: архив : архив журнала "625" : 1999 : #8

• Оглавление обзора • Телевизионные измерения   как средство обеспечения   высокого качества   телевизионного вещания • Измерительное оборудование   фирмы Electronic Visuals Limited • Цифровое измерительное   оборудование Hamlet • Измерительная аппаратура   компании Leader • Прецизионная продукция   компании RTW • Контрольно измерительное   оборудование фирмы   Snell & Wilcox • Аппаратура контроля   транспортных потоков MPEG-2   семейства ТТ4000 фирмы   Tandberg • Линейка нового оборудования   для телевизионных измерений   фирмы Tektronix • Прибор для измерения   натяжения видеоленты в   тракте • Общие характеристики   измерительных приборов • Обзор телевизионной   измерительной аппаратуры • Испытательные таблицы для   измерения качества и   аналогового телевизионного   вещания • Оборудование НИИР

Телевизионные измерения как средство обеспечения высокого качества телевизионного вещания
Виктор Дворкович, Валерий Басий, Александр Дворкович, Дмитрий Макаров

Обеспечение на приемлемом уровне технического качества телевизионного вещания невозможно без организации полного, по набору контролируемых параметров телеканала, и глубокого, по размещению точек контроля, анализа состояния технических средств телевещания. Актуальность вопроса связана с повышением объемов телевизионного вещания, созданием новых коммерческих телецентров и повсеместным внедрением цифрового вещания.

Технология измерений аналогового и цифрового телевидения является сложной и многогранной научно-технической проблемой, которой занимались и занимаются ведущие отечественные и зарубежные ученые и специалисты многих предприятий и фирм в течение длительного срока. Основы отечественной техники телеизмерений были заложены крупным советским ученым, профессором М.И. Кривошеевым. Научными исследованиями, разработками и производством средств телеметрологии занимались и занимаются многие организации и предприятия в Москве, Санкт-Петербурге, Львове, Вильнюсе, Харькове и в других городах бывшего СССР, фирмы Rohde & Schwarz (ФРГ), Marconi (Англия), Thomson-CSF (Франция), Tektronix и Hewlett-Packard (США), Philips (Нидерланды), Tesla (Чехословакия), Hiradatecnika (Венгрия), NEC, Anritsu и Meguro Electronics (Япония) и др. В результате их деятельности появилось множество приборов для измерения. Работа, касающаяся теории измерений в каналах аналогового телевидения, в основном завершена. С появлением более совершенной элементной базы, очевидно, будет возможно дальнейшее развитие телевизионной измерительной техники как в отношении повышения точности оценки параметров ТВ-сигналов и качественных показателей ТВ-каналов, так и существенном увеличении функциональных возможностей аппаратуры.

Основная идея ТВ-измерений состоит в анализе искажений сигнала известной (специальной) формы - телевизионных измерительных сигналов (ТВИС) при периодических испытаниях, когда ТВ-канал не используется для вещания, или сигналов испытательных строк при контроле в процессе передачи ТВ-программ. При этом измеряется несколько десятков параметров, однозначно связанных с искажением одного или группы элементов анализируемого сигнала. Набор и значения измеренных параметров в совокупности характеризуют качество контролируемого канала. Большое количество измеряемых параметров требует автоматизации и большого быстродействия измерительной аппаратуры. Необходимость измерения параметров отдельных участков многозвенного и многофункционального ТВ-канала выдвигает высокие требования к точности измерений.

Традиционно в качестве источников ТВИС используются как аналоговые, так и более точные и совершенные цифровые генераторы ТВИС и устройства формирования и ввода испытательных строк в ТВ-сигнал изображения.

Аналоговые генераторы телевизионных измерительных сигналов и устройства ввода телевизионных испытательных строк:

• генератор ТВИС Г6-8, устройство ввода ТВИС К2-27, генераторы и устройства ввода ТВИС Г6-30, Г6-35 (СССР);
• генераторы ТВИС RFZ, SPEF, SPZF, SPF2, устройство ввода ТВИС SPZF (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• генераторы ТВИС TF2905/8, TF2909, TF2913 (Marconi, Англия);
• генератор ТВИС TTV 8310 (Thomson-CSF, Франция) и др.

Цифровые генераторы телевизионных измерительных сигналов и устройства ввода телевизионных испытательных строк:

• цифровые генераторы ТВИС 1900DG и 1910DG (Tektronix, США);
• цифровые генераторы ТВИС TTV 8400 и TTV 8410 (Thomson-CSF, Франция);
• цифровые генераторы ТВИС TVG-101 (NEC, Япония), MG6301A/B/C (Anritsu, Япония), MPG-4301 (Meguro Electronics, Япония);
• цифровой генератор ТВИС Г-230 (Россия);
• цифровой генератор ТВИС в составе компьютерного видеоанализатора ВК-1/2 (Россия) и др.;
• телевизионное устройство ввода УВС-ТВ (Россия) и др.

