Контрольная работа по "Видеотехника"

 

    Задание 1  

    ВЫПАДЕНИЯ В МАГНИТНОЙ ВИДЕОЗАПИСИ. 

    Случайное кратковременное снижение величины воспроизводимого сигнала ниже некоторого заданного уровня приводит к нарушению точности передачи информации.  

    Выпадения вызывается двумя основными причинами: локальным нарушением контакта магнитной головки воспроизведения с носителем записи и случайным понижением уровня записи на носителе. Эти причины, в свою очередь, могут иметь весьма разнообразное происхождение. 

    В современных системах с поверхностной плотностью записи порядка 105 бит/мм² вероятность выпадений может быть достаточно малой только при прецизионной технологии изготовления и применения носителей. 

    ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ 

    Природа выпадений связана как с изготовлением носителей, так и с их эксплуатацией и хранением. 

    При изготовлении носителей из-за погрешностей процессов диспергирования, фильтрации и полива магнитного лака на поверхности носителя могут возникнуть выступы, вызывающие локальное нарушение его контакта с носителем. Выступы образуются из агломератов частиц магнитного порошка, инородных включений, пыли. Они появляются также из-за дефектов основы.  

    При эксплуатации к нарушению контакта приводит попадание между головкой и носителем частичек магнитного порошка, пыли, табачного дыма, даже отпечатков пальцев. 

    Наиболее часто выпадения происходят в процессе эксплуатации из-за попадания между головкой и носителем частичек магнитного порошка, отколовшихся от рабочего слоя и внедрившихся в поверхность носителя. Нарушение контакта головки с носителем приводит к снижению воспроизводимого сигнала на 56 дБ. 

    С увеличением плотности записи и снижением толщины рабочего слоя резко возрастает влияние качества поверхности основы. При толщине рабочего слоя 1-4 мкм бугорки на поверхности основы размером порядка десятых долей микрона проявляются в виде бугорков приблизительно такого же размера на поверхности носителя, что может стать причиной выпадения сигналов с длиной волны записи 0,5 - 2 мкм.  

    Так даже для формата VHS параметры «выпадения» оцениваются как «превосходные» при значении, не превышающем 10 выпадений в минуту. Причем выпадения регистрируются при уменьшении воспроизводимого сигнала на 20 дБ и длительности этого провала не менее 15 мкс.  

    ПРОЯВЛЕНИЯ НА ВОСПРОИЗВОДИМОМ ИЗОБРАЖЕНИИ 

    При воспроизведении изображения на экране периодически сверху проходят горизонтальные шумовые полосы (регулятором трекинга полосы перемещаются по вертикали), периодически пропадает звук. 
 
 
 

    ВОЗМОЖНАЯ ПРИЧИНА: 

    При выпадениях (пропадании) синхроимпульса, считываемого с дорожки управления, шумовые полосы на изображении будут появляться временами, кроме того, в зависимости от степени деформации ленты, может ослабевать сигнал звукового сопровождения.

ОБРАБОТКА ВИДЕОСИГНАЛА В КАНАЛЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИДЕОМАГНИТОФОНА 

    Канал записи сигналов видеомагнитофона:

• Высокочастотный блок.
• Канал записи видеосигналов.
• Канал записи аудиосигналов.

 

    Сигналы изображения и звука в канале записи разделяются. Сигнал изображения (полный цветовой телевизионный сигнал — ПЦТС) подается в канал изображения. С помощью двух фильтров сигнал ПЦТС разделяется на сигнал ПТС (сигнал яркости и сигналы синхронизации и гашения) и сигнал цветности. Эти сигналы далее обрабатываются отдельно.  

    В ЧМ-модуляторе сигнал яркости преобразуется в частотно модулированные колебания в диапазоне от 3 до 5 МГц. Наконец, ЧМ-сигнал яркости проходит через фильтр ФВЧ (1,1 МГц). 

    Сигнал цветности со своей поднесущей частотой 4,43 МГц с помощью смесителя переносится в частотный диапазон ниже диапазона ЧМ-сигнала яркости. Перенесенная поднесущая частота сигнала цветности составляет 627 кГц. Преобразованный сигнал цветности проходит через фильтр ФНЧ (1,1 МГц).   

    Оба сигнала сводятся вместе в усилителе записи и подаются на вращающиеся видеоголовки. 

