پيشينه آنالوگ: درك مفاهيم
پيشينه آنالوگ: درك مفاهيم
پيشينه آنالوگ: درك مفاهيم
براي ورود به بحث تلويزيونهاي ديجيتال و HDTV، بد نيست در ابتدا بحثي پيرامون پيشينه آنالوگ سيستم تلويزيون داشته باشيم. تلويزيون آنالوگ، تصوير تلويزيون و اطلاعات صدا را رمزگذاري نموده و آن را به صورت يك سيگنال آنالوگ ارسال مي نمايد: سيگنال پخش، تابعي از تغييرات عمدي در دامنه يا فركانس سيگنال مي باشد. همه سيستم هاي قبل از تلويزيون ديجيتال همانند PAL، NTSC، يا SECAM، سيستم هاي تلويزيوني آنالوگ هستند.
شركت ها يا سازمان هاي پخشِ مبتني بر سيستم هاي تلويزيوني آنالوگ، سيگنال تلويزيوني را با استفاده از تكنيك هاي PAL، NTSC، يا SECAM رمزگذاري نموده و سپس اين سيگنال را روي يك موج حامل VHF يا UHF مدوله مي نمايند.
باوجود آنكه درحالحاضر تعداد بسيار اندكي از سيستم ها و يا تلويزيون هاي سياه و سفيد هنوز مورد استفاده قرار مي گيرند، سيستم هاي تلويزيوني رنگي كه امروزه در همه جا توسط پخشكننده هاي زميني بكار گرفته مي شوند، از فرمت هاي تكرنگ اوليه سرچشمه گرفته اند. در روزهاي ابتدايي، نمايش يك تصوير سياه و سفيد مناسب از پخش هاي رنگي جديد توسط گيرنده هاي موجود بسيار حياتي بود. درواقع، استانداردهاي اسكن، سيگنال روشنايي (Luminance) و سيستم مدولاسيون آنها كاملاً به يكديگر شباهت دارد. آنچه كه در ادامه خواهيد ديد، يك بازنگري خلاصه از تلويزيون ابتدايي به عنوان يك بلوك سازنده سيستم تلويزيون رنگي است كه بعداً به تشريح آن خواهيم پرداخت.
در يك استوديوي تلويزيوني، صحنه اي كه قرار است مخابره گردد بر روي يك صفحه حساس به نور كه در داخل دوربين تلويزيوني قرار گرفته است، تابانده مي شود. اين صحنه مكرراً توسط يك شعاع الكتروني بسياري سريع اسكن مي شود كه تضمين مي كند تصاوير متوالي تنها اندكي با يكديگر تفاوت دارند. در سمت گيرنده، يك ابزار نمايشگر نظير يك پانل LCD يا پلاسما و يا يك لامپ اشعه كاتدي (CRT) براي بازسازي تصوير ازطريق يك فرآيند اسكن تصويري مشابه با يك شعاع الكتروني، مورد استفاده قرار مي گيرد. سپس، پديده ماندگاري بصري احساس مشاهده يك تصوير متحرك را همانند زمانيكه به يك فيلم سينمايي نگاه مي كنيد، ايجاد مي نمايد. در سيستم پخش تلويزيوني انگلستان كه تحتعنوان PAL شناخته مي شود، 25تصوير كامل در هر ثانيه اسكن مي گردد. ازسوي ديگر، در كشورهايي نظير ايالات متحده از سيستم NTSC با 30 تصوير كامل در هر ثانيه استفاده مي شود. ما در اينجا هر دو سيستم را درنظر گرفته ايم.
