Analiza semnalelor diferenta de culoare PAL

Lucrarea 5Decodorul PALÎn lucrare se analizează principalele etaje din receptorul TV, care prelucrează semnalulvideo complex din sistemul TV color PAL, în vederea decodării acesteia, respectiv obţinereasemnalelor de culoare primare: R (roşu), G (verde) şi B (albastru).1. Noţiuni teoreticeAnaliza imaginii color se realizează prin descompunerea optică a imaginii în treiimagini monocromatice, corespunzătoare culorilor fundamentale: roşu (R), verde (G) şialbastru (B). Culorile fundamentale permit obţinerea oricărei alte culori, prin combinarea loraditivă în proporţii bine definite.Pentru a se obţine o compatibilitate a sistemului TV color şi alb-negru este nevoie ca şiîn sistemul TV color să se transmită informaţia de strălucire prin semnalul de luminanţă E Y .Ţinând cont de particularităţile de sensibilitate ale ochiului uman, aceasta se obţine dincomponentele culorilor fundamentale: E R , E G , şi E B cu relaţia:E Y =0.3E R +0.59E G +0.11E B. (6.1)Indiferent de sistemul color utilizat în televiziunea color pentru refacerea corectă aimaginii originale, alături de informaţia de luminanţă este nevoie şi de informaţia decrominanţă prezentă în semnalele: E R , E G şi E B .Deoarece semnalul de luminanţă E Y conţine toată informaţia referitoare la strălucireaculorii, este indicat să se excludă această componentă din semnale de culoare: E R , E G şi E Brezultând semnalele diferenţă de culoare:E R-Y = 0.7E R -0.59E G -0.11E BE G-Y =0.3E R +0.41E G -0.11E B (6.2)E B-Y =-0.3E R -0.59E G -0.89E B

La transmisia imaginilor alb-negru, pentru nivele de gri, de la negru spre alb, întresemnalele corespunzătoare culorilor fundamentale şi semnalul de luminanţă există relaţia:E Y =E R =E G =E B =[0...1]V v-v . (6.3)Rezultă că semnalele diferenţă de culoare, în acest caz, vor fi nule. Refacereasemnalelor de culoare: E R , E G şi E B este posibilă prin combinaţii liniare a trei componente,care vor fi alături de informaţia de luminanţă, două semnale diferenţă de culoare. Se alegsemnalele diferenţă se culoare: E R-Y şi E G-Y , ţinând cont de faptul că semnalul E G-Y arevaloarea vârf la vârf cea mai mică, fiind cel mai expus la perturbaţii.Deoarece acuitatea sistemului vizual uman este mai redusă pentru informaţia deculoare faţă de informaţia de strălucire, se poate reduce banda de frecvenţă a semnalelor deculoare de 4 5 ori faţă de semnalul de luminanţă, fără a degrada calitatea imaginii.Pentru modularea unei subpurtătoare de crominanţă cu aceste semnale diferenţă deculoare cu bandă redusă, se translatează banda originală în partea superioară a spectrului defrecvenţă a semnalului de luminanţă. Această translatare este posibilă dacă se are în vederecaracterul discret al spectrului de frecvenţă al semnalului de luminanţă şi faptul că întrepachetele de linii spectrale la frecvenţe mari există spaţii libere, respectiv energia acestorpachete au o contribuţie redusă în energia totală a semnalului de luminanţă.1.1. Sistemul TV color PALÎn sistemul TV color PAL (Phase Alternation Line) se transmite semnalul deluminanţă E Y , pentru realizarea compatibilităţii cu televiziunea alb-negru şi se transmite şisemnalul de crominanţă E C pentru sistemul TV color, care rezultă în urma modulării încuadratură a unei subpurtătoare, f PC, cu semnalele de crominanţă ponderate E U şi E V .Semnalele E U =0.493E B-Y şi E V =0.887E R-Y se utilizează în locul semnalelor diferenţă deculoare E R-Y şi E B-Y , pentru eliminarea efectelor negative ale supramodulaţiei subpurtătoareipentru culorile galben, turcoaz, verde şi pentru a nu depăşi nivelele de sincronizare în cazulculorilor: mov, roşu şi albastru. În acest fel, semnalul video complex nu depăşeşte, în senscrescător, valoarea albului de referinţă şi, în sens descrescător, nivelul impulsului desincronizare. Înaintea modulaţiei propriu zise, banda de frecvenţă a semnalelor E U şi E V selimitează la 1.3 MHz.La alegerea frecvenţei subpurtătoarei de crominanţă, se ţine cont ca să se asigure oîntreţesere corectă a spectrelor semnalelor de luminanţă şi de crominanţă, dar subpurtătoarea

