Спосіб підвищення завадостійкості телевізійного сигналу

Винахід має відношення до електрозв'язку і призначений для підвищення завадостійкості систем передачі телевізійних сигналів. Відомі аналогічні способи підвищення завадостійкості телевізійних сигналів, в яких підвищення завадостійкості сигналів забезпечується введенням перед-спотворення телевізійного сигналу, яке керується на передачі, та керуванні ступенем коректування сигналу в приймальному тракті (А.с.803122, Кл.2 H04N5/19; а.с. 510006, Кл.2 H04N5/14; Пат. США №4245257, Кл. 358/260, МКИ Н04 N1/00). Найбільш близьким за технічною суттю до способу, який заявляється, є вибраний в якості прототипу спосіб підвищення завадостійкості телевізійного сигналу (А.с. 510006, Кл.2 Н04 N5/14), який полягає в тому, що під час зміни сюжетів телевізійних зображень виділяють сигнал обвідної енергетичного спектру кожного рядку зображення, яким керують ступенем спотворення сигналу на передачі і ступенем його коректування на приймальній стороні. Недоліки цього способу, а також аналогічних способів полягають у наступному: передспотворення енергетичного спектра рядку, що сканується, призводить до збільшення динамічного діапазону сигналу, під час передачі широкого класу сюжетів зображень діапазон керування АЧХ передспотворюючого і коректуючого фільтрів повинен бути дуже великим, що ускладнює реалізацію схем фільтрів, схема аналізатора миттєвого енергетичного спектра рядку, що сканується, повинна мати складну стр уктур у, в яку входять багато вузькосмугових фільтрів, перемножувачів і фільтрів нижніх частот, керуючий сигнал, який виникає на виході аналізатора миттєвого енергетичного спектру, має великий динамічний діапазон, що потребує достатньо широкосмугового каналу передачі керуючого сигналу, останнє призводить до того, що завадостійкість цього каналу зменшується. Таким чином, прототип запропонованого винаходу має низьку завадостійкість в умовах передачі різноманітних сюжетів телевізійних зображень, що обумовлюється вказаними вище недоліками. В основу винаходу поставлена задача підвищення завадостійкості телевізійного сигналу шля хом зменшення динамічних діапазонів передспотворенного сигналу і керування АЧХ передспотворюючого та коректуючого фільтрів, а також забезпечення більшої завадостійкості каналу передачі керуючого сигналу. Розв'язання цієї технічної задачі здійснюється тим, що, під час зміни сюжетів телевізійних зображень виділяють сигнал обвідної енергетичного спектру кожного рядку зображення, яким керують ступенем передспотворення сигналу на передачі і ступенем його коректування на сприйманій стороні, який відрізняється тим, що виділений сигнал кожного рядку фільтрують з допомогою двох фільтрів, а саме, фільтра нижніх і фільтра верхніх частот, передспотворюють сигнал на виході фільтра нижніх частот і передають передспотворенний сигнал з допомогою передавача великої потужності з вузькою смугою пропускання, при цьому аналізують сигнал на виході передспотворюючого фільтра і одержаним на виході аналізатора керуючим сигналом керують зміною АЧХ передспотворюючого фільтра і через канал передачі керуючого сигналу - зміною АЧХ коректуючого фільтра, який працює у низькочастотній смузі спектра сигналу, причому високочастотну смугу сигналу кожного рядка після лінії затримки передають з допомогою широкосмугового передавача з низькою потужністю, при цьому сигнал з виходу останнього , а також сигнал з виходу коректуючого фільтра змішують перед тим, як надіслати відновлений сигнал до входу відтворюючого пристрою. При порівнянні з прототипом запропонований спосіб забезпечує підвищення завадостійкості телевізійного сигналу за рахунок того, що передспотворення, низькочастотного сигналу кожного рядку (в частотному діапазоні до 1,0-1,5МГц) значно зменшує динамічний діапазон останнього в порівнянні з повною смугою частот відеоспектру (0-6,5МГц). Практично динамічний діапазон такого передспотворенного сигналу зменшується у 4-6 разів. Крім того, за рахунок передспотворення тільки низькочастотної частини спектра сигналу значно зменшується діапазон регулювання АЧХ передспотворюючого і коректуючого фільтрів. Зменшення, в свою чергу, ефективної смуги пропускання каналу передачі керуючого сигналу забезпечує більшу завадостійкість цього каналу. Необхідно також означити, що роздільна передача низькочастотних і високочастотних складових передспотворенного і непередспотворенного сигналів дає змогу підвищити ефективність використання обладнання для радіопередачі за рахунок того, що низькочастотнучастину спектру телевізійного сигналу передають за допомогою передавача великої потужності з вузькою смугою частот пропускання, а високочастотну частину спектру - з допомогою малопотужного широкосмугового передавача. Структурна схема системи передачі телевізійних сигналів, яка пояснює запропонований спосіб, зображена на фігурі. Схема містить в собі: пристрій порядкового (рядок за рядком) сканування зображення 1, фільтр низьких частот 2, передспотворюючий фільтр з АЧХ, яка керується, 3, перший канал передачі низькочастотної частини спектра 4, коректуючий фільтр з АЧХ, яка керується, 5, змішувач 6, відтворюючий пристрій 7, фільтр високих частот 8, лінія затримки 9, аналізатор енергетичного спектра передспотворенного сигналу 10, канал передачі керуючого сигналу 11, другий канал передачі високочастотної частини спектру 12. Схема, яка реалізує запропонований спосіб, працює таким чином. Сигнал рядку, який сканується, з виходу пристрою порядкового (рядок за рядком) сканування 1 фільтрується фільтром низьких частот 2 і фільтром високих частот 8. Оскільки найбільша частина енергії