ANALOGISEN VÄRITELEVISION RAKENNE JA TOIMINTA

Esitys aiheesta: "ANALOGISEN VÄRITELEVISION RAKENNE JA TOIMINTA"— Esityksen transkriptio:

1 ANALOGISEN VÄRITELEVISION RAKENNE JA TOIMINTA
Kevät 2015 ANALOGISEN VÄRITELEVISION RAKENNE JA TOIMINTA Mitä toimintoja & lohkoja televisiojärjestelmä sisältää? 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

2 Videosignaalin VSB-modulaatio
Analogisen väri-TV:n videosignaalin siirrossa ojn käytetty VSB-modulaatiota. Äänen siirto toteutettu FM-modulaatiolla videokaistan yläpuolella. Edelleen toiminnassa useita analogisia TV-standardeja: PAL suurimmassa osassa Eurooppaa ja Australiassa. NTSC esim. USA ja Kanada. SECAM esim. Ranska ja Venäjä. Poikkeavat järjestelmäparametrit alla. Videokaistanleveys 4…6 MHz. Synkronoitu verkkotaajuuteen. 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

3 Videosignaalin VSB-modulaatio
Digi-TV -tekniikassa ei ole globaalia standardia maiden yli. DVB-S: satelliittivastaanotto. DVB-T (terrestial): antennivastaanotto. DVB-C (cable): kaapelitelevisiovastaanotto. HUOM: Digiboxit muodostavat analogisen kantataajuisen videosignaalin, jotta vanhaa analogista TV-vastaanotinta voidaan edelleen hyödyntää SCART-liittimen kautta. Siirtotiellä signaali on moduloitu digitaalisella kantoaaltomodulaatiolla: QAM-periaatteella siirretään bittejä, mutta lopussa videosignaali muutetaan biteistä takaisin analogiseksi näyttöjännitteeksi. Tietoa digi-TV-lähetyksistä: 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

4 Videosignaalin VSB-modulaatio
Lähettimessä tavallinen kaistanpäästösuodatin, joka rajaa spektrin. Vastaanottimessa siirtymäkaistaltaan lineaarinen VSB-suodatin. Kuvan kantataajuisen videospektrin leveys noin 6 MHz, josta tynkäkaistan osuus on noin 1,25 MHz. 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

5 Kuvan pyyhkäisy Videosignaalin kuva muodostetaan rasteripyyhkäisyllä.
Kehyksen juovat on synkronoitava. Kehyksessä (frame) esim. 525 (NTSC) tai 625 (PAL) juovaa. Kuva on jaettu kahteen lomittuneeseen kenttään (interlaced fields), joissa kummassakin esim. 262,5 juovaa. Juovat kentässä I pyyhkäistään ensin ja kenttä II heti perään. Vertical retrace Horizontal retrace 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

6 Kuvan pyyhkäisy 4:3 kuvasuhteella juovalla 700 pistettä. Yht. 700525= pikseliä  siirretään 700x525x30= pistettä sekunnissa (NTSC). HD-digitelevisiossa & HD-boksissa on enemmän juovia ja erilainen kuvasuhde (16:9). Boxi skaalaa juovat analogiselle vastaanottimelle sopivaksi (desimoidaan). Pyyhkäisytaajuus riippuu verkkotaajuudesta NTSC = 60 Hz  1/30 s/kuva  1/60 s/kenttä PAL = 50 Hz  1/25 s/kuva  1/50 s/kenttä Juovataajuus (line scanning frequency) verrannollinen siihen (NTSC: 262,560 = Hz; PAL: 262,550 = Hz). 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

7 Pimennysjakso & juovasynkronointi
Juovan vaihdossa elektronitykki sammutetaan pimennysjaksolla, joka generoidaan lähettimessä. Pimennyspulssin aikana suoritetaan vaakapoikkeutuksen synkronointi. Huom: digitaalisessa HDTV- lähetyksessä käytössä erilainen kuvasuhde 16:9. Perusmuotoinen digipoxi tuottaa Suomessa (PAL) 625 juovaa vanhoille analogisille televisioille. HD-DTV:llä juovatarkkuus suurempi (integroidut uudet HD-valmiudella olevat digi-TV:t). 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