de crominanţă să fie cu cea mai redusă vizibilitate pe un receptor TV alb-negru, sub formă destructuri fine de puncte. Modulaţia de amplitudine în cuadratură cu purtătoare suprimată, cusemnalul de crominanţă E C , se poate interpreta ca şi o modulaţie în amplitudine şi în fază asubpurtătoarei. Astfel vectorul E C al semnalului de crominanţă, rezultat în urma modulării,poartă informaţia cu privire la saturaţia culorii prin modulul |E C |, iar informaţia cu privire lanuanţă prin faza vectorului.Pentru compensarea erorilor de fază diferenţiale ale subpurtătoarei, se schimbă fazaacesteia pentru semnalele diferenţă de culoare E v cu 180 0 , la fiecare linie adică cu frecvenţaf H/2 , atât la emisie cât şi la recepţie.Semnalul de crominanţă modulat se obţine, la emisie, prin modularea în amplitudine încuadratură a subpurtătoarei de crominanţă cu suprimarea ulterioară a acesteia, de aceea larecepţie, pentru a se asigura demodularea corectă, este necesar ca frecvenţa şi fazasubpurtătoarei regenerate să fie identică cu frecvenţa şi faza subpurtătoarei de la emisie.Pentru a se realiza această cerinţă, în componenţa SVCC se transmite, pe palierul posterior alimpulsului de stingere pe orizontală, St H , un semnal de sincronizare a culorii S C , caresincronizează în fază şi frecvenţă oscilatorul local de la recepţie. Acest semnal desincronizare, se transmite sub forma unui tren de sinusoide format din 10 perioade cu valorivârf la vârf egale cu amplitudinea impulsului de sincronizare S H , având frecvenţa f PC .1.2. Decodorul PALDecodorul PAL are rolul de a extrage semnalele de culoare: E R , E G şi E B , carecomandă etajul final RGB, din semnalul video complex color E M , furnizat de demodulatorulvideo al receptorului TV. Schema bloc de principiu a unui decodor PAL este prezentată înfigura 6.1. Se observă existenţa a două căi de transmitere a informaţiei video, calea deluminanţă şi calea de crominanţă.Semnalul de luminanţă E Y , necesar pentru refacerea informaţiei de strălucire aimaginii, este obţinut pe calea de luminanţă, care cuprinde:- linia de întârziere (LI) ( Y =0.30.8 s), care compensează întârzierea suferită desemnalele E V şi E U pe calea de crominanţă, în scopul restabilirii coincidenţei temporale asemnalului de luminanţă cu semnalele diferenţă de culoare (figura 6.1);- filtrul de rejecţie (FR), care nu permite pătrunderea semnalului de crominanţămodulat şi, în acest fel, micşorează perturbaţiile care apar pe ecranul televizorului sub formaunor structuri fine de puncte;

