Система SECAM

1. КОДИРОВАНИЕ

Система SECAM полностью отвергает двойную квадратурную модуляцию.

Рис. 64. Упрощенная блок-схема кодирующего устройства системы SECAM.

Ее принципы можно кратко изложить следующим образом: при желании избежать взаимовлияния сигналов цветности их не следует передавать одновременно; при желании избежать взаимовлияния сигналов яркости и цветности нужно, чтобы сигнал яркости модулировал главную несущую по амплитуде, а цветоразностные сигналы модулировали поднесущую по частоте.

Поднесущая в каждый отдельно взятый момент передает один из сигналов цветности; например, (R — Y); в следующий момент она передает другой сигнал: (В — Y). Коммутация производится во время обратного хода луча (чтобы помехи не появлялись на экране). Впрочем, для передачи максимального количества информации периоды повторения отрезков (R — Y) и (В — Y) должны быть как можно короче. Поэтому модулирующий поднесущую сигнал изменяется на каждой строке. Выбор частоты для поднесущей определяется совершенно иными, нежели в системе NTSC, критериями. Действительно, использование частотной модуляции разрушает сетку из неподвижных точек. Компромисс был найден в результате продолжительной экспериментальной работы (рис. 64).

Выбранная для поднесущей частота равна произведению строчной частоты на целое число (282 для сигнала R — Y и 272 для сигнала В — Y); при отсутствии модуляции точки устанавливаются в вертикальные полосы и поэтому очень заметны на экране. Тогда прибегают к искусственному «смещению», инвертируя фазу поднесущей на одной строке из трех и в каждом полукадре. При любой глубине частотной модуляции видимость этого переплетения точек минимальна (рис. 65).

Сигналы цветности подвергаются предыскажению и амплитуда поднесущей определяется фильтром, форма частотной характеристики которого напоминает перевернутый колокол (фильтр ); функции этого фильтра мы рассмотрим несколько позднее.

Отметим также, что сигналы (R — Y) и (В — Y) передаются с противоположной полярностью, т. е. вызываемое сигналом (R — Y) отклонение направлено в противоположную сторону по сравнению с отклонением частоты, вызываемым сигналом (В — Y) с тем же знаком. Подтвержденные экспериментами теоретические исследования показывают, что таким образом снижается видимость поднесущей в совместимом (черно-белом) изображении и при этом повышается помехозащищенность сигнала цветности.

Мы видим, что в системе SECAM декодирующее устройство, как и в системе PAL, должно «знать», какая информация в данный момент передается; R — Y или В — Y. Поэтому для опознавания цветов передается дополнительная информация, состоящая из поднесущей, модулированной сигналами:

Эта информация, представляющая собой чередующиеся пачки сигналов, передается на девяти строках, размещенных в интервале кадрового гасящего импульса. В это время передаются следующие сигналы цветности:

потому что, как уже отмечалось, эти сигналы передаются с противоположной полярностью.

Рис. 65. Чередующееся расположен ние точек, вызываемых на экране телевизора поднесущей системы SECAM.

2. ДЕКОДИРОВАНИЕ

В блоке цветности декодирующего устройства (рис. 66) прежде всего мы видим фильтр с колоколообразной характеристикой (клеш-фильтр), который по амплитуде и по фазе компенсирует воздействие стоящего в кодирующем устройстве антиклеш-фильтра; иначе говоря, действие обоих фильтров взаимно аннулируется. Но тогда возникает вопрос, зачем же их поставили? Если между двумя фильтрами, например, на пути прохождения телевизионного сигнала по эфиру ввести какой-либо посторонний сигнал (различного рода помехи), то полосой пропускания приемника для этого сигнала будет узкая полоса клеш-фильтра, тогда как для предыскаженного антиклеш-фильтром сигнала она имеет максимальную ширину. Таким образом, повышают защищенность цветоразностных сигналов от посторонних помех. Воздействие клеш-фильтра завершает коррекцию предыскажающих.

Затем поднесущая направляется на линию задержки, время прохождения сигнала по которой равно времени развертки одной строки, т. е. 64 мксек для телевизионного стандарта с разложением на 625 строк. Известно, что название SECAM означает «Последовательная передача цветов с запоминающим устройством» (SEquences de Couleurs Avec Memoire), и мы уже видели, что сигналы цветности передаются последовательно, а не одновременно; линия задержки служит запоминающим устройством.

Рис. 66. Упрощенная блок-схема декодирующего устройства системы SECAM.

Следовательно, если выходящая из линии задержки поднесущая модулирована сигналом , то прямо на вход поступает поднесущая, модулированная сигналом , и наоборот. Электронный инвертор (коммутатор), управляемый импульсами обратного хода электронного луча по строкам, поочередно подключает вход и выход линии задержки к демодуляторам , состоящим из ограничителей, дискриминаторов и ячеек фильтра коррекции предыскажений.

Само собой разумеется, что декодирующее устройство должно «знать», какая информация о цветности передается в данный момент (в противном случае возникает риск систематически путать сигналы ); оно должно также «знать», принимает телевизор черно-белую или цветную программу; в самом деле, при отсутствии поднесущей ограничители, рассчитанные на выдачу постоянной и не зависящей от входного сигнала мощности, подадут на дискриминаторы шум.

