Полный видеосигнал
Общие положения
В процессе преобразования видимого изображения в электрический сигнал, осуществляемого путем сканирования электронным лучом, при прямом ходе луча с зерен мозаики последовательно снимаются все заряды. Выходной ток при этом изменяется в зависимости от освещенности различных участков мозаики. Соответствующий электрический сигнал называется сигналом изображения.
При обратном ходе электронный луч выключается («гасится»). Время, отведенное на обратный ход, используется для передачи строчных и кадровых синхронизирующих и гасящих импульсов необходимых для правильного, устойчивого изображения на экране видеомонитора.
Совокупность сигналов изображения, синхронизирующих и гасящих импульсов, называют полным видеосигналом, показанным на рисунке 5.
Основные характеристики и свойства полного видеосигнала:
- уровень «черного» – сигнал, соответствующий минимальному уровню яркости;
- уровень « белого» – сигнал, соответствующий максимальному уровню яркости;
- сигнал изображения униполярен (что соответствует природе света) и, следовательно, имеет постоянную составляющую; сигнал изображения имеет положительную (позитивную) полярность, если за уровень «белого» принимается максимальное значение сигнала, а за уровень «черного» – минимальное; в обратном случае сигнал имеет отрицательную (негативную) полярность;
- за размах сигнала принимается разность между максимальным и минимальным значениями напряжения;
- строчный и кадровый гасящие синхроимпульсы имеют длительность, соответствующую длительности обратных ходов разверток, а уровень – уровню «черного»;
- импульсы имеют одинаковую прямоугольную форму, но различаются по длительности и частоте повторения: строчные – соответственно частоте строк, кадровые – частоте кадров;
- строчные и кадровые синхроимпульсы располагаются на вершинах гасящих импульсов, в так называемой области «чернее черного»;
- за нулевой или опорный уровень в полном видеосигнале принимается уровень вершин гасящих импульсов; от его значения до уровня «белого» отсчитывается размах видеосигнала изображения, а до уровня вершин синхроимпульсов – значение их размаха;
- «охранная полоса» – интервал между уровнем «черного» и уровнем гасящих импульсов, необходима для того, чтобы исключить попадание случайных импульсных помех из видеосигнала изображения в область синхронизации;
- строчные синхроимпульсы имеют значительно меньшую ширину, чем кадровые; их разделение в телевизоре (или видеомониторе) производится с помощью дифференцирующих и интегрирующих цепей
Экспериментальное определение характеристик полного видеосигнала
Используемые приборы и оборудование:
- видеокамера на ПЗС;
- блок питания видеокамеры;
- штатив с шарниром для видеокамеры;
- осциллограф электронный двулучевой;
- генератор синусоидальных сигналов звуковой частоты;
- листы с фигурами для тестирования.
Порядок выполнения эксперимента:
- собрать экспериментальную установку согласно схеме на рис 6;
- включить электропитание всех блоков, проверить наличие сигналов на экране осциллографа и изображения на экране видеомонитора; настроить осциллограф, синхронизировав его с полным видеосигналом, добиваясь полной остановки отображающей его кривой на экране осциллографа; сигнал при этом должен по длительности соответствовать одной строке телевизионной развертки, занимая около половины экрана осциллографа по вертикали и не менее половины по горизонтали;
- провести тестирование видеокамеры с помощью специальных тест-фигур, для чего: укрепив тест-лист на вертикальном щите, поворотом камеры в шарнире штатива и перемещением его по столу навести объектив камеры на тест-фигуру; наблюдаемое на экране видеомонитора изображение должно располагаться на нем правильно, без перекосов; при этом части тест-фигур, соответствующие областям «черного» и «белого» должны занимать примерно одинаковую площадь экрана. По каждой тест-фигуре зарисовать соответствующую кривую полного видеосигнала, наблюдаемую на экране осциллографа; отметить характерные для каждого случая изменения;
- с помощью калиброванной сетки на экране осциллографа измерить и записать в таблицу значения размаха следующих параметров полного видеосигнала: уровня «черного», уровня «белого», полного видеосигнала, видеосигнала изображения, синхроимпульса строк, гасящего импульса строк;
- определить частоту и длительность синхроимпульсов и гасящих импульсов строк с помощью генератора синусоидальных сигналов звуковой частоты (ГСС). Регулируя частоту и напряжение выходного сигнала ГСС, подаваемого на второй канал осциллографа, синхронизировать синусоидальный сигнал с полным видеосигналом. Добившись «остановки» синусоиды, откалибровать сетку экрана осциллографа по оси времени согласно отсчетам по лимбу и переключателю множителей частот ГСС.
- определить частоту и длительность синхронизирующих и гасящих кадровых импульсов. Для этого видеосигнал на осциллографе следует синхронизировать так, что бы на экране по оси времени располагалось не менее двух синхронизирующих и гасящих кадровых импульсов, после чего провести измерения согласно п.5 настоящего раздела.
- графически представить полный видеосигнал, указав на графике линии уровней его параметров; обозначить стрелками размер каждого соответствующего размаха с указанием значений в процентах от размаха полного видеосигнала.
- изучить структурную схему видеомонитора на рисунке 6;
на основании сведений, полученных из предшествующих разделов, описать функции, реализуемые каждым из блоков схемы и обосновать их необходимость.
|