- amplificatorul (A Y ), prevăzut cu reglarea amplificării, care permite modificareacontrastului;- circuitul de fixare şi reglare a nivelului de stingere, cu care se poate regla strălucirea.Prin folosirea filtrului de rejecţie se pot elimina şi unele componente din spectrul util alsemnalului de luminanţă. Pentru a elimina numai componentele semnalului de crominanţămodulat, în decodoarele performante se foloseşte un filtru de tip pieptene.Semnalele de culoare: E R , E G şi E B se obţin, după ce sunt separate semnalele diferenţăde culoare ponderate E U şi E V , pe calea de crominanţă, care cuprinde:- filtrul trece bandă (FTB) centrat pe frecvenţa subpurtătoarei de 4.43 MHz avândbanda de trecere de 2.6 MHz, care are rolul de a extrage semnalul de crominanţă modulat încuadratură E C şi semnalul de sincronizare a culorii din semnalul video complex color;- amplificatorul de crominanţă comandat, care se blochează automat la transmisiunialb-negru, când lipseşte semnalul de sincronizare a culorii S C , sau la recepţie slabă, cândsemnalul de culoare este cu zgomot mare. Pentru a se asigura demodularea corectă asemnalului de crominanţă este necesar ca amplitudinea semnalelor diferenţă de culoareponderate E U şi E V , la intrarea în demodulator, să fie constantă, chiar şi atunci cândamplitudinea semnalului video complex color variază între anumite limite. De aceea,amplificatorul de crominanţă este prevăzut cu un reglaj automat al amplificării semnalului decrominanţă (RASC) dependent de amplitudinea semnalului de sincronizare a culorii S C extrasde acest etaj. Amplificatorul este prevăzut şi cu un reglaj manual al amplificării care asigurămodificarea saturaţiei culorilor redate. Semnalul S C este folosit şi pentru generarea uneitensiuni pentru comanda blocării automate a culorii (BAC), care acţionează asupraamplificatorului de crominanţă, dacă S C scade sub o anumită valoare;- blocul de separare a semnalelor de crominanţă, care asigură transformarea modulaţieiduble în cuadratură în cele două semnale diferenţă de culoare ponderate E U şi E V ;- demodulatoarele sincrone pentru cele două căi de culoare U şi V, urmate de câte unfiltru trece jos, care asigură obţinerea semnalelor diferenţă de culoare E V şi E U cu corecţia defază deja efectuată;- matricea de decodare, la ieşirea căreia se obţin semnalele: E R , E G şi E B :E R =(E V / 0.877)+E Y =1.14 E Y +E Y ,E B =(E U / 0.493)+E Y = 2.03 E U +E Y , (6.4)E G =E Y - 0.378 E V - 0.58 E V .

- oscilatorul local cu ajutorul căruia este reconstituită purtătoarea de crominanţă. Acestoscilator local este sincronizat în fază şi frecvenţă de către semnalul de sincronizare al culoriiS C .În concluzie, decodorul de culoare asigură toată procesarea semnalului de la ieşireademodulatorului video până la furnizarea celor 3 semnale: E R , E G şi E B ce comandăamplificatoarele finale video.1.3. Decodorul PAL din receptorul TV “ITT Nokia 7140”Funcţia de decodor PAL şi SECAM, în acest receptor, se realizează cu circuiteleintegrate IC850 (TDA 3561 decodor PAL) şi circuitul integrat IC800 (TDA 3590 transcodorSECAM - PAL). Schema bloc a circuitului IC850 este prezentată în Anexa 6.1, iar în Anexa6.2 se prezintă schema bloc a circuitului IC800. De fapt, cele două circuite funcţioneazăîmpreună într-o strânsă interdependenţă, astfel încât, practic, semnalul trece de la un circuit laaltul, funcţiile în ansamblu fiind cele ale unui bloc de procesare al SVCC.În cazul recepţiei unui semnal în sistem PAL, SVCC se aplică la terminalul 4 alcircuitul integrat IC800. Semnalul amplificat este dirijat în două direcţii, ieşirea de luminanţăla pinul 15 şi ieşirea de crominanţă la pinul 8. Aceasta este posibilă datorită celor douăcomutatoare care sunt deblocate de tensiunea care provine de la detectorul de identificare carea sesizat că semnalul aplicat la intrarea 4 nu este codat SECAM. Semnalul de luminanţărezultat la pinul 15 se aplică printr-un circuit extern la pinul 15 al circuitului IC850. Traseulurmat de acest semnal este către matricea de obţinere a semnalelor de culoare primare.Semnalul de crominanţă de la pinul 8 al circuitului IC800 se aplică la pinul 3 al IC850. De laieşirea amplificatorului de crominanţă, pinul 28 al circuitului IC850, semnalul de crominanţăse separă pe două căi: calea directă şi calea întârziată, cele două componente aplicându-sedemodulatoarelor de amplitudine B-Y, respectiv R-Y la pinii 21 şi 22 ai circuitului IC850,după ce parcurge un traseu care include şi circuitul integrat IC800, terminale de intrare suntpinii 11 şi 12 iar ieşirile sunt pinii 13 şi 14. Cu ajutorul rezistorului R883 se atenueazăsemnalul direct, astfel încât, semnalul direct şi cel întârziat să aibă, practic, aceiaşiamplitudine.Tensiunea de reglare a amplificării rezultă din detecţia unor vârfuri de zgomot, fiindfiltrată de condensatorul de la pinul 4, al circuitului IC850, în vederea reducerii zgomotului peculoare. Componentele externe ale oscilatorului sunt conectate la pinii 25 şi 26.Subpurtătoarea de crominanţă este generată de un oscilator de referinţă care oscilează pe8.86MHz. Subpurtătoarea nedefazată se aplică demodulatorului (B-Y), iar cea defazată cu

