Цифровое формирование испытательных сигналов цветного телевидения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.17, кандидат технических наук Чечелев, Сергей Владимирович

• Чечелев, Сергей Владимирович
• кандидат технических наук
• 0

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чечелев, Сергей Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ 16 1Л. Аналоговое формирование сигнала SECAM

1.2. Формирование цифрового сигнала SECAM методом накопителя фазы

1.3. Формирование сигналов синхронизации и яркости

1.4. Результаты анализа существующих методов формирования сигналов цветного телевидения

2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ЦИФРОВОГО ФОРМИРОВАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ

2.1. Алгоритм квадратурного формирования сигнала цветности

SECAM

2.2. Алгоритм квадратурного формирования сигнала цветности

PAL

2.3. Алгоритм квадратурного формирования сигнала цветности NTSC

2.4. Цифровое формирование испытательных сигналов яркости и синхронизации стандартных систем телевидения

2.5. Формирование цифровых испытательных сигналов формата MPEG-2

2.6. Выводы

3. АНАЛИЗ ОШИБОК КВАДРАТУРНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

3.1. Статические погрешности

3.2. Динамические погрешности

3.3. Выводы

стр.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ

КВАДРАТУРНЫХ КОДЕРОВ СИГНАЛОВ ЦВЕТНОСТИ

4.1. Расчет модулирующих сигналов

4.2. Моделирование цифрового кодера сигнала цветности SECAM

4.3. Цифровой кодер сигнала цветности PAL

4.4. Выводы 136 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Аналоговые телевизионные сигналы 141 ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Телевизионные измерительные сигналы и их основные параметры 149 ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Вывод формулы ГВЗ цифрового квадратурного фильтра 154 ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Расчет входных квадратурных компонент 4M сигналов 157 ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Параметры формируемых дискретных сигналов 160 ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Система компрессирования MPEG-2 162 ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Шумы квантования квадратурных компонент 4M сигналов SECAM 166 ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Программы расчета и оптимизации характеристик комплексного фильтра 168 ПРИЛОЖЕНИЕ 9. Моделирование комплексного фильтра 182 ПРИЛОЖЕНИЕ 10. Техническая реализация квадратурного цифрового модулятора 191 ПРИЛОЖЕНИЕ 11. Перечень аббревиатур 194 ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Цифровое формирование испытательных сигналов цветного телевидения»

ВВЕДЕНИЕ

Широкое внедрение цифровой и компьютерной техники для обработки и формирования сигналов стало реальностью сегодняшнего состояния электронной промышленности. Не является исключением и телевидение (ТВ). Такой бурных рост и развитие цифровой техники стал возможным благодаря фундаментальным исследованиям, выполненным отечественными и зарубежными учеными. Вот их далеко не полный перечень: Сифоров В. И., Котельников В. А., Кайзер Д. Ф., Дж. У. Кули, Дж. У. Тьюки, Голд Б., Рэйдер, Оппенгейм А. В., Шафер Р. В., Стокхейм, Рабинер JL, Хемминг Р. В., Новаковский С. В., Шмаков П. В., Кривоше-ев М. И., Хохлов Б. Н., Певзнер Б. М., Цукерман И. И., Хлебородов В. А., Джакония В. Е., Гольденберг JI. М., Шахгильдян В. В., Цыпкин Я. 3., Го-файзен О. В., Гуглин И. Н., Горьев С. А., Птачек М., Гоноровский И. С., Рыжов В. П., Филатов К. В., Галустов Г. Г., Губернаторов О. И., Уткин Г. М., Самойлов В. Ф. и их ученики.

Теория цифровой обработки и формирования сигналов на сегодняшний день разработана достаточно полно [1, 6, 18, 23, 24, 25, 41, 48, 71, 80, 88, 65, 67, 68, 92, 106, 115, 116, 119, 129]. Но, в отличие от других областей электронной промышленности, внедрение цифровых технологий в телевидение шло с некоторой задержкой. Главной причиной этого являлось наличие достаточно хорошо разработанной и проверенной технологии аналогового телевидения, большого парка ТВ приемников стандартных систем [86].

В последнее время значительно возросли требования к точности и стабильности характеристик телевизионного сигнала. Конкуренция со стороны полностью цифрового телевидения, возросшие требования потребителей к качеству изображения поставили в повестку дня вопрос существенного повышения качества формирования телевизионного сигнала стан-

дартных систем [113].

Эти обстоятельства привели к внедрению цифровой технологии в процессы формирования, приема и обработки сигнала [16, 27, 70, 72, 77, 83, 112, 115, 116, 117]. Повышение точности, существенное улучшение стабильности характеристик и их повторяемости, простота сборки, настройки и обслуживания стали основными факторами, способствующими развитию цифровой технологии в стандартных системах телевидения. Наиболее просто и эффективно внедрить новую технику на телевизионных студиях и у производителей телевизионной аппаратуры. Поэтому главной задачей является разработка цифровых кодирующих устройств стандартных систем телевидения.

Разработка цифрового кодера SECAM является сложной научно-технической задачей, так как кодирование цветоразностных сигналов по системе SECAM производится с применением частотной модуляции (4M), низкочастотных и высокочастотных предыскажений [31, 33, 54, 75, 76, 85, 110]. В данной работе используется квадратурный подход к задаче формирования цифровых испытательных телевизионных сигналов. Комплексная обработка, т.е. обработка квадратурных компонент сигнала, широко применяется в локации [17, 56, 61, 65]. Характерной чертой локации является большое (не менее 1000) отношение несущей к ширине спектра модулирующего сигнала. В этом случае применение квадратурной обработки не вызывает трудностей в силу узкополосности сигнала. В то же время вопрос применения квадратурной обработки для формирования телевизионных сигналов цветности не является столь однозначно решенным. Трудность связана с тем, что для сигналов цветности отношение несущей к ширине полосы частот модулирующего сигнала составляет величину порядка трех. В таких условиях квадратурная компонента сигнала не является строго согласованной по Гильберту [46]. Из-за этого при квадратурном формировании возникают погрешности. В связи с этим научная ценность

работы заключается в анализе возможности использования квадратурного алгоритма и оценки погрешности формирования испытательных телевизионных сигналов цветности данным методом. На базе единого квадратурного алгоритма можно создать цифровое мультисистемное кодирующее устройство SECAM / PAL / NTSC. Такой подход позволяет решить основную трудность при непосредственном переходе от аналоговых к цифровым методам формирования сигналов цветности SECAM: необходимости использовать достаточно высокоскоростную элементную базу (тактовая частота не менее 13.5 МГц [28]) и, как следствие, ограниченность номенклатуры, сложности при ремонте и обслуживании.

Опыт локации доказывает, что квадратурное формирование сигналов позволяет перенести обработку на частоту, близкую к нулевой и, таким образом, снизить тактовую частоту. При этом можно перейти на доступную элементную базу, упростить обслуживание и ремонт, выполнить цифровой кодер SECAM на дешевых низкочастотных сверхбольших интегральных схемах (СБИС) существующих технологий (ADSP, FPLD-ПЛИС, FPLS) [12, 118].

Практическая ценность данной работы заключается в возможности создать на отечественной элементной базе цифровое кодирующее устройство, которое гораздо дешевле существующих на сегодняшний день образцов (их цена порядка 15000 $ США) [91]. Использование разработок западных специалистов является достаточно проблематичным, так как они в основном направлены на создание цифровых кодирующих устройств PAL, да и результаты этих работ недоступны в силу коммерческой тайны.

В настоящее время известны два основных метода формирования цифровых тестовых сигналов цветности SECAM: расчет сигнала на электронной вычислительной машине (ЭВМ) [42, 45], с последующим считыванием его из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), и применение кодирующего устройства на основе цифрового частотного модулятора

(ЦЧМ) в виде генератора, управляемого кодом (ГУК) [22, 28, 29]. Оба метода имеют ряд недостатков.

Недостатком первого метода является его ограниченность только формированием заранее известных сигналов. Но он наиболее прост для данной цели. Для его реализации достаточно иметь пакет программ расчета сигнала цветности SECAM.

Второй метод формирования сигнала цветности SECAM позволяет кодировать цветоразностные сигналы в реальном масштабе времени. Главным недостатком является введение высокочастотных предыскажений (ВП) по высокой частоте. В связи с этим все элементы цифрового кодера, расположенные после частотного модулятора, работают на тактовых частотах не ниже 13.5 МГц. Это требует применения достаточно высокоскоростной элементной базы.

Решить техническую задачу перехода на низкоскоростную элементную базу можно применением комплексной обработки сигнала, что является следствием использования метода огибающей [8, 26, 47]. Это возможно в силу того, что сигнал цветности SECAM имеет индекс модуляции меньше единицы, а модулирующие сигналы ограничены по спектру характеристикой фильтра низких частот (ФНЧ), подавление которого на частоте 3.5 МГц составляет не менее 30 дБ [31].

Целью работы является исследование эффективности алгоритма цифрового квадратурного формирования испытательных сигналов цветности SECAM, точности формирования сигналов данным методом. Дополнительно ставится задача анализа алгоритма цифрового формирования тестовых сигналов систем PAL/NTSC, согласованного с разработанным для системы SECAM, и методики объективной проверки систем стандарта MPEG-2. Для достижения поставленных целей проведены следующие исследования и решены задачи:

- разработана методика расчета квадратурных компонент 4M сиг-

налов SECAM;

— предложен квадратурный алгоритм цифровой реализации ВП системы SECAM и алгоритм цифрового квадратурного формирования сигналов цветности систем SECAM / PAL / NTSC;

— выполнен анализ шумов квантования квадратурных компонент 4M сигнала SECAM, результатов промежуточных математических операций в квадратурном фильтре, коэффициентов комплексного фильтра, колебаний предельного цикла и переходных процессов в цифровом комплексном фильтре ВП сигнала цветности, кодированного по системе SECAM;

— получены аналитические выражения для расчета амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и группового времени запаздывания (ГВЗ) комплексного фильтра ВП, статистических характеристик шумов на выходе цифрового кодера, вызванных квантованием квадратурных компонент 4M сигналов SECAM и результатов математических операций;

— в современных программных средах MathCAD 7, MATLAB 5, SIMULINK и MicroCAP V разработаны математические модели устройств, реализующих предложенные алгоритмы; с их помощью проведено моделирование работы квадратурного цифрового кодера SECAM и PAL;

— предложена методика формирования псевдослучайных испытательных сигналов для объективной проверки систем стандарта MPEG-2;

— разработаны рекомендации по формированию сигналов синхронизации и яркости, согласованных с частотами дискретизации испытательных цифровых сигналов цветности.