در انتهاي هر فيلد، شعاع الكتروني به سرعت به نقطه شروع اسكن بعدي برميگردد. Fly back فرد در انتهاي آخرين خط فيلد فرد (نقطه A در شكل2) پايان مي يابد و سپس شعاع الكتروني با طي ارتفاع صفحه نمايش به نقطه آغازين اولين خط از فيلد زوج (نقطه B) منتقل مي گردد. براي اطمينان از يكسان بودن فاصلهعمودي Fly back و درنتيجه يكسان بودن زمان Fly back فيلد براي هر دو فيلد فرد و زوج، Fly back زوج (خط نقطهچين) در نيمهراه آخرين خط از فيلد زوج (نقطه C) پايان مييابد تا شعاع الكتروني كار اسكن فيلد فرد بعدي را از نيمه راه اولين خط آن (نقطه D) آغاز نمايد. به هميندليل است كه تعداد خطوط انتخاب شده براي تصوير كامل، فرد مي باشد.
با درج پالس هاي هماهنگي (پالس هاي Sync) در شكل موج سيگنال ويديوئي با فواصل منظم و سپس پيادهسازي يك ويژگي متمايزكننده در تلويزيون كه به آن امكان مي دهد اين پالس ها را دريافت نمايد، مي توان از مشكل فوقالذكر اجتناب كرد. پالس هاي هماهنگي كه در انتهاي هر خط قرار مي گيرند تا Fly back خط را در گيرنده آغاز نمايند، تحت عنوان پالسهاي Line Sync شناخته مي شوند. مجموعه ديگري از پالس هاي هماهنگي كه در انتهاي يك فيلد قرار مي گيرند تا Fly back فيلد را آغاز نمايند، پالس هاي Field Sync ناميده مي شوند.
خط). شكل موج نشان داده شده در اينجا، خطي با رنگ سفيد خالص (حداكثر روشنايي) را بيان ميكند.
مجموع ولتاژ Peak-to-peak يك ولتي قابلدسترسي، به دو ناحيه تقسيم شده است:
- ناحيه زير سطح (صفر تا 0/3- ولت) براي پالسهاي Sync (خط و فيلد) رزرو شده است.
- ناحيه بالاي سطح سياه (صفر تا 0/7 ولت) براي اطلاعات تصويري يا ويديوئي مورد استفاده قرار ميگيرد.
شكل موج ويديويي Composite از ويديو، Blanking و پالس Sync تشكيل شده است. بنابراين، عموماً تحت عنوان CVBS (Composite Video Blanking and Sync) شناخته ميشود.
زمانبندي و شكل موج CVBS معادل براي سيستم 525 خطي NTSC در شكل[6] با يك مدت زمان خطي 63/5 ميكروثانيهاي و مدت زمان ويديوئي فعال 52/6 ميكروثانيهاي نمايش داده شده است.
از آنجاييكه در سيستم PAL 25 تصوير كامل در هر ثانيه وجود دارد، تعداد سيكلها در هر ثانيه و يا به عبارت ديگر حداكثر فركانس ويديوئي معادل 5184000 هرتز (25 * 207360) يا 5/184 مگاهرتز خواهد بود. NTSC با 30 فريم در هر ثانيه داراي همان حداكثر فركانس ويديوئي معادل PAL ميباشد (5184000 = 30 * 172800).
حداقل فركانس ويديوئي زماني بدست ميآيد كه شعاع الكترون، پيكسلهايي با روشنايي يكسان را اسكن ميكند. اين وضعيت با دامنه ثابت شكل موج ويديوئي، يك فركانس صفر هرتزي و يا .d.c مطابقت دارد. بنابراين، پهناي باند ويديوئي معادل صفر تا 5/184 مگاهرتز ميباشد.
در اينجا توجه داشته باشيد كه مشخصات تعيين شده توسط CIF تلويزيون SD، به يك پهناي باند ويديوئي مشابه براي هر دو سيستم منتهي ميگردد كه البته يكي از اهداف CIF به حساب مي آيد.
