоугольного импульса достаточно большой длительности, позволяющим произвести оценку этого вида искажений.

В заключении приведены результаты й выводы по работе. Основные из них следующие.

1. Имеется возможность улучшения качества изображения на экране отечественного ТВ приемника за счет минимизации линейных искажений. Для этого должно быть улучшено метрологическое обеспечение производства и ремонта ТВ приемников путем создания измерительного ТВ демодулятора с предельно низким уровнем собственных линейных искажений.

2. Произведен анализ различных методов расчета искажений испытательных сигналов при линейных искажениях в различных звеньях усилительного тракта ТВ приемника. Сравнение результатов расчета, сравнение опубликованных данных позволило систематизировать виды искажений и выявить их особенности,' на основе которых при проведении настроечных работ может быть локализовано место искажений.

3. Разработана методика оценки искажений цветового перехода путем расчета формы искаженного сигнала и перевода мгновенных значений яркостного и цветоразностных сигналов в значения коорди-

tfi

нат цветности ХУ и Ш.

4. Показано, что на цветовых переходах между основными и дополнительными цветами из-за различий переходных характеристик цветоразностных и яркостного сигнала наблюдается появление ахроматической окантовки, поскольку траектория точки, определяемая изменениями координат цветности, проходит вблизи от Дб5-

5. Выброс переходной характеристики канала яркости вызывает искривление траектории на цветовом графике, что сопровождается увеличением числа пересекаемых порогов и увеличением заметности искажений.

6. Разработаны алгоритмы и программы расчетов полей допусков импульсных сигналов по отклонениям частотных характеристик.

7. Проведенный машинный эксперимент показал, что поле допуска косинусквадрйтического импульса при отклонении АЧХ по случайному закону имеет симметричный характер.

3. Изучение отдельных реализаций показало, что искажение формы испытательного сигнала сопровождается изменением его размаха, что вызывает появление искажений изображения.

Э. Предложена новая форма трафарета для допуска искажений формы испытательного сигнала косинусквадратического импульса и новая методика совмещения испытательного сигнала с трафаретом на экране осциллографа.

Публикации по теме диссертации.

1. Аль Кайси Мохаммад. Хромой Б.П. Методика расчета цветовых искажений из-за переходных процессов е каналах цветности и яркости телевизионного приемника.

Техника кино и телевидения, № 5, 1994

2. Аль Кайси Мохаммад, Хромой Б.П. Искажения цветовых переходов на экране телевизионного приемника.

М., 1994. Деп. в ЦНТИ "Информсвязь". 2007-св.