Mim H A Z A Y
I S T V Á N —D R .
H E G Y I
G Á B O R
M T A Híradástechnikai Munkaközösség
A színcsatorna sávszélességének vizsgálata a SECAM dekódoló áramkör által visszaadott kép minősége szempontjából ETO
A Magyar T u d o m á n y o s Akadémia Híradástechnikai Munkaközösségének terveiben szerepel a SECAM rendszerű színes televíziójel dekódolása optimális megoldásának vizsgálata. A t é m á b a n végzett és ter vezett elméleti és gyakorlati m u n k á k célja végső soron az, hogy megállapítsuk a SECAM rendszerű színes televízió vevőkészülék dekóder á r a m k ö r é n e k egyes részegységeivel szemben t á m a s z t h a t ó és t á m a s z t a n d ó reális követelményeket, valamint azt, hogy a vevőkészülékkel előállított színes k é p minő sége szempontjából optimalizálhatók-e ezeknek a részáramköröknek a paraméterei. A vázolt feladat teljes megoldása meghaladja a Munkaközösség lehe tőségeit, ezért a komplex vizsgálat helyett egyes rész á r a m k ö r ö k vizsgálatát és az azokból az á r a m k ö r ö k r e vonatkozó következtetések levonását t ű z t ü k k i célul. Az egyik ilyen, a képminőségre döntő hatással levő á r a m k ö r a színcsatorna, amelynek legfontosabb para méterét, a sávszélességét v e t e t t ü k részletes vizsgálat alá. Minden színes televíziórendszer, így a vizsgálat t á r g y á t képező S E C A M — I I I b (opt) rendszer is, a fekete-fehér tele vízióátvitel lehetőségei és az emberi szem színlátási tulajdonságai alapján j ö t t létre, a színinformációt eleve bizonyos korlátozásokkal viszi á t . Ideális dekódernek t e k i n t h e t j ü k azt az á r a m k ö r t , amely a színjeleknek a kódolt színes jelből való elő állításakor nem rontja t o v á b b az adott színes tele víziórendszer által elérhető átviteli minőséget. N y i l vánvaló, hogy egy professzionális célra készített dekó dernek maximálisan meg kell közelítenie az ideális dekóder minőségét, még akkor is, ha ez a részáram körök s z á m á n a k és bonyolultságának, végső soron a berendezés á r á n a k növekedésével j á r e g y ü t t . N e m ilyen egyértelmű azonban a helyzet a t ö m e g g y á r t á s ú vevőkészülékek esetében. É p p e n a színes televízióB e é r k e z e t t : 1973. X . 5.
621.397.132.018.42 SECAM
rendszerek átviteli k o r l á t a i n a k ismeretében m e r ü l h e t fel a kérdés, hogy vajon célszerű-e a lehetséges m a x i mális átviteli minőség elérésére törekedni, vagy pedig tehetők-e kisebb minőségi engedmények a m e g v a l ó sítás egyszerűsítése, a készülékek á r á n a k csökkentése érdekében. A kérdés eldöntéséhez m i n d e n e k e l ő t t m e g h a t á r o z a n d ó , hogy a képminőséget befolyásoló egyes p a r a m é t e r e k milyen m é r t é k ű romlása enged hető meg ahhoz, hogy a k é p szubjektív minősége ne, vagy csak alig romolj ék, a z u t á n meg kell h a t á r o z n i az egyes részáramkörök elektromos p a r a m é t e r e i és a minőségi p a r a m é t e r e k közötti összefüggéseket, majd azok alapján megvizsgálandó, hogy melyik á r a m k ö rök v á l t o z t a t á s a , egyszerűsítése célszerű és gazdasá gos. Ezek a vizsgálatok részben elméleti ú t o n is elvé gezhetők, de mind a kiindulásnál, a minimális m i n ő ségi p a r a m é t e r e k megállapításához, mind az á r a m köri v á l t o z t a t á s o k h a t á s á n a k ellenőrzéséhez szükség van szubjektív minőségvizsgálatok végzésére. A fel adat teljes é r t é k ű megoldását nagyban megnehezíti, hogy a szubjektív vizsgálatok végrehajtásához olyan dekódert kellene készíteni, amelyben a részáramkörök p a r a m é t e r e i m e g h a t á r o z o t t fokozatokban, egymástól függetlenül és e g y ü t t is v á l t o z t a t h a t ó k . Első lépés ként, a színcsatorna sávszélességével kapcsolatos vizsgálatokhoz, olyan dekódert k é s z í t e t t ü n k , amely ben a színcsatorna sávszélessége a színjelerősítőben levő sávszűrő átkapcsolásával kétféle értékre állít h a t ó be: a —3 dB-es pontokhoz t a r t o z ó sávszélesség szélessávú állásban ± 1 , 5 M H z , keskenysávú állás ban pedig ± 0 , 5 M H z a SECAM haranggörbe közép ponti frekvenciájához viszonjátva. A sávszélesség h a t á s á n a k vizsgálatához a para méter viszonylag egyszerű, jól kézben t a r t h a t ó változ t a t á s a mellett az adott indítékot, hogy a különböző g y á r t m á n y ú (magyar, szovjet, francia) SECAMrendszerű színes televízió vevőkészülékek és dekóderek mérése és minőségvizsgálata során feltűnt, hogy
65
H Í R A D Á S T E C H N I K A X X V . É V F . 3. SZ.
a színcsatorna sávszélessége, b á r t í p u s o n k é n t t ö b b é kevésbé eltérő, de általában nem haladja meg a ± 0 , 5 — 0 , 7 M H z értéket. Ez azért meglepő, mert a SECAM-rendszer specifikációja szerint adóoldalon (a kóderben) 1,5 MHz-es alapsávi sávszélességet kell biztosítani [1]. A színinformáció frekvenciamodulá cióval t ö r t é n i k , a rendszerben előforduló maximális csúcslöket ± 500 k H z , a frekvenciaspektrum kis tor zítású átviteléhez t e h á t — figyelembe v é v e a segéd vivőknek a sávközéptől való frekvenciaeltolását is — közelítőleg ± 2 MHz-es színcsatorna-sávszélességre lenne szükség. A rendszer eredeti francia leírása nem tartalmaz előírást az adóoldali és a vevőoldali nagy frekvenciás sávszélességre (nagyfrekvencián a követ kezőkben mindig a színsegédvivő-tartományt értjük), méréseink szerint a kóderekben kb. + 1 , 5 M H z a színcsatorna sávszélessége. Logikusnak tűnik, hogy a dekóderben is közel ekkora sávszélességet érjünk el, hiszen az átvitel eredő minőségére a k é t végberende zés azonos hatással van. Ennek ellenére csupán a D T 40 típusú professzionális dekóder színcsatornáját t a l á l t u k ± 1,5 M H z sávszélességűnek, a közszükség letű célú vevőkészülékek színcsatorna-sávszélessége ennél lényegesen kisebb volt. Ennek a t é n y n e k az alapján k e z d t ü k meg annak a vizsgálatát, hogy a képminőség szempontjából mekkora sávszélesség el érésére célszerű törekedni.
