Fekete-fehér videojel 2017.04.03. Fekete-fehér videojel tartalomjegyzék Képfelvétel és -visszaadás Képpontok száma - sávszélesség Váltott soros képfelbontás Összetett videojel - szinkron és képtartalom Videojel időképe és spektruma TV-jelek közvetítése - moduláció és RF jelút G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 1.lap

Képfelvétel és képvisszaadás KAMERÁK: Fényvezető rétegű Töltéscsatolt (CCD) KÉP-MEGJELENÍTŐK: Katódsugárcső (CRT) AM-LCD, TFT PLASMA G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 2.lap

VIDICON JELLEGŰ KAMERA Fényvezető réteg: fény hatására a réteg vezetőképessége változik Ólomoxid - PLUMBICON lineáris, nem ég be Antimon-triszulfid - VIDICON érzékeny, de beégésre hajlamos Cink-szelén-tellur-kadmium - NEWVICON infravörösben is használható G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 3.lap

CCD kamera CCD= Charge Coupled Device Fény hatására félvezető elemi képpontok töltése változik MOS léptető regiszter hálózat A CCD elve és félvezető realizálása G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 4.lap

Katódsugárcsöves képmegjelenítő CRT= Cathode Ray Tube Nagy sebességgel becsapódó elektronok kiváltják a fénypor felvillanását. Luminofor („foszfor”): ezüsttel aktivált cinkszulfid Utánvilágítás (1ms körül) Nagy sebesség - nagy gyorsító feszültség Különböző úthosszak - geometriai torzítások G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 5.lap

Színes képcsövek Alapszínenként külön elektronágyú, külön-külön foszforpontok Lyukmaszkos vagy delta cső Résmaszkos vagy in-line cső G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 6.lap

Lapos képmegjelenítők Előnyök: Geometriai torzítástól mentes Kisebb helyfoglalás Kisebb energiafogyasztás HÁTRÁNY: A vezérlésnél figyelni kell a CRT-re optimalizált előtorzításra Jellegzetes típusok: Active Matrix -LCD, Thin Film Transistor - fénypolarizáció Diszkrét képpontok fényáteresztő képességét vezérlik Háttérvilágítás, színszűrők Hátrányok: utánhúzás, kis látószög, kis gyártási kihozatal, drága PLASMA Két átlátszó elektróda-háló közé zárt gázban nagyfeszültségű impulzussal kisülést hoznak létre Előny: saját fény, jó kontraszt Hátrány: nagyon drága… egyelőre G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 7.lap

Az élvezhető képátvitel szubjektív követelménye 20 fok látószög függőleges irányban, 2 szögperc felbontással 600 sor 4:3 oldalarány (mozi) 800 oszlop Nem érzékelhető villogás, ha a képek száma másodpercenként legalább 50-60 (mozi 48 = 2 x 24 kocka) Kb. száz fényesség árnyalatnál többet nem tudunk megkülönböztetni A színekre nézve mind látószögben, mind árnyalatban átlagosan ötször kisebb az érzékenységünk (10’ és 20 árnyalat) G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 8.lap

Villogásmentesítés - váltott soros képfelbontás Európai Amerikai-japán Sorok száma (páratlan!) 625 525 Hálózati frekvencia 50 Hz 60 Hz Képfrekvencia 25 Hz 29,975 Hz Függőleges eltérítés 50 Hz 59,95 Hz (~ 60 Hz) Sorfrekvencia (vízszintes eltérítés) 15625 Hz 15734 Hz G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 9.lap

Összetett videojel - sorszinkron Dinamika 30%-a szinkron. Cél: a biztonságos amplitudó-szétválasztás Sorszinkron szerkezete: Előváll, szinkronimpulzus, hátsó váll Az előváll a korlátozott lefutási meredekség miatt szükséges, a hátsó váll a feketeszint rögzítéséhez A teljes soridő 64 us: 12us kioltási idő, ezalatt áll vissza az eltérítő-rendszer a képernyő bal szélére 52us alatt söpör végig az elektronsugár egy soron G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 10.lap

Összetett videojel - félképszinkron A félképszinkron és sorszinkron időtartam-szétválasztása Megszaggatás: 2 x fs Elő- és utókiegyenlítés Cél: egységesség a képváltás környezetében Képenként 50 soridőben nincs képátvitel! Ez teret ad teletext, időkód és mérőjelek elhelyezésére. G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 11.lap

A videojel helyfoglalása a frekvenciatartományban (sávszélesség) Szemléltetés sakktábla ábrával: Ha minden sorba 400 periódusú szinusz jelet viszünk át, akkor éppen 800 csíkos, 600 soros „sakktábla” jön létre. Azaz: Maximális átviteli frekvencia= = Sorfrekvencia x 400 = = 15625 Hz x 400 = 6,25 MHz Szemléltetés informatikai megközelítésben: Képelemenként 100 árnyalat 7bit 600 x 800 = 480000 képelem/kép 25 kép/s adatátviteli sebesség = 7bit x 480000 x 25/s= 84 Mbit/s Ha valóban 7 bites mintákkal dolgoznánk, akkor fm=84Mbit/s / 7bit = 12MHz Az átvihető felső határfrekvencia (Nyquist kritérium)= fB=fm/2= 6 MHz G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 12.lap

