цифровое устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодере системы "секам"

Формула изобретения

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО РАЗДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ ЯРКОСТИ И ЦВЕТНОСТИ В ДЕКОДЕРЕ СИСТЕМЫ "СЕКАМ", содержащее первый следящий полосовой фильтр и последовательно соединенные вычитатель и сумматор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения искажений яркости и цветности, введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом полного цветового видеосигнала (ПЦВС), блок разделения ПЦВС на низкочастотную (НЧ) и высокочастотную (ВЧ) составляющие и первый блок задержки, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП), выход которого является выходом сигнала яркости, второй блок задержки, вход которого соединен с вторым выходом блока разделения ПЦВС на НЧ- и ВЧ-составляющие, а выход - с первым входом вычитателя, первый перемножитель, выход которого соединен с сигнальным входом первого следящего полосового фильтра, второй перемножитель, первый вход которого соединен с выходом первого следящего полосового фильтра, а выход - с вторым входом вычитателя, первый генератор комплексного частотно-модулированного (ЧМ) сигнала, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом первого и вторым входом второго перемножителей, последовательно соединенные первый частотный детектор комплексного сигнала, вход которого соединен с выходом первого следящего полосового фильтра, первый блок дифференцирования сигнала и первый формирователь управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющим входом первого следящего полосового фильтра, последовательно соединенные третий перемножитель, вход которого соединен с входами первого перемножителя и второго блока задержки, второй следящий полосовой фильтр, четвертый перемножитель и второй цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом сигнала цветности, второй генератор комплексного ЧМ-сигнала, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого перемножителей, и последовательно соединенные второй частотный детектор комплексного сигнала, вход которого соединен с выходом второго следящего полосового фильтра, второй блок дифференцирования сигнала и второй формирователь управляющего сигнала, выход которого соединен с управляющим входом второго следящего полосового фильтра, а входы первого и второго генераторов комплексного ЧМ-сигнала соединены с выходами соответственно первого и второго частотных детекторов комплексного сигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области телевидения, в частности к устройствам разделения сигналов яркости и цветности в декодерах системы СЕКАМ, и может использоваться в ВКУ аналого-цифровых аппаратно-студийных комплексов телевизионного вещания и в телевизионных вещательных приемниках.

Устройство предназначается для разделения сигналов яркости и цветности в цифровых декодирующих устройствам системы СЕКАМ.

Известно устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодирующих устройствах системы СЕКАМ (авт. св. СССР N 1172082, кл. H 04 N 11/18, опублик. 1985), которое содержит первый следящий полосовой фильтр и последовательно соединенные вычитатель и сумматор.

Недостатками известного устройства являются искажения яркостного сигнала, возникающие вследствие режекции спектра в области девиации цветовой поднесущей и искажения сигнала цветности за счет наложения на его спектр спектра яркостного сигнала.

Целью изобретения является уменьшение искажений сигналов яркости и цветности.

Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные АЦП, вход которого является входом полного цветового видеосигнала (ПЦВС), блок разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие и первый блок задержки, выход которого соединен с входом сумматора, выход которого соединен с входом 1-го ЦАП, выход которого является выходом сигнала яркости, 2-й блок задержки, вход которого соединен с 2-м выходом блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие, а выход - с 1-м входом вычитателя, 4-й перемножитель, выход которого соединен с сигнальным входом следящего полосового фильтра (СПФ), 2-й перемножитель, первый вход которого соединен с выходом 1-го СПФ, а выход соединен с 2-м входом вычитателя, 1-й генератор комплексного ЧМ сигнала, 1-й и 2-й выходы которого соединены соответственно с 1-м входом 1-го перемножителя и 2-м входом 2-го перемножителя, последовательно соединенные 1-й частотный детектор (ЧД) комплексного сигнала, вход которого соединен с выходом 1-го СПФ, 1-й блок дифференцирования сигнала (БДС) и 1-й нелинейный преобразователь (НЛП), выход которого соединен с управляющим входом 1-го СПФ, последовательно соединенные 3-й перемножитель, вход которого соединен с входами 1-го перемножителя и 2-го блока задержки, 2-й СПФ, 4-й перемножитель и 2-й ЦАП, выход которого является выходом сигнала цветности, 2-й генератор комплексного ЧМ сигнала, 1-й и 2-й выходы которого соединены соответственно с 2-ми входами 3-го и 4-го перемножителей, и последовательно соединенные 2-й ЧД комплексного сигнала, вход которого соединен с выходом 2-го СПФ, 2-й БДС и 2-й НЛП выход которого соединен с управляющим входом 2-го СПФ, а входы 1-го и 2-го генераторов комплексного ЧМ сигнала соединены с выходами соответственно 1-го и 2-го ЧД комплексного сигнала.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодере системы СЕКАМ содержит АЦП 1, блок 2 разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие, 1-й 3 и 2-й 6 блоки задержки (БЗ), сумматор 4, вычитатель 7, 1-й 5 и 2-й 18 ЦАП, 1-й 8, 2-й 10, 3-й 15 и 4-й 17 перемножители, 1-й 9 и 2-й 16 СПФ, 1-й 11 и 2-й 19 генераторы комплексного ЧМ сигнала, 1-й 14 и 2-й 22 ЧД комплексного сигнала, 1-й 12 и 2-й 20 БДС и 1-й 13 и 2-й 21 формирователи управляющего сигнала (ФУС).

АЦП 1 включен между входом устройства и входом блока 2 разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие, 1-й выход (НЧ) которого соединен через 1-й БЗ 3, сумматор 4 и 1-й ЦАП 5 с выходом сигнала яркости устройства.

2-й выход ВЧ блока 2 разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие соединен через 2-й БЗ 6 с 1-м входом вычитателя и с 2-м входом 1-го 8 и 1-м входом 3-го 15 перемножителей. Выход вычитателя 7 подключен к 1-му входу сумматора 4.

Выход 1-го перемножителя 8 через 1-й СПФ 9 и 2-й перемножитель 10 подключен к 2-му входу вычитателя. Выход 3-го перемножителя 15 через 2-й СПФ 16, 4-й перемножитель 17 и 2-й ЦАП 18 соединен с выходом сигнала цветности устройства.

Входы 1-го и 2-го ЧД КС 14, 22 соединены соответственно с выходами 1-го и 2-го СПФ 9, 16. Выходы 1-го 14 и 2-го 22 ЧДКС через 1-й 12 и 2-й 20 БДС и 1-й 13 и 2-й ФУС 21 соединены соответственно с управляющими входами 1-го и 2-го СПФ. Между выходами 1-го и 2-го ЧД КС и 1-м входом 1-го 8 и 2-м входом 3-го 15 перемножителей соответственно, включены 1-й 11 и 2-й 19 генераторы комплексного ЧМ сигнала, 2-е выходы 1-го и 2-го генераторов комплексного ЧМ сигнала подключены соответственно к 2-м входам 2-го и 4-го перемножителей.

При цифровой реализации устройства обработка сигнала в нем осуществляется, например, в 8-разрядном цифровом коде.

Устройство работает следующим образом.

Полный цветовой видеосигнал с помощью АЦП 1 преобразуется в цифровую форму.

С помощью блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие 2 из спектра ПЦВС выделяется его НЧ часть в полосе 0. . . 3 МГц и ВЧ часть в полосе 3. . . 6 МГц. НЧ часть сигнала поступает на первый вход сумматора 4 и складывается с ВЧ частью сигнала, в которой осуществляется режекция спектра цветовой поднесущей, и на выходе сумматора 4 образуется результирующий яркостный сигнал, который преобразуется в аналоговую форму с помощью 1-го ЦАП 5. ВЧ составляющая ПЦВС поступает на 1-е входы 1-го 8 и 3-го 15 перемножителей.

