Transcript Fekete-fehér videojel

Fekete-fehér videojel
tartalomjegyzék
Képfelvétel és -visszaadás
Képpontok száma - sávszélesség
Váltott soros képfelbontás
Összetett videojel - szinkron és képtartalom
Videojel időképe és spektruma
TV-jelek közvetítése - moduláció és RF jelút
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
1.lap
Képfelvétel és képvisszaadás
KAMERÁK:
Fényvezető rétegű
Töltéscsatolt (CCD)
G.I.
KÉP-MEGJELENÍTŐK:
Katódsugárcső (CRT)
AM-LCD, TFT
PLASMA
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
2.lap
VIDICON JELLEGŰ KAMERA
Fényvezető réteg: fény hatására a réteg vezetőképessége változik
 Ólomoxid - PLUMBICON
 Antimon-triszulfid - VIDICON
 Cink-szelén-tellur-kadmium - NEWVICON
G.I.
lineáris, nem ég be
érzékeny, de beégésre hajlamos
infravörösben is használható
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
3.lap
CCD kamera
 CCD= Charge Coupled Device
 Fény hatására félvezető elemi képpontok töltése változik
 MOS léptető regiszter hálózat
A CCD elve és félvezető realizálása
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
4.lap
Katódsugárcsöves képmegjelenítő
 CRT= Cathode Ray Tube
 Nagy sebességgel becsapódó elektronok kiváltják a fénypor
felvillanását. Luminofor („foszfor”): ezüsttel aktivált cinkszulfid
 Utánvilágítás (1ms körül)
 Nagy sebesség - nagy gyorsító feszültség
 Különböző úthosszak - geometriai torzítások
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
5.lap
Színes képcsövek
 Alapszínenként külön elektronágyú, külön-külön foszforpontok
 Lyukmaszkos vagy delta cső
 Résmaszkos vagy in-line cső
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
6.lap
Lapos képmegjelenítők
Előnyök:
 Geometriai torzítástól mentes
 Kisebb helyfoglalás
 Kisebb energiafogyasztás
HÁTRÁNY: A vezérlésnél figyelni kell a CRT-re optimalizált előtorzításra
Jellegzetes típusok:
 Active Matrix -LCD, Thin Film Transistor - fénypolarizáció
 Diszkrét képpontok fényáteresztő képességét vezérlik
 Háttérvilágítás, színszűrők
 Hátrányok: utánhúzás, kis látószög, kis gyártási kihozatal, drága
 PLASMA
 Két átlátszó elektróda-háló közé zárt gázban nagyfeszültségű impulzussal
kisülést hoznak létre
 Előny: saját fény, jó kontraszt
 Hátrány: nagyon drága… egyelőre
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
7.lap
Az élvezhető képátvitel szubjektív
követelménye
 20 fok látószög függőleges irányban, 2 szögperc
felbontással
600 sor
 4:3 oldalarány (mozi)
800 oszlop
 Nem érzékelhető villogás, ha a képek száma másodpercenként
legalább 50-60 (mozi 48 = 2 x 24 kocka)
 Kb. száz fényesség árnyalatnál többet nem tudunk
megkülönböztetni
 A színekre nézve mind látószögben, mind árnyalatban átlagosan
ötször kisebb az érzékenységünk (10’ és 20 árnyalat)
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
8.lap
Villogásmentesítés - váltott soros képfelbontás
Sorok száma (páratlan!)
Hálózati frekvencia
Képfrekvencia
Függőleges eltérítés
Sorfrekvencia (vízszintes eltérítés)
G.I.
Európai
Amerikai-japán
625
50 Hz
25 Hz
50 Hz
15625 Hz
525
60 Hz
29,975 Hz
59,95 Hz (~ 60 Hz)
15734 Hz
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
9.lap
Összetett videojel - sorszinkron
 Dinamika 30%-a szinkron. Cél: a biztonságos amplitudó-szétválasztás
 Sorszinkron szerkezete: Előváll, szinkronimpulzus, hátsó váll
 Az előváll a korlátozott lefutási meredekség miatt szükséges, a hátsó váll a
feketeszint rögzítéséhez
 A teljes soridő 64 us:
 12us kioltási idő, ezalatt áll vissza az eltérítő-rendszer a képernyő bal szélére
 52us alatt söpör végig az elektronsugár egy soron
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
10.lap
Összetett videojel - félképszinkron
 A félképszinkron és
sorszinkron időtartamszétválasztása
 Megszaggatás: 2 x fs
 Elő- és utókiegyenlítés
Cél: egységesség a
képváltás környezetében
 Képenként 50 soridőben
nincs képátvitel! Ez teret
ad teletext, időkód és
mérőjelek elhelyezésére.
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
11.lap
A videojel helyfoglalása a
frekvenciatartományban (sávszélesség)
Szemléltetés sakktábla ábrával:
 Ha minden sorba 400 periódusú szinusz jelet viszünk át, akkor éppen
800 csíkos, 600 soros „sakktábla” jön létre. Azaz:
Maximális átviteli frekvencia=
= Sorfrekvencia x 400 =
=
15625 Hz x 400 = 6,25 MHz
Szemléltetés informatikai megközelítésben:





G.I.