В работе применены методы линейной алгебры, метод комплексной огибающей, методы анализа цифровых цепей, элементы статистического анализа данных, теории бесконечных рядов, теория устойчивости цифровых фильтров, численные методы решения уравнений, математическое моделирование формульным и функциональными методами.

В диссертационной работе получены следующие научные результаты:

— предложен и проанализирован на точность формирования сигналов квадратурный алгоритм цифровой реализации высокочастотных предыскажений сигнала цветности SECAM, единый алгоритм цифрового формирования испытательных сигналов PAL / SECAM;

— разработаны и исследованы математические модели цифрового комплексного фильтра ВП и кодеров SECAM /PAL в целом (в среде MathCAD 7, SIMULINK, MATLAB);

— получены аналитические выражения для частотных характеристик цифрового комплексного фильтра, статистических характеристик шумов квантования при цифровой квадратурной обработке;

— предложена методика формирования испытательных сигналов объективного контроля работы систем стандарта цифрового телевидения MPEG-2.

Практическая ценность результатов, полученных в работе заключается в следующем:

— разработано программное обеспечение для расчета квадратурных составляющих 4M сигналов цветности SECAM и квадратурного фильтра ВП сигнала цветности SECAM;

— предложена структура единого цифрового квадратурного кодера-формирователя испытательных сигналов цветности SECAM /PAL без применения сумматоров и умножителей;

— даны рекомендации по выбору частот дискретизации и разрядности элементов цифрового комплексного фильтра, числа разрядов представления 4M сигналов SECAM и цветоразностных сигналов PAL;

— разработаны рекомендации по согласованию частот дискретизации сигналов синхронизации, яркости с цифровыми сигналами цветности;

— предложен испытательный сигнал для объективной оценки рабо-

ты систем цифрового телевидения MPEG-2.

Результаты работы нашли применение при разработке цифрового кодера SECAM для «Таганрогской телекомпании» (21-й канал), генератора испытательных ТВ сигналов на каф. ТОР ТРТУ по г/б 6.30.006.3, в учебном процессе на кафедре ТОР ТРТУ.

Перечисленные выше результаты создают основу для создания цифрового мультисистемного формирователя испытательных сигналов, кодированных по системам SECAM, PAL и NTSC на современной доступной элементной базе за счет существенного (в 2-3 раза: с 13.5-18 МГц до 4-6.75 МГц) снижения тактовой частоты работы основных блоков цифрового кодера. Таким образом, за счет меньшей себестоимости элементной базы снижаются затраты на обслуживание и ремонт цифровых кодеров при сохранении высоких технических характеристик цифрового устройства и качественных показателей формируемых сигналов. Выработанные рекомендации по формированию тестовых сигналов MPEG-2 [135] можно использовать при тестировании цифровой аппаратуры формата MPEG-2.

Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

— Вторая всероссийская научная студенческая конференция. Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления. Таганрог, 1994; Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов «Новые информационные технологии. Информационное, программное и аппаратное обеспечение», Таганрог: ТРТУ, 1995; Третья Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», Таганрог: ТРТУ, 1996; 4-я Всероссийская Научная Конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника. Микроэлектроника. Системы связи и управления. 9-10 октября 1997 г.»;

— научно-практических семинарах профессорско-преподавательского состава кафедры Теоретических основ радиотехники Таганрогского государственного радиотехнического университета

1995-1998 годов.

По теме диссертационной работы опубликовано 8 работ.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа содержит 208 е., в том числе 140 с. основного текста с 27 с. рисунков и таблиц, список литературы из 147 наименований на 14 с. и 54 с. приложений.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1) алгоритм цифрового квадратурного формирования испытательных сигналов цветности SECAM и, согласованный с ним, алгоритм цифрового формирования сигналов цветности PAL/NTSC;

2) структура цифрового комплексного фильтра ВП сигналов цветности SECAM; алгоритм и программа расчета частотных характеристик цифрового квадратурного фильтра предыскажений сигнала цветности SECAM, результаты анализа погрешности характеристик цифрового комплексного фильтра относительно соответствующих характеристик стандартного фильтра ВП, статистических характеристик шумов квантования;

3) математические модели и результаты моделирования цифрового комплексного фильтра предыскажений сигнала цветности SECAM и цифровых кодеров SECAM и PAL;

4) методика формирования тестового сигнала объективного контроля работы систем цифрового телевидения MPEG-2.

Во введении обоснована актуальность тематики, сформулированы цели, основные задачи диссертационной работы, приводится краткое содержание диссертации.

Первая глава посвящена сравнительному анализу и выбору направления исследования по формированию сигналов цветности стандартных систем телевидения. Анализ литературных источников показал, что имеется большое число работ по изучению характеристик и алгоритмов цифро-

вого формирования и обработки телевизионных сигналов. В то же время публикаций, посвященных исследованию квадратурного цифрового формирования сигналов цветности SECAM сравнительно мало. Не исследованы вопросы точности формирования телевизионных сигналов и погрешностей квантования коэффициентов, входных сигналов и результатов математических операций при комплексной обработке, работе в условиях изменения несущей частоты и низком отношении несущей к ширине спектра модулирующего сигнала. На основании проведенного анализа делается вывод об актуальности и целесообразности исследований по реализации предыскажений сигнала цветности SECAM на близкой к нулевой частоте.

Вторая глава диссертационной работы посвящена разработке алгоритмов цифрового формирования испытательных сигналов. Дается математическое обоснование квадратурной обработке сигнала цветности SECAM. Получены аналитические выражения для проектирования квадратурного формирователя тестовых сигналов цветности SECAM.

Описаны особенности методики расчета квадратурных компонент 4M сигналов. Разработан алгоритм цифрового квадратурного предыскажения сигнала цветности SECAM. Показано, что соответствующий фильтр является комплексным рекурсивным второго порядка. Приведены варианты реализации алгоритма квадратурного предыскажения. Показано, что при практической реализации наиболее удобным является комплексный фильтр второго порядка с перекрестными связями между синфазным и квадратурным каналами.

Разработан алгоритм цифрового квадратурного модулятора SECAM / PAL без перемножителей и сумматоров. Для объективной проверки параметров кодирования MPEG-2 предложено использовать псевдослучайный сигнал с равномерным распределением коэффициентов дискретного косинусного преобразования, подвергнутых весовой обработке.

В заключение второй главы даны выводы по результатам проведен-

ных исследований.

Третья глава диссертационной работы посвящена анализу ошибок квадратурного формирования цифрового сигнала цветности SECAM и PAL. Приведены расчеты ошибок дискретизации и квантования модулирующих сигналов. Получены результаты расчета сигналов и их погрешности при дискретизации.

Анализируются ошибки, вызванные округлением коэффициентов квадратурного фильтра предыскажений сигнала цветности SECAM, и их влияние на характеристики ГВЗ и АЧХ цифрового квадратурного фильтра предыскажений сигнала цветности SECAM. Проводится оптимизация коэффициентов фильтра и анализируется влияние других параметров, учитываемых при технической реализации и расчете цифрового фильтра. Следующая часть третьей главы посвящена расчету погрешностей, вызванных конечной точностью математических операций, выполняемых в цифровом комплексном фильтре, квантованием квадратурных компонент 4M сигналов цветности SECAM. Получены формулы расчета среднеквадратическо-го отклонения (СКО) шумов квантования результатов умножения и цвето-разностных сигналов. Проведен анализ ошибок квантования квадратурных компонент сигнала PAL. Анализируются шумы квантования значений квадратурных сигналов и их фазы. Приведены формулы расчета СКО.

Последний параграф третьей главы посвящен анализу динамических погрешностей цифрового фильтра, в котором учитывается нелинейность квантования результатов промежуточных математических операций. Исследуется реакция фильтра на резкие изменения сигнала, характерные для телевидения. Оценивается время установления сигнала на выходе фильтра. Исследуются колебания предельного цикла.

Результаты исследований кратко излагаются в выводах.

Четвертая глава диссертационной работы посвящена экспериментальному исследованию цифрового квадратурного формирователя сигнала

цветности SECAM и PAL. Приводится описание особенностей программы, реализующей алгоритм расчета модулирующих цветоразностных сигналов. Даны результаты разработки и анализа математических моделей и принципиальных схем различных блоков формирователей и кодеров в целом. Последний параграф главы посвящен краткому изложению основных результатов, полученных при экспериментальном исследовании кодеров.

В заключении сформулированы основные научные и практические результаты диссертационной работы, которые заключаются в следующем:

1) На основании сравнительного анализа методов цифрового формирования сигналов цветности SECAM и PAL предложено использовать квадратурную обработку. Данный алгоритм позволяет значительно (в 2-3 раза: с 13.5-18 МГц до 4-6.75 МГц) снизить тактовую частоту работы основных узлов кодера SECAM.

2) Разработана программа расчета цифровых модулирующих цветоразностных сигналов и квадратурных компонент частотно-модулированных сигналов SECAM.

3) Разработан алгоритм и структура комплексного фильтра предыскажения сигнала цветности SECAM. Предложено использовать цифровой рекурсивный комплексный фильтр 2-го порядка с перекрестными связями между синфазным и квадратурным каналами.

4) Получены формулы для расчета СКО шумов квантования цветоразностных сигналов и результатов умножения в цифровом квадратурном фильтре предыскажения сигнала цветности SECAM. В результате математического моделирования была доказана эффективность найденных аналитических выражений.

5) Разработан алгоритм квадратурного формирования цифрового сигнала цветности SECAM и PAL без применения сумматоров и умножителей. Предложено использовать четырехфазную выборку поднесущих сигналов цветности.

6) Выработаны рекомендации по формированию испытательных сигналов формата MPEG-2.

7) Разработаны математические модели цифровых квадратурных формирователей испытательных сигналов цветности SECAM и PAL.

8) Разработан пакет программ для расчета и оптимизации параметров комплексных фильтров.

