Передача телевизионного сигнала по радиоканалу

Особенности построения телевизионных передатчиков

Для передачи телевизионных программ используются ультракоротковолновый и дециметровый диапазоны волн, так как сигнал изображения занимает широкую полосу частот. Сантиметровые волны из-за сильного поглощения в атмосфере применяются только для радиорелейных линий связи, передвижных телевизионных станций и других специальных целей. Для ограничения полосы частот, занимаемой телевизионным радиоканалом, применяют амплитудную модуляцию передатчика сигналом изображения. Однако при обычной амплитудной модуляции спектр частот радиосигнала содержит две боковые полосы и занимает спектр в два раза шире, чем модулирующий сигнал, т. е. около 13 МГц. Для сужения полосы частот, отводимой телевизионному радиоканалу, одна боковая полоса частично подавляется.

представляется суммой трех векторов (несущей и двух боковых частот, рис. 4.10, а), которые, складываясь, дают результирующий вектор F, всегда совпадающий по фазе с вектором несущей частоты. Его амплитуда изменяется по гармоническому закону с частотой модулирующего сигнала. При подавлении одной боковой полосы возникает паразитная фазовая модуляция (рис. 4.10, б) и нелинейные искажения за счет того, что амплитуда результирующего вектора уже не будет изменяться по гармоническому закону. Заметим, что эти искажения будут проявляться тем слабее, чем меньше глубина модуляции. Нелинейные искажения телевизионного сигнала проявляются в нарушении градаций яркости передаваемого изображения, на что зрительный аппарат человека реагирует слабо. Это позволяет в телевизионном вещании допустить значительно менее жесткие требования к нелинейным искажениям сигнала, чем в радиовещании. Частичное подавление одной (чаще нижней) боковой полосы обеспечивает передачу низкочастотных сигналов, соответствующих крупным деталям, без искажений. На мелких деталях искажения заметны слабее вследствие малости деталей и меньшей глубины модуляции на высоких частотах.

Звуковое сопровождение передается посредством частотной модуляции. Спектр радиосигнала звукового сопровождения непосредственно примыкает к спектру сигнала изображения. Согласно телевизионному стандарту СССР, разнос частот несущих звука f _н.з и изображения f _н.и составляет 6,5 МГц (рис. 4.11), ширина одного телевизионного канала 8 МГц, максимальная девиация несущей частоты звука ± 50 кГц.

Униполярность сигнала изображения допускает Д ва способа модуляции несущей. Позитивная модуляция (рис. 4.12, б), при которой более светлым местам изображения соответствует большая мощность излучения передатчика, и негативная модуляция, при которой более светлым местам изображения соответствует меньшая мощность излучения передатчика (рис. 4.12, а). На рисунке обозначено:

U _б — уровень белого; U _ч — уровень черного; U _с.и — уровень синхронизирующих импульсов.

В большинстве стран, в том числе и в СССР, принята негативная модуляция. В Великобритании, Франции и в странах с французским.с тандартом принята позитивная модуляция. Оба вида модуляции имеют достоинства и недостатки. При негативной модуляции импульсные помехи создают на изображении темцые пятна на более светлом фоне, которые вследствие особенностей зрения менее заметны, чем светлые пятна на более темном фоне, образуемые помехами при позитивной модуляции. Импульсы помех большого уровня, попадая при позитивной модуляции на кинескоп, приводят к расфокусировке электронного луча и в результате этого к увеличению диаметра белых пятен, что делает их еще заметнее. Вместе с тем импульсы помех при негативной модуляции оказывают большее воздействие на цепи синхронизации, чем при позитивной, так как при амплитудной селекции они отделяются наравне с синхроимпульсами.

При негативной модуляции в приемных устройствах упрощается построение схем автоматических регулировок усиления, поскольку опорным может служить сигнал максимального уровня, соответствующий вершинам синхроимпульсов. При использовании одинаковых ламп в выходном каскаде передатчика в случае негативной модуляции допускается большая мощность в режиме максимального сигнала, чем при позитивной модуляции, так как импульсы синхронизации могут заходить в нелинейную область модуляционной характеристики.

В телевизионных передатчиках применяют схемы с модуляцией на высоком (в выходном каскаде передатчика), среднем и низком уровнях мощности. При модуляции на высоком уровне мощности радиочастотный канал до модулируемого каскада представляет собой задающий генератор и усилитель смодулированных колебаний, а канал модуляции — мощный видеоусилитель. Применяется обычно сеточная модуляция, потому что другие, более эффективные, методы модуляции (анодная, анодно-экранная) не могут быть использованы из-за необходимости применения широкополосного анодного трансформатора, который технически невыполним. На выходе модулируемого каскада устанавливается фильтр подавления нижней боковой полосы, который при больших мощностях передатчика представляет собой сложное радиотехническое устройство.

Для повышения эффективности модулятора его выполняют в виде широкополосного усилителя постоянного тока, поскольку многократное (на выходе каждого каскада) восстановление средней составляющей сигнала приводит к существенным искажениям последнего.

При модуляции на низком уровне мощности упрощается канал модуляции, но усложняется радиоканал, так как после модулируемого каскада применяют широкополосные полосовые усилители. Модуляция на среднем уровне мощности является компромиссным вариантом.