Transmisiunea semnalelor in televiziune

Transmisiunea semnalelor in televiziune

Prin transmisiunea (transmiterea) semnalelor in televiziune se intelege transferul semnalului complex de televiziune, deci a semnalului video complex si a sunetului, la destinatie unde sunt dispuse receptoarele de televiziune.

Transmisiunea imaginii se poate face in videofrecventa (VF), in banda de baza, sau in radiofrecventa (RF), in diverse benzi de frecventa, prin medii diferite de transmisie.

Transmisiunea imaginii in VF se face pe distante scurte:

-de ordinul zecilor sau sutelor de metri intre camere si carele de reportaj sau intre studiouri si un studio de control general;

-de ordinul kilometrilor, mai rar, intre un centru de TV si un emitator.

Transmisiunea se face prin cabluri coaxiale caracterizate prin:

- impedanta caracteristica Z_C a cablului coaxial (de obicei Z_C = 50 );

- valoarea si variatia timpului de intarziere de grup ;

- atenuarea pe unitatea de lungime si variatia atenuarii cu frecventa:

Transmisiunea semnalelor de imagine se poate face in radiofrecventa (RF) in una din benzile rezervate transmisiilor de televiziune prin radiatie electromagnetica sau prin cablu coaxial / optic, potrivit unor norme internationale.

Norma reprezinta o colectie de prescriptii metodologice si tehnice care definesc atat sistemele de televiziune cat si corelatia dintre emisia si receptia unui program de televiziune. Sunt cunoscute, ca fiind cele mai extinse, normele:

' norma americana (FCC);

' normele europene (CCIR si OIRT);

' norma franceza (L);

' norma engleza (I).

Standardul caracterizeaza sistemele de televiziune, deci si receptoarele TV, prin intermediul unei game largi de parametrii tehnici specifici emisiei si receptiei de informatii de natura video si audio. In anexa 3 sunt prezentati parametrii tehnici ai celor mai raspandite norme de televiziune din Europa. Pentru transmisiunea prin radiatie electromagnetica, pentru televiziune, sunt prevazute mai multe benzi de frecventa. In Europa aceste benzi sunt situate in doua domenii de frecventa (FIF si UIF). Fiecare banda TV cuprinde un numar diferit de canale de televiziune.

Un canal TV din norma OIRT ocupa o banda de 8MHz pentru transmisiunea de imagine si sunet aferent. Deoarece pentru transmisiunea informatiei de imagine se foloseste modulatia in amplitudine (MA) si ca banda semnalului in videofrecventa (VF) este de 6 MHz, nu se foloseste o transmisiune clasica de MA cu banda dubla (BLD), ci se foloseste o transmisiune cu banda laterala partial suprimata, denumita transmisiune cu rest de banda laterala (RBL).

Pentru o transmisiune corecta a semnalului de televiziune, receptorul trebuie sa aiba o caracteristica de frecventa cu atenuare progresiva in jurul purtatoarei si sa utilizeze o demodulare de produs sincrona si cu defazaj nul.

Semnalul de televiziune se transmite pe principiul legaturilor de radiocomunicatii bazat pe un emitator (in studioul TV ) si unul sau mai multe receptoare. Se folosesc undele radio asigurandu-se transmisia atat a informatiei de imagine cat si a celei de sunet. Informatia de imagine moduleaza in amplitudine un semnal de radio-frecventa denumit purtatoare de imagine (f_pi), iar informatia de sunet moduleaza in frecventa o purtatoare de sunet (f_ps).

Frecventele celor doua purtatoare satisfac conditia: f _ps > f _pi

Diferenta (f_ps - f_pi) dintre purtatoarea de sunet (fps) si purtatoarea de imagine (fpi) reprezinta ecartul de frecventa a carui valoare este de 5,5 MHz pentru norma CCIR si de 6,5 MHz pentru norma OIRT.

Banda de frecventa radio ocupata de purtatoarea de imagine modulata in amplitudine si de purtatoarea de sunet modulata in frecventa poarta denumirea de canal de televiziune.

Semnalul videocomplex cu o largime de banda de 6,5 MHz nu are o distributie continua de energie in acest domeniu de frecventa. Aceasta datorita faptului ca imaginea este "decupata" periodic de catre sistemul de baleiaj atat cu frecventa liniilor cat si cu frecventa semicadrelor.

Fig. 1 Caracteristica de frecventa

a canalului de televiziune,

corespunzator normei OIRT

Energia semnalului, corespunzatoare spectrului de frecventa, se grupeaza in pachete energetice formate din linii spectrale "centrate" in jurul unor multipli ai frecventei de explorare pe linii (fH). Liniile spectrale sunt dispuse la intervale corespunzatoare frecventei de explorare pe verticala (fV), asa cum este reprezentat in figura 2.

Ponderarea cea mai mare a energiei semnalului de televiziune este concentrata in jurul componentelor spectrale cu frecventa joasa, unde componentele din marginile pachetelor energetice invecinate se intrepatrund.

