Пристрій розділення сигналів яскравості та кольоровості у декодері системи секам

Изобретение относится к телевидению и может использоваться в ВКУ аналого-цифровых аппаратностудийных комплексов телевизионного вещания и в телевизионных вещательных приемниках. Известно устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодирующи х устройства х системы СЕКАМ, принимаемое за прототип, которое содержит блок разделения полного цветового видеосигнала (ПЦВС) на НЧ и ВЧ составляющие и сумматор, причем вход блока разделения является входом устройства, а выход сумматора - выходом устройства. Недостатками этого устройства являются наличие искажений яркостного сигнала, возникающие вследствие режекции спектра в области девиации цветовой поднесущей и искажения сигнала цветности за счет наложения на спектр сигнала цветности спектра яркостного сигнала. Задачей изобретения является уменьшение искажений сигналов яркости и цветности. Эта задача решается тем, что кроме упомянутых в прототипе признаков, в устройство введены первая линия задержки, включенная между первым выходом блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие и первым входом сумматора, последовательно соединенные фазовый детектор, вход которого соединен со вторым выходом блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие, генератор фазоманипулированного (ФМ) сигнала, вторая линия задержки и первый перемножитель, выход которого является выходом сигнала цветности, последовательно соединенные третья линия задержки, вход которой соединен со входом фазового детектора, второй перемножитель, второй вход которого соединен со вторым выходом генератора ФМ сигнала, четвертая линия задержки и первый фильтр нижних частот, выход которого соединен со вторым входом первого перемножителя, последовательно соединенные частотный детектор комплексной огибающей частотномодулированного (ЧМ) сигнала, вход которого соединен с выходом второго перемножителя, блок дифференцирования сигнала и блок программируемой постоянной памяти, выход которого соединен со вторым входом первого фильтра нижних частот, и последовательно соединенные пятая линия задержки, вход которой соединен с входом третьей линии задержки, и первый вычитатель, второй вход которого соединен с выходом первого перемножителя, а выход - со вторым входом сумматора, при этом блок разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие содержит второй фильтр нижних частот, вход которого является входом блока разделения частот, а выход - первым выходом блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие и соединен с первым входом второго вычитателя, второй вход которого через шестую линию задержки соединен с входом второго фильтра нижних частот, а выход второго вычитателя является вторым выходом блока разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие. Структурная схема заявляемого устройства изображена на фиг.1, на которой обозначено: 1 - блок разделения ПЦВС на НЧ и ВЧ составляющие, 2 - 2-й ФНЧ, 3,8,9,11,17,4 - 1-я, 2-я, 3-я, 4-я, 5-я и 6-я линии задержки, 18, 5 - 1-й и 2-й вычитатели, 6 - фазовый детектор, 7 - генератор ФМ сигнала, 13,10 - 1-й и 2-й перемножители, 12 - 1-Й ФНЧ, 14 - частотный детектор комплексной огибающей ЧМ сигнала, 15 - блок дифференцирования сигнала, 16 - блок программируемой постоянной памяти, 19 - сумматор. Устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодере системы СЕКАМ содержит 2-й ФНЧ 2,1ю, 2-ю, 3-ю, 4-ю, 5-ю и 6-ю линию задержки 3,8,9,11,17, 4, 1-й и 2-й вычитатели 18, 5, фазовый детектор 6, генератор ФМ сигнала 7,1-й и 2-й перемножители 13, 10, 1-й ФНЧ 12, сумматор 19, частотный детектор комплексной огибающей ЧМ сигнала 14, блок дифференцирования сигнала 15, блок программируемой постоянной памяти 