30.11.2012 Views

Test2.pdf

Test2.pdf

Test2.pdf

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Test 2<br />

Oscilograme linie şi semicadru reprezentate în cadrul laboratorului.<br />

Scheme bloc pentru „staţiile” de lucru din laborator.<br />

Documentul curent.<br />

Semnalul video complex - alb negru<br />

Semnalul video complex (SVC) se compune din semnalul de luminanţă, numit şi semnal de<br />

imagine, semnalul de stingere complet şi semnalul complex de sincronizare.<br />

În figura următoare se prezintă modul de obţinere a semnalului de luminanţă în situaţia în care<br />

se presupune că elementul de explorare este de dimensiune infinit mică; cu alte cuvinte, este<br />

punctiform.<br />

În urma procesului de explorare a imaginii care conţine 4 niveluri de luminanţă: alb (Lmax),<br />

negru (Lmin) şi două niveluri de gri (L1, L2), se obţine semnalul de luminanţă (semnalul video, SV),<br />

prezentat pentru liniile de explorare consecutive x→x' şi y→y'. Ca nivel de referinţă pentru semnalul de<br />

imagine s-a ales nivelul de negru, nivelul maxim corespunzând la nivelul de alb. Ca nivel de referinţă<br />

pentru semnalul video s-a luat nivelul de stingere, care corespunde nivelului de zero. Cu alte cuvinte,<br />

semnalul de imagine are valoarea zero pe durata cursei de întoarcere pe orizontală x'→y.<br />

Valoarea medie a semnalului de imagine, sau componenta continuă pe o durată dată,<br />

corespunde luminanţei medii existentă în imagine de-a lungul traiectoriei de explorare.<br />

1VVV<br />

0<br />

x<br />

y<br />

SV ev(t)<br />

SVC<br />

0,7V<br />

0,3V<br />

L1 Lmax Lmin Lmax L2 < L1<br />

a.<br />

x’<br />

y’<br />

Nivel de alb<br />

Nivel de negru<br />

x<br />

b.<br />

x’ y<br />

Spaţiu de gardă<br />

y’ t<br />

Nivel de stingere<br />

(nivel de zero)<br />

taH = 52 µs tStH = 12 µs<br />

Cursa activă<br />

100%<br />

Impuls de stingere<br />

St(H)<br />

Impuls de sincronizare<br />

S(H) – sincro H<br />

TH = 64 µs<br />

linia n<br />

c.<br />

linia n<br />

linia n+1<br />

Nivel de alb<br />

Valoare medie<br />

Domeniul de transmitere<br />

a informaţiei "imagine"<br />

1,5µs<br />

35% Nivel de negru<br />

Nivelul impulsurilor de stingere<br />

30%<br />

Domeniul de transmitere<br />

a informaţiei "sincro"<br />

0%<br />

Nivelul impulsurilor de sincronizare<br />

tSH = 4,7 µs<br />

linia n+1<br />

Structura semnalului video complex pe linia explorată:<br />

a) imaginea explorată; b) semnalul de luminanţă<br />

pe liniile xx' şi yy'; c) semnalul video complex.


În figura următoare se prezintă legătura între oscilograma unei linii de explorare (forma<br />

semnalului SVC) şi traiectoria de explorare corespunzătoare în cazul televiziunii analogice, receptoare<br />

cu tub cinescop.<br />

SVC<br />

S(H)<br />

Cursa de<br />

întoarcere<br />

linia n-1<br />

tStH Cursa activă tStH = 12 µs<br />

x y z<br />

taH = 52 µs<br />

v w<br />

t1 t2 t3 t4 t5<br />

tiH<br />

St(H)<br />

Cursa directă<br />

tdH<br />

linia n linia n+1<br />

TH = 64 µs<br />

t<br />

y<br />

Zone în care fasciculul<br />

de explorare este stins<br />

linia n-1<br />

z<br />

linia n<br />

linia n+1<br />

Porţiunea vizibilă pe H<br />

(lăţimea cadrului vizibil)<br />

v<br />

Porţiunea baleiată pe H<br />

(lăţimea cadrului explorat)<br />

Legătura între oscilograma unei linii şi traiectoria de explorare<br />

La momentul t1, frontul anterior al impulsului de sincronizare S(H) comandă declanşarea cursei<br />

de întoarcere pe orizontală în vederea explorării liniei n. Cursa de întoarcere durează până în momentul<br />