8 Pimennysjakso & juovasynkronointi
Pystysynkronointi vie enemmän aikaa kuin vaakasynkronointi. Juovataajuus n. 15 kHz kuuluu pienenä juovamuuntajan vinkumisena vanhoissa analogisissa vastaanottimissa (osuu korvan kuuloalueelle). 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

9 VÄRIEN MUODOSTUS Mikä on värimuodostuksen perusidea?
Miten kuva ja värit moduloidaan? 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

10 VÄRIEN MUODOSTUS Luminanssi = kirkkaus, ja krominanssi = väri, joka voidaan esittää käsitteillä sävy ja värikylläisyys (suhteessa valkoiseen). Sävy (hue) ja värikylläisyys (saturation) värikaaviossa mahdollisine värikorjauksineen kuvataan QM-periaatteella I/Q-signaalivektorin kulmaksi ja pituudeksi. Silmä tulkitsee valon valkeaksi, jos R=30%, G=59% ja B=11% (ei siis 33,3% kukin). 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

11 Pikselin harmaasävyn ja värin muodostus
Värit saadaan 3 värin avulla: punainen, vihreä ja sininen. MV-television harmaasävy (luminanssisignaali) mL(t) saadaan R&G&B –yhdistelmänä ottaen huomioon silmän värivaste: Nämä lähetetään Näillä piirretään kuva vastaanottimen CRT:lle. 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

12 Värisignaalin i/Q-modulointi
mI(t) ja mQ(t) krominanssisignaaleja, joilla kuvataan värisävy ja kylläisyysaste. Ne kvadratuurimultipleksoidaan (QM) kosini- ja sini- väriapukantoaaltoihin. NTSC PAL Luminanssi- ja värisignaalit summautuvat superpositioperiaatteella yhdeksi videosignaaliksi  luminanssi & krominanssi eroteltavissa VSB-ilmaisun jälkeen 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

13 Värisignaalin i/Q-modulointi
Kuvainformaatio muodostuu siis mL(t) mI(t) ja mQ(t) –signaalien summasta. Kantataajuinen kuvainformaatio siirtyy lopulta VSB-moduloituna kantoaallon amplitudina. Terrestial-lähetysten UHF-alueen tehot jop satoja kW. Käytetään klystroniputkivahistimia. NTSC- ja PAL-järjestelmissä apukantoaallon taajuudet ja kaistat eroavat, joten järjestelmien televisiot eivät ole yhteensopivia. 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

14 VIDEOSIGNAALIN MUODOSTUS JA ILMAISU
Millainen on lähetin ja vastaanotin? 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

15 Kantataajuinen videosignaali
Kuvassa ei ole vielä suoritettu VSB-modulaatiota, vaan ainoastaan kantataajuisen videosignaalin m(t) muodostus. Tämä riittää MV-televisiolle Viestisignaali = luminanssi + väri 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

16 videosignaalin ilmaisu vastaanottimessa
mR(t), mG(t) ja mB(t) viedään näytön juovapyyhkäisyylle. Jokaisessa pikselissä kolme väripikseliä, joiden summan silmä aistii pikselin värisävynä. MV-televisiossa tarvitaan vain mL(t) yhdelle harmaasävypikselille. Tämä riittää MV-televisiolle Videosignaali 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

17 Videon ilmaisu (S) 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

18 Koko televisiovastaanotin (S)
Videosignaalin VSB-ilmaisu Välitaajuusvastaanottimen (superheterodyne) etupää (välitaajuusosat) 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

19 Mustavalkotelevisiovastaanotin (S)
521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015

20 Televisiolähetyksen spektri (s)
FM-äänimodulaatio VSB-kantoaalto Periodisesti toistuvat juovapulssit aiheuttavat diskreetin viivaspektrin Fourier-sarjateorian mukaisesti. 521357A Tietoliikennetekniikka I Osa Kari Kärkkäinen Kevät 2015