Система цветного телевидения SECAM

М. Локшин, Радио №10/1965, ст.15

Известно, что все оттенки любо­го цвета можно получить, комби­нируя в различных пропорциях три так называемых основных цвета; синий, красный и зеленый. Это нашло практическое применение в различ­ных областях техники, как то при печатании цветных иллюстраций, в цветной фотографии и др. Все совре­менные системы цветного телевиде­ния также используют этот принцип.

В системах цветного телевидения применяются передающие камеры с тремя трубками—по числу основных цветов. Камера имеет три выхода телевизионных сигналов. Сигнал каждого выхода (условимся назы­вать его , в дальнейшем сигналом цветности) соответствует одному из перечисленных выше основных цве­тов изображения. Эти сигналы обоз­начаются: красный ЕR, зеленый EG и синий Е_B (в качестве индексов взяты начальные буквы английских слов: red— красный, green— зе­леный и blue— синий). В процессе дальнейшего прохождения сигналов цветности оказалось необходимым несколько видоизменить их для того, чтобы сигналы цветного телецентра могли быть приняты в черно-белом виде на обычные, нецветные теле­визоры и наоборот — на цветные телевизоры можно было принимать черно-белые сигналы обычных теле­центров. Такие системы цветного телевидения называются совмести­мыми.

Изменение это заключается в том, что зеленый сигнал цветности EG в передающем тракте заменяется на так называемый яркостный сигнал Еу. Этот сигнал получается при сме­шивании в строго определенной про­порции всех трех сигналов цветно­сти. Он эквивалентен сигналу черно­белого телевидения. Для приема на обычные (нецветные) телевизоры изображения, передаваемого в цвете, используется именно этот сигнал. Таким образом, в составе полного цветного телевизионного сигнала, излучаемого антенной телецентра, присутствуют два сигнала цветности красный ЕR и синий Е_в, а также яр­костный сигнал Еу. В цветном теле­визоре зеленый сигнал цветности восстанавливается, и на кинескоп поступают все три сигнала: ER, Е_в и EG.

Яркостный сигнал Еу занимает всю полосу частот телевизионного канала. Для передачи сигналов цвет­ности в пределах полосы частот телевизионного канала выбирается специальная «цветовая» поднесущая частота f_цв (рис. 1), которая моду­лируется сигналами цветности. Все известные в настоящее время систе­мы цветного телевидения построены по описанному выше принципу и отличаются друг от друга лишь спо­собами модуляции цветовой под­несущей частоты.

Ввиду того, что основные парамет­ры совместимых систем цветного те­левидения (Ширина полосы телеви­зионного канала, значение и расстоя­ние несущих частот изображения и звукового сопровождения, частоты разверток) не отличаются от таких же параметров черно-белого телеви­дения, многие узлы цветных и черно­белых телевизионных передатчиков и приемников будут аналогичными. Отличие передатчиков и приемников цветного телевидения от черно-белых установок заключается в приме­нении специальных цветных пере­дающих и приемных трубок, а так­же в наличии устройств, кодирую­щих сигналы цветности (с передаю­щей стороны) и декодирующих эти сигналы (с приемной стороны).

В настоящее время наиболее из­вестны три совместимые системы цветного телевидения: американская NTSC, французская SECAM и запад­ногерманская PAL. Система PAL появилась позже других и близка к системе NTSC. Первая по времени появления система NTSC имеет амп­литудно-фазовую модуляцию цвето­вой поднесущей частоты, а система SECAM — частотную.

На рис. 2 изображены упрощен­ные блок-схемы кодирующего и де­кодирующего устройств системы SECAM. В кодирующем устройстве (рис. 2,а) выходы цветной передаю­щей телевизионной камеры подклю­чены к специальному устройству, так называемой матрице, где из сиг­налов цветности формируется яр­костный сигнал Еу. Матрица имеет три выхода: яркостного сигнала Еу и сигналов цветности ER и Е_в. По­лосы частот всех сигналов на выходах матрицы имеют одинаковую шири­ну, равную ширине полосы частот телевизионного сигнала. Наш глаз видит в цвете только сравнительно крупные детали, а мелкие подроб­ности изображения представляются ему в черно-белом виде. Поэтому ока­зывается возможным сузить полосу частот для сигналов ER и Е_в, что и осуществляется при помощи фильт­ров, к которым подключены выходы матрицы, несущие эти сигналы.

