Основные принципы построения системы NTSC. Передающая часть.

В системе NTSС передаются три сигнала: яркостный и два цветоразностных. Передача цветоразностных сигналов осуществляется в спектре яркостного на одной цветовой поднесущей частоте.

Напряжение поднесущей частоты, промодулированное цветоразностными сигналами, называется сигналом цветности. Сумма сигналов яркости Еу и цветности Us образует полный цветовой сигнал Uп. Для модуляции двумя цветоразностными сигналами одной поднесущей частоты применен метод квадратурной амплитудной модуляции. Сущность его заключается в суммировании двух напряжений поднесущей частоты Ur-у и Ub-y, промоделированных каждым из цветоразностных сигналов в отдельных амплитудных модуляторах.

Поднесущая частота на модуляторы поступает в квадратуре, т.е. с фазовым сдвигом относительно друг друга в 90°. Полученный в результате сложения сигнал цветности оказывается промодулированным не только по амплитуде, но и по фазе. Сигнал цветности Us, таким образом, равнозначно можно рассматривать либо как одну поднесущую с амплитудно-фазовой модуляцией, либо как пару независимых квадратурных составляющих.

В системе NTSC используют не обычные амплитудные модуляторы, а балансные, которые, подавляя поднесущую, оставляют только боковые составляющие спектра. Балансная модуляция имеет определенные преимущества перед обычной амплитудной модуляцией. При одном и том же по сравнению с обычной модуляцией размахе модулирующих сигналов балансная модуляция формирует, как минимум, в два раза меньший по амплитуде сигнал цветности, что снижает ее заметность на экране черно-белого телевизора, для которого сигнал цветности следует рассматривать как помеху.

Векторная диаграмма, изображающая сигнал цветности и его квадратурные составляющие, отличается возможностью перемены знаков у составляющих Ub-y и Ur-y (в зависимости от знака цветоразностных сигналов) и в соответствии с этим возможностью расположения вектора сигнала цветности Us не в одном, а во всех четырех квадрантах диаграммы.

На векторной диаграмме квадратурно-модулированных колебаний определим положение векторов сигнала для некоторых характерных цветов.

Из диаграммы следует, что каждому передаваемому цвету соответствует строго определенное место на диаграмме. Дополнительный к рассматриваемому цвет расположен с ним на одной линии, но в противоположном направлении. Угловое положение любого вектора определяет цветовой тон, а длинна вектора характеризует насыщенность передаваемого цвета.

Задачу выделения квадратурных составляющих для получения исходных цветоразностных сигналов Er-y и Eb-y в приемнике системы NTSC из принятого сигнала цветности Us можно решить с помощью синхронного детектора, который осуществляет перемножение двух сигналов, подаваемых на входы детектора.

Исходными сигналами являются Er, Eg, Eb. На выходе кодирующей матрицы сформированы яркостный сигнал Ey и цветоразностные сигналыEr-y и Eb-y. Фильтрами нижних частот ограничиваются полосы частот сигналов Er-y и Eb-y соответственно до 1, 5 и 0, 5 МГц. Генератором поднесущей частоты вырабатывается синусоидальный сигнал с частотой 3, 58 МГц и фазой 180°, соответствующей отрицательному направлению оси В-Y. На балансный модулятор БМ сигнала Еr-y поднесущая частота поступает от генератора без задержки. На балансный модулятор БМ сигнала Eb-y колебание поднесущей частоты поступает с дополнительной задержкой на 90°, получаемой в ФВ, тем самым обеспечивая условия квадратурной модуляции одной поднесущей сигналами Еr-y и Eb-y. С выходов балансных модуляторов квадратурные составляющие Ur-y и Ub-y подаются на сумматор, в котором образуется сигнал цветности Us. Так же в сумматоре сигнал цветности Us складывается с яркостным сигналом. В результате квадратурная составляющая Ub-y содержит две боковые полосы по 0, 5 МГц, а составляющая Ur-y — верхнюю боковую 0, 0 МГц и нижнюю 1, 5 МГц.

Для того чтобы генератор опорной поднесущей fc в приемнике мог работать с заданной на передающем устройство фазой, его синхронизируют специальным сигналом, называемым сигналом цветовой синхронизации. Сигнал цветовой синхронизации передается в интервале обратного хода строчной развертки за синхронизирующим импульсом строк. Он представляет собой пакет колебаний цветовой поднесущей из 8-10 периодов (рис. 12.6). Этот пакет часто называют цветовой вспышкой. Частота колебаний вспышки равна fc, фаза колебаний — 180°, направление вектора колебаний пакета совпадает с отрицательным направлением оси B-Y.

Цветовая синхронизация так же, как квадратурная балансная модуляция и синхронное детектирование, является принципиальной особенностью системы NTSC.