پخش تلويزيوني زميني از AM براي اطلاعات ويديوئي استفاده مي كند. همانطور كه بعداً توضيح خواهيم داد، AM معمولي باعث ايجاد دو مجموعه باند كنار جانبي (Sideband) در دوطرف باند حامل مي شود كه به اين ترتيب ملزومات پهناي باند براي انتقال را دو برابر مي نمايد. با اينحال، هريك از اين باندهاي جانبي حاوي اطلاعات ويديوئي مشابهي است كه امكان ناديده گرفتن يك باند جانبي به طور كامل و پيادهسازي تكنيكي كه تحت عنوان انتقال (SSB) Single Sideband شناخته مي شود را بوجود مي آورد. با اينحال، انتقال SSB خالص به آشكارسازي هماهنگي پيچيدهتري در سمت گيرنده نياز دارد كه باعث افزايش قيمت گيرنده ها مي شود. آشكارساز ساده و ارزان ديودي كه براي انتقالات (DSB) Double Sideband كافي است، هنگاميكه براي يكسوسازي (Demodulate) يك انتقال SSB AM مورد استفاده قرار مي گيرد، تحريفي تحت عنوان Quadrature Distortion را ايجاد مي كند. اين تحريف كه اساساً توسط انتهاي پائيني طيف فركانس ويدئويي ايجاد مي شود. براي اجتناب از اين مشكل و در عينحال استفاده از آشكارسازي ديودي، تركيبي از مدولاسيون SSB و DSB باعنوان Vestigial Sideband Transmission مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين روش، براي فركانس هاي پائين ويديوئي از انتقال DSB و براي فركانس هاي بالاتر از SSB بهرهگيري مي شود.
درنتيجه استفاده از Vestigial Sideband Transmission، فركانس هاي ويديوئي تا 1/25مگاهرتز در هر دو Sideband و فركانس هاي بالاتر از 1/25 مگاهرتز تنها در يك Sideband منتقل مي شوند. درهنگام تشخيص توسط آشكارساز ديودي، فركانس هاي زير 25/1 مگاهرتز، دو برابر خروجي فركانس هاي بالاتر از اين سطح را توليد مي كنند. براي جبران اين وضعيت، شكلدهي پاسخ فركانس گيرنده به صورتيكه تقويت (Amplification) كمتري نسبت به فركانسهاي منتقل شده در يك Sidebandبراي فركانس هاي منتقل شده در هر دو Sideband درنظر گرفته شود، ضروري خواهد بود.
به منظور پوشش يك ناحيه بزرگ، چند ايستگاه فرستنده مورد استفاده قرار مي گيرند.
شركت ها يا سازمان هاي پخشِ مبتني بر سيستم هاي تلويزيوني آنالوگ، سيگنال تلويزيوني را با استفاده از تكنيك هاي PAL، NTSC، يا SECAM رمزگذاري نموده و سپس اين سيگنال را روي يك موج حامل VHF يا UHF مدوله مي نمايند.
باوجود آنكه درحالحاضر تعداد بسيار اندكي از سيستم ها و يا تلويزيون هاي سياه و سفيد هنوز مورد استفاده قرار مي گيرند، سيستم هاي تلويزيوني رنگي كه امروزه در همه جا توسط پخشكننده هاي زميني بكار گرفته مي شوند، از فرمت هاي تكرنگ اوليه سرچشمه گرفته اند. در روزهاي ابتدايي، نمايش يك تصوير سياه و سفيد مناسب از پخش هاي رنگي جديد توسط گيرنده هاي موجود بسيار حياتي بود. درواقع، استانداردهاي اسكن، سيگنال روشنايي (Luminance) و سيستم مدولاسيون آنها كاملاً به يكديگر شباهت دارد. آنچه كه در ادامه خواهيد ديد، يك بازنگري خلاصه از تلويزيون ابتدايي به عنوان يك بلوك سازنده سيستم تلويزيون رنگي است كه بعداً به تشريح آن خواهيم پرداخت.
