Лекция 10. Линейные искажения телевизионного сигнала

Содержание: Искажения АЧХ в области нижних частот. Искажения АЧХ в области верхних частот

Линейные (частотные) искажения телевизионного сигнала связаны с несоответствиями амплитудно-частотных характеристик идеальным формам. Сигнал изображения от относительно крупных деталей оригинала представляет собой сигнал сравнительно большой длительности, поэтому спектр такого сигнала содержит и относительно низкие частоты. Искажения указанных сигналов определяются формой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) тракта в области низких частот (или формой переходной характеристики в области больших времен – горизонтальной части единичного скачка). Как известно, при спаде (подъеме) АЧХ в области низких частот (см. рисунок 10.1), у импульса сравнительно большой длительности наблюдается спад (подъем) плоской части, а за импульсом появляется тянущееся продолжение «за белым – черное» («за белым – белое»).

Рисунок 10.1 - Искажения АЧХ в области нижних частот – (яркость средних и крупных деталей): а) – спектр; б) – искажения формы сигнала белой детали на черном фоне

Плавное изменение яркости крупной детали в направлении строчной развертки, возникающее из-за наклона плоской части импульса, визуально сравнительно мало заметно. А вот искажения яркости фона – тянущееся продолжение за деталью в виде своеобразного «хвоста» – заметно значительно сильнее. В УЭИТ для оценки низкочастотных искажений сигнала изображения предусмотрены черные и белые детали в центре таблицы. Искажения высокочастотных составляющих сигнала изображения вызывают изменение четкости изображения в горизонтальном направлении и появление ложных узоров на изображении (пластика, повторы контуров деталей и т. п.). Четкость изображения определяется: по вертикали – числом строк разложения z и качеством чересстрочной развертки, а по горизонтали – шириной полосы частот пропускания канала передачи сигнала изображения (или формой переходной характеристики в области малых времен – длительностью фронта переходной характеристики). Практически четкость изображения оценивается величиной минимальной детали, воспроизводимой с помощью ТВ системы. Величины деталей измеряются в относительных единицах (по отношению к высоте кадра h), а четкость – в условных единицах – строках. Например, если визуально на репродукции различаются детали размером не менее (1/550) h, то четкость изображения составит 550 строк. Для оценки четкости изображения используются штриховые миры из черно-белых линий с одним, двумя и тремя черными штрихами одинаковой толщины, а также многоштриховые миры с одинаковой толщиной штрихов в центре и углах ТИТ. Около этих мир нанесены числа условных единиц измерения четкости изображения, соответствующие относительной толщине штрихов в данном месте. Для количественной оценки четкости изображения наблюдатель определяет область, где штрихи миры перестают различаться раздельно. Спад АЧХ тракта в области верхних частот и соответствующее увеличение длительности фронта переходной характеристики (см. рисунок 10.2, а) являются основной причиной уменьшения четкости изображения по горизонтали.

Рисунок 10.2 - Искажения АЧХ в области верхних частот - (яркость мелких деталей, четкость, резкость): а) – спектр; б) – переходная характеристика

При подъеме АЧХ в области верхних частот уменьшается длительность фронта переходной характеристики (рисунок 10.2, б) но может возникнуть затухающий колебательный процесс. В соответствии с искажениями переходной характеристики искажаются и детали изображения, т. е. после резкого изменения яркости по строке на репродукции могут возникнуть повторы контура детали с постепенно убывающей интенсивностью. Если же колебательный процесс апериодичен, т. е. если имеется только один (первый) выброс, то границы детали им как бы подчеркиваются. Эти искажения носят название «пластика». В ряде случаев небольшая пластика даже полезна, так как она улучшает распознаваемость объектов.