90 0 , prin intermediul comutatorului PAL, demodulatorului R-Y şi schimbă faza cu 180 0 , lafiecare linie. Tensiunea de corecţie a oscilatorului, în vederea sincronizării acestuia, se obţinela ieşirea filtrului de netezire, conectat la pinii 23 şi 24.Blocarea culorii este determinată de tensiunea care apare pe pinul 2 al circuituluiIC850. După demodularea celor două componente ale semnalului de crominanţă şi obţinereasemnalului (G-Y), toate cele trei semnale diferenţă de culoare se aplică unor matrice RGB,din care, în urma combinării cu semnalul de luminanţă, rezultă cele trei semnale de culoare.Aceste semnale sunt amplificate, axate pe nivelul de negru şi de stingere, în timpul întoarceriilinii şi cadre, în interiorul circuitului integrat, după care sunt furnizate la pinii 12, 14 şi 16.Pentru axarea pe nivelul de negru, a semnalelor RGB, sunt conectate condensatoare la pinii18, 19 şi 20.Pentru stingerea semnalelor RGB se utilizează semnalul “sand-castle” generat desincroprocesor şi aplicat pe pinul 8 al circuitului IC850. Stingerea semnalelor de ieşire are locdacă amplitudinea acestui impuls este cuprinsă între 2 şi 6.8 V. În figura 6.2 se prezintăstructura semnalului “sand-castle” cu trei nivele.1.5s12s5.6s4.7s2.25sS HFigura 6.2.S H /2Pentru o valoare mai mare de 7.5 V este activată poarta pentru sistemul de sincronizarea culorii şi circuitele de axare. Comutarea trecerii semnalelor RGB interne sau externe, cătreamplificatorul final RGB, este comandată de o tensiune care se aplică la terminalul 9,(stingerea externă rapidă). Semnalul extern RGB poate proveni chiar de la microprocesorul decomenzi în modul de funcţionare OSD (On Screen Display).2. Desfăşurarea lucrării2.1. Se identifică componentele principale care realizează procesarea SVCC şi semăsoară mărimile de referinţă în cazul funcţionării corecte, pentru un semnal TV în sistemul

color PAL. Punctele de măsură sunt pinii: 18, 19, 20, 6, 7, 11, 10, 8, 12, 14 şi 16 ai circuituluiintegrat IC850, pinii 15, 16 şi 19 ai circuitului IC800.2.2. Se compară valorile măsurate cu valorile teoretice indicate pe schemă(oscilogramele: 800, 910, 970, 980, 990).2.3. Se vor face măsurători asupra receptorului TV în cazul simulării defectelor: A5,C2 şi E5, identificându-se cauza defecţiunii, respectiv componenta defectă, comparândsemnalele măsurate în prezenţa defectului, cu cele măsurate în funcţionare normală.3. Conţinutul referatului3.1. Schema bloc tipică a decodorului PAL.3.2. Sensiunile de alimentare şi semnalele din punctele de măsură enumerate la punctul2.1, în cazul funcţionarii corecte a receptorului.3.3. Forma reală a semnalului “sand-castle”.3.4. Simptomul şi cauza pentru fiecare defect de la punctul 2.3.