В приложения вынесены описания и тексты разработанных программ, математических моделей, принципиальных схем, испытательных сигналов, стандартных телевизионных систем и алгоритма MPEG-2.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Современное положение дел в телевидении характеризуется бурным развитием интегральной микросхемотехники. Разработано большое количество аналоговых и цифровых мультисистемных кодеров, но к сожалению большинство цифровых кодеров работает по системе PAL / NTSC. Фирма SNELL&WILCOX предлагает мультисистемный цифровой кодер MDE 1000 стоимостью 14800 $ [91], фирма PHILIPS -цифровой кодер PAL/NTSC SAA7199B, SAA7185, аналоговый комплект кодирующего устройства PAL TDA 2005/TDA 2006Т, Analog Devices -кодер PAL/NTSC AD720, Sony-аналоговые кодеры PAL/NTSC СХА 1145 P/M, СХА 1219/1229 P/M, СХА 1645 М [49, 78]. В то же время стоить отметить, что западные производители эти разработки не описывают или описывают только на уровне укрупненных структурных схем. Что касается кодирующих устройств SECAM, то в литературе по телевизионной технике в основном описываются аналоговые кодеры [100, 101, 108, 109]. А цифровые устройства - кодеры SECAM - характеризуются большим объемом и энергопотреблением [101].

1.1. Аналоговое формирование сигнала SECAM

Рассмотрим методы формирования сигналов цветности SECAM (Приложение 1). Основным узлом кодера SECAM, во многом определяющим его структуру и основные параметры, является частотный модулятор. Его реализация и характеристики влияют как на точность получаемого сигнала цветности SECAM, так и на структуру других блоков формирователя сигнала цветности.

В настоящее время наиболее часто для формирования сигнала цвет-

ности SECAM используется аналого-цифровой кодер. Алгоритм его работы основан на использовании системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), которая синхронизируется по сигналу опорного высокоточного (кварцевого) генератора [21, 64, 87, 103]. Данный метод относится к классу активных методов синтеза частот (непрямой синтез [104]). Под системами активного синтеза частот [81, 122] понимают системы, в которых фильтрация колебания синтезируемой частоты осуществляется с помощью активного фильтра в виде кольца фазовой автоподстройки частоты или компенсационного кольца. Они позволяют получить при непрерывном регулировании выходное аналоговое колебание высокой стабильности с низким уровнем побочного излучения.

Отличительной особенностью телевизионных систем ФАПЧ является их работа в импульсном режиме. Выработка корректирующего сигнала обычно осуществляется в короткий период гашения сигнала цветности по строке (7.1 мкс). В строчном интервале формирования сигнала цветности (64-7.1=56.9 мкс) коррекция не осуществляется и точность формирования 4M сигнала обеспечивается только аналоговым частотным модулятором, кратковременная нестабильность которого ¿>10"3-10"4 [37, 104]. Для практически реального случая нестабильности <5=10"3 и наивысшей частоты 4756 кГц абсолютное отклонение частоты для сигнала SECAM составляет

Sf=10"3 -4.756=4.756 кГц.

Данная величина значительно больше допуска 2 кГц, принятого в системе SECAM. Приемлемая точность обеспечивается при нестабильности не более 2 / 4756=4.21-10 . Данное значение можно достичь только при стабилизации питания генератора, использовании высокостабильных дискретных элементов (нестабильность и разброс параметров стандартной

аналоговой элементной базы порядка 10"2-10"3 [55, 89, 97]), компенсации температурных изменений параметров схемы [104].

Рассмотрим структуры формирователей 4M сигналов. Частотный модулятор кодера SECAM с ФАПЧ, показан на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Частотный модулятор SECAM на основе петли ФАПЧ Здесь

sm - модулирующий цветоразностный сигнал; sFM - результирующий 4M сигнал; fn - сигнал опорной частоты.

Показанная структура является общей (в целях простоты не показана стробирующая часть схемы). Существуют варианты как с постоянной опорной частотой, так и с переключаемым от строки к строке сигналом f

(разные частоты для последовательных телевизионных строк). Сравнение частот в фазовом детекторе (ФД) может происходить как на частоте формируемого сигнала (рис. 1.1), так и на удвоенной строчной частоте 31.250 кГц при использовании дополнительных цифровых делителей тактовой частоты и частоты формируемого колебания, или делителя с пере-

менным коэффициентом деления (ДПКД, переключение коэффициента пересчета происходит с частотой fcj 2, где /¡,=15.625 кГц).

Общим для всех данных устройств является применение аналоговых генераторов частотной модуляции (ГЧМ) различной конструкции (мультивибратор на цифровых триггерах с управляемой цепью обратной связи, частотный модулятор с варикапом и т.д.), ФД и фильтра низких частот (ФНЧ). В данном алгоритме ФАПЧ применяется только для коррекции и фиксации в пределах одной телевизионной строки уровня модулирующего сигнала, соответствующего частоте поднесущей цветности. Возможны различные варианты реализации данного алгоритма: с одним или двумя элементами памяти (фиксации), с различным количеством ГЧМ [87] и комбинацией приведенных выше вариантов. Но общим для всех реализаций является то, что такой метод формирования сигнала цветности не позволяет получить высокую точность частот, соответствующих различным цветам, из-за нестабильности характеристик аналоговых частотных модуляторов (см. выше).

Из теории синтеза частот [4, 37, 104, 121, 122] известно, что использование петли ФАПЧ имеет ряд недостатков, а именно:

— инерционность работы аналоговых частотных модуляторов;

— наличие аналоговых элементов, нестабильных во времени, параметры которых зависят от температуры и других внешних факторов.

Инерционность аналоговых частотных модуляторов при формировании сигнала цветности SECAM является причиной дополнительной задержки, вносимой кодирующим устройством. Ее причиной является схемотехника ГЧМ. Для цветоразностного модулирующего сигнала ГЧМ является ФНЧ с граничной частотой порядка /^=1500 кГц, что приводит к

задержке равной

0.45 0.45 ^ г «-=-=0.3 мкс.

гр

Следовательно, для совмещения сигналов яркости и цветности требуется применение в канале яркостного сигнала элементов задержки с большим т (порядка 0.6-0.7 мкс с учетом всех задержек при формировании сигнала цветности против 0.3 мкс в системе PAL).

При использовании ФАПЧ на выходе формируется аналоговый сигнал, что требует применение аналоговой схемы ВП [87, 109], не обеспечивающей достаточно высокой точности формирования сигнала цветности SECAM. Для режекторного фильтра предыскажения сигнала цветности SECAM только узкий диапазон добротности контура 15.85-16.05 обеспечивает неравномерность сквозной характеристики ГВЗ фильтра высокочастотных предыскажений - коррекции ВП в пределах 16.5 не [109]. При отклонении добротности контура от приведенных значений ошибка быстро достигает 100 не. Ясно, что получение такой точности (с учетом долговременного дрейфа параметров элементов) в аналоговых цепях является достаточно сложной задачей.

Следствием изложенных выше причин является то, что параметры сигнала цветности SECAM, сформированного методом ФАПЧ, зависят от точности настройки и характеристик применяемой элементной базы. В силу разброса параметров элементной базы и объективной невозможности получения идентичных настроек повторяемость характеристик формирования сигнала цветности SECAM отсутствует (она возможна только в некотором довольно широком диапазоне и при использовании специального дорогостоящего оборудования для настройки и проверки параметров кодирующего устройства). Аналоговый принцип работы приводит к нестабильности параметров формируемых сигналов за счет дрейфа характеристик аналоговых элементов. Данный недостаток приводит к необходимости постоянного контроля и подстройки характеристик кодера при его экс-

плуатации, что требует дополнительных материальных и трудовых затрат. Аналогично, кодер с ФАПЧ сложен в настройке при изготовлении. Для его производства и настройки требуется высококвалифицированный персонал и специальное оборудование.

Существуют варианты использования частотных детекторов при формировании сигналов цветности SECAM [101]. Структурная схема, соответствующая данному методу, приведена на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Структурная схема системы автоподстройки частоты Здесь

КОМ - коммутатор, ЧД - частотный детектор, ФЦ - фиксирующая цепь, ИК - импульс коммутации, ИФ - импульс фиксации, У - усилитель, ЧМ - частотный модулятор,

foв -частоты поднесущих цветности «красной» и «синей» строк соответственно (см. Приложение 1), Ок, Вв - цветоразностные сигналы «красной» и «синей» строк соответственно,

fc=15.625 кГц - частота строк.

На частотный модулятор поступают чередующиеся с частотой fc/2=15.625 /2=7.8125 кГц сигналы «красной» и «синей» строк (для простоты не показан штрих, который соответствует гамма-коррекции). На частотные детекторы через коммутатор подаются сигналы, состоящие из чередующихся немодулированной поднесущей с выхода 4M (длительность 12-7.1=4.9 мкс) и опорного колебания соответствующего сигнала цветности (64-4.9=59.1 мкс). При неравенстве частот вырабатывается сигнал ошибки, который затем поступает на частотный модулятор (сигнал «красной» строки) или суммируется с модулирующим сигналом «синей» строки. Фиксирующая цепь служит для «стробирования» регулирующего сигнала после окончания его установления и поддержания сигнала коррекции до следующего интервала измерения.

Данный метод относится к активным методам синтеза и имеет те же недостатки по точности и стабильности формирования сигналов, что и стандартный метод с применением ФАПЧ. Он применяется в малогабаритных телевизионных журналистских комплексах [101].

Помимо описанного метода формирования 4M сигнала SECAM известен способ формирования сетки частот на основе устройств ФАПЧ. Этот алгоритм также относится к активному методу синтеза. Он позволяет формировать сигналы, соответствующие площадкам различных цветов, с высокой точностью и стабильностью. Его главным недостатком является инерционность [69]. При требованиях к шагу сетки частот 4 кГц (точность на формирование ± 2 кГц) время установления частоты составляет при самых оптимистических оценках 250 мкс (частота сравнения равна шагу сетки частот, следовательно для нахождения постоянной составляющей сигнала необходим временной интервал как минимум равный 1 / 4 кГц=250 мкс), что значительно больше длительности переходов цве-

торазностных сигналов, равной 0.3 мкс (полоса частот 1500 кГц, следовательно длительность равна t(p = 0.45/1.5=0.3 мкс).

Таким образом, устройства активного синтеза сетки частот можно также исключить из рассмотрения.