Цепи из 1-го ЧД КС 14, 1-го генератора комплексного ЧМ сигнала 11 и 1-го перемножителя 8 в канале формирования ВС составляющей сигнала яркости и из 2-го ЧД КС 22, 2-го генератора комплексного ЧМ сигнала 19 и 3-го перемножителя 15 в канале формирования сигнала цветности представляют собой цепи обратной связи по частоте; 1-й и 2-й генераторы комплексного ЧМ сигнала 11 и 19 имеют девиацию частоты, противоположную по знаку девиации частоты сигнала цветовой поднесущей в составе ПЦВС. На выходах 1-го и 2-го генераторов комплексного ЧМ сигнала 11 и 19 генерируются соответствующие комплексные ЧМ сигналы, умножение которых на ВЧ составляющую ПЦВС приводит к снижению девиации частоты в этом сигнале, а это позволяет использовать более узкополосные 1-й и 2-й СПФ, чем в прототипе, и этим повысить качество разделения сигналов яркости и цветности.

В 1-м CПФ 9 из ВЧ составляющей ПЦВС выделяется достаточноузкополосная часть спектра, сосредоточенная в области мгновенной частоты цветовой поднесущей. Это содействует помехоустойчивому ее выделению. Полоса частот 1-го СПФ зависит от размаха скачков частоты цветовой поднесущей. Эта зависимость обеспечивается цепью из последовательно включенных 1-го ЧД КС 14, 1-го БДС 12 и 1-го ФУС 13 в петле обратной связи по частоте. Параметры этих устройств и 1-го СПФ 9 выбираются таким образом, чтобы полоса частот 1-го СПФ на малых перепадах, например меньших 0,25 размаха сигнала яркости, была мала (например, равна 0,3 МГц). На максимальных перепадах она может соответствовать полосе режекции современных декодеров системы СЕКАМ. Для промежуточных значений размаха перепадов закон изменения полосы в зависимости от уровня сигнала определяется амплитудной характеристикой 1-го ФУС 13.

Сигнал с выхода 1-го СПФ 9 после обратного переноса по частоте во 2-м перемножителе 10 вычитается из сигнала ВЧ составляющей ПЦВС в вычитателе 7, в результате чего образуется ВЧ составляющая сигнала яркости, обработанная так, что в ней осуществлена динамическая режекция помехи от цветовой поднесущей.

Во 2-м СПФ 16 из ВЧ составляющей ПЦВС также выделяется узкополосная часть спектра, сосредоточенная в области мгновенной частоты цветовой поднесущей, что содействует помехоустойчивому ее выделению. Полоса частот 2-го СПФ может зависеть от размаха скачков частоты цветовой поднесущей, например, по закону, при котором ниже порогового уровня дифференцированного сигнала скачков частоты (при котором в канал цветности проходят в основном помехи), полоса пропускания весьма мала, например 100 кГц, а при размахах скачков частоты, превышающих пороговый уровень, полоса выбирается максимальной и уменьшается по мере стремления к максимально достижимому уровню скачков. Эта зависимость обеспечивается цепью из последовательно включенных 2-го ЧД КС 22, 2-го БДС 20 и 2-го ФУС 21 в петле обратной связи по частоте. В 4-м перемножителе 17 производится обратный перенос спектра сигнала цветности.

Блоки задержки 3 и 6 служат для согласования задержек сигналов в параллельных ветвях.

Перенос ВЧ составляющей ПЦВС по частоте в сочетании с использованием различных законов управления полосами пропускания следящих фильтров в каналах яркости и цветности, а также использование обратной связи по частоте, позволяющее установить оптимальные законы изменения полос пропускания в этих каналах, зависящие от размахов скачков частоты в петлях обратной связи, делает разделение более эффективным, чем в известных устройствах, так как при этом та же степень подавления взаимных помех достигается ценой меньших искажений разделяющих сигналов.