16. Входы 2-го ФНЧ 2 и 6-й линии задержки 4 соединены между собой и образуют вход устройства. Выход 2-го ФНЧ соединен со входом вычитаемого 2-го вычитателя 5 и через 1-й линию задержки 3 с 1-м входом сумматора 19. Выход 6-й линии задержки 4 соединен со входом уменьшаемого 2-го вычитателя 5, выход которого соединен со входом фазового детектора 6, со входом уменьшаемого 1-го вычитателя 18 через 5-ю линию задержки 17 и через 3-ю линию задержки 9 с 1-м входом 2-го перемножителя 10. Выход фазового детектора соединен со входом генератора ΦΜ сигнала 7, 1-й и 2-й выходы которого соединены соответственно со 2-ми входами 2-го и через 2-ю линию задержки 1-го перемножителей 10, 13. Выход 2-го перемножителя через последовательно соединенные 4-ю линию задержки 11 и 1-й ФНЧ с управляемой полосой пропускания 12 подсоединен к 2-му входу 1-го перемножителя и через последовательно включенные частотный детектор комплексной огибающей ЧМ сигнала 14, блок дифференцирования 15 и блок программируемойпостоянной памяти 16 соединены с управляющим входом 1-го ФНЧ, выход которого соединен со входом 1-го перемножителя 13, выход которого соединен со входом вычитаемого 1-го вычитателя 18 и является выходом сигнала цветности устройства (С), выход вычитателя 18 соединен со 2-м входом сумматора, выход которого является выходом сигнала яркости устройства (V). Обработка сигнала в устройстве осуществляется, например, в 8-разрядном цифровом коде. Пример реализации фазового детектора 6 приведен на фиг. 2, на которой обозначено: 20 - генератор синусоидального сигнала частоты покоя цветовой поднесущей, 21, 25,27 - перемножители, 22, 28 квадраторы, 23 - сумматор, 24 - блок преобразования сигнала ζ по закону 1 /ζ например, ППЗУ, 26 - ППЗУ, запрограммированное таблицей значений arcsin, 29 - генератор косинусоидального сигнала частоты покоя цветовой поднесущей, X(t) - ВЧ часть ПЦТС, j(х) - сигнал, характеризующий фазу сигнала X(t). Генератор ФМ сигнала 7 может быть выполнен по схеме, изображенной на фиг. 3, на которой обозначено: 30 - ППЗУ, запрограммированное таблицей значений косинусов, 31 - ППЗУ, запрограммированное таблицей значений синусов, j(t) - сигнал, характеризующий фаз у сигнала X(t), W(t) -сигнал комплексной экспоненты, W*(t) -сигнал комплексно сопряженный по отношению к W(t), 1-й перемножитель 13 является перемножителем двух комплексных сигналов с выходом действительного сигнала. Структурная схема этого перемножителя изображена на фиг. 5, на которой обозначено: 32 перемножитель 2-х действительных сигналов, 33 - сумматор, Z(t) - 1-й входной комплексный сигнал, W2(t) - 2-й входной комплексный сигнал, V(t)- вы ходной действительный сигнал. 2-й перемножитель 10 является перемножителем действительного и комплексного сигналов с выходом комплексного сигнала и строится по схеме, изображенной на фиг. 4, где: 32 - перемножитель двух действительных сигналов, X(t) - входной действительный сигнал. W1(t) - входной комплексный сигнал, Z(t) выходной комплексный сигнал. 1-й ФНЧ 12 является фильтром комплексного сигнала и содержит 2 канала, в которых независимо обрабатываются действительная и мнимая части комплексного сигнала. Пример технической реализации фильтра 12 приведен на фиг. 6, на которой обозначено: 34 - фильтр нижних частот действительного сигнала, Ζ(t) - входной комплексный сигнал, Z1(t) - выходной комплексный сигнал. Фильтр действительного сигнала 34 представляет собой ФНЧ с управляемой полосой пропускания. Пример его реализации представлен на фиг. 7, на которой обозначено: 35 - элементы задержки на 1 такт, 36 сумматоры двух действительных сигналов, 37,.,.,43 - перемножители двух действительных сигналов с учетом переменных коэффициентов Ао , А1( А2, А3 . А4 , А5 , А6, 44 - сумматор