Оценка качества формирования и воспроизведения ТВ-изображений обычно осуществляется путем создания специальных черно- белых или цветных изображений. Цветные изображения формируются в виде полного цветового ТВ-сигнала, кодируемого в одной из систем цветного телевидения: SECAM, PAL или NTSC. Качество изображения в этом случае позволяет судить с некоторой долей субъективизма и о качестве кодирования и декодирования контролируемого ТВ-канала. Для этих целей используются специальные генераторы телевизионных испытательных таблиц.

Генераторы телевизионных испытательных таблиц:

• УИТ (СССР);
• генераторы PM 5631 (multi pattern), PM 5632 SECAM (Philips, Нидерланды);
• цифровые генераторы SGSF (SECAM), SGPF (PAL), SGDF (D-MAC/ D2-MAC), SGMF (NTSC) (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• генератор телевизионных испытательных таблиц в составе компьютерного видеоанализатора ВК-1/2 (Россия) и др.

Первыми приборами для анализа искажений ТВИС были осциллографы. В настоящее время в качестве простейших неавтоматизированных приборов для анализа искажений ТВИС часто применяют специализированные осциллографы, отличающиеся от осциллографов широкого применения дополнительными свойствами:

• возможностью синхронизации от элементов ТВ-сигнала: строчных и полевых синхроимпульсов и синхроимпульса выбираемой строки в кадровом гасящем импульсе;
• высокой яркостью луча при больших скважностях анализируемого сигнала;
• средствами обработки сигнала: различными фильтрами, восстановлением постоянной составляющей, преобразователями некоторых, особенно важных искажений ТВИС в сигналы, обеспечивающие удобство анализа и т.п.

Использование простых и дешевых специализированных аналоговых осциллографов приводит к снижению оперативности измерений и зачастую вносит субъективные погрешности в результаты измерений. Цифровые осциллографы, обычно имеющие режимы электронной лупы и спектрального анализа, являются существенно более точными и удобными приборами для осуществления скрупулезного анализа формы сигналов.

Телевизионные осциллографы:

• ТВ-осциллографы С1-57, С1-81, С9-1 (СССР);
• цифровые ТВ-осциллографы OPF и ODF (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• цифровые ТВ-осциллографы HP54602B, HP54610B, HP54615B, HP54616B/C, HP54645A (Hewlett-Packard, США);
• цифровой осциллограф в составе прибора WVR500, цифровой осциллограф в составе измерительного комплекта VM700 Option 11 (Tektronix, США);
• осциллограф PM5665 (Philips, Нидерланды);
• цифровой осциллограф в составе компьютерного видеоанализатора ВК-1 (Россия) и др.

Для измерения параметров кодирования и декодирования сигналов системы SECAM предназначены секамоскопы, для систем PAL и NTSC - вектороскопы. И секамоскопы и вектороскопы позволяют измерять и некоторые другие параметры систем формирования и передачи ТВ-сигналов.

Секамоскопы и вектороскопы

• секамоскоп AS-40 (CFT, Франция);
• секамоскоп ПБ-100М (Россия);
• вектороскопы систем PAL и NTSC PM5667, PM5668 (Philips, Нидерланды);
• вектороскоп в составе телевизионного испытательного приемника VSA (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• вектороскоп системы PAL в составе прибора WVR500 для систем PAL и NTSC, вектороскоп в составе измерительного комплекта VM700 Option 11 для систем PAL (Tektronix, США);
• вектороскоп системы PAL ВСТ-1 (Россия);
• секамоскоп и вектороскоп системы PAL в составе компьютерного видеоанализатора ВК-1 (Россия) и др.

Для оценки искажений, вносимых каналом передачи, применяются измерители (анализаторы) искажений ТВИС различных поколений, использующие, в той или иной мере, и аналоговую и цифровую обработку сигналов. Немаловажной является и объективность результатов измерения этими приборами, их высокое быстродействие.

Наряду с анализаторами искажений ТВИС, используются приборы допускового контроля, вырабатывающие суждения о соответствии контролируемых искажений заданным допускам. Функцию допускового контроля обеспечивают и некоторые измерители (анализаторы) искажений ТВИС.

Измерители (анализаторы) искажений телевизионных измерительных сигналов и испытательных строк, построенные по методу параллельного преобразования искажений телевизионных измерительных сигналов и испытательных строк:

• измеритель искажений ТВИС ТF2914 (Marconi, Англия);
• анализатор искажений ТВИС UPF (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• устройство допускового контроля (УДК), анализатор телевизионный (АТ) (СССР) и др.

Цифровые измерители (анализаторы) искажений телевизионных измерительных сигналов и испытательных строк:

• измеритель параметров ТВ-трактов К2-35, анализатор искажений ТВИС К3-2 (СССР);
• передвижной ТВ-анализатор WMP, видеоанализатор UVF, видеоизмерительная система VSA (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• анализатор видеосигнала с использованием цветного монитора для индикации результатов измерения PT5463 (Philips, Нидерланды);
• измерительный комплект VM700 Option 11 для систем PAL (Tektronix, США);
• анализатор телевизионный мониторинговый АТМ-2 (Россия);
• видеоанализатор компьютерный ВК-1 (Россия) и др.