در يك استوديوي تلويزيوني، صحنه اي كه قرار است مخابره گردد بر روي يك صفحه حساس به نور كه در داخل دوربين تلويزيوني قرار گرفته است، تابانده مي شود. اين صحنه مكرراً توسط يك شعاع الكتروني بسياري سريع اسكن مي شود كه تضمين مي كند تصاوير متوالي تنها اندكي با يكديگر تفاوت دارند. در سمت گيرنده، يك ابزار نمايشگر نظير يك پانل LCD يا پلاسما و يا يك لامپ اشعه كاتدي (CRT) براي بازسازي تصوير ازطريق يك فرآيند اسكن تصويري مشابه با يك شعاع الكتروني، مورد استفاده قرار مي گيرد. سپس، پديده ماندگاري بصري احساس مشاهده يك تصوير متحرك را همانند زمانيكه به يك فيلم سينمايي نگاه مي كنيد، ايجاد مي نمايد. در سيستم پخش تلويزيوني انگلستان كه تحتعنوان PAL شناخته مي شود، 25تصوير كامل در هر ثانيه اسكن مي گردد. ازسوي ديگر، در كشورهايي نظير ايالات متحده از سيستم NTSC با 30 تصوير كامل در هر ثانيه استفاده مي شود. ما در اينجا هر دو سيستم را درنظر گرفته ايم.
پويش تصوير
اسكن يك درميان
در انتهاي هر فيلد، شعاع الكتروني به سرعت به نقطه شروع اسكن بعدي برميگردد. Fly back فرد در انتهاي آخرين خط فيلد فرد (نقطه A در شكل2) پايان مي يابد و سپس شعاع الكتروني با طي ارتفاع صفحه نمايش به نقطه آغازين اولين خط از فيلد زوج (نقطه B) منتقل مي گردد. براي اطمينان از يكسان بودن فاصلهعمودي Fly back و درنتيجه يكسان بودن زمان Fly back فيلد براي هر دو فيلد فرد و زوج، Fly back زوج (خط نقطهچين) در نيمهراه آخرين خط از فيلد زوج (نقطه C) پايان مييابد تا شعاع الكتروني كار اسكن فيلد فرد بعدي را از نيمه راه اولين خط آن (نقطه D) آغاز نمايد. به هميندليل است كه تعداد خطوط انتخاب شده براي تصوير كامل، فرد مي باشد.
همزمانسازي
با درج پالس هاي هماهنگي (پالس هاي Sync) در شكل موج سيگنال ويديوئي با فواصل منظم و سپس پيادهسازي يك ويژگي متمايزكننده در تلويزيون كه به آن امكان مي دهد اين پالس ها را دريافت نمايد، مي توان از مشكل فوقالذكر اجتناب كرد. پالس هاي هماهنگي كه در انتهاي هر خط قرار مي گيرند تا Fly back خط را در گيرنده آغاز نمايند، تحت عنوان پالسهاي Line Sync شناخته مي شوند. مجموعه ديگري از پالس هاي هماهنگي كه در انتهاي يك فيلد قرار مي گيرند تا Fly back فيلد را آغاز نمايند، پالس هاي Field Sync ناميده مي شوند.
شكل موج ويديوئي مركب
خط). شكل موج نشان داده شده در اينجا، خطي با رنگ سفيد خالص (حداكثر روشنايي) را بيان ميكند.
مجموع ولتاژ Peak-to-peak يك ولتي قابلدسترسي، به دو ناحيه تقسيم شده است:
- ناحيه زير سطح (صفر تا 0/3- ولت) براي پالسهاي Sync (خط و فيلد) رزرو شده است.
- ناحيه بالاي سطح سياه (صفر تا 0/7 ولت) براي اطلاعات تصويري يا ويديوئي مورد استفاده قرار ميگيرد.
شكل موج ويديويي Composite از ويديو، Blanking و پالس Sync تشكيل شده است. بنابراين، عموماً تحت عنوان CVBS (Composite Video Blanking and Sync) شناخته ميشود.
زمانبندي و شكل موج CVBS معادل براي سيستم 525 خطي NTSC در شكل[6] با يك مدت زمان خطي 63/5 ميكروثانيهاي و مدت زمان ويديوئي فعال 52/6 ميكروثانيهاي نمايش داده شده است.