t2. Pe durata cursei de întoarcere, tiH , spotul de explorare parcurge traiectoria de întoarcere x→y, fiind,<br />

de fapt, „stins”.<br />

Din momentul t2 elementul de explorare începe să descrie cursa directă a liniei n (traiectoria<br />

y→w), care se încheie în momentul t5, când apare frontul anterior al următorului impuls de<br />

sincronizare. Acesta comandă declanşarea cursei de întoarcere pe orizontală în vederea explorării liniei<br />

următoare, n+1. Porţiunile y→z şi v→w, corespunzătoare începutului, respectiv sfârşitului cursei directe<br />

a liniei n, sunt "stinse" de către impulsul de stingere pe orizontală, care durează până în momentul t3<br />

şi, respectiv, de următorul impuls de stingere, care are prevăzut un palier anterior din momentul t4<br />

până în momentul t5, de 1,5 µs. Necesitatea acestor stingeri este legată de faptul că detaliile reproduse<br />

la marginile cadrului apar distorsionate în imaginea redată.<br />

Din momentul t3, când fasciculul se găseşte în punctul z (în partea stângă a cadrului vizibil),<br />

până în momentul t4 , corespunzător punctului v (în partea dreaptă a cadrului vizibil), elementul de<br />

explorare descrie cursa activă pe orizontală corespunzătoare liniei n, ce poartă informaţia video<br />

(traiectoria z→v). Durata cursei active pe orizontală este de taH = TH − tStH = 52 µs.<br />

Modele pentru reprezentarea culorii. Alegerea culorilor primare<br />

Asupra ochiului acţionează în fiecare moment radiaţii luminoase complexe, ale căror<br />

componente cuprind, în general, toate lungimile de undă ale spectrului vizibil, adică toate culorile<br />

spectrului. Ochiul nefiind în stare să perceapă separat fiecare componentă din radiaţia luminoasă<br />

complexă, el percepe radiaţia luminoasă ca având o culoare bine determinată. De aceea, două radiaţii<br />

luminoase cu componente spectrale diferite pot provoca aceeaşi senzaţie de culoare. De exemplu,<br />

ochiul nu poate deosebi culoarea „galben” a unei radiaţii monocromatice de o anumită lungime de<br />

undă, de aceeaşi culoare „galben” obţinută prin amestecul radiaţiilor luminoase „roşu” şi „verde” de<br />

lungimile de undă 610 nm şi, respectiv, 535 nm.<br />

Din punct de vedere tehnic, culoarea trebuie definită prin parametri măsurabili, pe baza cărora<br />

să se determine semnalul electric ce trebuie transmis şi care să permită, la recepţie, refacerea corectă<br />

a culorilor din imagine.<br />

Pentru definirea culorii se folosesc mai multe modele, bazate pe seturi de trei parametri, ce<br />

definesc, fiecare, o caracteristică a culorii.<br />

Un model utilizat este modelul RGB, bazat pe un set de 3 culori primare (de referinţă): R (red =<br />

roşu), G ( green = verde), B (blue = albastru). Acest model se bazează pe efectul aditiv al culorilor<br />

primare la nivelul ochilor.<br />

x<br />

w


Efectul aditiv constă în faptul că orice culoare se poate obţine prin suprapunerea (prin<br />

adunarea) în anumite proporţii a trei radiaţii monocromatice riguros definite, situate, în cazul adoptat<br />

în televiziune, în domeniile de roşu, verde şi albastru (domeniile de sensibilitate ale conurilor de pe<br />

retina ochiului). La alegerea celor 3 culori s-a avut în vedere ca, nici una din ele, să nu poată fi<br />

obţinută ca rezultat al amestecului celorlalte două.<br />

În consecinţă, o imagine în culori este echivalentă cu trei imagini monocromatice, în roşu, în<br />

verde şi, respectiv, în albastru.<br />

Lungimile de undă dominante ale celor trei culori primare adoptate în televiziunea în culori sunt:<br />

λR = 610 nm pentru roşu (R), λG = 535 nm pentru verde (G) si λB = 470 nm pentru albastru (B).<br />

Întrucât modelul RGB echivalează imaginea în culori cu 3 imagini monocromatice, rezultând în<br />

final 3 semnale video de culoare, fiecare având o lărgime de bandă de 6 MHz, se constată necesitatea<br />

unei lărgimi de bandă a canalului video de 3 ori mai mare decât pentru transmiterea unei imagini albnegru.<br />

