Иная картина имеет место при синхронном детектировании. Здесь можно не только избежать вредного воздействия квадратуры, но и использовать ее для коррекции асимметрично-фазовых искажений.

Поскольку квадратурные искажения обусловлены смещением фазы несущей, их компенсация возможна путем ее обратного смещения. Это можно осуществить в синхронном детекторе, проводимость которого зависит от времени (в отличие от амплитудного детектора, у которого проводимость зависит от напряжения, приложенного к диоду).

Структурная схема синхронного детектора представлена на рис. 1.18 Его действие аналогично действию ключевого модулятора, в котором ключ управляется синхронно с частотой источника модулирующего сигнала, но не зависит от его частоты. Ключ замыкается на время, равное половине периода входного сигнала.

На рис. 1.19в показаны периоды замыкания и размыкания ключа детектора. При этом происходит выпрямление переменного тока сигнала.

Обычно работой ключа управляет сигнал некоторой вспомогательной частоты, который может быть получен либо выделением из входного сигнала узкополосным фильтром и огра-

ничителем, срезающим амплитудную модуляцию, либо с помощью гетеродина, синхронизируемого входным сигналом. Подбором фазы этого сигнала с помощью регулируемого фазорегулятора можно сдвинуть фазу входного сигнала на угол, равный и обратный по знаку паразитной фазе.

Важнейшим условием правильной работы синхронного детектора является точная синхронность фаз входного и управляющего сигналов. В противном случае при изменении фаз, например, на 180°, изменится полярность выпрямленного напряжения, а при изменении фазы на 90 или 270° - детектирования не будет вообще, потому что ток в цепи не будет иметь постоянной составляющей (рис. 1.19д).

Любые промежуточные сдвиги приведут к искажениям параметров детектируемого сигнала. Например, отклонение фазы на 5° может быть оценено по искажению синусквадратич-ного 2Т-импульса. Такой сдвиг вызовет искажение АЧХ в области нижних частот примерно на 0,5 дБ. Синхронные детекторы работают при фазовом сдвиге 0° и 180°. При сдвиге 90° детектор не работает.

Синхронное детектирование позволяет безыскаженно выделять огибающую даже при 100% модуляции.

1.3.3 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Телевизионный канал должен обеспечить прохождение сигнала изображения с минимально допустимыми искажениями его формы. Это значит, что переходная характеристика канала должна удовлетворять определенным требованиям и может быть нормирована.

С другой стороны, переходная характеристика канала однозначно связана с его статическими характеристиками - амплитудно-частотной и фазо-частотной. Это позволяет нормировать амплитудные и фазовые характеристики канала.

Качественные показатели видеоканала оценивают с помощью амплитудно-частотных характеристик и по его переходной характеристике.

Большой интерес представляет исследование динамических характеристик, что особенно важно при исследовании устройств, включающих цепи фиксации.

Для этой цели используют генераторы испытательных сигналов и эфирные испытательные

сигналы. Несмотря на то, что при использовании испытательных сигналов для оценки работы тракта, точность измерений не велика, они позволяют исследовать устройства, содержащие цепи фиксации.

Так сигналы качающейся частоты позволяют по смещению серии синусоидальных колебаний относительно фронтов синхроимпульсов оценить неравномерность группового времени запаздывания. По отсчетным уровням контрольных сигналов оценивается величина искажений.

Измерение переходных характеристик

Любой электрический сигнал можно представить в виде суммы гармонических колебаний ряда частот (рис. 1.20) [4]. Спектр сложного сигнала условно изображается в координатах, «амплитуда сигнала - частота». Частоты сигналов, составляющих сложный сигнал называются гармониками. Пропорциональное изменение амплитуд всех составляющих сигнала приводит к усилению или ослаблению сигнала.

Если изменить фазу сигнала второй гармоники на 180°, то форма сигнала изменится в сравнении с исходным сигналом. Если все гармоники сигнала сдвигаются по фазе пропорционально частоте сигнала, то форма сигнала не искажается.

Следствием таких фазовых сдвигов в электрических цепях является задержка сигнала. Для сложных сигналов, которым является телевизионный сигнал, условием неискаженной передачи является прямая пропорциональная зависимость между частотой гармоник сигнала и сдвигом фаз.

Оценка группового времени запаздывания

Фазовый сдвиг частотных составляющих сигнала характеризует параметр - групповое время запаздывания (ГВЗ).

Разное значение ГВЗ искажает форму сигнала яркости. При измерении переходных характеристик ГВЗ проявляется в изменении фронта импульса.

В канале цветности ГВЗ проявляется в несовпадении сигналов яркости и цветности, что

U t Исходный сигнал

V V V V V

Вторая гармоника

лллла/VV

Искаженный сигнал

Рис. 1.20. Спектральный состав прямоугольного сигнала

приводит, например, к появлению цветных окантовок изображения.

На практике характеристика группового времени запаздывания оценивается по амплитудно-частотной характеристике телевизионного приемника. Плоской части АЧХ соответствует линейный участок фазо-частотной характеристики (ФЧХ), а скатам - нелинейные (рис. 1.21).

Испытательные сигналы

Для оценки качественных показателей видеоканала в целом не приемлемы способы измерения АЧХ по точкам или с помощью измерителя частотных характеристик. Это связано с тем, что в отдельных его звеньях используются схемы фиксации уровня сигнала, искажающие спектр синусоидальных сигналов.

Для контроля АЧХ телевизионных каналов используют испытательные сигналы. Испытательные сигналы подают от специализированных генераторов, либо используют эфирные, расположенные в гасящих интервалах кадровых импульсов (рис. 1.29...1.32). Все испытательные сигналы представляют собой полный видеосигнал.

Рис. 1.21. Связь амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик сложного сигнала

Рис. 1.22. Сигнал ступенчатой формы

Рис. 1.23. Сигнал пилообразной формы

Рис. 1.24. Сигнал прямоугольной формы

Рис. 1.25. Синусквадратичные импульсы

\ Кадровый синхроимпульс

Частотные метки

Рис. 1.26. Сложный сигнал ступенчатой формы

Рис. 1.27. Сигналы качающейся частоты

Простые испытательные сигналы

Сигнал ступенчатой формы (рис. 1.22) представляет собой от пяти до десяти уровней градации яркости. Он предназначен для оценки нелинейности АЧХ.

Сигнал пилообразной формы (рис. 1.23) представляет собой линейно-изменяющийся сигнал яркости. Используется для исследования линейности АЧХ видеоканала.

Сигнал прямоугольной формы (рис. 1.24) используется для исследования переходных характеристик и в качестве опорного в комбинированных сигналах. Уровни прямоугольного сигнала нормированы, поэтому по ним производится отсчет.

Синусквадратичные импульсы (рис. 1.25а) используются для измерения характеристик видеоканала в области частот, в которой передается основная энергия сигнала яркости.

Сложным синусквадратичным импульсом называют импульс, представляющий собой сину-сквадратичный импульс, промодулированный сигналом цветности (рис. 1.25б).

Сигнал ступенчатой формы с наложенной цветовой поднесущей (рис. 1.26) используется для оценки нелинейных искажений сигнала цветности, приводящих к изменению размахов сигнала яркости.

Сигналы качающейся частоты (рис. 1.27).

Испытательный сигнал содержит частотно-модулированные колебания в интервале от 0,5 до 6,5 МГц.

Неравномерность АЧХ оценивают с помощью осциллографа по изменению размаха огибающих синусоидальных колебаний.