A sávszélesség hatása a kimenőjelek felfutási meredekségére A színcsatorna sávszélességének közvetlen h a t á s a van a demodulálás u t á n nyert alapsávi színkülönb ségi jelek felfutási meredekségére. Minden különösebb vizsgálat nélkül megállapítható, hogy a k é p minősé gének, részletdússágának növelése érdekében minél szélesebb c s a t o r n á t kell megvalósítani, figyelembe véve azt is, hogy a kóderénél szélesebb színcsatornát viszont vevőoldalon sem érdemes készíteni. Meg jegyzendő, hogy a SECAM-rendszerrel elérhető szín jelfelfutási meredekség függvénye az alapsávi jel ugrás n a g y s á g á n a k is, mivel nagy amplitúdójú ugrá sok esetén a videó előkiemelés m i a t t fellépő túllövé seket a határoló á r a m k ö r levágja, így vevőoldalon az eredetinél csak lényegesen rosszabb felfutási idejű ugrásjel állítható elő. K i s a m p l i t ú d ó k esetén a h a t á rolás h a t á s a nem jelentkezik. 25%-os színjeleket C T 4 0 kóderből és D T 4 0 dekóderből álló láncon végzett méréseink szerint (sávszélesség külön-külön ± 1 , 5 M H z ) a dekóder kimenetén a színkülönbségi jelek felfutási ideje 350—400 ns, ami nagyobb az el méleti értéknél, de a 6 M H z sávszélességű világosság jellel e g y ü t t kiváló minőségű színes képet ad. A sávszélességgel összefüggő felfutási meredekség szubjektív h a t á s á n a k vizsgálatát a Munkaközösség ben készített, m á r említett, v á l t o z t a t h a t ó színcsa torna-sávszélességű dekóderrel végeztük. K i s ampli túdójú színjelugrásokra a dekóder kimenő színkülönb ségi jeleinek felfutási ideje szélessávú ( ± 1 , 5 M H z ) állásban k b . 400 ns, keskenysávú ( ± 0 , 5 M H z ) állás ban ez 8 0 0 - 9 0 0 ns-ra romlik. Nagy (75 —100%-os) ugrások esetén a felfutási időt m á r a kóderoldali szinthatárolás határozza meg, ekkor a kétféle sáv szélességre gyakorlatilag azonos, a kis amplitúdójú
66
ugrásra keskenysávú dekódolással elért értékkel megegyező felfutási idő m é r h e t ő . A szubjektív k é p minőség-vizsgálatok ezért csak a kis amplitúdójú ugrások esetére adtak értékelhető eredményt, ekkor viszont lényeges minőségi különbség volt megállapít h a t ó a szélessávú dekódolás j a v á r a . Tekintettel arra, hogy a nagy telítettségű színek előfordulási valószínűsége viszonylag kicsi, a színes kép átlagos minőségét döntően a kis és közepes telí tettségű színek átvitele határozza meg. Ennek alap j á n megállapíthatjuk, hogy a dekóder színcsatorná j á n a k sávszélességét a kis amplitúdójú ugrások lehető jó átvitelére kell méretezni. A színjelek felfutási idejének szempontjából elmé leti megfontolások és gyakorlati mérések alapján t e h á t e g y a r á n t szélessávú dekóder használata indo kolt. További vizsgálataink ezért arra i r á n y u l t a k , hogy a sávszélesség és az egyéb, a képminőséget be folyásoló tényezők közötti összefüggések alapján ke ressük az optimális sávszélességet. Ilyen t é n y e z ő k elsősorban a dekóder kimenetén megjelenő zaj nagy sága és eloszlása, valamint a világosságjelből szár mazó zavaró áthallások m é r t é k e .
A sávszélesség hatása az előállított színes kép zajosság ára A sávszélességnek az alapsávi zajszintre és -elosz lásra való h a t á s á t először elméleti ú t o n vizsgáltuk. A számításokat a következő kiindulási feltételezé sekre alapoztuk: 1. A dekóderbe a kódolt SECAM-jel a m p l i t ú d ó modulációs rendszerű műsorszórás útján kerül, az A M demodulátor u t á n t e h á t a zaj eloszlása egyenle tes, a számításba fehérzajként vehető figyelembe. Tekintetbe véve, hogy a televíziójel az adókhoz az esetek t ú l n y o m ó többségében frekvenciamodulált mikrohullámú összeköttetésen keresztül j u t el, ez a feltételezés a valóságban annyiban nem igaz, hogy az összeköttetés zaja m i a t t a videojel nem egyenletes eloszlású zajt is tartalmaz. A mikrohullámú össze köttetésre megengedett zajszint azonban olyan kicsi, hogy az egyéb, egyenletes eloszlású zajokhoz képest elhanyagolható. 2. A dekóder színcsatornájának sávszélességét ideális karakterisztikájú sávszűrő határozza meg. A sávszűrő amplitúdó-frekvenciamenete a feltétele zett sávban állandó, a sáv h a t á r á n a levágás ideálisan meredek. 3. A dekóder haranggörbe-erősítője és videó deemfázis á r a m k ö r e a matematikai függvénynek pontosan megfelelő karakterisztikájú. 4. A dekóder elvileg nem frekvenciafüggő részegy ségei (késleltető m ű v o n a l , kapcsoló, limiter) a teljes átviteli s á v b a n ideális, állandó karakterisztikával rendelkeznek, a diszkriminátorok beállítása pontos, a demodulálási karakterisztika ideális. Az ezekkel a feltételezett jellemzőkkel rendelkező dekódernek egyszerűsített t ö m b v á z l a t a az 1. á b r á n l á t h a t ó . A dekóder bemenetén egyenletes zajeloszlás a G (F) frekvenciakarakterisztikájú sávszűrő u t á n (A pont) az áteresztősávban egyenletes marad, a sá von kívül zaj összetevők nincsenek. A vizsgálat t á r g y a SZ
H A Z A Y I . - D R . H E G Y I G . : SZÍNCSATORNA SÁVSZÉLESSÉGE
Kódolt jelbe
<
Szint „ rögzttó
n a .
Viszknimináton
Limiten
T=6kjjs
0 (F) h
Videq Szint deemfázis' re rögzítő
R-Y
~~ Kapcsoló
Mátrix 1 B-Y
Biszkrimináton
Limiten
Videó deemfázis
r
d(f)
Szirrtnögzito
©
G
\HÍ52-HH1\
1. ábra. S E G A M d e k ó d e r e g y s z e r ű s í t e t t t ö m b v á z l a t a
A számításokhoz a haranggörbe-erősítő karakte risztikáját célszerű a sávközéptől való elhangolás függvényében felírni: 1 + 1,6 G„(ÖF)=-
F + ŐF 0
F F +6F 0
1+256
0
F
0
ahol
F ) Fo + öF) 0
F ] Fo+ŐF) 0
ÖF=F-F . 0
A képlettel leírt görbe menete a 2. á b r á n l á t h a t ó . A haranggörbe-erősítő u t á n (B pont) a zaj spektrális eloszlását a G (dF) és a G (dF) függvények szorzatá ból előállított függvény fogja meghatározni. A G (őF") függvény a sávszűrő k a r a k t e r i s z t i k á j á t írja le a sávközéptől való elhangolás függvényében. S2
h
sz
A SECÁM-rendszer a vörös és a k é k színkülönbségi -1h -1,2-1,0-0,8-QS -01,-0,1 0 0,2 0,1, 0,6 Ofl iO 1,2 1,k jeleket k é t színsegédvivő frekvenciamodulációjával
F +f, [1]: 0
S2
0
Q
0
ahol F a színcsatorna közepes frekvenciáját, a ha ranggörbe középponti frekvenciáját jelenti, értéke F = 4 , 2 8 6 M H z , B a színcsatorna teljes sávszélessége. .F-fel mindig a nagyfrekvenciás sávba eső frekven ciákat jelöljük. A színcsatorna sávszélességét meghatározó szűrő u t á n a színjei a haranggörbe-erősítőbe kerül, amely nek karakterisztikája [ 1 ] :
1 +
0
Ga{f) =
3/i
ahol /
1=
85 k H z .