    Аудиосигнал на своей поднесущей частоте 5,5 МГц еще раз усиливается и демодулируется. Низкочастотный аудиосигнал подается в канал звука. Там аудиосигнал еще раз усиливается.  

    С генератора стирания берется напряжение подмагничивания записывающей аудиоголовки. Сигнал стирания подается на стирающие головки так, что вся информация, которая ранее была занесена на ленту, перед новой записью удаляется. Штриховые линии показывают прохождение сигналов в режиме ЕЕ, что означает обратную подачу сигналов изображения и звука в UHF-MO-дулятор, где ПЦТС и сигнал звука модулируются несущей частотой в диапазоне 30-40 телевизионных каналов и через антенный усилитель подаются на антенный выход. Записываемые изображение и звук можно также контролировать с помощью подключения ТВ-приемника к AV-выходу ВМ. 

    КОМПЕНСАЦИЯ ВЫПАДЕНИЙ 

    Помехи, связанные с выпадением полезного сигнала, требуют компенсации. При этом исходят из соображения, что Y-ЧМ-сигнал при появлении выпадения кратковременно прерывается. В течение этого времени вырабатывается импульсный сигнал, продолжительность которого соответствует продолжительности выпадения. Если огибающая Y-ЧМ-сигнала снижается ниже определенного уровня, то вырабатывается импульс опознавания выпадения, с помощью которого активируется компенсатор выпадений. Компенсатор выпадений содержит линию задержки (64 мкс), в которой находится последняя по времени строка Y-ЧМ-сиг-нала. При приходе импульса опознавания прямой канал закрывается, и для обработки в канал воспроизведения на демодуляцию подается последняя строка с неискаженной информацией, которая содержится в линии задержки.  

    Вместо выпадения повторяется последняя строка без выпадения. Если нарушение повторяется через несколько строк, то опять на воспроизведение идет сигнал последней строки в качестве замены выпадению. Несомненно, вместе с каждым таким замещением повышается шумовая составляющая сигнала. В компенсаторе выпадений, при наличии выпадения, импульс опознавания с помощью триггера Шмитта преобразуется в безупречный прямоугольный сигнал. Пологие фронты импульса опознавания трансформируются в круто нарастающие. Этим прямоугольным импульсом управляется также электронный ключ, служащий коммутатором выпадений и обрывающий прямой канал прохождения сигнала, так что содержащий ошибку сигнал запирается. Вместо него для дальнейшей обработки используется сигнал, содержащийся в линии задержки. 

    Если после замещения выпадения задержанным сигналом помеха все еще остается, последняя строка без выпадения будет подаваться на воспроизведение так долго, пока отсутствие импульса опознавания не укажет на прекращение выпадения. Триггер Шмитта переключит коммутатор выпадений, который подключит к последующим цепям текущий воспроизводимый сигнал яркости. К линии задержки также будут подводиться все новые и новые сигналы. 

    Блок-схема компенсатора выпадений приведена в приложении. 
 
 
 

    Задание 2  

    ПОНЯТИЕ ФОРМАТА ВИДЕОЗАПИСИ 

    Видеоматериалы могут быть аналоговыми или цифровыми. 

    Форматы видеозаписи можно классифицировать по:

• технологии записи - аналоговые, цифровые;
• типу сигнала - композитный, компонентный, цифровой 4:2:2, Y/C — аналоговый стандарт в котором по отдельным проводам подаются сигналы яркости и цветности, цифровой 4fsc, цифровой 4:2:0 (PAL) 4:1:1 (NTSC);
• поддерживаемым стандартам телевещания - PAL, SECAM, NTSC;
• видам использования - профессиональные, бытовые, промышленные.

 

    ФОРМАТ ЦИФРОВОЙ МАГНИТНОЙ ВИДЕОЗАПИСИ DV 

    DV (англ. Digital Video) — семейство цифровых форматов наклонно-строчной магнитной видеозаписи, а также тип видеокомпрессии и представленный в 1995 году. 

    В формате DV используется 8-битный цифровой компонентный видеосигнал с разрешением 720х576 пикселей и частотой выборки (цветовой субдискретизацией) 4:2:0 для сигналов яркости и цветности (для NTSC - 720х480 4:1:1). Для уменьшения избыточности сигнала используется внутрикадровая компрессия на основе дискретного косинусного преобразования (ДКП). Коэффициент компрессии сигнала — 5:1. Скорость потока данных: 25 Мбит/с видео, 1,5 Мбит/с аудио и 3.5 Мбит/с служебной информации. Поддерживается запись двух каналов звукового сопровождения с частотой дискретизации аудиосигнала 48 кГц при 16-битном квантовании или четырех каналов звука с парамертами 32 кГц/12 бит. В служебной области производится запись даты и времени. 

