В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Часть 1
Проблема введения стереофонии в телевизионное вещание поднималась отечественными специалистами многократно, но каждый раз ее решение откладывалось
Первые эксперименты проведения телевизионных передач со стереозвуком были осуществлены в СССР в 1974 году по системе с полярной модуляцией. Однако эти работы так и не вышли за рамки экспериментальных исследований.
В сложившейся на сегодняшний день ситуации внедрение в телевидение стереофонии является для России уже не столько технической, сколько общественно-политической проблемой, ибо в большинстве развитых стран она успешно решена.
Отрадно, что наконец-то предпринята новая попытка: 14 ноября 2003 года первый общенациональный канал российского телевидения начал транслировать экспериментальэкспериментальные передачи со стереозвуком для жителей Москвы и прилегающей территории, выбрав для этой задачи формат NICAM. Однако как долог был этот путь с момента проведения первых экспериментов в далеком 1974 году!
Почему все же NICAM? Прежде чем говорить о целесообразности данного выбора, кратко представим читателю основные форматы передачи стереозвука в наземном телевидении.
Для передачи стереозвука в наземном телевизионном вещании в мире используются следующие системы (в скобках указаны страны - разработчики данных систем):
Система ЧМ-ЧМ
Широкое распространение получил вариант, принятый в Японии, где телевизионные передачи со стереозвуком ведутся с 1970 года. Для этой цели формируется комплексный стереофонический сигнал (КСС), схематично показанный на рис. 1, а. Посредством этого сигнала модулируется несущая передатчика звука по частоте. КСС содержит две части: низкочастотную, представляющую собой сигнал М=(Л+П)/√2 (Л и П - левый и правый сигналы стереопары), и надтональную. С помощью последней передается разностный сигнал 8=(Л-П)/√2 стереопары. Передача сигнала S осуществляется путем частотной модуляции под-несущей частоты fПН. Ее значение равно удвоенной частоте строчной развертки телевизионного приемника fПН=2fСТР≈31,5 кГц. Для улучшения отношения сигнал-шум в канале S применена компандерная система. Чтобы избежать проникновения боковых компонент ЧМ-колебания поднесущей в полосу частот канала М, спектр надзвуковой части КСС резко ограничивают в пределах ±15 кГц от значения fПН. Диапазон модулирующих частот в канале S ограничен частотой FB=12 кГц. Для компенсации времени задержки сигнала S фильтром с частотой среза 12 кГц аналогичная задержка вводится и в сигнал канала М. Для идентификации режима работы (моно/сте-рео) передатчика звука служит пилот-сигнал на частоте fПН=3,5fСТР=55,125 кГц. Он модулируется по амплитуде тональным сигналом, частоты которого равны 982,5 Гц (стереозвук) и 922,5 Гц при передаче двух разных звуковых сигналов. Основные характеристики системы ЧМ-ЧМ приведены в табл. 1 и не требуют дополнительных пояснений.
Система ЧМ с двумя несущими звука
Телевизионное вещание по данной системе ведется в ФРГ с сентября 1981 года. В системе ЧМ с двумя несущими звука (рис. 1, б) предусмотрены три режима работы: моно, стерео, а также двуязычное сопровождение телевизионной программы. На основной несущей частоте fН.ЗВ1, отстоящей от несущей изображения на 5,5 МГц, передается сигнал М=(Л+П)/2. На дополнительной несущей звука fН.ЗВ2, отстоящей от несущей сигнала изображения fН.ИЗ на 5,7421875 МГц, передается сигнал П. Обе несущие fН.ЗВ1 и fН.ЗВ2 разнесены на расстояние 15,5·fСТР=242 кГц. Звуковые сигналы модулируют несущие по частоте. Для опознавания режима работы телевизионной станции в канал П введен пилот-сигнал. Технические характеристики системы приведены в табл. 2. Компандерная система в обоих каналах отсутствует.
Система ЧМ-АМ BTSC
Система ЧМ-АМ BTSC была разработана фирмой Zenith (США). С марта 1984 года ее распространение происходило на всей территории США. Низкочастотную часть КСС (рис. 1, в) образует сумма сигналов стереопары М=(Л+П)/√2, каждый с полосой частот 40...15 000 Гц. Надтональная часть КСС представляет АМ-колебание. Частота поднесущей fПН1=2·fСТР=31,468 кГц. Модулирующим сигналом является разностный сигнал S=(Л-П)/√2, также с полосой частот 40...15 000 Гц. Частота fПН1 подавлена не менее чем на 40 дБ. Для ее восстановления в приемнике в КСС введен пилот-тон с частотой fПН=fCTР=15,734 кГц. Сигнал S обработан компандерной системой dBx. В системе ЧМ-АМ BTSC организованы также два дополнительных ЧМ-канала: один из них служит для передачи сигналов радиовещания, второй - для передачи дополнительной информации (речь, данные). Поднесущие частоты дополнительных каналов равны fПН2=5·fСТР и fПН3=5.5·fСТР- Полоса частот, занимаемая этим полным сигналом с учетом дополнительных каналов,составляет 0,04...120 кГц. Характеристики системы представлены в табл. 3.
Система с полярной модуляцией
Дополнительно здесь следует сказать также и о системе с полярной модуляцией. Она разрабатывалась в России под руководством Л.М. Кононовича для радиовещания, но с учетом возможности ее последующего применения и в телевидении. Параметры качества каналов звука даны в графе 5 табл. 4 (для телевизионного приемника с параллельными трактами изображения и звука). Как показали натурные испытания, она не обеспечивает отношения сигнал-помеха в каналах звука телевизионного приемника равного 55...60 дБ. В каналах звука телевизионного приемника возникали слышимые помехи от блоков строчной и кадровой разверток. Правда, эти испытания проводились на приемниках с общим каналом изображения и звука. Реально отношение сигнал-шум составляет 40...45 дБ, даже при параллельных трактах изображения и звука в телевизионном приемнике, что явно недостаточно. Ее внедрение в телевидение и по целому ряду других причин сегодня представляется нецелесообразным.
Параметры качества всех рассмотренных систем представлены в табл. 4. Анализ этих экспериментальных данных позволяет сделать следующее выводы:
Аналоговый формат
Но все же, какой аналоговый вариант передачи стереозвука в нашем формате SECAM следует выбирать? Можно использовать техническое решение, аналогичное тому, которое реализовано в системе ЧМ-АМ BTSC. При этом КСС в данном случае мог бы иметь, например, следующие особенности:
В отличие от системы ЧМ-АМ BTSC здесь можно было бы применить компандер, адекватный по семейству АЧХ и временным параметрам системе Panda-1, широко применяемой сегодня в спутниковых каналах звука. Он обеспечивает эффективность в подавлении шумов до 20 дБ. Важно также и то, что его производство в России освоено.
Однако такое решение было бы оправдано лет двадцать тому назад, но сегодня благодаря успехам цифровых технологий, новым алгоритмам сжатия цифровых сигналов и широкому применению звуковых форматов многоканальной стереофонии Dolby Lab не имеет перспективы.
Юрий Ковалгин
Зав. кафедрой радиоприема, вещания и электромагнитной совместимости СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #4, 2004
Посещений: 13469
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