0
1 + 1,6| " G (F) h
"
A 2
= 1 + 256
{F
0
P)
A deemfázis karakterisztika a 3. á b r á n l á t h a t ó . A videó utóelnyomó á r a m k ö r ö n keresztülment szín különbségi jelek a m á t r i x á r a m k ö r b e kerülnek, amely a világosságjelből és a k é t színkülönbségi jelből elő állítja az R, G és B alapszínjeleket, amelyek a színes képcső elektronágyúit vezérlik. (Színkülönbségi ve zérlés esetén a m á t r i x feladatát maga a képcső látja el.) A k é p e r n y ő n megjelenő k é p zaj összetevőit a
67
HÍRADÁSTECHNIKA
1
X X V . É V F . 3. S Z .
A SECAM-rendszerben a színinformáció frekven ciamodulációs átvitele m i a t t a k é p színsegédvivő frekvenciája színenként változik, az alapsáv zérus frekvenciája a színcsatorna-karakterisztika m á s - m á s pontjára esik; minden frekvenciaeltolásra különböző a k é t nagyfrekvenciás oldalsáv zajeloszlása. A szá m í t á s t t e h á t minden segédvivőfrekvenciára (a sáv középtől való eltolásra) és minden vizsgált sávszéles ségre el kell végezni. A zajteljesítmények összegezése az a l a p s á v b a n történik a négyzetes eloszlás, a deemfázis-karakterisztika és a súlyozási t ö r v é n y figye lembevételével. A nagyfrekvenciás zajeloszlást az adott eltoláshoz t a r t o z ó k é t oldalsávra külön-külön
0,9
0,7 0,6
OA 0,3 0,1
Uz a)-
0,1 0
0,2 0 k 0,6 0,8 1P t
i2
1,k i6 1& 2,0 f[í1HzJ WiSt-DHÍ\
3. ábra. S E C A M v i d e ó d e e m f á z i s á r a m k ö r k a r a k t e r i s z t i k á j a
szem az összetevők frekvenciájától függően külön böző m é r t é k b e n veszi észre. Ennek a szubjektív h a t á s n a k a figyelembevétele súlyozó szűrők segítsé gével t ö r t é n i k . Fekete-fehér k é p zajméréséhez a CCIR dolgozott k i súlyozó szűrőt [2]. Szovjet vizsgá latok szerint ez a szűrő alkalmas színes televíziókép szubjektív zajosságának méréséhez is [3]. Ennek alapján s z á m í t á s a i n k b a n m i is a CCIR súlyozó szűrő jének k a r a k t e r i s z t i k á j á t v e t t ü k figyelembe (4. á b r a ) : G (J)= S
1 1 +
(2TTT/)
ahol
T = 0 , 3 3 [JLS.
2
Az alapsávi zajeloszlás kialakulásának és a számí t á s menetének szemléltetése végett az 5. á b r á n össze foglaltuk a dekóder különböző pontjain levő s p e k t r á lis zaj eloszlást és az egyes részáramkörök karakterisz t i k á j á t . A feladat t e h á t az, hogy a nagyfrekvenciás sávszélesség függvényében m e g h a t á r o z z u k az alap sávi zajteljesítmény eloszlását, majd abból a súlyo zási karakterisztika alapján a k é t szubjektív zajos ságát meghatározó súlyozott zajteljesítményt.
4
L l^
Wt3l-HH3\
'
0
0,1 Oh 0,6 0,8 1,0 1,2 ik 1,6 1,8 2p f[MÍ] • \Hl52-HHk\
4. ábra. C C I R s ú l y o z ó á r a m k ö r csillapítása vényében
68
a frekvencia f ü g g
5. ábra. A zaj s p e k t r á l i s eloszlása a d e k ó d e r egyes pontjaiban a) A zaj s p e k t r á l i s eloszlása a d e k ó d e r b e m e n e t é n fej A zaj s p e k t r á l i s eloszlása a s z í n c s a t o r n a - s z ű r ő u t á n ( A pont) c) A. h a r a n g g ö r b e - e r ő s í t ő k a r a k t e r i s z t i k á j a d) A zaj spektrális eloszlása a h a r a n g g ö r b e - e r ő s í t ő u t á n , & d e m o d u l á t o r o k e l ő t t (B pont) e) A v i d e ó d e e m f á z i s á r a m k ö r ö k k a r a k t e r i s z t i k á j a 1) A z a l a p s á v i z a j t e l j e s í t m é n y s p e k t r á l i s eloszlása a deemfázis á r a m k ö r ö k u t á n ( C pont)
H A Z A Y I . - D H . H E G Y I G . : SZÍNCSATORNA SÁVSZÉLESSÉGE
Izrel K 0
SZ- h
r
b
Pc
• B=2MHz^ B- 3MHz
4 1*1 MHz
-500 -W- -300 -200 ~W
1 0
100
10 300 W0 500 dF[kHz] \H2SL-HHT\
7. ábra. A z a j t e l j e s í t m é n y v á l t o z á s a a f r e k v e n c i a - e l t o l á s függvényében, különböző színcsatorna-sávszélességek esetén
\H25Z-HH6\
6. ábra. A s z á m í t á s h o z s z ü k s é g e s adatok m e g h a t á r o z á s a
kell számításba venni, azaz az integrálást m i n d k é t oldalsávra végre kell hajtani. A nagyfrekvenciás sáv szélességet a k é t integrálás h a t á r a i b a n kell figyelembe venni. A 6. á b r á n szemléltetett esetben a vizsgált színsegédvivő frekvenciája F , a hozzá t a r t o z ó elto lás t e h á t öF— F — F . A nagyfrekvenciás sávszéles ség B, a színsegédvivőhöz t a r t o z ó felső oldalsáv F B s
s
CFT SECAM köáer
cno
0
s
frekvenciától F +— 0
Egyéb dekóderáramkörök
Keverő
frekvenciáig, az alsó oldalsáv
B pedig F ——
frekvenciáig terjed. Az alapsávi összeB B gezést t e h á t a k é t oldalsávra f —F +- r—F = —— dF, B\ B illetve f — F — + ÖF frekvenciákig kell ^ " 2 végréhajtani. Ennek alapján felírható az össze függés, amelyből B sávszélesség és F színsegédvivő frekvencia, azaz dF = F —F eltolás esetén megkap h a t ó az alapsávi súlyozott zajteljesítmény: 0
1
2
Philips PM5552 Ábragenerátor
0
7
s
generátor. R-S SUF
2ajIÁ mero
B-Y
Változtatható sávszélességű dekóder
R-S UPSF
IH252-HH8\
S. ábra. V i d e ó jel—zaj viszony mérése
s
s
s
i)
-ŐF P =k[
J* G (F +f).G .G .p.df
z
+
h
J"
s
d
+
s
G (F -f).G .G .f.df] h
s
d
s