телевізійного сигналу зосереджена на низьких частотах (практично до 1,0-1,5МГц) і спектр в цій частині має найбільшу нерівномірність, то передспотворення на цих частотах дає найбільший ефект. В зв'язку з цим сигнал з виходу фільтра низьких частот 2 подається до інформаційного входу передспотворюючого фільтра 3 і далі після передспотворення - до першого каналу передачі низькочастотної частини спектру 4, з виходу якого сигнал надходить до інформаційного входу коректуючого фільтра 5. З виходу коректуючого фільтра сигнал передспотворенної та відкоректованої низькочастотної частини спектру подається на першій вхід змішувача 6. Сигнал високочастотної частини спектра кожного рядку з виходу фільтра високих частот 8 зі смугою пропускання 1,5-6,5МГц подається через лінію затримки 9 до входу другого каналу передачі високочастотної частини спектру 12, з ви ходу якого з допомогою малопотужного широкосмугового передавача сигнал (через канал радіозв'язку) надходить до другого входу змішувача 6, з виходу якого результуючий сигнал подається до входу відтворюючого пристрою 7. Лінія затримки розрахована на час затримки сигналу, який складається з двох компонентів: часу затримки, що потрібен для сканування високочастотної частини спектра рядку, і часу, який визначається тривалістю аналізу цієї частини спектру. Аналізатор енергетичного спектра передспотворенного сигналу 10 своїм входом сполучений з виходом передспотворюючого фільтра 3, а його виходи відповідно з'єднані з керуючим входом передспотворюючого фільтра і зі входом канала передачі керуючого сигналу 11, з виходу якого керуючий сигнал надходить до керуючого входу коректуючого фільтра 5. Перший канал передачі низькочастотної частини спектру 4 у своєму складі має вузькосмуговий передавач відносно великої потужності, що обумовлює достатньо високу завадостійкість при передачі передспотворенного сигналу у смузі частот 0-1,5МГц. Запропонований спосіб забезпечує більшу завадостійкість при порівнянні з прототипом завдяки тому, що фільтрування низькочастотної та високочастотної частин спектру кожного рядку, який сканується, дає можливість значного зменшення динамічного діапазону передспотворенного сигналу і діапазону керування АЧХ передспотворюючого і коректуючого фільтрів. Крім того, додаткове збільшення завадостійкості досягається зменшенням ефективної смуги пропускання каналу передачі керуючого сигналу, а також роздільною передачею низькочастотних і високочастотних складових сигналу з допомогою вузькосмугового і широкосмугового передавачів з різною потужністю. Наведемо розрахунок виграшу в завадостійкості, який має бути одержаним від використання запропонованого способу. Будемо для розрахунків виграшу використовувати енергетичний критерій оцінки, тобто величину відношення потужностей сигналу і завади, яка діє в каналах передачі інформації та керуючого сигналу. Згідно з цим критерієм ефективність застосування адаптивного передспотворення телевізійного сигналу з одночасним адаптивним коректуванням його в приймальній частині системи передачі інформації складає S=3,8 або 5,8дБ [Маригодов В.К. Потенциальные возможности адаптивного предыскажения видеосигнала // Техника кино и телевидения, -1980. - №7. - с.33]. Динамічний діапазон передспотвореного телевізійного сигналу при цьому (для прототипа) складає D = 13,9 дБ [Бабуров Э.Ф., Маригодов В.К., Новожилов В.Б. Динамический диапазон линейно-предискаженных сигналов // Електросвязь.-1994 .-№11.-с. 31]. Відомо, що при дії в каналі передачі сигналу і керуючому каналі адитивних завад типу білого шуму, завадостійкість цих каналів пропорційна значенню ефективної смуги частот пропускання каналів [Маригодов В.К., Бабуров Э.Ф. Синтез оптимальних радиосистем с адаптивным предыскажением и корректированием сигналов. М.: Радио и связь, 1985.-c.143]. В запропонованому способі ефективна смуга частот пропускання першого каналу передачі низькочастотної частини спектра сигналу зменшується у 6,5/1,5=4,3 рази, тобто додатковий виграш у завадостійкості цього каналу складає 6,3дБ. Ефективна смуга частот пропускання другого каналу передачі високочастотної частини спектру зменшується у 6,5/5,0=1,3 стійкості цього каналу складає 6,3дБ. Ефективна смуга частот пропускання другого каналу передачі високочастотної частини спектру зменшується у 6,5/5,0=1,3 рази, тобто додатковий виграш у завадостійкості цього каналу є 0,11дБ. Зменшення ефективної смуги частот пропускання першого каналу передачі низькочастотної частини спектру передспотворенного сигналу у 4,3 рази, в свою чергу призводить до зменшення динамічного діапазону передспотворенного сигналу у стільки ж разів, тобто у D/4,3=13,9/4,3=3,22дБ. Оскільки ефективна смуга частот пропускання першого каналу зменшилась у 4,3 рази, то відповідно з цим приблизно у стільки ж разів зменшилась ефективна смуга частот пропускання каналу передачі керуючого сигналу, тобто одержуємо виграш у його завадостійкості, який складає 6,3дБ. Використання роздільної передачі передспотворенної частини сигналу і непередспотворенної частини передавачами різної потужності, а також з різними смугами частот пропускання забезпечує можливість значного зменшення потужності широкосмугового передавача високочастотної частини спектра сигналу, що сприяє підвищенню ефективності побудови обладнання для радіопередачі телевізійного сигналу. Таким чином, з урахуванням лише тих додаткових виграшів, які наведені вище (крім останнього, що обумовлений поділенням потужності та типів передавачів), одержуємо результуючий додатковий виграш у завадостійкості способу при порівнянні з прототипом: S å = 6,3 + 0,11 + 3,22 + 6,3 = 15,93дБ. .