1.2. Формирование цифрового сигнала SECAM методом накопителя фазы

Как было показано выше при формировании 4M сигналов SECAM активные методы синтеза требуют дополнительных эксплуатационных расходов или не удовлетворяют требованиям по качеству формирования сигналов цветности. Поэтому в телевидении часто используют системы пассивного синтеза, в которых фильтрация колебания синтезируемой частоты осуществляется без применения кольца фазовой автоподстройки частоты или кольца компенсации [81, 122].

Устройства пассивного синтеза работают по следующему принципу. В качестве тактового эталона используются временные интервалы более высокой частоты, чем формируемая. При этом можно выделить два метода: прямое формирование необходимой частоты делением опорной и использование тактовой частоты для определения фазы синтезируемого колебания. Прямой синтез отличается простотой реализации устройства, но имеет один существенный недостаток: высокую тактовую частоту (она должна быть кратна формируемым). Для анализируемого случая сигнала цветности SECAM, т.е. некратных частот из диапазона 3900 - 4756 кГц с шагом 4 кГц (принята точность формирования частоты ±2 кГц [31]), необходима тактовая частота порядка 109 кГц, что неприемлемо с по технологическим причинам. Исходя из вышеизложенного для формирования сигнала цветности SECAM выбирают устройства с вычислением фазы синтезируемого синусоидального колебания через равные интервалы времени,

т.е. на методе равномерной дискретизации формируемого сигнала [56, 102].

4M сигнал SECAM до ВЧ коррекции определяется с точностью до постоянного множителя формулой [42]

t

SFM (О = Sin(% +b<D-\Бт(т)<1т + фнУ (1.1)

где

£У0 - поднесущая частота сигнала цветности; А со - девиация частоты;

§ {{) ~ модулирующий сигнал (с учетом низкочастотных предыскажений (НП), ограничения и фильтрации); фн -начальная фаза несущего колебания в текущей строке (инвертирование согласно требованиям ГОСТ [31] ).

Заменяя в (1.1) 0)^ на 0, а А со ¡я {т)ётл-фн на Ф получим

о 122

алгоритм простейшего частотного модулятора. Его реализация представлена на рис. 1.3 [107].

0

2 SIN(0 +ф )

\ 1 SIN

) *

1

Рис. 1.3. Простейший цифровой 4M

В данной схеме суммирование дискретных отсчетов 0 и Ф в блоке 1 осуществляется по модулю 2ж [107]. Код синусоиды формируется ПЗУ 2. Несмотря на простоту структуры устройства у него есть ряд существенных недостатков: все блоки работают на высокой частоте (при 3-4-х выборках на период [10] частота составляет не менее 13500 кГц), требуется использования ПЗУ «sin» и фильтра ВП после него с тактовой частотой не менее 13500 кГц.

Развитием простейшего метода реализации цифровой частотной модуляции является применение ГУК или, другое название, накапливающего сумматора [22, 99, 130, 133, 136, 145]. Он выполняет вычисление фазы ЧМ сигнала без выделения фазы несущего колебания. Накапливающий сумматор работает в режиме переполнения [29]. Структура данного алгоритма показана на рис. 1.4.

Рис. 1.4. ЧМГ на основе накапливающего сумматора

Данное устройство работает следующим образом [22, 29]. На вход первого сумматора подаются два цифровых сигнала: модулирующий и и

постоянный Р. Результат операции передается на вход Е2 > где он суммируется с задержанным в регистре DTна один такт опорной частоты ^кодом с выхода ZJ?. Таким образом, два сумматора и регистр задержки образуют накопитель фазы результирующего сигнала. За счет переполнения во втором сумматоре на его выходе формируется код пилообразного напряжения. Частота этого сигнала зависит от тактовой частоты F и числа на выходе первого сумматора. Таким образом, при изменении кода ¿/осуществляется частотная модуляция. Кодом Р устанавливается значение начальной частоты пилообразного напряжения. Для его преобразования в синусоиду используется ПЗУ. Код 4M сигнала далее поступает на цифровой фильтр ВЧ-предыскажений.

Частота выходного сигнала генератора определяется по формуле [29, 88, 109]:

f = fP + UJ{q> (1-2)

где

Р- код несущей частоты;

U- код модулирующего сигнала;

F— тактовая частота;

q- двоичная разрядность второго сумматора.

Главным достоинством приведенной схемы является использование для формирования 4M колебания непосредственно модулирующего сигнала. Количество отсчетов модулирующего сигнала в интервале телевизионной строки определяется шириной спектра модулирующего сигнала, которая составляет 1500 кГц (частота дискретизации не менее 3000 кГц). Следовательно в данном устройстве наиболее сложным узлом является второй сумматор. Он должен работать на тактовой частоте F, которая определяет частоту дискретизации сигнала цветности SECAM (не менее

4756*2=9151.2 кГц).

Данный алгоритм был применен при разработке кодера SECAM С. А. Горьевым [28, 29, 30]. При этом были использованы следующие параметры ЧМГ для формирования сигнала цветности SECAM (1.2): /43500 кГц; q=9.

В указанных выше работах для высокочастотных предыскажений применен цифровой рекурсивный фильтр 2-го порядка с тактовой частотой 13500 кГц. Данный фильтр обеспечивает неравномерность по групповому времени запаздывания 0.005 мкс и значение остаточной амплитудной модуляции не более 1 % [84].

Таким образом, в описываемом устройстве реализованы основные преимущества цифровой технологии [86]:

- возможность широкого применения электронных запоминающих устройств, причем качество цифровых сигналов почти не зависит от времени их хранения;

- отношение сигнал-шум практически не зависит от числа выполняемых с цифровыми ТВ сигналами операций;

- выходной сигнал цифровых телевизионных трактов не зависит от стабильности их коэффициентов усиления;

- в значительно меньшей степени проявляются нелинейные искажения;

- возможность применения методов электронно-вычислительной техники при кодировании, преобразовании и анализе телевизионного изображения, а также введения предыскажений с целью улучшения качества изображения.

Кодер, выполненный по данному алгоритму лишен недостатков, свойственных аналоговым образцам. Его достоинством является высокая стабильность параметров, точность характеристик и их повторяемость, простота изготовления и настройки.

В то же время стоить обратить внимание на ряд недостатков, возникших в результате применения накопителя фазы для формирования 4M сигнала SECAM. Это в первую очередь применение достаточно высокоскоростных (13500 кГц) микросхем. В описываемой разработке - это серия ЭСЛ. Данное обстоятельство приводит к большому энергопотреблению (порядка 150 Вт для кодера SECAM), необходимости применения сложных источников питания на несколько напряжений, ограниченности номенклатуры элементной базы.

Использование высокоскоростных микросхем связано с выполнением предыскажений сигнала цветности SECAM на частоте сигнала цветности (3900 - 4756 кГц), так как частотная модуляция выполняется накапливающим сумматором. Помимо этого, для формирования синусоиды 4M сигнала используется достаточно высокочастотное ПЗУ (/7-=13500 кГц).

Стоить отметить, что в настоящее время разработаны микросхемы, позволяющие отказаться от использования ЭСЛ логики для формирования сигналов цветности SECAM [13, 52, 123] и, таким образом, преодолеть ряд недостатков. Но в то же время не исчезает необходимость применения высокоскоростного ПЗУ (не ниже 13500 кГц). Существуют и трудности с реализацией алгоритма формирования сигналов цветности SECAM методом накопителя фазы на современных доступных, дешевых, низкоскоростных СБИС, ADSP и микропроцессорах.

Для решения данных технических задач в работе предлагает выполнять предыскажение сигнала цветности SECAM на низкой (близкой к нулю) частоте [144]. В связи с этим ниже формулируются задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели:

- разработка методики расчета квадратурных 4M сигналов SECAM;

- разработка алгоритма цифровой квадратурной фильтрации (В4

предыскажения) сигнала SECAM;

— разработка алгоритма цифрового квадратурного формирования сигнала цветности SECAM;

— разработка математической модели цифрового кодера-формирователя тестовых сигналов цветности SECAM.

1.3. Формирование сигналов синхронизации и яркости

Качество телевизионного изображения в значительной мере определяется параметрами синхронизирующего сигнала. Поэтому в современных телевизионных студиях используются устройства, восстанавливающие или генерирующие сигнал синхронизации. При производстве, настройке и обслуживании видео и телевизионной аппаратуры требуются генераторы испытательных сигналов - синтезаторы телевизионных сигналов [82]. В данном подразделе рассматриваются следующие вопросы: выбор опорной частоты цифрового синтезатора, элементная база; применение компьютерной техники для формирования телевизионных сигналов.

Ключевым вопросом при разработке синтезатора является выбор тактовой частоты. Первоначально использовались задающие генераторы удвоенной строчной частоты - 31.250 кГц, что обеспечивает жесткую связь некратных между собой частот строк 15.625 кГц и полей 0.050 кГц [51]. Необходимая номенклатура сигналов генерировалась с помощью ждущих мультивибраторов.

Появление цветного телевидения привело к изменению структуры синтезатора [38, 39, 141, 142]. Он стал состоять из задающего генератора и формирующего устройства на логических интегральных микросхемах (ИМС). Опорными сигналами для всех импульсов, вырабатываемых син-хрогенератором, являлись сигналы задающего генератора цветовой подне-сущей [98]. Этим был реализован дискретный метод формирования теле-

визионного сигнала, при котором длительность импульсов кратна периоду следования тактовых сигналов, а максимальная ошибка равна половине периода. В таких системах удалось получить высокую точность и временную стабильность формируемых сигналов, которая определяется стабильностью задающего генератора. В настоящее время дискретный метод формирования ТВ сигналов повсеместно признан и широко используется.

Тактовая частота современных синтезаторов должна удовлетворять ряду требований:

- возможность формирования сигналов в соответствии с требованиями ТВ стандартов;

- кратность частоте строк для обеспечения синхронности работы устройства;

- возможность формирования изображений с требуемой геометрической точностью;

- использование достаточно низкой частоты для уменьшения аппаратных затрат и возможности применения КМОП ИМС, что позволяет существенно снизить энергопотребление;

- при использовании синтезатора в составе цифрового формирователя тестовых сигналов SECAM / PAL / NTSC необходимо согласование тактовых частот кодирующего устройства и синтезатора.

Некоторые из перечисленных выше требований противоречат друг

другу.