Egyszerűsített videojel periódikus felbontása Nem-változó világosságtartalmú sorok DC átvitel is van! Mivel a dinamika 30%-a szinkronjel, és a sorfrekvenciához képest a képtartalom rendszerint lassan változik, a domináns jelforma az időtartományban egy kb. 80% kitöltésű négyszög sorozat: Ennek Fourier-sora: G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 13.lap

Egyszerűsített videojel elhelyezkedése a frekvenciatartományban (spektrum) Homogén képtartalom mellett a fenti sorfejtés szerint a spektrum vonalas : A félképváltás, mint hasonló, sokkal kisebb frekvenciájú és nagyobb kitöltési tényezőjű sorozat fogható fel, és a két sorozat összeszorzódik. Ezáltal összeg és különbségi frekvenciák jönnek létre, az eredeti spektrumvonalak körül kisebb vonalak lépnek fel: G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 14.lap

Összetett videojel elhelyezkedése a frekvenciatartományban (spektrum) Változó képtartalom mellett a spektrum elkenődik, de határozottan csomósodik a sorfrekvencia egész-számú többszöröseinél. G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 15.lap

Valódi videojel spektrum Összetett, színes videojel spektruma, kétcsatornás kisérőhanggal (Brodcast Engineering 2000. február) 1=Képvivő, 2,3=Kisérőhangok, 4=színsegédvivő, 5=video jeltartomány G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 16.lap

TV jelek modulációja: AM-VSB Csonkaoldalsávos amplitudó moduláció szükséges a televíziócsatornák sűrűbb elhelyezése érdekében lehetséges, mert a világosságinformáció zöme 1-1,5MHz alatt van HANG (FM) Burkolódetektorral nagyságra helyesen, de alaktorzulással demodulálható G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 17.lap

Intercarrier elv FREKVENCIATRANSZPONÁLÁS („szuper”-vevő elve) Állomáskereséskor a lazább tűrésű képvivőre kell csak hangolni, a hang-kép távolság a képvivővel, mint másodlagos helyi oszcillátorral automatikusan kikeveredik a burkolódemodulátoron G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 18.lap

Burkolódetektor vektorábrája E2=(K+Hcos(fHKt))2+H2sin2(fHKt) E2=K2+H2+2HKcos(fHKt) E2=K2((1+H2/K2)+2(H/K)cos(fHKt)) kihasználjuk, hogy H2/K2<<1 és (1+x)1/2=1+x/2 - x2/8 +… esetünkben: x=2(H/K)cos(fHKt) azaz: E = K (1+ (H/K)cos(fHKt))= = K+Hcos(fHKt) Minimális vivőamplitudónál: H/K~1/4, azaz H2/K2=1/16, tehát jogos a fenti elhanyagolás! Tehát demodulálás után a különbségi frekvenciás hangvivő jelen van és egyszerű szűréssel leválasztható G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 19.lap

Negatív moduláció Nem energiatakarékos, mert képtartalom hiányában is 100% vivőt kell közvetíteni de impulzus-szerű zavarok nem fehér villanást, hanem kioltást okoznak A tartalék az intercarrier elv és az egyenszint átvitel miatt szükséges G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 20.lap

TV csatorna kiosztás „Keleti” D (625 soros) és K jelű (6,5MHz) szabvány szerinti kiosztás „Nyugati” B és G jelű hang-kép távolság =5,5MHz, video = 5MHz, 8MHz raszter, de más VHF kiosztás amerikai-japán hang-kép távolság =4,5MHz, video = 4MHz (de ott csak 525 sort visznek át, így a képelemek száma csak 76 százaléka az európainak) A csatornakiosztás is 6MHz raszterű. VHF: 48MHz - 66MHz, 76MHz - 100MHz, 174MHz - 230MHz UHF: 470MHz - 582MHz, 606MHz - 860MHz G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 21.lap

TV vevőkészülék rendszertechnikája G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 22.lap

Videojelek mágneses rögzítése Csak fluxus-változás rögzíthető, és annál nagyobb frekvencián, minél nagyobb a mágnesfej-szalag relatív sebesség, és minél keskenyebb a mánesfej rése. Viszonylag lassan mozgó szalag, forgó fejdob legalább 2 fejjel, amelyek csíkonként váltják egymást (rés = kb.0,3um) 1 ferde csík ~ 1 félkép DC átvitel nincs, ezért szétválasztják, és újramodulálják (FM) a szín és világosságinformációt. A relatív sávszélesség kb. 2 dekád. A hangot demodulálás után hagyományos hangmagnóként rögzítik a szalag szélén, vagy nagy rés-szélességű mágnesfejjel mélységi modulációval (FM) a videojel „alá” írják a szalagon (HIFI). A szalag másik szélén képfrekvenciás négyszög, sebességvezérlő jel van (CTL) G.I. FEKETE-FEHÉR VIDEOJEL 23.lap