Din acest motiv, modelul RGB nu este folosit în sistemul TV radiodifuzat. El este utilizat în<br />

echipamentele de studio TV, în sistemele de prelucrare a imaginii şi în comanda monitoarelor de<br />

calculator, unde pe primul plan sunt performanţele privind calitatea imaginii.<br />

Un alt model utilizat pentru definirea culorii este modelul HSL, bazat pe un set de 3 parametri,<br />

ce definesc, fiecare, o caracteristică a culorii, aşa cum este aceasta percepută de ochiul uman: H (hue<br />

= nuanţă), S (saturation =saturaţie), L (luminance = luminanţă sau strălucire).<br />

Acest model pune în evidenţă cele două componente ale imaginii în culori:<br />

� luminanţa, ca purtătoare a informaţiei de strălucire a elementelor de imagine;<br />

� crominanţa, ca purtătoare a informaţiei de culoare, cu componentele sale: nuanţa, dată de<br />

lungimea de undă, şi saturaţia, dată de conţinutul de alb.<br />

În figura se prezintă relaţia între cele două modele, RGB şi HSL.<br />

Saturaţie<br />

Verde<br />

Alb<br />

Luminanţă<br />

Negru<br />

Albastru Roşu<br />

Nuanţă<br />

Modelul HSL corespunzător triunghiului culorilor<br />

Cele două componente ale imaginii în culori sunt reprezentate prin doi vectori: vectorul<br />

crominanţă, plasat în planul culorilor, şi vectorul luminanţă, care stabileşte nivelul planului de culoare,<br />

pe axa verticală, de la negru la alb. Vectorul crominanţă defineşte nuanţa culorii, prin faza de rotaţie, şi<br />

saturaţia culorii, prin modulul vectorului.<br />

Întrucât modelul HSL utilizează parametri ce necesită un anumit grad de prelucrare a<br />

semnalelor video de culoare, acest model este folosit în interfeţele grafice, asigurând un control simplu<br />

din partea utilizatorului. În sistemul de operare Windows alegerea culorii (de exemplu, pentru fundal)<br />

se poate face atât în formatul RGB, cât şi în formatul HSL.<br />

Un alt model utilizat pentru definirea culorii este modelul Y, R–Y, B–Y, regăsit în sistemele de<br />

televiziune analogice şi digitale. El a rezultat din necesitatea asigurării compatibilităţii sistemelor de<br />

televiziune în culori şi în alb negru, fiind o combinaţie a modelelor RGB şi HSL. Cei 3 parametri ce<br />

definesc modelul sunt:<br />

� semnalul de luminanţă, Y, care reflectă informaţia de luminanţă din imaginea în culori;<br />

� semnalul diferenţă de culoare, R–Y, care reprezintă diferenţa dintre componenta de roşu din<br />

imagine şi cea de luminanţă;


� semnalul diferenţă de culoare, B–Y, care reprezintă diferenţa dintre componenta de albastru<br />

din imagine şi cea de luminanţă.<br />

Componentele de roşu, de albastru şi, respectiv, de verde din imagine reprezintă, de fapt,<br />

semnalele video de culoare ER , EB şi EG, care se notează în cele ce urmează, în mod simplificat, prin R<br />

, B şi, respectiv, G.<br />

Întrucât cel de-al treilea semnal diferenţă de culoare, G–Y, se poate obţine din celelalte două,<br />

rezultă că semnalele diferenţă de culoare definesc împreună doar informaţia de crominanţă,<br />

neconţinând şi informaţia despre luminanţa culorii.<br />

Din felul cum s-au definit cele două componente, de luminanţă şi de crominanţă, rezultă că ele<br />

pot fi tratate ca şi componente independente în semnalul de televiziune. Această concluzie este folosită<br />

în televiziunea în culori, unde informaţia de imagine este prelucrată separat pentru luminanţă<br />

(strălucire) şi pentru crominanţă (culoare). De fapt, dezvoltarea principiului televiziunii în culori s-a<br />

bazat pe perceperea şi prelucrarea în mod diferit a informaţiilor de strălucire şi de culoare de către<br />

sistemul vizual uman.<br />

Ochiul prezintă următoarele particularităţi:<br />

� sensibilitate mare în perceperea strălucirii elementului de imagine, ceea ce înseamnă că<br />

detaliile, contururile şi muchiile sunt percepute de ochi prin variaţia strălucirii, adică în alb-negru;<br />