В соответствии с ГОСТ 7845-92 [31] ряд сигналов необходимо формировать с точностью ±0.100 мкс. Можно показать, что при тактовой частоте не менее 5000 кГц данное требование выполняется. На практике используются и более низкие частоты, т.к. не все сигналы требуется формировать с такой высокой точностью. Достаточно часто применяется частота 2125 кГц, что объясняется простотой построения счетчика для получения частоты строк и согласованием с поднесущей кодера SECAM. Из-

вестны устройства с тактовой частотой 1312.5 кГц [66]. В системах с цифровой обработкой сигналов применяется генератор стандартной частоты 13500 кГц.

От выбора тактовой частоты зависят геометрические искажения формирования испытательных таблиц. Для шахматного поля 16x12 при частоте 4250 кГц ошибка не превышает 1.4%:

где

round- функция округления; abs- модуль.

Если необходимо обеспечить более высокую точность, то увеличивают тактовую частоту. При частоте 7375 кГц [40] ошибка составляет

Элементная база синтезаторов телевизионных сигналов зависит от рабочих частот и способа формирования требуемых импульсов. Обычно используются микросхемы ТТЛШ и КМОП. В последнее время внедряются ИМС НСМ08-логики [123].

Основным блоком синтезатора является формирователь импульсов. Он часто выполняется на дискретных цифровых ИМС. Недостатком такого решения является большое число микросхем (до нескольких десятков). Возможность существенного упрощения обеспечивается матричными устройствами. При этом основой формирователя являются программируемые логические матрицы (ПЛМ) или другие устройства памяти. Применение ПЗУ предпочтительнее, так как системы на их основе гибче других, требуют меньших затрат на разработку, допускают перепрограммирование.

Решительным шагом в снижении аппаратных затрат и миниатюризации устройства стала разработка специализированных микросхем. Оте-

52/16=3.25 мкс, лнам(3.25*4.250)=14 тактов,

3.25

V

у

0.13 %.

чественная ИМС КА1001ИК1 формирует полный стандартный синхронизирующий сигнал; сигналы синхронизации, гашения и управления кодирующим устройством. Входным сигналом ИМС является колебание частоты 2125 кГц. Данная микросхема является логическим автоматом с фиксированным набором функций.

Самым современным методом формирования телевизионных сигналов является использование ЭВМ. В этом случае число и вид формируемых изображений неограниченны. Практически во всех случаях приходится решать ряд задач, связанных с отклонениями параметров сигналов, формируемых ЭВМ, от требований телевизионного стандарта: прогрессивное сканирование растра, отсутствие стандартного синхронизирующего сигнала.

Преобразование стандарта разложения осуществляется двумя методами: аппаратным и программным. Характерным признаком первого метода является необходимость использования дополнительной видео платы ( AVERKEY, VGA AVerPRO, HQO PRO и др.) и/или адаптера [43, 140]. Работа адаптера происходит по следующей схеме: выходные R, G, В сигналы оцифровываются и запоминаются, далее они подвергаются обработке, затем данные считываются в соответствии с новым форматом и преобразуются в аналоговую форму или используются для получения видеосигнала систем NTSC или/и PAL. Таким образом, происходит несколько преобразований исходного изображения, что ухудшает качество.

Программный метод позволяет исключить большое число промежуточных операций: обрабатываются данные, хранящиеся в памяти компьютера, а выходные сигналы имеют необходимый формат. Недостатком является то, что можно сформировать только R,G,B сигналы. Для получения видеосигнала необходим кодер.

Ни один из описанных выше методов не позволяет получить стандартный синхронизирующий сигнал. Поэтому он формируется аппаратно

(описано выше), но используется перестраиваемый задающий генератор, синхронизируемый системой ФАПЧ с опорными сигналами ЭВМ.

1.4. Результаты анализа существующих методов формирования сигналов цветного телевидения

1.4.1. Анализ существующих методов формирования сигналов цветности показал, что применение аналоговых ГЧМ не позволяет получить достаточно высокую стабильность характеристик формирования сигнала цветности SECAM. Оно требует больших затрат при производстве и эксплуатации оборудования. Это связано с нестабильностью основных функциональных блоков кодера (например, нестабильность ГЧМ 10"3-10"4), возникающую из-за нестабильности и разброса параметров применяемой аналоговой элементной базы порядка 10"2-10"3 [55, 89, 97]. Таким образом, применение аналоговых методов активного синтеза сигнала цветности SECAM не обеспечивает требований, предъявляемых к современным системам формирования телевизионных сигналов.

1.4.2. Исследование известных методов цифрового формирования сигналов цветности SECAM показало, что применение цифрового накопителя фазы для пассивного синтеза позволяет получить, по сравнению с аналоговыми методами формирования, высокое качество и стабильность характеристик, простоту обслуживания и производства [29, 52]. В то же время и данный метод не лишен недостатков. Основным является достаточно высокая тактовая частота работы большинства узлов кодера (порядка 13500 кГц) и, следовательно, трудности при разработке кодера на доступных низкочастотных, дешевых современных СБИС, ADSP и процессорах.

1.4.3. Помимо стандарта SECAM в настоящее время в России широко используется телевизионный стандарт передачи сигнала цветности

PAL. Разработка алгоритма квадратурного цифрового формирования сигнала PAL является второй целью данной работы. В связи с этим формулируются следующие задачи: разработка алгоритма цифрового формирования тестовых сигналов PAL, разработка математической модели цифрового кодера-формирователя тестовых сигналов PAL.

1.4.4. Современное развитие телевизионной техники идет по пути разработки и внедрения полностью цифровых технологий формирования и передачи сигнала по стандартным каналам телевидения. На настоящий момент принят стандарт MPEG-2. В связи с этим в работе рассматриваются вопросы разработки и формирования тестовых сигналов новейшей цифровой системы телевидения MPEG-2. Кажется достаточно очевидным, что будущее за полностью цифровым телевидением. В то же время нельзя забывать о том, что переходный период от аналогового к цифровому телевидению требует достаточно большого времени (в США на это отводится порядка 10-15 лет), резервы стандартного телевидения еще не исчерпаны полностью, большой объем имеющихся записей систем PAL / SECAM / NTSC, огромный парк ТВ приемников можно и нужно использовать. Таким образом, работы по усовершенствованию аналоговых систем путем внедрения цифровых методов формирования сигналов цветности являются актуальными. В то же время необходимо учитывать тенденции в развитии техники, что и сделано в работе при анализе формата цифрового телевидения MPEG-2.

1.4.5. Применение квадратурного формирования сигнала цветности SECAM и его обработки в комплексном фильтре позволяют при сохранении достоинств цифровой реализации формирования сигналов существенно снизить тактовую частоту работы основных узлов кодера SECAM и, таким образом, применить широко распространенную дешевую элементную базу. Ряд результатов, полученных при разработке квадратурного формирователя тестовых сигналов цветности SECAM, можно применить для

формирования сигнала цветности PAL. Методику анализа, расчета и моделирования цифровых сигналов стандартных телевизионных систем возможно использовать при разработке алгоритма формирования тестовых сигналов новейшей цифровой системы телевидения MPEG-2.

1.4.6. Разработка полностью цифрового формирователя испытательных сигналов стандартных систем телевидения требует согласования частот дискретизации сигналов цветности, яркости и синхронизации. Выбор тактовой частоты синтезатора тестовых сигналов и синхронизирующих импульсов ограничен требуемой точностью формирования сигналов. В связи с этим в комплексных системах формирования тестовых сигналов решение о выборе частоты дискретизации сигналов цветности необходимо согласовывать с требованиями на точность результирующих сигналов синхронизации и яркости.

2. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ЦИФРОВОГО

ФОРМИРОВАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ

Существует достаточно большое число испытательных телевизионных сигналов [Приложение 2]. Среди них основными для визуальной проверки являются сигналы вертикальных цветных полос. При этом подразумевается, что так как тестовые сигналы известны априори, то они могут быть рассчитаны и поданы для кодирования в реальном устройстве из ПЗУ или ЭВМ. Таким образом переход от одного испытательного сигнала к другому не представляет трудностей.

2.1. Алгоритм квадратурного формирования сигнала цветности SECAM

2.1.1. Рассмотрим алгоритм предыскажения сигнала цветности SECAM. Основная идея алгоритма — перенос на нулевую (или близкую к нулю) частоту характеристики режекторного фильтра ВЧ коррекции [144]. При этом обработка реального высокочастотного сигнала цветности трансформируется в низкочастотную обработку комплексного сигнала.

4M сигнал SECAM определяется выражением (1.1). Перейдя к аналитическому сигналу, а затем к комплексной огибающей [47] относительно несущей сон (эта процедура соответствует переносу спектра на сон вниз по оси частот), получим:

zFM (0 = ехр(тФ(0) = соз(Ф(0) + j8И1(Ф(0) = * (О + js(t\ (2.1)

где

t

Ф(^) = (а)0 - coH)t + А а) • \sm{r)dr - фаза, несущая информа-

0

цию (принято, что Фъ определяет только инвертирование фазы несущей SECAM согласно требованиям стандарта и, следовательно, может быть учтено в знаке сигнала; это возможно, так как начальная фаза сигнала SECAM не задается ГОСТом [31]);

s (t), s (t) -действительная и мнимая части комплексной

с s

огибающей, сопряженные по Гильберту [88].

Выражение (2.1) не является строгим, так как не выполняются все условия преобразования Гильберта (малый - равный трем - «коэффициент узкополосности»). Таким образом, применимость квадратурного формирования для телевизионных сигналов системы SECAM является гипотезой, которая проверяется при дальнейших исследованиях.

Для получения алгоритма квадратурной обработки сигнала SECAM рассмотрим сигнал на выходе фильтра ВП. Он может быть представлен с точностью до постоянного множителя обратным преобразованием Фурье:

+ оо

(о = \S{jco)K{jco) exp {jcot)d(D, (2.2)

— оо

где

S(Ja)) - спектральная плотность сигнала на входе фильтра;

К (ja))-передаточная функция фильтра ВЧ - предыскажений.

Перейдем к аналитическому представлению частотных характеристик и заменим О) = б) я + Q. Тогда имеем аналитический сигнал

+ 00 -С0Н

ЫО = \SA{j{coH + Q)}KA{j(coH +0)}ехр{у'(£Уя +й)}сП, 0-сон

где

^-аналитическая спектральная плотность сигнала на входе фильтра;

КА- аналитическая передаточная функция фильтра ВП.