A nagyszámú integrálás pontos elvégzése számító gép felhasználása esetén nem jelent nehézséget. F i gyelembe véve a számításhoz felvett ideális feltéte lek és a gyakorlati megvalósítás közötti nem elha nyagolható eltéréseket, nem t a r t o t t u k szükségesnek a feladat pontos megoldását, helyette az egyszerűb ben v é g r e h a j t h a t ó grafikus integrálást v á l a s z t o t t u k . A számításhoz a nagyfrekvenciás és az alapsávot 100 k H z széles frekvenciasávokra osztottuk és úgy t e k i n t e t t ü k , hogy ezekben az elemi sávokban állandó a zajsűrűség. A színsegédvivők frekvenciája a ha ranggörbe középponti frekvenciájának ± 5 0 0 kHz-es környezetén belül v á l t o z h a t , azért az eltolást, ugyan csak 100 kHz-es lépésekben, ezen a t a r t o m á n y o n be-
lül v e t t ü k figyelembe. A nagyfrekvenciás zajelöszlást minden eltolásra háromféle sávszélesség (B~í, 2 és 3 M H z ) feltételezésével h a t á r o z t u k meg. A külön böző eltolásokhoz és sávszélességekhez t a r t o z ó nagy frekvenciás zajeloszlásból k i s z á m í t o t t u k az alapsávi relatív súlyozott zajteljesítményt. Az e r e d m é n y t a 7. á b r á n mutatjuk be. A z á b r á n a haranggörbe k ö zépponti frekvenciájától s z á m í t o t t frekvenciaeltolás függvényében l á t h a t ó az alapsávi súlyozott zajtelje sítmény viszonylagos értéke, ha a színcsatorna sáv szélessége 23 = 1, 2 és 3 M H z . A görbék közelítőleg p á r h u z a m o s a k , a ŐF = 0 frekvenciaeltoláshoz t a r t o z ó értékek egymáshoz v i s z o n y í t o t t é r t é k e : Í V . P , : Í V = 1:1,36:1,56. 2
2
a
A frekvenciaeltolás növekedésével a zajteljesítmény növekszik, de a különböző sávszélességekhez t a r t o z ó értékek a r á n y a csökken. <5.F = 500 k H z eltolás esetén például P^-P^-Pzr^l-
U l : 147.
Az e r e d m é n y szerint t e h á t a színcsatorna sávszéles ségének B = \ MHz-ről 5 = 3 MHz-re t ö r t é n ő növe lése esetén az alapsávi zajteljesítmény legfeljebb 1,56-szorosra, azaz 1,9 dB-lel n ő . E b b ő l azt a k ö v e t k e z t e t é s t vontuk le, hogy zajcsökkentési szándékkal semmiképpen nem indokolható a dekóder színcsa torna-sávszélességének csökkentése, mert a n a g y m é r -
69
H Í R A D Á S T E C H N I K A X X V . É V F . 3. SZ.
t é k ű sávszűkítéssel elérhető zajszintcsökkenés is olyan kicsi, hogy a k é p e n észrevehető minőségjavulást nem okoz, okoz viszont minőségromlást a jelek felfu tási idejének romlása miatt. A számítási ú t o n kapott e r e d m é n y t a v á l t o z t a t h a t ó sávszélességű dekóder segítségével méréssel is ellen őriztük. A 8. á b r á n szereplő mérési elrendezésben a kódolt jelhez akkora fehérzajt k e v e r t ü n k , hogy a de k ó d e r kimenő színkülönbségi jelein jól m é r h e t ő zaj teljesítmény legyen (kb. 30 dB jel—zaj viszony, t e h á t a rendszer küszöbszintjétől elég távol). A világosság jelből való esetleges áthallások elkerülése érdekében a kódolt jelből k i i k t a t t u k a világosságjelet. A mérést a színsáv valamennyi színére, azaz különböző frek venciaeltolásokra (frekvencialöketekre) elvégezve ú g y t a l á l t u k , hogy a széles ( 5 = 3 M H z ) és a keskeny (B = l M H z ) színcsatorna esetén m é r h e t ő legnagyobb zajteljesítmény-különbség 2,3 dB, ami elég jól egye zik a közelítő s z á m í t á s eredményével, .különösen, ha tekintetbe vesszük, hogy a dekóder sávszűrőjének karakterisztikája lényegesen eltér a s z á m í t á s b a n fel tételezett ideális k a r a k t e r i s z t i k á t ó l . A számítás eredményeiből m á s szempontú feldol gozással ú j a b b e r e d m é n y e k is levezethetők. Megha t á r o z h a t ó például, hogy adott színcsatorna-sávszé lesség és m e g h a t á r o z o t t szín, azaz frekvenciaeltolás esetén milyen lesz a videcsávi zajteljesítmény elosz lása. A 9. á b r á n h á r o m eltolásra t ü n t e t t ü k fel a zaj eloszlást. Legegyenletesebb az eloszlás, ha a segéd vivő éppen a haranggörbe közepére esik. Az eltolás növekedésével az eltolással közelítőleg megegyező alapsávi frekvencia környezetében levő eloszlási maximum értéke is n ő . A számítások célja a színcsatorna sávszélessége és a dekódolt jel zajossága közötti összefüggés feltárása 2,6
f-
2,2
/
) / 2,0
1 1
\
SB
U
SB
i
II Il
V*
íj \
1'
42
1• \ \ M
Í0
;i
\
\ \
•,
,
í Ok —1—i.
/'' 0,2
100 kHz
\
V.. — "
alapszínjeleinek
/ //
V
ii
=
1,5(U' -Uy) B
R
\
0,1 0A 0,6 0,8 i0
y
tényezővel csökkenteni kell a kiszámított zajampli t ú d ó t , ahhoz, hogy a színkülönbségi jelekhez t a r t o z ó zajamplitúdókat kapjuk. A dekóderrel előállított alapszínjelek az adóoldali gammakorrekció m i a t t a színes kamera U , Uq, Ub
V
0,6
R
jeleket kapjuk. Feltételezve t o v á b b á , hogy a k é t demodulátor teljesen azonos, tekintetbe kell venni még, hogy a jelamplitúdók a maximális frekvencia löketek a r á n y á b a n is különbözők. A vörös csatorná ban ezért — — = — 0 , 5 3 , a k é k csatornában pedig i,y 1 280 — a l ö k e t a r á n y t is figyelembe véve - T V ' ^ ^ 0 , 8 1
<Sf-400kHz •
t
1fi
sR
illetve
1 l
0,8
& 1,6 •f[MHz]
20 '
\Hj5Z-HM9i
70
SR
U =-l$(U' -U' ),
MHz
i
18
9. ábra.