Все перечисленные классы приборов используются на тех участках каналов связи, где ТВ-сигналы существуют в аналоговом виде.

Специфика применения измерительных приборов на телевизионных и радиопередающих станциях связана с использованием в телевидении систем частичного подавления одной боковой полосы радиосигнала. Для оценки параметров таких систем используются специфические измерительные приборы.

Анализаторы боковых полос телевизионных передатчиков и телевизионные измерительные демодуляторы и приемники:

• анализаторы боковых полос SWKF и SOKF (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• телевизионные приемники и демодуляторы аналоговых входных сигналов семейств EMF и EKF, телевизионные приемники и демодуляторы аналоговых амплитудно-модулированных радиосигналов телевизионных вещательных передатчиков с частично подавленной одной боковой полосой, сигналов КАМ (квадратурная АМ) системы DVB-C (европейская система вещания кабельного цифрового телевидения) семейства EFA (Rohde & Schwarz, ФРГ);
• телевизионные контрольные и измерительные приемники и демодуляторы эфирного и кабельного вещания DS1000 и TV1300. Демодуляторы DS1000 работают с ТВ-сигналами стандартов М/N (DS1001), В/G (DS1002), I (DS1003) (Tektronix, США);
• телевизионные измерительные демодуляторы ТR-0771/Q199 и НTT-0771/МО (Hiradatecnika, Венгрия);
• телевизионный измерительный демодулятор, состоящий из двух блоков: демодулятора изображения ТDО-2 и демодулятора звука ТDZ-2 (Теsla, Чехословакия);
• телевизионные демодулятор "Иртыш" (СССР);
• телевизионный измерительный демодулятор ТВД-В, телевизионный измерительный приемник, анализатор телевизионный мониторинговый АТМ-2, телевизионный измерительный демодулятор "Сигма" ТВД-01 (Россия) и др.

Приборы для контроля канала звукового сопровождения телевидения

Для измерений и контроля канала звукового сопровождения телевидения используются как специализированные приборы, так и приборы общего назначения: селективные и универсальные вольтметры и генераторы сигналов. К специализированным приборам для контроля каналов звукового сопровождения относятся:

• анализаторы квазипикового значения звукового сигнала ИЗУМ (СССР) и ИЗУМ-16ДК (Россия);
• анализатор PT5463 (Philips, Нидерланды), обеспечивающий измерение обоих уровней стереосигнала и разности фаз между левым и правым каналами;
• анализатор сигналов звукового сопровождения в составе телевизионного испытательного приемника VSA (Rohde & Schwarz, ФРГ) и др.

Для проведения некоторых измерений в канале звука возможно использование:

• телевизионных контрольных и измерительных приемников и демодуляторов эфирного и кабельного вещания DS1000 и TV1300 (Tektronix, США) - измерение параметров стереосигналов по системам ВТSС и NIСАМ;
• телевизионного измерительного демодулятора ТR-0771/MO (Hiradatecnika, Венгрия) - измерение девиации несущей звука, отношения несущей изображения к несущей звука, глубины амплитудной модуляции;
• демодулятора звука ТDZ-2 (Tesla, Чехословакия) и др.

Для постоянного контроля и измерений параметров при вводе в строй и при эксплуатации телевизионных радиопередающих станций и студий кабельного телевидения используются системы комплексного анализа параметров телевизионных радиопередающих станций, обеспечивающие в одной системе весь комплекс измерений.

Системы комплексного анализа параметров телевизионных радиопередающих станций:

• стойки TMZ нескольких поколений (Tesla, Чехословакия);
• комплексный анализатор сигналов передатчиков "КомпАС-ТВ" (Россия);
• телевизионная система испытаний и контроля ТВ-передатчиков TS6130 (Rohde & Schwarz, ФРГ) и др.

В России и в других странах СНГ сложилась крайне тяжелая ситуация с телевизионной техникой связи, вызванная отсутствием измерительной аппаратуры, необходимой для настройки и поддержания технических характеристик телевизионных передающих станций, аппаратно-студийных комплексов, наземных и спутниковых линий связи, кабельных систем приема и распределения программ в таком состоянии, которое обеспечивало бы их качественное функционирование. Особые проблемы возникают в связи с широким внедрением систем и аппаратуры цифровой обработки и передачи компрессированных ТВ-сигналов по цифровым каналам связи. Разрабатываемые системы требуют создания соответствующих контрольных и измерительных систем и средств.

С внедрением систем цифрового телевидения потребность в использовании измерительной аппаратуры будет возрастать, так как цифровые системы передачи телевидения требуют создания принципиально новых способов и средств контроля и измерений. При этом необходимо, чтобы эти средства были совместимы и с традиционными аналоговыми телевизионными системами.

[дальше]