Учтем, что сон - константа, а спектр цветоразностного сигнала ограничен частотой 1500 кГц (согласно ГОСТ [31] АЧХ фильтра нижних частот цветоразностных сигналов имеет уровень -3 дБ на частоте 1500 кГц и -30 дБ на 3500 кГц, а индекс модуляции меньше единицы). Таким образом, если со/-/>3500 кГц, то предел интегрирования -сон можно с некоторой погрешностью заменить на -оо, и получить соответствующее (2.2) выражение аналитического сигнала:

+ 00

*2(г)«ехр(./0>я0 (2.3)

— 00

где

Q = со - со н;

SA(fil), KA{jü) -комплексные частотные характеристики сигнала и фильтра ВП соответственно, полученные смещением аналитических частотных характеристик на со/у вниз по оси частот.

Из формул (2.1) и (2.3) следует, что ВП можно осуществить на низкой частоте с последующим переносом на частоту несущей SECAM путем

умножения на exp(jcoHt). Реальный сигнал получается, как известно, при выделении действительной части выражения (2.3):

s2(t)= Re{[cos(

+ 00

— оо

(2-4)

+ оо v '

= cos( coHt) • \{KC (Q)-5C {ß)-Ks {Cl)'Ss (Q)}-exp( jQ. t)-dQ-

— oo

+ oo

-sin(0)Ht)- ¡{Ks(Q)-Sc(ü)+Kc(QySs(Q)}-exp(jütydQ

-00

где индекс "С" обозначает действительную, а "S" - мнимую части комплексных частотных характеристик.

В выражении (2.4) обозначения 5^(0) и — спектраль-

ные характеристики функций модулирующего сигнала, сопряженные по Гильберту. Это позволяет однозначно сформировать требуемый сигнал [46]. Формуле (2.4) соответствует структура квадратурного ВП, представленная на рис. 2.1. Здесь и далее в целях простоты не показан синтезирующий аналоговый фильтр на выходе формирователя (выход ЦАП).

Для получения аналитических выражений Кс и Ks преобразуем выражение для стандартной частотной характеристики фильтра ВЧ предыскажений SECAM [31,84]

„ 1 + jmv = (2.5)

1 + jwv

где

#f= 16; w=1.26;

к = ///0-/0//, причем /0 =4286 кГц.

Рис. 2.1. Квадратурный фильтр ВЧ-предыскажений SECAM

Произведем подстановки:

_ сон + П

Заключение диссертации по теме «Радиотехнические и телевизионные системы и устройства», Чечелев, Сергей Владимирович

4.4. Выводы

4.4.1. Разработана методика и программа расчета цветоразностных сигналов, квадратурных компонент 4M сигналов и сигналов цветности SECAM различной насыщенности. Для учета частотных характеристик применено БПФ. При расчетах погрешность была принята равной не более 1 %. Результирующие сигналы затем были использованы при моделировании работы кодирующих устройств SECAM и PAL. Полученную программу можно использовать для расчета карты программирования ПЗУ при создании цифровых формирователей испытательных сигналов цветности.

4.4.2. В среде SIMULINK2 был реализован цифровой комплексный фильтр предыскажений сигнала цветности SECAM, квадратурный цифровой модулятор и декодер сигналов цветности SECAM и PAL. Модели тестировались на точность формирования сигналов цветности. При выполнении требований Рекомендации 601МККР значение СКО шумов цифрового квадратурного формирования сигнала цветности SECAM в интервале площадок цветового тона достигает -54 дБ. Общая погрешность сигнала в активном интервале строки менее 2 %. Таким образом моделирование подтвердило правильность теоретических выводов и разработанных алгоритмов цифрового квадратурного формирования сигналов цветности.

4.4.3. Моделирование квантования квадратурных сигналов и результатов математических операций в среде SIMULINK 2 доказало правильность аналитических выражений расчета статистических характеристик этих эффектов. Погрешность результатов моделирования относительно рассчитанных значений составляет менее 1.5 дБ. Таким образом, показана пригодность полученных аналитических выражений для инженерной оценки требуемого числа разрядов квантования модулирующих сигналов и промежуточных операций в цифровом комплексном фильтре предыскажений сигнала цветности SECAM.

4.4.4. Анализ колебаний предельного цикла в цифровом квадратурном фильтре предыскажений сигнала цветности SECAM показал, что их уровень при 11 разрядах регистров перемножителей составляет -56 дБ. ОСШ линейно зависит от числа разрядов квантования результатов умножения в фильтре с крутизной 6 дБ/разряд.

4.4.5. Рассмотрена модель и разработана схема принципиальная электрическая цифрового формирователя сигнала цветности PAL. Получено выражение для синтезирующего фильтра сигнала цветности PAL. Моделирование подтвердило правильность разработанного алгоритма цифрового кодирования по системе PAL.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чечелев, Сергей Владимирович, 0 год

ЛИТЕРАТУРА

1. А. с. 1078348 (СССР) Цифровой анализатор спектра / ТРТИ: Авт. изобрет. Литюк В. И., Литюк Т. А. -Заявл. 24.12.82, № 3528730 / 18-21, опубл. в Б. И, 1984, № 9, с. 152.

2. А. с. 430365 (СССР). Генератор случайный чисел / ТРТИ; Авт. изобрет.: Л. Т. Тотаев, Г. Г. Галустов, Э. М. Литовченко, Э. М. Колесников, П. А. Гадяцкий, Ю. П. Дорошев, А. П. Литовченко. -Заявл. 09.01.73 № 1890986/18-24; G 06 f 1/02. -Опубл. в Б. И., 1974, №20, с. 119.

3. Агиевич С. Н., Батенков А. А., Глушанков Е. И. и др. Новые методы эффективного кодирования изображений для передачи по системам связи. - Электросвязь. - 1995. - № 8. - с. 26-28.

4. Акимов В. Н., Белостина Л. Н., Белых В. Н. и др. Системы фазовой синхронизации. Под ред. В. В. Шагильдяна, Л. Н. Белостиной. -М.: Радио и связь, 1982. - 289 с.

5. Ансон Л., Барнсли М. Фрактальное сжатие изображений. - Мир ПК. -1992.-№4.-с. 52-58.

6. Атоныо А. Цифровые фильтры: анализ и проектирование. - 1983320 с.

7. Ахмед Н., Pao К. Р. Ортогональные преобразования при обработке цифровых сигналов. Пер. с англ. Т. Э. Кренкеля. Под ред. И. Б. Фоменко. - М.: Связь, 1980. - 248 с.

8. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. -М.: Высш. шк., 1988.-448 с.

9. Баскир И. Н., Людмирский И. Л. Синхронизация в телевизорах. -М.: Связь, 1974. - 160 с.

10. Безруков В. Н., Плешивцев В. А., Нгуен Т. Б. О выборе параметров дискретизации ТВ сигнала. - Техника кино и телевидения. - 1994. -№4.-с. 33-36.

11. Бенжамин Р. Последние достижения в технике генерирования и обработки радиолокационных сигналов. - Зарубежная радиоэлектроника. - 1965.-№ 7.

12. Бибило П. Н., Трешко Д. М. Автоматизация проектирования цифровых устройств на базе ПЛИС. - Зарубежная радиоэлектроника. -

1997.-№5.-с. 58-70.

13. Бирюков С. А. Применение интегральных микросхем серий ТТЛ. -М.: «Патриот», МП «Символ-Р», «Радио», 1992. - 120 с.

14. Быков В. В. Новые стандарты на цифровое телевизионное вещание и телевидение высокой четкости. - Техника кино и телевидения, 1997, № 11, с. 45.

15. Быков В. В., Биркмайер С. Основные положения кодирования видеосигнала по стандарту МРЕО-2. - Техника кино и телевидения. -

1996.-№ 12.-е. 20-21.

16. Быструшкин К. Н., Ануфриев И. К. Новые разработки АО «МНИТИ» в области создания базовых моделей аналого-цифровых телевизоров нового поколения. - Техника средств связи. Техника телевидения. - 1993. - Вып. 1. - с. 3-15.

17. Вакман Д. Е. Сложные сигналы и принцип неопределенности в радиолокации. М., «Сов. радио», 1965. - 304 с.

18. Верешкин А. Е., Катковник В. Я. Линейные цифровые фильтры и методы их реализации. (Анализ ошибок квантования по уровню). -М.: «Сов. Радио», 1973.- 152 с.

19. Галустов Г. Г. Контроль генераторов случайных, равномерно распределенных чисел. - В кн.: Вопросы технической диагностики. -Таганрог. - 1973.-Вып. 9.-е. 136-141.

20. Галустов Г. Г. Оценка точности преобразователя «код-вероятность» при имитационном моделировании. - Современные проблемы теории электрических цепей и сигналов. - 1990. - Вып. 1.-е. 70-74.

21. ГИС-02Т. Прибор сервисный телевизионный тестовый. Руково-

дство по эксплуатации. - 1990.

22. Гнатек Ю. Р. Справочник по цифроаналоговым и аналого-цифровым преобразователям. Пер. с англ. под ред. Ю. А. Рюжина. -М: Радио и связь, 1982. - 552 с.

23. Голд Б., Рейдер Ч. Цифровая обработка сигналов. Пер. с англ., под ред. А. М. Трахтмана. - М.: Сов. радио. - 1973. - 368 с.

24. Гольденберг JI. М. Точность цифровых фильтров. - Электросвязь, 1973.-№ 12.-с. 49-56.

25. Гольденберг JI. М. Цифровые фильтры в электросвязи и радиотехнике. - М.: Радио и связь. - 1982. - 224 с.

26. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь.- 1986.-512 с.

27. Горьев С. А., Дырда А. В. Способ цифрового декодирования сигнала системы ПАЛ. - Техника средств связи. Техника телевидения. -

1991.-Вып. 2.-с. 60-65.

28. Горьев С. А., Луки В. А, Красовский A.B. Цифровой кодер SECAM. -Техника средств связи. - Серия «Техника телевидения». - 1989. -Выпуск 4, с. 43-50.

29. Горьев С. А., Луки В. А. Цифровой частотомодулированный генератор для телевизионной системы SECAM. - Техника средств связи. - Серия «Техника телевидения». - 1985 - Выпуск. 1, с. 98-103.

30. Горьев С. А. Анализ характеристик цифровых цепей предыскажений и коррекции в системе SECAM. -Техника средств связи. -Серия «Техника телевидения». - 1987 - Выпуск 2, с. 65-71.