Особенность системы SECAM сос­тоит в том, что сигналы цветности ER и Е_в передаются не одновремен­но в каждой строке, а поочередно, то есть, например, в течение первой строки передается только сигнал ER, второй строки — Е_в, третьей строки— опять ER и т. д. Это упро­щает аппаратуру системы, не влияя на качество изображения. Для того чтобы осуществить такую передачу, узкополосные сигналы цветности ER и EB с выходов соответствующих фильтров подаются на электронный коммутатор, который переключается по окончании каждой строки. Ком­мутатор подключен к модулятору, в котором происходит модуляция тем или иным сигналом цветности под­несущей частоты f_цв, поступающей в модулятор с соответствующего ге­нератора

Окончательное формирование пол­ного цветного телевизионного сиг­нала по системе SECAM происходит в смесителе, куда поступает яркост­ный сигнал Еу с матрицы и промодулированная сигналами цветности под­несущая частота с модулятора. Сфор­мированный сигнал подается на обыч­ный телевизионный передатчик.

Для того чтобы получить правиль­ное цветное изображение на экране цветного кинескопа, необходимо по­дать на этот кинескоп такие же сигналы цветности, которые мы полу­чаем на выходах цветной передающей телевизионной камеры. Эту задачу выполняет декодирующее устройст­во, которое в телевизорах системы SECAM работает следующим обра­зом (рис. 2,6).  

С выхода видеоусилителя (или видеодетектора) полный цветной телевизионный сигнал поступает на полосовой усилитель, где выделя­ется полоса частот, в которой рас­положены сигналы цветности ЕR и EB. Выход полосового усилителя подключен к электронному коммута­тору и линии задержки, проходя через которую сигнал задерживается на длительность одной строки. Вы­ход линии задержки соединен также с электронным коммутатором. С электронного коммутатора сигналы подаются на частотные детекторы красного (R) и синего (В) сигналов цветности.

Представим себе теперь, что через полосовой усилитель проходит стро­ка, где цветовая поднесущая час­тота модулирована сигналом ЕR- Эта строка поступит через коммута­тор на соответствующий детектор (на рис. 2,6 коммутатор показан в этом положении) и на линию задерж­ки, где будет задержана до начала следующей строки. Когда через по­лосовой усилитель будет проходить следующая строка, в которой под­несущая f_цв модулирована сигна­лом EB, коммутатор переключится в нижнее (по схеме) положение, и эта строка пройдет на «синий» детектор. Одновременно предыдущая строка с сигналом цветности ЕR с выхода линии задержки поступит на «крас­ный» детектор, а на эту линию будет подана и задержана в ней строка с сигналом цветности EB. При пере­даче следующей (третьей) строки с сигналом ЕR коммутатор будет переброшен в верхнее (по схеме) положение и описанный выше про­цесс повторится с изменением сиг­налов цветности, поступающих на коммутатор непосредственно и че­рез линию задержки и т. д. Таким образом, на матрицу поступают од­новременно два сигнала цветности ЕR и EB, но эти сигналы принадле­жат двум расположенным рядом стро­кам. Одновременное сложение сиг­налов цветности двух смежных строк возможно потому, что при существую­щих телевизионных стандартах, когда число строк телевизионного изображения составляет несколько сотен (например, в СССР 625 строк), различия в содержании двух смеж­ных строк настолько незначительны, что практически незаметны. Пра­вильность этого положения под­тверждена большим количеством проведенных экспериментов.

Для синхронизации коммутатора декодирующего устройства телеви­зора в кодирующем устройстве пере­датчика вырабатываются специаль­ные управляющие импульсы.

Кроме сигналов цветности ЕR и EB, на матрицу декодирующего уст­ройства непосредственно с видеоуси­лителя (или видеодетектора) посту­пает яркостный сигнал Еу. В матрице он преобразуется в сигнал цветности EG. С матрицы три сигнала цветности подаются на цветной кинескоп.