� sensibilitate scăzută în perceperea culorii elementului de imagine, ceea ce înseamnă că<br />

ochiul nu percepe culoarea detaliilor, ci doar culoarea suprafeţelor.<br />

În aceste condiţii, un obiect foarte îndepărtat, este identificat de ochiul uman prin variaţia<br />

strălucirii, fără a i se putea identifica culoarea.<br />

Acest lucru permite alocarea unor benzi de frecvenţe diferite pentru transmiterea optimă a<br />

acestor semnale. Semnalul de luminanţă, purtător al informaţiilor privind detaliile, se transmite într-o<br />

bandă largă de frecvenţe (6 MHz). În ceea ce priveşte semnalul de crominanţă, adică semnalele R–Y şi<br />

B–Y, acestea pot fi transmise cu bandă de frecvenţe redusă (limitată la 1,5 MHz), întrucât culoarea<br />

detaliilor mici oricum nu poate fi percepută de ochi.<br />

Semnalul de luminanţă într-un sistem de TV în culori<br />

Având în vedere cele prezentate mai sus se impune ca într-un sistem TV în culori să se<br />

transmită semnalul de luminanţă Y, care să reflecte corect luminanţa obiectului, adică, să fie identic cu<br />

cel care s-ar obţine dacă captarea şi transmisia s-ar face în sistemul TV în alb-negru. Acest semnal nu<br />

se obţine direct din explorarea imaginii electronice.<br />

Captarea imaginii, la ieşirea dispozitivelor videocaptoare, se realizează conform modelului RGB,<br />

iar semnalele folosite în televiziunea în culori sunt semnalele date de modelul Y, R–Y, B–Y. Aceasta<br />

presupune obţinerea prin calcul a semnalului de luminanţă şi a semnalelor diferenţă de culoare din<br />

semnalele de culoare primare.<br />

Contribuţia celor trei semnale de culoare primare R, G, B la semnalul de luminanţă Y, este dată<br />

de expresia:<br />

Y = aR + bG + cB<br />

care precizează faptul că albul de referinţă se obţine dacă luminanţele culorilor de sinteză R, G, B se<br />

amestecă în proporţiile date de coeficienţii a, b şi, respectiv, c.<br />

Pentru a se determina contribuţia celor trei semnale de culoare primare la semnalul de<br />

luminanţă, se au în vedere:<br />

� caracteristica de sensibilitate spectrală relativă a ochiului, şi<br />

� raportarea luminanţei oricărei culori la luminanţa albului de referinţă, care generează un<br />

semnal video de amplitudine maximă, adică Y = 1 VVV, ceea ce este echivalent cu:<br />

a + b + c = 1<br />

întrucât în acest caz R = G = B = 1 VVV .<br />

Sistemul vizual uman, în faţa unei imagini color, face ponderarea luminanţei în funcţie de<br />

lungimea de undă a radiaţiilor luminoase, conform curbei de sensibilitate spectrală relativă prezentată<br />

în figura. Această curbă arată cum variază sensibilitatea ochiului Sλ , adică senzaţia de strălucire, în<br />

funcţie de lungimea de undă a radiaţiei luminoase monocromatice de intensitate energetică constantă.<br />

Se constată că, la luminanţe egale, ochiul percepe strălucirea roşului mai redusă decât a verdelui sau a<br />

galbenului, dar mai puternică decât cea a albastrului sau a negrului.


kλ= sλ<br />

smax<br />

1<br />

0,17<br />

0,9<br />

400 470 535 610 700 λ [nm]<br />

B G R<br />

Spectrul vizibil<br />

0,46<br />

Caracteristica de sensibilitate spectrală relativă a ochiului<br />

Într-un sistem TV în alb-negru, când pe ecran se reproduc doar informaţiile de luminanţă ale<br />

imaginii, se pune problema ca detaliile colorate, de luminanţe egale, să fie reproduse în alb-negru cu<br />

străluciri ponderate, în corelaţie cu caracteristica de sensibilitate spectrală a ochiului, întrucât în faţa<br />

unui ecran alb-negru ochiul nu poate face ponderarea menţionată. Acest deziderat se realizează prin<br />

faptul că dispozitivul videocaptor, în televiziunea în alb-negru, prezintă o caracteristică spectrală<br />

asemănătoare cu caracteristica de sensibilitate spectrală a ochiului. În acest caz, pe ecranul alb-negru,<br />

detaliile colorate albastru şi roşu vor fi reproduse printr-un gri-negru, cele colorate mov şi verde –<br />

printr-un gri mai deschis, iar cele colorate turcoaz şi galben – printr-un gri şi mai deschis. Cu alte<br />

cuvinte, o miră cu bare color va fi redată pe ecranul alb-negru printr-o miră cu bare de gri.<br />