31. ГОСТ 7845-92. Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений. -М.: Государственный комитет по стандартам. - 1992.

32. ГОСТ 18471-83. Тракты передачи изображения вещательного телевидения, звенья тракта и измерительные сигналы. -М.: Государственный комитет по стандартам. - 1983.

33. ГОСТ 21759-76. Устройство кодирующее вещательной системы цветного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений. -М.: Государственный комитет по стандартам. - 1976.

34. Гофайзен О. В., Епифанов Н. И., Ершов С. В., Оркуша В. П. Связь качества изображений с рассовмещением сигналов яркости и цветности. - Техника кино и телевидения. - 1974. - № 7. - с. 54-55.

35. Гофайзен О. В., Епифанов. О нормировании линейных искажений в канале цветности. - Техника кино и телевидения. - 1977. — № 2. -с. 38-44.

36. Гофайзен О. В., Певзнер Б. М. Характеристики зависимости качества изображения от основных параметров ТВ тракта. Часть I. Линейные искажения. -Техника кино и телевидения. - 1987. -№ 10. -с. 32-38.

37. Губернаторов О. И., Соколов Ю. Н. Цифровые синтезаторы частот радиотехнических систем. - М.: Энергия. - 1973. - 176 с.

38. Гуглин И. Н. Телевизионные игровые автоматы и тренажеры. -М.: Радио и связь, 1982. - 272 с.

39. Гуглин И. Н. Электронный синтез телевизионных изображений. -М.: Сов. радио, 1979.-255 с.

40. Гуглин И. Н. Телевизионные устройства отображения информации. - М.: Радио и связь, 1981. - 199 с.

41. Дементьева В. Г., Дементьев А. Н., Курячий М. И., Суворов Б. И. Ошибки округления в цифровых рекурсивных фильтрах. - Техника средств связи. Техника телевидения. - 1989. - Вып. 6. - с. 44-48.

42. Депари Ж. Расчет формы эталонного сигнала SECAM с целью его записи в память цифрового генератора цветных полос. Техника кино и телевидения. 1984 г. №7, с.32-36.

43. Жаров А. Конвертеры SVGA-RGB и SVGA-PAL. - Радио. - 1998. -№ 1. - с. 27-28.

44. Игнатьев H. К. Дискретизация и ее приложения. - М.: Связь. - 1980. - 264 с.

45. Исследование искажений сигнала SECAM методом моделирования на ЦВМ. / Е. 3. Сорока, В. А. Хлебородов, Н. Ю. Волчков, A. Л. Штейнберг. - Радио и телевидение, ОИРТ, 1977, № 3, с. 21-31.

46. Ишуткин Ю. М. Особенности восстановления звукового сигнала по его огибающей и мгновенной частоте. Техника кино и телевидения. 1984 г. №5, с.35 - 37.

47. Калинин Ю. Н., Левин Б. Р. Цифровое моделирование радиоканала связи с частотной модуляцией в телевизионной системе для статистических исследований отношений сигнал / шум радиоканала. -Техника средств связи. Техника телевидения. - 1989. -Вып. 5. -с. 3-18.

48. Карташев В. Г. Основы теории дискретных сигналов и цифровых фильтров. - М.: Высш. школа. - 1982. - 109 с.

49. Каталог 1С MASTER. - Санк-Петербург. - 1994.

50. Киволовиц П. Сжатие изображений по стандарту JPEG. - Мир ПК. -1992.-№4.-с. 46-51.

51. Кириллов В. И., Ткаченко А. П. Телевидение и передача изображений. - Мн.: Высш. шк., 1988. - 319 с.

52. Кириллов М. Синтезатор частот для настройки блока цветности. -Радиолюбитель. - 1993. - № 9. - с. 2-3; 1997. - № 1. - с. 3-5.

53. Клэппер Д., Фрэнкл Д. Системы фазовой и частотной автоподстройки частоты (следящие демодуляторы сигналов с угловой модуляцией). Пер. с англ. под ред. А. Ф. Фомина. -М.: Энергия, 1977 -439 с.

54. Колин К. Т., Аксентов Ю. В., Колпенская Е. Ю. Телевидение. - М.: Радио и связь, 1987. - 248 с.

55. Конденсаторы: Справочник / И. И. Чертвертков, M. Н. Дьяконов, В. И. Присняков и др.: Под ред. И. И. Чертверткова и M. Н. Дьяконо-

ва - М.: Радио и связь, 1993. - 392 с.

56. Кочемасов В. Н., Белов Л. А., Оконешников В. С. Формирование сигналов с линейной частотной модуляцией. -М.: Радио и связь. -

1983.-192 с.

57. Красносельский И. Н. HD-DIVINE: система ТВЧ для наземного цифрового вещания. - Электросвязь. - 1994. - № 4. - с. 27-29.

58. Кривошеев М. И. Новый подход к ТВ вещанию на базе многоцелевого цифрового интерактивного контейнера. - Электросвязь. -

1997.-№ 12.-с. 10-16.

59. Кривошеев М. И. Основы телевизионных измерений. -М.: Радио и связь, 1989.-608 с.

60. Кривошеев М. И., Никаноров С. И., Хлебородов В. А. Последние решения МККР в области цифрового телевидения. - Техника кино и телевидения. - 1986. - № 8. - с. 42-50.

61. Кук, Бернфельд. Радиолокационные сигналы: Теория и применение. Пер. с англ. под ред. Кельзона В. С. - М.: Сов. радио, 1971. - 567 с.

62. Кураков Е. Л. О контроле параметров цифровых трактов аппарат-но-студийных комплексов. - Техника средств связи. Техника телевидения. - 1983. - Вып. 4. - с. 40-46.

63. Кураков Е. Л., Карпенко Г. Ф., Беляев К. Ю. Расчет сигнала псевдослучайных последовательностей для контроля цифровых видеотрактов аппаратно-студийных комплексов. - Техника средств связи. Техника телевидения. - 1985. - Вып. 2. - с. 83-87.

64. ЛАСПИТТ-03. Прибор сервисный телевизионный тестовый. Руководство по эксплуатации. 1994 г. - 46 с.

65. Левчук Ю. П. Цифровые фильтры для когерентного оптимального приема. «Электросвязь», 1974, № 7.

66. Леонов А. И., Дубровский Н. Ф. Основы технической эксплуатации бытовой радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Легпромбытиздат, 1991.-268 с.

67. Литюк В. В., Цыганков В. Н., Цыганкова В. Н. Автоматизированное проектирование цифровых фильтров и цифровых анализаторов спектра. -В кн.: Элементы приемно-усилительных устройств. -Таганрог. - 1986. - Вып. 3. - с. 78-79.

68. Литюк В. И., Загродский В. А. Метод расчета цифровых полосовых режекторных и фильтров верхних частот. - Изв. Вузов, Радиоэлектроника. - 1984. - т. 27. - № 8 - с. 92-95.

69. Манасевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование/ Пер. с англ. В. М. Повзнера; Под ред. А. С. Галина. - М.: Связь. - 1979. -382 с.

70. МККР. Рекомендация 601-1. Параметры кодирования сигналов цифрового телевидения для студий.

71. Муравьев О. Л. Радиопередающие устройства связи и вещания. -М.: Радио и связь. - 1983. - 350 с.

72. Мусатов И. А., Солодов В. И. Пути совершенствования технологии и комплекса выдачи программ Центрального телевидения. -Техника кино и телевидения. - 1988. - № 6. - с. 43-47.

73. Новаковский С. В. Дальнейшее совершенствование новой стандартной цифровой системы телевидение США (системы КБА). -Техника кино и телевидения. - 1997. - № 11.-е. 13-14.

74. Новаковский С. В. Научно-техническая революция в телевидении на рубеже нового тысячелетия. -Техника кино и телевидения. -

1997.-№9.-с. 12.

75. Новаковский С. В. Стандартные системы цветного телевидения. -М.: Связь, 1976.-367 с.

76. Новаковский С. В. Цветное телевидение: (Основы теории цветовоспроизведения) - М.: Связь, 1975. - 376 с.

77. Новаковский С. В., Котельников А. В. Новые системы телевидения. Цифровые методы обработки видеосигналов. -М.: Радио и связь, 1992.-88 с.

78. Носов О. Г. По страницам журнала SCREEN DIGEST. - Техника кино и телевидения. - 1995. - № 7. - с. 45.

79. Носов О.Г. Курс Японии на развитие ТВЧ пока неясен. - Техника кино и телевидения. - 1994. - № 9. - с.8.

80. Оппенгейм А. В., Шафер Р. В. Цифровая обработка сигналов. Пер. с англ. В. А. Лексаченко, В. Г. Челпанова / Под ред. С. Я. Шаца. -М.: Связь, 1979.-416 с.

81. ОСТ 4.208.012-77, 1979. Аппаратура синтеза частот для радиосвязи. Термины и определения.

82. Папуш В. В. Структура цифрового генератора телевизионных испытательных сигналов (ИС). - 5-я Науч.-техн. конф. «Соврем, теле-вид.». - Москва. - март 1997: Тез. докл. - М., 1997. - с. 50-51.

83. Певзнер Б. М. Вещательное телевидение 2000-го года. - Техника средств связи. Сер. Техника телевидения. -1981. -Вып. 5. -с. 17-26.

84. Певзнер Б. М. Качество цветных телевизионных изображений. - М.: Радио и связь, 1988. - 224 с.

85. Певзнер Б. М. Системы цветного телевидения. - Л.: Энергия, 1969. -231 с.

86. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и техника / Пер. с чешек, под ред. Л. С. Виленчика. - М.: Радио и связь, 1990. - 528 с.

87. Пясецкий В. В. Цветное телевидение в вопросах и ответах. -2-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Полымя, 1994 г. - 380 с.

88. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов/Под ред. Ю.Н. Александрова - М.: Мир, 1978. - 848 с.

89. Резисторы: Справочник / В. В. Дубровский, Д. М. Иванов, Н. Я. Прутасевич и др.; Под ред. И. И. Чертверткова и В. М. Терехова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1991. - 528 с.

90. Рек. 654 МККР. Зависимость субъективного качества телевизион-

ных изображений от основных видов искажений аналогового композитного сигнала.

91. Рекламный проспект фирмы SNELL&WILCOX. 1997.