    DV: КАНАЛ ЗАПИСИ 

    На каждой программной дорожке записываются четыре сектора:

• видеосектор;
• звукосектор;
• сектор субкода ;
• сектор информации о дорожке.

 

    Видеосектор - основной и наиболее сложный компонент каждой наклонной дорожки, он занимает большую её часть (около 85%). 

    Звуковые данные обрабатываются в рамках кадров, причем длительность этих звукокадров равна длительности видеокадров. Таким образом, при частоте дискретизации 48 кГц в синхронном режиме кадр содержит ровно 48000/25=1920 звуковых отсчетов одного звукового сигнала для системы 625/50. Для стандарта разложения 525/60 среднее число отсчетов на интервале видеокадра оказывается дробным - 48000/29,97=1601,6. Целое число отсчетов приходится на пять видеокадров (1601,6x5=8008), поэтому число отсчетов в звукокадрах устанавливается в соответствии со следующей последовательностью: 1600, 1602, 1602, 1602, 1602 (1600+1602x4=8008). Подобно тому, как данные видеокадра делятся на двенадцать (система 625/50) или десять (система 525/60) видеосекторов, данные звукокадров двух звуковых сигналов также делятся перед записью на двенадцать или десять звукосекторов (один звукоблок записывается на шести или пяти наклонных дорожках). Принципу 6/5 удовлетворяют числа отсчетов 1944 (625/50) и 1620 (525/60). Поэтому на один звукосектор приходится 1944/6=1620/5=324 отсчета в каждой из систем 625/50 и 525/60. 

    Сектор субкода содержит временной код и данные управления, а также может включать другие дополнительные данные. Обработка данных субкода производится с периодом видеокадров. Сектор субкода включает в себя преамбулу, синхроблоки данных субкода и постамбулу. Преамбула и постамбула субкода отличаются от соответствующих элементов видеосектора только длиной (постамбула субкода имеет разную длину в системах 625/50 и 525/60). В составе синхроблока субкода двенадцать синхроблоков, содержащих пять байтов данных и два проверочных байта (рис. 30). Пять байтов данных (40 битов) делятся на десять четырехбитовых слов – полубайтов, которые защищаются от ошибок с использованием кода Рида-Соломона (14,10) путем добавления четырех проверочных четырехбитовых символов. Перед записью синхроблоки субкода подвергаются модуляции 24-25, т.е. канальному кодированию. В секторе субкода могут записываться такие данные, как заголовки, таблицы содержания предварительно записанных программ, данные телетекста, субтитры, а также кодированные субтитры на разных языках.  

    Сектор информации о дорожке расположен в начале каждой программной дорожки, с его помощью осуществляется точное позиционирование головки воспроизведения на наклонной строчке записи. Он включает в себя преамбулу, область стартовых синхроблоков, область информации о дорожке и постамбулу. Преамбула, область стартовых синхроблоков и постамбула – табулированные последовательности кодовых слов, заданных для дорожек типов F0, F1 и F2 и формирующих необходимые пилот-сигналы (рис. 26). Область информации о дорожке состоит из трех одинаковых 30-битовых синхроблоков, несущих идентификационные сведения о приложении (например, как это сделано в формате бытовой цифровой видеозаписи). Эта область несет также пилот-сигналы в соответствии с типом дорожки.  

    Сектор информации о дорожке, созданный при первичной записи, не замещается при монтажных операциях. Сектор субкода переписывается вместе с секторами видео и звука при монтаже в режиме вставки. Но если идет вставка только звукосектора, то сектор субкода сохраняется. Когда идет вставка сектора субкода, то трекинг должен осуществляться по пилот-сигналам видеосектора.  

    Обобщённая схема канала записи в приложении. 
 

    Задание 3  

    УСИЛИТЕЛЬ-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ И МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР ВИДЕОСИГНАЛОВ: НАЗНАЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ИХ СВЯЗЬ С ПАРАМЕТРАМИ ВОСПРОИЗВОДИМОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.