A SECAM-rendszerben minden színhez k é t szín segédvivő-frekvencia, azaz k é t frekvenciaeltolás tar tozik. Az előbbiekben ismertetett számítási eljárással a színsáv minden színére m e g h a t á r o z t u k a deemfázis á r a m k ö r kimenetén levő alapsávi zajeloszlást. Erre h á r o m példát m á r bemutattunk a 9. á b r á n . (Meg jegyezzük, hogy ezt a s z á m í t á s t B = 3 MHz-es szín csatorna-sávszélességre végeztük el.) A súlyozási t ö r v é n y alapján minden színre k i s z á m í t o t t u k t o v á b b á a hozzájuk tartozó U és U jelek súlyozott zajteljesítményét, illetve a zaj a m p l i t ú d ó j á t . A zaj lát h a t ó s á g á n a k vizsgálatakor figyelembe kell venni, hogy a SECAM-rendszerben a színcsatorna kimenetén nem a színkülönbségi jeleket, hanem a
%
%
0
volt, az alapsávi zajteljesítmény eloszlása és az egyes színek zajosságának láthatósága tulajdonképpen nem képezte a vizsgálat t á r g y á t . A számítási munka köz benső eredményei alapján azonban úgy véltük, hogy a s z á m í t á s t érdemes ebben az i r á n y b a n is t o v á b b folytatni. Részeredményeink ugyanis némileg eltér tek a Compagnie Francaise de Télévision által k ö zölt számítások megfelelő eredményeitől [1], célsze r ű n e k l á t s z o t t t e h á t a zajok láthatóságáról közölt e r e d m é n y ü k pontosítása is. A közbenső eredmények közötti eltérés oka az, hogy a CFT s z á m í t á s á b a n csak 0, 100, 200 és 350 kHz-es frekvenciaeltolást vettek figyelembe; feltételezték, hogy a haranggörbe-karak terisztika a középponti frekvenciára szimmetrikus; a színek zajosságának vizsgálatakor és a láthatóság m e g h a t á r o z á s a k o r csak a 350 k H z frekvenciájú zajösszetevőt, m i n t jellemző é r t é k e t v e t t é k figyelembe. Az általunk elvégzett számítások eredményei lehetővé t e t t é k , hogy minden színre m e g h a t á r o z z u k az alap sávi zajeloszlást és a súlyozott zajteljesítményt, vala m i n t a zaj relatív l á t h a t ó s á g á t . Ezt a számítást, m i vel t u l a j d o n k é p p e n nem tartozik a sávszélességgel kapcsolatos vizsgálatokhoz, csak röviden, a végered m é n y érthetősége érdekében ismertetjük.
A z a l a p s á v i z a j t e l j e s í t m é n y e l o s z l á s a k ü l ö n b ö z ő frek vencia-eltolásokra
— -ik
hatványai.
A
vevőkészülék
színes képcsövének vezérlésekor a képernyő felületi fényessége a vezérlőjelek y - i k h a t v á n y á v a l lesz ará nyos: Y=k \O,Z(URy)
V
+0,59 {u r) +0,11 V
G
fc/^rf
1
= £(0,3- U + 0,59. U + 0,11. U ), R
A
B
H A Z A Y I . - D R . H E G Y I G . : SZÍNCSATORNA SÁVSZÉLESSÉGE
ahol k arányossági tényező, amely a képcső felületi fényessége és az elektromos vezérlőfeszültség közötti összefüggést fejezi k i . Ha a vezérlő alapszínjelek zajokat is tartalmaznak, a k é p e r n y ő felületi fényessége eltér az előző egyenlet tel m e g h a t á r o z o t t helyes értéktől. A vörös és k é k színkülönbségi jelekkel érkező zaj a m á t r i x - á r a m k ö rön keresztül megjelenik a zöld színkülönbségi jelben is, nagysága a színkülönbségi jelek k ö z ö t t i összefüg gés segítségével s z á m í t h a t ó k i (a g a m m a - k o r r i g á l t jeleket felső vessző indexszel jelölve):
A zaj relatív
SECAM dokumentác tó
p
B
Szá mltott
\
j
Y
A számítás menete a következő. Legyen a vörös csa torna kimenetén a zaj amplitúdója U . Ekkor a v ö rös vezérlőjel az előbbiek szerint U' — 0,53- U nagyságú, a m á t r i x által előállított zöld vezérlőjel pedig U' + 0,53-0,51-U =U' + 0,27'U nagyságú lesz. A vörös csatorna zaja a kék vezérlőjelet nem módosítja. A k é p e r n y ő felületi fényessége t e h á t a vörös csatorna zajának figyelembevételével: a
Y
zR
zR
a
zR
R
zR
+
a
zR
+
0M(U' y]=Y+AY . B
zR
Tételezzük fel, hogy y % 2 , akkor a vörös zaj m i a t t bekövetkező felületi fényesség-növekedésre a m ű v e leteket elvégezve a következő összefüggést kapjuk: A Y =k[-0,318.
U (U' -
zR
zR
B
zB
G
2j3
2
Y =A-[0,3(í7^ + 0,59(t/ű-0,15.[/ Br+0,ll(^ + z B
2
0M-U y]=Y+AY . zB
[0,178 • U
(U' -U' )
zB
B
G
+ 0,0854. U ]. 2
zB
A k é t zaj a színek e g y m á s t k ö v e t ő átvitele m i a t t korrelálatlan, ezért a teljes felületi fényesség-növeke dést négyzetes összegezéssel h a t á r o z h a t j u k meg: AY =fAl +AYÍz
s
•/
'' 1 / / ff
'
Zqj'arr ptitudó
/
N N
OFehér Sárga Kékes- Zöld Ibolya Vörös Kék Fekete zöld \HZS1-HH10\
10. ábra.
A zaj a m p l i t ú d ó j a és l á t h a t ó s á g a a s z í n s á v á b r a szí neire
e r e d m é n y e i n k szerint a zajok l á t h a t ó s á g a valamennyi színre kisebb, m i n t a CFT számítása szerint. Kivétel a fehér szín, amelyre a CFT a zaj l á t h a t ó s á g á t nem vette figyelembe, mivel ebben az esetben „ a színzaj nak semmi h a t á s a nincsen a világosságra". Ez a fel tételezés elhanyagolás e r e d m é n y e , a színzaj — b á r valóban kis relatív láthatósággal — fehér szín eseté ben is m e g v á l t o z t a t j a a felületi fényességet.
zB
I t t is feltételezve, hogy y ~ 2 , elvégezve a művelete ket és a teljes felületi fényességből levonva a zajmen tes esetben kapott felületi fényességet, megkapjuk a k é k csatornából származó zaj m i a t t bekövetkező felületi fényességnövekedést: zB
f
a
zB
A Y =k
IIII
U' ) + 0,127- U%\.