În sistemul TV în culori compatibil, dispozitivele videocaptoare nu mai prezintă caracteristici<br />

spectrale asemănătoare cu caracteristica de sensibilitate spectrală a ochiului. Ca urmare, dispozitivele<br />

videocaptoare nu mai ponderează luminanţa detaliilor colorate, în funcţie de lungimea de undă a<br />

radiaţiilor luminoase. Această ponderare se realizează în blocul denumit codor, folosindu-se o matrice<br />

de formare a semnalului Y din cele trei semnale de culoare primare, pe baza relaţiei Y = aR + bG +<br />

cB.<br />

Coeficienţii a, b şi c precizează contribuţia celor trei semnale de culoare primare R, G şi B la<br />

formarea semnalului de luminanţă.<br />

În aceste condiţii:<br />

kλR<br />

a =<br />

kλR<br />

+ kλG<br />

+ kλB<br />

0,<br />

46<br />

=<br />

= 0,<br />

30<br />

0,<br />

46 + 0,<br />

9 + 0,<br />

17<br />

kλG<br />

b =<br />

kλR<br />

+ kλG<br />

+ kλB<br />

0,<br />

9<br />

=<br />

= 0,<br />

59<br />

0,<br />

46 + 0,<br />

9 + 0,<br />

17<br />

c =<br />

k<br />

kλB<br />

+ k + k<br />

0,<br />

17<br />

=<br />

= 0,<br />

11<br />

0,<br />

46 + 0,<br />

9 + 0,<br />

17<br />

λR<br />

λG<br />

λB<br />

şi, ca urmare, semnalul de luminanţă se obţine cu circuitul de matriciere MY , pe baza relaţiei:<br />

Y = 0 , 30R<br />

+ 0,<br />

59G<br />

+ 0,<br />

11B<br />

În cazul transmisiei unor imagini acromatice (în alb-negru), semnalul de luminanţă<br />

corespunzător tonurile de gri (de la negru la alb) este dat de relaţia:<br />

Y = R = G = B = (0 ÷1) VVV<br />

Φ0<br />

Cameră TV<br />

în culori<br />

R<br />

G<br />

B<br />

Circuit de<br />

matriciere<br />

MY<br />

Semnale de<br />

culoare primare<br />

Obţinerea semnalului de luminanţă<br />

Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B


Semnalele diferenţă de culoare<br />

Pentru a se respecta principiul luminanţei constante, întrucât semnalul de luminanţă Y conţine<br />

toată informaţia referitoare la luminanţa culorii, trebuie să se înlăture (să se scadă) această<br />

componentă din semnalele R, G, B. Din acest motiv se transmit aşa-numitele semnale diferenţă de<br />

culoare, definite prin relaţiile:<br />

R–Y = R – (0,30R + 0,59G + 0,11B) = 0,70R – 0,59G – 0,11B<br />

G–Y = 0,30R + 0,41G – 0,11B<br />

B–Y = – 0,30R – 0,59G + 0,89B<br />

Transmiterea semnalelor diferenţă de culoare în locul semnalelor de culoare primare prezintă şi<br />

următoarele avantaje:<br />

� La transmisiuni în alb-negru (trepte tonale de gri, de la negru la alb)<br />

R–Y = G–Y = B–Y = 0<br />

Ca urmare, la transmisiuni în alb-negru, semnalele diferenţă de culoare fiind nule, nu au nici o<br />

influentă la recepţie pe televizoarele în alb-negru sau în culori. În schimb, semnalul de luminanţă Y va<br />

avea amplitudinea corespunzătoare nivelului de gri transmis, adică Y = (0÷1) VVV.<br />

