Чающая арифметическое устройство (АУ), работающее совместно с запоминающим устройством, предназначена для цифровой фильтрации сигнала. Временное преобразование производится для синхронизации входного сигнала с опорными импульсными сигналами, используемыми в устройстве фильтрации, и при необходимости для устранения временных искажений входного сигнала.

Процедура временного преобразования заключается в записи Сигнала в ЗУ в системе временных отсчетов, связанной с входным Сигналом, и считывании сигнала в системе временных отсчетов устройства фильтрации. Выполняемая при этом коррекция временных искажений имеет большое значение, так как временные искажения, проявляющиеся в виде неупорядоченного изменении временного масштаба сигнала, разрушают корреляционные связи и во многих случаях исключают возможность обработки сигнала.

Арифметическое устройство по заданной программе осуществляет сдвиг отсчетов сигнала во времени на заданное число интервалов дискретизации и их взвешенное суммирование, ЗУ используется в этом случае для больших временных сдвигов и позволяет в каждый момент времени вовлечь в операции, выполняемые арифметическим устройством, как предыдущие, так и последующие отсчеты сигнала.

Для запоминания информации одного или нескольких кадров изображения применяют динамические интегральные схемы памяти на МДП-структурах, обладающие сравнительно низким быстродействием Поэтому как временной преобразователь, так и устрой ство цифровой фильтрации являются многоканальными, с понИ женной тактовой частотой кода в каждом канале. После обработки цифрового сигнала в многоканальном устройстве исходный код восстанавливается в мультиплексоре (М).

Операция фильтрации, не связанные с большими задержками телевизионного сигнала, могут быть выполнены без понижения тактовой частоты кода. Работающие таким образом цифровые фильтры объединяют цифровой процессор 2, содержащий быстродействующее устройство запоминания небольшой емкости и арифметическое устройство.

Обработанный аналоговый сигнал получают на выходе цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

§ 7,2. Устройства цифровой обработки сигналов

Аналого-цифровой преобразователь осуществляет дискретизацию и квантование входного сигнала. На его входы поступают аналоговый сигнал, тактовые [[Мпульсы, задающие частоту дискретизации, и опорное напряжение, которое после деления на 2" частей образует шкалу квантований. Перед АЦП включают фильтр нижних частот и устройства выборки и хранения. Фильтр нижних частот подавляет высокочастотные составляющие спектра входного сигнала, которые при попадании в спектр дискретизированного

сигнала могут вызвать комбинаинониые искажения. Устройство выборки и хранения с помощью усилительного каскада, коммутируемого тактовыми импульсами, осуществляет дискретизацию входного сигнала и хранит его отсчеты до конца интервала дискретизации, В каждом цикле работы устройства выборки и чранения можно выделить два этапа: выборку и хранение. В АЦП число шагов квантования представляется кодом. Код зависит от способа построения квантующего устройства, поэтому обычно в схему АЦП "" включают преобразователь, формирующий выходной сигнал в виде равномерного потенциального параллельного двоичного кода.

В телевизионной технике используют параллельный и последовательно-параллельный АЦП. В функциональной схеме параллельного (П3,5}& -АЦП с числом уровней квантования n используется ,v-1 компаратор К (рис. 7 3) Входной сигнал подается одновременно на все компараторы. На другие входы компараторов подаются опорные напряжения. При срабатывании компаратора, когда входной сигнал достигает уровня опорного напряжения, состояние «О» на его выходе сменяется состоянием «1» Например, при входном сигнале 1,5 «kb<Wb><2,5ukb срабатывают первый и второй компараторы и размах входного сигнала считается равным 2 Ккв- Если переключаются

Только компараторы /, i-I, то размах входного сигнала составляет (Ukb,

Благодаря синхронным триггерам Тг можно исключить устройство выборки и хранения нз в.ходной цепи АЦП [16) Прн воздействии фронта тактового импульса нее триггеры однивременно переключаются, запоминают состояние компараторов н хранят эту информацию до конца интервала дискретизации. Код, получаемый на выходах компараторов и фиксируемый синхронными триггерами, преобразуется в двоичный код логической схемой ПК-Наряду с ошибками измерения отсчетов лнскретного сигнала,, проявляющимися как uiyM квантования, отметим еше одну погреш-гшсть, возннкаюп1ую при преобразовании аналогового сигнала в цифровой.

Входной сигнал непрерывно изменяется, поэтому измерение выборок производится с ошибкой, зависящей от изменения сигнала во время измерения. Погрешность такого вида называется апер-

турной, а отрезок времени, в течение которого нельзя точно определить, к какому моменту относится выборка, - апертурным временем. Если в схеме нет устройства выборки и хранения, то апер-турное время равно интервалу от начала измерения до выдачи кода, соответствующего данной выборке. Устройство выборки и хранения, а также выполняющие его функции триггеры (см. рис. 7.3) уменьшают апертурное время АЦП и апертурную погрешность. На выходе устройства цифровой обработки апертурная погрешность, зависящая от скорости изменения аналогового входного сигнала, проявляется как шум, добавляющийся к шуму квантования.

Параллельные 8-раэряд-иые АЦП, выполненные в виде одной микросхемы и удовлетворяющие большин-

, , „ ству требований, предъявля-

111 1 Г-TTV емых к устройствам этого П/ПЛ/ П ПП типа, были созданы сравни-

J Т X I Х X тельно недавно. Поэтому в

цифровых телевизионных устройствах получили применение и последовательно- параллельные АЦП. Основой

" 8-разрялного последователь-

но-параллельного АЦП являются два 4-разрядных параллельных АЦП. С первого АЦП, осуществляющего дискретнзанню входного сигнала и квантование его ка 16 уровней, двоичный код поступает на ЦАП. Выходной сигнал ЦАП вычитается из аналогового сигнала, задержанного эквивалентом длинной линии настолько, на сколько сигнал с ЦАП запаздывает по отношению к входному сигналу. Разностный сигнал поступает на вход второго АЦП, формирующее четыре младших разряда выходного кода.

Цифроаналоговый преобразователь служит дли получении аналогового сигнала. Наиболее часто для построения ЦАП используют схемы с многозвенными цепями тнлз R2Jf. В скеме рис 7.4 с такой цепью число ключей соответствует числу разрядов параллельного двоичного кода цифрового сигнала, подаваемого на ЦАП Числовое значение кодовых посылок л = 1/2" (aii" Ч-ИгЗ" -f .. --й,2-Ч-а,2°), где а, равно О или 1. При следовании «единиц» кода (и,= 1) переключатель i-ro разряда находится в положении ?, при следовании «нулей» - в положении / Разряды на рис. 7 4. о нумеруются от старшего к младшему (старший - первый, младший-п-й). Коэффициент передани выходного усилителя 3/2. Если в положении 2 находится только переключатель первого разряда 174