ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НОРМАЛЬНОГО ВИДЕОСИГНАЛА В УЗКОПОЛОСНЫЙ SSTV-СИГНАЛ
Д. КОВАЛЕНКО (UA2FDX), 238100, г.Черняховск, Калининградская обл., ул.Победы, 3 — 26.
Промышленные телевизионные видеокамеры с нормальной разверткой с успехом могут быть использованы для передачи изображения по узкополосному каналу связи. На первый взгляд, такая возможность может показаться не реальной, если сравнить параметры и особенности стандартного телевизионного сигнала и SSTV-сигнала. Так, частотный спектр стандартного видеосигнала лежит в полосе от 50 Hz до 6,5 MHz, а спектр SSTV-сигнала — от 1200 Hz до 2,3 kHz. Частота строк обычной развертки, т.е. в 950 раз превышает частоту строк узкополосного телевидения, а также существенна разница и в кадровых развертках. В стандартном телевидении 50 полукадров за одну секунду, в SSTV один кадр передается за 7,2 сек. Большое различие и в количестве строк, на которые разлагается передаваемое изображение. Несмотря на все различия, применение стандартной видеокамеры возможно в целях передачи узкополосного любительского телевидения, благодаря тому, что частоты кадровой и строчной разверток кратны одна другой.
Частота строчной развертки в SSTV равна 16,6 Hz (50 Hz:3). Следовательно, необходимо частоту кадровой развертки видеокамеры уменьшить в 3 раза, путем небольшого вмешательства в нее. Таким образом, продолжительность одного кадра видеокамеры станет равной продолжительности одной строки SSTV -монитора. Затем необходимо осуществить преобразование широкополосного стандартного видеосигнала в узкополосный SSTV-видеосигнал, путем изменения кадровой частоты в видеокамере. Независимо от типа и схемных особенностей используемой видеокамеры, необходимо включить один каскад делителя на 3 между генератором вертикальной развертки и формирователем импульсов кадровой синхронизации. Подобный делитель на 3 можно реализовать на ТТЛ ИС, если они используются в видеокамере, или используя блокинг-генератор в режиме делителя частоты. Возможно исключить собственный генератор вертикальной развертки, а на его выходной каскад подавать синхроимпульсы частотой 16,6 Hz с внешнего источника.
Видеосигнал с выхода видеокамеры необходимо подвергнуть дополнительной обработке, с целью сжатия его частотного диапазона. Принцип такой обработки заключается во взятии так называемых "проб" в определенных местах всех последовательностей строчной развертки. В кадре, который условно назовем первым, эти пробы берутся в течение жестких интервалов времени, в начале каждой строки.
Puc.1
На рис.1 тонкими линиями обозначен телевизионный растр, а утолщенными — позиции, в которых берутся "пробы".
Процесс преобразования сигнала наглядно демонстрируют временные интервалы на.рис.2.
Puc.2
На рис.3 изображена блок-схема преобразователя широкополосного телевизионного видеосигнала в SSTV-сигнал, а на рис.4 — принципиальная схема.
Puc.3
Видеосигнал, с уменьшенной кадровой частотой, поступает на вход преобразователя Гн1, инвертируется инвертором (И-VT1), а затем поступает на вход амплитудного селектора (AC-VT3; D2.1), выделяющего строчные и кадровые синхроимпульсы, которыми управляется генератор пилообразного напряжения(ГПН1-VТ4;VT5). Вырабатываемое ГПН1 пилообразное напряжение поступает на один ив входов компаратора (KP-DA2). На второй вход компаратора поступает линейно изменяющееся напряжение с периодом повторения 7,2 сек. Это напряжение вырабатывает ГПН2 (элементы VT8, VT9, VT10), управляемый генератором кадровых синхроимпульсов (ГКСИ-D6,1; D6,2). Он формирует выходной импульс, длительность которого определяется выражением t=0,3R37С23, а период Т=0,3R38С24.
Период генератора вычисляется по формуле:
Т=0,28*[R37 С23 (1+0,7/R37)+R38C24(1+0,7/R38)],
где R-кОм; С-пФ; Т-нС.
Puc.4
Импульсы с выхода компаратора DA2 запускают ждущий мультивибратор (ЖМ-элементы D1.1; D1.2; D1.3; D1.4), вырабатывающий импульсы длительностью 0,5 mS, которыми, в свою очередь, управляется аналоговый ключ (AK-DA1). На вход аналогового ключа через эмиттерный повторитель (ЭП1-DT2) поступает проинвертированный видеосигнал. На его выходе присутствуют только те уровни входного видеосигнала, которые совпадают по времени действияуправляющих импульсов. Эти "пробы" поступают на интегрирующий конденсатор (ИК-С10), который формирует узкополосный SSTV- видеосигнал со строчными и кадровыми синхроимпульсами. Полученный таким образом комплексный видеосигнал, выделенный на резисторе R29, модулирует частотный модулятор (ЧМ-элементы DA4, D7.1, VT11, VT12), работающий в диапазоне — 2400... 4600 Hz, а затем делятся на два элементом D7.2. Это необходимо для того, чтобы симметрировать ассиметрич-ный сигнал ЧМ-модулятора. Сформированный частотно-модулированный комплексный SSTV-видеосигнал, окончательно фильтруется фильтром нижних частот полосой пропускания около 3 kHz.
Узел синхронизации преобразователя состоит из триггера Шмитта (D3.1, D3.2), на вход которого поступает переменное напряжение частотой 50 Hz и амплитудой около трех вольт.
Полученные с его выхода прямоугольные импульсы поступают на вход делителя на 3 (элементы D5.1; D5.2). В результате деления на его выходе сформированы прямоугольные импульсы с периодом, равным длительности строчной развертки (Fразв=16,6Hz), период формируют элементы D3.3; D3.4. Импульсы Т=60 mS и t=1,75 mS необходимы для синхронизации кадровой развертки видеокамеры и поступают на нее через эмиттерный повторитель (ЭП2-VT13 и разъем ГНЗ). Этими же импульсами запускается ждущий мультивибратор D4.1. Он вырабатывает строчные синхроимпульсы F=16,6 Hz и t=5 mS для строчной синхронизации преобразователя. Смесителем для строчных и кадровых синхроимпульсов является элемент D2.2.
Настройка преобразователя не сложна и проводится по общеизвестным методикам аналого-цифровой техники SSTV. Они излагались в предыдущих публикациях нашего журнала и внимательный читатель найдет в них много знакомого, присущего данной конструкции.