РАСЧЕТ ВЗВЕШЕННОГО И НЕ ВЗВЕШЕННОГО

3 РАСЧЕТ ВЗВЕШЕННОГО И НЕ ВЗВЕШЕННОГО

ОТНОШЕНИЯСИГНАЛ/ШУМ В ТЕЛЕВИЗИОННОЙ

СИСТЕМЕ

Согласно заданию на курсовой проект заданная нам помеха имеет следующую спектральную плотность мощности:

G_n(f)=G₀M(f),

где G₀=1,5 мкВ²/Гц;

M(f)=1

На рисунке 3.1 представлен график распределение спектральной плотности мощности помехи в полосе частот от 0 Гц до 6 МГц.

Рисунок 3.1 – Вид спектральной плотности мощности помехи G_n(f)

Мощность помехи в полосе частот 0 Гц – 6 МГц определим по следующей формуле:

Подставляя в формулу все значения и взяв интеграл получаем, что P_невз=9 мВт.

Теперь определим не взвешенное отношение сигнал/шум по формуле:

N_невзв=20lg(U_из/_невзв),

где U_из=0,7 В – размах сигнала между уровнями белого и черного;

_невзв= P_невз – среднеквадратичное отклонение.

N_невзв=20lg(0,7/0,009)=37,8 дб

Как известно, прием оптической информации в телевидении осуществляется зрительной системой, которая имеет ограниченную разрешающую способность. Это несовершенство зрительной системы наряду с понижением чувствительности зрения к восприятию мелких элементов изображения оказывает фильтрующее действие в отношении высокочастотных составляющих флуктуационных помех. Низкочастотные помехи более заметны, чем высокочастотные той же мощности. Ослабление визуального восприятия высокочастотных составляющих помех, кроме того, происходит в связи со способностью зрительной системы сглаживать выбросы помех и пониженной контрастной чувствительностью зрения при наличии помех.

Для учета этой особенности зрения вводят понятие электрической модели разрешающей способности глаза, представляемой в виде фильтра, амплитудно-частотная характеристика которого аппроксимируется так называемой весовой функцией помех D(f) (см. рисунок 3.2). Этот фильтр называют взвешивающим. По рекомендации МККР в цветном ТВ используется фильтр, характеристика затухания которого имеет вид:

где =0,245 мкс;

а=4.5.

Рисунок 3.2 – Вид весовой функции помех D(f)

Таким образом, визуально воспринимаемая мощность помехи Р_взв, характеризующая видность (заметность) помехи, может быть определена суммированием в приделах полосы частот видеоканала «взвешенных» составляющих спектра помехи:

Подставляя в формулу все значения и взяв интеграл получаем, что P_взв=Вт.

Теперь определим взвешенное отношение сигнал/шум по формуле:

N_взв=20lg(U_из/_взв) (3.6)

N_взв=20lg(0,7/0,0074)=25,7 дб

Выигрыш, который обеспечивает глаз человека определим как разность между взвешенным и не взвешенным отношением сигнал/шум:

дб

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА И ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОМЕХИ, СОЗДАЮЩЕЙ НА ЭКРАНЕ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМНИКА СТАЦИОНАРНУЮ КАРТИНУ

В данном разделе курсового проекта необходимо определить параметры и тип помехи, которая создаёт на экране телевизионного приёмника стационарную картину, указанную на рисунке 4.1. Изображение помехи на экране – совокупность неподвижных ярких тонких прямых линий на темном фоне. Параметры разложения телевизионного стандарта - 62550, к=1:1. Время обратного хода по строке (полю) примем равным нулю.

Рисунок 4.1 – Вид изображения помехи

Прежде чем приступить к анализу помехи необходимо рассмотреть принцип формирования растра, так как это поможет нам в определении типа помехи и её параметров. Принцип формирования растра поясняется на рисунке 4.2. На этом рисунке сплошными стрелками показан прямой ход луча, а прерывистыми – обратный ход луча.

Рисунок 4.2 – Вид растра

Для упрощения анализа помехи представим её в виде двух составляющих. Первая составляющая этой помехи создает картину, показанную на рисунке 4.3а, а вторая составляющая помехи – на рисунке 4.3б. Каждая составляющая помехи представляет собой периодическую последовательность «тонких» прямоугольных импульсов.

Рисунок 4.3 – Вид изображения а) первой помехи; б) второй помехи

Определим параметры помехи. Для этого каждой составляющей помехи, представленной на рисунке 4.3, приведем временную диаграмму, на которой покажем расположение помехи в различных строках растра. Кроме этого определим их частоты и построим амплитудные спектры. Временная диаграмма для первой помехи показана на рис.4.4.

Рисунок 4.4 – Временная диаграмма первой помехи

Из рисунка 4.4 видно, что

ZT_стр=(Z-1)T_пом , (4.1)

где Z – число строк;

T_стр – период строк ;

T_пом – период помехи.

Если учесть что f _стр =1/ T_стр, а f _пом=1/ T_пом, и f =f /2 то выражение (4.1) преобразуем к следующему виду:

f _пом =f _стр f_кад (4.2)

Амплитудный спектр первой помехи представлен на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 – Амплитудный спектр первой помехи

Для второй помехи временная диаграмма представлена на рисунке 4.6

Рисунок 4.6 – Временная диаграмма второй помехи

Из рисунка 4.6 видно, что

ZT_стр=(Z+1)T_пом , (4.3)

Преобразуем выражение (4.3) к следующему виду

f _пом =f _стр+f_кад (4.4)

Амплитудный спектр второй помехи будет иметь следующий вид:

Рисунок 4.7 – Амплитудный спектр второй помехи

Следует отметить, что при кратности к=1:1 больше нет вариантов представления заданной помехи. Однако если изменить стандарт разложения

1:1 на стандарт разложения 2:1, то появятся и другие варианты комбинаций составляющих помехи, вызывающих на экране картину, представленную на рисунке 4.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта была достигнута поставленная цель – научиться использовать теоретические положения, усвоенные в ходе изучения курса. Задачей курсового проекта являлся расчёт отношения сигнал/шум в телевизионной системе, определение основных параметров помехи, создающей на экране телевизионного приемника стационарную картину.

При разработке и расчете курсового проекта были использованы следующие программы и програмное обеспечение: MICROSOFT WORD, MATHCAD 11. Закреплены основные навыки работы с данными приложениями.

В результате расчета данного курсового проекта были получены следующие значения: взвешенное отношение сигнал/шум 25.7 дБ; невзвешенное отношение сигнал/шум 37.8 дБ; выигрыш который обеспечивает глаз человека 12.1 дБ (что является нормой для ЦТВ).

В заключение надо добавить, что курсовой проект выполнен в полном объёме в соответствии с содержанием.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений. М., «Связь», 1976 г.

Ткаченко А.П., Кириллов В.И. Техника телевизионных измерений.

Мн., «Вышейшая школа», 1976 г.

Кириллов В.И., Ткаченко А.П. Телевидение и передача изображений

Мн., «Вышейшая школа», 1988 г.

4.Джаконии В. Е. Телевидение. М., «Горячая линия – Телеком», 2002