� Într-un sistem TV în culori nu este necesar să se transmită toate cele trei semnale diferenţă<br />

de culoare, întrucât oricare din ele se poate obţine din celelalte două.<br />

La alegerea celor două semnale diferenţă de culoare, care se transmit la recepţie, s-a avut în<br />

vedere că semnalul G–Y are valoarea vârf-vârf cea mai mică din cele trei semnale diferenţă de<br />

culoare, ceea ce însemnă că va fi cel mai expus la perturbaţii.<br />

În concluzie, în sistemele de televiziune în culori se transmit trei semnale video: semnalul de<br />

luminanţă Y şi semnalele diferenţă de culoare R–Y şi B–Y, cunoscute sub denumirea de semnale<br />

primare de transmisie. Semnalul diferenţă de culoare G–Y se reconstituie în receptorul TV pe baza<br />

expresiei:<br />

( R − Y ) − 0,<br />

( B Y )<br />

G − Y = −0<br />

, 51 19 −<br />

Sistemul de televiziune în culori PAL<br />

Semnalele primare de transmisie din televiziune Y, R–Y, B–Y, preluate de la camera de<br />

televiziune sau de la ieşirea unui dispozitiv de prelucrare la nivelul editării programelor TV, sunt supuse<br />

unor operaţii de codare, astfel încât semnalul codat obţinut (semnalul video complex de culoare) să<br />

poată fi transmis prin canalul TV, definit printr-o lărgime de bandă dată şi să poată fi decodat la<br />

recepţie cu scopul de a obţine semnalele primare de transmisie.<br />

Spectrul de frecvenţe pentru un sistem TV PAL<br />

În principiu, sistemele TV în culori se deosebesc prin modul de realizare a proceselor de codare<br />

şi de decodare ale semnalelor primare de transmisie.<br />

Sistemele cunoscute sunt PAL, NTSC şi SECAM.


Sisteme de televiziune. Răspândire la nivel mondial<br />

În sistemele PAL (Phase Alternate Line) şi NTSC (National Television System Committee)<br />

procesul de codare a informaţiei de crominanţă foloseşte modulaţia de amplitudine în cuadratură cu<br />

purtătoarea suprimată, transmisia făcându-se simultan pentru semnalele de luminanţă şi diferenţă de<br />

culoare.<br />

Sistemul de televiziune în culori SECAM (Sequentiel Couleur a Memoire – culoare secvenţială cu<br />

memorie) utilizează transmisia secvenţială a informaţiei de crominanţă (dată prin R-Y şi B-Y) şi<br />

modulaţia în frecvenţă.<br />

Sisteme PAL<br />

Domeniul de<br />

frecvenţă<br />

PAL B PAL G, H PAL I PAL M PAL D PAL N PAL Nc<br />

VHF UHF UHF/VHF UHF/VHF VHF UHF/VHF UHF/VHF<br />

Nr. linii/Cadre 625/50 625/50 625/50 525/60 625/50 625/50 625/50<br />

Banda de<br />

videofrecvenţă<br />

Purtătoare de<br />

sunet<br />

Banda<br />

canalului<br />

5 MHz 5 MHz 5.5 MHz 4.2 MHz 6 MHz 5 MHz 4.2 MHz<br />

5.5 MHz 5.5 MHz 6MHz 4.5 MHz 6.5 MHz 5.5 MHz 4.5 MHz<br />

7 MHz 8 MHz 8 MHz 6 MHz 8 MHz 6 MHz 6 MHz<br />

Linii active 575 575 575 480 575 575 575<br />

Principiul modulaţiei de amplitudine în cuadratură<br />

Modulaţia de amplitudine în cuadratură (MAQ) foloseşte un singur semnal purtător, cunoscut<br />

sub denumirea de subpurtătoare de crominanţă, de frecvenţă fsp , pentru transmisia simultană a celor<br />

două semnale diferenţă de culoare, R–Y şi B–Y.<br />

Implementarea modulaţiei de amplitudine în cuadratură se bazează pe utilizarea a două<br />

modulatoare în amplitudine cu purtătoarea suprimată (MA–PS) şi a unui oscilator pilot, care generează<br />

două semnale armonice, cu aceeaşi frecvenţă, fsp , dar defazate cu 90 0 , adică două semnale în<br />

cuadratură de forma:<br />

usp1 = U sp sin ωspt<br />

şi ( ) t ω U t ω U u 0<br />

sp2<br />

= sp sin sp + 90 = sp cos sp<br />

Pentru a obţine la emisie semnalul de crominanţă modulat, C, subpurtătoarea de crominanţă<br />

este generată cu fază zero (sin ωspt) pentru modulatorul MA–PS care primeşte la intrare semnalul B–Y<br />

şi cu fază de 90 0 (cos ωspt) pentru modulatorul MA–PS care primeşte la intrare semnalul R–Y.