92. Рыжов В. П. Применение быстрого преобразования Хаара для построения цифровых фильтров. - Избирательные системы с обратной связью. - Таганрог. - 1987. - Вып. 6. - с. 96-99.

93. Самойлов Ф. В. Методы сжатия спектра цифровых видеосигналов. - Техника кино и телевидения. - 1995. - № 6. - с. 20-23.

94. Самойлов В. Ф., Хромой Б. П. Основы цветного телевидения. - М.: Радио и связь, 1983. - 160 с.

95. Самойлов В. Ф., Хромой Б. П. Телевидение. -М.: Радио и связь, 1975.-400 с.

96. Седов С. А. Индивидуальные видеосредства: телеантенны, телевизоры, видеомагнитофоны, видеокамеры, видеопроигрыватели, видеодиски: Справ, пособие. - Киев: Наук, думка, 1990. - 750 с.

97. Сидоров И. Н., Биннатов М.Ф., Шведова JI. Г. Индуктивные элементы радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. -М.: Радио и связь, 1992.-288 с.

98. Справочник по радиоэлектронным системам: В 2-ух томах. Т.2. / Волошин И.А., Быков В.В., Васин В.В. и др.; Под ред. Б.Х. Кри-вицкого. - М.: Энергия, 1979. - 367 с.

99. Студнев А. Цифровой синтез звука. - Радио. - 1991. - № 5. -с. 42-46.

100. Телевидение / Под ред. В. Е. Джакония. 3-е изд. - М.: Радио и связь, 1986.-446 с.

101. Телевизионная техника: Справочник // Б. Н. Артюхин и др. Под общ. ред. Ю.Б.Зубарева, Г. Л. Глориозова. -М.: Радио и связь, 1994.-312 с.

102. Тирней, Рэйдер, Голд. Цифровые синтезаторы частот. - Зарубежная радиоэлектроника. - 1972. - № 3. - с. 57-73.

103. Тузов Г. И., Горшиков В. В., Спирин В. В., Сулиманов А. А., Си-вов В. А. Цифровые смесители фазовой автоподстройки частоты. -Зарубежная радиоэлектроника. - 1978. - № 5. - с. 66-88.

104. Устройства генерирования и формирования радиосигналов. /Л. А. Белов, В. М. Богачев, М. В. Благовещенский и др.; Под ред. Г. М. Уткина, В. Н. Кулешова и М. В. Благовещенского. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1994. - 416 с.

105. Филатов К. В. Анализ погрешностей квантования квадратурных составляющих узкополосных сигналов. Вопросы обработки сигналов в системах пассивной радиолокации. Вып. 2 (VII): Междуведомственный тематический научный сборник. - Таганрог: ТРТИ, 1983. -с. 35-41.

106. Филатов К.В. Анализ ошибок квантования в цифровых КИХ-фильтрах. Вопросы обработки сигналов в системах пассивной радиолокации: Междуведомственный тематический научный сборник. - Таганрог: ТРТУ, 1987, вып. 4 (IX). - с. 73-78.

107. Филатов К.В., Филатова Н. Б., Шержуков Е. Л. Формирование гидроакустических сигналов с заданным законом угловой модуляции. - Междуведомственный тематический научный сборник «Прикладная акустика». - Таганрог: ТРТИ, 1987, вып. XII. - с. 141-144.

108. Халфин А. М. Телевизионная техника. (Основы и применение). -Л.: Энергия, 1971.-231 с.

109. Хохлов Б. Н. Декодирующие устройства цветных телевизоров. - М.: Радио и связь, 1992. - 368 с.

110. Хохлов Б. Н. Математическая модель цифрового канала цветности SECAM. - Техника средств связи. Техника телевидения. - 1988. -Вып. 4. - с. 39-52.

111. Хохлов Б. Н. О точности выбора значений коэффициентов в дискретных фильтрах коррекции предыскажений декодера SECAM. -Техника средств связи. Техника телевидения. - 1993. -Вып. 1. -с. 16-22.

112. Хохлов Б. Н. Цифровой декодер цветного телевизора. -Техника средств связи. Техника телевидения. - 1991. - Вып. 4. - с. 11-22.

113. Хохлов Б. Н., Соколов А. С. Система Super-SECAM. -Техника средств связи. Техника телевидения. - 1993. - Вып. 1.-е. 97-98.

114. Цикин И. А. Выбор интервала дискретизации в дискретно-аналоговых системах оптимальной обработки сложных сигналов. - Радиотехника и электроника, т. XV, 1970, № 9, с. 1864-1870.

115. Цифровое кодирование телевизионных изображений. Цукер-ман И. И., Кац Б. М., Лебедев Д. С. и др. Под ред. И. И. Цукермана - М.: Радио и связь, 1981. - 240 с.

116. Цифровое телевидение / [М. И. Кривошеев, Л. С. Виленчик, М. Н. Красносельский и др.]; Под ред. М. И. Кривошеева. -М.: Связь, 1980.-264 с.

117. Цифровые методы в устройствах записи ТВ изображений на кинопленку. - Техника кино и телевидения. - 1984. - № 11.-е. 31-35.

118. Цифровые процессоры обработки сигналов: Справ. / Остапенко А. Г., Лавлинский С. И., Сушков А. Б. и др.; Под ред. Остапенко А. Г. - М.: Радио и связь, 1994. - 264 с.

119. Цифровые фильтры и устройства обработки сигналов на интегральных микросхемах / Под ред. Б. Ф. Высоцкого. -М.: Радио и связь, 1984.-213 с.

120. Цыпкин Я. 3. Оценка влияния квантования по уровню на процессы в цифровых автоматических системах. - Автоматика и телемеханика, 1960, №2, с. 281-285.

121. Шагильдян В. В., Ляховкин А. А., Карякин В. Л. и др. Системы фазовой синхронизации с элементами дискретизации. Под ред. В. В. Шагильдяна. - М.: Радио и связь. - 1989. - 318 с.

122. Шапиро Д. Н., Паин А. А. Основы теории синтеза частот. -М.: Радио и связь, 1981. - 264 с.

123. Шило В. JI. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1988. - 352 с.

124. An expanded 2D-DCT Algorithm based on convolution. - IEEE Transactions on Consumer Electronics. - 1993. - Vol. 39. - No. 3, August. -p. 159-165.

125. Barry Fox. The digital dawn in Europe. - IEEE Spectrum. - 1995. -April.-p. 50-53.

126. Basile C., Cavallerano A., Deiss M. and others. The U.S. HDTV standard. The Grand Alliance. -IEEE Spectrum. -1995. -April. -p. 36-45.

127. BhattB, BirksD., HermreckD. Digital television: making it work. -IEEE Spectrum. - 1997. - October. - p. 19-28.

128. DemmerW., DraheimP., GutsmannR. D. Digital Signalverarbeitung von FM-moduleirten Signalen//Nachrichtentechnische Zeitschrift. -

1984. - Vol. 37, N 7. - s. 414-419.

129. Filatov К. V. Time compression signal processing. Int. Rep. LiTH-ISY-I-0436. Dept. of Elect. Engineer., Linkoping Univ., Sweden, Apr. 1981,46 р.

130. H. W. Cooper. Why Complicate Frequency Synthesis. - Electronic Design 15, July, 19, 1974.

131. Hendriks P. How ideal is ideal DAC? - IEEE Spectrum. - 1997. - July, -p. 64-65.

132. Hendriks P. Specifying communication DACs. -IEEE Spectrum. -

1997.-July.-p. 58-69.

133. High speed, low power direct digital synthesizer: Пат. США, МКИ G 0 6 F 1/02/ Ни V., Wang J. - № 207705; Заявл. 9.03.94; Опубл. 14.11.95; НКИ 364/721.

134. Hopkins. Digital Terrestrial HDTV for North America: The Grand Alliance HDTV System. - IEEE Transactions on Consumer Electronics. - 1994. - Vol. 40. - No. 3, August, - p. 185-198.

135. MPEG 2, Coding of moving pictures and associated audio, ISO/IEC JTC / SC29, CD 13813-2, Nov. 1993.

136. Snell J. Design of a Digital Oscillator That will Generate up to 256 Low-Distortion Sine Waves in Real Time. - Computer Music Journal (CMJ), 1977, V. 1, № 2.

137. Tekla S. Perry. Consumer electronics. -IEEE Spectrum. - January. -

1994.-p. 30-34.

138. Walmsley, Skodras, Curtis. A fast picture compression technique. -IEEE Transactions on Consumer Electronics. -1994. - Vol. 40. -No. 1, February. - p. 11-19.

139. Yuichi Ninomiya. The Japanese scene. -IEEE Spectrum. - 1995. -April. - p. 54-57.

140. Дмитриев С. Д., Косенко Д. С., Чечелев С. В. Преобразование RGB-сигналов персональных компьютеров в полные цветовые телевизионные сигналы. Тезисы доклада// Вторая всероссийская научная студенческая конференция. Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления. Таганрог, 1994. - с.212.

141. Чечелев С. В. Синтез испытательных сигналов цифрового телевидения. Третья Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов "Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления". Тезисы доклада. - Таганрог: ТРТУ, 1996. - с. 15-16.

142. Чечелев С. В. Синтез телевизионных сигналов. Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов "Новые информационные технологии. Информационное, программное и аппаратное обеспечение". Тезисы доклада. - Таганрог: ТРТУ, 1995. - с. 206.

143. Чечелев С. В. Характеристики цифрового квадратурного (комплексного) фильтра предыскажений сигнала цветности SECAM. -Деп. в ВИНИТИ № 1321-В98 от 24.04.98. - 23 с.

144. Чечелев С. В. Цифровой квадратурный фильтр предыскажений сигнала цветности SECAM. - Деп. в ВИНИТИ № 1322-В98 от 24.04.98.

-13 с.

145. Чечелев С. В. Цифровой синтез 4M сигналов. Тезисы доклада на 4-й Всероссийской Научной Конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника. Микроэлектроника. Системы связи и управления. 9-10 октября 1997 г." - Таганрог: ТРТУ, 1997. - с. 8-9.

146. Чечелев С. В. Квадратурная реализация высокочастотной коррекции сигнала цветности SECAM. - Радиотехника. - 1998. -№5. -с. 56-58.

147. Чечелев C.B. Цифровой кодер SECAM. -Известия ТРТУ. Материалы 43-й научно-технической конференции. - 1998. -№3(9) -с. 29-30