Цветное телевидение?.. Это почти просто! - страница 37

= B — Y = 0 никогда не содержит поднесущей; этого не могло бы быть, если бы пользовались обычной амплитудной модуляцией. Следовательно, подавление несущей обеспечивает правильную передачу шкалы серого без цветной доминанты и снижает видность поднесущей в черно-белых совместимых изображениях Такой тип модуляции называется квадратурной модуляцией; происхождение этого названия вполне понятно.

На самом же деле в кодирующем устройстве системы NTSC используются не непосредственно сигналы (R — Y) и (В — Y), а две линейные комбинации:

I = 0.877∙(R — Y)∙cos 33° — 0.493∙(B — Y)∙cos 57°

B = 0.877∙(R — Y)∙cos 57° + 0.493∙(B — Y)∙cos 33°

На графике цветности эти комбинации изображаются двумя взаимно перпендикулярными осями I и Q (I от английского In phase — в фазе; Q от английского Quadrature — квадратура, т. е. со сдвигом на 90°); эти комбинации вычисляются из предыдущих вращением на +33° и изменением масштаба.

На графике цветности ось I проходит от оранжевого цвета до сине-зеленого, т. е. через такие цвета, к которым глаз наиболее чувствителен. Через несколько минут мы увидим, какую пользу извлекает система NTSC из изменения разрешающей способности глаза в зависимости от цветового тона. Но прежде нам предстоит установить частоту поднесущей. Она, очевидно, должна располагаться в верхней части спектра видеосигнала, где энергия составляющих сигнала яркости статистически мала, чтобы свести к минимуму взаимовлияние информации о яркости и цветности, которые должны оставаться независимыми. Следовательно, на изображении, получаемом на экране черно-белого телевизора при приеме цветной передачи, должны появиться пунктирные линии, которые будут тем более заметны, чем выше будет насыщенность передаваемых цветов (потому что повышение насыщенности вызывает увеличение амплитуды поднесущей). Если частота поднесущей произвольна, то линии непрерывно перемещающихся точек создают на экране очень неприятные муаровые полосы (рис. 49).

Рис. 49.Прием цветной передачи на черно-белый телевизор.

_{>а — точки на экране от поднесущей, частота которой равна произведению строчной частоты на целое число;}

_{>б — расположенные на экране «в шахматном порядке» точки от поднесущей, частота которой равна произведению половины строчной частоты на целое нечетное число.}

Следовательно, первое условие заключается в достижении неподвижности мешающего рисунка, для чего соотношение поднесущей и строчной частот должно выражаться рациональным числом (числом, которое можно представить в виде дроби, у которой и знаменатель, и числитель целые числа).

Если соотношение выражено целым числом, то точки будут расположены в виде вертикальных линий, что создает на экране весьма заметную сетку.

Наилучшее решение заключается в размещении этих точек на экране под углом 45° друг к другу, т. е. в шахматном порядке, как на типографском растре. В телевидении это достигается за счет связи двух частот: частота поднесущей f_>под выбирается равной половине строчной частоты f_>стр, умноженной на нечетное число:

f_>под = (2n + 1)∙f_>стр/2,

где n — целое число.

В американском телевизионном стандарте (525 строк и 30 полных кадров в секунду) f_>стр = 15 750 гц. Если принять n= 227, то получим частоту поднесущей f_>под = 3,58 Мгц; именно эта частота принята в системе NTSC. Она обладает еще одним преимуществом.

Как известно, частотный спектр одного телевизионного кадра неравномерен: энергия концентрируется вдоль линий, проходящих через f_>стр, 2f_>стр, 3f_>стр и т. д.; f_>стр, как всегда, обозначает строчную частоту. Следовательно, поднесущая располагается точно между двумя такими линиями (227-й и 228-й), а ее собственные боковые линии вклиниваются между линиями сигнала яркости. Это обеспечивает хорошую независимость обеих информации во время передачи. Действительно, яркостная составляющая с близкой к поднесущей частотой могла бы демодулироваться декодирующим устройством, как если бы это была составляющая цветности.

Эти искажения, вызываемые прохождением составляющих яркостного сигнала в канал цветности, в литературе называются «перекрестными искажениями цвета», а перемежение спектров яркости и цветности в одном сложном сигнале снижает этот недостаток (рис. 50).