B-Y<br />

R-Y<br />

Modulator<br />

MA–PS<br />

Oscilator<br />

pilot<br />

Modulator<br />

MA–PS<br />

Uspsinωspt<br />

Uspcosωspt<br />

(B-Y)ּ sinωspt<br />

(R-Y)ּ cosωspt<br />

+<br />

C = (B-Y)ּ sinωspt + (R-Y)ּ cosωspt<br />

Principiul modulaţiei de amplitudine în cuadratură<br />

Prin modulaţia în amplitudine se obţin semnalele:<br />

[ ] t<br />

( t)<br />

= U + ( B − Y ) ⋅sin<br />

ω şi ( t)<br />

= U + ( R − Y )<br />

uMA1 p<br />

sp<br />

[ ] ⋅ cosω<br />

t<br />

uMA2 p<br />

sp<br />

iar prin suprimarea purtătoarei la emisie, rezultă semnalele:<br />

( t)<br />

= ( B − Y ) ⋅sin<br />

ω t<br />

( t)<br />

= ( R − Y ) ⋅ cosω<br />

t<br />

uMA-PS1 sp<br />

uMA-PS2 sp<br />

cu amplitudine dependentă doar de semnalele modulatoare, adică de semnalele diferenţă de culoare şi<br />

cu frecvenţa egală cu frecvenţa subpurtătoarei de crominanţă, fsp.<br />

Prin suprimarea purtătoarei se îmbunătăţeşte randamentul emisiei, dar se impune luarea unor<br />

măsuri la emisie şi la recepţie în vederea refacerii subpurtătoarei în decodorul receptorului.<br />

Întrucât cele două modulatoare sunt legate în paralel pe o sarcină comună, la ieşire se obţine<br />

suma vectorială a celor două semnale modulate MA–PS, adică un semnal de forma:<br />

=<br />

( B − Y ) ⋅ sin ω t + ( R − Y ) ⋅ cosω<br />

t<br />

C sp<br />

sp<br />

numit semnal de crominanţă modulat.<br />

Se constată că semnalul diferenţă de culoare B–Y modulează în amplitudine subpurtătoarea de<br />

fază 0 0 (sin ωspt), iar semnalul diferenţă de culoare R–Y modulează în amplitudine subpurtătoarea de<br />

fază 90 0 (cos ωspt). Întrucât cele două componente sunt în cuadratură, modulaţia rezultată poartă<br />

numele de modulaţie de amplitudine în cuadratură.<br />

În coordonate carteziene valorile B–Y (pe axa x) şi R–Y (pe axa y) determină un punct în planul<br />

culorilor, K, iar semnalul de crominanţă modulat – un vector, C, determinat de cele două coordonate, şi<br />

care defineşte, de fapt, culoarea în plan.<br />

Conform modelului HSL de definire a culorii prin nuanţă, saturaţie şi luminanţă vectorul<br />

crominanţă defineşte nuanţa culorii, prin faza (unghiul) de rotaţie, şi saturaţia culorii, prin modulul<br />

(lungimea) vectorului. Modulul şi faza vectorului reprezintă, de fapt, coordonatele polare ale aceluiaşi<br />

punct în planul culorilor, K.<br />

Axa (R-Y)<br />

R-Y<br />

180°<br />

90° (cosωspt)<br />

270°<br />

|C|<br />

θC<br />

K(B-Y, R-Y) ≡ K(θC, |C|)<br />

C<br />

0° (sinωspt)<br />

B-Y Axa (B-Y)<br />

(axa de referinţă)<br />

Reprezentarea în coordonate carteziene şi polare a vectorului reprezentativ<br />

al semnalului de crominanţă modulat pentru o culoare K<br />

În aceste condiţii, semnalul de crominanţă modulat se poate reprezenta şi în formele:<br />

C = C ⋅ sin ω t + θ sau C θ j⋅<br />

( )<br />

unde: ( ) ( ) 2<br />

2<br />

sp<br />

C R − Y + B − Y<br />

= şi<br />

C<br />

C = C ⋅ e<br />

θ C<br />

R − Y<br />

= arctg<br />

B − Y


Semnalul video complex de culoare PAL.<br />

Compresia semnalelor diferenţă de culoare<br />

Semnalul video complex de culoare se obţine prin însumarea semnalului de luminanţă cu<br />

semnalul de crominanţă modulat (la care se adaugă impulsurile de stingere şi sincronizare). Peste<br />

semnalul de luminanţă se suprapune o oscilaţie, având faza dependentă de nuanţa culorii şi<br />

amplitudinea dependentă de saturaţia culorii. În aceste condiţii, semnalul video complex de culoare are<br />

valoarea maximă Y+|C|, corespunzătoare alternanţei pozitive a semnalului de crominanţă modulat, şi<br />

valoarea minimă Y–|C|, corespunzătoare alternanţei negative a acestui semnal.<br />