R
A k é k csatorna kimenetén a zajamplitúdó U . Ezzel a k é k vezérlőjel U' + 0,81 • U , a m á t r i x b ó l kapott zöld vezérlőjel pedig U' -0,81.0,186-£/ = = U'q— 0,15-C/ B nagyságú lesz. K é k csatornabeli zaj esetén a képernyő felületi fényessége t e h á t :
+
s
2R
= k [0,3 (U' - 0,53 • U y + 0,59 ( ü ' + 0,27 • U f
>
\í
/ // / / / /
zR
R
fi
2,5
U' - U'y = - 0 , 5 1 ( U ' - U'y) - 0 , 1 8 6 ( U ' - U' ). a
)
láthatósága
R
A számítás folyamán a vörös és a k é k csatorna zaja alapján minden színre m e g h a t á r o z t u k a fellépő felü leti fényesség-növekedést, majd abból a szín zajmen tes felületi fényességéhez való viszonyítással a zaj relatív l á t h a t ó s á g á t :
A számítással kapott e r e d m é n y e k e t a 10. á b r á b a n foglaltuk össze. Annak érdekében, hogy az eredmé nyek összehasonlíthatók legyenek a CFT által közölt eredményekkel, a k é k szín zajának relatív l á t h a t ó s á g á t azonosnak v e t t ü k . Az á b r á b ó l l á t h a t ó , hogy
A sávszélesség hatása a világosságjelből származó áthallások mértekére A zajok l á t h a t ó s á g á v a l kapcsolatos, az előbbiek ben leírt számítás u t á n folytattuk a sávszélesség ha t á s á n a k vizsgálatát. A cél most az volt, hogy össze függést keressünk a dekóder színcsatorna-sávszéles sége és a világosságjelből származó áthallások z a v a r ó h a t á s a k ö z ö t t . Ezek a vizsgálatok elvileg ugyanazzal a módszerrel végezhetők el, amelyet a zajok s z á m í t á sakor alkalmaztunk, de ennek feltétele, hogy ismer j ü k a világosságjel spektrális eloszlását leíró mate matikai függvényt. Egyes, viszonylag egyszerű v i lágosságjelekre a spektrum eloszlása bizonyos elha nyagolásokkal a r á n y l a g egyszerűen m e g h a t á r o z h a t ó . Ezekre az esetekre t e h á t az előbbiekben leírt számí tási módszer h a s z n á l h a t ó lenne. M i a vizsgálatoknál abból indultunk k i , hogy az egyes speciális esetek számításából nem lehet általános é r v é n y ű következ tetéseket levonni, és nem h a t á r o z h a t ó meg az ú n . „átlagos televíziókép", amelynek s p e k t r u m á t a z u t á n matematikai f o r m á b a n le lehetne írni. E z é r t a vizsgá latokban célszerűbb mérésekre szorítkozni. Az első méréssorozat, amelyet elvégeztünk, azon a t é n y e n alapult, hogy a világosságjelnek a színcsa-
71
HÍRADÁSTECHNIKA
CFTBTW
Philip PM5552 CFTCTW • ÁbraSECAI1 generátor káder R-SDPR Szintmérő
»
B &K2m
Y csatorna
RGB' monitor
Szín csatorna Dekóder
Csillapító
HA Szinusz generátor R-SWIK
yasj-HMlü
11. ábra. Szinuszos jelek z a v a r ó h a t á s á n a k mérése
-40 a[dB]
-20
V
fí ~
V. -30
N
\\ \
V
Ny \ A \
'
r" \
*
i
l
l
7
B__
X X V . ÉVF.
3. S Z .
torna sávjába eső komponensei k ö z ö t t gyakran elő fordulnak viszonylag nagy a m p l i t ú d ó j ú a k is, amelyek m e g h a t á r o z o t t frekvenciájú szinuszos zavaró jelként vehetők figyelembe. A világosságjel spektruma a jelben előforduló meredek ugrásokból, a Sor- és k é p szinkronjelek periodicitásából származóan általában olyan spektrumvonalakból áll, amelyeknek a m p l i t ú dója a frekvencia növekedésével csökkenő tenden ciájú. A színcsatorna sávjába ezért á l t a l á b a n a r á n y lag kis amplitúdójú összetevők esnek, m é g akkor is, ha a világosságjel nagy amplitúdójú és meredek ug r á s o k a t is tartalmaz. Egyes nagyfrekvenciás jel összetevők azonban egyéb m ó d o n is keletkezhetnek, például multiburst jelet is t a r t a l m a z ó színes monosz k ó p á b r á k , vagy még gyakoribb esetekben egyes h á t terek, r u h a m i n t á k stb. képének vételekor. Ezeknek a világosságjeleknek a spektruma a szokásos össze tevőkön kívül egy vagy t ö b b viszonylag nagy ampli túdójú komponenst is tartalmaz, amelyek a szín csatorna sávjába eshetnek és abban az átlagosnál nagyobb zavarokat okozhatnak. Ennek alapján kezd t ü k meg a szinuszos zavaró jelek h a t á s á n a k vizsgá latát.
Az objektív vizsgálat elvileg a következőképpen t ö r t é n h e t n e . A dekóder színcsatornájába eső minden ' M frekvencián m e g h a t á r o z o t t , állandó amplitúdójú V.. \ 11 szinuszos jelet j u t t a t u n k a színcsatorna bemenetére, -50 if ahol jelen van az adott színhez t a r t o z ó színjel is. A frekvenciával végighaladva a teljes sávon, minden ! ! ! -60_ 0,5 iO i5 frekvenciára meghatározzuk a zavar m é r t é k é t . Ered -05 1,5 -1,0 SF[MHz] m é n y k é n t folyamatos görbét kapunk, amely a frek vencia függvényében megadja a zavaró h a t á s nagy -10 ságát. E z t minden színre végrehajtva görbesereget a[dB] kapunk, amelyből minden színre m e g k a p h a t ó a Sárga rendszer érzékenysége a szinuszos zavaró jelek frek a/ venciája függvényében. Ez az elvileg objektív mérés -20 • V Kékeszöld- \ /v valójában igen szubjektív 'lenne, hiszen a zavarás m é r t é k e csak szubjektív m ó d o n érzékelhető és érté *> "•s í /-30 kelhető, í g y még igen nagyszámú vizsgálat esetén is V v csak. közelítően, a szubjektív minőségvizsgálatokkal -W elérhető viszonylag durva lépcsőkben t u d n á n k fel \ , \\ Y / Ibolya venni a zavarérzékenységet. Vizsgálatainkban igye \ 1 \t k e z t ü n k ezt a szubjektív bizonytalansági tényezőt -50 kiküszöbölni. Az érzékenységi görbéket a következő m ó d o n v e t t ü k fel. A l i . á b r a szerinti elrendezésben a dekóder bemenetére különböző, 100%-os amplitú -60 0,5 tfö 45 •K5 -Í0 -0,5 dójú színeknek megfelelő kódolt jelet adtunk. A de kóder színcsatornájának bemenetére v á l t o z t a t h a t ó \HZSl-HHfí\ csillapításon keresztül zavaró szinuszos jelet adtunk 12. ábra. Szinuszos z a v a r ó jelek l á t h a t ó s á g a k ü l ö n b ö z ő s z í n e k és a zavaró h a t á s t a dekóder kimenő alapsávi jeleivel esetén vezérelt JÍGB-monitoron vizsgáltuk. A zavaró jel csillapítását mindig addig növeltük, amíg a képer n y ő n megjelenő zavar éppen e l t ű n t . Ez a helyzet — tapasztalataink szerint — igen jól, nagy bizton sággal érzékelhető, a vizsgálatban részt vevő szemé lyek némi gyakorlás u t á n 1 dB-es eltérésen belül azo nos csillapításnál észlelték a zavar megszűnését. A zavaró jeleket szolgáltató generátor folyamatos hangolású, a mérést k b . 100 k H z - e n k é n t i elhangolásokkal végeztük, a névleges elhangolás környezeté 0,5 1,0 Í5 ben mindig megkeresve a legzavaróbb rajzolatot -15 -1,0 -0,5 F (TFfMffzJ okozó frekvenciát. A vizsgálatot a h á r o m alapszínre \HzSZ-HHOi és a p á r o n k é n t i kombinációjukkal előállítható szí nekre hajtottuk végre. Az eredményeket a 12. á b r á n 13. ábra. Szinuszos zavaró jelek l á t h a t ó s á g a 50%-os szürke szín -40
\\ V.