فرمت تصوير مشترك
راندمان تصوير
ابعاد صفحه نمايش
درباره جزئيات تصوير
عرض باند ويديويي
از آنجاييكه در سيستم PAL 25 تصوير كامل در هر ثانيه وجود دارد، تعداد سيكلها در هر ثانيه و يا به عبارت ديگر حداكثر فركانس ويديوئي معادل 5184000 هرتز (25 * 207360) يا 5/184 مگاهرتز خواهد بود. NTSC با 30 فريم در هر ثانيه داراي همان حداكثر فركانس ويديوئي معادل PAL ميباشد (5184000 = 30 * 172800).
حداقل فركانس ويديوئي زماني بدست ميآيد كه شعاع الكترون، پيكسلهايي با روشنايي يكسان را اسكن ميكند. اين وضعيت با دامنه ثابت شكل موج ويديوئي، يك فركانس صفر هرتزي و يا .d.c مطابقت دارد. بنابراين، پهناي باند ويديوئي معادل صفر تا 5/184 مگاهرتز ميباشد.
در اينجا توجه داشته باشيد كه مشخصات تعيين شده توسط CIF تلويزيون SD، به يك پهناي باند ويديوئي مشابه براي هر دو سيستم منتهي ميگردد كه البته يكي از اهداف CIF به حساب مي آيد.
شيوههاي ارسال سيگنال
روشهاي تلفيق
پخش تلويزيوني زميني از AM براي اطلاعات ويديوئي استفاده مي كند. همانطور كه بعداً توضيح خواهيم داد، AM معمولي باعث ايجاد دو مجموعه باند كنار جانبي (Sideband) در دوطرف باند حامل مي شود كه به اين ترتيب ملزومات پهناي باند براي انتقال را دو برابر مي نمايد. با اينحال، هريك از اين باندهاي جانبي حاوي اطلاعات ويديوئي مشابهي است كه امكان ناديده گرفتن يك باند جانبي به طور كامل و پيادهسازي تكنيكي كه تحت عنوان انتقال (SSB) Single Sideband شناخته مي شود را بوجود مي آورد. با اينحال، انتقال SSB خالص به آشكارسازي هماهنگي پيچيدهتري در سمت گيرنده نياز دارد كه باعث افزايش قيمت گيرنده ها مي شود. آشكارساز ساده و ارزان ديودي كه براي انتقالات (DSB) Double Sideband كافي است، هنگاميكه براي يكسوسازي (Demodulate) يك انتقال SSB AM مورد استفاده قرار مي گيرد، تحريفي تحت عنوان Quadrature Distortion را ايجاد مي كند. اين تحريف كه اساساً توسط انتهاي پائيني طيف فركانس ويدئويي ايجاد مي شود. براي اجتناب از اين مشكل و در عينحال استفاده از آشكارسازي ديودي، تركيبي از مدولاسيون SSB و DSB باعنوان Vestigial Sideband Transmission مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين روش، براي فركانس هاي پائين ويديوئي از انتقال DSB و براي فركانس هاي بالاتر از SSB بهرهگيري مي شود.
ظرفيت كانال (سيستم پال)
درنتيجه استفاده از Vestigial Sideband Transmission، فركانس هاي ويديوئي تا 1/25مگاهرتز در هر دو Sideband و فركانس هاي بالاتر از 1/25 مگاهرتز تنها در يك Sideband منتقل مي شوند. درهنگام تشخيص توسط آشكارساز ديودي، فركانس هاي زير 25/1 مگاهرتز، دو برابر خروجي فركانس هاي بالاتر از اين سطح را توليد مي كنند. براي جبران اين وضعيت، شكلدهي پاسخ فركانس گيرنده به صورتيكه تقويت (Amplification) كمتري نسبت به فركانسهاي منتقل شده در يك Sidebandبراي فركانس هاي منتقل شده در هر دو Sideband درنظر گرفته شود، ضروري خواهد بود.
به منظور پوشش يك ناحيه بزرگ، چند ايستگاه فرستنده مورد استفاده قرار مي گيرند.
تخصيص كانال
ظرفيت كانال (NTSC)
مقالات مرتبط
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}