семи действительных сигналов. m-разрядные цифровые комплексные сигналы на входа х и выхода х блоков 7, 10, 11, 12, 13 передаются по 2m-проводным шинам, в которых первые m проводов передают действительную часть сигнала,а вторые m проводов - мнимую часть, что отражено на фиг. 3,..., фиг, 6, Частотный детектор комплексной огибающей ЧМ сигнала 14 представляет собой устройство, пример реализации которого изображен на фиг.8, где обозначено: 45 - перемножитель, 46 - дифференциатор, 47 квадратор, 48 - сумматор, 49 - блок преобразования сигнала ζ по закону 1/ ζ например, ППЗУ, Ζ(t) - входной комплексный сигнал, Zr(t) - действительная часть комплексного сигнала Z(t), Zi(t) - мнимая часть комплексного сигнала Z(t), X(t) - вы ходной комплексный сигнал. Блок дифференцирования сигнала 15 может быть построен по схеме, изображенной на фиг. 9, на которой обозначено: 50 - элемент задержки на 1 такт, 51 - вычитатель. Блок программируемой постоянной памяти 16 запрограммирован таблицей значений нелинейной зависимости, как, например, изображенная на фиг. 10. Остальные блоки устройства разделения являются стандартными. Устройство работает следующим образом. С помощью ФНЧ 2 из спектра ПЦВС выделяется его НЧ часть в полосе 0..... 3 МГц. В вычитателе 5 НЧ часть вычитается из входного ПЦВС, и на выходе вычитателя образуется ВЧ часть сигнала в полосе 3,...,6 МГц. НЧ часть сигнала поступает на первый вход сумматора 19 и складывается с ВЧ частью сигнала, в которой осуществляется режекция спектров цветовой поднесущей, и на выходе сумматора 19 образуется результирующий яркостный сигнал. Последовательно включенные ФД 6 и ФМГ 7 совместно выполняют роль идеального ограничения ВЧ части сигнала и на выходах ФМГ 7 образуются комплексные взаимосопряженные сигналы цветовой поднесущей W(t) и W*(t). В блоке 10 осуществляется комплексное перемножение ВЧ части сигнала и 1-го комплексного сигнала цветовой поднесущей W(t). В результате перемножения достигается перенос спектра ВЧ части сигнала, такой, что в каждый из моментов времени мгновенная частота ЧМ сигнала цветности, содержащаяся в этом сигнале, переносится на нулевую частоту. В ФНЧ 12 осуществляется ограничение полосы этого сигнала. В перемножителе 13 осуществляется обратный перенос спектра сигнала, в результате чего мы получаем сигнал цветовой поднесущей, в котором осуществляется обработка, эквивалентная выделению этого сигнала следящим фильтром, что позволяет снизить уровень проникающих в него помех от яркостного сигнала. Этот сигнал вычитается из сигнала ВЧ составляющей ПЦВС в вычитателе 18, в результате чего образуется ВЧ составляющая сигнала яркости, обработанная так, что в ней осуществлена динамическая режекция помехи от цветовой поднесущей. ФНЧ 12 является управляемым по полосе и его частота среза зависит от размаха скачков частоты цветовой поднесущей. Эта зависимость обеспечивается цепью из последовательно включенных частотного детектора комплексной огибающей ЧМ сигнала, блока дифференцирования сигнала 15 и блока программируемой постоянной памяти 16. Параметры этих устройств и ФНЧ 12 выбираются так, что полоса частот ФНЧ на малых перепадах, например, меньших 0,25 размаха сигнала яркости, 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 определяется нелинейной зависимостью, записанной в блоке 16 программируемой постоянной памяти, Наличие следящего выделения сигнала цветности и, соответственно, следящей режекции спектра сигнала яркости одновременно с динамическим изменением ее полосы в зависимости от размахов скачков частоты сигнала цветности позволяет сделать разделение более эффективным, чем в известных устройствах, т.к. при этом та же степень подавления взаимных помех сопровождается меньшими искажениями разделяемых сигналов.