/
V
<
I i !! i
0
esetén
72
H A Z A Y I . — D R . H E G Y I G . : SZÍNCSATORNA SÁVSZÉLESSÉGE
mutatjuk be. A görbék a különböző színekre t e h á t azt adják meg, hogy a sávközéptől való elhangolás függvényében milyen csillapítást kellett a zavaró jel útjába i k t a t n i ahhoz, hogy a zavar éppen a l á t h a t ó ság h a t á r á n legyen. A generátor kimenőjelének szintje állandóan £ 4 = 5 0 m V volt. Az á b r á n a színekhez t a r t o z ó görbékkel azonos jelöléssel bejelöltük a színekhez t a r t o z ó k é t segédvivő frekvenciáját is. A 13. á b r á n az 50%-os szürke színhez t a r t o z ó k ó d o l t jellel elvégzett méréssorozat e r e d m é n y é t t ü n t e t t ü k fel.
Valtozfathato sávszélességű miipsPHS552 CFTCTA0
Abra generátor
R
SECAM káder
dekóder
csatorna
eff
Kérdés ezek u t á n , hogy milyen következtetéseket lehet levonni az elmondott vizsgálat eredményeiből. Mindenekelőtt megállapítható, hogy a zavarérzé kenység nagyjából a haranggörbe-erősítő karakte risztikájának megfelelően változik, annak ellenére, hogy a zavarérzékenység frekvenciafüggését nem csupán a haranggörbe karakterisztika befolyásolja. (FM detektor kimenetén állandó vivő/zavarjel ampli t ú d ó a r á n y esetén a z a v a r ó jel nagysága a vivő és a zavarjel frekvenciakülönbségével arányosan nő, ugyanakkor viszont növekvő frekvenciakülönbség esetén a k é p e r n y ő n megjelenő zavaró rajzolat fino m a b b á válik és észrevehetősége csökken.) Az egyes színekre a zavarérzékenység függ t o v á b b á a szín v i lágosságától is, valamint a színhez t a r t o z ó segédvivők frekvenciájától. A görbék lényegében t e n d e n c i á t reprezentálnak, k o n k r é t frekvenciához t a r t o z ó zavar érzékenység leolvasására nem alkalmasak, mivel fel vételük során viszonylag kevés pontban m é r t ü n k és mindig a legzavaróbb rajzolatra hangoltunk. Szám szerű é r t é k k é n t megállapíthatjuk, hogy a legzavarérzékenyebb t a r t o m á n y b a n , a haranggörbe közép ponti frekvenciájának környezetében a zavarok észrevehetőségének h a t á r a —40 dB és —55 dB csilla pítások közé esik, ami kb. 0,1—0,5 mV-os z a v a r ó jelszintnek felel meg. É r d e m e s megemlíteni, hogy a zavaró jel betáplálási p o n t j á b a n a fekete-fehér jelhez t a r t o z ó színsegédvivő-amplitúdó kb. 65 m V _ , a szinkroncsúcstól fehérig terjedő világosságjel ampli túdója pedig 300 m V - volt. 50%-os szürke szín esetében a z a v a r t a t á s küszöbszintje kb. 0,15 m V , a színsegédvivő és a zavaró jel a m p l i t ú d ó a r á n y a t e h á t mintegy 155-szörös, azaz k b . 44 dB. A zavaró h a t á s létrejöttéhez t e h á t az szükséges, hogy a 300 m V amplitúdójú világosságjel s p e k t r u m á b a n a harang görbe középponti frekvenciájának környezetében legyen olyan spektrumvonal, amelynek amplitúdója meghaladja a 0,15 mV-ps szintet. Altalános esetben természetesen igen sok ilyen spektrumvonal, vagyis szinuszos zavaró jel keletkezik, speciális esetekben pedig ennél sokkal nagyobb amplitúdójú zavarok esnek a színcsatorna sávjába. Színes m o n o s z k ó p á b r a multiburst jele például t ö b b tized volt a m p l i t ú d ó v a l tartalmaz a színcsatorna sávjába eső szinuszos jele ket, amelyek a képen igen erős zavarokat, elszínező déseket okoznak. c s
c s
c s
c s
c s
c s
A színcsatorna sávszélességének csökkentése a szi nuszos zavaró jelek elleni védelem szempontjából előnyösnek látszik, hiszen minél jobban szűkítjük a színcsatorna sávszélességét, a n n á l kisebb a valószí nűsége annak, hogy a világosságjel nagy a m p l i t ú d ó j ú összetevői éppen e sávba esnek. Átlagos, nagy ampli túdójú egyedi összetevőket nem t a r t a l m a z ó világos-
R-S DPR
Csillapító B=3MHz
MtiHz
RGB monitor
^ 2 Philips PM5573 Y-jet, generátor,
Szín csatorna \H252'HHV,\
14.
ábra.