Именно в этот момент на сцену выступают сигналы опознавания цветов, о которых мы уже упоминали. Эти сигналы демодулируются и используются для формирования сигнала цветовой синхронизации , который интегрируется во времени. Сигнал цветовой синхронизации имеет положительный знак, если инвертор работает правильно, равен нулю при отсутствии сигналов цветности и имеет отрицательный знак, если инвертор путает порядок следования сигналов . Полярность сигнала S позволяет синхронизировать инвертор, а в отсутствие сигнала запереть блок цветности декодирующего устройства.

3. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ SECAM

а) Дифференциальное усиление

Амплитуда поднесущей не Несет информации о цвете, она ограничивается в декодирующем устройстве, и искажения вследствие дифференциального усиления в известных пределах не оказывают никакого влияния на правильность воспроизведения цветов.

б) Дифференциальная фаза

Информация о цветности передается с помощью частотной модуляции. Сдвиг фазы во всей передающей цепи под воздействием дифференциальной фазы за время увеличивается с до . Следовательно, появляется вредное отклонение частоты:

Это отклонение не полностью демодулируется декодирующим устройством, но подвергается двойному воздействию клеш-фильтра и фильтра коррекции предыскажений. В системе SECAM искажение, вызываемое дифференциальной фазой, влияет лишь на переходы, а не на широкие одноцветные участки изображения. Обычно считают, что отклонение допустимо (т. е. допуск в 3 раза больше, чем в системе NTSC, а кроме того, это явление менее заметно, так как в системе SECAM оно воздействует не на все изображение).

в) Магнитная запись

Благодаря использованию частотной модуляции SECAM представляет собой систему, удобную для магнитной записи.

В самом деле, колебание средней скорости записи вызывает паразитный уход частоты :

В этом случае накопления ошибки не происходит и паразитный уход частоты демодулируется не полностью. Обычной стабильности скорости порядка 0,3% вполне достаточно. Точно так же и переключение сигнала с одной головки на другую не сопровождается значительными искажениями, потому что передаваемые с частотной модуляцией сигналы цветности не чувствительны как к неравномерности фазы, так и к неравномерности амплитуды. Амплитуда поднесущей имеет меньший размах, чем в NTSC, что приводит к меньшему уровню муара.

Для записи телевизионных сигналов по системе SECAM пользуются обычными «черно-белыми» студийными видеомагнитофонами без каких бы то ни было переделок и без дополнительных устройств. Можно использовать даже полупрофессиональные переносные магнитофоны не с такими высокими характеристиками; эта аппаратура дает хорошие цветные изображения.

г) Недостатки полосы пропускания

В системе SECAM ни при каких обстоятельствах не может возникать перекрестных помех между сигналами цветности. Недостаточная полоса пропускания, разумеется, вызывает снижение четкости изображения, но и в этом случае нет необходимости в более строгом ограничении, чем то, которому в обязательном порядке должен подвергаться сигнал под воздействием клеш-фильтра. При обычных неполадках («уставший» передатчик, плохо настроенный телевизор) изъян изображения будет едва заметен.

д) Повторные сигналы

Повторные сигналы оказывают влияние на цветное изображение, передаваемое по системе SECAM, несколько в большей мере, чем на черно-белое изображение.

е) Чувствительность к шумам

Тот факт, что девиация частоты по сравнению с максимальной частотой модуляции невелика, снижает помехозащищенность. Для устранения этого недостатка поднесущей в передатчике придают особую форму (см. об антиклеш-фильтре). Относительно низкая помехозащищенность сигналов цветности — один из основных недостатков системы SECAM. Прим. ред.)

Это означает, что в тех случаях, когда телевизор приходится устанавливать на краях зоны действия телепередатчика, целесообразно применять антенны с большим коэффициентом усиления.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ О СИСТЕМЕ SECAM

Система SECAM обладает рядом положительных качеств; следует признать, что обслуживание профессиональной аппаратуры не вызывает особых проблем по сравнению с аналогичной аппаратурой для черно-белого телевидения (исключение, естественно, в том, что цветной аппаратуры больше) и что специфические для системы SECAM блоки телевизоров (т. е. блоки цветности декодирующего устройства) требуют меньше ремонта, потому что эти блоки проще, чем в телевизорах других систем.

Система SECAM очень долго разрабатывалась, и такие специалисты, как Анри де Франс, Кассань и Мелыииор, постоянно вносили в нее усовершенствования; эта система появилась в 1956 г., и за время ее существования было создано несколько все более совершенных вариантов.

Описанная нами система называется SECAM III, по определению профессора Фагота, который также внес свой вклад в ее создание, это один из лучших вариантов. Система SECAM прошла продолжительную проверку в реальных условиях эксплуатации и официально принята в некоторых странах в качестве государственного стандарта.

Причина успеха также и в том (а это непременно нужно отметить), что система SECAM весьма проста. Простота системы представляет собой основной фактор экономичности и стабильности. Но, как говорил Христофор Колумб, «об этом нужно было подумать».

Ни одна из трех систем не безупречна, так как совершенство не характерно для нашего мира. В нормальных условиях эксплуатации все эти три системы обеспечивают примерно одинаковое воспроизведение изображений. Характеристики систем различаются лишь тогда, когда сигналы проходят канал связи или подвергаются консервации, где на них воздействуют помехи. Все это не должно помешать нам восхищаться чудесами изобретательности создателей NTSC, SECAM и PAL — в данном случае мы называем системы в хронологической последовательности их появления.