Képelemenként 100 árnyalat
7bit
600 x 800 = 480000 képelem/kép
25 kép/s
adatátviteli sebesség = 7bit x 480000 x 25/s= 84 Mbit/s
Ha valóban 7 bites mintákkal dolgoznánk, akkor fm=84Mbit/s / 7bit = 12MHz
Az átvihető felső határfrekvencia (Nyquist kritérium)= fB=fm/2= 6 MHz
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
12.lap
Egyszerűsített videojel periódikus felbontása
 Nem-változó világosságtartalmú sorok
DC átvitel is van!
 Mivel a dinamika 30%-a szinkronjel, és a sorfrekvenciához képest a
képtartalom rendszerint lassan változik, a domináns jelforma az
időtartományban egy
kb. 80% kitöltésű
négyszög sorozat:
 Ennek Fourier-sora:
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
13.lap
Egyszerűsített videojel elhelyezkedése a
frekvenciatartományban (spektrum)
 Homogén képtartalom mellett a fenti sorfejtés szerint a spektrum
vonalas :
 A félképváltás, mint hasonló, sokkal kisebb frekvenciájú és nagyobb
kitöltési tényezőjű sorozat fogható fel, és a két sorozat
összeszorzódik. Ezáltal összeg és különbségi frekvenciák jönnek létre,
az eredeti spektrumvonalak körül kisebb vonalak lépnek fel:
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
14.lap
Összetett videojel elhelyezkedése a
frekvenciatartományban (spektrum)
Változó képtartalom mellett a spektrum elkenődik, de
határozottan csomósodik a sorfrekvencia egészszámú többszöröseinél.
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
15.lap
Valódi videojel spektrum
Összetett, színes videojel spektruma, kétcsatornás
kisérőhanggal (Brodcast Engineering 2000. február)
1=Képvivő, 2,3=Kisérőhangok, 4=színsegédvivő, 5=video jeltartomány
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
16.lap
TV jelek modulációja: AM-VSB
Csonkaoldalsávos amplitudó moduláció
 szükséges a televíziócsatornák sűrűbb elhelyezése érdekében
 lehetséges, mert a világosságinformáció zöme 1-1,5MHz alatt van
HANG (FM)
Burkolódetektorral
nagyságra helyesen,
de alaktorzulással
demodulálható
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
17.lap
Intercarrier elv
 FREKVENCIATRANSZPONÁLÁS („szuper”-vevő elve)
 Állomáskereséskor a lazább tűrésű képvivőre kell csak hangolni, a
hang-kép távolság a képvivővel, mint másodlagos helyi
oszcillátorral automatikusan kikeveredik a burkolódemodulátoron
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
18.lap
Burkolódetektor vektorábrája
E2=(K+Hcos(fHKt))2+H2sin2(fHKt)
E2=K2+H2+2HKcos(fHKt)
E2=K2((1+H2/K2)+2(H/K)cos(fHKt))
kihasználjuk, hogy H2/K2<<1
és (1+x)1/2=1+x/2 - x2/8 +…
esetünkben: x=2(H/K)cos(fHKt)
azaz:
E = K (1+ (H/K)cos(fHKt))=
= K+Hcos(fHKt)
Tehát demodulálás után a különbségi frekvenciás
hangvivő jelen van és egyszerű szűréssel leválasztható
Minimális vivőamplitudónál:
H/K~1/4, azaz H2/K2=1/16, tehát jogos a fenti elhanyagolás!
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
19.lap
Negatív moduláció
 Nem energiatakarékos, mert képtartalom hiányában is 100% vivőt
kell közvetíteni
 de impulzus-szerű zavarok nem fehér villanást, hanem kioltást
okoznak
A tartalék az intercarrier
elv és az egyenszint
átvitel miatt szükséges
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
20.lap
TV csatorna kiosztás
 „Keleti” D (625 soros) és K jelű (6,5MHz) szabvány szerinti kiosztás
 „Nyugati” B és G jelű
hang-kép távolság =5,5MHz,
video = 5MHz, 8MHz raszter, de más VHF kiosztás
 amerikai-japán
hang-kép távolság =4,5MHz, video = 4MHz
(de ott csak 525 sort visznek át, így a képelemek száma csak 76
százaléka az európainak) A csatornakiosztás is 6MHz raszterű.
 VHF: 48MHz - 66MHz, 76MHz - 100MHz, 174MHz - 230MHz
 UHF: 470MHz - 582MHz, 606MHz - 860MHz
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
21.lap
TV vevőkészülék rendszertechnikája
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
22.lap
Videojelek mágneses rögzítése
 Csak fluxus-változás rögzíthető, és annál nagyobb frekvencián,
minél nagyobb a mágnesfej-szalag relatív sebesség, és minél
keskenyebb a mánesfej rése.
 Viszonylag lassan mozgó szalag, forgó fejdob legalább 2 fejjel,
amelyek csíkonként váltják egymást (rés = kb.0,3um)
 1 ferde csík ~ 1 félkép
 DC átvitel nincs, ezért szétválasztják, és újramodulálják (FM) a szín
és világosságinformációt. A relatív sávszélesség kb. 2 dekád.
 A hangot demodulálás után hagyományos hangmagnóként rögzítik
a szalag szélén, vagy nagy rés-szélességű mágnesfejjel mélységi
modulációval (FM) a videojel „alá” írják a szalagon (HIFI).
 A szalag másik szélén képfrekvenciás négyszög, sebességvezérlő
jel van (CTL)
G.I.
FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL
23.lap