Vüágosságjelből származó áthallások sávszélesség függésének mérése
ságjel-spektrum feltételezésekor is kedvezőbbnek t ű nik a keskeny sáv, főleg a színcsatorna kisebb frek venciás t a r t o m á n y á n a k levágása miatt, ahol a vilá gosságjel spektruma viszonylag nagyobb amplitúdójú összetevőket tartalmaz. A h a r a n g g ö r b e közepétől való elhangolással azonban folyamatosan csökken a szín csatorna zavarérzékenysége, és a kisebb frekvenciák felé haladva a csökkenés m é r t é k e nagyobb, m i n t amilyen m é r t é k b e n nő az átlagos világosságjel spektrum a m p l i t ú d ó j a . Az ellentmondó szempontok m i a t t célszerűnek l á t s z o t t a sávszélesség és a k é p m i nőséget r o n t ó áthallások közötti összefüggést to v á b b i szubjektív vizsgálatokkal is keresni. A világosságjelből való áthallások szubjektív vizs gálata a z é r t okoz problémát, mert az áthallások ha t á s a helyileg ott jelentkezik a képernyőn, ahol az áthallást okozó világosságjel-változások vannak, ezért a világosságjel a képen lefedi az áthallás okozta zavarokat. A valóságban természetesen mindig ez a helyzet, ezért az áthallások az esetek t ú l n y o m ó többségében nem okoznak észrevehető minőségrom lást. Ahhoz, hogy az áthallások h a t á s a jól megfigyel hető legyen, a vizsgálatokban meg kellett h a m i s í t a nunk a valóságos helyzetet. A vizsgálatokat a változ t a t h a t ó sávszélességű dekóderrel végeztük a 14. á b r a szerinti elrendezésben. A dekóder bemenetére egy színű színes felületeknek megfelelő, 100%-os ampli t ú d ó j ú kódolt jeleket adtunk. A képernyő t e h á t tel jes felületében egyszínű volt, az ehhez a jelhez tar tozó világosságjel csak a s z i n k r o n t a r t o m á n y o k b a n és a sorok elején és végén tartalmaz ugrást, az általa okozott áthallás a képen nem észlelhető. A dekóder színcsatornájába, a sávszélességet meghatározó szűrő előtt, a világosságjel csatornájából érkező színjelhez még egy világosságjelet k e v e r t ü n k (szinkronjel + képjel), amelynek spektruma a színcsatorna sávjá ban nagy amplitúdójú összetevőket tartalmaz. A jel ú t j á b a v á l t o z t a t h a t ó csillapítást i k t a t t u n k . Vizsgálójelként 15 kHz-es négyszögjelet (felfutási idő 100 ns), T és 2T i d ő t a r t a m ú sinMmpulzust, vala mint multiburst jelet h a s z n á l t u n k . A szubjektív vizsgálat pontosságának érdekében i t t is a zavar l á t hatósági h a t á r a volt az összehasonlítás k r i t é r i u m a . Különböző színű felületekre B=3 M H z sávszélességű színcsatorna mellett az adott vizsgálójel szintjét úgy állítottuk be, hogy a zavar éppen észrevehető legyen, majd ugyanezt az állapotot hoztuk létre a csillapítás
73
H Í R A D Á S T E C H N I K A X X V . É V F . 3. SZ.
v á l t o z t a t á s á v a l B = l MHz-es színcsatornára is. A l á t h a t ó s á g h a t á r a — hasonlóan a szinuszos zavarás esetéhez — erősen változott a színek szerint, és ugyancsak nagy különbségeket tapasztaltunk a s á v szélesség-változás h a t á s á b a n . A sávszélesség h a t á s á t legjobban a kékeszöld színű felületen észleltük: T-impulzust és 15 kHz-es négyszöget t a r t a l m a z ó zavaró jel esetén a B=3 MHz-hez t a r t o z ó láthatósági küszöböt 3 dB-lel nagyobb csillapításnál kaptuk, mint a B = l MHz-es színcsatornára. 50%-os szürke színű felületen viszont a sávszélesség v á l t o z t a t á s á v a l a zavar l á t h a t ó s á g á n a k h a t á r a gyakorlatilag nem vál tozott. Hasonlóképpen nem t u d t u n k k i m u t a t n i ér zékenységváltozást a legtöbb színre 1, 2, 3, 4, 5 és 6 MHz-es szinuszcsomagokból álló multiburst jellel való zavaráskor. A sokféle vizsgálat eredményéből meglehetősen nehéz volt egyértelmű összefüggést megállapítani a színcsatorna sávszélessége és az áthallás zavaró ha t á s a között. Mivel egyes színekre és zavaró jelekre h a t á r o z o t t a n k i m u t a t h a t ó , hogy a sávszélesség n ö velésével nő az áthallás mértéke, tulajdonképpen bizonyított a keskeny s á v előnye. H a viszont figye lembe vesszük, hogy az áthallás m é r t é k é n e k v á l t o zása 1—2 dB-es t a r t o m á n y o n belül van, valamint azt, hogy a valóságos esetekben, amikor az áthallást lefedi a világosságjel változása, ez a különbség szub jektíven nem érzékelhető m é r t é k ű , m á r nem indokolt a keskeny sáv alkalmazása. Véleményünk szerint az áthallásvizsgálat eredménye ugyanaz, mint a zajokra elvégzett számításé és mérésé. Következtetések A sávszélességgel kapcsolatos vizsgálatok eredmé n y é t és a belőlük levont következtetést a következő k é p p e n foglalhatjuk össze: A színcsatorna sávszélessége befolyással van szá mos olyan p a r a m é t e r r e , amelyek meghatározzák, i l letve módosítják a dekódolt színes k é p minőségét. Meghatározó p a r a m é t e r n e k t e k i n t h e t j ü k a színjelek felfutási idejét, aminek szempontjából feltétlenül előnyös minél szélesebb színcsatornát megvalósítani.
74
A színcsatorna sávszélességének növelésével e g y ü t t j á r viszont a jel—zaj viszony romlása és a világosság jelből származó áthallások növekedése. Mind a zaj, mind az áthallások rontják a k é p minőségét. A vizs gálat eredménye szerint azonban a növekedés mér t é k e nem jelentős, semmiképpen nem indokolja a sávszélesség csökkentését. A vizsgált h a t á s o k a t f i gyelembe véve t e h á t úgy véljük, hogy célszerű, sőt szükséges minél szélesebb színcsatornát készíteni. Felső h a t á r n a k a kóderoldalon megvalósított B = 3 M H z sávszélességet t e k i n t h e t j ü k . A kellően szélessávú színcsatorna megvalósítása természetesen felvet n é h á n y műszaki és gazdasági problémát. A közvetlen színcsatornában a széles sáv megvalósítása véleményünk szerint nem jelent á r a m köri problémát. Bonyolultabb a helyzet a késleltetett csatornában, ahol a szélesebb sávú átvitel a késleltető m ű v o n a l a k többségével m á r nehezebben érhető el. A gyári specifikációk és saját tapasztalataink szerint a leginkább használt késleltető művonalakkal B=í,8—2,3 MHz-es sávszélesség elérhető. Részletes gazdasági elemzés nélkül ú g y tűnik, hogy optimális sávszélességnek azt tekinthetjük, amit az adott, i l letve legolcsóbban beszerezhető művonallal meg le het valósítani. Véleményünk szerint ez lényegesen nagyobb, mint a vevőkészülékekben szokásosan meg valósított sávszélesség. Körülbelül 2 MHz-es teljes sávszélesség közfogyasztású készülékekben is elérhető lenne. A z ehhez szükséges erősítéstöbblet biztosításá hoz a közvetlen és a késleltetett csatornában 1 — 1 fokozat elegendő. Ennek költsége valószínűleg elha nyagolható a készülék összköltségéhez viszonyítva, illetve feltétlenül indokolható a képminőség javulásá val. I R O D A L O M [ í ] L e s y s t é m e S E C A M de t é l é v i s i o n en couleur. Compagnie Francaise de T é l é v i s i o n , Paris. [2] Avis 421—-2: Spécifications pour une transmission de t é l é v i s i o n sur une grandé distance ( s y s t é m e I e x c e p t é ) . C C I R , X I I A s s e m b l é e P l é n i é r e , New Delhi, 1970, Volume V , P a r t i é 2. [3] Pevzner, B. M.: S z i s z t e m ü cvetnogo televidenyija. E n e r gija, L e n i n g r á d , 1969. e