In cazul unor imagini fixe, spectrul este discret si are forma din figura de mai jos, daca se transmit imagini in miscare are loc o pendulare a liniilor spectrale fata de pozitia de repaus. Deoarece deplasarea elementelor imaginii optice in fata camerei TV se face cu viteza mica (comparativ cu fv), rezulta o pendulare a liniilor spectrale in jurul pozitiei de origine cu o frecventa de aproximativ 0Hz, ceea ce permite sa se considere, si in acest caz, ca spectrul semnalului de televiziune are o distributie discreta de energie.

Fig. 2 Spectrul semnalului de televiziune pentru imagini fixe

Managementul transmisiilor programelor de televiziune prin intermediul sistemului de televiziune prin cablu reprezintǎ o preocupare constantǎ a transmisiunilor radio. Calitatea receptiei programelor Tv depinde de nivelele semnalelor Tv ,care sunt transmise pe canalele de comunicatii radio si de nivelul semnalului care ajunge la utilizatori. Semnalul Tv corespunzǎtor imaginii Tv ocupǎ o bandǎ de frecventǎ cuprinsǎ intre 4,5-6,5 MHz. Simultan cu semnalele video sunt transmise si alte semnalele audio corespunzatoare. Semnalele video si audio reprezinta multiplii ai frecventei purtatoare si formeaza impreuna frecventa radio corespunzatoare canalului TV. Banada de frecventa a canalului TV contine doua frecvente purtatoare una pentru imagine si una pentru sunet. Frecventele purtatoare necesita un interval de 5,5 sau 6,5 MHz functie de sistemul TV. Informatia de culoare e transmisa folosindu-se un semnal de radiofrecventa cu valori standard, numita purtatoare de culoare. Frecventa de culoare se afla in banda superioara a spectrului de radiofrecventa pe canalele Tv.

Semnalul Tv este unul complex cu o largime de banda de 7 sau 8 MHz si contine semnale modulate in amplitudine, in frecventa si in faza precum si semnale pentru transmiterea datelor. Semnalul modulat in amplitudine contine informatii despre luminanta imaginii, semnale de sincronizare si semnale de stingere. Semnalele modulate in frecventa contin informatia audio. Semnalul modulat in faza contine informatia de culoare a imaginii Tv.

Transmiterea semnalelor Tv se face prin atmosfera folosindu-se undele radio sau prin cablu fie coaxial, fie fibra optica. Mediul de transmisie influenteaza calitatea semnalului Tv, perturband informtia continuta. Pentru a asigura o buna calitate a receptiei semnalului Tv, este necesar sa se respecte regulile in domeniu, care stabilesc nivelul de semnal atat la iesirea emitatorului cat si la intrarea receptorului Tv.

In sistemele de televiziune prin cablu, puterea semnalului transmis depinde de valoarea intensitatii semnalului Tv si impedanta cablului de retea conform relatiei :P=U2/Zc [W] , unde Zc reprezinta impedanta cablului. Pentru cablul coaxial, valoarea lui Zc este de 75 ohmi. In procesul de masurare a semnalului Tv, este folosita ca unitate de masura dB(decibelul), definit prin relatia dB=10log10P2/P1, unde P1 este puterea considerata ca putere de referinta, pentru care , la valori mici ale semnalului este folosita valoarea de 1 mW. Cu P2 s-a notat puterea semnalului masurat. Nivelele de semnal pot fi exprimate in dBmV conform relatiei dBmV=20 log10U2/10-3 .

Ca o concluzie, pentru o crestere de 3 dB a nivelului semnalului ii corespunde o dublare a puterii acestuia.Mediul de propagare al semnalelor de radiofrecventa, fie el atmosfera sau cablul TV influenteaza parametrii semnalului Tv care ajung la receptor, introducand atenuari si distorsiuni. Atenuarea introdusa de catre mediul de propagare, depinde de largimea canalului si de frecventa semnalului purtator.

Sistemul de control automat al amplificarii, folosit atat in emitator cat si in receptor, ajuta la controlul liniaritatii semnalului de pe canalul de radiocomunicatii.

Zgomotul este principala cauza a deteriorarii calitati la receptie. Zgomotul are un spectru foarte larg de frecventa: el se suprapune peste semnalul util, introducand distorsiuni. Raportul semnal/zgomot reprezinta un parametru foarte important in estimarea calitatii transmisiei pe canalul de comunicatii.

Transmisia informatiilor de luminanta si semnalele de sincronizare si stingere, este realizata prin modulatia in amplitudine a semnalului purtator de imagine. In sistemul PAL, NTSC, SECAM, impulsurile de sincronizare orizontala corespund celui mai inalt nivel al purtatoarei. Gradul de modulatie al purtatoarei de imagine in timp, pentru semnalul de transmisie TV, conduce la diminuarea calitatii informatiei video si audio.