În sistemul PAL, semnalele diferenţă de culoare transmise sunt ponderate cu coeficienţii de<br />

compresie kB = 0,493 şi, respectiv kR = 0,877, şi se notează cu:<br />

( B − Y ) = 0,<br />

493(<br />

B − Y ) = −0,<br />

15R<br />

− 0,<br />

29G<br />

0,<br />

B<br />

( R − Y ) = 0,<br />

877(<br />

R − Y ) = 0,<br />

62R<br />

− 0,<br />

52G<br />

0,<br />

B<br />

U = k B + 44<br />

V = k R − 10<br />

În aceste condiţii, semnalul de crominanţă modulat este dat de relaţiile:<br />

( ω t θ )<br />

C C ⋅ +<br />

C<br />

= sin respectiv θ j⋅<br />

C = C ⋅ e<br />

Culoarea<br />

sp<br />

uVF<br />

(SVCC)<br />

C<br />

1<br />

1 1 1<br />

0,88<br />

0,66<br />

0,75 0,69<br />

0,530,44<br />

0,43<br />

0,31<br />

0,32<br />

0,22<br />

0,22<br />

0,09<br />

0<br />

0,06<br />

SC<br />

0<br />

-0,22<br />

-0,13-0,25-0,25<br />

-0,44<br />

SH<br />

Alb<br />

Galben<br />

Turcoaz<br />

Verde<br />

Mov<br />

Roşu<br />

Albastru<br />

Negru<br />

0<br />

în care ( ) ( ) 2<br />

2<br />

0%<br />

10%<br />

70%<br />

75%<br />

100%<br />

uRF<br />

C = U + V şi<br />

R G B Y V U |C| Y+|C| Y–|C|<br />

Semnalul video complex PAL pentru mira<br />

cu bare verticale color cu saturaţie de 75 %<br />

(cu coeficienţi de compresie aplicaţii)<br />

θ C<br />

(purtătoarea de imagine nulă)<br />

(amplitudinea infăşurătoarei<br />

inferioare de modulaţie)<br />

V<br />

= arctg<br />

U<br />

Alb 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0<br />

Galben 0,75 0,75 0 0,66 0,08 -0,33 0,34 1 0,32 167<br />

Turcoaz 0 0,75 0,75 0,53 -0,46 0,11 0,47 1 0,06 284<br />

Verde 0 0,75 0 0,44 -0,39 - 0,22 0,44 0,88 0 241<br />

Mov 0,75 0 0,75 0,31 0,39 0,22 0,44 0,75 -0,13 61<br />

Roşu 0,75 0 0 0,22 0,46 - 0,11 0,47 0,69 -0,25 104<br />

Albastru 0 0 0,75 0,09 - 0,08 0,33 0,34 0,43 -0,25 347<br />

Negru 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0<br />

Semnalul video complex de culoare conţine şi un semnal, cunoscut sub denumirea de semnal de<br />

sincronizare a culorii (sau „burst”), SC , sub forma unei salve de sinusoide (tren de 8÷10 sinusoide),<br />

0<br />

θ C


având frecvenţa subpurtătoarei fsp. El este plasat pe palierul posterior al impulsurilor de stingere pe<br />

orizontală (palierul posterior impulsului de sincronizare linii). În sistemul PAL acest semnal are rolul de<br />

a regenera în receptor subpurtătoarea de crominanţă.<br />

Axa V 90º<br />

1,5µs<br />

12 µs<br />

St(H)<br />

5,6 µs<br />

4,7 µs 2,25 µs<br />

S(H) SC<br />

fsp<br />

SC(n)<br />

135º<br />

|SC|<br />

45º<br />

-180º<br />

SCV<br />

0º<br />

A<br />

A<br />

2<br />

-U -SCU 45º<br />

|SC|<br />

Axa U<br />

(axa de referinţă)<br />

225º<br />

SC(n+1)<br />

270º<br />

-SCV<br />

-V<br />

a.<br />

b.<br />

Semnalul de sincronizare a culorii: a) amplasarea semnalului;<br />

b) transmitere cu fază alternantă.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!