ОТНОШЕНИЕ СИГНАЛ-ШУМ

Отношение сигнал-шум в канале изображения является важным показателем при расчете ТВ систем и планирования сетей вещания. В каналах изображения нормируется отношение сигнал взвешенный-шум. Оно рано(в децибелах) отношению амплитуды от пика сигнала изображения (параметр L на рис. 2.2) к эффективному значения шума, измеренному взвешивающим фильтром от 10кГц до верхней частоты сигнала 6 МГц. Амплитудно-частотная характеристика взвешивающего фильтра позволяет учесть свойства зрения при восприятии флуктуационных помех в различных участках видеоспектра. Шумы измеряются прибором для измерения эффективных значений сигнала и определяется по формуле

С/Ш взв = 20 1 g (0,7 В/ U эфф.ш ),

где U эфф.ш - эффективно значение напряжения взвешенного шума.

Нормированное отношение сигнал-шум должно выполнятся в течение 99 % времени любого месяца. Полоса, в которой измеряется взвешенный шум, формируется последовательно включенными фильтрами:

1) взвешивающим фильтром с постоянной времени ? = 330 нс (схема на рис. 2.3), с амплитудно-частотной характеристикой в виде кривой ? на рис. 2.4 и коэффициентом передачи А = 10 lg ( 1 + 4??????), дБ;

2) фильтром подавления НЧ помех (от сети питания и микрофонного шума) (рис. 2.5, а) с амплитудно-частотной характеристикой в виде кривой Б на рис. 2.5, б; номиналы в таблице 2.1

3)фильтром нижних частот, ограничивающим полосу измерения помех (схема фильтра – на рис. 2.6,а, характеристика – на рис. 2.6,б, номиналы элементов – в таблице 2.1).

В рек. 567 МККР предлагается использовать унифицированный для разных ТВ стандартов фильтр с постоянной времени ? = 245 нс для измерения флуктуационных помех в каналах черно-белого и цветного телевидения. Схема унифицированного взвешивающего фильтра изображена на рис. 2.7, его частотная характеристика – на рис. 2.4 (кривая б), коэффициент передачи ( в децибелах

В асимптоте А?>10 1 g (1+а), А? = 14.8 дБ, а = 4,5

Использование унифицированного взвешивающего фильтра позволяет перейти к нормированию единого отношения сигнал-взвешивающий шум для разных ТВ стандартов. При этом шум для всех ТВ стандартов измеряется в полосе 5 МГц, которая формируется фильтром нижних частот (ФНЧ), схема которого которого аналогична на схеме ФНЧ с полосой 6 МГц и изображена на рис. 2.6,а, но номиналы элементов другие, даны в табл. 2.1. Частотная характеристика ФНЧ с полосой 5 МГц изображена рис. 2.8. Низкочастотные помехи также подавляются фильтром, изображенным на рис. 2.5 (выход Б). Защищенность, измеренная с помощью унифицированного фильтра, на 4 дБ меньше защищенности, измеренной с включением фильтра для черно-белого ТВ, рекомендовано в Рек. 421-3 МККР для шума с треугольной формой спектра. В настоящем Справочнике приводится отношение сигнал-шум, полученное при измерениях взвешивающим фильтром по Рек. 421-3 МККР (? = 330 нс).

В системах с частотной амплитудой модуляцией для повышения помехоустойчивости сигналов применяют линейные частотные предыскажения видеосигнала на передающей стороне и частотные восстановления – на приемной. Схемы предыскажающего и восстанавливающего контуров даны на рис. 2.9. Частотная характеристика предыскажающего контура дана на рис. 2.10, коэффициент передачи этого контура

К пер.пред = 10 1 g [(1+10,21??)/(1+0,4083??] – 11,0 (дБ).

Коэффициента пересчета влияния контуров восстановления предыскаженного сигнала и взвешивающей цепи по отдельности и совместно на значения защищенности от белого шума и шума с треугольной формой спектра приведены в таблице 2.2. Треугольную форму имеет спектр шума на выходе спутникового канала, в котором организуется передача ТВ методом ЧМ. На участке ретрансляции сигнала для потреблений применяется ОБП-АМ модуляция, шум на выходе демодулятора АМ сигнала имеет равномерный спектр.

Из таблице 2.2 следует, что совместное действие цепей восстановления и взвешивания с характеристикой с ? = 330 нс дает при треугольнике шуме выигрыш в защищенности 18,1 дБ и при белом шуме 1,9 дБ; с взвешивающей цепью с ? = 245 нс – соответственно 13,2 и 0,9 дБ. Эти выигрыши и учитываются при расчетах энергетики ЧМ- и ОБП-АМТВ систем. И сходя из технических, организационных и экономических соображений и в соответствии с установленной длиной канала ГЕЦ в магистральных каналах нормируется отношение сигнал-взвешенный шум (с учетом контуров восстановления) на краю зоны обслуживания 53 - 55 дБ, в спутниковых каналов с приемными установками 1 класса – 53 дБ и в спутниковых каналах с приемными установками 2 класса 48 дБ (см. табл. 2.3 [2.1] .

Табл.2.2

Низко частотная помеха (фон) измеряется в каналах при включении на выходе канала фильтра по схеме рис. 2.5,а, выход В, имеющего амплитудно-частотную характеристику, представленную на рис. 2.5,б, кривая В. Отношение размаха сигнала от уровня гашения до уровня белого к размаху фоновой помехи составляет в каналах 35 … 40 дБ (см. табл. 2.3) и определяется по формуле

U c / U ф = 20 1 g (0.7 B /2,82 U ф ),

Где U ф – напряжение фона, вольтметром эффективных значений, В.